[其他]双斜面倾析器的三态分离装置

说明书

本发明涉及把一种由轻、重液体和固体物质组成的流体分离成轻、重液体和固体的装置。

至今，用来把混有重、轻液体和大于重液体比重的固体的流体分离成重液体、轻液体、固体这三种状态的装置如离心式分离机已被采用。例如，传统使用的三种状态分离装置，包括使用一台普通离心式分离机或过滤器把固体从液体中分离后，再用一台园盘式倾析器把液体分离成轻、重液体。

例如，图3所示的利用螺旋式倾析器来进行三种状态分离已试验过。如图3中所示，螺旋式倾析器20由一个离心机转筒21和一个螺旋推进器组成。离心机转筒21包括一个园筒形部分21a和与它邻接的园锥形部分21b，螺旋推进器同轴地安装在离心机转筒21内，它的周缘部分与离心机转筒的内壁之间具有很小的间距。其中，当离心机转筒21以高速旋转时，注入到离心机转筒21内的固体和液体的混合流体（箭头A′所示）分别被分离成由箭头B′表示的固体和由箭头C′和D′表示的轻、重液体。为了有效地排出固体，园锥形部分的园锥角θ要求做得很小。由于考虑到安装空间和其它因素，通常倾析器20的总长度不可能做得过长。由于总的长度L₀受到限制，为了保持园筒形部分21a的长度L₂，故此园锥形部分21b的长度L₁不可能做得很长。因此，园锥形部分的这个短的长度L₁以及它的小园锥角θ就必然使得离心机转筒21内液体的深度D很浅。

发明者在日本专利刊号NO.50-54161中公开的发明中，例如图3中所示的螺旋式倾析器有如图4所示的园锥形部分21b形成的两种园锥角θ₁和θ₂，其中，与园筒形部分21a邻接部分的园锥角θ₁做得较大，而下一部分的园锥角θ₂做得较小。这种设计使得流体的深度D（图3）相当的深。这种型式的倾析器只允许分离出液体和固体两种状态，但不能分离轻、重液体。

用一台离心机或过滤器把固体从流体中分离后，再用一台园盘式倾析器把液体分成重、轻液体，上述这种方法需要两台离心机，需要两道高能源消耗的加工处理，结果导致设备和操作费用高。

如图3所示由于离心机转筒内的流体深度D很浅螺旋式倾析器不可能充分地分离两种状态的液体（即重、轻液体），因此为了分离液体通常的作法是用园盘式倾析器进行重复处理。

用一台两态分离倾析器和园盘式倾析器（分离平板式离心机）进行上述重复分离处理所得到的试验结果数据的一个例子表示在图5的方框图中。图5中所示的数据，是在一家鱼粉厂试验的结果，轻液体中的油含有2.5%容量的水及2%容量的固体，做为一种后处理这就需要用一台分离平板式离心机（园盘式倾析器）进行精加工，这样用一次处理来完成的三态分离是不可能的，在处理中只能得到由于减少了机器数量所降低的设计费以及由于减少操作所降低的能源费用。

其理由如下，参照图3，在上述的螺旋式倾析器内，离心机转筒21内的液体深度D照例是浅的，因此当被处理的悬浮液内的固体的比重和液体的比重没有明显差异时，就不能充分地从液体中分离出固体。

此外，如果这种型式的倾析器用于三态分离，那么由于液体深度D较浅及流体产生紊流，在重、轻液体之间建立一个分界而是困难的，而且紊流还搅拌固体，因此进行良好的分离是不可能的。

参照图4所述，在园锥形部分上有两级园锥角的螺旋式倾析器一般是用来分离两态的，也就是固体和液体，但不能构成适当的三态分离，也就是重、轻液体及固体。

本发明的目的是提供一台螺旋式倾析器，使其能够对包含有重、轻液体及固体的流体进行严格有效的三态分离。以前用一台单一的离心分离器进行这种分离是不可能的。

为了解决上述问题，本发明所提供的设备是一个与高速转动的螺旋式固体和流体分离装置，上述装置由一个圆筒形部分和与其连接的一个倾斜部分所构成的离心机转筒以及一个同轴安装在离心机转筒内的螺旋推进器组成，在螺旋推进器的周缘和离心机转筒的内壁之间有很小的间距，其特征是邻接园筒形区域的倾斜部分的园锥角大于前端区域倾斜部分的园锥角，与倾斜部分相对的园筒形部分的端部装有一个重液体排出口和一个轻液体排出口。上述重液体排出口设置在靠近离心机转筒的内壁处;而上述轻液体的排出口则设置在靠近离心机转筒的液面处。