專利名稱：離心分離器和用于分離的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的離心分離器和根據(jù)權(quán)利要求6的前序部分用于在離心分離器中控制交界層的徑向水平的方法。
背景技術(shù)：
根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的離心分離器和根據(jù)權(quán)利要求6的前序部分用于在離心分離器中控制交界層的徑向水平的方法從WO 00/37177 Al中已知，WO 00/37177 Al描述了用于離心分離器的控制設(shè)備，該離心分離器用于從包含如下兩種液體的混合物中分離較低密度的輕質(zhì)液體和較高密度的重質(zhì)液體。例如，液體可為油和水?？刂圃O(shè)備意圖用于包含轉(zhuǎn)子的離心分離器，該轉(zhuǎn)子能夠圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)并且形成用于所述混合物的進(jìn)口和分離室，其與進(jìn)口連通并且具有徑向內(nèi)部區(qū)域和徑向外部區(qū)域，在分離操作期間，所述區(qū)域適合于各自包含已分離輕質(zhì)液體和已分離重質(zhì)液體。這種離心分離器可具有以幾種不同方式構(gòu)造的用于已分離液體的出口。因而， 轉(zhuǎn)子可具有用于兩種液體的所謂溢流出口或者用于一種液體的溢流出口與用于另一種液體的另一種出口。這種其它種類的出口可由，例如不能夠旋轉(zhuǎn)的所謂配水部件(paring member)或由置于轉(zhuǎn)子的環(huán)繞壁中的噴嘴組成。在供應(yīng)的混合物不僅包含所述兩種液體，而且還包括比這兩種液體更重的較大量的固體的情況下，通常使用噴嘴。已分離固體和部分已分離重質(zhì)液體可因而通過置于轉(zhuǎn)子的外圍處的噴嘴排出，然而已分離輕質(zhì)液體從轉(zhuǎn)子的中心部分經(jīng)由溢流出口或配水部件移除。在這些情形中，轉(zhuǎn)子還可形成空間，其與分離室的徑向外部區(qū)域以如下方式連通，即使得在分離操作期間該空間將包含已分離重質(zhì)液體(但不是已分離輕質(zhì)液體)。沒有經(jīng)由所述噴嘴離開分離室的過量的已分離重質(zhì)液體可因此從轉(zhuǎn)子經(jīng)由該空間移除。固體以及兩種不同液體可在其中分離的另一類型的離心分離器是所謂沉降式離心器。在這種離心分離器中，轉(zhuǎn)子中存在所謂淤渣輸運(yùn)器，其適合于沿轉(zhuǎn)子的環(huán)繞壁運(yùn)輸已分離固體到淤渣出口。淤渣出口常置于轉(zhuǎn)子中的水平處，該水平徑向地在用于兩種已分離液體的出口的水平內(nèi)。在分離操作期間，在上文描述的種類的噴嘴式分離器或具有淤渣輸運(yùn)器的沉降式離心器中，可難以將轉(zhuǎn)子中在其中的已分離液體之間形成的交界層維持在預(yù)定徑向水平。 其原因?yàn)槊繂挝粫r(shí)間內(nèi)不可控的已分離重質(zhì)液體量常和已分離固體經(jīng)由轉(zhuǎn)子的淤渣出口離開。如果該不可控的重質(zhì)液體量可超過單位時(shí)間內(nèi)隨在其中待處理的混合物輸入轉(zhuǎn)子的重質(zhì)液體量，則在分離室中輕質(zhì)液體與重質(zhì)液體之間的交界層將徑向朝外移動(dòng)，并且已分離輕質(zhì)液體將最終在已分離固體經(jīng)由淤渣出口離開轉(zhuǎn)子時(shí)與已分離固體一起損失掉。這已在其中導(dǎo)致問題的特定分離操作是在從所謂油砂中回收油的方面中從油中移除砂和水。在這個(gè)方面，噴嘴式離心器用在至少兩個(gè)分離步驟中。在第一離心步驟中，油、水、溶劑與殘余砂的混合物輸入噴嘴式離心器，并且除混合物外，一定量的水也供應(yīng)到離心器。供應(yīng)的水加入以確保在轉(zhuǎn)子的分離室中在油與水之間形成的交界層可不被徑向朝外移位。由于所述噴嘴被流出的砂磨損并且因此比在分離操作開始時(shí)每單位時(shí)間釋放更多的水，故這種交界層的徑向移位可原本發(fā)生在若干小時(shí)的操作之后。在第一分離步驟之后，油仍不僅包含溶劑而且還包含殘余的砂和水。油從轉(zhuǎn)子的中心部分經(jīng)由配水部件導(dǎo)引出去并且泵到另一噴嘴式離心器上以經(jīng)歷第二分離步驟。為獲得盡可能好的分離結(jié)果，專門控制設(shè)備已研制用于在第一和第二分離步驟中控制分離操作。專門控制設(shè)備作為現(xiàn)有技術(shù)在WO 00/37177 Al中描述。該控制設(shè)備使得能夠避免過量水到輸入離心轉(zhuǎn)子的混合物的持續(xù)加入。相反，水僅在需要時(shí)并且僅以要求的量經(jīng)由前述種類的空間，即僅與分離室的徑向外部區(qū)域連通的空間，輸入轉(zhuǎn)子的分離室。 在當(dāng)過量的水與待清潔的油一起進(jìn)入時(shí)的期間，水也從轉(zhuǎn)子經(jīng)由相同的空間移除，該過量的水不能通過淤渣出口噴嘴離開轉(zhuǎn)子。所述控制設(shè)備包括用于水的壓力容器，其下部經(jīng)由導(dǎo)管與液體傳送部件連通，液體傳送部件置于離心分離器的轉(zhuǎn)子中的所述空間中，用于水到轉(zhuǎn)子的輸入或從轉(zhuǎn)子排出水。在壓力容器的上部維持氣體壓力(通常通過氮?dú)?，并且氣體壓力的大小以當(dāng)時(shí)在壓力容器中存在的水的量為基礎(chǔ)連續(xù)控制，從而在壓力容器的底部的，并且因此在導(dǎo)管中的液體壓力總是在預(yù)定值保持恒定，壓力容器經(jīng)由該導(dǎo)管與在離心轉(zhuǎn)子中的所述空間連通。在所述導(dǎo)管中的液體壓力的該恒定值對(duì)應(yīng)期望的徑向水平，其用于轉(zhuǎn)子的分離室中在其中的已分離油與已分離水之間形成的交界層。如果交界層從期望水平徑向朝外移動(dòng)，則壓力在轉(zhuǎn)子中的所述空間中下降，結(jié)果是水從壓力容器經(jīng)由導(dǎo)管壓入轉(zhuǎn)子直到交界層回到期望的徑向水平。在壓力容器中的水平檢測(cè)部件適合于在必要時(shí)啟動(dòng)供應(yīng)新的水到壓力容器，從而它從不會(huì)沒有水。如果在轉(zhuǎn)子的分離室中的交界層開始從期望的水平徑向朝內(nèi)移動(dòng)，則在轉(zhuǎn)子中所述空間中的壓力增加并且額外的水從該空間經(jīng)由所述導(dǎo)管壓入壓力容器。當(dāng)在壓力容器中的液體水平已上升到上限水平，則壓力容器的底部出口打開以從其中釋放水。根據(jù)WO 00/37177 Al，所述控制設(shè)備昂貴、復(fù)雜且巨大。因此WO 00/37177 Al描述了用于上文描述的種類的離心分離器的更便宜且更簡(jiǎn)單的控制設(shè)備。該控制設(shè)備包括用于供應(yīng)具有比所述輕質(zhì)液體更高密度的控制液體的器件。該供應(yīng)器件具有用于輸運(yùn)增壓控制液體的壓力源和供應(yīng)導(dǎo)管，其在它的一端連接到壓力源以便接收增壓控制液體并且在它的另一端連接到液體傳送部件以便輸入增壓控制液體到轉(zhuǎn)子。 供應(yīng)器件適合于依據(jù)需要僅以每單位時(shí)間的如下量供應(yīng)控制液體到轉(zhuǎn)子，即該量被要求用于防止在分離室中在一方面的已分離輕質(zhì)液體與另一方面的已分離重質(zhì)液體或控制液體之間形成的交界層從預(yù)定徑向供應(yīng)水平徑向朝外移動(dòng)?？刂圃O(shè)備還包括用于從轉(zhuǎn)子中的所述空間排出已分離重質(zhì)液體和/或控制液體的器件。排出器件具有排出導(dǎo)管，其適合于在轉(zhuǎn)子供應(yīng)有過量重質(zhì)液體時(shí)，從轉(zhuǎn)子通過所述排出導(dǎo)管以每單位時(shí)間的如下量排出已分離重質(zhì)液體和/或控制液體，即該量被要求用于防止所述交界層從預(yù)定徑向排出水平徑向朝內(nèi)移動(dòng)。在WO 00/37177 Al中描述的控制設(shè)備特征在于，排出器件布置成從在轉(zhuǎn)子中的所述空間以不同于通過所述供應(yīng)器件的方式排出液體。該控制設(shè)備不同于前述控制設(shè)備在于，在供應(yīng)器件中的壓力源不集成在排出設(shè)備中，即該控制設(shè)備具有各自用于液體的供應(yīng)和排出的單獨(dú)導(dǎo)管。離開轉(zhuǎn)子的已分離重質(zhì)液體和/或控制液體因此不需要在高壓下積聚并且不需要壓力容器。結(jié)果，也不存在對(duì)用于氣體的壓縮與用于這種氣體的壓力的控制的系統(tǒng)的需要。相反，壓力源可由簡(jiǎn)單液體泵組成并且控制液體的供應(yīng)與已分離重質(zhì)液體和 /或控制液體的排出的整個(gè)控制可通過所謂恒定壓力閥?？刂埔后w的緩沖量所需的任何容器件可沒有壓力并且為幾種離心分離器所共有。雖然控制設(shè)備因而簡(jiǎn)化，但是它仍具有某些不利。設(shè)備包括以帶有恒定壓力閥的各自的單獨(dú)供應(yīng)和排出導(dǎo)管的形式的兩套構(gòu)件。因此存在對(duì)進(jìn)一步簡(jiǎn)化用于離心分離器的控制設(shè)備的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是提供初始描述的種類的離心分離器與方法，其包括簡(jiǎn)單、便宜并且緊湊的控制設(shè)備。該目標(biāo)利用初始描述的離心分離器達(dá)到，該離心分離器特征在于，壓力源為變速泵，其中用于檢測(cè)交界層水平的所述裝置布置成與用于控制泵的速度的裝置以如下方式通訊，即使得在所述空間中液體的各自的供應(yīng)和排出以每單位時(shí)間的如下量發(fā)生，即使得在分離室中的交界層在所述預(yù)定內(nèi)部和外部徑向水平內(nèi)。所用控制液體可例如為重質(zhì)液體(水)。因此，雖然也是可能的，但本發(fā)明不要求控制液體以不是重質(zhì)液體的某些形式。所要求的只是控制液體具有比輕質(zhì)液體更高的密度。該目標(biāo)還通過初始描述的方法達(dá)到，該方法特征在于，液體通過作為所述壓力源的變速泵供應(yīng)到所述空間或者從所述空間排出，泵的速度通過在分離室中檢測(cè)到的交界層水平以如下方式控制，即使得供應(yīng)和排出各自以每單位時(shí)間的如下量發(fā)生，即使得在分離室中的所述交界層在所述預(yù)定內(nèi)部和外部徑向水平內(nèi)。本發(fā)明不同于前述已知形式的控制設(shè)備的第一種在于，已分離重質(zhì)液體和/或控制液體不需要在高壓處積聚，即不存在對(duì)帶有用于氣體的壓縮和這種氣體的壓力的控制的系統(tǒng)的任何壓力容器的需要。本發(fā)明不同于前述已知形式的控制設(shè)備的第二種在于，分離排出導(dǎo)管和所述恒定壓力閥都不必需。根據(jù)本發(fā)明，控制液體的供應(yīng)和排出經(jīng)由相同導(dǎo)管發(fā)生。帶有變速泵的導(dǎo)管因而適合于允許液體以雙向流動(dòng)，S卩以通過泵的供應(yīng)和排出方向。泵的速度控制消除了對(duì)所述恒定壓力閥的需要，因?yàn)樗俣瓤刂票旧磉m合于在所述導(dǎo)管中以如下方式控制液體壓力，即使得每單位時(shí)間各自供應(yīng)和排出的控制液體量為使得所述交界層在所述預(yù)定交界層水平內(nèi)。本發(fā)明的另一目標(biāo)為提供離心分離器，其帶有以簡(jiǎn)單且高效的方式控制在分離室中的交界層的所述水平的控制設(shè)備。本發(fā)明的又一目標(biāo)為提供離心分離器，其帶有以簡(jiǎn)單且高效的方式檢測(cè)在分離室中的交界層水平的控制設(shè)備。本發(fā)明的又一目標(biāo)為提供離心分離器，其帶有以簡(jiǎn)單且高效的方式控制用于增壓控制液體的輸運(yùn)的泵的控制設(shè)備。這些進(jìn)一步的目標(biāo)通過各自根據(jù)權(quán)利要求2到5和權(quán)利要求7到10的以下限定的實(shí)施例達(dá)到。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，泵為可逆轉(zhuǎn)泵。倒轉(zhuǎn)該泵使液體還可能從空間中以排出方向泵出，由此當(dāng)交界層的水平在內(nèi)部預(yù)定徑向水平內(nèi)時(shí)達(dá)到更快的控制。然而應(yīng)當(dāng)注意，泵不需要為了控制液體的排出而能夠倒轉(zhuǎn)。泵可例如為變速旋轉(zhuǎn)泵，例如適合于允許液體的倒流的離心泵。在分離室中的交界層的水平取決于泵的速度，其中泵的速度的降低(或者使泵處于停止?fàn)顟B(tài))將由于來自分離室的液體壓力超過來自泵的反壓力而使交界層徑向朝外移動(dòng)，因而從所述空間排出液體。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，用于控制泵的所述裝置包括變頻器。該變頻器使泵的速度能夠以能量節(jié)約并且簡(jiǎn)單的方式控制。根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例，用于檢測(cè)在分離室中的交界層水平的所述裝置包括布置成檢測(cè)在空間中的液體壓力的改變的壓力傳感器，該液體壓力取決于在空間中的自由液體面的水平。由于空間和分離室經(jīng)由分離室的徑向外部區(qū)域以傳送液體的方式連通，在分離室中的交界層的水平將影響在空間中的自由液體面。如果該交界層徑向朝外移動(dòng)，空間中的自由液體面也將徑向朝外移動(dòng)，并且反之亦然。如果在空間中的自由液體面徑向朝外移動(dòng)，空間中的液體壓力將下降(在指定徑向水平)。以該方式，在分離室中的交界層水平可經(jīng)由空間的自由液體面容易地確定?？蛇x地，可提供器件用于檢測(cè)空間中的自由液體面的徑向位置。在所有情形中，這種檢測(cè)操作指的是檢測(cè)形成在分離室中的交界層的徑向位置。根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例，所述導(dǎo)管與空間經(jīng)由液體傳送部件以傳遞液體壓力的方式連通，并且壓力傳感器布置成檢測(cè)在泵與液體傳送部件之間的導(dǎo)管中的液體壓力的改變。在該情形中，在導(dǎo)管中的液體壓力提供在空間中的自由液體面的徑向水平的測(cè)量。


以下參考附圖通過實(shí)施例的描述更詳細(xì)地解釋本發(fā)明。圖1示意性地公開了穿過形成部分離心分離器的轉(zhuǎn)子的縱截面和根據(jù)本發(fā)明的控制設(shè)備。
具體實(shí)施例方式圖1在本發(fā)明的實(shí)施例的實(shí)例中公開了離心分離器，其包括具有下部1和上部2 的轉(zhuǎn)子，這些部分通過鎖緊環(huán)3彼此連接。轉(zhuǎn)子置于連接到下轉(zhuǎn)子部分1的豎直驅(qū)動(dòng)軸4 的最上部并且能夠圍繞旋轉(zhuǎn)軸線R旋轉(zhuǎn)。在轉(zhuǎn)子內(nèi)存在分配器5，其將轉(zhuǎn)子內(nèi)部分成中心進(jìn)口室6和圍繞分配器延伸的環(huán)形分離室7。分配器5經(jīng)由圍繞轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線R分布的徑向和軸向延伸的翼狀件(未示出)支撐在下轉(zhuǎn)子部分1的中心部分。進(jìn)口室6與分離室7經(jīng)由置于所述翼狀件之間的通道8連通。固定進(jìn)口管道9從上面軸向延伸進(jìn)轉(zhuǎn)子并且在進(jìn)口室6中打開。在分離室7中， 錐形分離盤10的堆疊軸向地在轉(zhuǎn)子的上部2與分配器5的下部之間保持就位。各分離盤 10，如同分配器的下部，在它的外周具有若干凹部11，其圍繞旋轉(zhuǎn)軸線R分布并且軸向彼此對(duì)齊地放置。雖然公開的實(shí)施例包括分離盤和帶有在其外周緣的凹部的分配器，但是應(yīng)當(dāng)注意，展示帶有分配器的分離盤的轉(zhuǎn)子還存在，分配器具有徑向地在它的外周緣內(nèi)的凹部或洞(即洞在分離盤的錐形表面上以短距離)，該凹部或洞同樣地圍繞旋轉(zhuǎn)軸線R分布并且軸向彼此對(duì)齊地放置。在分離室7的徑向最外部分處，下轉(zhuǎn)子部分1攜帶圍繞轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線R分布的幾個(gè)噴嘴12。各噴嘴12具有貫穿通道，液體和固體粉末可經(jīng)由該通道從分離室7中噴出。上轉(zhuǎn)子部分2攜帶中心環(huán)形帽13，其在它的內(nèi)部限定了徑向朝內(nèi)朝轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線打開的環(huán)形出口室14。固定進(jìn)口管道9的外部支撐以配水盤形式的出口部件15，其徑向朝外延伸進(jìn)出口室14。分離室7的徑向內(nèi)部區(qū)域7a與出口室14經(jīng)由通過環(huán)形凸緣形成的溢流出口 16 連通，環(huán)形凸緣通過上轉(zhuǎn)子部分2支撐，并且置于上轉(zhuǎn)子部分2的內(nèi)部。溢流出口 16對(duì)轉(zhuǎn)子的運(yùn)行不是必需的并且如果期望的話可免除?？蛇x地，出口部件15可免除，在該情形中， 從分離室7流出的液體可直接離開轉(zhuǎn)子。限定在轉(zhuǎn)子的下部1中的環(huán)形空間17徑向朝內(nèi)朝轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線R打開。空間 17與分離室7的徑向外部區(qū)域7b經(jīng)由通道18與19和圍繞旋轉(zhuǎn)軸線R分布的多個(gè)管道20 連通。轉(zhuǎn)子可當(dāng)然具有代替管道20的用于在徑向外部區(qū)域7b與環(huán)形空間17之間形成所述連接的其它裝置。例如，轉(zhuǎn)子可具有集成在轉(zhuǎn)子的下部1中的通道，在該情形中，該通道將組成通道18與19的延伸?？蛇x地，管道20可被單獨(dú)板替換，該單獨(dú)板布置在轉(zhuǎn)子的下部1并且具有通道，其連接到轉(zhuǎn)子部分的通道18和19并且在徑向外部區(qū)域7b與環(huán)形空間 17之間形成所述連接。固定液體傳送部件21延伸進(jìn)空間17并且適合于導(dǎo)引液體進(jìn)入空間17或?qū)б后w從其中離開。在分離室7中的豎直虛線22代表在其中的某個(gè)徑向水平。離心轉(zhuǎn)子適合用于處理油和水和懸浮在其中的固體的混合物?；旌衔锝?jīng)由進(jìn)口管道9供應(yīng)到轉(zhuǎn)子并且從進(jìn)口室6經(jīng)由管道8運(yùn)送到分離室7。混合物經(jīng)由通過在分離盤中的凹部11形成的分配通道分配到在分離盤10之間的各個(gè)空隙，各種混合物組分在其中彼此分離。已分離油徑向朝內(nèi)流動(dòng)并且進(jìn)一步從轉(zhuǎn)子經(jīng)由出口室14和出口部件15離開，然而，已分離固體和水經(jīng)由噴嘴12離開轉(zhuǎn)子。如果各自經(jīng)由噴嘴12和出口部件15離開轉(zhuǎn)子的水和油的量等于包含在供應(yīng)到轉(zhuǎn)子的混合物中的水和油的量，那么平衡態(tài)出現(xiàn)在已分離油與已分離水之間的交界層上。這種平衡態(tài)在圖中在分離室7中的徑向水平22處示意性地示出。在所描述的種類的平衡態(tài)中，假定自由液體面在轉(zhuǎn)子的各種室和空間中在徑向水平處自己形成，該徑向水平在圖中由小三角形指示。如果平衡態(tài)與期望的預(yù)定徑向水平相符，則沒有交界層的徑向水平22的調(diào)整發(fā)生，即沒有液體經(jīng)由液體傳送部件21從轉(zhuǎn)子流出或流入轉(zhuǎn)子。然而應(yīng)當(dāng)注意，在圖中示出的徑向水平22的徑向位置不需要為實(shí)際上形成的平衡態(tài)，也不需要為期望的預(yù)定徑向水平。為達(dá)到盡可能好的分離結(jié)果，期望的預(yù)定徑向水平可在分離室中的稍微其它地方(例如，在通過分離盤中的凹部11形成的分配通道處或其稍微徑向外部)。進(jìn)一步假定已分離固體經(jīng)由噴嘴12離開轉(zhuǎn)子而不用為流出的已分離水擋住它們。然而，取決于噴嘴12的磨損和/或供應(yīng)到轉(zhuǎn)子的混合物中的水和油的量的變化， 實(shí)際上不可能不利用專門控制設(shè)備去將在分離室7中的油與水之間的所述交界層維持在期望的預(yù)定水平處，該期望的預(yù)定水平在下文中假設(shè)與在圖中示出的徑向水平22對(duì)應(yīng)。這種控制設(shè)備連接到液體傳送部件21并且適合于或者如果轉(zhuǎn)子中的所述交界層傾向于從水平22徑向朝外移動(dòng)，經(jīng)由液體傳送部件21供應(yīng)可變量的控制液體(例如水)到轉(zhuǎn)子，或者如果交界層傾向于從水平22徑向朝內(nèi)移動(dòng)，從轉(zhuǎn)子中移除可變量的水?？刂圃O(shè)備包括具有以變速泵23的形式的壓力源的器件和導(dǎo)管對(duì)，其在它的一端連接到泵23并且在它的另一端連接到液體傳送部件21。泵23連接到所謂VFD(可變頻率驅(qū)動(dòng)器)，即用于控制泵23的速度的變頻器25，該變頻器25與以壓力傳感器P的形式的傳感器沈通訊，傳感器沈適合于檢測(cè)在泵23與液體傳送部件21之間的導(dǎo)管中的液體壓力的變化。液體傳送部件21可在本發(fā)明的范圍內(nèi)具有各種種類。如圖中所示，如果它是固定的，即不旋轉(zhuǎn)的，則它可有利地包括圍繞轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線R并且延伸進(jìn)入空間17的環(huán)形盤。液體傳送部件可形成一個(gè)或多個(gè)徑向延伸通道，或形成圍繞旋轉(zhuǎn)軸線R延伸的一個(gè)或多個(gè)環(huán)形通道(參見SE 76670)。在任一種情形中，通道引入到存在于空間17中的液體內(nèi)。轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致液體壓力，其大小取決于與空間17中的轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)的液體主體的自由液體面的位置?？臻g17中的液體面的位置自身受在分離室7中已分離油與已分離水之間的交界層的徑向位置22的任何運(yùn)動(dòng)的影響。因而，如果在分離室7中的交界層徑向朝外移動(dòng)，那么在空間17中的自由液體面也徑向朝外運(yùn)動(dòng)，于是導(dǎo)管對(duì)中的壓力下降。在交界層徑向朝內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)管M中的壓力上升。如果在導(dǎo)管M中的壓力傾向于下降到低于預(yù)定第一值，泵23的速度增加以提升導(dǎo)管M中的壓力并且將水泵進(jìn)空間17并且進(jìn)一步經(jīng)由通道18、19和管道20泵到分離室7， 其中，預(yù)定第一值對(duì)應(yīng)用于在分離室7中的油與水之間的交界層的外部預(yù)定徑向水平(水平22的稍微徑向外部)。速度增加將取決于導(dǎo)管M中的壓力下降到多低而更多或更少，并且每單位時(shí)間泵入的水的量將使得在分離室中油與水之間的交界層徑向地保持在所述外部預(yù)定徑向水平內(nèi)。如果相反，導(dǎo)管M中的壓力傾向于上升到高于預(yù)定第二值，泵23的速度降低(或者泵甚至可倒轉(zhuǎn))以降低導(dǎo)管中的壓力并且因而從空間17中排出(或泵出)水，其中，預(yù)定第二值對(duì)應(yīng)用于在分離室7中油與水之間的交界層的內(nèi)部預(yù)定徑向水平(水平22的稍微徑向內(nèi)部)。水將然后以相反方向(相對(duì)于上文描述的供應(yīng)方向)流過泵23。速度降低將取決于導(dǎo)管M中的壓力增加多少而更多或更少(或者泵甚至可反轉(zhuǎn))，其中每單位時(shí)間排出(或泵出)的水的量將使得在分離室7中油與水之間的交界層保持在所述內(nèi)部預(yù)定徑向水平的徑向外部。控制設(shè)備可還包括用于維持在期望的數(shù)量并且處在期望的溫度的控制液體(水) 的容器件27。為此目的，容器件27具有進(jìn)口導(dǎo)管、出口導(dǎo)管、浮體、通過浮體控制的閥和加熱器件(未在圖1中示出)。這種容器件從WO 00/37177 Al (參見圖6)本身已知。泵23 布置成以如下方式利用容器件27作為控制液體貯存器，即使得控制液體依據(jù)在分離室7中的交界層水平22的調(diào)整而供應(yīng)到容器件27和從容器件27中排出。供應(yīng)到容器件27的控制液體可因而重復(fù)利用。任何期望的合適的泵，隸屬于適合于允許以雙向流動(dòng)的泵，可用于從空間17和到空間17的水的運(yùn)輸。這種泵為本領(lǐng)域技術(shù)人員所周知并且因此不在此描述。以類似方式，用于檢測(cè)導(dǎo)管中的壓力的壓力傳感器沈可由用于檢測(cè)交界層的水平的其它裝置替換。可提供裝置用于檢測(cè)空間17中的自由液體面的徑向位置，而不是用于
9所述壓力檢測(cè)?？上氲降倪€有檢測(cè)交界層水平的其它非直接裝置，其檢測(cè)涉及交界層的位置的至少一個(gè)參數(shù)，并且以所述參數(shù)或多個(gè)參數(shù)為基礎(chǔ)，計(jì)算或另外地確定交界層的徑向位置。在所有情形中，這種檢測(cè)操作指的是檢測(cè)在分離室7中的油與水之間形成的交界層的徑向位置。如果這樣期望的話，當(dāng)然還可能提供用于交界層的徑向位置的直接檢測(cè)的裝置。根據(jù)本發(fā)明的控制設(shè)備當(dāng)然還將與密封封閉離心轉(zhuǎn)子，S卩如下離心轉(zhuǎn)子，協(xié)同工作，在離心轉(zhuǎn)子中，空間17傾向于完全充滿液體，并且與對(duì)能夠旋轉(zhuǎn)的離心轉(zhuǎn)子密封的固定液體傳送部件的內(nèi)部連通，本發(fā)明不限于公開的實(shí)施例，但可在所陳述的權(quán)利要求的范圍內(nèi)變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種用于從液體混合物中分離較低密度的輕質(zhì)液體與較高密度的重質(zhì)液體的離心分離器，所述液體混合物包含這兩種液體和懸浮在其中的固體，該離心分離器包括轉(zhuǎn)子(1，2)，其能夠圍繞旋轉(zhuǎn)軸線(R)旋轉(zhuǎn)并且具有用于所述液體混合物的進(jìn)口(6， 9)，其中所述轉(zhuǎn)子(1，2)限定了分離室(7)，其與所述進(jìn)口(6，9)連通并且具有徑向內(nèi)部區(qū)域(7a)和徑向外部區(qū)域(7b)，在所述離心分離器的操作期間，該區(qū)域適合于各自包含已分離輕質(zhì)液體和已分離重質(zhì)液體，這些液體在所述分離室(7)中在它們之間形成交界層 (22)，并且使得所述轉(zhuǎn)子具有空間(17)，其與所述分離室的所述徑向外部區(qū)域(7b)以如下方式連通，即使得在操作期間，所述空間(17)將包含已分離重質(zhì)液體，其徑向朝內(nèi)地填充所述空間并且以與在所述分離室中的所述交界層02)的徑向水平相關(guān)的水平形成自由液體面，和控制設(shè)備，包括用于檢測(cè)在所述分離室(7)中的所述交界層水平0 的裝置06)，用于經(jīng)由所述空間(17)供應(yīng)控制液體到所述分離室的徑向外部區(qū)域(7b)的器件01， 23，24)，該控制液體具有比所述輕質(zhì)液體更高的密度，其中所述器件具有用于輸運(yùn)增壓控制液體的壓力源和用于供應(yīng)所述控制液體的導(dǎo)管(M)，該導(dǎo)管在它的一端連接到所述壓力源以接收增壓控制液體并且在它的另一端連接到液體傳送部件以輸入增壓控制液體到所述空間(17)，所述器件適合于依據(jù)需要僅以每單位時(shí)間的如下量供應(yīng)控制液體，即該量被要求用于防止在所述分離室(7)中在一方面的已分離輕質(zhì)液體與另一方面的已分離重質(zhì)液體或控制液體之間形成的所述交界層0 從外部預(yù)定徑向水平徑向朝外移動(dòng)，并且用于控制液體的供應(yīng)的所述器件01，23，24)還適合于從所述分離空間的徑向外部區(qū)域(7b)通過與控制液體的供應(yīng)相同的導(dǎo)管04)排出液體，當(dāng)所述分離室供應(yīng)有過量重質(zhì)液體時(shí)，該器件適合于通過所述液體傳送部件從所述空間(17)以每單位時(shí)間的如下量排出所述已分離重質(zhì)液體和所述控制液體中的至少一種，即該量被要求用于防止所述交界層0 從內(nèi)部預(yù)定徑向水平徑向朝內(nèi)移動(dòng)，其特征在于，所述壓力源為變速泵，其中用于檢測(cè)所述交界層水平的所述裝置06)布置成與用于控制所述泵的速度的裝置05)以如下方式通訊，即使得在所述空間(17)中的液體的供應(yīng)和排出各自以每單位時(shí)間的如下量發(fā)生，即使得在所述分離室(7)中的所述交界層 (22)在所述預(yù)定內(nèi)部和外部徑向水平內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心分離器，其特征在于，所述泵03)為可逆轉(zhuǎn)泵。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的離心分離器，其特征在于，用于控制所述泵的所述裝置0 包括變頻器。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的離心分離器，其特征在于，用于檢測(cè)所述分離室中的所述交界層水平的所述裝置06)包括壓力傳感器，其布置成檢測(cè)在所述空間(17) 中的液體壓力的改變，該液體壓力取決于在所述空間中的所述自由液體面的水平。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的離心分離器，其特征在于，所述導(dǎo)管04)與所述空間(17)經(jīng)由所述液體傳送部件以傳遞液體壓力的方式連通，并且所述壓力傳感器06)布置成檢測(cè)在所述泵與所述液體傳送部件之間的所述導(dǎo)管04)中的所述液體壓力的改變。
6.一種用于控制交界層02)的徑向水平的方法，所述交界層02)在操作期間在離心分離器中在較低密度的輕質(zhì)液體與較高密度的重質(zhì)液體之間形成，所述離心分離器用于從包含所述液體和在其中懸浮的固體的液體混合物中分離所述液體，該方法包括如下步驟使屬于離心分離器的轉(zhuǎn)子(1，2)圍繞旋轉(zhuǎn)軸線(R)旋轉(zhuǎn)，所述液體混合物通過進(jìn)口(6， 9)供應(yīng)到所述轉(zhuǎn)子并且在其中進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，在分離室(7)中在離心力的影響下分離所述液體，所述分離室(7)由轉(zhuǎn)子限定并且與所述進(jìn)口連通，所述離心力使該液體在具有徑向內(nèi)部區(qū)域(7a)和徑向外部區(qū)域(7b)的所述分離室內(nèi)部在所述水平處在它們之間形成所述交界層(22)，所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)使這些區(qū)域各自包含已分離輕質(zhì)液體和已分離重質(zhì)液體，在所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)期間供應(yīng)已分離重質(zhì)液體到空間(17)，其與所述分離室的所述徑向外部區(qū)域(7b)以如下方式連通，即使得所述重質(zhì)液體徑向朝內(nèi)地填充所述空間(17)并且形成自由液體面，其具有與在所述分離室(7)中的所述交界層的徑向水平相關(guān)的徑向水平，檢測(cè)在所述分離室中的所述交界層水平，依據(jù)需要經(jīng)由所述空間(17)供應(yīng)控制液體到所述分離室的所述徑向外部區(qū)域(7b)， 該控制液體具有比所述輕質(zhì)液體更高的密度，所述控制液體通過導(dǎo)管04)供應(yīng)到所述空間(17)，所述導(dǎo)管04)在它的一端連接到壓力源03)以接收增壓控制液體并且在它的另一端連接到液體傳送部件以輸入增壓控制液體到所述空間(17)，所述控制液體僅以每單位時(shí)間的如下量供應(yīng)，即該量被要求用于防止在所述分離室中在一方面的已分離輕質(zhì)液體與另一方面的已分離重質(zhì)液體或控制液體之間形成的所述交界層0 從外部預(yù)定徑向水平徑向朝外移動(dòng)，并且依據(jù)需要從所述分離室的所述徑向外部區(qū)域(7b)經(jīng)由所述空間(17)通過所述液體傳送部件和與控制液體的供應(yīng)相同的導(dǎo)管(24)排出液體，所述已分離重質(zhì)液體和所述控制液體中的至少一種以每單位時(shí)間的如下量排出，即該量被要求用于當(dāng)所述分離室(7) 供應(yīng)有過量重質(zhì)液體時(shí)防止所述交界層0 從內(nèi)部預(yù)定徑向水平徑向朝內(nèi)移動(dòng)，其特征在于，所述液體通過作為壓力源的變速泵供應(yīng)到所述空間(17)和從所述空間(17)排出，所述泵的速度通過在所述分離室中檢測(cè)到的所述交界層水平以如下方式控制，即使得供應(yīng)和排出各自以每單位時(shí)間的如下量發(fā)生，即使得在所述分離室中的所述交界層02) 在所述預(yù)定內(nèi)部和外部徑向水平內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述液體通過可逆轉(zhuǎn)泵供應(yīng)到所述空間(17)和從所述空間(17)排出。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述泵通過變頻器0 控制。
9.根據(jù)權(quán)利要求6到8中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述交界層水平02)的檢測(cè)是通過在所述空間(17)中的壓力測(cè)量06)實(shí)現(xiàn)，該壓力測(cè)量檢測(cè)液體壓力的變化，該液體壓力取決于在所述空間中的所述自由液體面的水平。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述壓力測(cè)量在所述泵與所述液體傳送部件之間的所述導(dǎo)管04)中發(fā)生，該導(dǎo)管與所述空間(17)以傳遞液體壓力的方式連通。
全文摘要
本發(fā)明涉及離心分離器和方法，其用于控制在操作期間在所述離心分離器中的分離室(7)中的輕質(zhì)與重質(zhì)液體之間形成的交界層(22)的徑向水平。該控制包括用于檢測(cè)在分離室中的交界層水平的裝置(26)和用于通過變速泵(23)供應(yīng)控制液體到分離室(7)和從分離室(7)排出控制液體的器件(21，23，24)，其中用于檢測(cè)交界層水平的所述裝置(26)適合于與裝置(25)通訊，裝置(25)用于以如下方式控制泵的速度，即使得液體的供應(yīng)和排出以每單位時(shí)間的如下量發(fā)生，即使得在分離室(7)中的交界層(22)在預(yù)定徑向內(nèi)部和外部水平內(nèi)。
文檔編號(hào)B04B11/02GK102413940SQ201080018351
公開日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2010年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月24日
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