專(zhuān)利名稱(chēng):用于分離兩種不同比重液體混合液的分離器的制作方法
本發(fā)明涉及一種分離器，用于分離具有不同比重兩種液體的混合液，例如，受油沾染的水。
當(dāng)前，需要一種分離兩種不同比重液體混合液用的分離器。典型的例子是受油沾染的水。因此，迫切的要求是用于凈化含油水的分離器，例如，裝在船上或近海岸的設(shè)備等。
本發(fā)明的目的是使混合液受到由于重度顯著不同所引起離心力的作用，伴隨著所述兩種混合液體的分離。本發(fā)明的基本原理是利用離心力形成連續(xù)的液環(huán)，該液環(huán)在一個(gè)垂直于該液環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的壁的兩側(cè)和徑向外側(cè)上形成。把上述混合液送入所述壁一側(cè)的所述液環(huán)內(nèi)，使該液環(huán)內(nèi)的液體有可能流過(guò)在該液環(huán)兩軸向端的溢流口。在所述壁被供應(yīng)混合液一側(cè)上的溢流口，其位置比另一個(gè)溢流口高(具有較小半徑)。所述橫斷壁的半徑比所述兩溢流口的相應(yīng)的半徑大。按照這種方式形成了分離系統(tǒng)。在那里利用了總是出現(xiàn)于U形管內(nèi)的平衡。對(duì)于受油沾染的水的情況，在所述橫斷壁的供應(yīng)混合液的一側(cè)上，油聚集在所述液環(huán)的內(nèi)表層表面上，油將從高處溢流口流出，而純水則從所述低處溢流口流出。
按照本發(fā)明，用于分離兩種不同比重液體混合液，例如受油沾染水的分離器，應(yīng)包括可轉(zhuǎn)動(dòng)的殼體，其兩軸向端有同軸孔，其中所述一個(gè)同軸孔的半徑大于另一個(gè)的半徑，本發(fā)明的特點(diǎn)在于所述殼體有一個(gè)橫斷壁，其圓周半徑大于最大孔的半徑，在橫斷壁的外周，沿著所述殼體的內(nèi)壁，在所述兩同軸孔之間，限定了周緣的軸向流通通道。還有混合液的軸向入口，該入口通向所述橫斷壁一側(cè)上的設(shè)有較小半徑同軸孔的殼體內(nèi)。
為了增大所述分離器的容量，有利的是把軸向入口在所述橫斷壁的設(shè)有較大半徑軸向孔一側(cè)上伸入所述殼體內(nèi)。還有同軸擴(kuò)大部分，構(gòu)成第一隔室，所述橫斷壁構(gòu)成所述隔室的一個(gè)壁，其上有一個(gè)軸向通孔。
最好在所述殼體內(nèi)設(shè)有錐形導(dǎo)杯和換向錐。該錐形件從橫斷壁朝向所述較小半徑同軸孔的一側(cè)面同軸伸展，向所述同軸孔漸縮，按照錐的高度相互成階梯形。所述導(dǎo)杯在靠近所述橫斷壁處有孔。所述入口開(kāi)在最內(nèi)層錐形件的內(nèi)側(cè);而沿周緣的軸向流通通道則在最外層錐形件的外側(cè)。按照這種方式利用了錐形件的有利效果。
最有利的是，在所述第一隔室內(nèi)還可設(shè)置錐形導(dǎo)杯和換向錐，所述錐形件從所述隔室的軸向?qū)ΨQ(chēng)壁上伸出，向所述橫斷壁漸縮，具有相互成梯形的頂端半徑，所述導(dǎo)杯具有最小的頂端半徑，在其靠近所述隔室壁處有孔。
在特別有利的實(shí)施例中，予分離室的所述軸向?qū)ΨQ(chēng)壁，通過(guò)鄰接的所述殼體端部上軸向孔向外伸展，形成一個(gè)容納固定軸向輸入管的套筒。在該實(shí)施例中，第一隔室最好設(shè)有杯形空間，通向所述輸入管，并且在所述第一隔室內(nèi)由錐形導(dǎo)板所圍繞。通過(guò)所述固定輸入管引入的混合液，在所述杯形空間內(nèi)折轉(zhuǎn)進(jìn)入轉(zhuǎn)動(dòng)的漏斗狀筒內(nèi)。流過(guò)所述杯口，再流過(guò)所述第一隔室，在那里，混合液受那里設(shè)置的錐形件的作用。
在所述錐形件上提供輻射狀間隔層是有利的。所述錐形間隔層的目的是它們起牽引板的作用，維持混合液和被分離液體旋轉(zhuǎn)，使整個(gè)直徑上保持充分的離心效果。該輻射狀間隔層還有助于保持一個(gè)穩(wěn)定的液環(huán)，以保證在所述分離器內(nèi)的平衡。
特別有利的是對(duì)該分離器設(shè)置一個(gè)進(jìn)給裝置，在殼體開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)而混合液未引入時(shí)，形成一個(gè)由該殼體較重液體所組成的液環(huán)。這是特別有利的，例如在含油水的情況下，由于可通過(guò)所述進(jìn)給裝置把純水引入，形成純水水封，就可以防止油從分離器純水出口泄漏出去。
當(dāng)分離器啟動(dòng)時(shí)，為了回收任何殘余物，如殘存在于該殼體內(nèi)的分離油，可以方便地設(shè)置密封隔板，使之從橫向于橫斷壁的殼體內(nèi)壁插入該殼體內(nèi)，該內(nèi)壁有較小直徑的所述同軸孔。在油、沉淀物的情況下，上述密封隔板就會(huì)匯集之，當(dāng)殼體開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，就會(huì)防止其拋向殼體壁，并防止其到達(dá)純水出口。
本發(fā)明將在下文中參照附圖予以詳細(xì)公開(kāi)。附圖所示為按照本發(fā)明的分離器最佳實(shí)施方案的剖視圖。
附圖所示分離器供含水油的凈化。
底座用標(biāo)號(hào)1標(biāo)示。底板3用中間橡膠墊2安裝在底座1上。底板3借助于螺釘4和底座1固定。在底板3頂上用焊接把圓環(huán)5固定住。在圓環(huán)5內(nèi)安裝套筒6，二者之間有0形密封圈7。套筒6靠拉桿8與底板3固定住。每根拉桿(圖中只示出一根)上的桿環(huán)9和托架10接觸。該拉桿借助于螺母11而被拉伸，使桿環(huán)9壓緊在托架10上，這樣，就把套筒6定位在底板3上。
底板3的中心孔裝有軸承套11，軸承套11內(nèi)有下軸承12和上軸承13，底板3還設(shè)有出油口裝置14。
分離器軸15安裝在軸承套11內(nèi)的兩個(gè)軸承12和13內(nèi)。如圖所示，分離器軸是有臺(tái)階的，在分離器軸的最粗部分和連接的軸承通道之間裝有推頂器16。
在分離器軸最粗部分的另一端設(shè)有橫斷壁17，如圖所示。該橫斷壁有中心凸臺(tái)18，圍繞著分離器軸上部的最細(xì)部分。帶有內(nèi)橫壁20的圓柱形裝置19安裝在凸臺(tái)18上。這樣，缸筒19的上部形成一個(gè)杯形隔室20。
在橫斷壁17上裝有錐形的內(nèi)殼體21，在內(nèi)殼體21外還裝有外殼體部分22。相應(yīng)地，在橫斷壁17的下側(cè)也裝有下部外殼體23。上述殼體部分22和23構(gòu)成了分離器外殼。如圖所示，上述兩殼體部分22、23和上述橫斷壁17用螺栓24夾緊在一起。
上述錐形內(nèi)殼體21的頂端是一個(gè)倒置入料斗25。該入料斗25可以設(shè)計(jì)成和上述缸筒19形成一整體，而最好是做成和上述缸筒19相連接的分離件。
上述上部外殼體部分22有一個(gè)軸向孔26。那里有一個(gè)所謂的比重環(huán)27。該比重環(huán)是一個(gè)板環(huán)，其孔口的橫截面尺寸可以有不同。也就是說(shuō)，軸向孔26的橫截面尺寸可以通過(guò)把上述比重環(huán)更換為另一個(gè)有不同孔口尺寸的比重環(huán)而改變。上述比重環(huán)用螺釘緊固在外殼體部分22頂上。
在上述錐形內(nèi)殼體21內(nèi)設(shè)有錐形件28、29、30。在缸筒19和入料斗25之間的錐形過(guò)渡區(qū)開(kāi)有孔31。上述錐形件28和30在其靠近錐形內(nèi)殼體21內(nèi)壁處開(kāi)有孔32、33，如圖所示。于是，上述錐形件被稱(chēng)為錐形導(dǎo)杯。錐形件29被稱(chēng)為換向錐。在剖視圖中各只顯示了兩個(gè)孔32和33，實(shí)際上當(dāng)然有多個(gè)孔，和孔31所示的情況相同。
在上述下部外殼體23上設(shè)有鑲嵌件34，包括幾個(gè)錐形件35、36、37和38。如圖所示，錐形件36和38在其靠近橫斷壁17下側(cè)處開(kāi)有孔39和40，因此，上述錐形件被稱(chēng)為錐形導(dǎo)杯，而錐形件35和37被稱(chēng)為換向錐。選擇這種設(shè)計(jì)的原因，從下文對(duì)上述分離器運(yùn)行方式的敘述中就會(huì)清楚。
在所有錐形件28、29、30以及35、36、37、38上分別確立了輻射狀間隔層41、42以及43-52。在內(nèi)殼體21和外殼體部分22之間提供了輻射狀間隔層53、54。沿四周的間隔層數(shù)量可以不同，通常采用四個(gè)輻射狀間隔層或牽引板，均勻分布。橫截面愈大，所需輻射狀間隔層或牽引板的數(shù)量就越大。
在橫斷壁17上開(kāi)有孔55和56，如圖所示?？?6連通內(nèi)殼體21內(nèi)的初級(jí)分離室和下部外殼體部分內(nèi)的空間，而孔55則形成下部外殼體部分23內(nèi)的軸向孔59和上部外殼體部分22內(nèi)的軸向孔26之間的周緣軸向流通通道。下部外殼體部23內(nèi)的軸向孔59的直徑小于上部外殼部分22內(nèi)的軸向孔26的直徑。兩直徑差可以靠更換比重環(huán)27來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
在固定的套筒6上裝有內(nèi)罩殼57和外罩殼58。如圖所示，上述罩殼由拉桿8和固緊螺母8′固定在位。外罩殼58上設(shè)有純水出口件60。在內(nèi)罩殼58的頂部設(shè)有純水入口件61。該入口件連接一根伸入上述軸向孔26的管62，把純水提供到內(nèi)殼體21和外殼體22之間的空間內(nèi)。
外罩殼58還裝有遮罩63，其上帶有供含油水輸入的輸入管64。如圖所示，輸入管64穿過(guò)上述倒置入料斗25，伸入杯形隔室20。
V形皮帶輪65安裝在分離器軸15從底板3伸出的底端上。軸15及其連接的各零件可以通過(guò)V形皮帶66，由電機(jī)(圖中未示)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。
分離器按下述方式運(yùn)轉(zhuǎn)當(dāng)軸15由V形皮帶傳動(dòng)裝置65、66帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，分離器就開(kāi)動(dòng)。純水通過(guò)入口件61和管子62引入。在分離器殼體22、23的內(nèi)壁出現(xiàn)環(huán)形純水道，形成水阻。當(dāng)水穿過(guò)軸向孔26的孔口流出時(shí)，所形成的上述水阻就完成了。所述水阻的目的，在于防止分離器內(nèi)任何殘余油被推出而進(jìn)入純水出口件60。
現(xiàn)在，可以把受油沾染的水(例如從油鉆架來(lái)的)通過(guò)輸入管64，輸入上述分離器。便利的是采用慢轉(zhuǎn)速的葉片泵、齒輪泵或螺桿泵來(lái)凈化水，不要使混合液體攪動(dòng)過(guò)劇。如前所述，固定輸入管64向下伸入缸筒19內(nèi)。這樣，流入的受沾染水以平緩的方式容納到分離器內(nèi)，以防止形成或者開(kāi)始形成乳濁液。液體在空間20內(nèi)被旋轉(zhuǎn)，形成一定的液體壓力，把液體壓出孔31之外。
為確保液體不致流到遮罩63，如圖所示，在入料斗25內(nèi)設(shè)有排開(kāi)板68，圍繞著輸入管64。當(dāng)該區(qū)的液面過(guò)高時(shí)(例如超容量)，達(dá)到該排開(kāi)板68的液體就會(huì)被旋轉(zhuǎn)，向下壓迫并流出孔31。
被輸入的混合液通過(guò)上述孔31流入內(nèi)殼體內(nèi)。在此，由于使用錐形件28、29、30，產(chǎn)生初級(jí)分離作用。水企圖向外流，當(dāng)然一些油也會(huì)被帶出。液體將通過(guò)最上層錐形件28上的孔32，這樣起一種導(dǎo)杯的作用，而一些被帶出的油企圖向上升到錐形件28底側(cè)表面上。向下流過(guò)錐形件28邊緣的液體在所述邊緣處受到分離作用。流向錐形件29的液體在該件的內(nèi)緣被強(qiáng)烈折轉(zhuǎn)，這樣，該件被稱(chēng)為換向錐。按照這種方式，液體向下流動(dòng)，最后通過(guò)橫斷壁17上的孔56，流入下殼體部分23。在上述初級(jí)分離室，即內(nèi)殼體21內(nèi)，發(fā)生初級(jí)分離，油粒子聚結(jié)成最大可能的油滴或者實(shí)際的油流。在該分離階段，盡可能快地把油帶到表面，因此可防止任何固體的沉降。
在下殼體部分23，水企圖向外流，而油企圖流向出口59。這意味著，水企圖通過(guò)橫斷壁17上的孔55而流向孔26。在上述下殼體部分23內(nèi)，所示的錐形件一直促使打算流向表面的油，按要求被分離，即沿徑向向內(nèi)并向下流向出口59。水之所以企圖流向孔26，其原因是形成了一種“過(guò)壓力”，即孔26形成的溢流口和孔59之間存在高度差。分離器接受一定容積的液體，引起上述下部空間的液面到達(dá)孔59邊緣。這樣，高度差即是孔59和29之間的孔徑差。
被分離的油逐漸形成，并流向出口59。
如果上述分離器超容量，水就會(huì)帶油流過(guò)上述邊緣。于是，純水就不被沾染。在滿(mǎn)容量或超容量的情況下，溢流口59和溢流口26之間的流量是恒定的。
在下殼體部分23的隔室內(nèi)，由于導(dǎo)杯36、38和換向錐35、37的作用完成了分離。這里，當(dāng)液體向外流時(shí)，液體受到增大的離心力的作用，可獲得液體幾乎沿徑向流動(dòng)。
在本實(shí)施例中顯示了兩工步(每步是一個(gè)導(dǎo)杯和一個(gè)換向錐)。更大些的分離器可以采用更多的工步，即在實(shí)際空間內(nèi)盡可能多的工步。上述換向錐將引起液流有一定的向上速度，當(dāng)液流折轉(zhuǎn)并流向出口26時(shí)，小油粒子更易于分離。上述換向錐也使水向著出口26時(shí)流過(guò)更長(zhǎng)些的途徑。這樣，可獲得更長(zhǎng)的分離時(shí)間。
混合液向外流出時(shí)，根據(jù)所要求分離的適當(dāng)方式，幾次被強(qiáng)制改變方向。最后，純水沿外部錐形件35的外側(cè)向上升，通過(guò)孔55繼續(xù)向上，再流過(guò)軸向孔26，從出口件60流出。
如前所述，在水面上逐漸形成一層被分離油，通過(guò)軸向孔59和出油裝置14流出。
如前所述，在錐形件之間以及內(nèi)外殼體21、22之間有輻射狀間隔層，起牽引板的作用。這對(duì)維持油水混合液的旋轉(zhuǎn)是首要的，以便保證沿整個(gè)直徑都有最大的離心效果。上述牽引板還有助于形成一個(gè)穩(wěn)定的水和油環(huán)，以保持平穩(wěn)。
比重環(huán)27應(yīng)該可以進(jìn)行更換，因?yàn)槠淇卓谥睆绞侵匾摹Ｋ纬傻挠蛯訉㈦S油比重的增大而增加。如果比重環(huán)的孔徑太大，有太大比重的油就可能流入純水通道。如果比重環(huán)的孔徑太小，則降低分離器的容量。
分離完成后，分離器就停止。當(dāng)殼體22、23停頓著，水和殘余油流過(guò)孔55和56，從出油口14流出。如圖所示，板17的頂部是傾斜的，即錐形的，這有助于在停頓時(shí)任何固體和沉淀物的向外流出。由于水是在冷態(tài)下進(jìn)行分離，在分離過(guò)程中只形成游離層，因此，在停頓時(shí)，它們大部分都離開(kāi)該裝置。但是，有時(shí)也會(huì)殘留一些脂肪層。這就是在單獨(dú)的入口61、62提供上述水封的原因，可以使可能的脂肪殘余升向表面，而不使它們隨純水流出。上述水封對(duì)于防止油隨水流出是必需的。當(dāng)分離器啟動(dòng)時(shí)，在上述下部外殼體23內(nèi)的任何殘余油由收集環(huán)67所匯集。
在分離過(guò)程結(jié)束以前，用純水進(jìn)行分離一段時(shí)間(分離器最好超容量)，就會(huì)有凈化效果，用純水可以把一定程度的任何殘余油徹底清洗出去。用熱水特別有效。另外，分離器的內(nèi)部應(yīng)盡可能有光滑的表面。
權(quán)利要求
1.一種用于分離兩種具有不同比重液體的混合液，如受油沾染的水的分離器，有可轉(zhuǎn)動(dòng)的殼體22、23，在殼體兩軸向端分別有同軸孔26、59，所述一個(gè)同軸孔26的半徑比另一個(gè)的大，本發(fā)明的特征在于在所述殼體內(nèi)有一個(gè)橫斷壁17，所述橫斷壁的圓周，其半徑大于最大孔的半徑，在橫斷壁的外周，沿著所述殼體的內(nèi)壁，在所述兩同軸孔26、55之間限定了周緣的軸向流通通道，有所述混合液的軸向入口64、26、56，所述入口通向所述橫斷壁的設(shè)置有較小半徑所述同軸孔59一側(cè)上的殼體內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的分離器，其特征在于所述軸向入口在橫斷壁17的設(shè)置有較大半徑的所述軸向孔26一側(cè)伸入殼體22、23內(nèi)，同軸擴(kuò)大物21構(gòu)成第一隔室，所述橫斷壁17形成所述第一隔室的一個(gè)壁，其上有軸向通孔56。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2的分離器，其特征在于所述殼體內(nèi)有錐形件35、36、37、38，所述錐形件從橫斷壁17的朝向所述較小半徑軸向孔59的一側(cè)面同軸方向伸展，向所述同軸孔漸縮，按照錐的高度成階梯形，所述最高錐形件36、38，在靠近橫斷壁17處有孔39、40，所述入口56開(kāi)在所述最內(nèi)層錐形件38的內(nèi)側(cè)，而沿周緣的軸向通道55則位于最外層錐形件35的外側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
2或2和3的分離器，其特征在于所述第一隔室21內(nèi)有錐形件28、29、30，所述錐形件從所述隔室的軸向?qū)ΨQ(chēng)壁上伸出，向橫斷壁17逐漸縮小，具有相互成階梯形的頂端半徑，具有小頂端半徑的所述錐形件28、30，在靠近所述隔室壁處有孔32、33。
5.根據(jù)權(quán)利要求
2或3或4所述，并具有初級(jí)分離室的分離器，其特征在于軸向?qū)ΨQ(chēng)壁或所述第一隔室，通過(guò)鄰接的軸向孔26，在所述殼體內(nèi)向外伸展，形成一個(gè)用于容納固定輸入管64的連接件25。
6.根據(jù)權(quán)利要求
4和5所述的分離器，其特征在于所述第一隔室包含一個(gè)杯形空間，其開(kāi)口向著輸入管64，并且在所述第一隔室內(nèi)，被所述錐形件28、29、30所包圍。
7.根據(jù)權(quán)利要求
3-6所述的分離器，其特征在于在所述錐形件之間形成輻射狀間隔層41、42;43-52。
8.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求
所述的分離器，其特征在于有進(jìn)給裝置61、62，以便在所述殼體開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，并且所述混合液被引入以前，形成一個(gè)由殼體22、23內(nèi)一種較重液體所組成的液環(huán)。
9.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求
所述的分離器，其特征在于阻擋隔板，從橫斷壁17的向著有較小直徑同軸孔59一側(cè)上的殼體內(nèi)壁伸入殼體23內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求
5所述的分離器，其特征在于在所述連接件25內(nèi)，裝有徑向排出板68，圍繞所述固定輸入管64而配置。
專(zhuān)利摘要
一種用于分離兩種具有不同比重液體，例如受 油沾染水的分離器。該分離器包括可轉(zhuǎn)動(dòng)的殼體22、 23，其兩軸向端有同軸孔26、59，其中一孔26的半 徑比另一個(gè)的大。在殼體內(nèi)有橫斷壁17，其圓周半 徑大于最大孔的半徑，在橫斷壁的周緣，沿著殼體 的內(nèi)壁，在兩同軸孔26、59之間，限定了周緣的軸 向流通通道?；旌弦旱妮S向入口64、26、56，通向 橫斷壁的設(shè)在較小半徑同軸孔59一側(cè)上的殼體內(nèi)。
文檔編號(hào)B04B1/08GK87100330SQ87100330
公開(kāi)日1987年8月5日 申請(qǐng)日期1987年1月15日
發(fā)明者雅各布·卡萊伯格 申請(qǐng)人:雅各布·卡萊伯格導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan