Устройство для отвода текучей среды из центрифуги

Изобретение относится к устройству для отвода текучей среды из центрифуги, в частности для отделения по меньшей мере одной текучей среды с помощью рабочего колеса с каналами. Устройство для отвода текучей среды из центрифуги, в частности для отделения по меньшей мере одной текучей среды с помощью рабочего колеса с каналами, содержит регулируемые лопасти, имеющие паз, определяющий переход между состояниями с минимальным и максимальным наружным диаметром рабочего колеса. Техническим результатом является надлежащее разделение жидкостей с меняющимися в широком диапазоне свойствами без необходимости разборки устройства. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Настоящее изобретение относится к устройству для отвода текучей среды из центрифуги, в частности для отделения по меньшей мере одной текучей среды с помощью рабочего колеса с каналами.

Такие рабочие колеса известны как разделительные рабочие колеса и используются, в основном, в центрифугах и сепараторах для разделения жидкостей разной плотности. Один тип разделительных рабочих колес раскрыт в документе DE 3833063 С1, в котором описан сепаратор с рабочим колесом и регулировочной втулкой, подвижной в осевом направлении. Такие рабочие колеса создаются для решения конкретной задачи, т.е. для разделения конкретных жидкостей. Однако если плотности жидкостей меняются из-за различий в составах, нормальная работа системы нарушается. И если подлежат разделению разные виды жидкостей, то такие разделительные рабочие колеса приходится менять. А это значит, что устройство надо останавливать и разбирать для замены рабочего колеса, и это приводит к большому времени простоя устройства. Другое устройство такого типа раскрыто в документе WO 92/29013.

Таким образом, задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы обеспечить возможность надлежащего разделения жидкостей с меняющимися в широком диапазоне свойствами без разборки устройства.

Соответственно, настоящее изобретение отличается рабочим колесом, имеющим регулируемые лопасти. Это позволяет менять свойства рабочего колеса и, благодаря этому, работать с жидкостями с различными свойствами без разборки сепаратора. Поэтому нет потерь рабочего времени и рабочее колесо легко регулировать.

Дальнейшее усовершенствование заключается в том, что наружный диаметр, определяемый упомянутыми лопастями, регулируем. Это дает преимущество постоянного сохранения бескомпромиссно наивысшей эффективности разделения.

В другом варианте осуществления настоящее изобретение отличается тем, что упомянутые лопасти могут поворачиваться вокруг некоторой оси. Это позволяет автоматически регулировать работу легким увеличением или уменьшением наружного диаметра центростремительного насоса.

В одной из дальнейших разработок настоящего изобретения лопасти имеют пазы, определяющие переход между состояниями с минимальным и максимальным наружным диаметром упомянутого рабочего колеса, причем может быть предусмотрено второе колесо со штифтами, входящими в пазы упомянутых лопастей. В этом случае регулировка сепаратора не требует его остановки. Так что регулировка может быть произведена даже в процессе работы.

Еще одно усовершенствование заключается в средствах поворота упомянутого второго колеса, причем таким средством может быть винт или гидро- либо пневмоцилиндр, или механический цилиндр. С помощью такого средства может быть легко осуществлена автоматическая регулировка работы.

Ниже настоящее изобретение раскрывается более подробно со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых представлены:

на ФИГ. 1 показан сепаратор, содержащий настоящее изобретение;

на ФИГ. 2 показана часть сепаратора с двумя разделительными рабочими колесами;

на ФИГ. 3 показан эскиз с различными наружными радиусами лопастей;

на ФИГ. 4 показано положение различных лопастей;

на ФИГ. 5 показан возможный вариант осуществления регулировки лопастей согласно настоящему изобретению.

На ФИГ. 1 показан сепаратор 1 с ротором 2, содержащий ряд конических разделительных рабочих колес 3 внутри сепарационной камеры 4, распределитель 5 и верхнее рабочее колесо 6. В примере, показанном на ФИГ. 1, ротор 2 смонтирован на полом валу, сквозь который жидкость, подлежащая центробежной обработке, подводится к ротору. Разделяемая смесь подается в полый вал сверху по стрелке 8. Привод 7, который может быть ременным приводом, соединен со шпинделем для вращения ротора 2.

Качество разделения определяется положением частиц жидкости согласно следующему выражению:

.

Если удельный вес жидкости (жидкостей) изменяется, радиус R_i разделения может быть изменен только подстройкой радиуса R_x центростремительного насоса 9. В приведенном выражении

- это удельный вес более легкой фазы,

ρ_р - это удельный вес более тяжелой фазы,

R_i - это радиус разделения,

- это внутренний радиус вала и

R_x - это наружный радиус центростремительного насоса.

С изменением R_i в одном и том же сепараторе могут быть разделены многие различные виды продуктов, и сепаратор легко может быть перенастроен даже в процессе работы, позволяя легко установить радиус разделения на величину, оптимальную для разделения данных жидкостей. Могут разделяться различные сочетания жидкостей, например, нефть и вода, нефть и мыльный раствор, нефть и смолы. Один и тот же сепаратор может также удалять воду из разных сортов нефти, отличающихся по удельному весу.

На ФИГ. 2 показана часть разделительного рабочего колеса 10, находящаяся в кольцевом канале 9 для выгрузки одной из фаз. Отсепарированная жидкость проходит по каналу 11 вверх к предназначенному для нее выходу. Для разделения трех разных жидкостей под первым, регулируемым разделительным, или гравитационным, рабочим колесом 10 располагается второе, нерегулируемое рабочее колесо 10'.

На ФИГ. 3 показан разрез разделительного рабочего колеса 10 с внутренним каналом 11. Жидкость втягивается по каналам 12, ограниченным лопастями 13, 13', во внутренний канал 11. На этой ФИГ. лопасти 13, 13(находятся в положении, определяющем минимальный разделительный радиус R_x центростремительного насоса. Показано также положение, определяющее максимальный разделительный радиус R_x. Как можно видеть, разница очень мала, однако эффект от различия этих положений огромен.

На ФИГ. 4 показано разделительное рабочее колесо 10 на полом роторном валу 2 и канал 11 выгрузки. Более легкая жидкость втягивается по каналам 12, 12(в направлении стрелок 18, 18 (в канал 11 выгрузки и направляется краями лопастей 13, 13' (в положениях 14, 15, 14', 15'). В случае минимального радиуса разделения каналы 12, 12 (ограничены краями лопастей 13, 13' в положениях 14, 14'. В случае максимального радиуса разделения каналы 12, 12' ограничены краями лопастей 13, 13' (в положениях 15, 15'. Лопасти 13, 13' могут поворачиваться вокруг осей (предпочтительно в виде штифтов) 16, 16' и направляются закрепленными на втором колесе штифтами, входящими в пазы 17, 17' в лопастях 13, 13' разделительного рабочего колеса 10. Таким образом, движение лопастей 13, 13' определено и ограничено.

На ФИГ. 5 показан вид сбоку верхней части сепаратора 1 с верхним отверстием 8 для подвода жидкости. Далее, можно видеть отверстие 19 выгрузки легкой фазы и отверстие 20 выгрузки тяжелой фазы. Кроме того показан винт 21, с помощью которого можно перемещать лопасти, изменяя тем самым радиус разделения даже в процессе работы и без демонтажа каких-либо частей сепаратора 1.

1. Устройство для отвода текучей среды из центрифуги, в частности для отделения по меньшей мере одной текучей среды с помощью рабочего колеса (10) с каналами (12, 12'), содержащего регулируемые лопасти (13, 13'), имеющие паз (17, 17'), определяющий переход между состояниями с минимальным и максимальным наружным диаметром упомянутого рабочего колеса (10).

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упомянутые лопасти (13, 13') могут поворачиваться вокруг оси (16, 16') или вокруг нескольких осей.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что имеет второе колесо со штифтами, входящими в пазы (17) упомянутых лопастей (13, 13').

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что имеется средство поворота упомянутого второго колеса.

5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что имеется винт (21) для поворота упомянутого второго колеса.

6. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что имеется гидравлический, механический или пневматический цилиндр для поворота упомянутого второго колеса.