SE444652B - Manoversystem for centrifugalseparator - Google Patents

Description

8404474-2 Såsom framgår av nämnda US patent nr 3.550.843 kommer den där visade sekundärslidens öppningskammare att tillföras stängningsvätska från primär- slidens stängningskammare via ett antal runt den senares omkrets fördelade öppningar, så snart dessa öppningar börjar friläggas av sekundärsliden. Ändamålet med den nu föreliggande uppfinningen är att så förbättra det kända manöversystemet enligt ovan, att sekundärslidens öppningsrörelse blir ännu något snabbare, vilket skulle medföra även en snabbare öppningsrörelse av primärsliden.

Detta ändamål uppnås enligt uppfinningen därigenom att ett axiellt orörligt parti av rotorn, beläget radiellt utanför det nämnda utloppet från primär- slidens stängningskammare, bildar en mellanvägg mellan primärslidens stäng- ningskammare och sekundärslidens stängningskammare, att sekundärslidens stängningskammare är avtätad radiellt inåt medelst en ringformig tätning anordnad mellan sekundärsliden och en del av nämnda mellanvägg, och att sekundärsliden är inrättad att vid sin axiella öppningsrörelse frilägga en ringformig öppning för passage av stängningsvätska från primärslidens stäng- ningskammare till sekundärslidens öppningskammare.

Genom denna konstruktion av centrifugrotorn har det varit möjligt att åstad- koma största möjliga flöde av stängningsvätska ut ur primärslidens stäng- ningskammare i det ögonblick som sekundärslidens öppningsrörelse inleds- Detta betyder att sekundärslidens öppningskammare redan i ett mycket tidigt skede tillförs en stor mängd vätska jämnt fördelad runt hela sin omkrets.

Sekundärslidens öppningsrörelse komer därigenom att bli mycket snabb. Det betyder också att den fria vätskeyta, som finns eller uppkommer i primär- slidens stängningskammare, när sekundärslidens öppningsrörelse inleds, för- flyttar sig mycket snabbt radiellt utåt, vilket leder till en därpå följande snabb öppningsrörelse av primärsliden. När denna snabba öppningsrörelse av primärsliden inleds, har sekundärsliden redan väsentligen avslutat sin öpp- ningsrörelse och sålunda frilagt en maximal ringformig öppning för utström- ning av stängningsvätska. Därför kan all sådan stängningšvätska, som av "primärsliden deplaceraa från den radiellt yttersta delen av primärslidens stängningskammare, avgå genom den ringformiga öppningen utan att påverka den 8404474-2 ovan beskrivna snabba rörelsen radiellt utåt av den fria vätskeytan i den radiellt innersta delen av samma stängningskammare.

Liksom vid manöversystemet enligt US 3.550.843 kan vid manöversystemet enligt uppfinningen den kraft, som ständigt verkar på sekundärsliden 1 dennas stängande riktning, åstadkommas med hjälp av mekaniska fjädrar av ett eller annat slag. Enligt en vidareutveckling av uppfinningen kan emellertid denna kraft istället åstadkommas hydrauliskt med hjälp av vätska som till- förs primärslidens stängningskammare. Detta möjliggörs därigenom att den nämnda ringformiga tärningen för sekundärsliden är anordnad på radiellt större avstånd från rotorus centrum än sekundärslidens radiellt innersta del, så att sekundärsliden exponerar en yta med viss radiell utsträckning mot ett utrymme som kommunicerar med primärslidens stängningskammare.

Vid en föredragen utföringsform sträcker sig den förut nämnda mellanväggen med ett parti radiellt inåt förbi den ringformiga tärningen, så att det V nyssnämnda utrymmet bildas axiellt mellan detta parti och den nämnda ytan av sekundärsliden. Därigenom undvikes att storleken av den ständigt verkande kraften på sekundärsliden avtar 1 oönskad grad, när primärsliden utför sin stängningsrörelse. Denna stängningsrörelse kan nämligen medföra att vätskeytan i primärslidens stängningskammare rör sig radiellt utåt förbi nivån för sekundärslidens radiellt innersta del. Tack vare den beskrivna utformningen av den nämnda mellanväggen kan en sådan radiell förflyttning av vätskeytan i primärslidens stängningskammare tillåtas ske utan att vätskan och därmed vätsketrycket i det nämnda utrymmet förloras.

Vid en speciellt fördelaktig utföringsform av uppfinningen sträcker sig den nämnda mellanväggen med ett parti radiellt inåt förbi den ringformiga tät- ningen ända till en nivå radiellt innanför sekundärslidens radiellt innersta del. Vidare är vid denna utföringsform sekundärslidens öppningskammare och stängningskammare tillräckligt stora för att medge ett obehindrat utflöde av stängningsvätska genom den ringformiga öppning, som friläggs vid sekundär- slidens öppningsrörelse. Härvid vinnes inte bara den redan nämnda fördelen, att den ständigt verkande kraften på sekundärsliden består, utan också att den punkt, där vätskeytans förflyttning radiellt utat i primärslidens stïngningskammare avbryts, blir oberoende av sekundärslidens stängnings- 8404474-2 rörelse. Denna punkt bestäms istället av läget av den radiellt innersta kanten av mellanväggen.

I Uppfinningen skall närmare beskrivas i det följande med hönvisning till bifogade ritning. På denna visas i sektion en del av en centrifugalsepara- tors rotor, vilken innefattar ett manöversystem enligt uppfinningen.

\ Rotorn på ritningen har en rotorkropp bestående av en skålformig nedre del l och en konisk övre del 2. Rotorkroppen 1 och 2 sammanhålls axiellt medelst en låsring 3. Rotorkroppen uppbära av en vertikal drivaxel 4, som är förbunden med den nedre rotorkroppsdelen 1.

Inuti rotorkroppen finns en axiellt rörlig ringformig primärslid 5, vilken tillsamman med den övre rotorkroppsdelen 2 bildar ett separeringsrum 6.

Inuti separeringsrummet är anordnad en sats komiska separeringsplåtar 7, vilka vilar på en s.k. fördelare 8 inrättad att leda in vätska i separeringsrummet 6 från ett inlopp 9.

Primärsliden 5 är inrättad att röra sig axiellt från sitt pa ritningen visade läge, i vilket dess omkretsparti anligger mot en ringformig packning 10 i ett spår hos rotorkroppsdelen 2, till ett läge i vilket den frilägger ett antal utloppsportar ll i rotorkroppadelen l, fördelade runt rotorns omkrets. När portarna ll friläggs under rotorns drift, kommer en del av innehållet 1 separeringsrummet att slungas ut därifrån.

Inuti rotorkroppen finns också två ringformiga axiellt orörliga rotordelar 12 och 13. Dessa bildar tillsamman med primärsliden 5 en s.k. stängnings- kammare lä, vilken har ett centralt vätskeinlopp i form av ett flertal runt rotorns rotationsaxel fördelade hål 15 samt ett vätskeutlopp i form av en ringformig spalt 16 bildad mellan rotordelarna 12 och l3.

Inloppshålen 15 står via ett rum 17 och ett antal kanaler 18 i förbindelse med en central kanal l9 i rotorns drivaxel 4, genom vilken s.k. stängningsvätska avses tillföras rotorn under drift medelst en icke visad anordning. 8404474-2 Inuti rotorkroppen är också anordnad en axiellt rörlig ringfornig sekundärslid 20. Mellan dennas axiellt uppåt riktade sida och rotordelen 12 bildas en ytterligare stängningskammare 21, och mellan dess axiellt nedåt riktade sida och den nedre rotorkoppsdelen l bildas en s.k. öppningskammare 22. Rotordelen 12 bildar sålunda en axiellt orörlig mellanvägg mellan primärslidens stängningskammare 14 och eekundärslidens stängningskammare 21. Såväl stängningskammaren 21 som öppningskammaren 22 avtätas radiellt utåt medelst en ringformig tätning 23 anordnad mellan sekundärsliden 20 och rotorkroppsdelen 1. Radiellt inåt avtätas stängningskammaren 21 medelst en ringformig tätning 24 anordnad mellan sekundärsliden och rotordelen 12, medan öppningskammaren 22 är öppen radiellt inåt och inrättad att från detta håll mottaga ett flöde av s.k. öppningsvätska från ett inlopp 1 form av ett antal runt rotorns omkrets fördelade hål 25 genom rotorkroppsdelen 1. Hålen 25 utgår från en ringformig, radiellt inåt öppen ränna 26 utformad på rotorkroppens utsida. Ett stationärt tilloppsrör 27 är anordnat för tillförsel av öppningsvätska till rännan 26 under rotorns drift~ Sekundärsliden 20 är försedd med ett stort antal genomgående kanaler 28, vilka sträcker sig från öppningskammarens 22 radiellt inre del till stängningskammaren 21. Sekundärsliden bildar vid kanterna av kanalernas 28 öppningar mot öppningskammaren ett bräddavlopp 29 från bppningskammaren ; 22, vilket sålunda leder till stängningskammaren 21. Stängningskammaren 2l, som har väsentligt större volym än öppningskammaren 22, bl.a. till följd av en urtagning i sekundärsliden 20, har ett strypt dräneringsutlopp 30. Öppningskammaren 22 har ett liknande strypt dräneringsutlopp 31.

Den radiellt innersta delen av sekundärsliden 20 befinner sig radiellt innanför tärningen 24 samt är inrättad att täta axiellt mot en platta 32, vilken är fastklämd mellan rotordelen 13 och rotorkroppsdelen l. Den nämnda delen av sekundärsliden exponerar en ringformig yta med viss radiell utsträckning mot ett utrymme 33 bildat axiellt mellan nämnda yta och ett parti l2a av rotordelen 12. Partiet l2a sträcker sig radiellt inåt längre Vi än sekundärsliden 20. f Som framgår av ritningen har primärslidens stïngningskammare 14 olika axiell utsträckning radiellt innanför resp. radiellt utanför utloppet 16. Skälen härför är följande. Den radiellt innersta delen av stängningskammaren lb bör ha så liten volym som möjligt för att snabbt kunna dräneras, när 84Ü4474~2 p aekundärsliden 20 öppnas, och sedan snabbt kunna återfyllas. Åtminstone i området närmast utloppet ló radiellt utanför detta bör stängningskamaren ha stor sxiell utsträckning för att den deplacering av stängníngsvätska, som blir en följd av primärslidens rörelser, skall förorsaka så liten radiell rörelse som möjligt av den fria vätskeytan i nämnda område.

Det ovan beskrivna manöversystemet fungerar på följande sätt.

Innan rotorns inlopp 9 kan öppnas för en flytande blandning av komponenter som skall separeras, tillförs s.k. manövervätska genom den roterande drivaxelns b kanal 19. Via hålen 18, rummet 17 och hålen 15 inkommer ¿ manövervätskan i stängningskammaren 14. Denna manövervätska fungerar som 1 stängningsvätska för primärsliden 5, vilken bringas till axiell tätning mot packningen 10 så snart en radiellt yttre del av stängningskammaren 14 har fyllts med vätska.

När vätskenivån nått stängningskammarens 14 utlopp 16 strömmar stängnings- vätska axiellt ned genom detta och utfyller utrymmet 33. Av det vätsketryck, É som därmed uppstår på sekundärslidens 20 yta, som exponeras mot utrymmet 33, _ pressas sekundärsliden 20 till axiell tätning mot plattan 32.

Därefter fortsätter den fria vätskeytan hos stängningsvätskan radiellt inåt, och till slut är hela stängningskammaren 14 vätskefylld.

Nu öppnas rotorns inlopp 9 och separeringsoperationen kan börja. En separerad lätt vätskekomponent av den tillförda blandningen strömmar radiellt inåt genom plåtsatsen 7 till ett centralt utlopp (icke visat), medan en separerad tung komponent av blandningen, t.ex. i form av ett slam, samlas i separeringsrumets 6 radiellt yttersta del.

Efter en viss tids drift av rotorn måste de perifera utloppen ll friläggas för utslungning av den separerade tunga komponenten- Därvid tillförs under en kort stund manövervätska via tilloppsröret 27 till rännan 26 på rotor~ kroppens utsida. Via kanalerna 25 strömar denna vätska in i sekundärslidens öppningskammare 22, där den tjänar som a.k. öppningsvätska. 8404474-2 När den fria ytan av öppningsvätskan nått en visa nivå i öppningskammaren 22 börjar sekundärsliden 20 att röra sig axiellt, och den frilägger därvid en smal ringformig öppning mellan sig och plattan 32. Detta får till följd att stängningsvätska från primärslidens stängningskammare 14 strömar ut genom den frilagda ringformiga öppningen och snabbt fyller öppningskamaren 22. Till följd av sekundärslidens 20 rörelse sker också en deplacering av vätska från utrymmet 33 ut genom den bildade ringformiga öppningen. Ett eta:t,vätsketryck.bygg§.alltså.snahbt.upp,i.öppninàskammaren, vilket leder Så snart öppningskammaren 22 är full, strömmar ytterligare tillförd vätska från primärslidens stängningskamare 14 via bräddavloppet 29 in i sekundärslidens stängningskammare 21, där en fri vätskeyta bildas och börjar röra sig radiellt inåt.

Under det nyss beskrivna förloppet uppkommer en fri vätskeyta i den radiellt innersta delen av primärslidens stängningskammare 14. Denna vätskeyta förflyttar sig så snabbt radiellt utåt, att primärsliden på grund av tröghetskrafter inte påbörjar sin öppningsrörelse förrän vätskeytan har rört sig ett stycke mot utloppet 16. Dock är den radiella utsträckningen av separeringsrummet 6 och stängningskammaren 14 sådan att lika stora tryck utövas på primärsliden 5 från den flytande blandningen i separeringsrummet 6 och stängningsvätskan i stängningskammaren 14, redan när den fria vätskeytan 1 stängningskammaren 14 befinner sig mycket nära inloppshålen 15.

, Medan vätskeytan i stängningskammaren 14 rör sig mot utloppet 16 påverkas ' primärsliden 5 av en väsentligt större kraft från blandningen i separerings- rummet 6 än från stängningsvätskan i stängningskamaren 14, varför primärsliden 5 snabbt utför en öppningsrörelse. Redan under nyssnämnda förlopp - men framför allt sedan vätskeytan i stängningskamaren 14 nått ut till utloppet 16 och ej kan röra sig radiellt längre ut - deplaceras en del stängningsvätska radiellt inåt från stängningskammarens 14 radiellt yttersta del. Denna vätska strömmar via utloppet 16, den av sekundärsliden 20 frilagda ringformiga öppningen samt kanalerna 28'i sekundärsliden till den senares stängningskammare 21. r a I atängningskammaren 21 rör sig en fri vätskeyta radiellt inåt till en förutbestämd nivå. Därefter = när ingen ytterligare vätska tillförs ~ rör sig vätskeytan i stängningskammaren Zl istället radiellt utåt till följd av dräneringen genom utloppet 30. Emellertid dräneras öppningskamaren 22 genom utloppet 31 - på grund av sin ringa volym - betydligt snabbare än stängningskammaren 21, varför sekundärsliden 20 nu återgår till sitt stängningsläge. Såsom framgår av ritningen har genom urtagningen i sekundärsliden 20 volymen av dennas stängningskammare 21 ökats i stängningskammarens radiellt inre del. Öppningskammaren 22 har därtill, som förut nämnts, väsentligt mindre volym än stängningskammaren 21, vilket säkerställer en snabb stängningsrörelse av sekundärsliden 20.

När primärsliden 5 frilägger utloppsportarna ll, slungas innehållet i separeringsrumet 6 ut, och den fria vätskeytan i separeringsrummet rör sig radiellt utåt. I ett visst läge av denna vätskeyta kommer tryckbalans att råda över primärsliden, och vid fortsatt förflyttning av vätskeytan kommer trycket från den stängningsvätska, som kvarhålls radiellt utanför ntloppet 16 i stängningskammaren 14, att återföra primärsliden till dess stängda läge.

Under hela det ovan beskrivna förloppet tillförs ständigt ytterligare atängningsvätska genom inloppet 15. Detta förhindrar dock inte bildandet och den beskrivna förflyttningen radiellt utåt av en vätskeyta 1 ennw.- stängningsrörelse, i vilket skede sekundärsliden 20 redan är stängd, fylls primärslidens stängningskammare 14 åter med stängningsvätska.

Claims (4)

___., 8404474-2 .Pflflflvflfirfflx

1. Manöversystem för centrifugalseparator vars rotor innefattar - en axiellt rörlig ringformig primärslid (5), som är inrättad att stänga eller öppna en eller flera perifera utloppsportar (11) hos rotorns separeringsrum (6) och som tillsamman med axiellt orörliga delar (12, 13) av rotorn bildar en stängningskammare (14) med inlopp (fß) och utlopp (16) för en stängningsvätska, - en axiellt rörlig ringformig sekundärslid (20), som är inrättad att 1 öppet läge medge och i stängt läge förhindra stängningsvätska att strömma ut genom nämnda utlopp (16) från primärslidens stängningskammare (14) och som tillsamman med axiellt orörliga delar (1, 12) av rotorn på sin ena axiellt riktade sida avgränsar en öppningskammare (22) med ett inlopp (25) för en öppningsvätska och ett strypt dräneringsutlopp (31) samt på sin andra axiellt riktade sida avgränsat en stängningskammare (21) med ett strypt dräneringsutlopp (30), - en anordning (4, 19, 18, 17) för tillförsel av stängningsvätska till primärslidens stängningskammare (14), - en anordning (33) för att under rotorns drift ständigt påverka sekundärsliden (20) med en kraft i stängande riktning, och - en anordning (26, 27) för tillförsel av öppningsvätska till sekundärslidens öppningskammare (22) i och för initiering av en öppningsrörelse av sekundärsliden (20), varjämte sekundärslidens öppningakammare (22) har ett bräddavlopp (29) ledande till sekundärslidens stängningskammare (21) samt är inrättad att mottaga samt dimensionerad att överfyllas med stängningsvätska, som lämnar primärslidens stängningskammare (14) vid en öppningsrörelse av sekundärsliden (20), k ä n n e t e c k n a t a v 8404474-2 10 - att en axiellt orörlig del av rotorn, belägen radiellt utanför det nämnda utloppet (16) från primärslidens stängningskammare (14), bildar en mellanvägg (12) mellan primärslidens stängningskamare (14) och sekundärslidens stängningskamare (21), - att sekundärslidens stängningskammare (21) är avtätad radiellt inåt medelst en ringformig tätning (24) anordnad mellan aekundärsliden (20) och \ en del (l2a) av nämnda mellanvägg (12), och - att sekundärsliden (20) är inrättad att vid sin axiella öppningsrörelse frilägga en ringformig öppning för passage av stängningsvätska från primär- slidens stängningskammare (14) till sekundärslidens öppningskammare (22).

2. Manöversystem enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t a v g att den nämnda ringformiga tätningen (24) för sekundärsliden (20) är anordnad på radiellt större avstånd från rotorns centrum än sekundärslidens (20) radiellt innersta del, varvid sekundärsliden (20) exponerar en yta med viss radiell utsträckning mot ett utrymme (33) som kommunicerar med primärslidens stängningskammare (14).

3. Manöversystem enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t a v att den nämnda mellanväggen (12) med ett parti (l2a) sträcker sig radiellt inåt förbi den ringformiga tätningen (24), så att det nämnda utrymmet (33) bildas axiellt mellan detta parti (l2a) och den nämnda ytan av sekundärsliden (20).

4. Manöversystem enligt krav l, g k ä n n e t e c k n a t I a v att den nämnda mellanväggen (12) sträcker sig med ett parti (12a) radiellt inåt förbi den ringformiga tätningen (24) till en nivå radiellt innanför sekundärslidens (20) radiellt innersta del, och att aekundärslidens öppningskammare (22) och stängningskammare (21) är så dimensionerade att ett obehindrat utflöde av atängningsvätska genom den ringformiga öppning¿ som friläggs vid sekundarslidens (20) öppningsrörelse, medges under hela öppningsrörelsen av primärsliden (5).