用於在離心分離器中清潔流體的方法和裝置的製作方法

2023-05-24 19:15:21

專利名稱：用於在離心分離器中清潔流體的方法和裝置的製作方法
技術領域：
01本發明涉及根據權利要求1前序部分的流體淨化方法，在
該方法中，在離心分離器中藉助分離助劑除去流體中的汙染顆粒以淨 化流體，該分離助劑具有高於所述流體的密度並粘著所述顆粒，所述 離心分離器包括被致使繞旋轉軸線旋轉的轉子主體，經由入口將待清
潔流體引入由所述轉子主體界定的分離腔中，經由第一出口排放分離 的顆粒，經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，被供應至所述分離腔並通過使汙染顆粒粘著 至所述分離助劑而在該分離腔內淨化，其中所述分離助劑通過所述轉 子主體的旋轉而被推出至該轉子主體的外周，分離助劑及其上粘著的 顆粒的小的流經由所述第一出口從所述分離腔排放，淨化後的流體流 經由所述第二出口從所述分離腔排放。本發明還涉及一種用於根據上 述方法淨化流體的裝置。
背景技術：
02W0 2004/053035 />開了一種呈離心分離器形式的裝置，用 於除去油中的顆粒以淨化油。為了淨化油，添加粘著顆粒的分離助劑， 從而與僅利用轉子的旋轉相比提高分離程度。
03根據現有技術淨化油的問題在於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 子內部上。該分離顆粒層構成朝旋轉軸線徑向向內增長的相對堅固的 汙泥相，從而削弱分離程度並最終因阻塞而不能繼續進行分離。

發明內容
04本發明的目的是防止以上指出的問題，而提高流體的分離程度。
05該目的通過最初限定的所述方法實現，該方法的特徵在於， 所述分離助劑及其上粘著的顆粒通過輸送螺紋而沿著所述轉子主體的內部朝向所述第一出口被輸送並通過該第一出口被送出。
06另一目的是提供一種用於提高流體分離程度的簡單裝置。07通過這些特徵的該組合可確保提高分離連續性並確保更清 潔的產品。
08根據本發明的一個實施方式，所述方法包括在所述流體進 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，之後使 所述離心分離器旋轉，該分離助劑的密度高於所述流體的密度。所述 分離助劑與其內收集的顆粒一起經由所述第一出口離開所述轉子主 體。
09根據本發明的另一實施方式，所述方法包括經由第三出口 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軸線一定徑向距離處。經由所述 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澱下來 形成汙泥相的顆粒。所述高密度流體還可包含分離助劑和/或水。
10根據本發明的另一實施方式，所述方法包括由油(例如某 種潤滑油)構成的流體。待淨化的所述潤滑油可用作柴油機中的潤滑 劑並已被散布在該油中的固體顆粒汙染。然而，待淨化的所述流體還 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成。本發明不限於流體的上述示例，因為所述流 體還可由艙底水、生物柴油或分散高嶺土構成。所述流體還可例如由 食物或藥物或化學流體構成。
11根據本發明的另一實施方式，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分離溫度 下密度高於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。所述聚合物尤其適於與根據本發明的方法一起使用，因為其能 從待淨化的油中分離出戊烷不溶性(pentane-insoluble )汙染物。之 前這是困難的，因為通過傳統方法僅能分離出2-4%的戊烷不溶性汙染 物。通過根據本發明的方法，能分離出99%的戊烷不溶性汙染物，從而 產生清潔得多的產品。


12以下通過對各種實施方式的描迷並參照附圖更仔細地說明 本發明。
13圖1示意性示出根據本發明的一個實施方式的離心分離器 的視圖。
14圖2示意性示出根據本發明的另一實施方式的離心分離器 的視圖。
15圖3示意性示出根據本發明的再一實施方式的離心分離器 的視圖。
具體實施例方式
16圖1示出了離心分離器的示例，該離心分離器包括轉子 主體l，該轉子主體能夠以某一速度繞豎直的旋轉軸線R旋轉；以及螺 旋輸送器2,該螺旋輸送器配置在轉子主體1中並可繞同一旋轉軸線R 旋轉，但是速度與轉子主體1的轉速不同。
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。因此這裡不對懸置並驅動離心分離器所必需的裝置進行描述。
18轉子主體1具有包括或連接至中空轉子軸4的大致柱狀的 上轉子部3以及大致錐狀的下轉子部5。轉子部3和5通過螺釘6相互 連接並界定分離腔7。當然也可使用另選的連接機構。
19另一中空軸8經由轉子軸的內部延伸至轉子主體1中。軸8 支承螺旋輸送器2並且二者通過螺釘9相互連接。中空軸8以驅動方 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 伸經過整個下轉子部；套筒形成部ll,其包括多個孔隙12，這些孔隙 繞旋轉軸線R分布並從螺旋輸送器2的上部軸向延伸至螺旋輸送器2 的錐形部；多個翼15，這些翼繞旋轉軸線R分布並將芯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內位於距旋 轉軸線R —定徑向距離處，該中央套筒13變為錐形部和下支撐板14; 以及至少一個輸送螺紋16，其沿著轉子主體1的整個內部以螺杆狀方 式從該轉子主體的上端延伸至下端，並且其自身連接至套筒形成部11 和芯10。該至少一個輸送螺紋16當然可由合適數量的輸送螺紋補充，例如兩個、三個或四個，這些輸送螺紋均沿轉子主體1的內部以螺杆狀方式延伸。
n用於供應待在轉子主體i中處理的液體混合物的入口管17
穿過輸送器軸8延伸並通往中央套筒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，該通路構成延伸穿過入口管17的入口通道的延續。通路18經由翼15之間的通道與轉子主體1的內部連通。
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內布置用於排放淨化後的液體的配液盤(par ingdisc) n。配液盤21牢固地連接至入口管17。用於淨化後的液體的出口通道22在環繞入口管17的出口管中延伸並限定第二出口 。
23用於分離顆粒(汙泥)26且在中央軸向取向的出口 25配置在轉子主體1的下端並限定第一出口。與用於汙泥26的該出口 25相關，轉子主體l被用於攔截離開出口 25的汙泥26的裝置27環繞。圖中示出的汙泥26在輸送螺紋16的面向第一出口 25的一側呈位於該輸送螺紋的徑向外部的積聚物的形式。
24轉子主體1還包括一疊截頭錐形分離盤28，它們為表面擴大插入件(surface-enlarging insert)的示例。這些分離盤在轉子主體1的柱狀部3的中央與該轉子主體1同軸地裝配。錐形分離盤28的底端背離分離顆粒的出口 25，並且這些錐形分離盤通過延伸穿過該疊截頭錐形分離盤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28包括孔，這些孔在分離盤28裝配在離心分離器中時形成用於軸向液體流的通道29。上錐形支撐板19包括多個孔隙23，這些孔隙將沿徑向位於所述疊分離盤內的空間24連接至出口腔20。
25另選的是，錐形分離盤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中對應的附圖標記。27圖2示出離心分離器的另一實施方式，其中轉子主體1在其上端包括至少一個出口 30，該出口用於比已被淨化並通過所述配液盤21引出的流體密度高的流體，所述至少一個出口 30限定第三出口。在該至少一個出口 30的區域中，略低於該出口布置有凸緣，該凸緣形成用於轉子主體l中的朝向所述至少一個出口 30流動並通過所述至少一個出口 30流出的流體的溢流出口 31。凸緣的溢流出口 31適於將轉子主體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中沿徑向調節。根據圖2中所示的實施方式，離心分離器包括裝置32，該裝置32環繞轉子主體1並適於攔截通過所述至少一個出口 30離開轉子主體1的流體。圖2示出所述至少一個出口 30為敞開出口。另選的是，該出口還可以以與第二出口 22相同的方式設有用於收集流體的空間以及用於從該空間排放流體的配液盤。在圖3中示出了圖2中示出的敞開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中對應的附圖標記。
28圖3相應地示出設有用於較高密度流體的所述另選出口的離心分離器的再一實施方式。為此，以與用於較低密度流體的第二出口 22基本相同的方式構造所述出口。因而，在輸送器軸8與低密度流體(淨化後的液體)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內配置有用於排放高密度流體的配液盤21b，其中配液盤21b與用於該流體的出口通道22b連通。高密度流體的出口通道22b在環繞低密度流體(淨化後的液體)的出口管和出口通道22的出口管中延伸。輸送器軸8包括多個孔31b，這些孔將位於所述疊分離盤徑向外部的環形空間與高密度流體的出口腔20b連接。孔31b適於形成與圖2中所示的溢流出口相對應的溢流出口 ，用於轉子主體1中的朝高密度流體的出口流動並通過該出口流出的流體，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能夠適於與可以距離心分離器一定距離並高於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，而不是與環繞轉子主體以攔截離開所述敞開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配液盤泵送出至所述收集裝置。
29當然，本發明不限於圖中所示的旋轉軸線R的取向。術語"離心分離器"還包括具有大致水平取向的旋轉軸線的離心分離器。根據圖1至圖3中所示的實施方式，離心分離器在其一端被懸置並以軸頸方式連接。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子主體1的旋轉期間以下述方式運轉。31在汙染流體進入離心分離器之前將分離助劑添加至該流體。利用靜態混合器或通過攪拌器進行分離助劑的添加，所述攪拌器提供分離助劑在流體中的最佳分布並提供分離助劑與汙染顆粒之間的良好接觸。分離助劑的添加量根據待清潔的流體量及其汙染程度而變化。
32當已使離心分離器旋轉時，將待淨化流體與分離助劑的混合物供給至離心分離器內，經由入口 17供給至分離腔7，從而使混合物旋轉並因此使其受到離心力。其結果是在水平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子主體外周形成的汙泥由螺旋輸送器2沿軸向朝轉子主體1的錐形部5供給，並通過第一出口 25出來。
34通過分離助劑釋放了多數顆粒的流體被進一步供給通過錐形分離盤28之間形成的間隙34。流體可藉此通過尚未分離的顆粒與分離助劑自身沉積在分離盤28上並徑向向外拋射而被進一步淨化，同時淨化後的流體徑向向內前進並經由第二出口 22出來。根據分別在圖2和圖3中示出的實施方式，分別經由第三出口 30和2^提取尚未形成汙泥相而仍處於較輕相的顆粒和分離助劑。
35本發明不限於所公開的實施方式，而是可在所附權利要求的範圍內進行變化和修改。
權利要求
1.一種用於在離心分離器中藉助分離助劑除去流體中的汙染顆粒以淨化流體的方法，該分離助劑具有高於所述流體的密度並粘著所述顆粒，其中所述離心分離器包括被致使繞旋轉軸線(R)旋轉的轉子主體(1)，經由入口(17)將待清潔流體引入由所述轉子主體(1)界定的分離腔(7)中，經由第一出口(25)排放分離顆粒，經由第二出口(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，被供應至所述分離腔(7)並通過使汙染顆粒粘著於所述分離助劑而在該分離腔內被淨化，所述分離助劑通過所述轉子主體(1)的旋轉而被推出至該轉子主體(1)的外周，分離助劑及其上粘著的顆粒的小的流經由所述第一出口(25)從所述分離腔(7)排放，淨化後的流體流經由所述第二出口(22)從所述分離腔(7)排放，其特徵在於，所述分離助劑及其上粘著的顆粒通過至少一個輸送螺紋(16)而沿著所述轉子主體(1)的內部朝向所述第一出口(25)被輸送並通過該第一出口(25)被送出。
2、 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所迷分離助劑和粘 著的顆粒的汙泥相通過所述至少一個輸送螺紋(16)朝向所述第一出 口 (25)被輸送並通過該第一出口 (25)被送出。
3、 根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，經由第三出口 (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 沉澱下來形成汙泥相的顆粒。
4、 根據權利要求1至3中任一項所述的方法，其特徵在於，所述 流體包括油。
5、 根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，所迷油包括潤滑油。
6、 根據權利要求1至5中任一項所述的方法，其特徵在於，所述 流體用作柴油機中的潤滑劑並被散布在該流體中的固體顆粒汙染。
7、 根據前述任一權利要求所述的方法，其特徵在於，所述分離助 劑包括水溶性聚合物。
8、 根據前述任一權利要求所述的方法，其特徵在於，所述分離助劑包括親水性聚合物。
9、 根據前述任一權利要求所述的方法，其特徵在於，所述分離助 劑包括脂肪酸。
10、 根據權利要求7-9所述的方法，其特徵在於，分離助劑包括 所述分離助劑的組合。
11、 根據權利要求7或8所述的方法，其特徵在於，所述聚合物 包括多羥基烷氧基化物。
12、 根據前迷任一權利要求所述的方法，其特徵在於，經過所述 第二出口 (22)的流體在此之前經過形成在成疊配置的截頭錐形分離 盤(28)之間的中間空間(34)。
13、 根據前述任一權利要求所述的方法，其特徵在於，所述流體 在中央供給至所述轉子主體，該轉子主體在其一端懸置並以軸頸方式 連接。
14、 根據前述任一權利要求所述的方法，其特徵在於，利用所述 分離助劑從所述流體分離戊烷不溶性汙染物。
15、 一種用於除去流體中的汙染物、汙染顆粒或其它顆粒以淨化 流體的方法，其特徵在於，待淨化流體在包括表面擴大插入件的裝置 中受到離心力，其中所述流體被分成其各種相，並且利用輸送器排放 汙泥相。
16、 根據權利要求15所述的方法，其特徵在於，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、 一種用於除去流體中的汙染顆粒以淨化流體的裝置，該裝置 包括繞旋轉軸線(R)旋轉的轉子主體(1)，該轉子主體(1)具有分 離腔(7)，該分離腔具有用於待淨化流體和分離助劑的入口 (17)、用 於分離顆粒的第一出口 (25)以及用於已清除了所述顆粒的流體的第 二出口 (22)，其特徵在於，所述轉子主體(1)包括至少一個輸送螺紋(16), 所述輸送螺紋用於朝向所述第一出口 (25)輸送分離助劑及其上粘著 的顆粒並通過該第一出口 (25)將其送出。
18、 根據權利要求17所述的裝置，其特徵在於，所述轉子主體(1 ) 包括與所述至少一個輸送螺紋(16)連接的螺旋輸送器(2)，並且該 螺旋輸送器能夠以與所述轉子主體(1)的轉速不同的速度繞所述旋轉軸線(R)旋轉。
19、 根據權利要求17或18所述的裝置，其特徵在於，所述轉子 主體(l)包括第三出口 (30)，該第三出口用於密度比在所述轉子主 體(1)的旋轉期間經由所述第二出口 (22)排放的流體高的流體。
20、 根據權利要求17-19中任一項所述的裝置，其特徵在於，所 述轉子主體(1)包括在柱狀部(3)中配置在中央的一疊截頭錐形分 離盤(28)。
21、 根據權利要求17-20中任一項所述的裝置，其特徵在於，所 述轉子主體(1)在其一端懸置並以軸頸方式連接。
全文摘要
一種用於在離心分離器中藉助分離助劑除去流體中的汙染顆粒以淨化流體的方法，該分離助劑具有高於所述流體的密度並粘著所述顆粒，其中所述離心分離器包括被致使繞旋轉軸線(R)旋轉的轉子主體(1)，經由入口(17)將待淨化流體引入由所述轉子主體(1)界定的分離腔(7)中，經由第一出口(25)排放分離顆粒，經由第二出口(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，被供應至所述分離腔(7)並通過使汙染顆粒粘著於所述分離助劑而在該分離腔內淨化，所述分離助劑通過所述轉子主體(1)的旋轉而被推出至該轉子主體(1)的外周，分離助劑及其上粘著的顆粒的小的流經由所述第一出口(25)從所述分離腔(7)排放，淨化後的流體流經由所述第二出口(22)從所述分離腔(7)排放，所述分離助劑及其上粘著的顆粒藉助至少一個輸送螺紋(16)而沿著所述轉子主體的內部朝向所述第一出口(25)被輸送並通過該第一出口(25)被送出。
文檔編號B04B1/20GK101687203SQ200880015453
公開日2010年3月31日 申請日期2008年5月9日 優先權日2007年5月10日
發明者C·瓦斯, R·裡德斯特拉爾 申請人:阿爾法拉瓦爾股份有限公司