專利名稱：離心分離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種離心分離器，它包括一個(gè)由驅(qū)動(dòng)軸支撐的轉(zhuǎn)鼓和由其形成的分離室，以及位于中心的輸入腔，輸入腔通過分布在旋轉(zhuǎn)軸四周的通道與分離室連通并由位于軸向一端的分隔壁所限定。離心分離器還包括一個(gè)具有一輸入通道的輸入管，輸入管穿過分隔壁并沿軸向延伸，并在輸入腔的軸向一端處開口，一疊與轉(zhuǎn)鼓同軸的環(huán)形加速盤，這些盤可隨轉(zhuǎn)鼓一起旋轉(zhuǎn)并且這些在軸向上相互間隔一定距離的盤被安裝在輸入腔中并位于輸入通道開口和輸入腔軸向的另一端之間，以便在工作時(shí)，使其帶著輸入的液體隨轉(zhuǎn)鼓一起旋轉(zhuǎn)并在輸入腔中形成一個(gè)旋轉(zhuǎn)液柱。在離心分離器中還設(shè)計(jì)了一個(gè)排泄通道，它將輸入腔的中心部分與外部空間連接起來。
這種類型的離心分離器中存在的一個(gè)問題是怎樣使通過輸入管輸入轉(zhuǎn)鼓的液體隨轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動(dòng)，而不使液體被同樣作用在其上的剪切力所破碎成為分散相，因?yàn)?，這將使后面的對(duì)這種液體物相的分離更為困難。因此，液體需要有效而平穩(wěn)的加速，以使離心分離器獲得最大的分離效率。經(jīng)常使用的一種起加速和傳輸作用的元件是在輸入腔中由轉(zhuǎn)鼓支撐并沿軸向和徑向延伸的葉片。然而，這些葉片以沖擊和剪切力的形式使輸入的液體產(chǎn)生嚴(yán)重的破碎作用。在工作時(shí)，如果輸入腔中所有通向中心的通道沒有被輸入液體充滿，這些葉片另外會(huì)使進(jìn)入的液體產(chǎn)生噴濺，從而使空氣混合于其中。
所述問題的解決手段在美國專利說明書US 2，302，381中已經(jīng)提出。該專利介紹的離心分離器具有一轉(zhuǎn)鼓，在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)形成一個(gè)分離室，和一個(gè)與分離室相連的輸入腔。待分離的混合液組分通過垂直的轉(zhuǎn)鼓驅(qū)動(dòng)軸上的輸入通道從中心進(jìn)入輸入腔。輸入腔的內(nèi)部裝有一疊可隨轉(zhuǎn)鼓一起轉(zhuǎn)動(dòng)的環(huán)形盤。盤的中心與轉(zhuǎn)鼓的旋轉(zhuǎn)軸線重合。每一個(gè)盤的中心具有一環(huán)形開口，其開口組合在一起構(gòu)成接受混合液的接受腔。這些盤之間形成通道，混合液可從該通道沿徑向向外流至分離室。
US 2，302，381公開的離心分離器中的輸入通道端部在所述的接受腔的下面。該輸入通道有一個(gè)軸向指向接受腔的開口，液流在通過開口時(shí)被強(qiáng)烈地節(jié)流。因此當(dāng)混合液通過輸入通道進(jìn)料時(shí)，形成了一股射流，液體流過接受腔并碰撞在一個(gè)導(dǎo)流元件上。導(dǎo)流元件隨轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動(dòng)并使混合液的射流轉(zhuǎn)向，使其徑向向外朝向環(huán)形盤，在盤之間混合液進(jìn)一步流向分離室。
在盤之間的通道中，輸入液體被帶著隨轉(zhuǎn)鼓一起旋轉(zhuǎn)而不受到在相同情況下葉片這種傳輸元件對(duì)輸入液體所產(chǎn)生的嚴(yán)重的破碎作用。反之，在輸入通道開口處強(qiáng)烈的節(jié)流和所產(chǎn)生的射流與錐形導(dǎo)流元件之間的碰撞將造成混合液組分嚴(yán)重的擾動(dòng)和破碎，在許多情況下，就不可能達(dá)到一個(gè)滿意的分離效果。
US 4，721，505介紹了一種離心分離器的輸入裝置，被輸入的混合液在與US 2，302，381一樣的盤之間的通道中被加速。在這種輸入裝置中，混合液通過一個(gè)進(jìn)料元件提供給中心接受腔。該接受腔是由環(huán)形盤上的中心開口形成的。一條排泄通道與接受腔的軸向一端相連。在接受腔中進(jìn)料元件的開口和排泄通道的連接處之間裝有一組盤。在工作時(shí)，在進(jìn)料元件的開口處可以保持一個(gè)液柱，該液柱至少貫穿盤之間的一些通道。進(jìn)料元件是如此設(shè)計(jì)的，即，使通過進(jìn)料元件輸入的混合液形成與該液柱連貫的液相。
在US 4，721，505的輸入裝置中，進(jìn)料元件通過一組盤的中心開口沿軸向延伸。這就限制了盤徑向向內(nèi)延伸的可能性，同樣也限制了盤的輸送能力。為了補(bǔ)償這一點(diǎn)并達(dá)到最大生產(chǎn)能力，盤的數(shù)量必須增加，這就意味著盤組的軸向延伸量要相應(yīng)地增加。此外，如果進(jìn)料元件是靜止的，就需要在進(jìn)料元件和隨轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動(dòng)的盤之間留有間隙，這間隙應(yīng)足夠地大，以防止當(dāng)轉(zhuǎn)鼓發(fā)生振動(dòng)時(shí)，盤與進(jìn)料元件發(fā)生碰撞。如果間隙相對(duì)不夠大，這就使得進(jìn)料元件必須有很高的裝配精度，這進(jìn)一步限制了盤在徑向的延伸。
本發(fā)明目的在于提供一種帶有輸入裝置的離心分離器，它能有效而平穩(wěn)地輸送輸入的混合液而無須在分離器中要求一個(gè)較大的空間。
在本發(fā)明最初描述的離心分離器上裝一擋板就可達(dá)到本發(fā)明的目的，該擋板在輸入通道開口和盤之間從旋轉(zhuǎn)軸線徑向向外延伸，使得當(dāng)工作時(shí)，擋板會(huì)插入到環(huán)繞軸線的旋轉(zhuǎn)液柱中，并且它限定了一個(gè)與輸入腔其余部分分開的、充滿液體的輸入空間，并且在轉(zhuǎn)鼓工作時(shí)，液體可以通過該空間徑向向外流入液柱。
下面參照附圖對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)地描述。附

圖1至3示出了本發(fā)明離心分離器的三個(gè)不同的實(shí)施例。
圖1示意表示的離心分離器具有一轉(zhuǎn)鼓殼體1，它由驅(qū)動(dòng)軸2支撐。轉(zhuǎn)鼓殼體內(nèi)部形成一個(gè)分離室3。在轉(zhuǎn)鼓的中心裝有一個(gè)分隔元件，它形成的分隔壁4同轉(zhuǎn)鼓殼體的一部分共同限定了輸入腔5。輸入腔5經(jīng)通道6與分離室3連通，該通道是在分隔元件和轉(zhuǎn)鼓殼體1之間形成的。在分離室3中裝有一疊截錐形分離碟片7，它將分離室分隔成許多空間，主要的分離作用就在這里進(jìn)行。沿疊置的分離碟片7的軸向延伸的許多通道8是由碟片上彼此相互對(duì)應(yīng)的孔形成的。
從上述圖1可看出，一個(gè)具有輸入通道10的靜止輸入管9沿軸向延伸穿過轉(zhuǎn)鼓殼體1上的中心開口進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓，進(jìn)一步穿過分隔壁4的中心開口進(jìn)入輸入腔5，這樣它通向輸入腔5的軸向一端。在輸入腔5中裝有一疊環(huán)形盤11，它在輸入通道的開口12和輸入腔5的另一端之間隨轉(zhuǎn)鼓一起旋轉(zhuǎn)。盤11借助安裝在盤上的定距裝置使彼此間保持一定的距離。由此，在盤11之間形成許多通道。盤11形成的疊置件被固定在轉(zhuǎn)鼓殼體1和/或分隔壁上。這些盤的用途是在工作時(shí)使其帶著輸入的液體旋轉(zhuǎn)并在輸入腔5中形成一個(gè)旋轉(zhuǎn)液柱。盤11所延伸的平面基本垂直于轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線，且它們的中心與轉(zhuǎn)動(dòng)軸線是重合的。
輸入腔5的中心部分通過排泄通道13與外部空間連通，排泄通道是由靜止輸入管9和分隔壁4的中心開口邊緣之間的空隙形成的。在靜止輸入管9和圍繞轉(zhuǎn)鼓殼體1的中心開口的邊緣之間還有一個(gè)類似的空隙14。這樣，輸入腔5的中心部分也與轉(zhuǎn)鼓殼體1的外部空間連通。在輸入通道的開口12和盤11之間，一個(gè)擋板15從轉(zhuǎn)鼓的旋轉(zhuǎn)軸線徑向向外延伸并伸入輸入腔5中的在工作時(shí)形成的旋轉(zhuǎn)液柱中。圖1所示實(shí)施例中的擋板15是靜止的，并通過靜止輸入管9固定連接和支撐。但是，完全可以將擋板15固定連接到可轉(zhuǎn)動(dòng)的分隔壁和/或盤11的疊置件上。在輸入腔5中的靜止輸入管9的端部具有一個(gè)外環(huán)形凸緣16。凸緣16基本上平行于擋板15延伸并向外進(jìn)入輸入腔中工作時(shí)形成的旋轉(zhuǎn)液柱中。擋板15和凸緣16在它們之間限定了一個(gè)輸入空間17，在工作時(shí)，此空間充滿輸入的液體，來自于輸入通道10的液體經(jīng)其徑向向外流入旋轉(zhuǎn)液柱中。一條排泄通道18穿過輸入管9和擋板15的中心，將輸入腔5擋板以下的中心部分(工作時(shí)該部分充滿氣體)連接到轉(zhuǎn)鼓的外面。經(jīng)過這條排泄通道，氣體可以流出輸入腔5，這些氣體在工作時(shí)是位于輸入腔5中該部分旋轉(zhuǎn)液柱的徑向向內(nèi)部位。
在輸入腔5中，一些徑向延伸的葉片19也可被設(shè)置在分隔壁4上，并位于凸緣16和排泄通道13之間的空間內(nèi)。因此，在工作時(shí)，可以保證隨著轉(zhuǎn)鼓的旋轉(zhuǎn)，而輸送位于這部分空間中的液體，以足以將這部分空間中的旋轉(zhuǎn)液柱的自由液面維持在排泄通道13的徑向外側(cè)。
圖2示意表示的離心分離器不同于圖1表示的離心分離器，它的輸入管由驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)軸20構(gòu)成，在該軸的內(nèi)部構(gòu)成一個(gè)輸入通道21。輸入通道21的開口開向輸入腔22，如圖1相同的方式，輸入腔部分由轉(zhuǎn)鼓殼體、部分由分隔元件23限定。在此情況下，轉(zhuǎn)鼓殼體形成分隔壁24，輸入通道穿過該分隔壁進(jìn)入到輸入腔22中。輸入腔通過多條通道25與分離室26連通，分離室由轉(zhuǎn)鼓形成且在其內(nèi)裝有一疊截錐形分離碟片27。如圖1中一樣的可隨轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動(dòng)的一組環(huán)形加速盤28被裝在輸入腔22中央，并位于輸入通道21的開口和輸入腔的另一端之間。這些盤28同樣借助于裝在盤28上的定距裝置使盤彼此間保持一定的距離。由盤28形成的疊置件被固定連接到轉(zhuǎn)鼓殼體1和/或分隔壁上。在盤28和輸入通道21的開口之間設(shè)有一個(gè)擋板29，該擋板從轉(zhuǎn)鼓的旋轉(zhuǎn)軸線徑向向外延伸進(jìn)入輸入腔22中在工作時(shí)形成的旋轉(zhuǎn)液柱中。在此實(shí)施例中的擋板29可隨轉(zhuǎn)鼓一起旋轉(zhuǎn)，并且最好固定連接到轉(zhuǎn)鼓的形成分隔壁24的那部分上。分隔壁24和擋板29一起形成了一個(gè)輸入空間30，在工作時(shí)，它充滿液體，來自于輸入通道21的液體經(jīng)其徑向向外流入旋轉(zhuǎn)液柱。在分隔元件23相對(duì)一端的中心有一條排泄通道31，它將輸入腔22的中心部分(在工作時(shí)，該部分充滿氣體)與輸入腔22外側(cè)的充滿氣體的空間連通。在此實(shí)施例中，位于輸入腔22和分離室26之間的通道25在輸入腔的輸入通道21開口那一端的端部聯(lián)于輸入腔22，即與輸入通道21的開口位于輸送盤28的同一側(cè)。
圖3示意表示的離心分離器，具有一個(gè)輸入管，與圖2所示實(shí)施例的輸入管的方式一樣，該輸入管由帶動(dòng)轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)軸32構(gòu)成。驅(qū)動(dòng)軸32內(nèi)也形成了一個(gè)輸入通道33，它通向中心輸入腔34。由分離室37圍繞的輸入腔34，部分由轉(zhuǎn)鼓殼體35、部分由分隔元件36限定，它通過通道38與分離室連通。在分離室37裝有疊置的截錐形分離碟片39。限定輸入腔34并且由輸入通道33貫穿的分隔壁在此實(shí)施例中也是由轉(zhuǎn)鼓殼體35的一部分形成的。輸入通道33通入輸入腔34軸向的一端，并且在這一端和其相對(duì)一端之間裝有可隨轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動(dòng)的帶有定距裝置的疊置的環(huán)形盤40，在工作時(shí)，這些盤使輸入的液體隨轉(zhuǎn)鼓一起旋轉(zhuǎn)并在輸入腔34中形成一個(gè)旋轉(zhuǎn)液柱。盤40的疊置件最好被固定連接在轉(zhuǎn)鼓殼體上，但也可被固聯(lián)于分隔元件36上。盤40在一個(gè)基本垂直于轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)軸線的平面上延伸，且其中心與旋轉(zhuǎn)軸線重合。在盤40和輸入通道33的開口之間裝有固聯(lián)在轉(zhuǎn)鼓殼體35上的擋板41，擋板和轉(zhuǎn)鼓殼體一起形成了輸入空間42。在此實(shí)施例中，盤40具有中心孔，孔的直徑隨著距擋板41的距離的增大而減小。在輸入腔34相對(duì)一端的分隔元件36的中心開有排泄通道43，它將在工作時(shí)充有氣體的轉(zhuǎn)鼓的中央空間相互連通起來。
在此實(shí)施例中，連接輸入腔34和分離室37的通道38，在盤40的徑向外側(cè)、在盤的疊置件的端部與輸入腔34相通，通道38偏離于輸入通道。
圖1所示離心分離器的功能如下。
當(dāng)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，待分離的混合液組分通過輸入通道10和輸入空間17進(jìn)入輸入腔5。在輸入腔中，液體以薄層形式在傳輸盤11之間通過，由盤帶著液體旋轉(zhuǎn)并在輸入腔中形成有著徑向向內(nèi)自由液面的旋轉(zhuǎn)液柱。輸入空間17隨后被充滿，從而流過輸入通道10和輸入空間17的液體與輸入腔5中的旋轉(zhuǎn)液柱形成連續(xù)的液相。當(dāng)液體的進(jìn)料量大時(shí)，為保證高于輸入空間17的這部分旋轉(zhuǎn)液柱的自由液面不會(huì)進(jìn)一步徑向向內(nèi)移動(dòng)，而超過分隔壁4的徑向最靠內(nèi)的邊緣，輸入腔中這部分液體也通過多個(gè)徑向葉片19來輸送。
混合液從輸入腔5流過通道6再進(jìn)一步向上穿過通道8。混合液從通道8被分配到分離碟片7之間的不同的空間中，主要的分離是在分離碟片中實(shí)現(xiàn)的。
分離時(shí)在這些空間中，比重較大的組分在離心力作用下從比重較小的組分中分離出來。比重較小的組分在碟片間徑向向內(nèi)流動(dòng)，且進(jìn)一步流向中心出口，圖中示出的出口是溢流出口。比重較大的組分在空間中徑向向外流動(dòng)，且在分離室3的徑向最外側(cè)聚集起來。
圖2和圖3所示的離心分離器具有相同的功能。
在附圖所示的離心分離器中，混合液以某一確定的輸入量輸入時(shí)，輸入腔5中旋轉(zhuǎn)液柱的自由液面保持一定的位置，它們?cè)诟綀D中以連線和小三角符號(hào)表示。如果混合液輸入量增加，液面以這樣的方式在徑向上移動(dòng)，即液體在更多的輸送盤之間的間隙中流動(dòng)。此外，圖3所示實(shí)施例中，采用了越來越大的輸送盤，當(dāng)輸入的混合液增加時(shí)，可以得到滿意的輸送量。
通過設(shè)計(jì)一種帶這種形式輸入裝置的離心分離器，在不要求離心分離器內(nèi)具有很大空間的條件下，就可以有效而平穩(wěn)地輸送混合液，當(dāng)空間相同時(shí)，可用作其他用途，例如可用作輸出裝置，如刮削裝置那樣的輸出裝置。
權(quán)利要求
1.離心分離器具有-一個(gè)由驅(qū)動(dòng)軸(2、20、32)支撐的轉(zhuǎn)鼓，它形成一個(gè)分離室(3、26、37)和一個(gè)位于中心的輸入腔(5、22、34)，通過圍繞旋轉(zhuǎn)軸線排列的通道(6、25、38)將輸入腔與分離室(3、26、37)連通，輸入腔被其軸向一端的分隔壁所限定，-一個(gè)具有輸入通道(10、21、33)的輸入管(9、20、32)，它沿軸向延伸穿過分隔壁(4、24、35)，且其開口開在輸入腔(5、22、34)的該軸向那一端處，-一疊與轉(zhuǎn)鼓同軸的環(huán)形加速盤(11、28、40)，所述盤隨轉(zhuǎn)鼓一起旋轉(zhuǎn)，且被安裝在輸入腔(5、22、34)中，它們彼此間有一定的軸向間距，且位于輸入通道(10、21、33)的開口和輸入腔(5、22、34)軸向另一端之間，工作時(shí)，隨著轉(zhuǎn)鼓的旋轉(zhuǎn)，盤帶著輸入的液體旋轉(zhuǎn)并在輸入腔(5、22、34)中形成一旋轉(zhuǎn)液柱，和-一條排泄通道(13、18、31、43)將輸入腔的中心部分與輸入腔的外部空間連通起來，其特征在于一個(gè)擋板(15、29、41)在輸入通道(10、21、33)的開口和盤(11、28、40)之間從旋轉(zhuǎn)軸線徑向向外延伸，使得工作時(shí)，擋板會(huì)插入到環(huán)繞軸線的旋轉(zhuǎn)液柱中，并且它限定了一個(gè)與輸入腔其余部分分開的輸入空間(17、30、42)，并且在轉(zhuǎn)速工作時(shí)，來自于輸入通道(10、21、33)的液體可以通過輸入空間沿徑向向外流入液柱。
2.如權(quán)利要求1所述的離心分離器，其特征在于擋板徑向向外延伸到至少一些盤的徑向內(nèi)邊緣的外側(cè)的位置上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的離心分離器，其特征在于輸入管(9)是靜止的，且沿軸向穿過分隔壁的中心開口。
4.如權(quán)利要求3所述的離心分離器，其特征在于環(huán)形凸緣(16)被裝在輸入管(9)的外側(cè)，在工作時(shí)，該凸緣沿徑向向外伸入圍繞旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)液柱中，且與擋板(15)一起形成所述的輸入空間(17)。
5.如權(quán)利要求1或2所述的離心分離器，其特征在于輸入管(20、32)隨轉(zhuǎn)鼓一起旋轉(zhuǎn)并且連接在分隔壁(24、35)上。
6.如權(quán)利要求5所述的離心分離器，其特征在于輸入管由驅(qū)動(dòng)軸(20、32)構(gòu)成。
7.如前述任一權(quán)利要求所述的離心分離器，其特征在于所述的擋板(15、29、41)是固聯(lián)于轉(zhuǎn)鼓上。
8.如權(quán)利要求1-4中任一權(quán)利要求所述的離心分離器，其特征在于所述的擋板(15)是固聯(lián)在輸入管(9)上。
全文摘要
離心分離器具有由驅(qū)動(dòng)軸(2)支撐的轉(zhuǎn)鼓(1)，有輸入通道(10)的輸入管(9)，一疊與轉(zhuǎn)鼓同軸的傳輸盤(11)，一條排泄通道(13、18)。為使離心分離器中具有一個(gè)輸入裝置，在不需要在離心分離器中具有一個(gè)較大的空間的條件下，而實(shí)現(xiàn)有效平穩(wěn)地傳輸被輸入的混合液，在輸入通道(10)的開口和盤之間提供一擋板(15)，它從轉(zhuǎn)鼓的旋轉(zhuǎn)軸線延伸并限定了一個(gè)充滿液體的輸入空間(17)，在工作時(shí)，來自于輸入通道的液體通過輸入空間徑向向外流入液柱中。
文檔編號(hào)B04B11/06GK1055307SQ9110154
公開日1991年10月16日 申請(qǐng)日期1991年2月18日 優(yōu)先權(quán)日1990年2月15日
發(fā)明者倫納德·博里斯特倫, 克拉斯·G·卡爾松, 彼得·弗蘭森, 克拉斯·英厄, 托格尼·拉格斯泰特, 漢斯·穆貝里, 奧萊·納博 申請(qǐng)人:艾爾費(fèi)·拉瓦爾分離技術(shù)公司