离心分离器和操作离心分离器的方法与流程

1.本发明涉及离心分离器的领域，并且更具体地涉及一种操作离心分离器(诸如用于清洁船用燃料油的离心分离器)的方法。


背景技术：

2.离心分离器大体上用于液体的分离和/或用于固体与液体的分离。在操作期间，待分离的液体混合物引入到旋转转筒中，并且重颗粒或较致密的液体(通常是水)积聚在旋转转筒的周边处，而较不致密的液体则更接近中心旋转轴线积聚。这允许了例如分别借助于布置在周边处和接近旋转轴线的不同出口来收集分离的部分。
3.供应到船的燃料通常在用于发动机中之前在船上进行处理，以便去除固体污染物，诸如称为催化剂粉末的硅和铝化合物的颗粒(例如微孔硅酸铝或称为沸石的铝硅酸盐)，以及液体污染物，诸如水。只要它们在船上经过充分处理，船用柴油发动机通常就可接受若干类型的市售燃料油。此外，用于发动机的润滑油也可能含有在使用之前需要分离的一部分固体和液体杂质，诸如水。
4.重相再循环是油分离中众所周知的技术，其中诸如水的分离的重相进给回到入口。这是为了减少与重相(即水)分离出来的液体轻相(即油)的量。
5.因此，水可再循环到离心分离器的入口，并且该过程将在某个预定时间期间或直到一定量的分离水已经收集在分离室内而进行。当已过去预定时间时，所谓的污泥出口可打开，使得分离的固体连同积聚在离心转子内的水一起将抛出分离室。
6.然而，本领域中仍然需要改进油的分离，诸如从燃料油或润滑油分离水。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于至少部分地克服现有技术的一个或多个限制。特别地，一个目的在于提供一种方法和离心分离器，其具有增强的从例如水和污垢分离油的能力。
8.作为本发明的第一方面，提供了一种用于从液体进料混合物分离液体重相和液体轻相的离心分离器，其包括
9.框架、驱动部件和旋转部分，
10.其中驱动部件构造成使旋转部分围绕旋转轴线(x)相对于框架旋转，并且
11.其中旋转部分包括包围分离空间和污泥空间的离心转子；
12.其中分离空间包括围绕旋转轴线(x)同轴布置的分离盘的堆，并且其中污泥空间布置在分离盘的堆的径向外侧；
13.其中离心分离器进一步包括用于将液体进料混合物接收到离心转子中的入口、用于液体重相的第一出口和用于液体轻相的第二出口，并且
14.其中离心分离器进一步包括导管系统，以用于将从第一出口排放的分离的液体重相再循环到离心分离器的离心转子内的污泥空间，而不将再循环的分离的液体重相与液体进料混合物混合。离心分离器进一步包括除了第一出口和第二出口之外的污泥出口，以用
于排放从所述液体进料混合物分离的污泥。
15.离心分离器用于液体进料混合物的分离。液体进料混合物可为水性液体或油性液体。作为示例，离心分离器可用于从油(诸如燃料油或润滑油)分离杂质(诸如水和/或颗粒)。液体进料混合物因此分离成至少两相：液体轻相和液体重相。液体重相具有的密度高于轻相的密度。离心分离器可布置成将液体进料混合物分离成液体轻相、液体重相和固相，即污泥相。
16.分离的液体重相可包括超过50重量百分比的液体，诸如超过75重量百分比的液体，诸如超过90重量百分比的液体。类似地，污泥相可包括少量液体，但诸如至少50重量百分比的固体，诸如超过75重量百分比的固体。
17.离心分离器的框架是非旋转部分，并且旋转部分可通过至少一个轴承装置由框架支承，该至少一个轴承装置可包括滚珠轴承。分离器的旋转部分可布置成围绕竖直旋转轴线旋转，即旋转轴线(x)可竖直延伸。旋转部分包括离心转子。离心转子通常由主轴(即旋转轴)支承，并且因此可安装成与主轴一起旋转。因此，旋转部分可包括可围绕旋转轴线(x)旋转的主轴。离心分离器可布置成使得离心转子由主轴在其端部中的一个处(诸如在主轴的底部端部或顶部端部处)支承。
18.用于使分离器的旋转部分旋转的驱动部件可包括具有转子和定子的电马达。转子可固定地连接到旋转部分，诸如到主轴。有利地，电马达的转子可提供在旋转部分的主轴上或固定到旋转部分的主轴。备选地，驱动部件可提供在主轴旁边，并且通过诸如带或齿轮传动机构的合适传动机构使旋转部分旋转。
19.离心转子由转子壁包围分离空间和污泥空间。其中发生流体混合物分离的分离空间包括分离盘的堆。例如，分离盘可为金属的。此外，分离盘可为截头圆锥形分离盘，即具有形成分离盘的截头圆锥形部分的分离表面。分离表面相对于径向方向的倾斜角度可在30-50度的范围内，优选约40度。分离盘的堆的径向外侧是污泥空间，在操作期间分离的污泥和重相收集在其中。因此，污泥空间从分离盘的堆的外部部分径向延伸到离心转子的内周边。
20.分离盘在彼此相隔一定距离处围绕旋转轴线(x)同轴布置，使得在每两个相邻的分离盘之间形成通路。盘组中的分离盘可布置成使得待分离的液体混合物在堆的每两个相邻的分离盘之间的通路中径向向内流动。
21.如本文中所使用，用语“轴向”表示平行于旋转轴线(x)的方向。因此，诸如“上方”、“上”、“顶部”、“下方”、“下”和“底部”的相对用语是指沿旋转轴线(x)的相对位置。对应地，用语“径向”表示从旋转轴线(x)径向延伸的方向。因此，“径向内部位置”是指与“径向外部位置”相比更接近旋转轴线(x)的位置。
22.离心分离器可布置成使得分离的重液相朝向分离器空间的周边移动，并且然后在盘堆上方引导到第一出口。
23.离心分离器还包括用于待分离的液体混合物(液体进料混合物)的入口。该入口可布置成用于接收液体进料混合物，并且居中布置在离心转子中，因此在旋转轴线(x)处。
24.第一出口和第二出口是液体出口。用于液体轻相的第二液体出口可布置在比第一液体出口小的半径处。
25.离心分离器进一步包括除了第一出口和第二出口之外的污泥出口，以用于排放从所述液体进料混合物分离的污泥。因此，分离器可进一步包括第三组出口，以用于排放积聚
在污泥空间中的污泥和液体重相。为此目的，离心转子例如可在其外周边处包括呈间歇可打开出口形式的一组径向污泥出口。作为备选，离心转子可在其外周边处包括打开喷嘴，一定流量的污泥和/或重相通过该打开喷嘴连续排放。
26.因此，离心分离器可包括用于重相的第一液体出口、用于轻相的第二液体出口和用于分离的污泥的污泥出口。
27.在实施例中，污泥出口布置成用于间歇排放从液体进料混合物分离的污泥。因此，在此类实施例中，离心转筒可没有用于连续排放分离的污泥相的任何出口。
28.第一出口和/或第二出口可布置在离心转子的上部部分上，诸如在分离盘的堆的轴向上方。
29.第一液体出口和第二液体出口可分别布置在第一出口室和第二出口室中。这些室可包括用于排放分离的液相的固定配水(paring)装置。因此，第一液体出口可为布置在第一出口室中的第一固定配水装置的形式，而第二液体出口可为布置在第二出口室中的第二固定配水装置的形式。
30.因此，在操作期间，分离的液相可在出口室中形成随旋转部分旋转的液体，并且布置在出口室中的固定配水装置可布置成用于将液相配水出离心分离器。固定配水装置可为诸如环形配水盘的配水盘。
31.离心分离器进一步包括导管系统，以用于将分离的液体重相再循环到离心分离器的离心转子内的污泥空间，而不将再循环的分离的液体重相与液体进料混合物混合。导管系统可包括离心转子内和外侧两者的管或通道。
32.因此，用语“而不将再循环的分离的液体重相与液体进料混合物混合”涉及再循环分离的液体重相而在将分离的液体重相供应到污泥空间的径向内部部分内或径向内部部分处的位置之前不将其与液体进料混合。因此，再循环的重相不在污泥空间上游(诸如在离心分离器的入口处)与液体进料混合物混合。然而，再循环的液体重相一旦供应到污泥空间，就可在污泥空间的容积内与液体进料混合物混合。
33.本发明的第一方面基于再循环的重相在与进料混合物混合时可能形成难以分离的相的认识。例如，在从油(诸如润滑油和燃料油)分离水期间，在重相(水)到入口进料的传统再循环时，水与油之间的乳液可能在分离器转筒中形成。此类乳液在离心分离器中更难分离。然而，通过根据本发明的第一方面的离心分离器，液体重相可再循环而在到达离心转子的污泥空间之前不与入口进料混合。此外，通过导管系统的构造，液体重相分离变得更高效，因为与现有技术的再循环解决方案相比，再循环水不必分离若干次。
34.在实施例中，导管系统布置成用于将分离的液体重相再循环到污泥空间的径向内部位置。“径向内部位置”可在污泥空间的径向内半部内。这与可用于清洗布置在转筒的周边处的打开喷嘴的管形成对比。因此，导管系统可布置成用于在位于分配器的径向外边缘处的径向位置处将分离的液体重相再循环到污泥空间。分配器可用于保持分离盘和用于将液体进料混合物从入口引导到分离空间。
35.离心分离器可包括延伸到离心转子中的入口管，以用于将液体进料混合物输送到入口。此外，该入口管可与旋转轴线(x)同轴布置。在本发明的第一方面的实施例中，离心分离器进一步包括布置成用于将液体进料混合物引入到入口的入口管，并且导管系统包括布置在入口管内的再循环入口管。
36.因此，与用于进料混合物的入口管的内径相比，可使用具有较小外径的再循环入口管来执行分离的重相的再循环。入口管可为固定入口管。此外，再循环入口管可为固定管。入口管和再循环入口管可为围绕旋转轴线(x)的同心管。
37.作为示例，入口管可从顶部轴向延伸到离心转子中。因此，再循环入口管也可从顶部轴向延伸到离心转子中。
38.在本发明的第一方面的实施例中，分离盘的堆轴向布置在分配器的顶部上，并且导管系统包括布置在分配器轴向下方的至少一个通道，以用于将再循环的液体重相径向向外引导到污泥空间。
39.因此，分离盘的堆可由分配器支承。入口管可从顶部通过分配器轴向延伸到入口。
40.分配器布置成用于将液体进料混合物从入口引导到分离空间。因此，分配器可包括或形成用于引导液体进料混合物的一组通道。这些通道可布置成用于径向向外引导液体进料。
41.分配器轴向下方的通道可包括不同的部分，诸如离心转子的部分上的沟槽、凹部、通道或引导装置。
42.用于将再循环的液体重相引导到污泥空间的布置在分配器轴向下方的至少一个通道可布置成用于径向向外引导再循环的液体重相。因此，至少一个通道可具有径向外部出口，其布置成使得再循环的重相在分配器下方输送到污泥空间，并且然后在位于分配器的外边缘处的径向位置处释放到污泥空间。
43.因此，再循环的重相因此可在比液体进料引入到分离盘的堆中所处的径向位置更大的径向位置处引入到污泥空间。
44.盘堆可进一步在顶部盘与分配器之间轴向压缩。顶部盘可具有大于盘堆的分离盘的外半径，以便在顶部盘轴向上方将分离的重相引导出分离器空间。与盘堆的分离盘相比，顶部盘进一步可具有更大的厚度。在实施例中，顶部盘与离心转子的壁整体结合。因此，顶部盘可由例如离心转子的上部部分的内壁形成。
45.此外，再循环入口管可延伸到布置在分配器轴向下方的至少一个通道。因此，再循环入口管可延伸通过整个分配器，并且因此可在分配器下方的通道附近具有端部部分，以用于将再循环的液体重相输送到这些通道。
46.在本发明的第一方面的实施例中，离心分离器进一步包括布置成用于节流分离的液体重相的节流阀，其中节流阀布置在用于重相的第一出口的上游。
47.节流阀可用于限制分离的液体重相流到第一液体出口，并且可具有尺寸设定成用于待分离的预期液体混合物的开口。节流阀可布置在大于第一液体出口(即液体重相出口)的径向位置的半径处。
48.分离的液体重相可在顶部盘上方轴向引导到由离心转子的上部内壁界定的通道。节流阀可布置在此通道中。
49.在本发明的第一方面的实施例中，导管系统进一步包括再循环入口，以及将用于液体重相的第一出口与再循环入口连接的导管。
50.再循环入口可布置在离心分离器的框架中。例如，再循环入口可连接到如以上论述的再循环入口管，以用于将再循环的液体重相引入到再循环入口管。
51.作为示例，将用于液体重相的第一出口与再循环入口连接的导管包括阀装置，该
阀装置布置成用于确定再循环到再循环入口的分离的液体重相的量。
52.阀装置可为用于完全关闭导管系统中的再循环的止回阀。因此，在操作期间，液体重相可能积聚在离心转子中，直到止回阀打开。因此，阀装置允许控制何时应当发生液体重相的再循环。
53.作为第一方面的构造，提供了一种用于从液体进料混合物分离液体重相和液体轻相的离心分离器，包括
54.框架、驱动部件和旋转部分，
55.其中驱动部件构造成使旋转部分围绕旋转轴线(x)相对于框架旋转，并且
56.其中旋转部分包括包围分离空间和污泥空间的离心转子；
57.其中分离空间包括围绕旋转轴线(x)同轴布置的分离盘的堆，并且其中污泥空间布置在分离盘的堆的径向外侧；
58.其中离心分离器进一步包括用于将液体进料混合物接收到离心转子中的入口、用于液体重相的第一出口和用于液体轻相的第二出口，并且
59.其中离心分离器进一步包括导管系统，以用于将从第一出口排放的分离的液体重相再循环到离心分离器的离心转子内的污泥空间，而不将再循环的分离的液体重相与液体进料混合物混合。
60.以上关于第一方面论述的实施例与第一方面的该构造兼容。
61.作为本发明的第二方面，提供了一种用于从液体进料混合物分离液体重相和液体轻相的离心分离器，包括
62.框架、驱动部件和旋转部分，
63.其中驱动部件构造成使旋转部分围绕旋转轴线(x)相对于框架旋转，并且
64.其中旋转部分包括包围分离空间和污泥空间的离心转子；
65.其中分离空间包括围绕旋转轴线(x)同轴布置的分离盘的堆，并且其中污泥空间布置在分离盘的堆的径向外侧；
66.其中离心分离器进一步包括用于将液体进料混合物接收到离心转子中的入口、用于液体重相的第一出口和用于液体轻相的第二出口，
67.其中离心分离器进一步包括布置成用于将液体进料混合物引入到入口的固定入口管，以及用于将液体引入到离心分离器的污泥空间的径向内部位置的导管系统，其中导管系统包括布置在入口管内的固定再循环入口管。
68.污泥空间的径向内部位置可在污泥空间的径向内半部处，诸如在分配器的径向外边缘处。此外，离心分离器可包括除了第一出口和第二出口之外的污泥出口，以用于排放从液体进料混合物分离的污泥。污泥出口可用于间歇排放污泥。
69.该方面大体上可带来与前一方面相同或对应的优点。该第二方面的效果和特征在很大程度上类似于以上结合第一方面和第二方面描述的效果和特征。关于第一方面提到的实施例在很大程度上与第二方面兼容。
70.作为本发明的第三个方面，提供了一种从液体进料混合物分离液体重相和液体轻相的方法，包括以下步骤
71.a)将液体进料混合物引入到根据本发明的第一方面的离心分离器中；
72.b)从离心分离器排放分离的液体轻相，
73.c)从离心分离器排放分离的液体重相，
74.d)将排放的分离的液体重相的至少一部分再循环到污泥空间，而不将再循环的分离的液体重相与液体进料混合物混合，以及
75.e)通过布置在离心转子的外周边处的一组径向出口排出分离的固相。
76.该方面大体上可带来与前面的方面相同或对应的优点。该第三方面的效果和特征在很大程度上类似于以上结合第一方面和第二方面描述的效果和特征。关于第一方面和第二方面提到的实施例在很大程度上与第三方面兼容。
77.步骤d)可包括将分离的液体重相再循环到污泥空间的径向内部位置。因此，径向内部位置可为污泥空间的径向内半部。
78.在第三方面的实施例中，离心分离器包括布置成用于将液体进料混合物引入到入口的入口管，并且其中经由布置在入口管内的再循环入口管执行再循环。
79.如以上论述，当引入再循环的液体重相时，用于液体进料混合物的入口管为再循环入口管提供合适的位置。
80.作为示例，入口管可从顶部轴向延伸到离心转子中。
81.在本发明的第三方面的实施例中，分离盘的堆轴向布置在分配器的顶部上，并且其中再循环包括在分配器下方将再循环的液体重相径向向外引导。
82.因此，再循环可经由在入口管中从离心分离器的顶部向下延伸到分配器下方的管执行，再循环的液体重相从分配器下方径向向外引导。
83.作为示例，步骤d)可包括在位于分配器的径向外边缘处的径向位置处将分离的液体重相引导到污泥空间。
84.因此，该方法可包括将再循环的液体重相引入到位于盘堆的径向外侧的污泥空间的径向最内部位置。
85.在第三方面的实施例中，步骤e)包括通过布置在离心转子的外周边处的一组径向出口间歇排出分离的固相。
86.如本领域中已知的那样，在间歇排放期间，积聚在离心转子的周边处的污泥，即固相，可排出到离心转子外侧的框架下方的空间。污泥还可包括一些液体。此外，离心转子中存在的一些液体重相也可在间歇排放期间排出。
87.该方法可进一步包括在分离引入到离心分离器的液体进料混合物期间停止再循环流的步骤。
88.作为示例，步骤e)可进一步包括在排出分离的固相之前经由用于再循环分离的液体重相的导管系统将置换液体引入到离心转子。
89.因此，用于再循环液体重相的导管系统也可用于在排出固体之前引入置换液体。如本领域中已知的，所谓的置换液体(诸如水)一般正好在污泥出口的每次打开之前供应到离心转子。供应置换液体的目的在于减少分离空间中分离的轻液体的量，使得当污泥出口打开时，此轻液体不通过污泥出口离开分离空间。如果待分离的液体中较重一者的是水，则水一般用作置换液体。
90.经由诸如再循环入口管的导管系统引入置换液体也是有利的，因为其防止在离心转子内形成乳液。
91.此外，再循环流可在间歇排放固体的步骤e)期间停止。
92.在第三方面的实施例中，该方法包括在第一时间间隔期间仅执行步骤a)和b)，并且在第二时间间隔期间执行步骤a)到d)的所有。
93.此外，排放分离的液体重相的步骤c)可在分离的液体重相的不同出口流量下执行。因此，步骤c)可通过首先在第一时间段期间仅允许不排放或排放第一流量的分离的液体重相，并且然后在第二时间段期间允许排放大于第一流量的第二流量的分离的液体重相来执行。
94.因此，在操作期间，液体进料混合物可分离成液体重相和液体轻相。液体轻相可从分离器的第二出口连续排放，而分离的液体重相经由第一液体出口的排放可在已经从离心转子内的液体进料混合物分离出足够的液体重相时执行，即在不连续的时间段期间执行。
95.在第三方面的实施例中，液体进料混合物是油性混合物，并且液体重相是诸如水的水相。
96.油性混合物可为燃料油或润滑油。第三方面的方法可在船上执行。
附图说明
97.通过以下参考附图的示范性和非限制性的详细描述，将更好地理解本发明构思的以上以及其它目的、特征和优点。在附图中，除非另有说明，否则相似的参考标号将用于相似的元件。
98.图1示出了根据本发明的实施例的离心分离器的示意图。
99.图2示出了离心转子的截面的示意图。
100.图3示出了根据本公开的方法的流程图。
具体实施方式
101.将通过参考附图的以下描述来进一步示出根据本公开的离心分离器和方法。
102.图1示出了构造成从液体进料混合物分离重相和轻相的离心分离器1的实施例的截面。离心分离器1具有包括离心转子5和驱动主轴4a的旋转部分4。
103.离心分离器1进一步提供有驱动马达3。该马达3可例如包括固定元件和可旋转元件，该可旋转元件围绕并且连接到主轴4a，使得其在操作期间将驱动转矩传递到主轴4a并且因此到离心转子5。驱动马达3可为电马达。备选地，驱动马达3可由传动装置连接到主轴4a。传动装置可为蜗轮的形式，该蜗轮包括小齿轮和连接到主轴4a的元件以便接收驱动转矩。传动装置可备选地采用螺旋桨轴、传动带等的形式，并且驱动马达可备选地直接连接到主轴4a。
104.在图2中更详细地示出的离心转子5由主轴4a支承，该主轴4a在底部轴承22和顶部轴承21中围绕竖直旋转轴线(x)可旋转地布置在框架2中。固定框架2包围离心转子5。
105.图1中还示出了从顶部轴向延伸到离心转子5中的入口管14a。在离心转子5内发生分离之后，分离的液体重相通过固定出口管6a排放，而分离的液体轻相通过固定出口管7a排放。
106.图2示出了离心分离器1的离心转子5的更详细视图。
107.离心转子5在其自身内形成分离空间9a和位于分离空间9a径向外侧的污泥空间9b。在分离空间9a中，分离盘10a的堆10围绕旋转轴线(x)同轴布置，并且在顶部盘11的轴向
下方，并且因此布置成与离心转子5一起旋转。分离盘10a提供了将液体混合物到至少液体轻相和液体重相的高效分离。因此，在分离空间9a中，例如液体进料混合物的离心分离在操作期间发生。
108.堆10在其轴向最低部分处由分配器13支承。分配器13包括布置成将液体从离心转子5的中心引导到分离空间9中的预定径向水平的环形圆锥形基部部分13a，以及从基部部分13a向上延伸的中心颈部部分13b。
109.在该实施例中，污泥空间9b限制在离心转子5的上部部分28与可轴向移动的操作滑块18之间。
110.离心分离器1进一步包括形成在分配器13内或分配器13下方的中心入口室形式的入口14，固定入口管14a延伸到入口14中以用于供应待分离的液体进料混合物。入口14经由形成在分配器13的基部部分13a中的通路20与分离空间9连通。通路可布置成使得液体混合物输送到径向水平r1，其可对应于分离盘的堆的外部部分的径向水平。例如，径向水平r1可处于提供在分离盘10a中的多个切口的径向水平处。切口例如可为提供在分离盘10a的径向外部部分处的缝隙的形式，该缝隙朝向分离盘10a的外半径打开。当液体进料混合物是油时，例如可在分离盘中提供此缝隙。
111.顶部盘11和离心转子5的上部内壁部分28界定从污泥空间9b的径向内部部分朝向离心转子5的中心部分延伸的至少一个通道25。第一液体出口6布置在第一出口室15中，第一出口室15与至少一个通道25流体连通以用于排放分离的液体重相。第一液体出口6为固定配水盘的形式，固定配水盘布置在用于分离的重相的出口室15中，以用于将重相排放到出口管6a中。
112.盘堆10的径向内部部分与用于液体进料混合物的分离的轻相的第二出口7连通。第二出口7布置在第二出口室8中。第二出口7为固定配水盘的形式，以用于将轻相排放到出口管7a中。配水盘12由固定入口管14a支承在第二出口室8中。
113.离心转子5在污泥空间9b的径向外周边处还提供有出口17。这些出口17围绕转子轴线(x)均匀分布，并且布置成用于间歇排放液体进料混合物的污泥成分。污泥成分包括形成污泥相的较致密的颗粒。如本领域中已知的那样，出口17的打开借助于操作滑块18来控制，该操作滑块由通道19中的操作水致动。在图中所示的其位置中，操作滑块18在其周边处密封地抵靠离心转子5的上部部分28，从而关闭污泥空间9b以免与延伸通过离心转子5的出口17连接。
114.然而，离心分离器1也可为实心壁转筒式离心机，即在离心转子5的周边处没有出口的离心机。
115.如图2中所见，离心分离器1还包括导管系统30，以用于将分离的液体重相再循环到离心转子5内的污泥空间9b，而不将再循环的分离的液体重相与液体进料混合物混合。这是通过布置在用于液体进料混合物的固定入口管14a内的固定再循环入口管31实现的。再循环入口管31在分离器的顶部处连接到再循环入口31a，并且然后与旋转轴线x同心地从顶部向下延伸通过入口管14a和入口14到分配器13轴向下方的位置。再循环入口管的尺寸可基于需要的再循环流速来选择。作为示例，导管系统30可布置成用于在再循环入口管14a中以低于20m/s的流速再循环液体重相。
116.再循环入口31a通过导管34连接到用于液体重相的固定出口管6a。该导管还包括
调节阀35，以用于确定是否从分离器释放的液体重相应经由导管34再循环到再循环入口31a或经由导管44释放到排放口。调节阀35也可用于完全停止分离的液体重相的排放。
117.此外，再循环入口31a还连接到液体源42。该液体可为置换液体，其可在经由污泥出口17排出污泥之前经由再循环入口引入到离心转子5。阀41可用于控制置换液体是否应引入到离心转子中。液体源42例如可为船上水系统的一部分。
118.此外，在用于液体重相的第一出口6的上游布置有节流阀33。该节流阀33布置成用于节流经由第一出口6排放的液体重相。节流阀33的尺寸可基于待分离的液体进料混合物中存在的重相的预期量来选择。
119.导管系统30进一步包括至少一个通道32，该至少一个通道32布置在分配器13轴向下方，以用于将再循环的液体重相引导到污泥空间9b。在该实施例中，分配器13下方的这些通道32包括径向内部部分32b，其形成为圆锥体40中的通道，该圆锥体将离心转子5固定到主轴4a。分配器13下方的通道进一步包括径向外部部分32a，该径向外部部分32a布置成用于正好在分配器的径向外部边沿或部分下方(在此情况下，正好在分配器的基部部分13a的径向边缘下方)将再循环的重相引导到污泥空间中。因此，如以上论述，分配器13下方的至少一个通道32布置成用于在大于径向位置r1的径向位置r2处将再循环的液体重相引导或释放到污泥空间。
120.在如图1和图2中所示的分离器的操作期间，离心转子5由驱动马达3带动旋转。经由入口管14a，使待分离的液体进料混合物带到分离空间9a中。取决于密度，液体进料混合物中的不同相在堆10的分离盘10a之间分离。诸如水相和污泥相的较重成分在分离盘10a之间径向向外移动到污泥空间9b，而诸如油相的密度最低的相在分离盘10a之间径向向内移动，并且被迫通过布置在第二液体出口室8中的第二出口7。较高密度的液体替代地被迫在顶部盘上方通过通路25向外到用于重相的液体出口6，用于重相的液体出口6布置在大于用于轻相的出口7的径向水平的径向距离处。节流阀33用于确定分离的液体重相到第一出口6的流量。然而，可关闭第一液体出口6下游处的阀35，直到从液体进料混合物分离出足够的液体重相。因此，阀35的打开允许液体重相经由第一液体出口6排放。
121.因此，在分离期间，较低密度的液体和较高密度的液体之间的界面形成在离心转子5中，诸如沿径向在分离盘的堆内。在污泥空间中，固体或污泥在污泥空间9b的周边处积聚，并且通过打开的污泥出口17从离心转子内间歇排空，于是污泥和一定量的流体借助于离心力从分离室17排放。然而，污泥的排放也可连续发生，在此情况下，污泥出口17采用打开喷嘴的形式，并且一定流量的污泥和/或重相借助于离心力连续排放。
122.排放的液体重相经由再循环入口管31a和布置在分配器轴向下方的通路32再循环回到污泥空间。以此方式，防止诸如水的再循环的重相在入口处与诸如油的液体进料混合物混合。
123.图3示出了从液体进料混合物分离液体重相和液体轻相的方法100。方法100包括以下步骤
124.a)将液体进料混合物引入101到离心分离器1中。
125.b)从离心分离器1排放102分离的液体轻相，
126.c)从离心分离器1排放103分离的液体重相，和
127.d)将排放的分离的液体重相的至少一部分再循环104到污泥空间9b，而不将再循
环的分离的液体重相与液体进料混合物混合。
128.离心分离器可如以上关于图1和图2所论述的那样。
129.当离心分离器1包括布置成用于将液体进料混合物引入到入口14的入口管14a并且其中经由布置在入口管14a内的再循环入口管31执行再循环时优选使用该方法。如以上论述，分离盘10a的堆10可轴向布置在分配器13的顶部上，并且步骤d)的再循环可包括在分配器13下方将再循环的液体重相径向向外引导。
130.此外，步骤d)可包括在位于分配器13的径向外边缘处的径向位置处将分离的液体重相引导到污泥空间9b。因此，步骤d)可包括在污泥空间的径向内部部分处将再循环的液体重相释放到污泥空间。
131.该方法可进一步包括步骤e)：通过布置在离心转子5的外周边处的一组径向出口17间歇排出105b分离的固相。该步骤e)可进一步包括在排出分离的固相之前将置换液体引入105a到离心转子。置换液体可例如经由用于再循环分离的液体重相的导管系统3供应。
132.液体进料混合物可为油性混合物，并且液体重相可为诸如水的水相。因此，该方法可用于例如在船上清洁燃料油或润滑油。在如图1和图2中所示的分离器中的此油清洁期间，油进料通过入口管14连续供应。在分离操作进行一定时间段之后，清洁的油将通过第二液体出口7连续离开离心转子5。在该时间段期间，一定量的固体和一定量的水与流过分离盘10a的堆10的油分离，并且油与水之间的界面层可在堆内的一定径向水平处形成。经由第一液体出口6排放的任何水再循环回到污泥空间9b。在排出污泥相(即分离的固体)之前，例如通过将排放的水经由导管44引导到排放口来停止再循环，并且置换水替代地经由导管系统30引入以迫使油离开离心转子以防止在随后的间歇排放期间的油损失。污泥出口17的打开时间长到足以使得所有分离的固体和置换水抛出离心转子，但又短到足以防止油损失。间歇排放之后，开始新的分离周期，并且油进料再次供应到分离器1。
133.本发明不限于公开的实施例，而是可在以下提出的权利要求书的范围内变化和改变。本发明不限于附图中公开的旋转轴线(x)的定向。用语“离心分离器”也包括具有基本水平定向的旋转轴线的离心分离器。在以上中，主要参考有限数目的示例描述了本发明构思。然而，如由本领域中的技术人员容易理解的，在如由所附权利要求书限定的本发明构思的范围内，除了以上公开的示例以外的其它示例同样是可能的。

技术特征：
1.一种用于从液体进料混合物分离液体重相和液体轻相的离心分离器(1)，包括框架(2)、驱动部件(3)和旋转部分(4)，其中所述驱动部件(3)构造成使所述旋转部分(4)围绕旋转轴线(x)相对于所述框架(2)旋转，并且其中所述旋转部分(4)包括包围分离空间(9a)和污泥空间(9b)的离心转子(5)；其中所述分离空间(9)包括围绕所述旋转轴线(x)同轴布置的分离盘(10a)的堆(10)，并且其中所述污泥空间(9b)布置在分离盘(10a)的所述堆(10)的径向外侧；其中所述离心分离器(1)进一步包括用于将所述液体进料混合物接收到所述离心转子(5)中的入口(14)、用于所述液体重相的第一出口(6)和用于所述液体轻相的第二出口(7)，其中所述离心分离器(1)进一步包括导管系统(30)，以用于将从所述第一出口排放的分离的液体重相再循环到所述离心分离器的离心转子(5)内的污泥空间(9b)，而不将再循环的分离的液体重相与所述液体进料混合物混合，并且其中所述离心分离器(1)进一步包括除了所述第一出口(6)和所述第二出口(7)之外的污泥出口(17)，以用于排放从所述液体进料混合物分离的污泥。2.根据权利要求1所述的离心分离器(1)，其中，所述导管系统(30)布置成用于将分离的液体重相再循环到所述污泥空间(9b)的径向内部位置。3.根据权利要求1或权利要求2所述的离心分离器(1)，进一步包括布置成用于将所述液体进料混合物引入到所述入口(14)的入口管(14a)，并且其中所述导管系统(30)包括布置在所述入口管(14a)内的再循环入口管(31)。4.根据任一前述权利要求所述的离心分离器(1)，其中，所述污泥出口(17)布置成用于间歇排放从所述液体进料混合物分离的污泥。5.根据任一前述权利要求所述的离心分离器(1)，其中，分离盘(10a)的所述堆(10)轴向布置在分配器(13)的顶部上，并且其中所述导管系统(30)包括布置在所述分配器(13)轴向下方的至少一个通道(32)，以用于将再循环的液体重相径向向外引导到所述污泥空间(9b)。6.根据权利要求5和权利要求3所述的离心分离器，其中，所述再循环入口管(31)延伸到布置在所述分配器(13)轴向下方的所述至少一个通道(32)。7.根据任一前述权利要求所述的离心分离器(1)，其中，所述离心分离器(1)进一步包括布置成用于节流所述分离的液体重相的节流阀(33)，其中所述节流阀(33)布置在用于所述重相的第一出口的上游。8.根据任一前述权利要求所述的离心分离器(1)，其中，所述导管系统(30)进一步包括再循环入口，以及将用于所述液体重相的所述第一出口(6)与所述再循环入口连接的导管。9.根据权利要求8所述的离心分离器(1)，其中，将用于所述液体重相的所述第一出口(6)与所述再循环入口连接的所述导管包括阀装置，所述阀装置布置成用于确定再循环到所述再循环入口的分离的液体重相的量。10.一种从液体进料混合物分离液体重相和液体轻相的方法(100)，包括以下步骤a)将所述液体进料混合物引入(101)到根据权利要求1至权利要求9中任一项的离心分离器(1)中；b)从所述离心分离器(1)排放(102)分离的液体轻相，
c)从所述离心分离器(1)排放(103)分离的液体重相，d)将排放的分离的液体重相的至少一部分再循环(104)到所述污泥空间(9b)，而不将再循环的分离的液体重相与所述液体进料混合物混合，以及e)通过布置在所述离心转子(5)的外周边处的一组径向出口(17)排出(105b)分离的固相。11.根据权利要求10所述的方法(100)，其中，所述离心分离器(1)包括布置成用于将所述液体进料混合物引入到所述入口(14)的入口管(14a)，并且其中经由布置在所述入口管(14a)内的再循环入口管(31)执行所述再循环。12.根据权利要求10或权利要求11中任一项所述的方法(100)，其中，分离盘(10a)的所述堆(10)轴向布置在分配器(13)的顶部上，并且其中所述再循环包括在所述分配器(13)下方将再循环的液体重相径向向外引导。13.根据权利要求12所述的方法(100)，其中步骤d)包括在位于所述分配器(13)的径向外边缘处的径向位置处将所述分离的液体重相引导到所述污泥空间(9b)。14.根据权利要求10至权利要求13中任一项所述的方法(100)，其中，步骤e)包括通过布置在所述离心转子(5)的外周边处的一组径向出口(17)间歇排出(105b)分离的固相。15.根据权利要求14和权利要求10所述的方法(100)，其中，步骤e)进一步包括在排出所述分离的固相之前经由用于再循环分离的液体重相的所述导管系统(30)将置换液体引入(105a)到所述离心转子。16.根据权利要求10至权利要求15中任一项所述的方法(100)，其中，所述液体进料混合物是油性混合物，并且所述液体重相是诸如水的水相。17.根据权利要求10至权利要求16中任一项所述的方法，其中，步骤d)包括将分离的液体重相再循环到所述污泥空间(9b)的径向内部位置。

技术总结
本发明提供了一种用于从液体进料混合物分离液体重相和液体轻相的离心分离器(1)，其包括框架(2)、驱动部件(3)和旋转部分(4)，其中驱动部件(3)构造成使旋转部分(4)围绕旋转轴线(X)相对于框架(2)旋转，并且其中旋转部分(4)包括包围分离空间(9a)和污泥空间(9b)的离心转子(5)。分离空间(9)包括围绕旋转轴线(X)同轴布置的分离盘(10a)的堆(10)，并且其中所述污泥空间(9b)布置在分离盘(10a)的所述堆(10)的径向外侧。离心分离器(1)进一步包括用于将液体进料混合物接收到离心转子(5)中的入口(14)、用于液体重相的第一出口(6)和用于液体轻相的第二出口(7)。此外，离心分离器(1)进一步包括导管系统(30)，以用于将从第一出口排放的分离的液体重相再循环到离心分离器的离心转子(5)内的污泥空间(9b)，而不将再循环的分离的液体重相与液体进料混合物混合。离心分离器进一步包括除了第一出口和第二出口之外的污泥出口，以用于排放从所述液体进料混合物分离的污泥。本发明还提供了一种用于从液体进料混合物分离液体重相和液体轻相的方法。料混合物分离液体重相和液体轻相的方法。料混合物分离液体重相和液体轻相的方法。


技术研发人员：J
受保护的技术使用者：阿法拉伐股份有限公司
技术研发日：2021.11.17
技术公布日：2023/8/13