用于离心分离机的盘组

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2024-03-12 16:47:12

权利要求书： 1.一种用于离心分离机的盘组(13)，包括第一组分离盘(1)、第二组分离盘(6)，其中所述第一组和所述第二组的各个分离盘设有具有表面的分离部分(2,2')，所述表面相对于径向方向倾斜，其中所述第一组和所述第二组的分离盘以离彼此的一距离围绕旋转轴线(X)同轴地布置，使得形成每两个相邻分离盘之间的通路，其中所述第一组的分离盘具有外径A或以下，其中所述第二组的分离盘具有外径B或以上，其中直径B大于直径A，其中所述第一组的至少两个分离盘布置在所述第二组的每两个分离盘之间，其中所述第一组的每个分离盘设有呈缝隙(5)形式的切口，其朝分离盘的外半径开放，其中所述第二组的每个分离盘设有呈孔(8)形式的切口，其朝分离盘的外半径闭合，并且其中所述切口(5,8)布置成使得将待分离的流体流分送穿过所述盘组并且在所述盘组上方。

2.根据权利要求1所述的盘组，其特征在于，直径B比直径A大3%到15%，或者其中直径B比直径A大14到50mm。

3.根据权利要求2所述的盘组，其特征在于，直径B比直径A大5%到12%。

4.根据权利要求2所述的盘组，其特征在于，直径B比直径A大20到30mm。

5.根据权利要求1?4中任一项所述的盘组，其特征在于，所述第二组的各个分离盘具有形成在所述直径A的径向外侧的边沿部分(7)，所述边沿部分具有与所述径向方向的倾斜，所述倾斜不同于所述分离表面的倾斜。

6.根据权利要求5所述的盘组，其特征在于，所述边沿部分与所述径向方向的角小于45度。

7.根据权利要求6所述的盘组，其特征在于，所述边沿部分与所述径向方向的角小于30度。

8.根据权利要求6所述的盘组，其特征在于，所述边沿部分与所述径向方向的角小于15度。

9.根据权利要求6所述的盘组，其特征在于，所述边沿部分与所述径向方向的角为零度。

10.根据权利要求1?4中任一项所述的盘组，其特征在于，所述第一组的3到5个分离盘布置在所述第二组的每两个分离盘之间。

11.根据权利要求1?4中任一项所述的盘组，其特征在于，所述盘组的下部(D)在沿所述分离盘的分离表面的底座的方向的所述组的端部处仅设有所述第一组的分离盘。

12.根据权利要求11所述的盘组，其特征在于，所述盘组的下部(D)为所述盘组的至少

20%。

13.根据权利要求12所述的盘组，其特征在于，所述盘组的下部(D)为所述盘组的至少

25%。

14.根据权利要求12所述的盘组，其特征在于，所述盘组的下部(D)为所述盘组的至少

30%。

15.根据权利要求1?4中任一项所述的盘组，其特征在于，所述盘组的上部(E)在沿所述分离盘的分离表面的顶部的方向的所述组的端部处仅设有所述第一组的分离盘。

16.根据权利要求15所述的盘组，其特征在于，所述盘组的上部(E)为所述盘组的至少

15%。

17.根据权利要求16所述的盘组，其特征在于，所述盘组的上部(E)为所述盘组的至少

20%。

18.根据权利要求16所述的盘组，其特征在于，所述盘组的上部(E)为所述盘组的至少

25%。

19.根据权利要求1?4中任一项所述的盘组，其特征在于，所述组中的第二组的分离盘的数量小于所述组中的分离盘的总数的30%。

20.根据权利要求1?4中任一项所述的盘组，其特征在于，所述第一组的各个分离盘的倾斜分离表面延伸至所述分离盘的外径(A)。

21.一种离心分离机，包括包围分离空间(12)的转子(10)，根据权利要求1?20中任一项所述的盘组布置在所述分离空间(12)中。

说明书：用于离心分离机的盘组技术领域[0001] 本发明涉及用于离心分离机的盘组，其包括多个分离盘，各个均设有分离表面，该分离表面相对于径向方向倾斜，并且其中分离盘以离彼此的一距离围绕旋转轴线同轴地布

置，使得在每两个相邻的分离盘之间形成通路。本发明还涉及包括此类盘组的离心分离机。

背景技术[0002] 从离心分离机发展的早期起，就已知向盘组中的各个分离盘提供在盘的截头圆锥部分的径向外侧延伸的边沿，以便改进盘的机械稳定性，例如，见SE22981。

[0003] 具有设有在盘叠堆的分离盘的其余部分外侧沿径向延伸的边沿的单个分离盘的盘叠堆也是之前已知的，见SE227107。这用于将盘叠堆分成其中优化轻相的清洁(净化器操

作模式)的第一区段，以及其中优化重相的清洁(浓缩器操作模式)的第二区段。

发明内容[0004] 本发明的目的在于改进离心分离机的分离效率。具体而言，目的在于最小化分离的颗粒再循环到盘组的分离盘之间的分离通路中的风险。上文引用的文献都未提供对此的

令人满意的解决方案。

[0005] 本文描述一种用于离心分离机的盘组，其包括第一组分离盘和第二组分离盘。第一组和第二组中的各个分离盘设有分离部分，其具有分离表面，该分离表面相对于径向方

向倾斜。分离表面可为分离盘的截头圆锥部分。分离表面与径向方向的倾角可在30到50度

的范围内，优选大约40度。

[0006] 第一组和第二组的分离盘以离彼此的一距离围绕旋转轴线同轴地布置，使得在每两个相邻分离盘之间形成通路。分离盘优选布置成使得盘组中的分离盘的倾斜分离部分的

底座部分沿相同的方向面对。盘组中的分离盘可布置成使得待分离的流体在两组中的任一

个的每两个相邻分离盘之间的通路中沿径向向内流动。

[0007] 第一组的分离盘具有外径A或以下，第二组的分离盘具有外径B或以上，并且直径B大于直径A。第一组的至少两个分离盘布置在第二组的每两个分离盘之间。

[0008] 由于其效果，故在盘组紧接外侧的区中的分离空间中形成流的风险最小化。具有轴流分量的此类流可具有带来已经与组分的液体混合物分离的颗粒的非期望效果。因此，

分离的颗粒再循环到盘组的分离通路中的风险最小化，并且离心分离机的分离效率提高。

盘组还易于制造和组装。

[0009] 因此，本文描述了一种用于离心分离机的盘组，包括第一组分离盘、第二组分离盘，其中第一组和第二组的各个分离盘设有具有表面的分离部分，该表面相对于径向方向

倾斜，其中第一组和第二组的分离盘以离彼此的一距离围绕旋转轴线(X)同轴地布置，使得

形成每两个相邻分离盘之间的通路，其中第一组的分离盘具有外径A或以下，其中第二组的

分离盘具有外径B或以上，其中直径B大于直径A，并且其中第一组的至少两个分离盘布置在

第二组的每两个分离盘之间。

[0010] 第一组的分离盘的外径可变化，只要它们具有A或以下的外径。作为备选，第一组的分离盘具有外径A。类似地，第二组的分离盘的外径可变化，只要它们具有B或以上的外

径。作为备选，第二组的每个分离盘可具有外径B。

[0011] 直径B可比直径A大3%到15%，优选5%到12%，或者直径B可比直径A大14到50mm，优选20到30mm。因此，分离颗粒再循环到盘组的分离通路中的风险最小化，同时保持了盘组径向

外侧的用于分离的开放空间。

[0012] 第一组和第二组的分离盘可从公共内径向位置延伸。倾斜的分离部分的径向范围和倾斜可在两组分离盘上类似，并且在作为整体的盘组上类似。

[0013] 第二组的分离盘可具有形成在直径A的径向外侧的边沿部分，该边沿部分具有与径向方向的倾斜，其不同于分离部分处的倾斜。边沿部分的径向范围可为直径A的1.5到

7.5%，优选2.5到6%，或者边沿部分的径向范围可为7到25mm，优选10到15mm。倾斜的分离表

面的径向范围可对于第一组和第二组中的分离盘相似。

[0014] 边沿部分与径向方向的角可小于45度，优选小于30度，更优选小于15度，最优选为零度。如果角接近零或为零，即，边沿部分在垂直于旋转轴线的平面中，则边沿部分用于限

定第一组的分离盘的径向外侧的流动带，而不用作分离表面。因此，第二组的各个分离盘的

倾斜分离表面可延伸至直径A。边沿部分的角可为相同的，或者可在盘组中的第二组的分离

盘上变化。

[0015] 边沿部分可为环形，并且边沿部分的表面可为平面，并且形成为围住分离表面的材料的连续片，从而提供为基本上没有任何孔或凸起。因此，由边沿部分引起的湍流的量最

小化。

[0016] 可存在布置在第二组的每两个分离盘之间的2到10个，优选3到5个第一组的分离盘。该构造提供了分离盘的径向外侧的流动带中的特别有利的流动形成。第二组的分离盘

的总数对盘组中的分离盘的总数可低于30%、优选低于25%，并且高于5%，优选高于10%。更优

选的是，第二组的分离盘的总数对盘组中的分离盘的总数在12%到20%的范围内。

[0017] 盘组的下部在沿分离盘的分离表面的底座的方向(即，沿分离盘的分离表面的轴向发散方向)的组的端部处可仅设有第一组的分离盘。盘组的下部可为盘组的至少20%、优

选至少25%，更优选至少30%。在具有82个盘的盘组中，该下部因此可包含18到26个盘。类似

地，盘组的上部在沿分离盘的分离表面的顶部的方向(即，沿分离盘的分离表面的轴向收敛

方向)的组的端部处可仅设有第一组的分离盘。盘组的上部可为盘组的至少15%，优选至少

20%，更优选至少25%。在具有82个盘的盘组中，该上部因此可包含12到21个盘。因此，分离的

颗粒再循环到盘组的分离通路中的风险最小化，同时保持盘组的轴向端部的部分中的期望

流动。

[0018] 第一组的各个分离盘的倾斜的分离表面可延伸到分离盘的外径。因此，第一组的分离盘可提供为基本上没有任何边沿部分，使分离表面最大化。

[0019] 各个分离盘可设有切口，其布置成使得将待分离的流体流分送穿过盘叠堆并且在盘叠堆上面。第一组的分离盘可设有呈缝隙形式的切口，其为朝分离盘的外半径开放的切

口。这具有的效果在于切口的区域中的阻塞的风险最小化。第二组的分离盘可设有呈孔形

式的切口，其朝分离盘的外半径闭合。这具有的效果在于改进较大直径的分离盘的机械性

能，以能够应对离心力。第一组的分离盘上的呈缝隙形式的切口和第二组的分离盘上的呈

孔形式的切口的组合进一步最小化第二组的分离盘上的切口的区域中的阻塞的风险。

[0020] 本文还描述一种用于分离组分的液体混合物的离心分离机，其包括包围分离空间的转子，如所述的盘组布置在该分离空间中。转子可包括从分离空间的径向外部的出口，用

于淤渣相的间断排放。

[0021] 转子的内壁可设有壁部分，其可为锥形，并且第二组的分离盘可布置成盘叠堆，使得存在在各个盘的外边沿与转子壁部分之间的至少1mm，优选至少1.5mm的通路。

附图说明[0022] 图1示出了由盘组中的第一组包括的类型的分离盘的实施例。[0023] 图2示出了由盘组中的第二组包括的类型的分离盘的实施例。[0024] 图3示出了具有包括第一组分离盘和第二组分离盘的盘组的离心分离机的一部分的截面。

具体实施方式[0025] 在图1中，示出了由盘组中的第一组包括的类型的分离盘1，其具有带内分离表面和外分离表面的截头圆锥分离部分2。分离部分设有多个呈长形堵缝部3形式的距离部件，

提供了距离以形成由分离盘叠堆形成的组中的每两个相邻分离盘之间的通路。堵缝部紧固

于盘的截头圆锥分离部分的外表面，并且围绕盘的周边分布。分离盘的外径A为165mm，并且

倾斜的分离表面始终向外延伸至该外径。因此，分离盘的径向外部4为倾斜的分离表面的一

部分。盘设有在分离盘的该径向外部4处的呈缝隙5形式的多个切口，该缝隙朝分离盘的外

半径敞开。缝隙5的数量对应于堵缝部的数量，并且缝隙在堵缝部之间围绕盘的周边分布。

[0026] 在图2中，示出了盘组中的第二组包括的类型的分离盘6，其具有带内分离表面和外分离表面的截头圆锥分离部分2'。分离部分设有多个呈长形堵缝部3'形式的距离部件，

提供了距离以形成由分离盘叠堆形成的组中的每两个相邻分离盘之间的通路。堵缝部紧固

于盘的截头圆锥分离部分的外表面，并且围绕盘的周边分布。分离表面延伸至直径A，并且

在分离表面的径向外侧，盘设有平边沿7(即，具有与径向方向成零度的角)，其延伸至分离

盘B的外径。直径B为185mm，并且因此边沿的径向延伸部为L=(B?A)/2，即，10mm。因此，直径B

比直径A大12%。盘设有在分离盘的径向外部处的呈孔8形式的多个切口，该切口借助于边沿

朝分离盘的外半径闭合。孔8的数量对应于堵缝部的数量，并且孔在对应于第一组中的分离

盘1的缝隙的位置处围绕盘的周边分布。

[0027] 图3示出了用于组分的液体混合物的分离的离心分离机9的一部分，分离机具有由心轴11(部分地示出)支承的转子10，心轴11围绕旋转轴线(x)可旋转地布置在框架中。转子

在其自身内形成分离室12，盘组13布置在分离室12中。转子还包括形成在分送器15内的入

口室14，静止的入口管16延伸到分送器15中，用于供应待分离的组分的液体混合物。入口室

经由形成在转子中的通路17与分离室连通。盘组件的径向内部与出口18连通用于混合物的

较轻的液体组分。出口18由设在盘组13的上轴向端部处的顶部盘19界定。转子10的顶部盘

19和上壁部分界定用于混合物的较密的液体组分的通路，通路从分离空间12的径向外部延

伸至液体混合物的较重的组分的出口20。转子还设有从分离空间12的径向外周的出口21，

其用于包括形成淤渣相的较密颗粒的液体混合物的淤渣组分的间断排放。出口21的开启借

助于由如本领域中已知的操作水促动的操作滑板22来控制。

[0028] 盘组13包括第一组分离盘和第二组分离盘，第一组包括图1中所示类型的分离盘1，而第二组包括图2中所示类型的分离盘6，其设有边沿7。分离盘借助于堵缝部3,3'以离彼

此的一距离围绕旋转轴线(x)同轴地布置，使得形成每两个相邻分离盘之间的通路。存在布

置在第二组的每两个分离盘之间的第一组的三个分离盘。通路从分离盘的径向外部延伸至

分离盘的径向内部。在附图中，各个分离盘之间的距离扩大，并且盘组示意性地示为具有28

个盘。典型的盘组包括82到120个盘，并且由堵缝部生成的分离盘之间的典型距离为0.4到

0.75mm。因此，盘组中的第二组的分离盘之间的典型距离H为1.6到4.5mm，优选2到4mm。

[0029] 第一组中的分离盘1上的呈缝隙形式的切口和第二组中的分离盘6上的呈孔形式的切口在盘组中对准，以形成用于液体混合物的分送通道23。

[0030] 盘组的下部(即，在沿分离盘的分离表面的底座的方向且指示为D的组的端部处)仅设有第一组的分离盘。该部分为盘组的高度的25%(示出了28个分离盘中的7个)，并且在

典型的盘组中，该部分为82个分离盘中的21到26个。第二组的第一(下)分离盘的边沿的径

向外端与转子的内壁之间的空隙C为至少1.5mm，以提供朝出口21的用于淤渣的通路。类似

地，盘组的上部(即，在沿分离盘的分离表面的顶部的方向且指示为E的组的端部处)仅设有

第一组的分离盘。第二组的最后(最顶部)的分离盘的边沿的径向外端与转子的内壁之间的

空隙F为至少1.5mm。

[0031] 盘组的实施例从底部到顶部包括第一组的21个分离盘的下部，随后是第二组的12个分离盘，其均具有之间的第一组的三个分离盘(即，总共是11*4＋1=45个分离盘)，以及顶

部上的第一组的16个分离盘的上部。因此，第二组分离盘的总数对在此类所示盘组中的分

离盘的总数为12/82，其低于20%，但高于10%。