CN1342105A - 一种用以调节离心分离器的界面的径向水平的方法 - Google Patents

Abstract

一种用以将离心分离器的一特定轻液相和一特定较重液相间的界面调节至一期望径向水平的方法,其中将分离室(5)清空并将用以重液相的出口室(17)内的一排放装置(21、29)的入口开口(23、29)置于一径向内部位置。然后,将一预定容积的特定较重液相供应至分离室(5)而且混合物也供应至分离室(5),形成于两液相间的界面被径向向外地位移而该位移的特定较重液相在出口通路(18)被径向向内地挤压入出口室(17)。当分离室(5)已充填时一第一指示装置指示,而入口开口(23、29)移向出口室(17)的自由液表面直到通过入口开口(23、29)和排放通路将特定较重液相排放,其由第二指示装置指示。防止入口开口(23、29)从其与界面的一期望位置相应的既得位置至少径向向外地移动。在随后的正常操作中,此界面的该径向水平位置会维持。

Description

一种用以调节离心分离器的界面的径向水平的方法

本发明涉及一种用以离心分离器将在操作过程中形成于一特定轻液相和一特定重液相间的界面调节至期望的径向水平的方法。

这种离心分离器包括一沿一定旋转方向绕着一旋转轴线可旋转的转子，该转子内部形成

一入口室，其内一用以供应两种待分离的液相的混合物的管槽是开启的，

一与入口室连通的分离室，

一用以排放在操作过程中分离的特定轻液相的出口装置包括一与分离室的一径向内部连接的出口通道，和

一用以排放在操作过程中分离的特定重液相的出口装置包括一形成于转子的一出口通路，其径向地延伸并在分离室的一径向外部的一定径向水平上的其径向外端具有一入口开口，和其在一环绕旋转轴线的出口室的径向内端是开启的，其中特定较重液相形成一具有一径向地向内转动的自由液表面的旋转液体且其径向位置在操作过程中处于一与遍布于入口开口的分离室的压力相平衡的水平位置，其中设置有一排放装置且不与转子一起旋转并具有至少一个内部的排放通路，还径向地延伸且在其径向外端具有一入口开口而在其径向内端连接于一出口至少是排放装置的一径向外部件，其中置有入口开口并可以这样一方式移动即，入口开口在出口室内可被置于不同的半径。

离心分离器还包括用以将预定容积的特定较重液相供应至分离室的装置、一用以在操作过程中分离室被充填至一定期望水平作出指示的第一指示装置，用以保持分离室被充填至该径向水平的装置、一用以指示特定较重液相在的出口室内的自由液表面径向位置的第二指示装置。

为了在离心分离器中取得好的分离结果，维持在操作过程中形成于离心转子的分离室的特定轻液相和特定较重液相间的界面的径向水平是非常重要的。界面会在这样一径向水平位置即，平衡将在两液相的两液柱间达到。

为了在离心分离器内将该界面维持于一期望的水平，其中特定轻液相和特定较重液相均在各分离室的一出口形成一个自由液表面，为用以分离室的特定轻相的出口设置一其具有环绕旋转轴线和用以较重液相的出口的形状为所谓的水平环状的溢流出口，为其设置一有形状为环绕旋转轴线的控制环的溢流出口。

如未获得满意的分离结果并想调节界面的径向位置，必须停下离心分离器以将该控制环更换为一具有其它半径并用于溢流出口的控制环。往往是关停离心分离器一次来更换控制环还不够，在找到一用以溢流出口的并具有一可获得满意分离结果的半径的控制环之前得关停几次。这是一困难而又费时的操作并且如混合物中液相之一的密度变化将造成反复关停成本。

为了能够调节界面的径向位置而不需要关停离心分离器以更换此种控制环，建议不要通过溢流出口的半径的方法来控制界面的径向位置而是为用以排放特定较重液相的出口装置设置一出口室，其在操作过程中被压力传送地通过一出口通路连接于分离室，从而出口室的一获得的自由液表面可确定界面的径向水平。根据该建议，一静止的排放装置设置于出口室，其具有一内部的排放通路并径向地延伸且在其径向外端具有一入口开口而在其径向内端连接于一出口，在操作过程中该入口开口径向地置于自由液表面外侧。可通过一设置于出口的阀来调节自由液表面的径向位置，其给出一出口的变化的反压力并影响排放室的自由液表面使得反压力越高，自由液表面与入口开口间的径向距离越大。这样，设定于出口的反压力控制界面的径向位置。

一般地，界面的径向位置可以一相应的方式控制，即调节用于特定轻液相的出口的反压力。

无论是通过更换控制环还是调节一或另一液相的出口的反压力，对界面所处径向水平的控制是不可接受的。这意味着操作条件的小的变化可对分离结果产生重大影响。通过根据上述方法调节反压力的控制进一步导致在室的排放中产生作为静止的排放装置局部浸没于出口室的旋转液体结果的不可接受的热量。

本发明的目的是提供一用以将界面调节至一期望径向水平而不需要关停和拆卸离心分离器的简便方法。

根据本发明，这由将本发明内容讨论的此类离心分离器的分离室清空并使入口开口置于出口室的一径向内部位置来完成。此后将预定的大容积的特定较重液相供应至分离室从而在转子旋转过程中该容积将分离室径向内地充填至一径向水平，其这样多地径向地置于出口通路的入口开口内侧使得径向地置于入口开口内侧的被供应的较重液相的容积部分至少此出口通路容积的和出口室的部分容积的总容积都大。当该容积的特定较重液相被供应至分离室时两液相的混合物亦通过供应管槽和入口室供应至分离室，由此分离室被逐渐径内向内地充满并在两液相间形成一径向向外地位移的界面，该位移的特定较重液相在出口通路中被径向向内地挤压并进入出口室，在此其形成一具有一径向地向内的自由液表面的旋转液体并当分离室充满时其被径向向外地位移直到分离室已被充填至一期望水平，且由第一指示装置作出指示，其后改变排放装置的径向外部件的位置使得入口开口被移向出口室的自由液表面直至入口开口抵达液体表面，而且出口室的特定较重液相是通过入口开口和排放通路排放并由第二指示装置指示。随后应防止入口开从其大体与界面的一期望位置相应的既得位置至少径向向外地移动，在另一方面通过一对排放装置的外部可移动部分起作用的力传递元件将入口开口径向向外地朝该既得位置挤压，其后启动一正常操作，在这期间发生分离，在维持出口室的自由液表面的径向水平从而也维持界面的径向水平过程中将已分离的特定轻液相和已分离的特定较重液相通过各出口装置排出。

在本发明的一优选实施例中，离心分离器包括一堆设置于分离室的圆锥分离盘，其各具有一位于距入口开口的一径向距离的径向外部边缘，这样预定的大容积的特定较重液相被供应至分离室使得在转子旋转过程中该容积将分离室径向向内地充填至一径向水平，其这样多地径向地置于出口通路的入口开口内侧使得径向地置于入口开口内侧的被供应的特定较重液相的容积部分至少比大于出口通路的总容积、出口室的部分容积及由分离盘的外部边缘的半径径向向内地和入口开口的半径径向向外地划定的分离室容积的径向最外的第三容积，但小于出口通路的容积口室的部分容积及由分离盘的外部边缘半径径向向内地和入口开口半径径向向外地划定的分离室的部分容积的总容积。

在本发明的另一实施例中，排放装置的可移动的外部部分设置为绕着一基本与旋转轴线平行且相对其偏心的转动轴线可转动，排放装置的径向外部件的位置可以改变并可通过绕着转动轴线转动径向外部件使入口开口朝自由液表面位移。最好，绕着转动轴线沿一与转子的旋转方向相对的旋转方向转动径向外部件。

在本发明的一特殊实施例中，径向外部件具有一突起，当第二指示装置已指示特定较重液相从入口开口和出口通路排出时用一可调节的止挡抵着突起可防止入口开口从其既得的径向位置径向向外地移动。最好径向外部件是以这样的方式转动即，通过以弹性元件式的力传递元件的装置动量使入口开口径向向外地位移。

根据一进一步实施例，一来自出口室的特定较重液相的动量在操作过程中影响径向外部件，其极力以这样一种方式转动该外部件，使入口开口径向向内地位移即该动量通过增加外部件与进入出口室的特定较重液相接触的部分而增加并当该动量超过来自力传递元件的动量时将入口开口径向向外地位移。

下面参照附图详述本发明，其中

图1是通过本发明讨论的该类离心分离器局部的示意性轴线剖面图，而图2是本发明讨论的该类离心分离器的较小部分的局部剖面的细节。

图1所示的离心分离器的部分包括一绕着旋转轴线沿一定旋转方向可旋转的转子，其具有一下部1和一上部2并由一锁环3轴向地结合在一起。转子内部设置有一轴向地可移动的阀滑4。该阀滑4与上部2一起划定一分离室5并设置来开启和关闭一用以一相的间隔排放的位于分离室5和一出口开口6之间的出口通道，该相已从供应至转子的混合物中分离并沉积在分离室5的外围。阀滑4与下部1一起划定一关闭室7，其设置有用以所谓的关闭液体的一入口8和一节流出口9。在转子旋转过程中，在离心力的影响下来自关闭室7的关闭液体的压力将阀滑4挤压并顶着设置于上部2的一环状密封器10，使其密封贴靠。

在分离室5内，有许多圆锥分离盘的一堆11设置于一分配器12和一上部盘13之间。在图1所示的例子中，转子安装于一中空轴14，通过其将待离心地处理的特定轻液相和特定重液相的混合物供应至转子。上部盘13在其如图所示的上部端部形成一用以已在分离室5分离的特轻液相的中心地定位的第一出口室15。该第一出口室15通过一第一溢流出口16与分离室5沟通，从其上特定较轻液相组分可流出分离室5。

转子的上部2形成一中心地定位且一特定较重液相可通过一在分离室5的一径向外部5有一开口19的出口通路18该件分离室5的一径向外部分而进入的第二出口室17，在操作过程中特定较重液相通过该出口通路18流出分离室而至出口室17。

在各出口室分别设置有静止的排放装置20和21。这些排放装置分别设置有外围入口开口22和23且分别与中央出口24和25连接。排放装置20和21大体垂直于旋转轴线径向地延伸如此远地使得在操作过程中它们部分地位于出口室15和17的各自的特定轻和较重液相的旋转液体中。在用以特定轻液相的出口24以压力传感器的形式设置有第一指示装置26而在用以特定较重液相的出口25设置有第二指示装置27。

图2是更近地显示出本发明讨论的该类离心分离器中一用以排放特定较重液相的排放装置的建议的决定方法。

排放装置28设置为绕着相对旋转轴线平行于一偏心的转动轴线作为一个整体可转动的，使得当排放装置28沿相对转子的旋转方向(顺时针)的方向(反时针)转动时可沿朝自由液表面排放室30的方向位移入口开口29。在排放装置上设置有一突起31，一止挡32与离心分离器的非旋转部件连接，通过一形状如螺钉33的可调节部件的方法对其调节。如图2所示，供应管槽34也可设置为中心地穿过用以特定轻液相的排放装置。转动排放装置从而通过一其形状为弹簧35的一力传递元件的动量使入口开口径向向外地位移，在其一端部36固定地连接于离心分离器的一非旋转部件而其另一端固定于排放装置28。

图1所示的根据发明的离心分离器以下述方式起作用：

连接离心分离器的起动则转子开始旋转，通过入口8将关闭液体供应至关闭室使分离室5关闭。分离室5一关闭，待离心地处理的液体混合物可穿过中空轴14供应至分离室5。当转子达到旋作转数和分离室5充满时，液体混合物的液相在对相同的液相起作用的离心力的影响过程中被分离。然后，分离主要发生在堆11的圆锥盘间的间隔空间。在分离过程中特定较重液相被径向向外地朝其沉积的分离室5的外围摔去而特定轻液相径向向内地流入这些间隔空间。

如果离心地处理的液体混合物也包括特重颗粒，它们沉积在分离室5的最外围。

特定轻液相经由第一溢流出口16流入第一出口室15，由此其用以确定分离室5内的自由液表面的径向水平。经由第一排放装置20，该实施例中其包括一传统的成对盘，在离心转子的压力作用下穿过第一出口24排放轻液相。

沉积在分离室5的外围的特定较重液相经由其入口开口19径向向内地流过出口通路18进入出口室17。在此其形成一与转子一起旋转的柱形液体。在操作过程中该排放装置在出口室17内径向地向远外延伸使得其一微小部分位于该旋转液体中。然而，如此各排放装置位于旋转液体使得入口开口23或29的最小部分位于旋转液体。该排放装置21的外侧与此的旋转液体间的磨擦会变小。通过排放装置21特定较重液相在压力的作用下穿过第二出口25排放离心分离器的。

根据本发明由清空分离室5的内容并将入口开口置于出口室17、30内的一径向内部位置从而将一在操作过程中形成于特定轻液相和特定较重液相间的界面(图1中用划线标示)调节至所讨论的此类离心转子的一期望径向水平。然后，给分离室5供应一预定容积的特定较重液相使得在转子旋转过程中此容积将分离室径向向内地充填至一径向水平，其如此多径向地位于出口通路18的入口开口19的内侧使得径向地位于入口开口19内侧的被供应的特定较重液相的容积部分至少比出口通路18和出口室17的部分的总容积要大。此后两液相的混合物经由供应管槽14、34和入口室供应至分离室由此分离室5被逐渐径向行向内地充填，并且一被径向向外地位移的界面形成于两液相间，由此该位移的特定较重液相在出口管路18被径向向内地挤压而进一步进入出口室17、30，在此其与一径向向内地转动的自由液表面形成于旋转液体，当分离室被充填时其径向内地位移直至分离室已被充填至由第一指示装置26指示的期望水平。此后改变排放装置的外部部分28的位置以便使入口开口23、29朝出口室17，30的自由液表面移动直到入口开口23、29抵达该液体表面，然后通过入口开口23、29和排放通路将出口室17、30内的特定较重液相排放并且其可由第二指示装置27的指示，其后防止入口开口23，29从其既得位置至少径向内向外地移动，其大体与界面(用点划线标示)的期望位置相应，此时由对排放装置的外部可移动的部分起作用的压力传递元件35将入口开口23、29朝既得位置径内向外地挤压此处当正常操作起动后开始分离，并将特定轻液相分离出且在维持排放室内的自由液表面的径向水平从而亦维持了界面的径向水平的过程中通过各一出口装置排放已分离的特定较重液相。

在所示的示例中，两指示装置包括压力传感器，当然其可能指示一液体流来自相应的出口。对于操作员来说，最简单的是观察何时液体流出一出口。

当然，根据本发明供应给分离室的预定容积的液体不必与分离的特重液相相同，但其密度得高于特轻液相并应在特定较重液相的附近。

Claims (7)

1.一种用以将一在操作过程中形成于一特定轻液相和一特定较重液相间的界面调节至一离心分离器的一期望的径向水平，其包括一沿一定旋转方向绕一旋转轴线可旋转的转子，该转子内部形成

-入口室，其中一用以供应上述两待分离的液相的混合物的管槽是开启的

-与上述入口室沟通的分离室(5)，

-用以排放在操作过程中分离的上述特定轻液相的出口装置包括一出口通道(16)，其与上述分离室(5)的一径向内部连接，和

-用以排放在操作过程中分离的上述特定较重液相的出口装置包括一形成于上述转子的出口通路(18)，其径向地延伸并在其位于上述分离室(5)的一径向外部的一定径向水平上的径向外端具有一入口开口(19)而在其环绕上述旋转轴线的一出口室(17)的径向内端是开启的，其中上述特定较重液相形成一具有一径向向内地转动的自由液表面的旋转液体，其径向位置在操作过程中处于一与遍布于上述入口开口的上述分离室(5)的压力相平衡的水平位置，其中设置有一排放装置(21，28)，其不与上述转子一起旋转并具有至少一内部的排放通路，其径向地延伸且在其径向外端具有一入口开口(23，29)而在其径向内端连接于一出口(27)，至少是上述排放装置(21，28)的一径向外部件，其中置有上述入口开口(23，29)，其可以这样一种方式移动即上述入口开口(23，29)可置于上述出口室(17)的不同半径，

上述离心分离器还包括将一预定容积的上述特定较重液相供应至上述分离室(5)的装置、一用以在操作过程中指示上述分离室(5)充填于一定期望水平的第一指示装置、用以保持上述分离室充填至该径向水平的装置和一用以指示上述特定较重液相在上述出口室(17)内的上述自由液表面的上述径向位置的第二指示装置，其特征在于，

将上述分离室(5)的内容清空并使上述入口开口(23、29)置于上述出口室(17)的一径向内部位置，其后将这样预定大容积的上述特定较重液相供应于上述分离室(5)使得在上述转子旋转过程中该容积将上述分离室径向向内地充填至一径向水平，其如此多径向地置于上述出口通路(18)的上述入口开口(19)内侧使得置于上述入口开口(19)内侧的上述供应的较重液相的上述容积部分至少比上述出口通路的容积与上述出口室(17)的部分容积的总容积要大，随后通过上述供应管槽(13、34)和上述入口室将上述两液相的混合物供应于上述分离室(5)，由此使上述分离室(5)逐渐径向向内地充填且上述两液相间形成有一被径向向外地位移的一界面，上述位移的特定较重液相在上述出口通路(18)被径向向内地挤压入上述出口室(17)，在此其形成一具有一径向向内的自由液表面的旋转液体，其当上述分离室(5)被充填时径向向内地位移直至上述分离室(5)已充填至一期望水平并由上述第一指示装置(26)指示，其后改变上述排放装置(21、28)的上述径向外部件的上述位置以便将上述入口开口(23、29)移向上述出口室(17)的上述自由液表面直至上述入口开口(23、29)抵达上述液体表面，上述出口室(17)的上述特定较重液相是通过上述入口开口(23、29)和上述排放通路排放并由上述第二指示装置(27)指示，随后防止上述入口开口(23、29)从其既得的与上述界面的一期望位置大体相应的位置至少径向向外地移动，另一方面由一对上述排放装置(21、28)的上述外部可移动的部分起作用的力传递元件(35)将上述入口开口(23、29)径向向外地压向上述既得位置，其后启动一正常操作，在该过程中发生分离并且在维持上述出口室(17)的上述自由液表面的上述径向水平从而也维持了界面的上述径向水平的过程中通过各出口装置将上述分离的特定轻液相和上述分离的特定较重液相排放。

2.如权利要求1所述的方法，其中上述离心分离器包括一堆(11)设置于上述分离室的锥形分离盘，其各具有一置于距离上述入口开口(19)一径向距离的径向外部边缘，其特征在于，将这样预定大容积的上述特定较重液相供应于上述分离室(5)使得在上述转子旋转过程中该容积将上述分离室(5)径向向内地充填至一径向水平，其如此多径向地置于出口通路(18)的上述入口开口(19)的内侧使得径向地置于上述入口开口(19)内侧的上述供应的特定较重液相的上述容积部分至少比上述出口通路(18)和上述出口室(17)的部分上述容积，以及由上述分离盘的上述外部边缘的半径径向向内地和由上述入口开口(19)的半径径向向外地划定的上述分离室(5)的上述容积的上述径向最外第三的总容积要小，但比上述出口通路(18)的容积、上述出口室(17)的部分容积以及由上述分离盘的上述外部边缘的半径径向向内地和由上述入口开口(19)的半径径向向外地划定的上述分离室(5)的部分容积的总容积要小。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中上述排放装置(21、28)的上述可移动外部设置成绕着一与上述旋转轴线基本平行并偏心的转动轴线可转动，其特征在于，改变上述排放装置(21、28)的上述径向外部件的上述位置并且绕着上述转动轴线转动上述径向外部件使上述入开口(23、29)向上述自由液表面位移。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，绕着上述转动轴线沿一与上述转子的上述旋转方向相对的旋转方向转动上述径向外部件。

5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，上述径向外部件具有一突起(31)，当上述第二指示装置(27)已指示将上述特定较重液相通过上述入口开口(23、29)和上述出口通路排放设置一可调节的止挡(32)顶着上述突起(31)防止上述入口开口(23、29)从其既得的径面位置径向向外地移动。

6.如权利要求3、4或5任一所述的方法，其特征在于，以这样一种方式转动上述径向外部件即通过来自形式为一弹性元件的上述力传递元件(35)的装置动量将上述入口开口(23、29)径向向外地位移。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在操作过程中上述径向外部件受上述出口室(17)的上述特定较重液相的一动量影响，其极力以这样一种方式转动上述外部件即，上述入口开口(23、29)径向向内地被位移，该动量通过增加上述外部件与进入上述出口室(17)的上述特定较重液相接触而增加并当该动量超过来自上述力传递元件(35)的动量时使上述入口开口径向向内地位移。

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