Центробежный сепаратор
Изобретение относится к центробежному сепаратору. Центробежный сепаратор содержит раму, вращающуюся часть, содержащую шпиндель и центробежный ротор, охватывающий разделительное пространство, при этом вращающаяся часть поддерживается рамой с возможностью вращения вокруг оси вращения, приводной элемент, выполненный с возможностью вращать вращающуюся часть, впускной канал и по меньшей мере один выпускной канал. Впускной канал выполнен с возможностью обеспечить сообщение по текучей среде в разделительное пространство и содержит вращающуюся часть канала, прикрепленную к центробежному ротору, рамную часть канала, прикрепленную к раме, и уплотнительные средства, обеспеченные на границе между вращающейся частью впускного канала и рамной частью впускного канала. Выпускной канал выполнен с возможностью обеспечить сообщение по текучей среде из разделительного пространства и содержит вращающуюся часть канала, прикрепленную к центробежному ротору, рамную часть канала, прикрепленную к раме, и уплотнительные средства, обеспеченные на границе между вращающейся частью выпускного канала и рамной частью выпускного канала. При этом впускной канал и выпускной канал расположены рядом и концентрически друг с другом и обеспечены принудительные средства для генерирования потока утечки через одни из уплотнительных средств в первом направлении от выпускного канала к впускному каналу и тем самым противодействия утечке в противоположном направлении от впускного канала к выпускному каналу. Техническим результатом является повышение эффективности разделения, а также предотвращение утечки продукта, подаваемого в разделительное пространство, в отделенный продукт, выходящий из разделительного пространства, что обеспечивает низкое содержание примесей в отделенном продукте. 14 з.п. ф-лы, 9 ил.
Область техники
Настоящее изобретение относится к центробежному сепаратору согласно вводной части п. 1 формулы изобретения (см. US-4,759,744).
Уровень техники
Центробежный сепаратор, раскрытый в US-4,759,744, содержит раму (представленную как стационарные элементы) и вращающуюся часть, содержащую шпиндель и центробежный ротор, охватывающий разделительное пространство. Вращающаяся часть поддерживается рамой с возможностью вращения вокруг оси вращения. Приводной элемент (не показан на чертеже) вращает вращающуюся часть. Впускной канал обеспечивает сообщение по текучей среде в разделительное пространство и содержит вращающуюся часть канала, прикрепленную к центробежному ротору, рамную часть канала, прикрепленную к раме, и уплотнительные средства, обеспеченные на границе между вращающейся частью канала впускного канала и рамной частью канала впускного канала. Выпускной канал обеспечивает сообщение по текучей среде из разделительного пространства и содержит вращающуюся часть канала, прикрепленную к центробежному ротору, рамную часть канала, прикрепленную к раме, и уплотнительные средства, обеспеченные на границе между вращающейся частью канала выпускного канала и рамной частью канала выпускного канала. Дополнительный выпускной канал обеспечивает сообщение по текучей среде из разделительного пространства и содержит вращающуюся часть канала, прикрепленную к центробежному ротору, рамную часть канала, прикрепленную к раме, и уплотнительные средства, обеспеченные на границе между вращающейся частью канала дополнительного выпускного канала и рамной частью канала дополнительного выпускного канала.
В центробежных сепараторах, таких как раскрытый в US-4,759,744, важным является то, чтобы уплотнительные средства обеспечивали отсутствие утечек. Утечка из впускного канала в один из выпускных каналов ведет к значительному уменьшению эффективности работы центробежного сепаратора и может в некоторых случаях привести к разрушению одного из отделенных продуктов. Поэтому стоимость уплотнительных средств и их технического обслуживания будет существенной.
Кроме того, в центробежных сепараторах, таких как раскрытый в US-4,759,744, в которых все подшипники и приводной двигатель располагаются на стороне шпинделя, трудно обеспечить правильное функционирование уплотнений каналов на стороне центробежного ротора, обращенной от шпинделя, из-за поворота шпинделя и центробежного ротора во время работы центробежного сепаратора. Эти уплотнения будут иметь сложную конструкцию, так как они должны обеспечивать правильное уплотнение при перемещении в нескольких направлениях.
WO 2007/133161 раскрывает другой центробежный сепаратор, содержащий раму и вращающуюся часть, содержащую шпиндель и центробежный ротор, охватывающий разделительное пространство. Вращающаяся часть поддерживается рамой с возможностью вращения вокруг оси вращения. Впускной канал, содержащий вращающуюся часть канала, прикрепленную к центробежному ротору, обеспечивает сообщение по текучей среде в разделительное пространство. Выпускной канал, содержащий вращающуюся часть канала, прикрепленную к центробежному ротору, обеспечивает сообщение по текучей среде из разделительного пространства. В качестве опции, дополнительный выпускной канал обеспечивает сообщение по текучей среде из разделительного пространства.
EP-B-37210 раскрывает механическое уплотнение с двумя парами противоположных уплотнительных поверхностей. Одна уплотнительная поверхность в одной из пар имеет спиральные перекачивающие канавки для принудительного перекачивания среды в одном заданном направлении через уплотнение между противоположными уплотнительными поверхностями.
Сущность изобретения
Целью настоящего изобретения является преодоление рассмотренных выше проблем, и создание центробежного сепаратора, который может обеспечить высокую эффективность разделения, низкую стоимость уплотнительных средств и низкие расходы на техническое обслуживание.
Эта цель достигается с помощью центробежного сепаратора, описанного выше, который отличается тем, что впускной канал и выпускной канал располагаются рядом друг с другом и концентрическим образом относительно друг друга и что обеспечены принудительные средства для генерирования потока утечки через одни из уплотнительных средств в первом направлении от выпускного канала к впускному каналу и тем самым для противодействия или предотвращения утечки в противоположном направлении от впускного канала к выпускному каналу.
Благодаря такой конструкции впускного и выпускного каналов и принудительных средств возможно противодействовать или предотвратить утечку продукта, подаваемого в разделительное пространство, в отделенный продукт, выходящий из разделительного пространства. Тем самым достигается низкое содержание примесей в отделенном продукте. Кроме того, размещение впускного и выпускного каналов рядом друг с другом обеспечивает возможность всем каналам сообщения входить в разделительное пространство с одной стороны, например через шпиндель, тем самым оставляя другую сторону только с одним каналом сообщения или совсем без каналов сообщения в или из центробежного ротора и разделительного пространства. Это позволяет получить очень компактную конструкцию центробежного сепаратора, где по меньшей мере большая часть уплотнительных средств и подшипников могут быть обеспечены на одной стороне центробежного ротора, что упрощает конструкцию и изготовление центробежного сепаратора.
Согласно варианту воплощения изобретения впускной канал выполнен с возможностью подавать продукт для разделения в разделительное пространство и выпускной канал выполнен с возможностью выгружать отделенную первичную фазу продукта из разделительного пространства, при этом обеспечены принудительные средства для генерирования указанного потока утечки от выпускного канала к впускному каналу и тем самым для противодействия или предотвращения утечки от впускного канала к выпускному каналу, т.е. в первичную фазу отделенного продукта.
Согласно другому варианту воплощения изобретения принудительные средства обеспечены в указанных одних из уплотнительных средств. Предпочтительно по меньшей мере указанные одни из уплотнительных средств могут при этом содержать вращающуюся уплотнительную поверхность на соответствующей вращающейся части канала и рамную уплотнительную поверхность на соответствующей рамной части канала, и вращающаяся уплотнительная поверхность и рамная уплотнительная поверхность располагаются напротив друг друга. Небольшой зазор может быть обеспечен между вращающейся уплотнительной поверхностью и противоположной рамной уплотнительной поверхностью. Предпочтительно, вращающаяся уплотнительная поверхность и рамная уплотнительная поверхность обе продолжаются параллельно радиальной плоскости относительно оси вращения.
Согласно другому варианту воплощения изобретения, принудительные средства содержат множество по меньшей мере частично не радиальных перекачивающих элементов по меньшей мере на одной из вращающейся уплотнительной поверхности и рамной уплотнительной поверхности. Перекачивающие элементы могут содержать лопатки, выступающие по меньшей мере от одной из вращающейся уплотнительной поверхности и рамной уплотнительной поверхности, или канавки по меньшей мере в одной из вращающейся уплотнительной поверхности и рамной уплотнительной поверхности. Предпочтительно, перекачивающие элементы могут иметь изогнутую форму, если смотреть в направлении оси вращения.
Согласно другому варианту воплощения изобретения, принудительные средства могут быть выполнены с возможностью создавать повышенное давление в выпускном канале относительно впускного канала, по меньшей мере в области вокруг указанных одних из уплотнительных средств. Обычно центробежные сепараторы, в частности с закрытым разделительным пространством, т.е. так называемого герметичного типа, работают с повышенным давлением во впускном канале относительно выпускного канала.
Согласно другому варианту воплощения изобретения, принудительные средства могут содержать насосное колесо, обеспеченное для работы на выпускном канале и выполненное с возможностью принудительно перекачивать текучую среду через выпускной канал и тем самым генерировать указанный поток утечки. Насосное колесо может располагаться выше по потоку относительно указанных одних из уплотнительных средств. Насосное колесо может приводиться в действие с помощью турбинного колеса, обеспеченного во впускном канале. Насосное колесо представляет собой пример предпочтительных принудительных средств для обеспечения указанного повышенного давления в выпускном канале.
Согласно другому варианту воплощения изобретения, шпиндель содержит вращательную часть канала впускного канала и вращательную часть канала выпускного канала. Следовательно, и впускной канал, и выпускной канал продолжаются через шпиндель, обеспечивая возможность получения компактной конструкции центробежного сепаратора, как было указанно выше.
Согласно другому варианту воплощения изобретения, приводной элемент содержит электрический двигатель, имеющий ротор и статор, при этом ротор жестко соединен с вращающейся частью. Предпочтительно ротор электрического двигателя может быть обеспечен на шпинделе или прикреплен к шпинделю.
Согласно другому варианту воплощения изобретения выпускной канал обеспечен внутри впускного канала. Это предпочтительно в отношении потребления энергии, так как выпускной поток может быть обеспечен с меньшим радиусом, чем впускной поток.
Согласно другому варианту воплощения изобретения впускной канал обеспечен внутри выпускного канала.
Согласно другому варианту воплощения изобретения центробежный сепаратор содержит дополнительный выпускной канал, выполненный с возможностью обеспечить сообщение по текучей среде из разделительного пространства и содержащий вращающуюся часть канала, прикрепленную к центробежному ротору, рамную часть канала, прикрепленную к раме, и уплотнительные средства, обеспеченные на границе между вращающейся частью канала и рамной частью канала. Предпочтительно, дополнительный выпускной канал может быть выполнен с возможностью выгружать из разделительного пространства отделенную вторичную фазу продукта, при этом обеспечены принудительные средства для генерирования потока утечки через уплотнительные средства впускного канала от дополнительного выпускного канала во впускной канал и тем самым противодействия или предотвращения утечки из впускного канала в дополнительный выпускной канал.
Согласно другому варианту воплощения изобретения выпускной канал обеспечен внутри впускного канала, при этом впускной канал обеспечен внутри дополнительного выпускного канала по меньшей мере на границе между вращающейся частью канала впускного канала и рамной частью канала впускного канала и обеспечены принудительные средства для генерирования потока утечки через дополнительный выпускной канал во впускной канал и тем самым противодействия или предотвращения утечки из впускного канала в дополнительный выпускной канал. Предпочтительно, вращающиеся части канала внутреннего выпускного канала, промежуточного впускного канала и наружного дополнительного выпускного каналов все размещены или содержаться в шпинделе. Это вариант воплощения является особенно предпочтительным благодаря возможности полностью исключить любые каналы сообщения через корпус на стороне, обращенной от шпинделя.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение далее будет пояснено более подробно с помощью описания различных вариантов воплощения и прилагаемых чертежей.
Фиг. 1 показывает центробежный сепаратор согласно первому варианту воплощения изобретения.
Фиг. 2 показывает вид в продольном разрезе уплотнительных средств центробежного сепаратора на Фиг. 1.
Фиг. 3 показывает вид по линии III-III на Фиг. 2.
Фиг. 4 показывает вид в продольном разрезе варианта уплотнительных средств центробежного сепаратора на Фиг. 1.
Фиг. 5 показывает центробежный сепаратор согласно второму варианту воплощения изобретения.
Фиг. 6 показывает уплотнительные средства центробежного сепаратора на Фиг. 5.
Фиг. 7 показывает центробежный сепаратор согласно третьему варианту воплощения изобретения.
Фиг. 8 показывает уплотнительные средства центробежного сепаратора на Фиг. 7.
Фиг. 9 показывает вид по линии IX-IX на Фиг. 8.
Подробное описание вариантов воплощения изобретения
На Фиг. 1 показан центробежный сепаратор согласно первому варианту воплощения, содержащий раму 1 и вращающуюся часть 2. Вращающаяся часть 2 поддерживается рамой 1 с возможностью вращения вокруг оси х вращения с помощью подходящих опорных средств, например в виде одного или более подшипников. В первом варианте воплощения опорные средства содержат первый подшипник 3а и второй подшипник 3b. Первый и второй подшипники 3а, 3b могут содержать подшипники качения или шариковые подшипники. Первый подшипник 3а может быть упругим образом установлен на раме 1 с помощью первого упругого элемента 4а, имеющего подходящие упругие и демпфирующие свойства. Второй подшипник 3b может быть также упругим образом установлен на раме 1 с помощью второго упругого элемента 4b, имеющего подходящие упругие и демпфирующие свойства.
Рама 1 может быть стационарной, по меньшей мере относительно вращающейся части 2. Например, рама 1 может располагаться или быть установлена на земле, возможно с помощью промежуточного фундамента, который может содержать демпфирующие средства или может быть выполнен с возможностью обеспечить демпфирование колебаний или других перемещений центробежного сепаратора. Рама 1 содержит или поддерживает корпус 5.
Вращающаяся часть 2 содержит шпиндель 6 и центробежный ротор 7, прикрепленный к шпинделю 6. Центробежный ротор 7 заключен в корпус 5. Центробежный ротор 7 охватывает или ограничивает разделительное пространство 8. Центробежный ротор 7 также содержит множество или большое количество разделительных дисков 9, обеспеченных в разделительном пространстве 8. В описываемых вариантах воплощения разделительные диски 9 являются коническими. Однако, в качестве альтернативы, радиальные или даже осевые разделительные диски могут быть обеспечены в центробежном роторе 7. Центробежный сепаратор в описываемых вариантах воплощения является сепаратором так называемого герметичного типа с закрытым разделительным пространством 8.
Центробежный сепаратор также содержит приводной элемент 10 для вращения вращающейся части 2. Приводной элемент 10 содержит, в описываемых вариантах воплощения, электрический двигатель, непосредственно прикрепленный к шпинделю 6. Электрический двигатель содержит ротор 11, который прикреплен к шпинделю 6 и продолжается вокруг него, и статор 12, который прикреплен к раме 1. В качестве альтернативы, приводной элемент 10 может быть обеспечен рядом со шпинделем 6 и вращать вращающуюся часть 2 через подходящую трансмиссию, такую как ременная или зубчатая передача.
В описываемых вариантах воплощения первый подшипник 3а и второй подшипник 3b прикреплены к шпинделю 6 и обеспечены на соответствующей стороне приводного элемента 10. Первый подшипник 3а обеспечен на шпинделе 6 между приводным элементом 10 и центробежным ротором 7, а второй подшипник 3b обеспечен на шпинделе 6 на другой стороне приводного элемента 10, обращенной от центробежного ротора 7.
Центробежный сепаратор содержит впускной канал 20, выпускной канал 30 и дополнительный выпускной канал 40.
Впускной канал 20 выполнен с возможностью обеспечить сообщение по текучей среде в разделительное пространство 8 и подавать продукт для разделения в разделительное пространство 8. Впускной канал 20 содержит вращающуюся часть 21 канала, прикрепленную к центробежному ротору 7, рамную часть 22 канала, прикрепленную к раме 1, и уплотнительные средства 23, обеспеченные на границе между вращающейся частью 21 канала впускного канала 20 и рамной частью 22 канала впускного канала 20.
Выпускной канал 30 выполнен с возможностью обеспечить сообщение по текучей среде из разделительного пространства 8 и выгружать отделенную первичную фазу продукта из разделительного пространства 8. Выпускной канал 30 содержит вращающуюся часть 31 канала, прикрепленную к центробежному ротору 7, рамную часть 32 канала, прикрепленную к раме 1, и уплотнительные средства 33, обеспеченные на границе между вращающейся частью 31 канала выпускного канала 30 и рамной частью 32 канала выпускного канала 30.
Дополнительный выпускной канал 40 выполнен с возможностью обеспечить сообщение по текучей среде из разделительного пространства 8 и выгружать отделенную вторичную фазу продукта из разделительного пространства 8. Дополнительный выпускной канал 40 содержит вращающуюся часть 41 канала, прикрепленную к центробежному ротору 7, рамную часть 42 канала, прикрепленную к раме 1, и уплотнительные средства 43, обеспеченные на границе между вращающейся частью 41 канала дополнительного выпускного канала 40 и рамной частью 42 канала дополнительного выпускного канала 40.
Дополнительно, центробежный сепаратор может содержать множество выпускных отверстий, которые не показаны на чертежах, обеспеченные на наружной периферии центробежного ротора 7 для выгрузки шлама или другого дополнительного продукта из разделительного пространства 8. Отверстия могут быть постоянно открыты или выполнены с возможностью их периодического открытия с помощью известного клапанного механизма.
Далее, каждый из разделительных дисков 9 может иметь одно или более подающих отверстий 9а, через которые продукт, входящий в разделительное пространство 8, может подаваться в пакет разделительных дисков 9 и распределяться по разделительным дискам 9.
В варианте воплощения, иллюстрируемом на Фиг. 1, первичная фаза продукта представляет собой относительно легкую фазу, а вторичная фаза продукта представляет собой относительно тяжелую фазу. Кроме того, первичная фаза является неосновной фазой, а вторичная фаза является основной фазой. Возможно и наоборот в различных вариантах описываемого первого варианта воплощения.
Впускной канал 20 и выпускной канал 30 располагаются рядом друг с другом и концентрическим образом относительно друг друга. В первом варианте воплощения выпускной канал 30 обеспечен внутри впускного канала 20, но, конечно, возможно альтернативное решение, когда впускной канал 20 обеспечен внутри выпускного канала 30.
Центробежный сепаратор также содержит принудительные средства, обеспеченные для генерирования потока утечки через одни из уплотнительных средств, в первом варианте воплощения это уплотнительные средства 33 выпускного канала 30, в первом направлении от выпускного канала 30 к впускному каналу 20, и тем самым противодействия или предотвращения утечки в противоположном направлении от впускного канала 20 к выпускному каналу 30.
Уплотнительные средства 23, 33, 43 содержат соответствующий вращающийся уплотнительный элемент 25, 35, 45, прикрепленный к соответствующей вращающейся части 21, 31, 42 канала и имеющий соответствующую вращающуюся уплотнительную поверхность 26, 36, 46, см. также Фиг. 2-4. Уплотнительные средства 23, 33, 43 также содержат и соответствующий рамный уплотнительный элемент 27, 37, 47, прикрепленный к соответствующей рамной части 22, 32, 42 канала и имеющий соответствующую рамную уплотнительную поверхность 28, 38, 48. Вращающиеся уплотнительные поверхности 26, 36, 46 располагаются напротив соответствующих рамных уплотнительных поверхностей 28, 38, 48. Вращающиеся уплотнительные поверхности 26, 36, 46 и рамные уплотнительные поверхности 28, 38, 48 все являются плоскими и продолжаются параллельно радиальной плоскости р относительно оси х вращения. Вращающиеся уплотнительные поверхности 26, 36, 46 могут располагаться таким образом, чтобы прилегать к соответствующей рамной уплотнительной поверхности 28, 38, 48, как показано на Фиг. 2 и Фиг. 4 для вращающейся уплотнительной поверхности 26 и рамной уплотнительной поверхности 28, и для вращающейся уплотнительной поверхности 36 и рамной уплотнительной поверхности 38, как показано на Фиг. 2. Эти прилегающие уплотнительные поверхности образуют так называемое механическое уплотнение.
Однако также возможно, чтобы вращающиеся уплотнительные поверхности 26, 36, 46 располагались на небольшом расстоянии относительно рамной уплотнительной поверхности 28, 38, 48, образуя зазор или небольшой зазор между ними, как показано на Фиг. 2 для вращающейся уплотнительной поверхности 36 и рамной уплотнительной поверхности 38. Этот зазор обеспечит возможность протекания указанного выше потока утечки.
В первом варианте воплощения принудительные средства содержат множество по меньшей мере частично не радиальных перекачивающих элементов 60 по меньшей мере на одной из вращающейся уплотнительной поверхности 26, 36, 46 и рамной уплотнительной поверхности 28, 38, 48. В варианте воплощения, иллюстрируемом на Фиг. 1-4, перекачивающие элементы 60 обеспечены на вращающейся уплотнительной поверхности 36 вращающейся части 31 канала выпускного канала 30. Понятно, что перекачивающие элементы 60 в качестве альтернативы могут быть обеспечены на рамной уплотнительной поверхности 28, 38, 48 или возможно и на вращающейся уплотнительной поверхности 26, 36, 46 и на рамной уплотнительной поверхности 28, 38, 48.
На Фиг. 2 и Фиг. 3 перекачивающие элементы 60 выполнены в виде лопаток, выступающих от вращающейся уплотнительной поверхности 36. На Фиг. 2 перекачивающие элементы 60 выполнены таким образом, что лопатки не прилегают к противоположной рамной уплотнительной поверхности 38. Однако также понятно, что перекачивающие элементы 60 могут продолжаться таким образом, что они будут прилегать к противоположной рамной уплотнительной поверхности 38.
Как можно увидеть на Фиг. 3, перекачивающие элементы 60 продолжаются в не радиальном направлении. Более точно, перекачивающие элементы 60 продолжаются в направлении наружу и назад относительно направления r вращения вращающейся уплотнительной поверхности 36, если смотреть в направлении оси х вращения.
Как также иллюстрируется на Фиг. 3, перекачивающие элементы 60 имеют изогнутую форму, если смотреть в направлении оси х вращения. Следует отметить, что перекачивающие элементы 60 вместо этого могут продолжаться прямолинейно в не радиальном направлении, если смотреть в направлении оси х вращения.
В первом варианте воплощения обеспечены восемь перекачивающих элементов 60. Следует отметить, что количество перекачивающих элементов 60 может быть меньше или больше восьми, например 2-7 или 9 и более.
На Фиг. 4 перекачивающие элементы 60 выполнены не в виде лопаток, а в виде канавок, образованных во вращающейся уплотнительной поверхности 36. В этом варианте воплощения перекачивающих элементов 60 канавки могут предпочтительно продолжаться за пределы внутренней и наружной боковых поверхностей вращающегося уплотнительного элемента 35. Кроме того, вращающаяся уплотнительная поверхность 36 может, но не обязательно, прилегать к рамной уплотнительной поверхности 38, как иллюстрируется в EP-B-37210.
На Фиг. 5 иллюстрируется второй вариант воплощения центробежного сепаратора, который отличается от первого варианта воплощения тем, что принудительные средства содержат насосное колесо 70, обеспеченное в или на выпускном канале 30. Насосное колесо 70 выполнено с возможностью способствовать сообщению по текучей среде из разделительного пространства 8 и тем самым принудительно перекачивать текучую среду, т.е. отделенную первичную фазу, через выпускной канал 30. Таким образом, будет генерироваться поток утечки через уплотнительные средства 33 выпускного канала 30. Насосное колесо 70 располагается выше по потоку относительно уплотнительных средств 33 выпускного канала 30.
Во втором варианте воплощения насосное колесо 70 приводится в действие с помощью турбинного колеса 71 через приводной вал 72. Турбинное колесо 71 обеспечено во впускном канале 20 и приводится в действие посредством потока продукта, подаваемого через впускной канал 20 в разделительное пространство. Однако, в качестве альтернативы турбинному колесу 71, насосное колесо 70 может приводиться в действие с помощью электрического двигателя через приводной вал 72 или через магнитную муфту, при этом электрический двигатель может быть обеспечен внутри или снаружи относительно вращающейся части 2.
Во втором варианте воплощения можно исключить перекачивающие элементы 60. Перекачивающий эффект, обеспечиваемый насосным колесом 70, может быть достаточен для принудительного перекачивания небольшой части, т.е. потока утечки, первичной фазы через уплотнительные средства 33. Однако следует отметить, что насосное колесо 70 может использоваться совместно с перекачивающими элементами 60.
Во втором варианте воплощения вращающаяся уплотнительная поверхность 36 и рамная уплотнительная поверхность 38 выпускного канала 30 располагаются на небольшом расстоянии друг от друга, т.е. между ними имеется зазор, чтобы обеспечить возможность протекания через них указанного выше потока утечки.
На Фиг. 7-9 иллюстрируется третий вариант воплощения центробежного сепаратора, который отличается от первого варианта воплощения тем, что впускной канал 20 обеспечен внутри дополнительно выпускного канала 40 вдоль вращающейся части 21 канала впускного канала 20 и вдоль значительной части рамной части 22 канала впускного канала 20. Выпускной канал 30 обеспечен внутри впускного канала 20, как и в первом и во втором вариантах воплощения.
Обеспечены принудительные средства для генерирования потока утечки через уплотнительные средства 23 впускного канала 20 от дополнительного выпускного канала 30 во впускной канал 20, тем самым предотвращая утечку из впускного канала 20 в дополнительный выпускной канал 40, и для генерирования потока утечки через уплотнительные средства 33 выпускного канала 30 во впускной канал 20, тем самым предотвращая утечку из впускного канала 20 в выпускной канал 30.
В третьем варианте воплощения принудительные средства содержат перекачивающие элементы 60 в виде лопаток, обеспеченных на вращающейся уплотнительной поверхности 26 впускного канала 20 и вращающейся уплотнительной поверхности 36 выпускного канала 30. Лопатки на вращающейся уплотнительной поверхности 26 и/или вращающейся уплотнительной поверхности 36 могут, конечно, быть заменены на канавки, как иллюстрируется на Фиг. 4. Лопатки и/или канавки имеют такую же конфигурацию, как и лопатки, иллюстрируемые на Фиг. 2-4. В этом случае также возможно обеспечить перекачивающие элементы 60 на рамной уплотнительной поверхности 28 и/или рамной уплотнительной поверхности 38.
Четвертый вариант воплощения центробежного сепаратора отличается от третьего варианта воплощения тем, что перекачивающие элементы 60 впускного канала 20 на вращающейся уплотнительной поверхности 26 и/или перекачивающие элементы 60 выпускного канала 30 на вращающейся уплотнительной поверхности 36 были заменены на насосное колесо 70 согласно второму варианту воплощения, иллюстрируемое на Фиг. 5. Уплотнительные поверхности 26, 28 и/или 36, 38 располагаются на расстоянии друг от друга, чтобы обеспечить возможность протекания через них потока утечки.
Настоящее изобретение не ограничивается раскрытыми и описанными выше вариантами воплощения и может изменяться и модифицироваться, не выходя за пределы объема нижеследующей формулы изобретения.
1. Центробежный сепаратор, содержащий:
раму (1),
вращающуюся часть (2), содержащую шпиндель (6) и центробежный ротор (7), охватывающий разделительное пространство (8), при этом вращающаяся часть поддерживается рамой (1) с возможностью вращения вокруг оси (х) вращения,
приводной элемент (10), выполненный с возможностью вращать вращающуюся часть (2),
впускной канал (20), выполненный с возможностью обеспечить сообщение по текучей среде в разделительное пространство (8) и содержащий вращающуюся часть (21) канала, прикрепленную к центробежному ротору (7), рамную часть (22) канала, прикрепленную к раме (1), и уплотнительное средство (23), обеспеченное на границе между вращающейся частью (21) впускного канала (20) и рамной частью (22) впускного канала (20), и
по меньшей мере один выпускной канал (30), выполненный с возможностью обеспечить сообщение по текучей среде из разделительного пространства (8) и содержащий вращающуюся часть (31) канала, прикрепленную к центробежному ротору (7), рамную часть (32) канала, прикрепленную к раме (1), и уплотнительное средство (33), обеспеченное на границе между вращающейся частью (31) выпускного канала (30) и рамной частью (32) выпускного канала (30),
отличающийся тем, что
впускной канал (20) и выпускной канал (30) расположены рядом и концентрически друг с другом, и
обеспечены принудительные средства для генерирования потока утечки через одно из уплотнительных средств (23, 33) в первом направлении от выпускного канала (30) к впускному каналу (20) и, тем самым, противодействия утечке в противоположном направлении от впускного канала (20) к выпускному каналу (30).
2. Центробежный сепаратор по п. 1, в котором впускной канал (20) выполнен с возможностью подачи продукта, подлежащего разделению, в разделительное пространство (8), и выпускной канал (30) выполнен с возможностью выгрузки отделенной первичной фазы продукта из разделительного пространства (8), и причем обеспечены принудительные средства для генерирования указанного потока утечки от выпускного канала (30) к впускному каналу (20) и, тем самым, противодействия или предотвращения утечки в противоположном направлении от впускного канала (20) к выпускному каналу (30).
3. Центробежный сепаратор по любому из пп. 1-2, в котором по меньшей мере указанное одно из уплотнительных средств (23, 33) содержит вращающуюся уплотнительную поверхность (26, 36) на соответствующей вращающейся части (21, 31) канала и рамную уплотнительную поверхность (28, 38) на соответствующей рамной части (22, 32) канала, и в котором вращающаяся уплотнительная поверхность (26, 36) и рамная уплотнительная поверхность (28, 38) располагаются напротив друг друга.
4. Центробежный сепаратор по п. 3, в котором вращающаяся уплотнительная поверхность (26, 36) и рамная уплотнительная поверхность (28, 38) обе продолжаются параллельно радиальной плоскости (р) относительно оси (х) вращения.
5. Центробежный сепаратор по п. 3, в котором принудительные средства содержат множество, по меньшей мере, частично не радиальных перекачивающих элементов (60) на по меньшей мере одной из вращающейся уплотнительной поверхности (26, 36) и рамной уплотнительной поверхности (28, 38).
6. Центробежный сепаратор по п. 5, в котором перекачивающие элементы (60) имеют изогнутую форму, если смотреть в направлении оси (х) вращения.
7. Центробежный сепаратор по любому из пп. 1-2, в котором принудительные средства содержат насосное колесо (70), обеспеченное для работы в выпускном канале (20) и выполненное с возможностью принудительно перекачивать текучую среду через выпускной канал (20) и тем самым генерировать указанный поток утечки.
8. Центробежный сепаратор по п. 7, в котором насосное колесо (70) располагается выше по потоку относительно указанного одного из уплотнительных средств (23, 33).
9. Центробежный сепаратор по любому из пп. 1-2, в котором шпиндель (6) содержит вращающуюся часть (21) канала впускного канала (20) и вращающуюся часть (31) канала выпускного канала (30).
10. Центробежный сепаратор по любому из пп. 1-2, в котором приводной элемент (10) содержит электрический двигатель, имеющий ротор (11) и статор (12), и в котором ротор (11) жестко соединен с вращающейся частью (2).
11. Центробежный сепаратор по любому из пп. 1-2, в котором выпускной канал (30) обеспечен внутри впускного канала (20).
12. Центробежный сепаратор по любому из пп. 1-2, в котором впускной канал (20) обеспечен внутри выпускного канала (30).
13. Центробежный сепаратор по любому из пп. 1-2, который содержит дополнительный выпускной канал (40), выполненный с возможностью обеспечить сообщение по текучей среде из разделительного пространства (8) и содержащий вращающуюся часть (41) канала, прикрепленную к центробежному ротору (7), рамную часть (42) канала, прикрепленную к раме (1), и уплотнительное средство (43), обеспеченное на границе между вращающейся частью (41) канала и рамной частью (42) канала.
14. Центробежный сепаратор по п. 13, в котором дополнительный выпускной канал (40) выполнен с возможностью выгружать отделенную вторичную фазу продукта из разделительного пространства (8), и в котором обеспечены принудительные средства для генерирования потока утечки через уплотнительное средство (23) впускного канала (20) от дополнительного выпускного канала (40) во впускной канал (20) и, тем самым, противодействия или предотвращения утечки от впускного канала (20) в дополнительный выпускной канал (40).
15. Центробежный сепаратор по п. 13, в котором выпускной канал (30) обеспечен внутри впускного канала (20), впускной канал (20) обеспечен внутри дополнительного выпускного канала (40), по меньшей мере, на границе между вращающейся частью (21) впускного канала (20) и рамной частью (22) впускного канала (20), и в котором обеспечены принудительные средства для генерирования потока утечки через уплотнительные средства впускного канала (20) от дополнительного выпускного канала (40) во впускной канал (20) и тем самым противодействия или предотвращения утечки от впускного канала (20) в дополнительный выпускной канал (40).
