专利名称:离心分离器控制系统的制作方法
本发明有关有转子的离心分离器的控制系统，转子中有(1)一个可轴向运动的环形主滑动件，用以关闭或开启转子分离腔的一个或多个在周边上的排出孔，并和转子中的不能轴向运动的部件，共同形成有关闭液体进口和出口的关闭腔，(2)有一个可轴向滑动的环形副滑动件，可以滑动到开启的位置上放入关闭液，而在活动到关闭位置上时，可以防止关闭液从上述出口流出，并和转子轴向一侧的不能作轴向运动的部件，共同形成一个有开启液进口和一个带可调排出口的开启腔，而在其轴向另一侧上，形成一个有带可调排出口的关闭腔，(3)有一个向主滑动件关闭腔供给关闭液的装置，(4)有一个装置在副滑动件转子运转时，用一个关闭方向上的力保持持续的作动，(5)一个向副滑动件开启腔供给开启液的装置，触发副滑动件的开启动作，副滑动件的开启腔还有一个通向副滑动件关闭腔的溢流出口，在副滑动件作开启动作时，接受来自主滑动件关闭腔的关闭液，并有一定的量度接受主滑动件关闭腔关闭液的过量充注。
这类控制系统如在美国书第3，550，843号中所述，已经经过长期的实际应用，证明比过去提出过的许多控制系统有优点，在这些控制系统中-也和其他的许多控制系统一样-目的是获得转子主滑动件的尽可能快的速度。为了达到这个目的，一个方面的要求是使转子的副滑动件有极快的开启动作，因此一俟一个特殊的开启液将副滑动件的开启动作触发，副滑动件的开启腔立刻接受来自主滑动件关闭腔的关闭液，这特殊的开启液由一个独立的进液口供给上述开启腔。如从上述美国书第3，550，843号中可见，一俟在主滑动件周边上分布的许多孔口开始被副滑动件打开，从主滑动件关闭腔便通过这些孔口，向副滑动件的开启腔供给关闭液。
本发明的目的是改进上述已知的控制系统，使副滑动件的开启动作甚至更快，从而使主滑动件的开启动作也更加快。
本发明之所以能达到这个目的，是因为转子有一个不能作轴向运动的部件，设置在主滑动件关闭腔出口的径向外侧，形成主滑动件关闭腔和副滑动件关闭腔之间的间隔;又因为用副滑动件和上述间隔的一个部分之间设置的一个环形密封件，把副滑动件关闭腔在径向上向里关闭;并且因为当副滑动件在作轴向开启动作时，把一个环形开口打开，使关闭液从主滑动件的关闭腔，流入副滑动件的开启腔。
通过离心转子的这种设计，当副滑动件的开启动作开始时，便可能马上从主滑动件的关闭腔，获得尽可能大流量的关闭液。这意味着副滑动件的开启腔在很早的时期，已经接受到在它的全部圆周上均匀分布的大量液体。因此副滑动件的开启动作便非常迅速。这还意味着当副滑动件的开启运动开始时，主滑动件关闭腔里已有的，或将形成的自由液体表面，非常迅速地作径向外流，便使随后的主滑动件开启动作也非常迅速。当主滑动件的这个迅速的开启动作开始时，副滑动件已大致完成了它的开启动作，打开了环形开口排出关闭液的最大开度。因此，主滑动件从主滑动件关闭腔径向最外端排出的全部关闭液，可以从环形开口流出，而不影响同一关闭腔径向最里部分里的自由液体表面，在径向上向外的上述快速流动。
在本发明的控制系统中，和美国专利第3，550，843号中的控制系统相似，持续在副滑动件的关闭方向上作用的力，可以用任何一种机械弹簧产生。然而根据本发明作进一步发展，这个力也可以通过向主滑动件的关闭腔供给液体，用液体压力产生。这是因为把副滑动件的上述环形密封件放置在和转子轴有一段径向距离的地方，而这距离大于副滑动件径向最内部分距转子轴的距离，因而副滑动件暴露一个表面，向着连接主滑动件的关闭腔的空间有一定的延伸。
在理想的实施方案中，上面提到的间隔的一部分在径向上向内伸展，越过环形的密封件，使刚才提到的空间在这部分和副滑动件上述表面之间的轴向距离中形成。从而当主滑动件作它的关闭动作时，防止持续在副滑动件上作用的力的大小有不利的下降。例如这关闭动作可能会使主滑动件的关闭腔里的液体表面，在径向上向外流动，超过副滑动件在径向上最内部分的高度。由于上述间隔有说明书中所叙述的形状，可以容许主滑动件关闭腔里的液体表面有这种径向运动，而不使液体损失，以及因损失造成的上述空间中液压下降。
在本发明的一个特别有利的实施方案中，上述间隔的一部分在径向上向内伸展，超过环形密封件而达到副滑动件经向最内部分的径向内部的高度。此外，在这实施方案中，副滑动件的开启腔和关闭腔有足够的容积，容许关闭液不受障碍通过环形开孔流出，环形开孔随副滑动件的开启动作打开。这样不仅可以取得上面已经提到的优点，就是保持在副滑动件上作用的持续的力，而且在主滑动件关闭腔中，液体表面在径向上向外流动的中断点，不受副滑动件关闭动作的影响。而这个中断点取决于间隔径向最内部分所处的位置。
下文中将参照附图对本发明作较详细的说明。图中为一台离心分离器转子的局部剖视，其中包括本发明的控制系统。
图中的转子主体有一个碗形的下部1和一个圆锥形上部2。转子主体的部分1和部分2用锁定环3在轴向上连接在一起。转子体用一根垂直传动心轴4支撑，心轴和转子体下部1连接。
在转子体内有一个可轴向移动的环形主滑动件5，和上转子体部分2共同形成分离腔6。在分离腔内有一组圆锥形分离盘7，放置在一个所谓的分流器8上，把从进口9进入的液体引导到分离腔6中去。
主滑动件5可以从附图中所示的位置，在轴向上移动，图中主滑动件5的边缘部分抵靠转子体部分2上的一条槽里的环形垫圈10，移动到一个位置，把转子体部分1上的若干出口孔11打开，出口孔11在转子外周上分布。在转子运转中，当出口孔11打开时，分离腔里的部分液体被从里面甩出。
在转子体内还有两个不能在轴向上活动的环形转子部分12和13。这两部分和主滑动件5共同形成一个所谓的关闭腔14，这个腔有一个中心进液口，其形式为围绕转子轴分布的若干孔15，有一个排液口其形式为在转子部分12和13间形成的环形槽16。
进液孔15通过腔17及若干通道18，和转子传动心轴4中的一个中心通道19贯通，以备在运转时，用圈中未示的设备，把一股所谓的关闭液通过心轴向转子供给。
在转子体内还设置了一个可作轴向移动的环形副滑动件20。在副滑动件20的轴向向上的一侧，和转子部子部分12之间，形成另外一个关闭腔21，在它的轴向向下的一侧，和下转子部分1之间，形成一个所谓的开启腔22。这样，转子部分12就形成了主滑动件的关闭腔14，和副滑动件关闭腔21之间，不能在轴向上移动的间隔。关闭腔21和开启腔22，由一个设置在副滑动件20和转子体部分1之间的一个环形密封件23，在径向的外侧关闭。关闭腔21的径向内侧，由设置在副滑动件和转子部分12之间的环形密封件24关闭，而这时开启腔22在径向内侧开启，在这方向上从形式为若干孔25的进液口，接受一股所谓开启液的液流，孔25在转子体1上贯穿，围绕转子的外周分布。孔25以一条环形槽26为起点，槽26在径向的内侧开放，在转子体的外表面上形成。有一根静止的供给管27，在转子运转时向槽26供给开启液。
在副滑动件20上设有大量的贯通槽孔28，从开启腔22的径向内侧部分，向关闭腔21伸展。副滑动件在通向开启腔的槽孔28开口的边缘，形成开启腔22的溢流口29，因而与关闭腔21接通。关闭腔21由于是在副滑动件20上的凹陷形成，故其容积比开启腔大很多。关闭腔21有一个可调的排液口30。开启腔22有一类似的可调的排液口31。
副滑动件20的径向最内部，位于密封件24的径向内侧，靠紧板32形成密封，板32被挤压在转子部分13和转子体部分1之间。副滑动件的上述部分暴露一块环形表面，它的某一个经向延伸部分，向着在上述表面和转子体部分1之间。副滑动件的上述部分暴露一块环形表面，它的某一个径向延伸部分，向着在上述表面和转子部分12的一个部分12a之间的轴向距离中之空间33伸展。部分12a在轴向上向内伸得比副滑动件20伸得更长。
如附图所示，主滑动件关闭腔14的轴向延伸部分，在环形槽出口16的径向内侧和径向外侧不同。原因如下关闭腔14的径向最内部分，容积应该尽可能小，因此当副滑动件20开启时，可以迅速排液，然后迅速灌注。关闭腔至少在最靠近出口16的径向外侧的范围中，应该有一个大的轴向延伸部分，因而，由于主滑动件移动的结果，关闭液的排出，在上述范围中造成尽可能小的自由液体表面的径向运动。
上面叙述的控制系统运转方式如下在转子进口9能开启，接受待分离的混合液前，先把所谓的工作液从旋转的传动心轴4的中心通道19中通过。工作液经过孔18，腔17和进液孔15，进入关闭腔14。工作液作为主滑动件5的关闭液操作，一待关闭腔14的径向外部中充注液体后，立刻靠拢环形垫圈10作轴向密封。
当液体高度达到关闭腔14出口16的高度时，关闭液在轴向上向下流动，通过出口16注满空间33。然后通过对暴露于空间33中的副滑动件20的表面上造成的液压，把副滑动件推压，抵靠板32，作轴向密封。
在此以后，关闭液的自由液体表面继续向径向的内侧流动，最后关闭腔14的全部充满液体。
于是转子进液口9开启，分离作业便开始。输入的混合液中被分离出来的轻质组成成分，向径向内侧流动，通过分离叠堆7流向中心出口孔(图未示)，而分离出来的混合液重质组成成分，例如泥浆状物，则收集于分离腔6的径向最外部分里。
在转子运转一定时间以后，必须把转子的周边出口孔11开启，排出分离出来的重质组成成分。然后在一个短时间内，把工作液通过供给管27，向转子体外面的环形槽26供给。这股液体通过槽孔25，流入副滑动件的开启腔22，在腔中起所谓的开启液作用。
当开启液的自由表面在开启腔22中达到某一个高度时，副滑动件20开始轴向移动，于是把副滑动件和板32之间的一条窄环形开口打开。这样促使关闭液，通过被打开的环形开口，从主滑动件的关闭腔14中流出，迅速充注开启腔22。副滑动件20运动的结果，同时产生一个从空间33，通过形成的环形开口排出的液流。这样便使开启腔内有一个迅速增高的高液压，促使副滑动件20迅速移动到它的全开放的位置上。
一待开启腔22注满，以后供入的液体便通过溢流出口29，从主滑动件的关闭腔14，进入副滑动件的关闭腔21，在关闭腔21中形成自由液体表面，开始向径向内侧流动。
在上面刚叙述到的流程中，在主滑动件的关闭腔14的径向最内侧部分中，有一个自由液体表面形成。这液体表面的径向外流非常迅速，因而主滑动件由于惯性作用，直到液体表面已经向着出口16流出一段距离后，才开始它的开启动作。然而由于分离腔6和关闭腔14的径向伸展，当来自分离腔6的混合液和来自关闭腔14的关闭液，对主滑动件5施加相等大小的压力时，关闭腔14中的自由液体表面，已经处于非常接近进口孔15的地方了。当关闭腔14里的液体表面流向出口16时，来自分离腔6的混合液的力相当大，把主滑动件5触动，这个力比来自关闭腔14的关闭液的力大很多，使主滑动件迅速执行开启动作。(原文第10页5行“why”疑为“whereby”之误，宜核-译者)。在刚才提到的过程中，总而言之，在关闭腔14里的液体表官达到出口16后，便不能向径向的外侧继续前进。部分关闭液已经被从关闭腔14的径向最外部分，向径向的内侧排送，这股液体通过出口16，由副滑动件20打开的环形开口，和副滑动件里的槽孔28，流入副滑动件的关闭腔21。
在关闭腔21中，有一个自由液体表面在经向上向里流动，达到预定的高度。然后，在没有液体继续供给时，由于通过排液口30的排泄，关于腔21里的液体表面，改为向径向外侧流动。然而开启腔22通过排液口31排泄，由于它的容积小，故比关闭腔21迅速很多，从而副滑动件20退回到它的关闭位置上。(原文10页22行同上译者注)。从附图中可以看出，由于副滑动件20上的凹陷，副滑动件20的关闭腔21的容积，在径向的内侧部分有所扩大。此外，如上面已有所述，开启腔22的容积比关闭腔21的容积小很多，故可保证副滑动件20有迅速的关闭初作。
当主滑动件5把出口孔11打开时，分离腔6里的液体被甩出，分离腔里的自由液体表面在径向上向外移动。当液体表面达到一定位置时，在全部主滑动件的表面上压力平衡，在液体表面继续前进时，由关闭室14通过出口孔16的径向外流的液体压力，将把主滑动件送回到它的关闭位置上去。
在上面所叙述的全部过程中，补充关闭液持续通过进液孔15供入。这并不妨碍关闭腔14里的液体表面的形成和在轴向上向外移动。一待主滑动件5完成了它的关闭动作，在这阶段中副滑动件20已经关闭，关闭液便立刻又把主滑动件的关闭腔14注满。
权利要求
1.一种离心分离器的控制系统，其转子包括下列部分△一个轴向运动的环形主滑动件(5)，用于关闭或开放转子分离腔(6)周边上的一个或多个出口孔(11)，并且和转子的不轴向运动的部件(12，13)共同，形成一个有关闭液进口(15)和出口(16)的关闭腔(14)。△一个轴向运动的环形副滑动件(20)，用于在开启位置上时把关闭液放入，而在关闭位置上时，防止关闭液从主滑动件的关闭腔(14)的出口(16)中流出，并且和转子的不轴向运动的部件(1，12)共同，在它的轴向一侧，形成一个开启腔(22)，这开启腔有一个开启液的进口(25)和一个可调的排液口(31)，在轴向的另一侧，形成一个关闭腔(21)，这个腔有可调的排液口(30)。△有一个装置(4，19，18，17)，向主滑动件的关闭腔(14)供给关闭液。△有一个装置(33)，当转子用一个关闭方向上的力运转时，持续推顶副滑动件(20)。△一个装置(26，27)，向副滑动件的开启腔(22)供给开启液，触发副滑动件(20)的开启动作，副滑动件的开启腔(22)有一个溢流口(29)，通向副滑动件关闭腔(21)，溢流口在副滑动件(20)作开启动作时，接受来自主滑动件关闭腔(14)的关闭液，并有一定的量度，接受主滑动件关闭腔关闭液的过量充注。特征为△转子的一个不能作轴向移动的部件，位于主滑动件关闭腔(14)的上述出口(16)的径向外侧，形成主滑动件关闭腔(14)和副滑动件关闭腔(21)之间的间隔(12)。△副滑动件关闭腔(21)，通过副滑动件(20)和上述间隔(12)的一个部分(12a)之间的一个环形密件(24)，把径向内侧关闭。△副滑动件(20)的安排是当它作轴向开启动作时便打开一个环形开口，使主滑动件关闭腔(14)的关闭液，流入副滑动件的开启腔(22)。
2.如权利要求
第1项中之控制系统，特征为该副滑动件(20)上的该环形密封件(24)，离转子轴的径向距离，大于副滑动件(20)的径向最内部分离转子轴的距离，副滑动件(20)暴露出的一块表面，有延伸部分朝向连接主滑动件关闭腔(14)的空间(33)。
3.如权利要求
第2项中之控制系统，特征为上述间隔(12)有一个部分(12a)在径向上向内延伸，越过环形密封件(24)，因而上述空间(33)在部分(12a)和副滑动件(20)的上述表面的轴向距离之间形成。
4.如权利要求
第1项中之控制系统，特征为上述间隔(12)有一个部分(12a)，在径向上向内延伸，越过环形密封件(24)，达到副滑动件(20)的径向最内部分里面的一个高度上，并且副滑动件的开启腔(22)和关闭腔(21)有一定量度，因而在主滑动件(5)的全部开启动作中，在副滑动件(20)的开启动作把环形开口打开后，使关闭液可以不受阻碍地通过环形开口流出。
专利摘要
本发明以现有离心器控制系统为基础，其转子由可作轴向移动的一个主滑环和一个副滑环组成。转子有一不能轴向移动的部分，位于主滑环关闭腔出口的径向外侧，形成主滑环关闭腔和副滑环关闭腔之间的一个间隔。副滑环关闭腔由副滑环和上述间隔之间的密封环在径向内侧关闭。副滑环在它的轴向开启动作中把一环形开口打开，使关闭液从主滑环关闭腔流入副滑环开启腔。本发明的结果使副滑环的开启动作加快，从而也加快了主滑环的开启动作。
文档编号B04B11/00GK85105765SQ85105765
公开日1987年1月28日 申请日期1985年7月29日
发明者克劳斯·斯特劳根, 本特-奥罗夫·古斯塔夫森 申请人:艾尔费拉瓦尔分离技术公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan