專利名稱：用于在離心分離器中清潔流體的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
01本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1前序部分的流體凈化方法，在
該方法中，在離心分離器中借助分離助劑除去流體中的污染顆粒以凈 化流體，該分離助劑具有高于所述流體的密度并粘著所述顆粒，所述 離心分離器包括被致使繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子主體，經(jīng)由入口將待清
潔流體引入由所述轉(zhuǎn)子主體界定的分離腔中，經(jīng)由第一出口排放分離 的顆粒，經(jīng)由第二出口排放除去了所述顆粒的流體，其中所述流體與 一定量的分離助劑混合，被供應(yīng)至所述分離腔并通過(guò)使污染顆粒粘著 至所述分離助劑而在該分離腔內(nèi)凈化，其中所述分離助劑通過(guò)所述轉(zhuǎn) 子主體的旋轉(zhuǎn)而被推出至該轉(zhuǎn)子主體的外周，分離助劑及其上粘著的 顆粒的小的流經(jīng)由所述第一出口從所述分離腔排放，凈化后的流體流 經(jīng)由所述第二出口從所述分離腔排放。本發(fā)明還涉及一種用于根據(jù)上 述方法凈化流體的裝置。
背景技術(shù)：
02W0 2004/053035 />開(kāi)了一種呈離心分離器形式的裝置，用 于除去油中的顆粒以凈化油。為了凈化油，添加粘著顆粒的分離助劑， 從而與僅利用轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)相比提高分離程度。
03根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)凈化油的問(wèn)題在于從油中分離的一些顆粒自 身與分離助劑一起以分離顆粒和分離助劑的高粘滯層的形式沉積在轉(zhuǎn) 子內(nèi)部上。該分離顆粒層構(gòu)成朝旋轉(zhuǎn)軸線徑向向內(nèi)增長(zhǎng)的相對(duì)堅(jiān)固的 污泥相，從而削弱分離程度并最終因阻塞而不能繼續(xù)進(jìn)行分離。

發(fā)明內(nèi)容
04本發(fā)明的目的是防止以上指出的問(wèn)題，而提高流體的分離程度。
05該目的通過(guò)最初限定的所述方法實(shí)現(xiàn)，該方法的特征在于， 所述分離助劑及其上粘著的顆粒通過(guò)輸送螺紋而沿著所述轉(zhuǎn)子主體的內(nèi)部朝向所述第一出口被輸送并通過(guò)該第一出口被送出。
06另一目的是提供一種用于提高流體分離程度的簡(jiǎn)單裝置。07通過(guò)這些特征的該組合可確保提高分離連續(xù)性并確保更清 潔的產(chǎn)品。
08根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，所述方法包括在所述流體進(jìn) 入所述離心分離器之前，向所述流體添加少量液體分離助劑，之后使 所述離心分離器旋轉(zhuǎn)，該分離助劑的密度高于所述流體的密度。所述 分離助劑與其內(nèi)收集的顆粒一起經(jīng)由所述第一出口離開(kāi)所述轉(zhuǎn)子主 體。
09根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，所述方法包括經(jīng)由第三出口 排放高密度流體，該第三出口在所述離心分離器中在所述第一出口和 所述第二出口之間配置在距所述旋轉(zhuǎn)軸線一定徑向距離處。經(jīng)由所述 第三出口排放的高密度流體可包含已從所述流體分離但尚未沉淀下來(lái) 形成污泥相的顆粒。所述高密度流體還可包含分離助劑和/或水。
10根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，所述方法包括由油(例如某 種潤(rùn)滑油)構(gòu)成的流體。待凈化的所述潤(rùn)滑油可用作柴油機(jī)中的潤(rùn)滑 劑并已被散布在該油中的固體顆粒污染。然而，待凈化的所述流體還 可例如由液壓油、氣缸油、切削油、軋制油、淬火油、礦物油或期望 的任何其它合適油構(gòu)成。本發(fā)明不限于流體的上述示例，因?yàn)樗隽?體還可由艙底水、生物柴油或分散高嶺土構(gòu)成。所述流體還可例如由 食物或藥物或化學(xué)流體構(gòu)成。
11根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，所述方法中涉及的分離助劑 包括液體聚合物、水溶性聚合物、親水性聚合物、疏水性聚合物、親 脂性聚合物、脂肪酸或其組合。所述聚合物還可包括在相關(guān)分離溫度 下密度高于所述高密度流體的多羥基烷氧基化物(polyhydroxy-based alkoxylate)。上迷類型的聚合物的示例涉及W0 2005/111181中的聚 合物。所述聚合物尤其適于與根據(jù)本發(fā)明的方法一起使用，因?yàn)槠淠?從待凈化的油中分離出戊烷不溶性(pentane-insoluble )污染物。之 前這是困難的，因?yàn)橥ㄟ^(guò)傳統(tǒng)方法僅能分離出2-4%的戊烷不溶性污染 物。通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的方法，能分離出99%的戊烷不溶性污染物，從而 產(chǎn)生清潔得多的產(chǎn)品。


12以下通過(guò)對(duì)各種實(shí)施方式的描迷并參照附圖更仔細(xì)地說(shuō)明 本發(fā)明。
13圖1示意性示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的離心分離器 的視圖。
14圖2示意性示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的離心分離器 的視圖。
15圖3示意性示出根據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施方式的離心分離器 的視圖。
具體實(shí)施例方式
16圖1示出了離心分離器的示例，該離心分離器包括轉(zhuǎn)子 主體l，該轉(zhuǎn)子主體能夠以某一速度繞豎直的旋轉(zhuǎn)軸線R旋轉(zhuǎn)；以及螺 旋輸送器2,該螺旋輸送器配置在轉(zhuǎn)子主體1中并可繞同一旋轉(zhuǎn)軸線R 旋轉(zhuǎn)，但是速度與轉(zhuǎn)子主體1的轉(zhuǎn)速不同。
17所述離心分離器確定為以W0 99/65610中所述的方式豎直 懸置。因此這里不對(duì)懸置并驅(qū)動(dòng)離心分離器所必需的裝置進(jìn)行描述。
18轉(zhuǎn)子主體1具有包括或連接至中空轉(zhuǎn)子軸4的大致柱狀的 上轉(zhuǎn)子部3以及大致錐狀的下轉(zhuǎn)子部5。轉(zhuǎn)子部3和5通過(guò)螺釘6相互 連接并界定分離腔7。當(dāng)然也可使用另選的連接機(jī)構(gòu)。
19另一中空軸8經(jīng)由轉(zhuǎn)子軸的內(nèi)部延伸至轉(zhuǎn)子主體1中。軸8 支承螺旋輸送器2并且二者通過(guò)螺釘9相互連接。中空軸8以驅(qū)動(dòng)方 式連接至螺旋輸送器2，以下將其稱為輸送器軸。
20如圖1中所示，螺旋輸送器2包括中央芯10，其軸向延 伸經(jīng)過(guò)整個(gè)下轉(zhuǎn)子部；套筒形成部ll,其包括多個(gè)孔隙12，這些孔隙 繞旋轉(zhuǎn)軸線R分布并從螺旋輸送器2的上部軸向延伸至螺旋輸送器2 的錐形部；多個(gè)翼15，這些翼繞旋轉(zhuǎn)軸線R分布并將芯IO連接至中央 套筒13，該中央套筒13在螺旋輸送器2的套筒形成部11內(nèi)位于距旋 轉(zhuǎn)軸線R —定徑向距離處，該中央套筒13變?yōu)殄F形部和下支撐板14; 以及至少一個(gè)輸送螺紋16，其沿著轉(zhuǎn)子主體1的整個(gè)內(nèi)部以螺桿狀方 式從該轉(zhuǎn)子主體的上端延伸至下端，并且其自身連接至套筒形成部11 和芯10。該至少一個(gè)輸送螺紋16當(dāng)然可由合適數(shù)量的輸送螺紋補(bǔ)充，例如兩個(gè)、三個(gè)或四個(gè)，這些輸送螺紋均沿轉(zhuǎn)子主體1的內(nèi)部以螺桿狀方式延伸。
n用于供應(yīng)待在轉(zhuǎn)子主體i中處理的液體混合物的入口管17
穿過(guò)輸送器軸8延伸并通往中央套筒13中。入口管17在所述翼15之前沿軸向排放至螺旋輸送器2的中央空間中。軸向靠近芯10，芯與下支撐板14形成通路18，該通路構(gòu)成延伸穿過(guò)入口管17的入口通道的延續(xù)。通路18經(jīng)由翼15之間的通道與轉(zhuǎn)子主體1的內(nèi)部連通。
22在輸送器軸8與上錐形支撐板19之間形成呈出口腔20形式的空間。在出口腔20內(nèi)布置用于排放凈化后的液體的配液盤(pán)(par ingdisc) n。配液盤(pán)21牢固地連接至入口管17。用于凈化后的液體的出口通道22在環(huán)繞入口管17的出口管中延伸并限定第二出口 。
23用于分離顆粒(污泥)26且在中央軸向取向的出口 25配置在轉(zhuǎn)子主體1的下端并限定第一出口。與用于污泥26的該出口 25相關(guān)，轉(zhuǎn)子主體l被用于攔截離開(kāi)出口 25的污泥26的裝置27環(huán)繞。圖中示出的污泥26在輸送螺紋16的面向第一出口 25的一側(cè)呈位于該輸送螺紋的徑向外部的積聚物的形式。
24轉(zhuǎn)子主體1還包括一疊截頭錐形分離盤(pán)28，它們?yōu)楸砻鏀U(kuò)大插入件(surface-enlarging insert)的示例。這些分離盤(pán)在轉(zhuǎn)子主體1的柱狀部3的中央與該轉(zhuǎn)子主體1同軸地裝配。錐形分離盤(pán)28的底端背離分離顆粒的出口 25，并且這些錐形分離盤(pán)通過(guò)延伸穿過(guò)該疊截頭錐形分離盤(pán)28的中央套筒13在上錐形支撐板19與下錐形支撐板14之間沿軸向保持在一起。分離盤(pán)28包括孔，這些孔在分離盤(pán)28裝配在離心分離器中時(shí)形成用于軸向液體流的通道29。上錐形支撐板19包括多個(gè)孔隙23，這些孔隙將沿徑向位于所述疊分離盤(pán)內(nèi)的空間24連接至出口腔20。
25另選的是，錐形分離盤(pán)28可取向成使其底端面向分離顆粒的出口 25。
26圖1中與圖2中相同的部件具有與圖2中對(duì)應(yīng)的附圖標(biāo)記。27圖2示出離心分離器的另一實(shí)施方式，其中轉(zhuǎn)子主體1在其上端包括至少一個(gè)出口 30，該出口用于比已被凈化并通過(guò)所述配液盤(pán)21引出的流體密度高的流體，所述至少一個(gè)出口 30限定第三出口。在該至少一個(gè)出口 30的區(qū)域中，略低于該出口布置有凸緣，該凸緣形成用于轉(zhuǎn)子主體l中的朝向所述至少一個(gè)出口 30流動(dòng)并通過(guò)所述至少一個(gè)出口 30流出的流體的溢流出口 31。凸緣的溢流出口 31適于將轉(zhuǎn)子主體1中的高密度流體與低密度流體之間的界面水平維持在徑向水平(圖中未示出的水平)。該界面水平可通過(guò)選擇溢流出口 31在徑向上的程度而在分離腔7中沿徑向調(diào)節(jié)。根據(jù)圖2中所示的實(shí)施方式，離心分離器包括裝置32，該裝置32環(huán)繞轉(zhuǎn)子主體1并適于攔截通過(guò)所述至少一個(gè)出口 30離開(kāi)轉(zhuǎn)子主體1的流體。圖2示出所述至少一個(gè)出口 30為敞開(kāi)出口。另選的是，該出口還可以以與第二出口 22相同的方式設(shè)有用于收集流體的空間以及用于從該空間排放流體的配液盤(pán)。在圖3中示出了圖2中示出的敞開(kāi)出口的這樣的另選出口 圖2中與圖3中相同的部件具有與圖3中對(duì)應(yīng)的附圖標(biāo)記。
28圖3相應(yīng)地示出設(shè)有用于較高密度流體的所述另選出口的離心分離器的再一實(shí)施方式。為此，以與用于較低密度流體的第二出口 22基本相同的方式構(gòu)造所述出口。因而，在輸送器軸8與低密度流體(凈化后的液體)的出口腔20之間形成呈高密度流體的出口腔20b的形式的另一空間。在該出口腔20b內(nèi)配置有用于排放高密度流體的配液盤(pán)21b，其中配液盤(pán)21b與用于該流體的出口通道22b連通。高密度流體的出口通道22b在環(huán)繞低密度流體(凈化后的液體)的出口管和出口通道22的出口管中延伸。輸送器軸8包括多個(gè)孔31b，這些孔將位于所述疊分離盤(pán)徑向外部的環(huán)形空間與高密度流體的出口腔20b連接?？?1b適于形成與圖2中所示的溢流出口相對(duì)應(yīng)的溢流出口 ，用于轉(zhuǎn)子主體1中的朝高密度流體的出口流動(dòng)并通過(guò)該出口流出的流體，使得高密度流體與低密度流體之間的界面水平在轉(zhuǎn)子主體1中維持在徑向水平(圖3中未示出的水平)。與配液盤(pán)一起描述的出口使得離心分離器的高密度流體的出口 22b能夠適于與可以距離心分離器一定距離并高于該離心分離器配置的收集裝置(例如收集箱)(圖3中未示出)連通，而不是與環(huán)繞轉(zhuǎn)子主體以攔截離開(kāi)所述敞開(kāi)出口的液體的所述裝置32 (圖2)連通。因而，流體從離心分離器通過(guò)配液盤(pán)泵送出至所述收集裝置。
29當(dāng)然，本發(fā)明不限于圖中所示的旋轉(zhuǎn)軸線R的取向。術(shù)語(yǔ)"離心分離器"還包括具有大致水平取向的旋轉(zhuǎn)軸線的離心分離器。根據(jù)圖1至圖3中所示的實(shí)施方式，離心分離器在其一端被懸置并以軸頸方式連接。這種離心分離器還可懸置在分離顆粒的出口 25處。
30上述離心分離器在轉(zhuǎn)子主體1的旋轉(zhuǎn)期間以下述方式運(yùn)轉(zhuǎn)。31在污染流體進(jìn)入離心分離器之前將分離助劑添加至該流體。利用靜態(tài)混合器或通過(guò)攪拌器進(jìn)行分離助劑的添加，所述攪拌器提供分離助劑在流體中的最佳分布并提供分離助劑與污染顆粒之間的良好接觸。分離助劑的添加量根據(jù)待清潔的流體量及其污染程度而變化。
32當(dāng)已使離心分離器旋轉(zhuǎn)時(shí)，將待凈化流體與分離助劑的混合物供給至離心分離器內(nèi)，經(jīng)由入口 17供給至分離腔7，從而使混合物旋轉(zhuǎn)并因此使其受到離心力。其結(jié)果是在水平33處逐漸形成自由液面，該液面的位置由孔隙23確定。
33從流體中分離的顆粒以及在轉(zhuǎn)子主體外周形成的污泥由螺旋輸送器2沿軸向朝轉(zhuǎn)子主體1的錐形部5供給，并通過(guò)第一出口 25出來(lái)。
34通過(guò)分離助劑釋放了多數(shù)顆粒的流體被進(jìn)一步供給通過(guò)錐形分離盤(pán)28之間形成的間隙34。流體可借此通過(guò)尚未分離的顆粒與分離助劑自身沉積在分離盤(pán)28上并徑向向外拋射而被進(jìn)一步凈化，同時(shí)凈化后的流體徑向向內(nèi)前進(jìn)并經(jīng)由第二出口 22出來(lái)。根據(jù)分別在圖2和圖3中示出的實(shí)施方式，分別經(jīng)由第三出口 30和2^提取尚未形成污泥相而仍處于較輕相的顆粒和分離助劑。
35本發(fā)明不限于所公開(kāi)的實(shí)施方式，而是可在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)進(jìn)行變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種用于在離心分離器中借助分離助劑除去流體中的污染顆粒以凈化流體的方法，該分離助劑具有高于所述流體的密度并粘著所述顆粒，其中所述離心分離器包括被致使繞旋轉(zhuǎn)軸線(R)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子主體(1)，經(jīng)由入口(17)將待清潔流體引入由所述轉(zhuǎn)子主體(1)界定的分離腔(7)中，經(jīng)由第一出口(25)排放分離顆粒，經(jīng)由第二出口(22)排放清除了所述顆粒的流體，所述流體與一定量的分離助劑混合，被供應(yīng)至所述分離腔(7)并通過(guò)使污染顆粒粘著于所述分離助劑而在該分離腔內(nèi)被凈化，所述分離助劑通過(guò)所述轉(zhuǎn)子主體(1)的旋轉(zhuǎn)而被推出至該轉(zhuǎn)子主體(1)的外周，分離助劑及其上粘著的顆粒的小的流經(jīng)由所述第一出口(25)從所述分離腔(7)排放，凈化后的流體流經(jīng)由所述第二出口(22)從所述分離腔(7)排放，其特征在于，所述分離助劑及其上粘著的顆粒通過(guò)至少一個(gè)輸送螺紋(16)而沿著所述轉(zhuǎn)子主體(1)的內(nèi)部朝向所述第一出口(25)被輸送并通過(guò)該第一出口(25)被送出。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所迷分離助劑和粘 著的顆粒的污泥相通過(guò)所述至少一個(gè)輸送螺紋(16)朝向所述第一出 口 (25)被輸送并通過(guò)該第一出口 (25)被送出。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，經(jīng)由第三出口 (30)排放所述流體的高密度部分，所述第三出口在所述離心分離器中在所述第一出口 (25)和所述第二出口 (")之間布置在距所述旋 轉(zhuǎn)軸線(R) —定徑向距離處，該高密度流體包括從所述流體分離但未 沉淀下來(lái)形成污泥相的顆粒。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述 流體包括油。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所迷油包括潤(rùn)滑油。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述 流體用作柴油機(jī)中的潤(rùn)滑劑并被散布在該流體中的固體顆粒污染。
7、 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述分離助 劑包括水溶性聚合物。
8、 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述分離助劑包括親水性聚合物。
9、 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述分離助 劑包括脂肪酸。
10、 根據(jù)權(quán)利要求7-9所述的方法，其特征在于，分離助劑包括 所述分離助劑的組合。
11、 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述聚合物 包括多羥基烷氧基化物。
12、 根據(jù)前迷任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，經(jīng)過(guò)所述 第二出口 (22)的流體在此之前經(jīng)過(guò)形成在成疊配置的截頭錐形分離 盤(pán)(28)之間的中間空間(34)。
13、 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述流體 在中央供給至所述轉(zhuǎn)子主體，該轉(zhuǎn)子主體在其一端懸置并以軸頸方式 連接。
14、 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，利用所述 分離助劑從所述流體分離戊烷不溶性污染物。
15、 一種用于除去流體中的污染物、污染顆?；蚱渌w粒以凈化 流體的方法，其特征在于，待凈化流體在包括表面擴(kuò)大插入件的裝置 中受到離心力，其中所述流體被分成其各種相，并且利用輸送器排放 污泥相。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，在所述流體受到 所述離心力之前將一種或更多種分離助劑添加至該流體。
17、 一種用于除去流體中的污染顆粒以凈化流體的裝置，該裝置 包括繞旋轉(zhuǎn)軸線(R)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子主體(1)，該轉(zhuǎn)子主體(1)具有分 離腔(7)，該分離腔具有用于待凈化流體和分離助劑的入口 (17)、用 于分離顆粒的第一出口 (25)以及用于已清除了所述顆粒的流體的第 二出口 (22)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子主體(1)包括至少一個(gè)輸送螺紋(16), 所述輸送螺紋用于朝向所述第一出口 (25)輸送分離助劑及其上粘著 的顆粒并通過(guò)該第一出口 (25)將其送出。
18、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子主體(1 ) 包括與所述至少一個(gè)輸送螺紋(16)連接的螺旋輸送器(2)，并且該 螺旋輸送器能夠以與所述轉(zhuǎn)子主體(1)的轉(zhuǎn)速不同的速度繞所述旋轉(zhuǎn)軸線(R)旋轉(zhuǎn)。
19、 根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子 主體(l)包括第三出口 (30)，該第三出口用于密度比在所述轉(zhuǎn)子主 體(1)的旋轉(zhuǎn)期間經(jīng)由所述第二出口 (22)排放的流體高的流體。
20、 根據(jù)權(quán)利要求17-19中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所 述轉(zhuǎn)子主體(1)包括在柱狀部(3)中配置在中央的一疊截頭錐形分 離盤(pán)(28)。
21、 根據(jù)權(quán)利要求17-20中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所 述轉(zhuǎn)子主體(1)在其一端懸置并以軸頸方式連接。
全文摘要
一種用于在離心分離器中借助分離助劑除去流體中的污染顆粒以凈化流體的方法，該分離助劑具有高于所述流體的密度并粘著所述顆粒，其中所述離心分離器包括被致使繞旋轉(zhuǎn)軸線(R)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子主體(1)，經(jīng)由入口(17)將待凈化流體引入由所述轉(zhuǎn)子主體(1)界定的分離腔(7)中，經(jīng)由第一出口(25)排放分離顆粒，經(jīng)由第二出口(22)排放清除了所述顆粒的流體，所述流體與一定量的分離助劑混合，被供應(yīng)至所述分離腔(7)并通過(guò)使污染顆粒粘著于所述分離助劑而在該分離腔內(nèi)凈化，所述分離助劑通過(guò)所述轉(zhuǎn)子主體(1)的旋轉(zhuǎn)而被推出至該轉(zhuǎn)子主體(1)的外周，分離助劑及其上粘著的顆粒的小的流經(jīng)由所述第一出口(25)從所述分離腔(7)排放，凈化后的流體流經(jīng)由所述第二出口(22)從所述分離腔(7)排放，所述分離助劑及其上粘著的顆粒借助至少一個(gè)輸送螺紋(16)而沿著所述轉(zhuǎn)子主體的內(nèi)部朝向所述第一出口(25)被輸送并通過(guò)該第一出口(25)被送出。
文檔編號(hào)B04B1/20GK101687203SQ200880015453
公開(kāi)日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2008年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月10日
發(fā)明者C·瓦斯, R·里德斯特拉爾 申請(qǐng)人:阿爾法拉瓦爾股份有限公司