CN100427210C - 具有一个包括碟片组件的离心滚筒的分离器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种分离器，它具有一个由许多上下叠置的、优选锥形的碟片(1)组成的碟片组件，所述碟片具有孔(2、8、9)，它们通过其相互配合构成至少一个在碟片组件中的通道(3、6、7)，其特征在于，所述至少一个通道(3、6、7)的直径或其位置在碟片组件内部以优化流动的方式进行变化并且由孔构成的分配器通道相对于穿过滚筒轴线的径向成角度地取向。

Description

具有一个包括碟片组件的离心滚筒的分离器

技术领域

本发明涉及一种分离器。

背景技术

早就已知，在分离器的离心滚筒中设置有由许多沿碟片轴线方向上下叠置的与机器或滚筒轴线同心的碟片组成的碟片组件，因此从分离器的具有垂直旋转轴线的滚筒的区域并在碟片组件外部的一个沉积室(Schlammraum)中具有固体卸料口。

在具有垂直旋转轴线的分离器中，沿着滚筒轴线通过一个输入管和与这个输入管串联的分配器通道将产品输送到离心滚筒中，在那里产品进入到由一般紧密地上下叠置的、但是在主要的碟片表面区域相互间相对间隔的以及通常锥形的(分离)碟片组成的碟片组件里面。在碟片上较沉的固体一般沉积在底面上并且移动到碟片组件的外圆周，而液体向内流动(双-相-液体-固体分离)。

尤其是、但是不只是为了执行一个液体-液体-固体分离(三-相-液体-固体分离)还已知，所述碟片组件配有所谓的提升通道，它们由直通的或具有旋转(DE 100 55 398 A1)的上下叠置的孔在碟片组件的碟片中构成。

由US 993,791已知一个没有固体卸料口的室式离心机，其中孔的直径在一个碟片组件内部变化或者孔的取向从碟片到碟片地变化，例如在碟片上设置一个与旋转轴线倾斜的碟片固定轮廓。在此一般在从径向内部或径向外部的碟片组件的碟片处实现液体的排出。也已知，借助于孔尤其是在靠近滚筒内圆周以及靠近外圆周在碟片组件中构成液相的排出通道(参见例如DE 284640)。

还已知，所述碟片配有按照接片和/或小尖端(点)形式的间隔体，它们一方面负责碟片相互间的间隔并且另一方面影响碟片组件中的流动特性。在碟片之间优选使用这些独立的间隔体。碟片一般固定在一个分配器颈部的槽里面或其它的碟片固定体里面。

发明内容

因此本发明的目的是，通过简单的结构措施使一个上述类型的分离器的滚筒中的流动特性最佳化。

根据本发明，提出一种具有一条垂直旋转轴线和一个滚筒的分离器，所述滚筒在一个单锥或双锥的离心室中具有固体卸料口，在离心室中设置一个由许多上下叠置的碟片组成的碟片组件，所述碟片具有孔，这些孔通过其相互配合构成至少一个在碟片组件中的通道，所述分离器还具有一个分配器，它具有一个同心地包围滚筒轴线的分配器颈部和一个在下面径向扩展的底部，一个或多个由孔构成的分配器通道分布在该底部中，其特征在于，在碟片组件内部，在沿流动方向最下面的碟片之上的所述至少一个通道的直径不是恒定的和/或所述至少一个通道相对于滚筒的旋转轴线倾斜地设置，并且所述至少一个分配器通道的孔相对于滚筒中的滚筒轴线不是径向取向，并且所述构成分配器通道的孔相对于在一个径向内部的孔段中穿过滚筒的滚筒轴线的径向与滚筒的旋转方向相反地滞后倾斜地取向。

根据产品情况，就是在一个在碟片组件之外具有一个沉积室(具有活塞式滑阀配置或固体卸料喷嘴)的离心机中，通过这三项措施中的每一措施都可以使滚筒中的流动特性优化。在此特别有利的是，利用至少两项或者更好的是所有这三项措施的组合，即分配器和通道的几何形状和/或通道的取向的组合，以便在结构上通过简单的方式使离心机中的流动特性最佳化并且最佳地适配于待加工的产品。

DE 38 80 19示出了一种另类的离心机，它具有一个非同心设置的输入管。

特别优选使一个提升通道的碟片的孔的几何形状在通道中这样变化，使得在碟片之间的缝隙在运行中在碟片组件的整个高度上均匀地通过液体加载。通过这个有利的措施特别明显地使离心机中的流动特性最佳化。不只是实现“从碟片到碟片”的孔的简单扩展而是实现一个与流动有关的最佳化，其中孔也可以在几个碟片上恒定地布置并且例如扩展。每个碟片本身可以这样特别优化地布置。在加工时这一点尤其可以通过在碟片的金属板中激光切割孔简单地实现。

例如所述通道的直径可以以多个碟片的间距分段式变化或者从碟片到碟片连续地变化尤其是沿流动方向逐渐减小。如果直径沿流动方向例如连续地逐渐减小是特别适宜的。

所述孔本身可以具有一个任意的形状。专业人员通过试验根据产品获得最佳的形状。因此孔可以具有一种多角形的或一种圆形的形状或者一种弧线形状，而且以任意的取向。

按照另一有利的变化，每个通道由多个孔组成，它们仍然可以特别有利地在碟片中构成一个孔图形，例如圆周分布在一个圆上或一个椭圆上。

也可以设想，至少一个倾斜的通道相对于滚筒轴线弧线形地在碟片组件中延伸。

在此可以使通道或所有通道特别优选地包括一个提升通道用于将产品输送到碟片组件里面和/或特别有利地包括至少一个排出通道用于从碟片组件中排出一个液相。提升通道和排出通道的最佳敷设有助于改进流动特性。

特别优选的是，为了排出不同的液相，每一个排出通道靠近碟片组件的内圆周或靠近外圆周地构成在碟片组件的内部。所述流动方向朝滚筒的液体卸料方向延伸，垂直取向情况下，一般从下向上。

通过一项和多项上述措施，可以借助一种简单的试验根据产品和设备使一个具有垂直旋转轴线的分离器的通道的结构优化，以便改进碟片组件的碟片的并联并且优化流动特性，以便补偿例如由于碟片组件中的压力差而引起的分离区偏移(径向位置)并减少碟片组件中的不稳定性(圆周方向)。

适宜地附加使本发明通过上述的和独立地要被考虑的措施具有一个分配器，它具有至少一个由在一个分配器底部中的孔构成的分配器通道，它在滚筒中不是径向取向，这再次以简单的方式根据产品优化流动特性。

在许多情况下有利的是，所述分配器通道最好与滚筒旋转方向相反地或者也可以相同地倾斜地取向。

所述分配器通道有利地滞后倾斜地取向，它们相对于在一个径向内部的孔段中穿过滚筒的滚筒轴线的径向与滚筒的旋转方向相反地构成孔。

所述流动特性通过这些措施尤其也通过措施的组合进一步优化，即，使分配器通道在一个另外的孔段中通入到滚筒中，该孔段在滚筒中向上定向并直接在碟片组件的一个提升通道下面排出到滚筒中。此外保证一个更好的分离并保证分离物最佳地进入提升通道。

在此所述分配器通道可以具有一个扩展的、圆的或一个缝隙形的出口，它切向地沿滚筒的旋转方向或与该旋转方向相反地延伸和/或在滚筒中向上定向。

附图说明

下面借助于附图中的实施例详细描述本发明。附图中：

图1-8分别以俯视图示出具有垂直旋转轴线的碟片式离心机的不同碟片的局部区域；

图9以一个截面图示出一个分离器，该截面穿过两个分配器通道；

图10以一个俯视图示出按照图7的用于分离器的一个分配器。

具体实施方式

图1以一个俯视图示出一个用于一个分离器的一个碟片组件的一个公知的碟片1的局部区域(在这里未示出其它部分)。

所述碟片1按照图1分别具有一个孔2，其中各碟片1的孔2或小孔按多个上下设置的碟片的互相配合构成一个提升通道3，它在径向位于一个较轻的与一个较重的液相之间的分离区T的区域内。径向上靠近碟片中间在区域4排出较轻的液相，而径向上在碟片1之外在区域5排出较重的液相。固体向外从碟片组件中排出(在这里未示出)并且在那里以公知的方式例如通过喷嘴或一个活塞式滑阀配置从离心滚筒中排出。

所述碟片组件或各个碟片1套到一个分配器颈部16上，该分配器颈部在其外圆周上配有许多径向从分配器颈部向外指向的接片17，它们突出于碟片1的内圆周I并且因此使碟片1在分配器颈部16上相对于该颈部不可旋转地固定。

在接片17的径向延长体上同样在碟片之间设置径向指向的间隔体(连接板)18，它们将所述碟片在这里完全分成具有一个张开角α的扇区19，在各扇区中分别有一个角平分线W。

用于排出轻相的区域4在这种情况下由在接片17之间的分配器颈部16外圆周中的槽20构成，各接片与角平分线W对称地插入到分配器颈部16中。

按照图2，所述提升通道3具有一个非恒定的横截面，即，构成提升通道的碟片组件的碟片1的孔2的直径不是恒定的。该直径在碟片组件的整个高度上变化(在此直径连续地在碟片组件的整个高度上沿流动方向逐渐减小)。

在此要注意，由GB 264 777已知，最下部的碟片配有一种与上部的碟片不同的小孔或孔配置，以便遮盖碟片的一部分并可以使提升通道通过更换最下部的碟片而径向偏置。

按照图2，在一个具有垂直旋转轴线的滚筒情况下，优选使孔2的直径从下向上连续地逐渐减小(用虚线表示)，使得提升通道3的直径同样从下向上逐渐减小。

此外按照图2的提升通道3不平行于滚筒轴线A(垂直于图面)。上下放置的碟片1的孔2不再全部对齐而是分段式对齐，使得提升通道3例如可以从下向上径向从外继续向内和/或在旋转方向上或与旋转方向相反地在圆周方向上延伸并因此可以具有一个扭曲。

按照图2，所述槽20在分配器颈部中为了构成排出通道与每个分配器扇区19的角平分线W不是对称地取向而是非对称地侧面偏置。这一点也可以优化碟片组件中的流动特性。

按照图3-6，所述排出通道6、7直接在碟片组件中构成，即，分别径向在碟片组件的碟片1的内圆周I之外构成一个用于轻的液相的第一排出通道6，而径向在碟片1的外圆周A之内构成一个用于较重的液相的第二排出通道7。这些通道不仅可以与每个碟片扇区19的角平分线W对称地而且可以非对称地取向。这一点对于用于输入产品的提升通道2也是如此。

所述排出通道6、7与提升通道3类似地通过碟片1中上下叠置的孔8、9构成，它们靠近碟片1的内圆周或外圆周。所述排出通道6、7仍然可以具有一个非恒定的直径和/或相对于滚筒轴线不是直接上下叠置而是位于相互间错开。因此所有上述和下述的用于提升通道3的孔2的配置也可以类似地用于排出通道6、7的孔8、9的扩展结构。

按照图3，用于轻的液相的内部排出通道6的孔8和/或用于较重的液相的排出通道7的孔9和/或提升通道3的孔2仍然可以分别由多个多重孔10形式的孔2、8、9组成，其中各个孔例如可以设置在一个圆12上、一个尤其径向取向的直线上或者一个在圆周方向上取向的弧线或一个直线13上。所述弧线或直线可以根据使用情况与扇区的角平分线W或者与穿过离心机的滚筒轴线A的其它径向呈任意角度和/或错开地取向。

已经证实，产品流的分布以许多小的通道在对碟片缝隙均匀加载方面起到改进作用并且优化碟片组件中的流动特性。

各个孔2、8、9可以具有一个任意的几何形状，因此可以是一个圆形或一个多角形，例如一个三角形或四角形(图4)或一个弧线形(图5)，其中多角或其它几何形状可以与角平分线W呈任意角度地取向。

尤其可以使一个提升通道的孔的几何形状这样相互协调，使得碟片之间的缝隙在碟片组件或提升通道的整个高度上均匀地以液体加载。这一点可以通过试验和/或理论计算、如计算机模拟实现。

图6至8表示，通过一个优化的分配器结构同样和/或可选择地进一步优化在滚筒中以及在碟片组件上和里面的流动特性。

优选一体的分配器配有在这里非径向取向的、由孔构成的分配器通道14，它们首先(图9)在滚筒中的一个第一孔段中从内向外倾斜地向下延伸并终结在一个孔段里面，该孔段构成最好扩展的或几何形状变化的分配器出口15a。这个出口在滚筒1中向上指向并最好直接通到一个提升通道的下面。该出口在出口处可以是圆形的或者例如缝隙式地成形。由分配器通道14(图6)的孔组成的缝隙式分配器出口15b仍然可以相对于其余的分配器通道最好与径向切向地在滚筒的旋转方向上(图7)或者相反的旋转方向上(图8)延伸或超前或滞后。

因此能够完全有目的地以最佳的输送孔横截面优化产品到滚筒以及碟片组件中的入流，用于实现颗粒的改进的沉积和可以改进碟片1的并联。

图9以一个横截面图示出一个具有一条垂直旋转轴线D的滚筒21的自卸料的分离器，它具有一个分配器22，一个未示出的输入管在这里从上面通到该分配器里面。该分配器22具有上部的与旋转轴线同心取向的分配器颈部16以及多个由孔构成的分配器通道14，它们分别通到一个分配器出口15a、b、c。一个活塞式滑阀23用于打开和封闭固体卸料口24。优选通过在这里同样未示出的抓斗或拨盘从滚筒21中排出液体。

图10以一个相应的俯视图示出一个分配器，它具有分配器颈部16和在下部径向扩展的、接近盘式的底部25，它被在这里例如三个以虚线示出的分配器通道14穿过，它们通到分配器出口15a、b、c。

在特别优选一体的分配器中构成分配器通道14的直线的孔在这里不是径向地而是相对于穿过滚筒轴线M(它在这里与旋转轴线D在附图中重合)的径向R滞后于旋转方向地设置，这能够实现离心物的一个特别舒适的进入。

这一点最好仍然伴随着措施，即，提升通道14的孔在碟片组件的高度上不是恒定而是在流动特性方面优化地非恒定或变化地构成。在分配器通道与在分配器的内圆周上通过分配器通道14的起始区域延伸的径向R之间的角度β优选在15°至80°之间，尤其在25°至65°之间，以便因此实现使离心物特别舒适地进入到滚筒中。

所述分配器出口15a、b、c可以具有不同的几何形状，它们也与提升通道相协调并且仍然可以相对于滞后的分配器臂滞后地(15b)、超前地(15c)或“中立”地(15a)取向(也参见图10)。

附图标记清单

1     碟片                   19   扇区

2     孔                     20   槽

3     提升通道               21   滚筒

4     区域                   22   分配器

5     区域                   23   活塞式滑阀

6     排出通道               24   固体卸料口

7     排出通道               25   扩展的底部

8、9  孔

10    多重孔                 I    内圆周

12    圆                     A    外圆周

13    直线                   T    分离区

14    分配器通道             α   张开角

15a、b分配器出口             W    角平分线

16    分配器颈部             R    径向

17    接片                   r    旋转方向

18    间隔体(连接板)         D    旋转轴线

Claims (25)

1.具有一条垂直旋转轴线(D)和一个滚筒(21)的分离器，所述滚筒在一个单锥或双锥的离心室中具有固体卸料口，在离心室中设置一个由许多上下叠置的碟片(1)组成的碟片组件，所述碟片具有孔(2、8)，这些孔通过其相互配合构成至少一个在碟片组件中的通道(3、6、7)，所述分离器还具有一个分配器(22)，它具有一个同心地包围滚筒轴线(11)的分配器颈部(16)和一个在下面径向扩展的底部(25)，一个或多个由孔构成的分配器通道(14)分布在该底部中，其特征在于，在碟片组件内部，在沿流动方向最下面的碟片之上的所述至少一个通道(3、6、7)的直径不是恒定的和/或所述至少一个通道(3、6、7)相对于滚筒的旋转轴线倾斜地设置，并且所述至少一个分配器通道(14)的孔相对于滚筒(21)中的滚筒轴线(11)不是径向取向，并且所述构成分配器通道(14)的孔相对于在一个径向内部的孔段中穿过滚筒(21)的滚筒轴线(D)的径向(R)与滚筒(21)的旋转方向相反地滞后倾斜地取向。

2.如权利要求1所述的分离器，其特征在于，所述碟片(1)设计成锥形的。

3.如权利要求1所述的分离器，其特征在于，所述分配器通道(14)在一个另外的孔段中通入到滚筒(21)中，该孔段在滚筒中向上定向并直接在碟片组件的一个提升通道下面排出到滚筒(21)中。

4.如权利要求1所述的分离器，其特征在于，在分配器通道(14)与在其内圆周上的分配器通道(10)的起始区域处所属的径向(R)之间的角度(β)在15°至80°之间。

5.如权利要求1所述的分离器，其特征在于，所述分配器通道具有一个扩展的或一个缝隙形的出口(15)，它切向地沿滚筒(21)的旋转方向或与该旋转方向相反地延伸和/或在滚筒(21)中向上定向。

6.如权利要求1所述的分离器，其特征在于，一个提升通道的各碟片(1)的孔的几何形状在通道中这样变化，使得在碟片之间的缝隙在运行中在碟片组件的整个高度上均匀地加载液体。

7.如权利要求1所述的分离器，其特征在于，具有一个用于打开和封闭固体卸料口的活塞式滑阀。

8.如权利要求1所述的分离器，其特征在于，所述通道(3、6、7)的直径以多个碟片(1)的间距分段式变化。

9.如权利要求1所述的分离器，其特征在于，所述通道(3、6、7)的直径从碟片(1)到碟片(1)连续地变化。

10.如权利要求1所述的分离器，其特征在于，所述通道(3、6、7)的直径沿流动方向逐渐减小。

11.如权利要求1所述的分离器，其特征在于，所述通道(3、6、7)的孔(2、8、9)的几何形状从碟片到碟片地变化。

12.如权利要求1所述的分离器，其特征在于，所述通道的孔(2、8、9)具有一种多角形的形状。

13.如权利要求1所述的分离器，其特征在于，所述通道的孔(2、8、9)具有一种圆的形状。

14.如权利要求1所述的分离器，其特征在于，所述通道的孔(2、8、9)具有一种弧线形状。

15.如权利要求1所述的分离器，其特征在于，每个通道(3、6、7)由多个孔(2、8、9)组成。

16.如权利要求1所述的分离器，其特征在于，每个通道(3、6、7)的孔(2、8、9)在碟片(1)中构成一个孔图形。

17.如权利要求1所述的分离器，其特征在于，所述至少一个通道(3、6、7)相对于滚筒轴线(A)倾斜地取向。

18.如权利要求1所述的分离器，其特征在于，所述至少一个通道(3、6、7)弧线形地在碟片组件中延伸。

19.如权利要求1所述的分离器，其特征在于，所述至少一个通道相对于其所属的碟片扇区(19)的角平分线(W)不对称地取向。

20.如权利要求1所述的分离器，其特征在于，所述至少一个通道相对于其所属的碟片扇区(19)的角平分线(W)侧面错置地取向，碟片扇区由接片(17)和/或连接板(18)限定边界。

21.如权利要求1所述的分离器，其特征在于，所述碟片安放在分配器颈部(16)的径向接片上，其中排出通道(8)在碟片组件中或一个槽(20)在分配器颈部(16)中为了构成排出通道与每个碟片扇区(19)的角平分线(W)非对称地取向。

22.如权利要求1所述的分离器，其特征在于，所述至少一个通道是一个用于将产品输入到碟片组件中的提升通道(3)。

23.如权利要求1所述的分离器，其特征在于，所述至少一个通道是一个用于从碟片组件中排出液相的排出通道(6、7)。

24.如权利要求23所述的分离器，其特征在于，为了排出不同的液相，每一个排出通道(6、7)靠近碟片组件的内圆周(I)或靠近外圆周地构成在碟片组件的内部。

25.如权利要求4所述的分离器，其特征在于，所述角度(β)在25°至65°之间。

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