用于使顆粒與氣流分離的離心分離機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明大體上涉及一種離心分離機(jī)及用于使顆粒與氣流分離的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]W02010/090578A1公開(kāi)了一種用于使顆粒和/或霧形式的油與化石氣體混合物分離用于獲得分離的氣體的離心分離機(jī)設(shè)備。設(shè)備包括具有限定分離空間的靜止外殼的離心分離機(jī)。離心分離機(jī)包括用于氣體混合物的入口、用于分離氣體的氣體出口，以及用于排出分離的油的油出口。用于分離氣體混合物的分離部件包括多個(gè)分離盤(pán)，并且設(shè)在分離空間中。驅(qū)動(dòng)馬達(dá)經(jīng)由心軸連接于分離部件，并且使分離部件圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于簡(jiǎn)化用于使顆粒與氣流分離的離心分離機(jī)的構(gòu)造和操作，如，【背景技術(shù)】中公開(kāi)的離心分離機(jī)的類型。另一個(gè)目的在于降低該類型的離心分離機(jī)的成本。再一個(gè)目的在于降低離心分離機(jī)上的壓降。
[0004]因此，本發(fā)明涉及用于使顆粒與氣流分離的離心分離機(jī)。顆粒限定為固體和/或液體顆粒，如，油滴或油霧。離心分離機(jī)包括框架、氣體入口和氣體出口。離心轉(zhuǎn)子布置成能夠在框架中圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，并且包括多個(gè)分離板，如，截頭圓錐分離盤(pán)或軸向板，限定板之間的分離通路。中心氣體室形成在轉(zhuǎn)子中，并且與分離通路的徑向內(nèi)部和氣體出口連通。包繞轉(zhuǎn)子的空間與分離通路的徑向外部和氣體入口連通。離心分離機(jī)還包括構(gòu)造成使氣流在轉(zhuǎn)子上游旋轉(zhuǎn)的裝置，并且離心轉(zhuǎn)子還構(gòu)造成使得氣體混合物的旋轉(zhuǎn)流驅(qū)動(dòng)離心轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，用于使顆粒與從包繞轉(zhuǎn)子的空間通過(guò)板之間的分離通路并且朝中心氣體室傳導(dǎo)的相同氣流分離。
[0005]因此，離心轉(zhuǎn)子由氣流的旋轉(zhuǎn)流引起旋轉(zhuǎn)，由此離心分離機(jī)可獨(dú)立于單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)來(lái)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子。因此，分離機(jī)的構(gòu)造可簡(jiǎn)化，成本可降低，并且分離機(jī)的保養(yǎng)和維護(hù)的需要可減少。由于轉(zhuǎn)子由氣體的旋轉(zhuǎn)流驅(qū)動(dòng)來(lái)旋轉(zhuǎn)，故轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度類似于進(jìn)入分離通路中的氣體的旋轉(zhuǎn)速度。由于其減小了分離機(jī)上的壓降，故這特別有益。此外，由于旋轉(zhuǎn)氣流從分離通路的徑向外部且朝分離通路的徑向內(nèi)部導(dǎo)引，故氣流由于角動(dòng)量守恒而自旋。因此，旋轉(zhuǎn)從氣體傳遞至轉(zhuǎn)子(如，通過(guò)粘滯力)特別有效。離心轉(zhuǎn)子可優(yōu)選構(gòu)造成使得氣體混合物的旋轉(zhuǎn)流單獨(dú)驅(qū)動(dòng)離心轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)用于使顆粒與相同氣流分離，由此離心轉(zhuǎn)子并未由連接于轉(zhuǎn)子的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。
[0006]構(gòu)造成使氣流旋轉(zhuǎn)的裝置可優(yōu)選與轉(zhuǎn)子解除接合，使得轉(zhuǎn)子可獨(dú)立于構(gòu)造成使氣流旋轉(zhuǎn)的裝置來(lái)旋轉(zhuǎn)。
[0007]構(gòu)造成使氣流旋轉(zhuǎn)的裝置可在設(shè)備的操作期間靜止或至少不旋轉(zhuǎn)。構(gòu)造成使氣流旋轉(zhuǎn)的裝置可包括氣體偏轉(zhuǎn)部件，其連接于框架，構(gòu)造成通過(guò)使氣流朝離心轉(zhuǎn)子的切向方向偏轉(zhuǎn)來(lái)使氣流旋轉(zhuǎn)。氣體偏轉(zhuǎn)部件可包括相對(duì)于離心轉(zhuǎn)子的軸向方向傾斜且圍繞旋轉(zhuǎn)軸線分布的至少一個(gè)(優(yōu)選多個(gè))導(dǎo)葉。導(dǎo)葉可優(yōu)選相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線布置在離心分離機(jī)的大半徑處，使得在轉(zhuǎn)子的分離板的徑向外側(cè)延伸，或在分離通路的徑向外部附近或徑向外側(cè)的徑向位置處。因此，從氣流預(yù)先分離顆?？稍诜蛛x板徑向外側(cè)的空間中的旋轉(zhuǎn)氣體中執(zhí)行。導(dǎo)葉相對(duì)于離心轉(zhuǎn)子的軸向方向的傾斜可在氣流從氣體入口到氣體出口的流動(dòng)方向上沿導(dǎo)葉的范圍逐漸地增大，以提供氣流旋轉(zhuǎn)的平穩(wěn)加速。因此，氣流的旋轉(zhuǎn)流可由穩(wěn)健且不復(fù)雜的構(gòu)造有效地提供，該構(gòu)造可配合在轉(zhuǎn)子附近，并且與離心轉(zhuǎn)子共線提供，并且利用了氣流的動(dòng)量來(lái)提供旋轉(zhuǎn)流。
[0008]導(dǎo)葉相對(duì)于離心轉(zhuǎn)子的軸向方向的傾斜可在分離機(jī)的操作期間調(diào)整，使得控制氣流的旋轉(zhuǎn)速度。因此，離心轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)可通過(guò)調(diào)整導(dǎo)葉的傾斜來(lái)控制。具體而言，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度可通過(guò)限制容器中的氣流的轉(zhuǎn)速來(lái)限制。
[0009]氣體入口可布置成與離心機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線成角，其中角在70到110度的范圍內(nèi)，優(yōu)選80到100度，更優(yōu)選90度，并且其中構(gòu)造成使氣流在轉(zhuǎn)子上游旋轉(zhuǎn)的裝置包括入口氣體偏轉(zhuǎn)部件，其布置成將來(lái)自氣體入口的氣流朝離心轉(zhuǎn)子的切向方向偏轉(zhuǎn)。因此，氣流的旋轉(zhuǎn)流可提供，同時(shí)成接近90度的角將氣體入口連接于容器，離心分離機(jī)布置在該容器中。因此，連接可構(gòu)造成經(jīng)得起容器中的高壓，同時(shí)氣體偏轉(zhuǎn)部件引起氣流的旋轉(zhuǎn)流。
[0010]氣體入口可作為備選布置成與離心轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線共線，并且構(gòu)造成使氣流在轉(zhuǎn)子上游旋轉(zhuǎn)的裝置可包括入口氣體偏轉(zhuǎn)部件，其布置成將氣流從沿旋轉(zhuǎn)軸線的方向朝離心轉(zhuǎn)子的切向方向偏轉(zhuǎn)。
[0011]入口氣體偏轉(zhuǎn)部件可布置在氣體偏轉(zhuǎn)部件上游，以提供顆粒與氣流的預(yù)先分離，使得呈旋風(fēng)分離器的形式。
[0012]入口氣體偏轉(zhuǎn)部件的位置或傾斜可在分離機(jī)的操作期間調(diào)整，使得控制氣流的旋轉(zhuǎn)速度。因此，離心轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)可通過(guò)調(diào)整入口氣體偏轉(zhuǎn)部件的傾斜來(lái)控制。
[0013]構(gòu)造成使氣流旋轉(zhuǎn)的裝置可包括布置在轉(zhuǎn)子上游的旋轉(zhuǎn)風(fēng)扇。
[0014]轉(zhuǎn)子可具有第一軸向端部和第二軸向端部，并且轉(zhuǎn)子可借助于第一軸向端部處的第一軸承和第二軸向端部處的第二軸承可旋轉(zhuǎn)地支承在框架中。因此，可實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定的轉(zhuǎn)子構(gòu)造。
[0015]框架可構(gòu)造成能夠安裝在容器內(nèi)用于引導(dǎo)氣流，并且可包括用于將容器分成第一隔板上游的第一區(qū)段和第一隔板下游的第二區(qū)段的第一隔板，其中氣體入口與第一區(qū)段連通，氣體出口與第二區(qū)段連通，并且其中離心分離機(jī)構(gòu)造成使得第一區(qū)段和第二區(qū)段經(jīng)由轉(zhuǎn)子的分離通路連通。密封可設(shè)在第一隔板與離心分離機(jī)之間。密封可為窄通路形式的間隙密封。因此，氣流在從第一區(qū)段流至第二區(qū)段時(shí)被迫進(jìn)入分離通路中。
[0016]容器可構(gòu)造成容許由容器引導(dǎo)的氣流中的至少1bar的壓力。離心分離機(jī)可包括容器的一部分。在此類容器中，離心分離機(jī)特別有益，因?yàn)榉蛛x機(jī)可在容器內(nèi)操作，而沒(méi)有對(duì)容器的任何較大改動(dòng)，如，通過(guò)容器壁導(dǎo)引的電氣或機(jī)械構(gòu)件或連接器。
[0017]框架可為用于安裝在現(xiàn)有容器內(nèi)用于引導(dǎo)氣流的自支承框架，并且其中框架包括保持器件，以將框架保持在容器內(nèi)的位置處。因此離心分離機(jī)可配合在現(xiàn)有的容器系統(tǒng)中，如，用于輸送氣體的管線或空氣導(dǎo)管等。這是有益的，因?yàn)槿萜飨到y(tǒng)不需要重新構(gòu)造用于安裝離心分離機(jī)，并且容器系統(tǒng)可保持和優(yōu)化來(lái)經(jīng)得起高壓，并且/或者可簡(jiǎn)化安裝?？蚣芸蓸?gòu)造成能夠可釋放地安裝在現(xiàn)有容器中用于引導(dǎo)氣流。
[0018]框架可包括轉(zhuǎn)子上游的通路，其中構(gòu)造成使氣流旋轉(zhuǎn)的裝置布置在通路中。流動(dòng)引導(dǎo)元件可設(shè)在通路的上游以將氣流引導(dǎo)到通路中。因此，氣流的流動(dòng)可有效地推入構(gòu)造成使氣流旋轉(zhuǎn)的裝置中。
[0019]多個(gè)分離板可包括以離彼此的相互距離提供的截頭圓錐分離盤(pán)的疊堆，該截頭圓錐分離盤(pán)限定盤(pán)之間的分離通路，并且其中各個(gè)分離盤(pán)設(shè)有距離部件，其從分離盤(pán)的徑向內(nèi)部延伸至分離盤(pán)的徑向外部，以限定截頭圓錐分離盤(pán)的疊堆的盤(pán)之間的分離通路。因此，在旋轉(zhuǎn)氣體在分離通路中自旋時(shí)，氣流的旋轉(zhuǎn)可有效地轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)。距離部件可通過(guò)提供功能如導(dǎo)葉將旋轉(zhuǎn)動(dòng)量從氣體傳遞至轉(zhuǎn)子來(lái)提高效率。距離部件可作為備選或此外包括分布在分離盤(pán)的表面上面的點(diǎn)形的嵌塞(caulk)或微嵌塞形式的距離部件。
[0020]分離板可以以聚合材料或以金屬如不銹鋼形成。
[0021]離心分離機(jī)可構(gòu)造成在裝置操作期間向轉(zhuǎn)子提供100到IlOOOrpm范圍內(nèi)的旋轉(zhuǎn)速度，優(yōu)選1000到3000rpm，并且由氣流的旋轉(zhuǎn)流驅(qū)動(dòng)。分離甚至在相對(duì)低的旋轉(zhuǎn)速度下有效。
[0022]本發(fā)明還涉及一種使顆粒與氣流分離的方法，該方法包括提供離心轉(zhuǎn)子，該離心轉(zhuǎn)子布置成能夠圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，并且包括限定板之間的分離通路的多個(gè)分離板，與分離通路的徑向內(nèi)部和氣體出口連