專利名稱：離心式分離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于將兩種不同密度的液體從其混合液中分離出來的離心式分離器。這種離心式分離器包括一個帶有一分離室的轉(zhuǎn)子，包括一組與轉(zhuǎn)子同軸安裝的錐形分離葉盤，其底部朝向分離室的一端，而其頂部朝向分離室的另一端;包括一中心引入室;一進口通道，在分離葉盤的頂部該通道朝向分離室端，使引入室與分離室端部連接，還包括用于相應(yīng)的分離出來的較重和較輕液體的兩個單獨出口，這兩個出口位于轉(zhuǎn)子同一側(cè)軸向的出口端;所述進口通道相對于轉(zhuǎn)子軸，基本上具有與分離葉盤同樣的傾斜度。這樣一種離心式分器公開于1904年瑞典專利NO·19666號中。但不知這種離心式分離器是否已生產(chǎn)出來并已在實際中使用。
一個世紀以來，人們通常并沒有按上述的方法進行離心式分離器的設(shè)計。取而代之的是將分離室的進口安置在分離葉盤的底部，朝向分離室的端部。這樣一種普通的離心式分離器公開于美國專利3，986，663號中。雖然，即使這后一種離心式分離器有一轉(zhuǎn)子，也將兩種分離出來的液體的出口設(shè)置在轉(zhuǎn)子的同一側(cè)軸向的端部。這樣的設(shè)計有一些優(yōu)點。其中之一是需要調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)子出口構(gòu)件使用起來很方便。而且，分離出來的液體從轉(zhuǎn)子中排放時，使用固定的叫做分隔構(gòu)件，因此也是容易的。
上述第一種離心式分離器的一個主要優(yōu)點是當混合液在分離葉盤的頂部朝向分離室端部導入分離室時，結(jié)果在混合液進入分離室之前，在所述的進口通道中就已發(fā)生了初步分離，從而可獲得最大的效益。這樣，當混合液在流程中，通過在中心引入室和分離室進口之間的所述進口通道時，部分較重的液體成分以及混合液中可能含有的固體有可能被分離出去。所提供的混合液中的較重的成分，在進口通道中被分離后，沿著進口通道的外壁，直接流入到分離葉盤徑向端部之外的分離室的最外部分中而未受到擾動，或當混合液流入分離室時，擾動混合液的其余部分。
在普通的離心式分離器中，混合液代之以經(jīng)進口通道在分離葉盤底部朝向傾斜所面對的分離室的端部導入，(見美國專利3，986，663號)，混合液中較重的成分在進口通道中分離后，被迫橫過流向分離室的混合液的其余部分的液流。這是由于事實上進口通道相對于轉(zhuǎn)子軸具有與錐形分離葉盤同樣的傾斜度。因此，導致進口通道中的初步分離整個或部分地變壞。當混合液在位于緊鄰進口通道的分離葉盤的外側(cè)邊緣，全部導入到分離室時，不希望產(chǎn)生的橫過液流的影響將達到最大。
本發(fā)明的目的是提供一種離心式分離器，首先它的轉(zhuǎn)子具有至少自1904年以來認為是引導混合液進入分離室的最佳方案，其次，在位于轉(zhuǎn)子同一端具有用于分離后的兩種液體的兩個出口，這種離心式分離器被改進了設(shè)計，比那種如上面所述瑞典專利NO.19666中所示的普通離心式分離器能更有效地分離兩種具有不同密度的液體。
這個目的由上述的那種離心式分離器是可以達到的，根據(jù)本發(fā)明，其特征是至少一個出口管道從分離室徑向的外側(cè)部分，在分離葉盤底部朝向分離室的端部，向轉(zhuǎn)子中心延伸，這個出口管道與用于在轉(zhuǎn)子的所述出口端分離較重液體的所述轉(zhuǎn)子出口相連。
根據(jù)本發(fā)明的離心式分離器，在所述進口通道中初步分離的結(jié)果，可以得到其最大效益，同時對于混合液中較重的液體成分，在分離室中給予了一個長的軸向流動。因此，較重的液體有可能有效地從較輕的液體中分離出去，同時除去混合液中存在的比較重液體更重的固體。而且，被分離出來的兩種液體，可方便地從轉(zhuǎn)子的同一端排放出去。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)，有可能在轉(zhuǎn)子的任何一端安置用于分離出來的液體的兩個轉(zhuǎn)子出口，而在相對的另一端轉(zhuǎn)子與驅(qū)動軸相連結(jié)。然而，在本發(fā)明的最佳實施方案中，兩個轉(zhuǎn)子出口是位于分離葉盤頂部朝向轉(zhuǎn)子端部;出口裝置至少安裝有一個貫通管道，以引導分離出來的較重液體，從所述管道軸向流徑分離室到達為分離出來的較重液體而設(shè)的轉(zhuǎn)子出口。因此，轉(zhuǎn)子可以與崍?，磦蝤使转讚眙[匭木贍芙詠誶幔又嵯蚩杉階擁鬧岢小 下面參看附圖對本發(fā)明進行更詳細的說明。


圖1表示的是根據(jù)本發(fā)明的一個最佳實施方案的離心式分離器。圖2是圖1所示離心式分離器中的零件圖，參看圖1從上向下看。圖3示出的是根據(jù)圖1和圖2作了某些修改的零件的軸向斷面圖。圖4是圖1中離心式分離器部分修改的實施方案。
圖1中示出的離心式分離器具有一個轉(zhuǎn)子1，一根支承著所述轉(zhuǎn)子的垂直驅(qū)動軸2，一個與所述驅(qū)動軸嚙合的驅(qū)動裝置3，一個為驅(qū)動裝置而設(shè)的下部機座4，和為轉(zhuǎn)子而設(shè)的機架5。
上部機架5上設(shè)有一進口管6，用于使兩種不同密度的液體和懸浮在其中的微粒的混合液進入。此外，機架5上為分離出來的較輕的液體而設(shè)有一個帶出口8的接受室7，以及為分離出來的較重液體而設(shè)的一個帶出口10的接受室9。
轉(zhuǎn)子由兩個轉(zhuǎn)子部件11和12組成，它們相互在軸向相互壓緊，并圍成一個分離室13。轉(zhuǎn)子部件11作為分離室13的底部并與驅(qū)動軸2相連結(jié)，它有一中心塔柱14，塔柱的頂部用一個環(huán)形閉鎖構(gòu)件15扣住轉(zhuǎn)子部件12。轉(zhuǎn)子部件12基本上形成筒形周壁和轉(zhuǎn)子的錐形上端壁。
進口管6的狹窄端，延伸通過閉鎖構(gòu)件15軸向地伸入到由中心塔柱14的管形上部所形成的中心引入室16中。這個中心塔柱14的管形上部的周壁上有幾個開口17。閉鎖構(gòu)件15形成進口室16的上部環(huán)形端壁。
圍繞中心塔柱14安裝一個帶有一套筒形零件18和一錐形零件19的分離構(gòu)件。套筒形零件18在所述開口17下面圍繞著中心塔柱14。在套筒形零件18和中心塔柱14之間有一環(huán)形密封墊。鉗形零件19鄰近所述轉(zhuǎn)子的上部端壁。在錐形零件19上有徑向切槽，在它與轉(zhuǎn)子端壁之間形成幾個通道20，以連接開口17與分離室13。
在錐形零件19與下部轉(zhuǎn)子部件11之間，分離室中設(shè)有與轉(zhuǎn)子同軸的一組截頭錐形分離葉盤21。分離葉盤21的外側(cè)周邊基本上位于與前所述錐形零件19的外側(cè)周邊相同的半徑上。分離葉盤21的內(nèi)側(cè)周邊基本上位于套筒形零件18的外側(cè)一定徑向距離上，因此在分離室13中分離葉盤21徑向的內(nèi)側(cè)形成了一個中央空腔。這個空腔被分割成為由徑向和軸向伸展的翼板所形成的平行的軸向管道，它們是由套筒形零件18支承。
錐形零件19上有幾個軸向貫通的管道22(例如三個)，由其上部數(shù)目相同的管形構(gòu)件23支承，管形構(gòu)件23的內(nèi)部與管道22連通。轉(zhuǎn)子部件12上也有數(shù)目相同的軸向貫通管道24，所述管道24被定位以使能經(jīng)過管形構(gòu)件23分別與管道22相連通。在管形構(gòu)件23和轉(zhuǎn)子部件12之間，環(huán)繞著互相連通的管道，設(shè)有一個環(huán)形密封墊。
在轉(zhuǎn)子部件12的頂部設(shè)有一環(huán)形構(gòu)件25，該構(gòu)件25與轉(zhuǎn)子部件12一起形成一個腔室26，在此腔室中，管道24通過轉(zhuǎn)子部件12敞口。此腔室26有一個或幾個周緣出口27。
在分離室13的下部安裝有一個環(huán)形構(gòu)件28，該構(gòu)件28軸向向內(nèi)和軸向向下相對于轉(zhuǎn)子部件11密封，并徑向向外伸展到分離室中一定距離，該距離大于分離葉盤21的長度。在分離室下底部的環(huán)形構(gòu)件28上有幾個徑向槽，該槽在分離室13和轉(zhuǎn)子部件11上數(shù)目相同的中央徑向管道30之間形成管道29。徑向管道30與一些軸向管道31連通，軸向管道上嵌裝了軸向管32。
管32伸展通過分離葉盤上相匹配的孔，再伸展經(jīng)過前面所述錐形零件19上的孔以及轉(zhuǎn)子部件12上的孔和環(huán)形構(gòu)件25上的孔。在轉(zhuǎn)子部件12和錐形零件19以及環(huán)形構(gòu)件25之間圍繞所述的這些孔和管32分別安設(shè)了密封墊板。
管32的內(nèi)部通過管道29～31與分離室13連通，并在環(huán)形構(gòu)件25中朝徑向向內(nèi)的開口槽33敞開。槽33的上邊設(shè)有一溢流出口34。
從每一根管道30徑向的最里面部分，一個排放管道35通過轉(zhuǎn)子部件11延伸到轉(zhuǎn)子的外面。一個防護構(gòu)件36與驅(qū)動軸2相連結(jié)，并被安排得可防止液體經(jīng)排放管道35流到驅(qū)動裝置的機座4上而離開轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子機架5上有為這些流出來的液體而設(shè)的單獨出口37。
圖2所示是從上向下看的包括錐形零件19的分離構(gòu)件視圖，除了示出三個前面已述的管形構(gòu)件23外，還示出了三個管形構(gòu)件38經(jīng)過38的開口插裝進管32(圖1)。從圖2可看得更清楚，管形構(gòu)件38是位于比管形構(gòu)件32較大的半徑上。
在錐形零件19上徑向和軸向延伸的隆起物39之間如前所述形成切槽，這些切槽與轉(zhuǎn)子部件12一起形成圖1中的通道20。
圍繞錐形零件19的周邊上有一些切口40，其作用將在后面敘述。在分離室中，為了沿軸向能與切口40相匹配，在全部分離葉盤21上還沒有相應(yīng)的切口。
圖3所示為經(jīng)過一定修改的分離構(gòu)件的斷面圖，包括一錐形零件19a，一個套筒形零件18a以及管形構(gòu)件23a和38a。在圖3中所示的分離構(gòu)件，規(guī)定全部由塑料制成，可以看出管形構(gòu)件23a和38a已加工成形，使之能夠在它們和轉(zhuǎn)子部件12之間牢固的連接。在套筒的延長部分41和42上，分別設(shè)有小的外環(huán)形端部凸緣43和44，其尺寸最好選定為當它們嵌裝入轉(zhuǎn)子部件12的孔中時應(yīng)有一些彈性。
圖4所示是按照圖1中轉(zhuǎn)子的上面部分，包括一個按照圖3的分離構(gòu)件。管形構(gòu)件23a和38a是嵌裝到轉(zhuǎn)子部件12a的貫通管道中。這些管道的壁上有環(huán)形槽，以便接納環(huán)形端部凸緣43和44(圖3)。分離構(gòu)件用一種叫做碰鎖的連結(jié)法，與轉(zhuǎn)子部件12a相連接。
在轉(zhuǎn)子部件12a和環(huán)形構(gòu)件25a之間還有碰鎖連接。環(huán)形構(gòu)件25a上有一內(nèi)部環(huán)形凸緣45，以便與轉(zhuǎn)子部件12a上的外側(cè)槽相嚙合。
為了取代一個固定端壁，在環(huán)形構(gòu)件25上設(shè)有一個可拆卸的因此便可以更換的環(huán)形端壁46，其內(nèi)側(cè)形成一個相當于圖1中所示溢流出口34的一個溢流出口。甚至端壁46能在環(huán)形構(gòu)件25a上保持定位，亦用叫做碰鎖的連結(jié)法。
圖1所示的離心式分離器，是在由驅(qū)動裝置3帶動轉(zhuǎn)子1使之轉(zhuǎn)動以后，按下述方式運行。
兩種不同密度的液體以及懸浮其中的微粒的混合液，經(jīng)過管6導入到中心引入室16。混合液還流經(jīng)開口17和通道20至分離室13中。主要是經(jīng)過錐形零件19上的切口40和分離葉盤21上相應(yīng)的切口，混合液分布在分離葉盤之間。
所供給的由三種成分形成的混合液，在通道20中已發(fā)生了初步分離。在并未擾動混合液繼續(xù)流動進入分離室的情況下，大部分懸浮的固體和部分較重的液體，沿著轉(zhuǎn)子部件12向外移到分離室13的周壁上。于是，混合液與可能殘留下來的固體一起就分布在分離葉盤21之間。在分離葉盤之間，兩種不同密度的液體被分離，較輕的液體經(jīng)徑向向內(nèi)流動，被引導經(jīng)過管道22和24至腔室26;而較重的液體徑向向外流動。在分離葉盤21的外邊，較重液體在分離室中軸向向下流動，于是經(jīng)過管道29流出來，再經(jīng)過管道30和31以及管32至環(huán)形凹槽33中。
當分離出來的較重液體從溢流出口34流出時，分離出來的較輕液體則經(jīng)腔室26的開口27流出。由于開口27相當大，以致腔室26在正常操作運行下只是部分充滿液體。這表示管形構(gòu)件23以及管道22和24的徑向外側(cè)限制壁所形成的溢流出口是為了從分離室分離出來的較輕液體流出的出口。當操作運行時，在分離室中兩種分離出來的液體之間所形成的分界層位置，是由兩個所述溢流出口的位置所決定。若環(huán)形構(gòu)件25更換為另外一個，其溢流出口34位于不同的半徑上，則分界層的位置就可能改變。當然，作為一個比較，一個可更換的叫做重力盤可以安放在腔室26和33兩者之中的一個上面。
如果需要，通常管道軸向延伸通過分離葉盤21和錐形零件19的分布，可以位于離轉(zhuǎn)子軸任何需要的距離上。
在分離室底部所需要的環(huán)形構(gòu)件28，可以換成另外一個具有較大或較小徑向延伸的部分。
為了從分離室中將分離出來的固體除去，閉鎖構(gòu)件15必須拆除，并必須將轉(zhuǎn)子部件11和12分開。
在操作運行時，由于管道22和24將作為分離室13的溢流出口，在分離室中套筒形零件18的徑向外面，圍繞著中心塔柱14將形成一個自由液面。液體可能經(jīng)過中心塔柱14和套筒形零件18之間的密封墊漏泄出來，因此它將從引入室16直接流入到分離室13中。由于套筒形零件18的下面部分是處在與分離出來的較輕液體的溢流出口24有一相當大的軸向距離處，這種可能的少量漏泄，將不會影熳又械姆擲胱饔謾 在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，零件11，12和32都是用金屬制成的，而零件18，19，25和28則是由塑料制成。用塑料制成的管形構(gòu)件23和38，其本身將能起到密封作用，因此可以取代單獨的密封元件，例如放在管形構(gòu)件23，38和轉(zhuǎn)子部件12之間的墊板。這些之所以能實現(xiàn)是因為所討論的構(gòu)件優(yōu)先加工成形，為牢固的連結(jié)提供了保證。例如，在這些構(gòu)件和轉(zhuǎn)子部件12之間(圖4)，使用了一種叫做碰鎖的連結(jié)。因此，在管形構(gòu)件23，38和轉(zhuǎn)子部件12之間的重要密封件破壞時，可避免每次都要進行轉(zhuǎn)子分解;換句話說，即密封性將更可靠，它將不會因為磨損和損壞而危及密封。而且，由于后者所包含的零件數(shù)較少，轉(zhuǎn)子的分解和裝配也很容易。最上面的環(huán)形構(gòu)件25也可加工成形，從而在它和轉(zhuǎn)子部件12之間(圖4)可以獲得牢固的連結(jié)。
管32最好是固定在轉(zhuǎn)子部件11上，這樣當轉(zhuǎn)子部件12拆下時，它們能保持分離葉盤21的位置不變。因為管32就作為分離葉盤21的導向構(gòu)件，可以防止當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時相互間的變向傾斜。
權(quán)利要求
1.分離由兩種不同密度液體組成的混合液的離心式分離器，包括一個帶有一分離室(13)的轉(zhuǎn)子體；一組錐形分離葉盤(21)，與轉(zhuǎn)子同軸亦設(shè)在分離室(13)中，分離葉盤底部朝向分離室的一端，而其頂部朝向分離室的另一端；一個中心引入室(16)；一個進口通道(20)，該通道(20)在分離葉盤頂部朝向分離室端部，連接引入室(16)和分離室(13)；還包括為分離出來的較重和較輕液體布設(shè)置的單獨出口(27，34)，這兩個出口(27，34)是位于轉(zhuǎn)子同一軸向出口端；所述進口通道(20)相對于轉(zhuǎn)子軸，基本上具有與分離葉盤(21)同樣的傾斜度，其特征在于至少有一個出口管道(29)，從分離室(13)徑向的外側(cè)部分，在分離葉盤底部朝向分離室的端部，向轉(zhuǎn)子中心延伸，這樣的出口管道(29)在所述轉(zhuǎn)子出口端，與為分離出來的較重液體而設(shè)的轉(zhuǎn)子出口相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心式分離器，其特征在于為分離出來的較重液體而設(shè)的出口通道(29)，從分離室(13)中錐形分離葉盤(21)的徑向外側(cè)邊之外的一個液面開始。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的離心式分離器，其特征在于為分離出來的液體而設(shè)的兩個出口(27，34)，位于分離葉盤頂部朝向 轉(zhuǎn)子的端部，出口裝置(28，32)至少設(shè)置有一個貫通管道，以引導分離出來的較重液體，軸向流經(jīng)分離室(13)，從所述出口管道(29)到達為分離出來較重液體而設(shè)的轉(zhuǎn)子出口(34)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的離心式分離器，其特征在于所述出口裝置(28，32)包括有圍繞著轉(zhuǎn)子軸分布的幾根管(32)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的離心式分離器，其特征在于所述出口裝置(28，32)延伸通過分離葉盤(21)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任何一個所述的離心式分離器，其特征在于分離裝置(18，19)確定了所述的進口通道(20)，為此把一組分離葉盤(21)安裝在其頂部朝向 分離室端部和轉(zhuǎn)子部件(12)之間，所述出口裝置(28，32)軸向通過分離構(gòu)件(18，19)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的離心式分離器，其特征在于為兩種液體而設(shè)的轉(zhuǎn)子體出口(27，34)，位于分離葉盤(21)頂部朝向 轉(zhuǎn)子端上，分離構(gòu)件(18，19)有幾個作為分離出來的較輕液體出口的貫穿孔(22)，和所述轉(zhuǎn)子部件(12)上相應(yīng)的貫穿孔(24)，管形構(gòu)件(23)分別圍繞著貫穿孔(22，24)，與分離構(gòu)件(18，19)以及與所述轉(zhuǎn)子部件(12)連結(jié)，這樣從分離室(13)分離出來的輕液體的予定出口管道就形成了。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的離心式分離器，其特征在于管形構(gòu)件(23)與轉(zhuǎn)子部件(12)，以及與分離構(gòu)件形成一個整體。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任何一個所述的離心式分離器，其特征在于轉(zhuǎn)子是支承在驅(qū)動軸的一個端部上，分離葉盤的頂部 離開驅(qū)動軸，為兩種分離出來的液體而設(shè)的轉(zhuǎn)子出口，可位于離開驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)子端上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的離心式分離器，其特征在于轉(zhuǎn)子在其傾斜離開驅(qū)動軸的端部上設(shè)有一個進口，以便導入混合液至中心引入室(16)。
全文摘要
一種把兩種不同密度的液體從其混合液中分離出來的離心式分離器，有一組錐形分離葉盤(21)設(shè)置在分離室(13)中，這些分離葉盤的底部朝向分離室的一端，而其頂部朝向分離室的另一端。根據(jù)本發(fā)明，分離室(13)有一混合液的進口，位于分離葉盤頂部朝向分離室端部，為分離較重和較輕液體分別而設(shè)的出口，位于相反的另一端。但混合液的進口及分離出來液體的兩個出口，均位于離心式轉(zhuǎn)子同一側(cè)的軸向端壁上。
文檔編號B04B1/12GK1032501SQ88107068
公開日1989年4月26日 申請日期1988年10月13日 優(yōu)先權(quán)日1987年10月13日
發(fā)明者克勞斯·斯特勞肯 申請人:艾爾費-拉瓦爾分離技術(shù)公司