专利名称：用于在离心分离器中清洁流体的方法和装置的制作方法
技术领域：
01本发明涉及根据权利要求1前序部分的流体净化方法，在
该方法中，在离心分离器中借助分离助剂除去流体中的污染颗粒以净 化流体，该分离助剂具有高于所述流体的密度并粘着所述颗粒，所述 离心分离器包括被致使绕旋转轴线旋转的转子主体，经由入口将待清
洁流体引入由所述转子主体界定的分离腔中，经由第一出口排放分离 的颗粒，经由第二出口排放除去了所述颗粒的流体，其中所述流体与 一定量的分离助剂混合，被供应至所述分离腔并通过使污染颗粒粘着 至所述分离助剂而在该分离腔内净化，其中所述分离助剂通过所述转 子主体的旋转而被推出至该转子主体的外周，分离助剂及其上粘着的 颗粒的小的流经由所述第一出口从所述分离腔排放，净化后的流体流 经由所述第二出口从所述分离腔排放。本发明还涉及一种用于根据上 述方法净化流体的装置。
背景技术：
02W0 2004/053035 />开了一种呈离心分离器形式的装置，用 于除去油中的颗粒以净化油。为了净化油，添加粘着颗粒的分离助剂， 从而与仅利用转子的旋转相比提高分离程度。
03根据现有技术净化油的问题在于从油中分离的一些颗粒自 身与分离助剂一起以分离颗粒和分离助剂的高粘滞层的形式沉积在转 子内部上。该分离颗粒层构成朝旋转轴线径向向内增长的相对坚固的 污泥相，从而削弱分离程度并最终因阻塞而不能继续进行分离。
发明内容
04本发明的目的是防止以上指出的问题，而提高流体的分离程度。
05该目的通过最初限定的所述方法实现，该方法的特征在于， 所述分离助剂及其上粘着的颗粒通过输送螺紋而沿着所述转子主体的内部朝向所述第一出口被输送并通过该第一出口被送出。
06另一目的是提供一种用于提高流体分离程度的简单装置。07通过这些特征的该组合可确保提高分离连续性并确保更清 洁的产品。
08根据本发明的一个实施方式，所述方法包括在所述流体进 入所述离心分离器之前，向所述流体添加少量液体分离助剂，之后使 所述离心分离器旋转，该分离助剂的密度高于所述流体的密度。所述 分离助剂与其内收集的颗粒一起经由所述第一出口离开所述转子主 体。
09根据本发明的另一实施方式，所述方法包括经由第三出口 排放高密度流体，该第三出口在所述离心分离器中在所述第一出口和 所述第二出口之间配置在距所述旋转轴线一定径向距离处。经由所述 第三出口排放的高密度流体可包含已从所述流体分离但尚未沉淀下来 形成污泥相的颗粒。所述高密度流体还可包含分离助剂和/或水。
10根据本发明的另一实施方式，所述方法包括由油(例如某 种润滑油)构成的流体。待净化的所述润滑油可用作柴油机中的润滑 剂并已被散布在该油中的固体颗粒污染。然而，待净化的所述流体还 可例如由液压油、气缸油、切削油、轧制油、淬火油、矿物油或期望 的任何其它合适油构成。本发明不限于流体的上述示例，因为所述流 体还可由舱底水、生物柴油或分散高岭土构成。所述流体还可例如由 食物或药物或化学流体构成。
11根据本发明的另一实施方式，所述方法中涉及的分离助剂 包括液体聚合物、水溶性聚合物、亲水性聚合物、疏水性聚合物、亲 脂性聚合物、脂肪酸或其組合。所述聚合物还可包括在相关分离温度 下密度高于所述高密度流体的多羟基烷氧基化物(polyhydroxy-based alkoxylate)。上迷类型的聚合物的示例涉及W0 2005/111181中的聚 合物。所述聚合物尤其适于与根据本发明的方法一起使用，因为其能 从待净化的油中分离出戊烷不溶性(pentane-insoluble )污染物。之 前这是困难的，因为通过传统方法仅能分离出2-4%的戊烷不溶性污染 物。通过根据本发明的方法，能分离出99%的戊烷不溶性污染物，从而 产生清洁得多的产品。
12以下通过对各种实施方式的描迷并参照附图更仔细地说明 本发明。
13图1示意性示出根据本发明的一个实施方式的离心分离器 的视图。
14图2示意性示出根据本发明的另一实施方式的离心分离器 的视图。
15图3示意性示出根据本发明的再一实施方式的离心分离器 的视图。
具体实施例方式
16图1示出了离心分离器的示例，该离心分离器包括转子 主体l，该转子主体能够以某一速度绕竖直的旋转轴线R旋转；以及螺 旋输送器2,该螺旋输送器配置在转子主体1中并可绕同一旋转轴线R 旋转，但是速度与转子主体1的转速不同。
17所述离心分离器确定为以W0 99/65610中所述的方式竖直 悬置。因此这里不对悬置并驱动离心分离器所必需的装置进行描述。
18转子主体1具有包括或连接至中空转子轴4的大致柱状的 上转子部3以及大致锥状的下转子部5。转子部3和5通过螺钉6相互 连接并界定分离腔7。当然也可使用另选的连接机构。
19另一中空轴8经由转子轴的内部延伸至转子主体1中。轴8 支承螺旋输送器2并且二者通过螺钉9相互连接。中空轴8以驱动方 式连接至螺旋输送器2，以下将其称为输送器轴。
20如图1中所示，螺旋输送器2包括中央芯10，其轴向延 伸经过整个下转子部；套筒形成部ll,其包括多个孔隙12，这些孔隙 绕旋转轴线R分布并从螺旋输送器2的上部轴向延伸至螺旋输送器2 的锥形部；多个翼15，这些翼绕旋转轴线R分布并将芯IO连接至中央 套筒13，该中央套筒13在螺旋输送器2的套筒形成部11内位于距旋 转轴线R —定径向距离处，该中央套筒13变为锥形部和下支撑板14; 以及至少一个输送螺紋16，其沿着转子主体1的整个内部以螺杆状方 式从该转子主体的上端延伸至下端，并且其自身连接至套筒形成部11 和芯10。该至少一个输送螺紋16当然可由合适数量的输送螺紋补充，例如两个、三个或四个，这些输送螺紋均沿转子主体1的内部以螺杆状方式延伸。
n用于供应待在转子主体i中处理的液体混合物的入口管17
穿过输送器轴8延伸并通往中央套筒13中。入口管17在所述翼15之前沿轴向排放至螺旋输送器2的中央空间中。轴向靠近芯10，芯与下支撑板14形成通路18，该通路构成延伸穿过入口管17的入口通道的延续。通路18经由翼15之间的通道与转子主体1的内部连通。
22在输送器轴8与上锥形支撑板19之间形成呈出口腔20形式的空间。在出口腔20内布置用于排放净化后的液体的配液盘(par ingdisc) n。配液盘21牢固地连接至入口管17。用于净化后的液体的出口通道22在环绕入口管17的出口管中延伸并限定第二出口 。
23用于分离颗粒(污泥)26且在中央轴向取向的出口 25配置在转子主体1的下端并限定第一出口。与用于污泥26的该出口 25相关，转子主体l被用于拦截离开出口 25的污泥26的装置27环绕。图中示出的污泥26在输送螺紋16的面向第一出口 25的一侧呈位于该输送螺紋的径向外部的积聚物的形式。
24转子主体1还包括一叠截头锥形分离盘28，它们为表面扩大插入件(surface-enlarging insert)的示例。这些分离盘在转子主体1的柱状部3的中央与该转子主体1同轴地装配。锥形分离盘28的底端背离分离颗粒的出口 25，并且这些锥形分离盘通过延伸穿过该叠截头锥形分离盘28的中央套筒13在上锥形支撑板19与下锥形支撑板14之间沿轴向保持在一起。分离盘28包括孔，这些孔在分离盘28装配在离心分离器中时形成用于轴向液体流的通道29。上锥形支撑板19包括多个孔隙23，这些孔隙将沿径向位于所述叠分离盘内的空间24连接至出口腔20。
25另选的是，锥形分离盘28可取向成使其底端面向分离颗粒的出口 25。
26图1中与图2中相同的部件具有与图2中对应的附图标记。27图2示出离心分离器的另一实施方式，其中转子主体1在其上端包括至少一个出口 30，该出口用于比已被净化并通过所述配液盘21引出的流体密度高的流体，所述至少一个出口 30限定第三出口。在该至少一个出口 30的区域中，略低于该出口布置有凸缘，该凸缘形成用于转子主体l中的朝向所述至少一个出口 30流动并通过所述至少一个出口 30流出的流体的溢流出口 31。凸缘的溢流出口 31适于将转子主体1中的高密度流体与低密度流体之间的界面水平维持在径向水平(图中未示出的水平)。该界面水平可通过选择溢流出口 31在径向上的程度而在分离腔7中沿径向调节。根据图2中所示的实施方式，离心分离器包括装置32，该装置32环绕转子主体1并适于拦截通过所述至少一个出口 30离开转子主体1的流体。图2示出所述至少一个出口 30为敞开出口。另选的是，该出口还可以以与第二出口 22相同的方式设有用于收集流体的空间以及用于从该空间排放流体的配液盘。在图3中示出了图2中示出的敞开出口的这样的另选出口 图2中与图3中相同的部件具有与图3中对应的附图标记。
28图3相应地示出设有用于较高密度流体的所述另选出口的离心分离器的再一实施方式。为此，以与用于较低密度流体的第二出口 22基本相同的方式构造所述出口。因而，在输送器轴8与低密度流体(净化后的液体)的出口腔20之间形成呈高密度流体的出口腔20b的形式的另一空间。在该出口腔20b内配置有用于排放高密度流体的配液盘21b，其中配液盘21b与用于该流体的出口通道22b连通。高密度流体的出口通道22b在环绕低密度流体(净化后的液体)的出口管和出口通道22的出口管中延伸。输送器轴8包括多个孔31b，这些孔将位于所述叠分离盘径向外部的环形空间与高密度流体的出口腔20b连接。孔31b适于形成与图2中所示的溢流出口相对应的溢流出口 ，用于转子主体1中的朝高密度流体的出口流动并通过该出口流出的流体，使得高密度流体与低密度流体之间的界面水平在转子主体1中维持在径向水平(图3中未示出的水平)。与配液盘一起描述的出口使得离心分离器的高密度流体的出口 22b能够适于与可以距离心分离器一定距离并高于该离心分离器配置的收集装置(例如收集箱)(图3中未示出)连通，而不是与环绕转子主体以拦截离开所述敞开出口的液体的所述装置32 (图2)连通。因而，流体从离心分离器通过配液盘泵送出至所述收集装置。
29当然，本发明不限于图中所示的旋转轴线R的取向。术语"离心分离器"还包括具有大致水平取向的旋转轴线的离心分离器。根据图1至图3中所示的实施方式，离心分离器在其一端被悬置并以轴颈方式连接。这种离心分离器还可悬置在分离颗粒的出口 25处。
30上述离心分离器在转子主体1的旋转期间以下述方式运转。31在污染流体进入离心分离器之前将分离助剂添加至该流体。利用静态混合器或通过搅拌器进行分离助剂的添加，所述搅拌器提供分离助剂在流体中的最佳分布并提供分离助剂与污染颗粒之间的良好接触。分离助剂的添加量根据待清洁的流体量及其污染程度而变化。
32当已使离心分离器旋转时，将待净化流体与分离助剂的混合物供给至离心分离器内，经由入口 17供给至分离腔7，从而使混合物旋转并因此使其受到离心力。其结果是在水平33处逐渐形成自由液面，该液面的位置由孔隙23确定。
33从流体中分离的颗粒以及在转子主体外周形成的污泥由螺旋输送器2沿轴向朝转子主体1的锥形部5供给，并通过第一出口 25出来。
34通过分离助剂释放了多数颗粒的流体被进一步供给通过锥形分离盘28之间形成的间隙34。流体可借此通过尚未分离的颗粒与分离助剂自身沉积在分离盘28上并径向向外抛射而被进一步净化，同时净化后的流体径向向内前进并经由第二出口 22出来。根据分别在图2和图3中示出的实施方式，分别经由第三出口 30和2^提取尚未形成污泥相而仍处于较轻相的颗粒和分离助剂。
35本发明不限于所公开的实施方式，而是可在所附权利要求的范围内进行变化和修改。
权利要求
1.一种用于在离心分离器中借助分离助剂除去流体中的污染颗粒以净化流体的方法，该分离助剂具有高于所述流体的密度并粘着所述颗粒，其中所述离心分离器包括被致使绕旋转轴线(R)旋转的转子主体(1)，经由入口(17)将待清洁流体引入由所述转子主体(1)界定的分离腔(7)中，经由第一出口(25)排放分离颗粒，经由第二出口(22)排放清除了所述颗粒的流体，所述流体与一定量的分离助剂混合，被供应至所述分离腔(7)并通过使污染颗粒粘着于所述分离助剂而在该分离腔内被净化，所述分离助剂通过所述转子主体(1)的旋转而被推出至该转子主体(1)的外周，分离助剂及其上粘着的颗粒的小的流经由所述第一出口(25)从所述分离腔(7)排放，净化后的流体流经由所述第二出口(22)从所述分离腔(7)排放，其特征在于，所述分离助剂及其上粘着的颗粒通过至少一个输送螺纹(16)而沿着所述转子主体(1)的内部朝向所述第一出口(25)被输送并通过该第一出口(25)被送出。
2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所迷分离助剂和粘 着的颗粒的污泥相通过所述至少一个输送螺紋(16)朝向所述第一出 口 (25)被输送并通过该第一出口 (25)被送出。
3、 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，经由第三出口 (30)排放所述流体的高密度部分，所述第三出口在所述离心分离器中在所述第一出口 (25)和所述第二出口 (")之间布置在距所述旋 转轴线(R) —定径向距离处，该高密度流体包括从所述流体分离但未 沉淀下来形成污泥相的颗粒。
4、 根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述 流体包括油。
5、 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所迷油包括润滑油。
6、 根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述 流体用作柴油机中的润滑剂并被散布在该流体中的固体颗粒污染。
7、 根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述分离助 剂包括水溶性聚合物。
8、 根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述分离助剂包括亲水性聚合物。
9、 根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述分离助 剂包括脂肪酸。
10、 根据权利要求7-9所述的方法，其特征在于，分离助剂包括 所述分离助剂的组合。
11、 根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述聚合物 包括多羟基烷氧基化物。
12、 根据前迷任一权利要求所述的方法，其特征在于，经过所述 第二出口 (22)的流体在此之前经过形成在成叠配置的截头锥形分离 盘(28)之间的中间空间(34)。
13、 根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述流体 在中央供给至所述转子主体，该转子主体在其一端悬置并以轴颈方式 连接。
14、 根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，利用所述 分离助剂从所述流体分离戊烷不溶性污染物。
15、 一种用于除去流体中的污染物、污染颗粒或其它颗粒以净化 流体的方法，其特征在于，待净化流体在包括表面扩大插入件的装置 中受到离心力，其中所述流体被分成其各种相，并且利用输送器排放 污泥相。
16、 根据权利要求15所述的方法，其特征在于，在所述流体受到 所述离心力之前将一种或更多种分离助剂添加至该流体。
17、 一种用于除去流体中的污染颗粒以净化流体的装置，该装置 包括绕旋转轴线(R)旋转的转子主体(1)，该转子主体(1)具有分 离腔(7)，该分离腔具有用于待净化流体和分离助剂的入口 (17)、用 于分离颗粒的第一出口 (25)以及用于已清除了所述颗粒的流体的第 二出口 (22)，其特征在于，所述转子主体(1)包括至少一个输送螺紋(16), 所述输送螺紋用于朝向所述第一出口 (25)输送分离助剂及其上粘着 的颗粒并通过该第一出口 (25)将其送出。
18、 根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述转子主体(1 ) 包括与所述至少一个输送螺紋(16)连接的螺旋输送器(2)，并且该 螺旋输送器能够以与所述转子主体(1)的转速不同的速度绕所述旋转轴线(R)旋转。
19、 根据权利要求17或18所述的装置，其特征在于，所述转子 主体(l)包括第三出口 (30)，该第三出口用于密度比在所述转子主 体(1)的旋转期间经由所述第二出口 (22)排放的流体高的流体。
20、 根据权利要求17-19中任一项所述的装置，其特征在于，所 述转子主体(1)包括在柱状部(3)中配置在中央的一叠截头锥形分 离盘(28)。
21、 根据权利要求17-20中任一项所述的装置，其特征在于，所 述转子主体(1)在其一端悬置并以轴颈方式连接。
全文摘要
一种用于在离心分离器中借助分离助剂除去流体中的污染颗粒以净化流体的方法，该分离助剂具有高于所述流体的密度并粘着所述颗粒，其中所述离心分离器包括被致使绕旋转轴线(R)旋转的转子主体(1)，经由入口(17)将待净化流体引入由所述转子主体(1)界定的分离腔(7)中，经由第一出口(25)排放分离颗粒，经由第二出口(22)排放清除了所述颗粒的流体，所述流体与一定量的分离助剂混合，被供应至所述分离腔(7)并通过使污染颗粒粘着于所述分离助剂而在该分离腔内净化，所述分离助剂通过所述转子主体(1)的旋转而被推出至该转子主体(1)的外周，分离助剂及其上粘着的颗粒的小的流经由所述第一出口(25)从所述分离腔(7)排放，净化后的流体流经由所述第二出口(22)从所述分离腔(7)排放，所述分离助剂及其上粘着的颗粒借助至少一个输送螺纹(16)而沿着所述转子主体的内部朝向所述第一出口(25)被输送并通过该第一出口(25)被送出。
文档编号B04B1/20GK101687203SQ200880015453
公开日2010年3月31日 申请日期2008年5月9日 优先权日2007年5月10日
发明者C·瓦斯, R·里德斯特拉尔 申请人:阿尔法拉瓦尔股份有限公司