SE454571B

SE454571B - CENTRIFUGAL SEPARATOR WITH ANOTHER CHANNEL, FOR SUPPLY OF ADDITIONAL LIQUID, ORGANIZED INSIDE THE HOLIDAY DRIVE SHAFT

Info

Publication number: SE454571B
Application number: SE8604420A
Authority: SE
Inventors: K Laigar
Original assignee: Alfa Laval Separation Ab
Priority date: 1986-10-17
Filing date: 1986-10-17
Publication date: 1988-05-16
Also published as: WO1988002663A1; SE8604420D0

Description

454 -571 z Det sålunda i praktiken utnyttjade arrangemanget innebär att en relativt stor del av den tillgängliga tvärsnittsarean hos drivaxelns hålighet måste tas i anspråk för det centrala röret, eftersom detta inte kan göras allt- för tunt. Vidare innebär arrangemanget en komplikation i samband med montering av centrifugrotorn och varje gång denna skall tagas isär vid servicearbete, emedan det centrala röret därvid måste avlägsnas från de nämnda tätningsorganen och ej är helt enkelt att åter få på plats. Ändamâlet med den föreliggande uppfinningen är att åstadkomma en för- bättrad lösning på ovan diskuterade problem, så att en större del av drivaxelns inre kan utnyttjas för tillförsel av vätskeblandning till rotorn och så att komplikationerna i samband med servicearbeten reduceras. 454 -571 z The arrangement thus used in practice means that a relatively large part of the available cross-sectional area of the drive shaft cavity must be used for the central pipe, since this cannot be done too thinly. Furthermore, the arrangement entails a complication in connection with mounting of the centrifuge rotor and each time this is to be disassembled during service work, since the central tube must be removed from the said sealing means and is not easy to get back in place. The object of the present invention is to provide an improved solution to the problems discussed above, so that a larger part of the interior of the drive shaft can be used for supplying liquid mixture to the rotor and so that the complications in connection with service work are reduced.

Detta-ändamål kan enligt uppfinningen uppnås vid en centrifugalseparator av det inledningsvis angivna slaget~med hjälp av (1) ett rör som sträcker sig inuti nämnda första kanal och som har en genomgående passage bildande nämnda andra kanal för den ytterligare vätskan, varvid röret vid sin från rotorn vända ände uppbära av och är så tätande förbundet med drivaxeln omkring en genomgående öppning i dennas omkretsvägg att öppningen kommuni- cerar med passagen inuti röret, (2) en tätningsanordning innefattande två tätningsorgan, som är anbragta omkring drivaxeln och inrättade att täta mot dennas utsida axiellt på ömse sidor om den nämnda öppningen, och ett tätningshus som tillsamman med tätningsorganen bildar en ringformig I kammare omkring drivaxeln i komunikation med öppningen, och (3) medel för tillförsel av nämnda ytterligare vätska till den nämnda kammaren.This object can be achieved according to the invention in a centrifugal separator of the type indicated in the introduction ~ by means of (1) a tube which extends inside said first channel and which has a continuous passage forming said second channel for the further liquid, wherein the tube at its end facing away from the rotor and is so sealingly connected to the drive shaft about a through opening in its circumferential wall that the opening communicates with the passage inside the tube, (2) a sealing device comprising two sealing means arranged around the drive shaft and arranged to seal against its outside axially on either side of said opening, and a sealing housing which together with the sealing means forms an annular chamber around the drive shaft in communication with the opening, and (3) means for supplying said further liquid to said chamber.

Genom denna uppfinning kan ett rör med mycket tunna väggar anbringas inuti drivaxeln, varigenom största möjliga del av drivaxelns inre kan utnyttjas för tillförsel av vätskeblandning till rotorn. Till följd av att röret uppbära av drivaxeln och ej behöver avlägsnas vid demontering av centri- fugrotorn, behöver sålunda röret ej dimensioneras för att stå emot omild mekanisk behandling. Vidare bortfaller alla problem med montering av det- samma i samband med återkommande servicearbete. En principiell skillnad mellan uppfinningen och den ovan beskrivna förut kända tekniken är att det separata röret inuti drivaxeln enligt uppfinningen utnyttjas för till- - 3 454 571 försel av den nämnda ytterligare vätskan men enligt den förut könda tekniken utnyttjas för tillförsel av vïtskeblandning, som skall uppdelas i komponenter i rotorns separeringakammare.By means of this invention a tube with very thin walls can be fitted inside the drive shaft, whereby the largest possible part of the interior of the drive shaft can be used for supplying liquid mixture to the rotor. Due to the fact that the pipe is supported by the drive shaft and does not need to be removed during disassembly of the centrifuge rotor, the pipe thus does not need to be dimensioned to withstand harsh mechanical treatment. Furthermore, all problems with installation of the same in connection with recurring service work disappear. A principal difference between the invention and the prior art described above is that the separate tube inside the drive shaft according to the invention is used for supply of said further liquid but according to the prior art is used for supply of liquid mixture to be divided. in components of the rotor separation chamber.

Vilken som helst lïmplig typ av tïtningsanordning kan anvïndas inom ramen för uppfinningen. Dock föredrages att tïtningsanordningen innefattar tvi mekaniska tätningar, var och en av vilka har en med drivaxeln förbunden tätningsring inrïttad att axiellt anligga mot en tätningsring som är förbunden med tïtningshuset.Any suitable type of sealing device can be used within the scope of the invention. However, it is preferred that the sealing device comprises two mechanical seals, each of which has a sealing ring connected to the drive shaft arranged to abut axially against a sealing ring which is connected to the sealing housing.

Tïtningen mellan röret och drivaxeln kan ordnas på många olika sätt.The seal between the pipe and the drive shaft can be arranged in many different ways.

Företrädesvis ïr röret permanent förbundet med drivaxeln omkring öppningen i denna, t.ex. genom lödning eller svetsning. För undvikande av relativ- rörelser mellan röret och drivaxeln under drift anligger företrïdesvia det förra mot det senares insida utmed“huvuddelen av sin längd, varjämte det är infört i öppningen i drivaxeln med ett ïndparti som bildar vinkel med drivaxeln.Preferably, the tube is permanently connected to the drive shaft around the opening therein, e.g. by soldering or welding. In order to avoid relative movements between the tube and the drive shaft during operation, the former abuts the former against the inside of the latter along the main part of its length, and it is inserted into the opening in the drive shaft with an end portion forming an angle with the drive shaft.

Uppfinningen beskrivs närmare i det följande med hänvisning till bifogade ritning, som i fig l visar ett utföringsexempel på denna. Fig. 2 visar en förstorad del av Fig. 1.The invention is described in more detail in the following with reference to the accompanying drawing, which in Fig. 1 shows an embodiment of this. Fig. 2 shows an enlarged part of Fig. 1.

I fig l visas en centrifugrotor l, i vilken avgränsas en separerings- kammare 2. På en fördelarfot 3 vilar en sats koniska separeringsplåtar 4 i separeringskammaren 2. Rotorn uppbärs av en ihålig drivaxel 5, som har en genomgående central kanal 6. Via passager 7 1 rotorn samt hål 8 i för- delarfoten 3 står kanalen 6 i drivaxeln i förbindelse med separerings kammaren 2. Drivaxeln uppbära av ett stativ 9 via en övre lageranordning 10 och en nedre lageranordning ll. Mellan lageranordningarna 10 och ll finns organ (ej visade) för drivning av drivaxeln 5 och därmed rotorn 1.Fig. 1 shows a centrifugal rotor 1, in which a separating chamber 2 is delimited. On a distributor foot 3 rests a set of conical separating plates 4 in the separating chamber 2. The rotor is supported by a hollow drive shaft 5, which has a continuous central channel 6. Via passages 7 In the rotor and holes 8 in the distributor foot 3, the channel 6 in the drive shaft is connected to the separation chamber 2. The drive shaft is supported by a frame 9 via an upper bearing device 10 and a lower bearing device 11. Between the bearing devices 10 and 11 there are means (not shown) for driving the drive shaft 5 and thus the rotor 1.

Inuti drivsxelns kanal 6 sträcker sig ett smalt rör 12 med en genomgående passage 13; Röret 12 har bockade ïndpartier, vilka sträcker sig in i två genomgående öppningar lb resp. lS i drivaxelna 5 omkretsvïgg. Rörets 12 ändpartier ïr tätt förbundna med drivaxeln 5 runt de nämnda öppningarna 454 571 4 14 och 15, t.ex. genom svetsning. Huvuddelen av röret 12 anligger mot insidan av drivaxeln 5. 54 I rotorn 1 bildas en kanal 16 och ett därmed kommunicerande utrymme 17 under fördelarfoten 3. Via kanalen 16 och utrymmet 17 står öppningen 14 och alltså passagen 13 i röret 12 i förbindelse med separerings- kammaren 2.Inside the channel 6 of the drive shaft extends a narrow tube 12 with a through passage 13; The tube 12 has bent end portions, which extend into two through-openings 1b resp. lS in the drive shafts 5 circumferential wall. The end portions of the tube 12 are tightly connected to the drive shaft 5 around the said openings 454 571 4 14 and 15, e.g. by welding. The main part of the tube 12 abuts against the inside of the drive shaft 5. 54 In the rotor 1 a channel 16 and a space 17 communicating therewith are formed under the distributor foot 3. Via the channel 16 and the space 17 the opening 14 and thus the passage 13 in the tube 12 are connected to the separation chamber 2.

Runt drivaxelns 5 nedre parti i omrâdet för den nedre öppningen 15 uppbär stativet 9 en tätningsanordning 18, vilken ör inrättad för separat till- försel av olika vätskor till kanalen 6 i drivaxeln 5 resp. passagen 13 i röret 12. Sålunda ör tïtningsanordningen 18 via en ledning 19 ansluten till en pump 20 för tillförsel av en vätskeblandning, som i separerings- kammaren 2 skall uppdelas i två komponenter, och via en ledning 21 är tätningsanordningen 18 ansluten till en annan pump 22 för tillförsel av en ytterligare vätska till separeringskammaren 2 via röret 12.Around the lower part of the drive shaft 5 in the area of the lower opening 15, the frame 9 carries a sealing device 18, which is arranged for separate supply of different liquids to the channel 6 in the drive shaft 5 resp. the passage 13 in the pipe 12. Thus the sealing device 18 is connected via a line 19 to a pump 20 for supplying a liquid mixture, which in the separation chamber 2 is to be divided into two components, and via a line 21 the sealing device 18 is connected to another pump 22 for supplying an additional liquid to the separation chamber 2 via the tube 12.

Tätningsanordningen 18, som visas förstorad i fig 2, innefattar ett hus 23, som omger drivaxelns 5 nedre öndparti och är förbundet med stativet 9.The sealing device 18, shown enlarged in Fig. 2, comprises a housing 23, which surrounds the lower end portion of the drive shaft 5 and is connected to the frame 9.

Inuti huset 23 omges drivaxeln S axiellt på ömse sidor om den ovannämnda öppningen 15 av två mekaniska tätningar. Den ena (övre) mekaniska tärningen har en med drivaxeln förbunden roterbar tïtningsring 24 och en med stativet 9 förbunden stationär tätningsring 25. Tätningsringarna ZÅ och 25 anligger tïtande axiellt mot varandra. Den andra (nedre) mekaniska tätningen har en med drivaxeln förbunden roterbar tätningsring 26 och en med huset 23 förbunden stationär tötningsring 27. Tätningsringarns 26 och 27 anligger tätande axiellt mot varandra. En skruvfjäder 28 är anordnad mellan de båda roterbara tätningsringarna 24, 26 och pressar dessa ifrån varandra till anliggning mot de respektive stationära tïtningsringarna 25 och 27. De roterbara tïtningsringarna 24 och 26 är således axiellt rörliga relativt drivaxeln 5 under tätande anliggning mot dennas utsida.Inside the housing 23, the drive shaft S is axially surrounded on either side of the above-mentioned opening 15 by two mechanical seals. One (upper) mechanical cube has a rotatable sealing ring 24 connected to the drive shaft and a stationary sealing ring 25 connected to the frame 9. The sealing rings ZÅ and 25 abut sealingly axially against each other. The second (lower) mechanical seal has a rotatable sealing ring 26 connected to the drive shaft and a stationary sealing ring 27 connected to the housing 23. The sealing rings 26 and 27 abut sealingly against each other axially. A helical spring 28 is arranged between the two rotatable sealing rings 24, 26 and presses them apart to abut against the respective stationary sealing rings 25 and 27. The rotatable sealing rings 24 and 26 are thus axially movable relative to the drive shaft 5 during sealing abutment against the outside thereof.

Inuti huset 23 bildas en ringformig kammare 29, som kommunicerar med den förut nämnda öppningen 15 i drivaxeln 5. I kamaren 29 mynnar ledningen 21. 3 M _ 5 454 571 Vid sin nedre ïnde har huset 23 en central genomgående borrning 30, till vilken ledningen 19 ïr ansluten. Botrningen 30 komunicerar med kanalen 6 i drivaxeln S.Inside the housing 23, an annular chamber 29 is formed, which communicates with the aforementioned opening 15 in the drive shaft 5. In the chamber 29, the conduit 21 opens. At its lower end, the housing 23 has a central continuous bore 30, to which the conduit 19 are connected. The housing 30 communicates with the channel 6 in the drive shaft S.

Den nedre mekaniska tätningen 26, 27 omkring drivaxeln 5 förhindrar kommu- nikation mellan den ringformiga kammaren 29 och borrningen 30 i huset 23.The lower mechanical seal 26, 27 about the drive shaft 5 prevents communication between the annular chamber 29 and the bore 30 in the housing 23.

Såsom tötningsvïtaka för de båda mekaniska tïtningarna i huset 23 tjänar den vïtska som tillförs kammaren 29 via ledningen 21. En dröneringskanal 31 ïr utformad i stativet 9 för att leda bort vätska, som eventuellt passerar förbi den övre mekaniska tötningen 24, 25.The sealing fluid for the two mechanical seals in the housing 23 serves as the liquid which is supplied to the chamber 29 via the conduit 21. A drainage channel 31 is formed in the frame 9 to divert liquid, which possibly passes past the upper mechanical seal 24, 25.

Det i fig l och 2 visade arrangemanget utnyttjas pi följande aïtt.The arrangement shown in Figures 1 and 2 is used in the following manner.

I samband med igångsättning av centrifugrotorn 1 aktiveras pumpen 22, så att vätska tillförs kammaren 29 l huset 23. Därigenom säkerställs funktionsfuktning av de mekaniska tätningarna 24, 25 och 26, 27. Sedan önskad rotationshastighet uppnåtts för centrifugrotorn aktiveras pumpen 20, så att en vïtskeblandning tillförs rotorns separeringskamare 2 via ledningen 19, borrningen 30, kanalen 6, passagerna 7 och hålen 8.In connection with actuation of the centrifuge rotor 1, the pump 22 is activated, so that liquid is supplied to the chamber 29 in the housing 23. This ensures functional wetting of the mechanical seals 24, 25 and 26, 27. After the desired rotational speed has been reached for the centrifuge rotor, the pump 20 is activated is supplied to the separation chamber 2 of the rotor via the line 19, the bore 30, the channel 6, the passages 7 and the holes 8.

I separeringskammaren 2 bildas vid den radiella nivån för hålen 8 ett gränsskikt mellan två separerade komponenter av den tillförda vätske- blandningen. Den ytterligare vïtska, som tillförs separeringskammaren 2 medelst pupen 22 via ledningen 21, kammaren 23, öppningen 15, passagen 13, öppningen lb, kanalen 16 och utrymet 17, kommer således att blandas med den tyngre av de tvi separerade komponenterna 1 aepareringskammaren 2.In the separation chamber 2, at the radial level of the holes 8, a boundary layer is formed between two separated components of the supplied liquid mixture. The additional liquid supplied to the separation chamber 2 by means of the pupa 22 via the conduit 21, the chamber 23, the opening 15, the passage 13, the opening 1b, the channel 16 and the space 17 will thus be mixed with the heavier of the two separated components 1 the separation chamber 2.

På så sätt kan viskositeten sänkas hos denna komponent, som därigenom lättare än annars kan matas ut ur rotorn via ett utlopp, som ej visas på ritningen.In this way, the viscosity of this component can be reduced, which can thereby be more easily than otherwise discharged from the rotor via an outlet, which is not shown in the drawing.

Claims

454- 571 Patent claims

A centrifugal separator having a rotor (1) forming a separation chamber (2) and a hollow drive shaft (5) supporting the rotor, the drive shaft (5) enclosing a first channel opening into the rotor and arranged for supplying a liquid mixture, which in the separation chamber (2) is to be divided into different components, and a second channel opens into the rotor separate from the mouth of the first channel and arranged to supply an additional liquid to the rotor, characterized by a tube (12) extending inside said first channel (6) and having a through passage (13) forming said second channel for the further liquid, the tube (12) being supported by at its end facing away from the rotor and being so sealingly connected to the drive shaft (S) about a through-opening (15) in its circumferential wall that the opening (15) communicates with the passage (13) inside the pipe (12), - a sealing device (18) comprising two sealing means arranged around the drive shaft (5) and arranged to seal against itsoutside axially on either side of said opening (15), and a sealing housing (23) which together with the sealing means forms an annular chamber (29) about the drive shaft (5) in communication with the opening (15), and - means (Z1, 22 ) for supplying said additional liquid to said chamber (29).

Centrifugal separator according to claim 1, characterized in that the sealing device (18) comprises two mechanical seals (24, 25; 26, 27), each of which has a sealing ring (24; 26) connected to the drive shaft and arranged to abut axially against a sealing ring (25; 27) connected to the sealing housing (23).

Centrifugal separator according to claim 1 or 2, characterized in that the end of the tube (12) is permanently connected to the drive shaft (5) around the opening (15) therein, e.g. by soldering or welding. v; '1 454 571

Centrifugal separator according to one of the preceding claims, characterized in that: the tube (12) abuts the inside of the drive shaft (5) along the main part of its length and is inserted into the opening (15) in the drive shaft with an end patty which forms angle with the drive shaft (S).