专利名称：离心分离器和液相排出端口部件的制作方法
离心分离器和液相排出端口部件
技术领域：
本发明涉及一种离心分离器，其包括在使用中绕旋转轴线旋转的转鼓(bowl)， 所述旋转轴线沿着所述转鼓的纵向延伸；设置在所述转鼓的一个纵向端的基板，所述基板 具有内侧和外侧；设置在所述基板中的出口孔；在所述基板的外侧上的出口孔处突出的外 壳，所述外壳包括外壳侧，所述外壳侧的法线与在所述外壳的转鼓的周向成锐角延伸；以及 设置在所述外壳侧中的排出孔。
背景技术：
从US 2004072668已知此类型的离心分离器，其描述了一种带有设置在外壳侧中 的喷嘴的外壳。在外壳上方，即，更靠近纵向轴线处，可以设置堰(weir)。假设对分离器的 进给速度是恒定的，则转鼓中的液池的深度由喷嘴的直径确定。 从US 7022061已知另一个此类离心分离器，其描述了一种具有带弯头的管状部 件的液相排出端口。 US-A-4575370公开一种离心分离器，其具有带有基板和设置在所述基板中的液相 出口孔的转鼓。出口孔被堰板部分覆盖以调节转鼓中的液池的液位或深度。 一般而言，堰 的使用确保转鼓中的液位基本上不可能超过堰的水平高度(level)，因为孔在堰上方的区 域从实践观点看是无限的。根据US-A-4575370，将切口设置在堰的溢流边缘中或者将通孔 设置在堰中，以使得在运行分离器的启动阶段，有可能获得在对分离器更小的进给速度下 具有更低液位的操作。 在此类离心分离器中的一个问题在于，流过堰板的溢流边缘的液体趋于粘附到基 板的外侧从而被加速，这要消耗能量从而导致能量损耗，且因此额外消耗的功率高达15 % 。 此外，在进入转鼓后，进给被加速到旋转速度，并且当液相在基板中的出口处离开堰时因而 消耗的能量被损耗。 上述US 2004072668的分离器试图解决此问题。然而，使用具有给定直径的喷嘴 使得转鼓中的液位在进给速度改变时也将必须改变。
发明内容
因此，本发明旨在提供一种消除或减少上述问题的离心分离器。 根据本发明的第一方面，通过提供在第一段中提到的技术的离心分离器实现此目
的，其中排出孔由带有溢流边缘的堰径向向外地限定，并且所述排出孔径向向内地延伸到
在转鼓中的最高预期液位上方的位置。 将堰布置在排出孔处确保转鼓中的液位在所有进给速度下都保持基本上恒定，因 为排出的液体仅流过堰板的顶部，堰板因此确定外壳中的液位并从而确定转鼓中的液位。 将排出孔和堰从出口孔移开确保没有液体将会粘附到基板的外侧。因而可避免10%到 15%范围内的能量损耗。此外，当液体相对于旋转方向的相反方向被排出时，可以在排出孔 重新获得旋转的液体的能量，从而产生在10%到15%的范围内的功率增加。
通常，在基板中设置若干出口 ，其等距地布置在共同的半径上。
根据本发明的一个优选实施方式，锐角是在O。与60°之间的范围内，优选在5。 与35°之间，并且更优选在15。与30°之间。0°或接近于0。的锐角将提供最大的能量 回收。然而，如果设置带有从转鼓的基板突出的外壳的多个出口，则O。角可能导致从一个 出口排出的液体与从转鼓的基板突出的邻近的外壳碰撞。这通过设置较大的角度避免。如 果仅设置很少的出口 ，例如两个出口 ，则不存在碰撞问题。 根据本发明的一个特别优选的实施方式，堰包括孔。通过设置在具有低进给速度 的启动条件下有效的液体出口以提供转鼓中的低液位，所述孔防止液体在启动期间经固体 排出孔流出转鼓，如一般从上述US-A-4575370已知的。 根据本发明的一个优选实施方式，将堰设置为能更换的堰板，借此溢流边缘的水 平高度可以被改变以与转鼓中的期望液位相对应。根据本发明的又一优选实施方式，在所 述排出孔中设置槽，这些槽适于容纳所述堰板。因此相当便于更换堰板的处理，并且一直确 保堰板的正确安装。 根据本发明的另一优选实施方式，外壳包括曲壁，所述曲壁从基板延伸到所述外 壳侧的远侧，排出孔的一侧与该曲壁齐平。此类构造提供在排出的液体中造成小的湍流的 外壳内表面，从而进一步减少了功率消耗。 根据本发明的又一优选实施方式，所述曲壁和所述外壳侧基本上成直角相交。
根据本发明的第二方面，通过适于被布置在离心分离器的转鼓的出口孔上的液相 排出端口部件来实现此目的，所述液相排出端口部件包括凸缘；设置在所述凸缘中的进 口孔；在所述凸缘的一侧上的进口孔处突出的外壳，所述外壳包括外壳侧，所述外壳侧的法 线相对于所述凸缘成锐角延伸；以及设置在所述外壳侧中的排出孔，所述液相排出端口部 件的特征在于，所述排出孔由具有溢流边缘的堰限定。 提供具有上述优点的液相排出部件的更多优选实施方式从从属权利要求9至14 显现。 在具有根据本发明的液相排出端口部件的情况下，仅通过将根据本发明的液相排 出端口部件附连在分离器的液相出口端口上，使现有的离心分离器适于实现上述优点是可 能的。 优选而言，所述液相排出端口部件的凸缘包括适于容纳例如螺栓的紧固装置的 孔。
现将基于非限制的示例性实施例并参照附图更详细地描述本发明。在附图中，
图1示出现有技术的离心分离器的示意图； 图2示出离心分离器的现有技术的出口孔的主视图，该出口孔设置有堰板； 图3示出沿图2中的线III-III的剖面； 图4示出根据本发明的液相排出端口部件的透视图； 图5示出根据图4的液相排出端口部件的透视俯视图； 图6示出液相排出端口部件的俯视图； 图7示出定位在离心分离器的基板上的液相排出端口部件的主视图；以及
图8示出液相排出端口部件的后视图。
具体实施方式
在图1中示出的现有技术离心分离器1包括转鼓2和螺旋输送器3，它们被安装在 轴4上使得在使用中可使它们绕旋转轴线5旋转，旋转轴线5沿着转鼓2的纵向延伸。此 外，离心分离器1具有延伸垂直于该纵向的径向5a。 为了简单起见，文中所使用的方向"上"和"下"分别指朝着旋转轴线5的径向和 远离旋转轴线5的径向。 转鼓2包括设置在转鼓2的一个纵向端的基板6，该基板6具有内侧7和外侧8。 基板6设置有多个液相出口孔9。此外，转鼓2在与基板6相对的一端设置有固相排出孔 10。 此外，螺旋输送器3包括用于将例如泥浆进给到离心分离器1的进口孔11 ，泥浆包 括轻相或液相12以及重相或固相13。在离心分离器1如前所述的旋转期间，获得液相12 和固相13的分离。液相12经基板6中的出口孔9被排出，同时螺旋输送器3朝着固相排 出孔10输送固相13，固相13最终经所述固相排出孔10被排出。 参照图2，各液相出口孔9可根据现有技术被堰板14部分覆盖。堰板14确定转鼓 中的液位15(参照图3)，该液位15基本上不可能超过堰板的溢流边缘17，因为在堰板14 上方的该孔的区域16从液体的实践观点看是无限的。堰板14通过形式例如为螺栓的紧固 装置(未示出)被可靠地固定在基板6上，所述紧固装置经支撑装置21的外周部19中的 孔18突出。在固定状态下，外周部19至少覆盖液相出口孔9的周缘20的一部分，且支撑 装置21将堰板14部分地覆盖到图2上以22指示的水平高度。 图3示出沿图2中的线III-III穿过液相出口孔9的截面，指示了液位15，其与堰 板14的溢流边缘17基本上一致。 现有技术中的一个问题涉及流过堰板的溢流边缘17的液体趋于由于被支撑装置 21截留而粘附在基板6的外表面上，这导致了额外的功率消耗。 为了克服此缺点，离心分离器1可以根据本发明设置有液相排出端口部件，所述 液相排出端口部件被布置在离心分离器1的转鼓2的出口孔9上代替堰板14及其支撑装 置21。 液相排出端口部件30的一个实施方式在图4至图8中从不同视角示出，并且因此 以下将其作为本发明的示例性但绝非限制性的实施方式进行说明。 具体参照图4和图5 ，液相排出端口部件30包括其中设置了进口孔32 (在图8中 最佳地看到)的凸缘31以及在凸缘31的一侧上的进口孔32处突出的外壳33。外壳33包 括外壳侧34，其中外壳侧34的法线35(在图6上示出)相对于凸缘31成锐角P (同样在 图6上示出)延伸。在外壳侧34中设置了排出孔36，其由堰限定，该堰由带有溢流边缘39 的堰板45构成。 在安装好的位置中，溢流边缘39具有与离心分离器1的旋转轴线5基本上恒定的 距离。这在图7中由半径46指示，所述半径46垂直于溢流边缘39且所述半径包括指向离 心分离器的旋转轴线的箭头47。 在具有此构造的情况下，离心分离器1的转鼓2中的液位由堰板45的溢流边缘39的水平高度确定。因此，转鼓2中的液位在所有进给速度下都可被保持基本上恒定。
根据一个优选实施方式，上述锐角13是在0°与60°之间的范围内，优选在5。与 35°之间，且更优选在15。与30°之间，例如如所示的约为25° 。 在所示的实施方式中，液相排出端口部件30包括孔37，该孔37在溢流边缘39下 方提供附加液体出口 。此附加液体出口可以以本身公知的方式设置用于在启动阶段以转鼓 2中的低液位运行离心分离器(参照US-A-4575370)。 堰板45在本实施方式中是可更换的，并且为了容易更换堰板45，将槽38设置在排
出孔36处，槽38适于容纳通过螺钉50固定的堰板45。在具有此构造的情况下，溢流边缘
39的水平高度可以采取简单的方式进行改变，以与转鼓2中的期望液位相对应。 在图中，将外壳侧34示出为包括上横向部44。然而，此横向部44的目的仅仅是为
了支撑外壳33，并且如果壳体33和外壳侧34的其余部分的强度本身足以经受来自液体的
压力而不变形，则可以由此省去该横向部44。 外壳33包括从凸缘31延伸到外壳侧34的远侧40的曲壁49，其中排出孔36的一 侧43与曲壁49齐平。此构造是为了外壳的内表面41在排出的液体中造成小的湍流或不 造成湍流而设置的。曲壁49和外壳侧34基本上成直角相交。 此外，将通孔42优选地设置在凸缘31中。通孔42可被用来通过使用例如螺栓等 的紧固装置(未示出)来将液相排出端口部件30固定在离心分离器1的基板6上。
外壳的顶部在所示的实施方式中是敞开的。外壳可由顶壁进行封闭，但由于经出 口孔9离开转鼓2的液相将在溢流边缘39的正上方经排出孔36的下部流出而不会填充排 出孔36的上部，这样至少从流动的观点看，此类顶壁将是多余的。 在本发明的一个替代的实施方式中，外壳与离心分离器的基板一体形成，而并非 借助于凸缘31被附连于其。通过与上述的实施方式对比，在这样的替代实施方式中，基板 的出口孔将与外壳的进口孔相同。 配备有液相排出端口部件30的离心分离器工作如下 使转鼓2和螺旋输送器3沿着相同的方向但在不同的旋转速度下绕它们共同的旋 转轴线5旋转。将包含液相12和固相13的物质经进口孔11进给到转鼓中。固相13将与 液相12分离并且由于旋转速度上的差异而被带向固相排出孔10。同时，液相流向基板6中 的出口孔9，且在那经液相排出端口部件30被排出。由于转鼓2的旋转，液相排出端口部件 30将沿着以箭头48(图7)指示的方向移动。 应当注意的是，对于具有相反旋转方向的离心机，液相排出端口部件应当是相对 于半径镜像对称(mirror-inverted)的。 液相排出端口部件30的排出孔36被布置成使得它们相对于旋转方向48朝后，借 此液相沿着与旋转方向相反的大致圆周方向被排出。 液相填充外壳33的下部并流过溢流边缘39。外壳33的弯曲形状和外壳33与外 壳侧34之间的齐平过渡确保液体经外壳33平稳流动，借此液相沿着法线35的方向离开外 壳。 液相随后经排出孔36被排出，流动轮廓在溢流边缘39上方稍微上升。在启动阶 段中，液位15处在溢流边缘39下方，液相可以如上所述经堰板中的孔37被排出。在全速 操作下，在30%与70%之间的例如约50%的液相可以经孔37被排出。取决于要在离心机中处理的进给料，可以优选地仅提供一些带有孔的堰板。从而可以设置堵塞倾向更小的少 数较大的孔，所述少数较大的孔合起来具有与设置在各堰板中的较小的孔相同的能力。
堰板45以及由此溢流边缘39以锐角P (参照图6)的定向加之其在外壳33中的 位置，借此将其从基板6抬升，确保在液体流过溢流边缘时，其既不会粘附到转鼓2的基板 6的外侧，也不会干涉布置在基板6中的邻近的出口孔9处的邻近的液相排出端口部件30， 而仅以在基板6或液相排出端口部件30上留下基本上少量的残余物或者未留下残余物的 方式被排出。 即使在变化的进给速度下，溢流边缘39确保转鼓2中基本上恒定的液位。 应当注意的是，以上对优选实施方式的描述只是示例，并且本领域的技术人员将
理解的是，在不背离权利要求的范围的前提下，许多变化是可能的。在离心分离例如两种液
相的情况下，可能仅对于液相之一或对于两者在出口处使用根据本发明的液相排出端口部件。
权利要求
一种离心分离器(1)，其包括转鼓(2)，其在使用中绕旋转轴线(5)旋转，所述旋转轴线沿着所述转鼓的纵向延伸；径向(5a)，其垂直于所述纵向延伸；基板(6)，其设置在所述转鼓的一个纵向端，所述基板具有内侧(7)和外侧(8)；出口孔(9)，其设置在所述基板中；外壳(33)，其在所述基板的外侧上的出口孔处突出；所述外壳包括外壳侧(34)，所述外壳侧的法线(35)相对于在所述外壳处的所述转鼓的圆周方向成锐角(β)延伸；以及排出孔(36)，其设置在所述外壳侧中，其中，所述排出孔由带有溢流边缘(39)的堰(45)径向向外地限定，并且所述排出孔径向向内地延伸到在所述转鼓的最高预期液位上方的位置。
2. 根据权利要求1所述的离心分离器，其中，所述锐角是在0。与60°之间的范围内， 优选在5°与35°之间，并且更优选在15。到30°之间。
3. 根据权利要求1或2所述的离心分离器，其中，所述堰包括孔(37)。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的离心分离器，其中，所述堰由能更换的堰板提供。
5. 根据权利要求4所述的离心分离器，其中，设置在所述排出孔的槽(38)适于容纳所 述堰板。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的离心分离器，其中，所述外壳包括曲壁(49)，所 述曲壁(49)从所述基板延伸到所述外壳侧的远侧(40)，所述排出孔的一侧与所述曲壁齐平。
7. 根据权利要求6所述的离心分离器，其中，所述曲壁和所述外壳侧基本上成直角相交。
8. —种液相排出端口部件(30)，其适于被布置在离心分离器(1)的转鼓(2)的出口孔 (9)上，其包括凸缘(31);进口孔(32)，其设置在所述凸缘中；外壳(33)，其在所述凸缘的一侧上的进口孔处突出；所述外壳包括外壳侧(34)，所述外壳侧的法线(35)相对于所述凸缘成锐角(13)延伸；以及排出孔(36)，其设置在所述外壳侧中， 其中，所述排出孔由带有溢流边缘(39)的堰(45)限定。
9. 根据权利要求8所述的液相排出端口部件，其中，所述锐角是在0。与60°之间的范 围内，优选在5。与35°之间，并且更优选在15。到30°之间。
10. 根据权利要求8或9所述的液相排出端口部件，其中，所述堰包括孔(37)。
11. 根据权利要求8至10中任一项所述的液相排出端口部件，其中，所述堰由能更换的 堰板提供。
12. 根据权利要求ll所述的液相排出端口部件，其中，设置在所述排出孔的槽(38)适 于容纳所述堰板。
13. 根据权利要求8至12中任一项所述的液相排出端口部件，其中，所述外壳包括曲壁 (49)，所述曲壁(49)从所述凸缘延伸到所述外壳侧的远侧(40)，所述排出孔的一侧(43)与 所述曲壁齐平。
14. 根据权利要求13所述的液相排出端口部件，其中，所述曲壁和所述外壳侧基本上 成直角相交。
全文摘要
离心分离器(1)包括在使用中绕旋转轴线(5)旋转的转鼓(2)。该旋转轴线沿着所述转鼓的纵向延伸，且径向(5a)垂直于该纵向延伸。基板(6)设置在转鼓的一个纵向端，所述基板具有内侧(7)和外侧(8)，出口孔(9)被设置在该基板中。外壳(33)在所述基板的外侧上的出口孔处突出，所述外壳包括外壳侧(34)，所述外壳侧的法线(35)相对于在所述外壳的转鼓的圆周方向成锐角(β)延伸，并且排出孔(36)设置在所述外壳侧中。排出孔由带有溢流边缘(39)的堰(45)径向向外地限定，并且所述排出孔径向向内地延伸到在转鼓中的最高预期液位上方的位置。
文档编号B04B1/20GK101715370SQ200880015000
公开日2010年5月26日 申请日期2008年5月8日 优先权日2007年5月9日
发明者B·马德森, K·德克斯 申请人:阿尔法拉瓦尔股份有限公司