离心分离器、用于离心分离器的耐磨构件和耐磨构件组

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离心分离器、用于离心分离器的耐磨构件和耐磨构件组\n技术领域\n[0001] 本发明涉及离心分离器，其包括：滚筒(bowl)，其在使用中沿旋转方向围绕沿滚筒的纵向方向延伸的旋转轴线旋转，所述滚筒包括带有狭窄排放端的锥形部分，排放端包括径向表面；端构件，其与径向表面相对；多个间隔(distance)构件，其在径向表面和端构件之间延伸并且提供在相邻间隔构件之间的出口开口，所述间隔构件具有沿旋转轴线的轴向方向的轴向延伸部和垂直于轴向延伸部的周向延伸部；以及耐磨构件，其覆盖在出口开口处的表面。\n[0002] 本发明还涉及用于这样的离心分离器的耐磨构件和用于离心分离器的耐磨构件组。\n背景技术\n[0003] 公知的是在离心分离器的固相或重相出口处提供耐磨构件，因为与进料在离心分离器的滚筒内部分离的固相在类似例如钻探泥浆的一些应用中是磨料。\n[0004] US-A-5 244 584公开了一种所述领域的离心分离器，其中L形耐磨构件提供用于保护直接暴露于流出的固相的间隔构件。覆盖间隔构件的前表面的L形构件的腿部延伸超过滚筒的外表面。L形构件由从外部穿过间隔构件并插入L形构件的螺栓紧固，并且L形构件尺寸以如下方式设计，即使得它能在不必拆卸滚筒的情况下插入和装配。L形构件具有涉及待组装的许多部件的复杂构造。\n[0005] 滚筒通常容纳在带有隔室的壳体中，隔室接纳从滚筒的出口排出的材料，例如固相。固相可积累在接纳隔室中，直到它在出口处到达滚筒的外部，从而造成滚筒的研磨(abrasion)。延伸超过滚筒的外表面的L形构件的腿部可充当刮刀以减轻这个问题。L形构件由若干件构成并且因此具有复杂的构造。\n[0006] US-B-7 374 529公开了另一种上述类型的离心分离器，其中U形耐磨构件从外部插入出口开口中并借助于插入通过U形构件的外凸缘且紧固在滚筒的材料中的螺栓从外部紧固。螺栓因此必须抵抗作用于U形构件上的离心力。U形构件延伸超过滚筒的外表面并且在U形构件间隔件之间借助于螺栓紧固到间隔构件的外侧，该螺栓抵抗作用于隔离件上的离心力。由于用于耐磨构件的材料通常是易碎的，使用通过耐磨构件从外部引入的螺栓可造成强度问题。\n[0007] 本发明的目的是避免或减轻以上概括的问题。\n发明内容\n[0008] 实现该目的是因为：耐磨构件包括带有覆盖(mantle)部分的衬套构件，该覆盖部分至少围绕所述间隔构件的周向延伸部的足够部分而包围相应的间隔构件，以防止沿垂直于轴向方向的方向移除衬套构件。因此实现的是，避免了对从外部穿过耐磨构件的螺栓抵抗离心力的需求，因为衬套构件由间隔构件牢固地承载。提供衬套形式的耐磨构件要求在离心分离器的端构件与滚筒的锥形部分组装之前必须将这些耐磨构件装配在间隔构件上，并且相应地拆卸是必要的，以便更新耐磨构件。然而，仅在使得该缺点次于本发明的益处的这样长的间隔中才需要使用优质耐磨材料更新。\n[0009] 在一个实施例中，衬套构件的覆盖部分为管状并且周向完全包围间隔构件。由此实现了对间隔构件的外部针对研磨的有效保护。\n[0010] 在另一个实施例中，衬套构件的覆盖部分具有垂直于轴向方向的C形横截面。此外，耐磨构件优选地包括各自覆盖径向表面的一部分的多个板构件。由此实现了有利于使用诸如碳化钨的优质耐磨材料的简单构造。\n[0011] 在一个实施例中，衬套构件在一端处具有邻接径向表面且覆盖所述径向表面的一部分的凸缘。优选地，板构件在相邻的衬套构件之间装配在径向表面上，衬套构件的凸缘的边缘与板构件的边缘重叠。因此，板构件被衬套构件抵靠径向表面保持。优选地，板构件具有腰部部分，凸缘被构造成接合腰部部分并由于重叠和腰部部分而固定板构件。因此，板构件也沿两个径向方向被保持。\n[0012] 在一个实施例中，板构件分别包括用于间隔构件延伸穿过的开口，并且板构件的边缘与相邻板构件的相邻边缘重叠。优选地，板构件包括用于紧固构件的孔，并且用于间隔构件的开口适于容纳衬套构件的端部。由于间隔构件和进一步地衬套构件分别行进穿过和进入板构件中的开口，板构件被间隔构件对抗离心力与衬套构件保持在一起。优选地，板构件在该实施例中例如借助于在带有对应的孔和开口的平钢环上的胶进行安装，因此带有板构件的钢环借助于例如螺栓而紧固，该螺栓插入通过孔并抵靠钢环中的孔的边缘而紧固，而不抵靠板构件的孔的边缘紧固，板构件的孔具有比钢环的孔更大的直径。插入通过板构件中的孔的诸如螺栓的紧固构件将仅在胶失效的情况下主动地保持板构件，并且然后主要沿轴向方向保持板构件，在该方向上，作用于板构件的力相对于离心力较小。\n[0013] 在一个实施例中，覆盖径向表面的一部分的耐磨构件的凹形边缘包括从耐磨构件的平面升高的延伸部，从而延伸部被布置成围绕邻近径向表面的锥形部分的内边缘而延伸，以保护所述内边缘。由此实现对邻近径向表面的锥形部分的内边缘的保护。\n[0014] 优选地，耐磨构件包括碳化钨。\n[0015] 优选地，间隔构件和相应地衬套构件的覆盖部分具有垂直于轴向方向的非圆形横截面，以防止衬套构件围绕间隔构件旋转。\n[0016] 优选地，覆盖部分利用松配合装配在间隔构件上，并且提供填充材料以填充在覆盖部分和间隔构件之间的间隙。通过松配合实现的是，避免了可能造成衬套构件断裂的张力，并且通过诸如胶的填充材料实现了作用在覆盖部分和间隔构件之间的力的均匀分布。\n[0017] 本发明的目的进一步由用于根据本发明的离心分离器的耐磨构件和由用于根据本发明的离心分离器的耐磨构件组实现，所述耐磨构件被成形为具有覆盖部分的衬套构件，该覆盖部分至少围绕所述间隔构件的周向延伸部的足够部分包围相应的间隔构件，以防止沿垂直于轴向方向的方向移除衬套构件，所述组包括具有覆盖部分的衬套构件和用于在相邻衬套构件之间覆盖径向表面的一部分的板构件，该覆盖部分至少围绕所述间隔构件的周向延伸部的足够部分包围相应的间隔构件，以防止沿垂直于轴向方向的方向移除衬套构件。\n附图说明\n[0018] 下面将以举例方式参照所附示意图进一步详细描述本发明，在附图中：\n[0019] 图1示出省去本发明的新颖特征的离心分离器；\n[0020] 图2是滚筒的锥形部分的狭窄端和配有根据本发明的第一实施例的耐磨构件的端构件的局部斜视图；\n[0021] 图3是装配在间隔构件上的衬套构件的剖视图；\n[0022] 图4是衬套构件的第二实施例的斜视图；\n[0023] 图5是板构件的第二实施例的斜视图；\n[0024] 图6是图5的板构件的平面图；\n[0025] 图7示出沿图6中的线VII-VII的截面；\n[0026] 图8示出组装到环中的第二实施例的板构件；以及\n[0027] 图9示出第三实施例的斜视图。\n具体实施方式\n[0028] 图1中示意性地示出的离心分离器或沉降式离心机的旋转主体1包括滚筒2和螺旋输送机3，滚筒2和螺旋输送机3安装在轴4上，使得它们在使用中能被带动围绕水平旋转轴线5旋转，旋转轴线5沿滚筒2的纵向方向延伸。此外，旋转主体1具有垂直于纵向方向延伸的径向方向5a。\n[0029] 为简单起见，方向“上”和“下”在本文中分别用来表示朝向旋转轴线5和远离旋转轴线5的径向方向。\n[0030] 滚筒2包括设置在滚筒2的一个纵向端处的基板6，该基板6具有内侧7和外侧\n8。基板6设有具有在基板的外侧8中的外部开口的多个液相出口通道9。此外，滚筒2在与基板6相对的端部处设有固相排放开口10。\n[0031] 螺旋输送机3包括用于将诸如浆料的进料进给至旋转主体1的入口开口11，浆料包括轻相或液相12和重相或固相13。在如前所述旋转主体1的旋转期间，实现液相12和固相13的分离。液相12通过基板6中的出口通道9排放，同时螺旋输送机3朝固相排放开口10输送固相13，固相13通过固相排放开口10最终排放。由于此处所描述的省略了与固相排放开口10有关的细节，图1中公开的离心分离器属于现有技术。\n[0032] 图2中更详细地示出了固相排放开口或出口开口10周围的区域，该图示出滚筒2的锥形部分17的狭窄端15。狭窄端15具有由根据本发明的第一实施例的耐磨构件所覆盖的径向表面19。离心分离器的端构件21具有带有用于未示出的螺栓的通孔25的凸缘部分\n23，并且间隔构件27(参见图3)在径向表面19和凸缘部分23之间延伸。未示出的螺栓插入孔25和间隔构件27中的通孔28中，以便紧固在锥形部分17中，从而将端构件21安装在锥形部分17上。间隔构件27可与锥形部分17或与端构件21一体化，或者它们可以是单独的元件。\n[0033] 在间隔构件27之间存在出口开口10。图2中所示的出口开口10配有第一实施例的耐磨构件。\n[0034] 在第一实施例中，衬套构件29具有包围相应的间隔构件27的管状覆盖部分31。\n虽然不是圆形的，但间隔构件27在图示实施例中为柱形的，并且因此管状覆盖部分31也是柱形的以匹配间隔构件。然而，间隔构件和相应地管状覆盖部分可以是锥形的，优选地略微锥形的。\n[0035] 衬套构件29的管状覆盖部分31在邻近径向表面19的端部处承载邻接所述径向表面的凸缘33。\n[0036] 在相邻的衬套构件29之间，板构件35装配在径向表面19上。板构件具有带有腰部部分37的沙漏形。此外，凸缘33和板构件的相邻边缘39为阶梯状，从而使凸缘33的边缘与板构件35的边缘重叠。因此，凸缘33由于重叠和腰部部分37的沙漏形形状而固定板构件35。衬套构件29又通过在径向表面19和凸缘部分23之间装配在间隔构件27上来固定。优选地，粘固剂等填料用来填充在耐磨构件和包括端构件和尤其间隔构件的滚筒的相邻表面之间的任何间隙。此类填料有助于固定耐磨构件和避免咔嗒声。\n[0037] 图2中所示的实施例还包括借助于胶附连的单独的角部元件41，以用于对邻近径向表面19的锥形部分17的内边缘的防磨保护。\n[0038] 图4至图8示出了可作为衬套构件29和板构件35的备选方案装配在出口开口10处的耐磨构件的第二实施例。\n[0039] 第二实施例包括柱形衬套构件43和板构件45。类似结合第一实施例所提及的，在变型中，衬套构件可或多或少地为锥形，以对应于间隔构件27的形状。第二实施例的构件适合与第一实施例的构件相同的离心分离器，第二实施例的衬套构件43的横截面可与第一实施例的衬套构件29的管状覆盖部分的横截面相同，如图3中所示。衬套构件43在一端处具有将接纳在凸缘部分23中的未示出的凹部中的突出部47a、47b。\n[0040] 板构件45在第二实施例中适于形成覆盖径向表面19的环(参见图8)。板构件\n45具有成形为利用松配合接纳衬套构件25的开口49。除了开口49之外，板构件45具有带有凹进边缘51a的孔51，以用于接纳诸如螺栓(未示出)的紧固构件。\n[0041] 板构件45具有带有延伸部55的凹形边缘53，当板构件已安装时，延伸部55从邻接径向表面19的表面57的平面升高，从而延伸部55围绕邻近径向表面19的锥形部分17的内边缘延伸，以保护所述内边缘。因此，所述延伸部55类似于第一实施例的单独的角部(corner)元件41。\n[0042] 在凹形边缘53的任一端处，板构件具有阶梯状边缘59、61，从而阶梯状边缘带相对的阶梯，以使得当板构件45被安装以在径向表面19上形成环时，邻近一个板构件45a的孔51的边缘59可与邻近相邻板构件45b的开口49的边缘61重叠。\n[0043] 板构件45的安装按以下方式进行：将板构件45在平坦钢环(未示出)上组装成如图8所示的环。钢环包括对应于开口49以供间隔构件27延伸通过的开口和对应于孔51但具有更小直径的孔。板构件45借助于例如胶紧固到钢环，并且钢环借助于带有头部的螺栓紧固到离心分离器的滚筒的狭窄端的径向表面19，头部成形为使得螺栓抵靠钢环中的孔的边缘紧固，而不邻接但只是覆盖板构件中的孔51的凹进边缘51a。螺栓的头部容纳在孔中以免受到磨损。覆盖凹进边缘51a的螺栓的头部固定板构件，以防止其在胶一旦失效时被移除。在胶一旦失效时，由螺栓通过孔51固定的一个板构件的阶梯状边缘59将固定相邻板构件45b的相对的阶梯状边缘61。\n[0044] 图9示出第三实施例的四个构件的斜视图，即两个衬套构件63和两个板构件65。\n该实施例将第一实施例和第二实施例的各种特征与一些新特征结合在一起。因此，衬套构件63包括具有C形横截面的覆盖部分67。当衬套构件已安装时，覆盖部分67将充分地包围间隔构件，以防止衬套构件沿垂直于轴向方向的方向被移除。\n[0045] 此外，对应于间隔构件的横截面的衬套构件的内壁69的非圆形横截面防止衬套构件63围绕间隔构件旋转。这也适用于上述第一和第二实施例。\n[0046] 类似第一实施例的衬套构件，衬套构件63具有用于邻接离心分离器的滚筒的狭窄端的径向表面的凸缘71。在该第三实施例中，板构件65和衬套构件具有直的重叠的相邻边缘。因此，板构件65具有阶梯状边缘73，并且衬套构件具有重叠的阶梯状边缘75。因此，当安装时，衬套构件沿轴向方向且沿向下的径向方向固定板构件。衬套构件63和板构件65在其凹进边缘处还具有分别从相邻表面83、85的平面升高的相应的延伸部79、81。这些延伸部79、81对应于第二实施例的板构件45的延伸部55。\n[0047] 直的重叠边缘73和75沿延伸部79、81的端部延伸，并且因此衬套构件63也沿向上的径向方向固定板构件65。\n[0048] 应当指出，三个实施例的特征的进一步混合也是可能的。例如，在第三实施例中，有可能使用完全包围间隔构件的管状覆盖部分，类似于在第一实施例中那样。