УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТВОДА ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ ИЗ ЦЕНТРИФУГИ
DEVICE FOR DRAWING OFF FLUID OF A CENTRIFUGATION DEVICE

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:
.
i
x
Если удельный вес жидкости (жидкостей) изменяется, радиус R разделения может быть изменен только подстройкой радиуса R центростремительного насоса 9. В приведенном выражении
- это удельный вес более легкой фазы,
р
ρ - это удельный вес более тяжелой фазы,
i
R - это радиус разделения,
- это внутренний радиус вала и
x
R - это наружный радиус центростремительного насоса.
i
С изменением R 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'.
x
x
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 центростремительного насоса. Показано также положение, определяющее максимальный разделительный радиус R. 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.