СИСТЕМА ЦЕНТРОБЕЖНОЙ СЕПАРАЦИИ И СПОСОБ РАБОТЫ ЦЕНТРОБЕЖНОГО СЕПАРАТОРА Российский патент 2022 года по МПК B04B1/04 B04B11/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к системе центробежной сепарации и способу работы центробежного сепаратора.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Во время использования центробежного сепаратора может выполняться измерение параметра жидкой сырьевой смеси или ее разделенных легкой и тяжелой фазовых составляющих. Измеренный параметр можно использовать для контроля и/или управления разделением жидкой сырьевой смеси на легкую и тяжелую фазы.

Документ US 7485084 раскрывает центробежный сепаратор и способ разделения продукта на тяжелую фазу и легкую фазу. Ротор центрифуги заключает в себе замкнутую зону сепарации, которая имеет радиально внешнюю часть для тяжелой фазы, радиально внутреннюю часть для легкой фазы и центральную газонаполненную зону. Радиально внешняя часть отделяется от радиально внутренней части уровнем межфазного слоя. Впускной патрубок продолжается в зону сепарации для подачи продукта. Первый выпускной участок продолжается от радиально внешней части для выгрузки тяжелой фазы. Второй выпускной участок продолжается от радиально внутренней части для выгрузки легкой фазы. Управляющая аппаратура позволяет доводить уровень межфазного слоя до требуемого радиального положения. Датчик измеряет параметр, связанный с давлением газа в центральной зоне. Управляющая аппаратура регулирует противодавление в первом выпускном участке по измеренному параметру для доведения уровня межфазного слоя до искомого радиального положения.

Документ US 3408000 раскрывает центробежный сепаратор, содержащий две трубы, продолжающиеся в зону осадка зоны сепарации ротора центробежного сепаратора. Каждая из труб герметично соединена со стационарным каналом, продолжающимся из сепаратора. В каналах расположены датчики давления. Осадок выгружается через радиально расположенные, внешние выпускные отверстия для осадка в роторе, когда достигается заданная разность давлений.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Опора на косвенные данные измерений параметров технологических жидкостей внутри центробежного сепаратора, полученные в газе или трубах, или каналах, может оказаться ненадежной или невозможной для центробежных сепараторов некоторых типов.

Желательно устранить или, по меньшей мере, уменьшить один из вышеупомянутых недостатков. В частности, желательно обеспечить надежное определение параметров, связанных с сепарацией жидкой сырьевой смеси в центробежном сепараторе. С целью более эффективного решения одной или более упомянутых задач, в соответствии с разными аспектами предлагаются система центробежной сепарации, имеющая признаки, описанные в одном из независимых пунктов формулы изобретения, и способ работы центробежного сепаратора, описанный в дополнительном независимом пункте формулы изобретения.

В соответствии с аспектом изобретения обеспечивается система центробежной сепарации, содержащая центробежный сепаратор, выполненный с возможностью разделения жидкой сырьевой смеси на легкую фазу и тяжелую фазу, и систему управления. Технологическая жидкость содержит одно или более из жидкой сырьевой смеси, легкой фазы и тяжелой фазы. Центробежный сепаратор содержит ротор, выполненный с возможностью вращения вокруг вертикальной оси вращения, и обеспечен зоной сепарации. Центробежный сепаратор дополнительно содержит впускной патрубок, ведущий в зону сепарации, выпускной участок для легкой фазы, ведущий из зоны сепарации, выпускной участок для тяжелой фазы, ведущий из зоны сепарации, и набор сепарационных дисков, расположенных внутри зоны сепарации. Система управления содержит первый датчик давления, расположенный в первом радиальном положении в зоне сепарации, и блок управления. Система управления содержит второй датчик давления, расположенный во втором радиальном положении в зоне сепарации. Первое радиальное положение находится радиально снаружи второго радиального положения, при этом первый и второй датчики давления находятся в положении погружения в технологическую жидкость в процессе работы центробежного сепаратора, и при этом блок управления выполнен с возможностью определения параметра технологической жидкости внутри зоны сепарации в процессе работы центробежного сепаратора на основании измерений от первого и второго датчиков давления.

Поскольку первый и второй датчики давления расположены в разных радиальных положениях в зоне сепарации, и первый и второй датчики давления погружены в технологическую жидкость, и поскольку блок управления выполнен с возможностью определения параметра технологической жидкости внутри зоны сепарации в процессе работы центробежного сепаратора на основании измерений от первого и второго датчиков давления, то обеспечиваются условия для использования параметра в процессе работы системы центробежной сепарации.

В соответствии с дополнительным аспектом изобретения обеспечивается способ работы центробежного сепаратора, выполненного с возможностью разделения сырьевой смеси на легкую фазу и тяжелую фазу. Технологическая жидкость содержит одно или более из жидкой сырьевой смеси, легкой фазы и тяжелой фазы. Центробежный сепаратор содержит ротор, выполненный с возможностью вращения вокруг вертикальной оси вращения и обеспеченный зоной сепарации, впускной патрубок, ведущий в зону сепарации, выпускной участок для легкой фазы, ведущий из зоны сепарации, выпускной участок для тяжелой фазы, ведущий из зоны сепарации, набор сепарационных дисков, расположенных внутри зоны сепарации, первый датчик давления, расположенный в первом радиальном положении в зоне сепарации, и второй датчик давления, расположенный во втором радиальном положении в зоне сепарации. Первое радиальное положение находится радиально снаружи второго радиального положения. Способ содержит следующие этапы:

- вращение ротора,

- подачу жидкой сырьевой смеси в зону сепарации по впускному патрубку,

- погружение первого и второго датчиков давления в технологическую жидкость,

- измерение первого давления первым датчиком давления,

- измерение второго давления вторым датчиком давления, и

- определение параметра технологической жидкости на основании первого и второго давлений.

Поскольку способ содержит этапы погружения первого и второго датчиков давления в технологическую жидкость, измерения первого давления, измерения второго давления и определения параметра технологической жидкости на основании первого и второго давлений, то обеспечиваются условия для использования параметра в процессе работы центробежного сепаратора и/или в процессе работы системы центробежной сепарации.

Центробежный сепаратор может также называться центробежным сепаратором с набором дисков. Центробежный сепаратор может быть высокоскоростным центробежным сепаратором, т.е. центробежным сепаратором, в котором ротор вращается вокруг вертикальной оси вращения с частотой одна или более тысяч оборотов в минуту, об/мин. Ротор может также называться сепараторный ротор, барабаном сепаратора или барабан.

Ротор может быть расположен внутри стационарного корпуса центробежного сепаратора. Ротор может приводиться во вращательное движение вокруг вертикальной оси вращения приводным устройством, содержащим, например, электродвигатель.

В процессе разделения жидкой сырьевой смеси на легкую фазу и тяжелую фазу, тяжелая фаза собирается на окружном участке по периферии зоны сепарации. Окружной участок продолжается в окружном направлении сепараторного ротора и, таким образом, может формировать условное кольцо или тор внутри зоны сепарации.

Жидкая сырьевая смесь может содержать твердое вещество. Твердое вещество может отделяться от жидкой сырьевой смеси в составе тяжелой фазы. Таким образом, тяжелая фаза может формировать суспензию твердого вещества, например, концентрированную суспензию твердого вещества. В качестве альтернативы, содержащееся твердое вещество может входить в состав фазы осадка, которая покидает зону сепарации через выпускной участок для осадка. В дополнительном альтернативном варианте жидкая сырьевая смесь содержит жидкую фазу осадка, которая тяжелее, чем тяжелая фаза. В таком последнем альтернативном варианте фаза осадка также может покидать зону сепарации через выпускной участок для осадка.

Термин технологическая жидкость относится ко всему веществу, смешанному или разделенному, перерабатываемому в центробежном сепараторе в процессе работы центробежного сепаратора. Соответственно, термин технологическая жидкость относится к жидкой сырьевой смеси и каждой из ее составляющих, включая любые твердые частицы, т.е. к легкой фазе, тяжелой фазе и осадку, при наличии последнего.

Параметр технологической жидкости может быть, например, разностью давлений между давлениями, измеренными первым и вторым датчиками давления, радиальным положением границы раздела между легкой фазой и тяжелой фазой или плотностью тяжелой фазы.

Погружение первого и второго датчиков давления означает, что, по меньшей мере, чувствительные к давлению участки первого и второго датчиков давления погружаются в технологическую жидкость. То есть, первый и второй датчики давления смонтированы в роторе или его частях таким образом, что, по меньшей мере, чувствительные к давлению участки датчиков будут покрыты технологической жидкостью в процессе работы центробежного сепаратора.

Первый датчик давления выполнен с возможностью связи с блоком управления. Второй датчик давления выполнен с возможностью связи с блоком управления. Поскольку первый и второй датчики давления расположены в радиальных положениях в зоне сепарации, то, естественно, они расположены в роторе и поэтому размещены с возможностью вращения с ротором. Блок управления также может быть расположен в роторе и размещен с возможностью вращения с ротором.

В соответствии с вариантами осуществления, система центробежной сепарации может содержать средства регулирования потока, при этом блок управления может быть выполнен с возможностью управления средствами регулирования потока на основании параметра. Следовательно, определенный параметр можно быть использован в процессе работы системы центробежной сепарации. Средства регулирования потока могут регулировать какой-то один или более из потоков жидкой сырьевой смеси, легкой фазы и/или тяжелой фазы.

В соответствии с вариантами осуществления, ротор может содержать выпускные отверстия, расположенные на внешней периферии ротора. Выпускные отверстия могут формировать выпускной участок для тяжелой фазы или выпускной участок для осадка. Средства регулирования потока могут содержать скользящее дно барабана, выполненное с возможностью открытия и закрытия выпускных отверстий. Следовательно, блок управления может управлять вытеснением отделенной тяжелой фазы и/или отделенного осадка из зоны сепарации через выпускные отверстия на основании определенного параметра посредством управления скользящим дном барабана. Таким образом, вытеснение тяжелой фазы и/или осадка может производиться, при необходимости, на основании, например, конкретного значения определенного параметра, а не через регулярные интервалы. Последнее может приводить к вытеснению легкой фазы вместе с тяжелой фазой или вытеснению тяжелой фазы вместе с осадком, или скоплению тяжелой фазы или осадка внутри зоны сепарации. Соответственно, при управлении скользящим дном барабана на основании определенного параметра, в отходы может уходить меньше продукта, и закупоривания выпускных отверстий может быть предотвращено.

В соответствии с вариантами осуществления, первый датчик давления может быть расположен радиально снаружи набора сепарационных дисков. Таким образом, первый датчик давления может измерять давление с учетом тяжелой фазы и/или осадка, накопленных в зоне сепарации радиально снаружи набора сепарационных дисков. Соответственно, определенный параметр может отражать результат измерения, полученный под воздействием тяжелой фазы и/или осадка в зоне сепарации.

В соответствии с вариантами осуществления, второй датчик давления может быть расположен радиально снаружи набора сепарационных дисков. Таким образом, второй датчик давления может измерять давление с учетом тяжелой фазы и/или осадка, накопленных в зоне сепарации радиально снаружи набора сепарационных дисков. Определенный параметр может отражать, например, степень заполнения зоны сепарации тяжелой фазой и/или осадком или плотность тяжелой фазы и/или осадка.

В соответствии с вариантами осуществления, второй датчик давления может быть расположен радиально в границах или радиально внутри набора сепарационных дисков. Следовательно, второй датчик давления может измерять давление с учетом легкой фазы, отделенной в зоне сепарации радиально в границах или радиально внутри набора сепарационных дисков. Соответственно, определенный параметр может отражать результат измерения, полученный под воздействием легкой фазы в зоне сепарации. Определенный параметр может отражать, например, степень заполнения зоны сепарации тяжелой фазой и/или осадком.

В соответствии с вариантами осуществления, система управления может содержать третий датчик давления, расположенный в третьем радиальном положении в зоне сепарации, при этом третье радиальное положение находится радиально между первым и вторым радиальными положениями, и причем блок управления выполнен с возможностью определения дополнительного параметра технологической жидкости внутри зоны сепарации в процессе работы центробежного сепаратора на основании измерений от третьего датчика давления и, по меньшей мере, одного из первого и второго датчиков давления. Таким образом обеспечиваются условия для использования дополнительного параметра, определенного в процессе работы центробежного сепаратора и/или в процессе работы системы, содержащей центробежный сепаратор.

Дополнительный параметр технологической жидкости может быть, например, разностью давлений между давлениями, измеренными первым и вторым датчиками давления, радиальным положением границы раздела между легкой фазой и тяжелой фазой или плотностью тяжелой фазы.

В соответствии с дополнительным аспектом изобретения обеспечивается компьютерная программа, содержащая команды, которые, когда программа выполняется компьютером, предписывает компьютеру выполнять способ в соответствии с любым из аспектов и/или вариантов осуществления, описанных в настоящей заявке.

В соответствии с дополнительным аспектом изобретения обеспечивается компьютерно-читаемый носитель данных, содержащий команды, которые, при выполнении компьютером, предписывают компьютеру выполнять способ в соответствии с любым из аспектов и/или вариантов осуществления, описанных в настоящей заявке.

Дополнительные признаки и преимущества изобретения станут очевидны при изучении прилагаемой формулы изобретения и последующего подробного описания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Различные аспекты и/или варианты осуществления изобретения, в том числе его характерные признаки и преимущества, будет легче понять на примерных вариантах осуществления, поясняемых в последующем подробном описании и на сопроводительных чертежах, на которых:

Фиг. 1-3 - схематическое изображение вариантов осуществления центробежных сепараторов,

Фиг. 4 - схематическое изображение разреза участка центробежного сепаратор в соответствии с вариантами осуществления,

Фиг. 5a-5e - сечения вариантов осуществления роторов центробежных сепараторов,

Фиг. 6 - система управления в соответствии с вариантами осуществления,

Фиг. 7 - варианты осуществления способа работы центробежного сепаратора, и

Фиг. 8 - компьютерно-читаемый носитель данных в соответствии с вариантами осуществления.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Далее приведено полное описание аспектов и/или вариантов осуществления изобретения. Одинаковые числовые позиции относятся к сходным элементам по всему описанию. Для краткости и/или ясности, общеизвестные функции или конструкции не обязательно будут рассматриваться подробно.

На фиг. 1 схематически показаны варианты осуществления система 1 центробежной сепарации. Система 1 центробежной сепарации содержит центробежный сепаратор 2 и систему 30 управления. Центробежный сепаратор 2 показан в разрезе на фиг. 1.

Центробежный сепаратор 2 предназначен для разделения жидкой сырьевой смеси на легкую фазу и тяжелую фазу. Центробежный сепаратор 2 содержит ротор 4. Ротор 4 выполнен с возможностью вращения вокруг вертикальной оси 6 вращения и обеспечен зоной 8 сепарации. Центробежный сепаратор 2 дополнительно содержит впускной патрубок 10, ведущий в зону 8 сепарации, выпускной участок 12 для легкой фазы, ведущий из зоны 8 сепарации, выпускной участок 14 для тяжелой фазы, ведущий из зоны 8 сепарации, и набор 16 усеченно-конических сепарационных дисков 18, расположенных внутри зоны 8 сепарации.

Ротор 4 может приводиться во вращательное движение приводным устройством 19. В изображенных вариантах осуществления приводное устройство 19 содержит вал 20 и электродвигатель 22. Ротор 4 закреплен на валу 20. Вал 20 входит в состав электродвигателя 22, т.е. ротор 4 приводится в движение непосредственно электродвигателем 22. В качестве альтернативы, приводное устройство 19 может содержать вал, соединенный с ротором, электродвигатель и силовую передачу, расположенную между электродвигателем и валом. Таким образом, приводное устройство 19 может вращать ротор 4 вокруг вертикальной оси 6 вращения. Ротор 4 установлен с возможностью вращения внутри корпуса 24 центробежного сепаратора 2.

В процессе разделения жидкой сырьевой смеси в зоне 8 сепарации ротора 4, жидкая сырьевая смесь пропускается через впускной патрубок 10 от центра ротора 4 в зону 8 сепарации. Жидкая сырьевая смесь разделяется на легкую фазу и тяжелую фазу. Отделенная легкая фаза стекает радиально внутрь между сепарационными дисками 18 по направлению к вертикальной оси 6 вращения и из ротора 4 через выпускной участок 12 для легкой фазы. Отделенная тяжелая фаза стекает радиально наружу между сепарационными дисками 18 по направлению к периферии зоны 8 сепарации и из ротора 4 через выпускной участок 14 для тяжелой фазы. При этом, термином технологическая жидкость охватываются каждая из жидкой сырьевой смеси, тяжелой фазы и легкой фазы.

Центробежные сепараторы данного типа известны и на рынке имеют множество разных типоразмеров. Настоящее изобретение применимо, в общем, к разным типоразмерам центробежных сепараторов упомянутого типа. Если не упоминается особо, например, со ссылкой на некоторые варианты осуществления, настоящее изобретение не ограничивается типом и расположением впускного патрубка 10, выпускного участка 12 для легкой фазы и выпускного участка 14 для тяжелой фазы. Впускной патрубок 10 и выпускные участки 12, 14 могут быть, например, открытыми и/или механически герметизированными, и/или снабжены отсечными дисками. Они могут быть обеспечены на верхнем конце ротора 4, как показано на фиг. 1, и/или на нижнем конце ротора 4, и/или на внешней периферии ротора 4, как показано, например, на фиг. 2 и 3.

Как упоминалось выше, система 1 центробежной сепарации содержит систему 30 управления. Система 30 управления содержит блок 32 управления, первый датчик 34 давления, расположенный в первом радиальном положении в зоне 8 сепарации, и второй датчик 36 давления, расположенный во втором радиальном положении в зоне 8 сепарации. Первое радиальное положение находится радиально снаружи второго радиального положения. Первый и второй датчики 34, 36 давления находятся в положении погружения в технологическую жидкость в процессе работы центробежного сепаратора.

Первый и второй датчики 34, 36 давления выполнены с возможностью связи с блоком 32 управления. Например, данные измерений давления от первого и второго датчиков 34, 36 давления могут передаваться в блок 32 управления. Блок 32 управления выполнен с возможностью определения параметра технологической жидкости внутри зоны 8 сепарации в процессе работы центробежного сепаратора 2 на основании измерений от первого и второго датчиков 34, 36 давления. Как упоминалось выше, термином технологическая жидкость охватываются каждая из жидкой сырьевой смеси, тяжелой фазы и легкой фазы.

Каждый из первого и второго датчиков 34, 36 давления выполнен с возможностью измерения давления. Первый датчик 34 давления выполнен с возможностью измерения давления технологической жидкости. Второй датчик 36 давления выполнен с возможностью измерения давления технологической жидкости.

Как упоминалось выше, блок 32 управления выполнен с возможностью определения параметра технологической жидкости внутри зоны 8 сепарации в процессе работы центробежного сепаратора 2 на основании измерений от первого и второго датчиков 34, 36 давления. Параметр может быть прямо или косвенно использован в процессе работы центробежного сепаратора 2 и/или в процессе работы системы 1 сепарации.

В соответствии с вариантами осуществления, параметр может быть разностью давлений между первым и вторым датчиками 34, 36 давления. Таким образом, исходя из разности давлений, можно делать выводы относительно технологической жидкости в зоне 8 сепарации. Например, можно определить радиальное положение границы раздела между легкой и тяжелой фазами и/или границы раздела между осадком и тяжелой фазой.

В соответствии с вариантами осуществления, параметр может быть плотностью технологической жидкости. Таким образом, плотность технологической жидкости может учитываться в процессе работы центробежного сепаратора 2 и/или в процессе работы системы 1 сепарации, содержащей центробежный сепаратор 2. Например, плотность тяжелой фазы может учитываться при определении радиального положения границы раздела между легкой и тяжелой фазами.

В частности, блок 32 управления может вычислять плотность технологической жидкости, присутствующей, по радиусу, между первым и вторым датчиками 34, 36 давления, с использованием показаний давления из датчиков 34, 36, при известной силе, действующей на технологическую жидкость, т.е. в зависимости от угловой скорости вращения ротора 4 и радиальных положений датчиков 34, 36. Например, плотность можно вычислить с использованием формулы:

где p1 и p2 означают давления, измеренные соответствующими первым и вторым датчиками 34, 36 давления в барах, w означает угловую скорость ротора в рад/с, и rp1 и rp2 означают соответствующие радиальные положения первого и второго датчиков 34, 36 давления в мм.

В качестве примера, для определения плотности тяжелой фазы или осадка, тяжелой фазе или осадку может предоставляться возможность продолжения радиально с перекрытием первого и второго датчиков 34, 36 давления. После того, как плотность определена, первый и второй датчики давления можно использовать для определения радиального положения границы раздела между легкой и тяжелой фазами и/или границы раздела между осадком и тяжелой фазой.

Аналогично, в начале операции разделения, прежде, чем какие-либо существенные количества тяжелой фазы или осадок накапливаются в зоне 8 сепарации, можно определить плотность легкой фазы. В таком случае только легкая фаза продолжается радиально с перекрытием первого и второго датчиков 34, 36 давления, и плотность легкой фазы можно вычислить.

Система 1 центробежной сепарации может содержать, по меньшей мере, одно из средств 38, 40 регулирования потока. Блок 32 управления может быть выполнен с возможностью управления средствами 38, 40 регулирования потока на основании параметра. Средства регулирования потока можно использовать для регулировки потока технологической жидкости. Это может быть полезно при нормальной работе центробежного сепаратора 2, но может также или в качестве альтернативы применяться на конкретной стадии работы центробежного сепаратора 2, например, в процессе пуска центробежного сепаратора 2 и/или разделения жидкой сырьевой смеси. Далее разбираются неограничивающие примеры различных средств регулирования потока.

В соответствии с вариантами осуществления, система 1 центробежной сепарации может содержать вентиль 38 для тяжелой фазы, расположенный в выпускном участке 14 для тяжелой фазы, при этом средства регулирования потока содержат вентиль 38 для тяжелой фазы. Таким образом, блок 32 управления может управлять потоком тяжелой фазы через выпускной участок 14 для тяжелой фазы. Вентиль 38 для тяжелой фазы может быть запорным вентилем только с открытым и закрытым положениями. В качестве альтернативы, вентиль 38 для тяжелой фазы может быть пропорциональным клапаном, выполненным с возможностью регулирования величины расхода потока через него.

В соответствии с вариантами осуществления, система 1 центробежной сепарации может содержать вентиль 40 для легкой фазы, расположенный в выпускном участке 12 для легкой фазы, при этом средства регулирования потока содержат вентиль 40 для легкой фазы. Таким образом, блок 32 управления может управлять потоком легкой фазы через выпускной участок 12 для легкой фазы. Вентиль 40 для легкой фазы может быть запорным вентилем только с открытым и закрытым положениями. В качестве альтернативы, вентиль 40 для легкой фазы может быть пропорциональным клапаном, выполненным с возможностью регулирования величины расхода потока через него.

Вентиль 38 для тяжелой фазы и/или вентиль 40 для легкой фазы могут располагаться в или на роторе 4, для вращения совместно с ротором 4, как показано на фиг. 1 для положения вентиля 38 для тяжелой фазы. В качестве альтернативы, вентиль 38 для тяжелой фазы и/или вентиль 40 для легкой фазы могут располагаться далее по ходу потока на стационарном участке соответствующего выпускного участка 14, 12, как показано на фиг. 1 для положения вентиля 40 для легкой фазы.

В вариантах осуществления, показанных на фиг. 1, блок 32 управления системы 30 управления располагается в роторе 4. В качестве альтернативы, блок 32 управления может располагаться на стационарном участке центробежного сепаратора 2 или в составе системы 1 центробежной сепарации снаружи центробежного сепаратора 2, как в вариантах осуществления, показанных на фиг. 2, или блок управления может быть распределенным блоком 32 управления, 32’, как в вариантах осуществления, показанных на фиг. 3.

На фиг. 2 схематически показаны варианты осуществления системы 1 центробежной сепарации. Система 1 центробежной сепарации имеет большое сходство с системой 1 центробежной сепарации, показанной на фиг. 1. Соответственно, в последующем будут рассмотрены, в основном, различия между вариантами осуществления.

Как и выше, центробежный сепаратор 2 предназначен для разделения жидкой сырьевой смеси на легкую фазу и тяжелую фазу. Центробежный сепаратор 2 содержит ротор 4, выполненный с возможностью вращения вокруг вертикальной оси 6. Центробежный сепаратор 2 дополнительно содержит впускной патрубок 10, ведущий в зону 8 сепарации, и выпускной участок 12 для легкой фазы, ведущий из зоны 8 сепарации. Внутри зоны 8 сепарации располагается набор сепарационных дисков 18.

В качестве примера, механизм 44 может содержать скользящий элемент, передвигаемый исполнительным органом. Скользящий элемент выполнен с возможностью сдвига между положением, по меньшей мере, одного открытого выпускного отверстия и положением, в котором закрыта, по меньшей мере, часть, по меньшей мере, одного выпускного отверстия 42.

Как и выше, система 1 центробежной сепарации содержит систему 30 управления, которая содержит блок 32 управления, первый датчик 34 давления, расположенный в первом радиальном положении в зоне 8 сепарации, и второй датчик 36 давления, расположенный во втором радиальном положении в зоне 8 сепарации.

Центробежный сепаратор 2 содержит выпускной участок 14 для тяжелой фазы, ведущий из зоны 8 сепарации. В данных вариантах осуществления, выпускной участок 14 для тяжелой фазы содержит выпускные отверстия 42, расположенные на внешней периферии ротора 4. Таким образом, в центробежном сепараторе 2 может отделяться жидкая сырьевая смесь, имеющая большое содержание тяжелой фазы. По меньшей мере, одно из выпускных отверстий 42 всегда является, по меньшей мере, частично открытым в процессе работы центробежного сепаратора 2. Таким образом, тяжелая фаза постоянно вытесняется через одно или более из выпускных отверстий 42 в процессе работы центробежного сепаратора 2.

В соответствии с вариантами осуществления, в которых центробежный сепаратор 2 содержит средства регулирования потока, средства регулирования потока могут содержать механизм 44 для изменения суммарной открытой площади выпускных отверстий 42. Тем самым можно регулировать поток отделенной тяжелой фазы через выпускной участок 14 для тяжелой фазы.

Соответственно, блок 32 управления может быть выполнен с возможностью управления механизмом 44 на основании параметра. Таким образом, поток отделенной тяжелой фазы через выпускные отверстия 42 выпускного участка 14 для тяжелой фазы можно регулировать на основании параметра. Исключительно в качестве примера, положение границы раздела между легкой и тяжелой фазами в зоне 8 сепарации может составлять параметр, подлежащий использованию для регулирования суммарной открытой площади выпускных отверстий 42.

В вариантах осуществления, показанных на фиг. 2, блок 32 управления системы 30 управления располагается на стационарном участке центробежного сепаратора 2 или в составе системы 1 центробежной сепарации снаружи центробежного сепаратора 2. Датчики 34, 36 давления связаны беспроводным способом с блоком 32 управления, либо непосредственно, либо посредством непоказанного передатчика или приемопередатчика, расположенного в роторе 4. В качестве альтернативы, блок 32 управления системы 30 управления может располагаться в роторе 4, как в вариантах осуществления, показанных на фиг. 1, или блок управления может быть распределенным блоком 32 управления, 32’, как в вариантах осуществления, показанных на фиг. 3.

На фиг. 3 схематически показаны варианты осуществления системы 1 центробежной сепарации. Система 1 центробежной сепарации имеет большое сходство с системой 1 центробежной сепарации, показанной на фиг. 1 и 2. Соответственно, в последующем будут рассмотрены, в основном, различия между вариантами осуществления.

Как и выше, центробежный сепаратор 2 выполнен с возможностью разделения сырьевой смеси на легкую фазу и тяжелую фазу. Центробежный сепаратор 2 содержит ротор 4, выполненный с возможностью вращения вокруг вертикальной оси 6. Центробежный сепаратор 2 дополнительно содержит впускной патрубок 10, ведущий в зону 8 сепарации, и выпускной участок 12 для легкой фазы, ведущий из зоны 8 сепарации. Внутри зоны 8 сепарации располагается набор сепарационных дисков 18.

Как и выше, центробежный сепаратор 2 содержит систему 30 управления, которая содержит в данном случае, по меньшей мере, два блока 32, 32’ управления, первый датчик 34 давления, расположенный в первом радиальном положении в зоне 8 сепарации, и второй датчик 36 давления, расположенный во втором радиальном положении в зоне 8 сепарации.

Как и выше, центробежный сепаратор 2 содержит выпускной участок 14 для тяжелой фазы, ведущий из зоны 8 сепарации, при этом выпускной участок 14 для тяжелой фазы содержит выпускные отверстия 42, расположенные на внешней периферии ротора 4.

В приведенных вариантах осуществления средства регулирования потока содержат скользящее дно 46 барабана, выполненное с возможностью открытия и закрытия выпускных отверстий 42. Таким образом, отделенная тяжелая фаза вытесняется только тогда, когда скользящее дно 46 барабана открывает выпускные отверстия 42. Иначе говоря, выпускной участок 14 для тяжелой фазы открывается только тогда, когда скользящее дно 46 барабана находится в положении, в котором выпускные отверстия 42 открыты. Само по себе, скользящее дно барабана и его механизм управления известны в технике.

По меньшей мере, один из блоков 32, 32’ управления может быть выполнен с возможностью управления скользящим дном 46 барабана на основании параметра. Следовательно, управление потоком отделенной тяжелой фазы через выпускные отверстия 42 выпускного участка 14 для тяжелой фазы может осуществляться на основании параметра. В качестве примера, положение границы раздела между легкой и тяжелой фазами в зоне 8 сепарации может формировать параметр, подлежащий использованию для управления открытием и закрытием выпускных отверстий 42.

В соответствии с дополнительными вариантами осуществления, центробежный сепаратор 2 содержит выпускной участок 12 для легкой фазы и выпускной участок 14 для тяжелой фазы, как описано в связи с фиг. 1. Центробежный сепаратор 2 дополнительно содержит выпускной участок для осадка, при этом выпускной участок для осадка содержит выпускные отверстия 42, расположенные на внешней периферии ротора 4. То есть, выпускной участок для осадка содержит выпускные отверстия 42, как описано в связи с фиг. 3. В частности, вместо формирования выпускного участка для тяжелой фазы, выпускные отверстия 42 формируют выпускной участок для осадка. Средства регулирования потока содержат скользящее дно 46 барабана, выполненное с возможностью открытия и закрытия выпускных отверстий 42, и управляется, по меньшей мере, одним блоком 32, 32’ управления для периодического вытеснения осадка из зоны 8 сепарации.

По меньшей мере, один из блоков 32, 32’ управления может быть выполнен с возможностью управления скользящим дном 46 барабана на основании параметра. Следовательно, потоком осадка через выпускные отверстия 42 выпускного участка для осадка можно управлять на основании параметра. В качестве примера, положение границы раздела между осадком и тяжелой фазой в зоне 8 сепарации может формировать параметр, подлежащий использованию для управления открытием и закрытием выпускных отверстий 42.

В вариантах осуществления на фиг. 3 система 30 управления является распределенной системой управления, содержащей блоки 32, 32’ управления, т.е. система 30 управления содержит два или более блоков 32, 32’ управления, например, один блок 32 управления, расположенный в роторе 4, и один блок 32’ управления, расположенный на стационарном участке центробежного сепаратора 2 или в составе системы 1 центробежной сепарации, снаружи центробежного сепаратора 2. Два или более блоков 32, 32’ управления могут выполнять разные задачи, такие как задачи управления, вычислительные задачи и задачи информационного обмена. В качестве альтернативы, блок 32 управления системы 30 управления может располагаться в роторе 4, как в вариантах осуществления на фиг. 1, или блок 32 управления может располагаться на стационарном участке центробежного сепаратора 2 или в составе системы 1 центробежной сепарации, снаружи центробежного сепаратора 2, как в вариантах осуществления на фиг. 2.

На фиг. 4 схематически представлен разрез участка центробежного сепаратора 2 системы 1 центробежной сепарации в соответствии с вариантами осуществления. Система 1 центробежной сепарации имеет большое сходство с системой 1 центробежной сепарации в соответствии с вариантами осуществления, показанными на фиг. 1-3 и вышеописанными вариантами осуществления, содержащими выпускной участок для осадка. Соответственно, в последующем будут рассмотрены, в основном, различия между вариантами осуществления.

В данных вариантах осуществления выпускной участок 14 для тяжелой фазы содержит, по меньшей мере, один канал 48, продолжающийся внутри ротора 4 от радиально внешнего участка зоны 8 сепарации в направлении центрального участка ротора 4. Выпускной участок 14 для тяжелой фазы механически герметизирован между ротором 4 и стационарным участком центробежного сепаратора 2.

Поток технологической жидкости через центробежный сепаратор 2 показан стрелками на фиг. 4. Жидкая сырьевая смесь поступает в ротор 4 по впускному патрубку 10 в нижнем участке ротора 4 и протекает в зону 8 сепарации. В зоне 8 сепарации жидкая сырьевая смесь разделяется на легкую фазу, вытекающую из ротора через выпускной участок 12 для легкой фазы, и тяжелую фазу, вытекающую из ротора 4 через выпускной участок 14 для тяжелой фазы. Впускной патрубок 10 и выпускной участок 12 для легкой фазы также являются механически герметизированными.

По меньшей мере, один канал 48 может содержать трубку, т.е. по меньшей мере, один канал 48 имеет одинаковую площадь поперечного сечения вдоль его протяженности. В качестве альтернативы, по меньшей мере, один канал 48 может содержать проход, который имеет поперечное сечение на радиально внешнем участке зоны 8 сепарации с большей площадью, чем в направлении центрального участка ротора 4.

В данных вариантах осуществления центробежный сепаратор 2 также содержит выпускные отверстия 42, расположенные на внешней периферии ротора 4. Для открытия и закрытия выпускных отверстий 42 предусмотрены средства регулирования потока, содержащие скользящее дно 46 барабана.

В данных вариантах осуществления, в зависимости от содержимого жидкой сырьевой смеси и получаемых фаз в результате ее разделения, выпускные отверстия 42 могут входить в состав либо выпускного участка для тяжелой фазы, либо выпускного участка для осадка, либо комбинированного выпускного участка для осадка и тяжелой фазы.

Как и выше, блок 32 управления может быть выполнен с возможностью управления скользящим дном 46 барабана на основании параметра. Следовательно, можно управлять вытеснением тяжелой фазы и/или осадка через выпускные отверстия 42. В качестве примера, положение границы раздела между осадком и тяжелой фазой или положение границы раздела между тяжелой фазой и легкой фазой, в зоне 8 сепарации, может формировать параметр, подлежащий использованию для управления открытием и закрытием выпускных отверстий 42.

На фиг. 5a-5e показаны сечения вариантов осуществления роторов 4 центробежных сепараторов, например, центробежных сепараторов 2, входящих в состав систем 1 центробежной сепарации, описанных выше со ссылками на фиг. 1-4. На фиг. 5a-5e схематически изображены разные положения и числа датчиков давления, расположенных в роторе 4. Роторы 4, показанные на фиг. 5a-5e, оборудованы выпускным участком для тяжелой фазы, расположенным в направлении центра ротора 4. Однако, варианты осуществления не ограничиваются ротором 4 данного типа. В качестве альтернативы, ротор 4 может быть оборудован выпускным участком для тяжелой фазы на радиально внешней периферии ротора 4, или ротор 4 может быть дополнительно оборудован выпускным участком для осадка на радиально внешней периферии ротора 4, как описано выше со ссылкой на фиг. 2-4.

Система 1 центробежной сепарации содержит систему 30 управления, как описано выше со ссылкой на фиг. 1-4 и со ссылкой на фиг. 6 ниже. Блок 32 управления системы 30 управления показан расположенным в роторе 4, но блок 32 управления может быть расположен как в любых вариантах осуществления, описанных выше со ссылкой на фиг. 1-4, или любым другим подходящим образом. Различные примерные варианты осуществления системы 30 управления будут дополнительно описаны со ссылкой на фиг. 5a-5e. Как и выше, система 30 управления содержит один или более блоков 32 управления, первый датчик 34 давления и второй датчик 36 давления. Первый и второй датчики 34, 36 давления расположены внутри зоны 8 сепарации в разных радиальных положениях, чтобы они могли снимать показания давления из технологической жидкости внутри зоны 8 сепарации.

Как упоминалось выше, первый и второй датчики 34, 36 давления выполнены с возможностью связи с блоком 32 управления, и блок 32 управления выполнен с возможностью определения параметра технологической жидкости внутри зоны 8 сепарации в процессе работы центробежного сепаратора 2 на основании измерений из первого и второго датчиков 34, 36 давления.

В данном случае, термин радиально снаружи набора сепарационных дисков соответствует радиальному положению снаружи радиальной протяженности набора сепарационных дисков. Термин радиально внутри набора сепарационных дисков соответствует радиальному положению в пределах радиальной протяженности набора сепарационных дисков, т.е. радиальному положению между внутренним и внешним радиусами набора сепарационных дисков. Термин радиально внутри набора сепарационных дисков соответствует радиальному положению внутри внутреннего радиуса набора сепарационных дисков.

В соответствии с вариантами осуществления, показанными, в частности, на фиг. 5a-5c и 5e, первый датчик 34 давления может быть расположен радиально снаружи набора 16 сепарационных дисков 18. Соответственно, первый датчик 34 давления может изменять давление на участке ротора 4 и в зоне 8 сепарации, где в процессе работы центробежного сепаратора накапливается отделенная тяжелая фаза и/или отделенный осадок. Следовательно, определенный параметр может отражать результат измерения, полученный под воздействием тяжелой фазы и/или осадка в зоне сепарации.

В соответствии с вариантами осуществления, показанными на фиг. 5a и 5b, второй датчик 36 давления может быть расположен радиально снаружи набора 16 сепарационных дисков 18. Таким образом, поскольку второй датчик 36 давления располагается радиально внутри относительно первого датчика 34 давления, то второй датчик 36 давления может измерять давление в зоне 8 сепарации, которое, в некотором режиме в процессе работы центробежного сепаратора, подвергается воздействию тяжелой фазы и/или осадка и, в другом режиме в процессе работы центробежного сепаратора, подвергается воздействию жидкой сырьевой смеси или отделенной легкой фазы. Следовательно, определенный параметр может отражать, например, степень заполнения зоны сепарации тяжелой фазой и/или осадком или плотность тяжелой фазы и/или осадка.

В качестве примера, в вариантах осуществления, показанных на фиг. 5a и 5b, параметр может быть разностью давлений между первым и вторым датчиками 34, 36 давления. Контроль разности давлений, например, посредством блока 32 управления, будет предоставлять информацию о радиальном положении границы раздела между легкой и тяжелой фазами и/или границы раздела между осадком и тяжелой фазой в зоне 8 сепарации.

В вариантах осуществления, показанных на фиг. 5a, первый датчик 34 давления располагается в наиболее удаленном от центра, радиальном положении или вблизи такого положения внутри зоны 8 сепарации, и второй датчик 36 давления располагается в направлении набора 16. В процессе работы центробежного сепаратора конкретная разность давлений может соответствовать конкретному радиальному положению границы раздела. Если разность давлений сохраняет постоянное значение в пределах некоторого диапазона разности давлений в процессе работы центробежного сепаратора, то это указывает, что сохраняется постоянное радиальное положение границы раздела. Если разность давлений сохраняется постоянной при максимальном значении разности давлений, это указывает, что граница раздела находится радиально внутри относительно второго датчика 36 давления.

В вариантах осуществления, показанных на фиг. 5b, первый и второй датчики 34, 36 давления располагаются один вблизи другого внутри зоны 8 сепарации, радиально снаружи набора 16 сепарационных дисков 18. В процессе работы центробежного сепаратора, до того, как граница раздела достигает первого датчика 34 давления, разность давлений между первым и вторым датчиками 34, 36 давления остается постоянной. Как только граница раздела переходит первый датчик 34 давления и, следовательно, оказывается между первым и вторым датчиками 34, 36 давления, разность давлений начинается повышаться. Это служит показателем нахождения границы раздела в радиальном положении между первым и вторым датчиками 34, 36 давления. В связи с этим, изменение разности давлений может использоваться системой управления, чтобы управлять центробежным сепаратором, например, для открытия выпускных отверстий ротора 4 посредством приведения в действие скользящего дна барабана ротора 4.

В качестве примера, радиальное расстояние между первым и вторым датчиками 34, 36 давления может быть в диапазоне 8-50 мм или в диапазоне 10-30 мм. Чем больше разность между плотностями легкой фазы и тяжелой фазы, тем меньше может быть расстояние между первым и вторым датчиками давления.

В соответствии с вариантами осуществления, показанными, в частности, на фиг. 5c-5e и фиг. 1, второй датчик 36 давления может быть расположен радиально в границах или радиально внутри набора 16 сепарационных дисков 18. В частности, на фиг. 5c второй датчик 36 давления расположен радиально в границах набора 16, и в вариантах осуществления, показанном на фиг. 1, второй датчик 36 давления расположен радиально внутри набора 16.

Второй датчик 36 давления может измерять давление легкой фазы, отделенной в зоне 8 сепарации, радиально в границах или радиально внутри набора 16 сепарационных дисков 18. Соответственно, определенный параметр может отражать результат измерения, полученный под воздействием легкой фазы в зоне сепарации. Измеренный параметр может отражать, например, степень заполнения зоны сепарации тяжелой фазой и/или осадком.

В качестве примера, в вариантах осуществления, показанных на фиг. 5c, параметр может быть разностью давлений между первым и вторым датчиками 34, 36 давления. Контроль этой разности давлений будет предоставлять информацию о радиальном положении границы раздела между легкой и тяжелой фазами. Например, в процессе работы центробежного сепаратора конкретная разность давлений может соответствовать конкретному радиальному положению границы раздела.

В соответствии с вариантами осуществления, показанными, в частности, на фиг. 5d, первый датчик 34 давления может быть расположен радиально в границах набора 16 сепарационных дисков 18. Следовательно, можно контролировать разность давлений по набору 16 или части набора 16. Если разность давлений превышает пороговый уровень, то можно прийти к выводу о закупоривании набора 16 сепарационных дисков 18.

В соответствии с вариантами осуществления, показанными на фиг. 5e, система 40 управления может содержать третий датчик 50 давления, расположенный в третьем радиальном положении в зоне 8 сепарации, при этом третье радиальное положение находится радиально между первым и вторым радиальными положениями, и причем блок 32 управления выполнен с возможностью определения дополнительного параметра технологической жидкости внутри зоны 8 сепарации в процессе работы центробежного сепаратора на основании измерений из третьего датчика 50 давления и, по меньшей мере, одного из первого и второго датчиков 34, 36 давления.

Дополнительный определенный параметр можно использовать в процессе работы центробежного сепаратора и/или в процессе работы системы, содержащей центробежный сепаратор. Дополнительный параметр может быть, например, разностью давлений в или плотностью составляющих технологической жидкости. Соответственно, дополнительный параметр может быть, например, разностью давлений между первым и третьим датчиками 34, 50 давления, разностью давлений между третьим и вторым датчиками 50, 36 давления или плотностью, основанной на данных измерений давления из первого и третьего датчиков 34, 50 давления. В последнем случае, соответственно, третье радиальное положение находится радиально снаружи набора 16 сепарационных дисков 18.

Плотность, основанная на данных измерений давления из первого и третьего датчиков 34, 50 давления может вычисляться в процессе работы центробежного сепаратора, когда разность давлений между первым и третьим датчиками 34, 50 давления больше не изменяется. Это означает, что радиальное расстояние между первым и третьим датчиками 34, 50 давления заполнено тяжелой фазой или осадком. Как описано выше, если известны радиальные положения первого и третьего датчиков 34, 50 давления, угловая скорость вращения ротора 4 и разность давлений между первым и третьим датчиками 34, 50 давления, то можно вычислить плотность тяжелой фазы или осадка.

На фиг. 6 показана система 30 управления в соответствии с вариантами осуществления, подлежащая использованию в связи с разными аспектами и/или вариантами осуществления изобретения. Система 30 управления показана также на фиг. 1-5e. Система 30 управления содержит, по меньшей мере, один блок 32 управления, который может иметь форму, по существу, процессорной схемы любого подходящего типа или микрокомпьютера, например, схемы для цифровой обработки сигналов (цифровой сигнальный процессор, DSP, digital signal processor), центрального процессора (ЦП, Central Processing Unit, CPU), процессорного блока, схемы обработки данных, процессора, специализированной интегральной схемы (ASIC, Application Specific Integrated Circuit), микропроцессора или других логических схем обработки информации, которые могут интерпретировать и выполнять команды. Применяемое в данном случае выражение «блок управления» может представлять схему обработки данных, содержащую множество схем обработки данных, например, любую, некоторые или все из вышеупомянутых схем. Система 30 управления содержит блок 53 памяти. Блок 32 управления соединен с блоком 53 памяти, который представляет в блок 32 управления, например, хранимый программный код, таблицы данных и/или другие хранимые данные, которые требуются блоку 32 управления, чтобы он мог выполнять вычисления и управлять центробежным сепаратором, и, при необходимости, управлять системой, содержащей центробежный сепаратор. Блок 32 управления выполнен также с возможностью сохранения частных или окончательных результатов вычислений в блоке 53 памяти. Блок 53 памяти может содержать физическое устройство, используемое для временного или постоянного хранения данных или программ, т.е. последовательностей команд. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, блок 53 памяти может содержать интегральные схемы, содержащие кремниевые транзисторы. Блок 53 памяти может содержать, например, карту памяти, флэш-память, память USB, жесткий диск или другое аналогичное энергозависимое или энергонезависимое запоминающее устройство для хранения данных, такое как, например, ROM (постоянная память, Read-Only Memory), PROM (программируемая постоянная память, Programmable Read-Only Memory), EPROM (стираемая PROM, Erasable PROM), EEPROM (электрически стираемая PROM, Electrically Erasable PROM) и т.п., в разных вариантах осуществления.

Система 30 управления дополнительно содержит первый и второй датчики 34, 36 давления. В качестве дополнения, система 30 управления может содержать третий датчик 50 давления. Блок 32 управления имеет связь с датчиками 34, 36, 50 давления и получает данные измерений давления из этих датчиков. Блок 32 управления выполнен с возможностью приема выходных сигналов от датчиков 34, 36, 50. Эти сигналы могут содержать формы колебаний сигналов, импульсы или другие характерные признаки, которые могут распознаваться как информация посредством блока 32 управления, и которые могут быть прямо или косвенно преобразованы в сигналы, обрабатываемые блоком 32 управления. Каждое из соединений с соответствующими датчиками могут иметь форму чего-то одного или более из кабеля, шины данных, например, шины CAN (локальной сети контроллеров, controller area network), шины MOST (транспорта для медиа-ориентированных систем, media orientated systems transport) или некоторую другую конфигурацию шины, или беспроводного соединения. В изображенном варианте осуществления показаны только один блок 32 управления и память 53, но, в альтернативном варианте, система 30 управления может содержать два или более блоков управления и/или памяти.

Блок 32 управления может быть расположен в роторе 4, как показано на фиг. 1-5e. В качестве альтернативы, блок 32 управления может быть расположен снаружи ротора 4 и может иметь связь, например, беспроводную, с датчиками 34, 36, 50. Варианты осуществления, содержащие два или более блока управления, могут содержать один или более блоков управления, расположенных в роторе 4, и один или более блоков управления, расположенных снаружи ротора 4.

Блок 32 управления и датчики 34, 36, 50 могут иметь батарейное питание от батарей, размещенных в роторе центробежного сепаратора. В качестве альтернативы, электропитание может подаваться в блок управления и датчики от генератора, расположенного в роторе, вращающегося трансформатора или контактных колец.

Примером данных могут быть данные измерений давления. Датчики 34, 36, 50 давления выполнены с возможностью обеспечения данных измерений давления. При желании, один или более из датчиков 34, 36, 50 могут обеспечивать измерения других физических величин, например, измерения температуры. Такие измерения температуры могут применяться при определении плотности одной или более из составляющих жидкой сырьевой смеси. В качестве альтернативы, отдельный датчик температуры (не показанный) может предоставлять измерения температуры в блок 32 управления.

Примеры таблиц данных могут быть таблицей, содержащей положения границы раздела между, например, легкой и тяжелой фазами, полученные преобразованием разных значений разности давлений между данными измерений из первого и второго датчиков 34, 36 или из первого и третьего датчиков 34, 50, или таблицей данных, преобразующей плотность легкой фазы и/или тяжелой фазы в зависимости от температуры.

На фиг. 7 показаны варианты осуществления способа 100 работы центробежного сепаратора. Центробежный сепаратор может быть центробежным сепаратором 2 в соответствии с любым из вариантов осуществления, описанных в связи с фиг. 1-4, и/или содержащих ротор 4, содержащим систему 30 управления, как описано в связи с фиг. 5a-6. Последующее описание также ссылается на фиг. 1-6.

Соответственно, ротор 4 обеспечен зоной 8 сепарации, впускным патрубком 10, ведущим в зону 8 сепарации, первым датчиком 34 давления, расположенным в первом радиальном положении в зоне 8 сепарации, и вторым датчиком 36 давления, расположенным во втором радиальном положении в зоне 8 сепарации.

Способ 100 содержит следующие этапы:

- вращение 102 ротора 4,

- подачу 104 жидкой сырьевой смеси в зону 8 сепарации по впускному патрубку 10,

- погружение 106 первого и второго датчиков 34, 36 давления в технологическая жидкость,

- измерение 108 первого давления первым датчиком 34 давления,

- измерение 110 второго давления вторым датчиком 36 давления, и

- определение 112 параметра технологической жидкости на основании первого и второго давлений.

Как описано выше, параметр технологической жидкости может быть, например, разностью давлений между данными измерений первого и второго датчиков 34, 36 давления, радиальным положением границы раздела между легкой фазой и тяжелой фазой или плотностью тяжелой фазы. Для определения параметра могут использоваться дополнительные физические величины технологической жидкости, например, температура.

В соответствии с вариантами осуществления, параметр может быть разностью давлений между первым и вторым датчиками 34, 36 давления.

В соответствии с вариантами осуществления, параметр может быть плотностью технологической жидкости.

В соответствии с вариантами осуществления, центробежный сепаратор 2 может содержать средства 38, 40 регулирования потока, и способ 100 может содержать этап:

- управления 114 средствами 38, 40 регулирования потока на основании параметра. Дополнительные сведения изложены выше, в частности, со ссылкой на фиг. 1-4.

В соответствии с вариантами осуществления, средства регулирования потока содержат вентиль 38 для тяжелой фазы, расположенный в выпускном участке 14 для тяжелой фазы, при этом этап управления 114 средствами регулирования потока может содержать этап:

- управления 116 вентилем 38 для тяжелой фазы. Дополнительные сведения изложены выше, в частности, со ссылкой на фиг. 1.

В соответствии с вариантами осуществления, в которых средства регулирования потока содержат вентиль 40 для легкой фазы, расположенный в выпускном участке 12 для легкой фазы, этап управления 114 средствами регулирования потока может содержать этап:

- управления 118 вентилем 40 для легкой фазы. Дополнительные сведения изложены выше, в частности, со ссылкой на фиг. 1.

В соответствии с вариантами осуществления, в которых центробежный сепаратор 2 содержит выпускные отверстия 42, расположенные на внешней периферии ротора 4, и при этом средства регулирования потока содержат скользящее дно 46 барабана, выполненное с возможностью открытия и закрытия выпускных отверстий 42, этап управления 114 средствами регулирования потока может содержать этап:

- управления 120 скользящим дном 46 барабана, чтобы открывать и закрывать выпускные отверстия 42. Дополнительные сведения изложены выше, в частности, со ссылкой на фиг. 3 и 4.

В соответствии с вариантами осуществления, в которых выпускной участок для тяжелой фазы содержит выпускные отверстия 42, этап управления 120 скользящим дном 46 барабана, чтобы открывать и закрывать выпускные отверстия 42, будет приводить к вытеснению накопленной тяжелой фазы из периферии зоны 8 сепарации, когда выпускные отверстия 42 открыты.

В соответствии с вариантами осуществления, в которых центробежный сепаратор 2 содержит выпускной участок для осадка, при этом выпускной участок для осадка содержит выпускные отверстия 42, этап управления 120 скользящим дном 46 барабана, чтобы открывать и закрывать выпускные отверстия 42, будет приводить к вытеснению накопленного осадка из периферии зоны 8 сепарации, когда выпускные отверстия 42 открыты.

В соответствии с вариантами осуществления, в которых выпускной участок для тяжелой фазы содержит выпускные отверстия 42, расположенные на внешней периферии ротора 4, и при этом средства регулирования потока содержат механизм 44 для изменения суммарной открытой площади выпускных отверстий 42, этап управления 114 средствами регулирования потока может содержать этап:

- управления 122 механизмом 44, чтобы изменять суммарную открытую площадь. Дополнительные сведения изложены выше, в частности, со ссылкой на фиг. 2.

В соответствии с вариантами осуществления, в которых центробежный сепаратор 2 содержит третий датчик 50 давления, расположенный в третьем радиальном положении в зоне 8 сепарации, при этом третье радиальное положение находится радиально между первым и вторым радиальными положениями, способ 100 может содержать следующие этапы:

- измерение 124 третьего давления третьим датчиком 50 давления, и

- определение 112 дополнительного параметра технологической жидкости на основании третьего давления и, по меньшей мере, одного из первого и второго давлений. Дополнительные сведения изложены выше, в частности, со ссылкой на фиг. 5e.

В соответствии с аспектом предлагается компьютерная программа, содержащая команды, которые, когда программа выполняется компьютером, предписывает компьютеру выполнять способ 100 в соответствии с любым из аспектов и/или вариантов осуществления, описанных в настоящей заявке, в частности, со ссылкой на фиг. 7. Специалисту в данной области техники будет очевидно, что способ 100 работы центробежного сепаратора может быть реализован программными командами. Данные программные команды обычно сформированы компьютерной программной, которая, когда она выполняется в компьютере или системе управления, обеспечивает, чтобы компьютер или система управления выполнял(-а) искомое управление, например, этапы 102-124 способа по изобретению. Компьютерная программа обычно входит в состав компьютерного программного продукта, который содержит подходящий цифровой носитель данных, на котором хранится компьютерная программа.

На фиг. 8 показан компьютерно-читаемый носитель данных 90 в соответствии с вариантами осуществления. Компьютерно-читаемый носитель данных 90 содержит команды, которые, при выполнении компьютером или другой системой 30 управления, предписывают компьютеру или другой системе 30 управления выполнять способ 100 в соответствии с любым из аспектов и/или вариантов осуществления, описанных в настоящей заявке. Компьютерно-читаемый носитель данных 90 может быть обеспечен, например, в форме носителя данных, содержащего компьютерный программный код для выполнения, по меньшей мере, некоторых из этапов 102-124 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления, при загрузке в один или более блоков 32 управления системы 30 управления. Носитель данных может представлять собой, например, ROM (постоянную память), PROM (программируемую постоянную память), EPROM (стираемую PROM), флэш-память, EEPROM (электрически стираемую PROM), жесткий диск, CD-ROM (компакт-диск постоянной памяти), карту памяти, оптическое запоминающее устройство, магнитное запоминающее устройство или любой другой подходящий носитель, например, диск или ленту, который(-ая) может долговременно хранить машиночитаемые данные. Компьютерно-читаемый носитель данных может дополнительно обеспечиваться в виде компьютерного программного кода на сервере и может загружаться в систему 30 управления дистанционно, например, при подключении к сети Интернет или внутренней сети, или при посредстве других проводных или беспроводных систем связи.

Следует понимать, что вышеизложенное поясняет различные примерные варианты осуществления, и что изобретение определяется только прилагаемой формулой изобретения. Специалисту в данной области техники будет понятно, что примерные варианты осуществления можно модифицировать, и что разные признаки примерных вариантов осуществления можно объединять для создания вариантов осуществления, отличающихся от тех, которые описаны в настоящей заявке, без отклонения от объема изобретения, определенного прилагаемой формулой изобретения.

Изобретение относится к центробежным сепараторам для разделения жидкой сырьевой смеси. Сепаратор (2) содержит ротор (4) и систему (30) управления. Система (30) управления содержит первый и второй датчики (34, 36) давления, расположенные в первом и втором радиальных положениях в зоне (8) сепарации ротора (4). Первый и второй датчики (34, 36) давления находятся в положении погружения в технологическую жидкость в процессе работы центробежного сепаратора (2). Блок (32) управления системы управления выполнен с возможностью определения параметра технологической жидкости внутри зоны (8) сепарации в процессе работы центробежного сепаратора (2) на основании измерений от первого и второго датчиков (34, 36) давления. Технический результат: надежное определение параметров технологической жидкости. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Система (1) центробежной сепарации, содержащая центробежный сепаратор (2), выполненный с возможностью разделения сырьевой смеси на легкую фазу и тяжелую фазу, и систему (30) управления, при этом технологическая жидкость содержит одно или более из жидкой сырьевой смеси, легкой фазы и тяжелой фазы, причем центробежный сепаратор содержит ротор (4), выполненный с возможностью вращения вокруг вертикальной оси (6) вращения и обеспеченный зоной (8) сепарации, причем

центробежный сепаратор (2) дополнительно содержит впускной патрубок (10), ведущий в зону (8) сепарации, выпускной участок (12) для легкой фазы, ведущий из зоны (8) сепарации, выпускной участок (14) для тяжелой фазы, ведущий из зоны (8) сепарации, и набор (16) сепарационных дисков (18), расположенных внутри зоны (8) сепарации, и причем

система (30) управления содержит первый датчик (34) давления, расположенный в первом радиальном положении в зоне (8) сепарации, и блок (32) управления,

отличающаяся тем, что

система (30) управления содержит второй датчик (36) давления, расположенный во втором радиальном положении в зоне (8) сепарации, причем

первое радиальное положение находится радиально снаружи второго радиального положения, причем

первый и второй датчики (34, 36) давления находятся в положении погружения в технологическую жидкость в процессе работы центробежного сепаратора (2), и причем

блок (32) управления выполнен с возможностью определения параметра технологической жидкости внутри зоны (8) сепарации в процессе работы центробежного сепаратора (2) на основании измерений от первого и второго датчиков (34, 36) давления.

2. Система (1) центробежной сепарации по п. 1, в которой параметр является разностью давлений между первым и вторым датчиками (34, 36) давления.

3. Система (1) центробежной сепарации по п. 1, в которой параметр является плотностью технологической жидкости.

4. Система (1) центробежной сепарации по любому из предыдущих пунктов, содержащая средства (38, 40, 44, 46) регулирования потока, при этом блок (32) управления выполнен с возможностью управления средствами (38, 40, 44, 46) регулирования потока на основании параметра.

5. Система (1) центробежной сепарации по любому из предыдущих пунктов, содержащая вентиль (38) для тяжелой фазы, расположенный в выпускном участке (14) для тяжелой фазы, при этом средства регулирования потока содержат вентиль (38) для тяжелой фазы.

6. Система (1) центробежной сепарации по любому из предыдущих пунктов, содержащая вентиль (40) для легкой фазы, расположенный в выпускном участке (12) для легкой фазы, при этом средства регулирования потока содержат вентиль (40) для легкой фазы.

7. Система (1) центробежной сепарации по любому из предыдущих пунктов, в которой выпускной участок (14) для тяжелой фазы содержит выпускные отверстия (42), расположенные на внешней периферии ротора (4).

8. Система (1) центробежной сепарации по любому из пп. 1-6, содержащая выпускной участок для осадка, при этом выпускной участок для осадка содержит выпускные отверстия (42), расположенные на внешней периферии ротора (4).

9. Система (1) центробежной сепарации по п. 7 или 8, в которой средства регулирования потока содержат скользящее дно (46) барабана, выполненное с возможностью открытия и закрытия выпускных отверстий (42).

10. Система (1) центробежной сепарации по п. 7 или 8, в которой средства регулирования потока содержат механизм (44) для изменения суммарной открытой площади выпускных отверстий (42).

11. Система (1) центробежной сепарации по любому из пп. 1-6 или 8, в которой выпускной участок (14) для тяжелой фазы содержит, по меньшей мере, один канал (48), продолжающийся внутри ротора (4) от радиально внешнего участка зоны (8) сепарации в направлении центрального участка ротора (4), и при этом выпускной участок (14) для тяжелой фазы механически герметизирован между ротором (4) и стационарным участком центробежного сепаратора (2).

12. Система (1) центробежной сепарации по любому из предыдущих пунктов, в которой первый датчик (34) давления расположен радиально снаружи набора (16) сепарационных дисков (18).

13. Система (1) центробежной сепарации по любому из предыдущих пунктов, в которой второй датчик (36) давления расположен радиально снаружи набора (16) сепарационных дисков (18).

14. Система (1) центробежной сепарации по любому из пп. 1-12, в которой второй датчик (36) давления расположен радиально в границах или радиально внутри набора (16) сепарационных дисков (18).

15. Система (1) центробежной сепарации по любому из предыдущих пунктов, в которой система (30) управления содержит третий датчик (50) давления, расположенный в третьем радиальном положении в зоне (8) сепарации, при этом третье радиальное положение находится радиально между первым и вторым радиальными положениями, и причем блок (32) управления выполнен с возможностью определения дополнительного параметра технологической жидкости внутри зоны (8) сепарации в процессе работы центробежного сепаратора (2) на основании измерений из третьего датчика (50) давления и, по меньшей мере, одного из первого и второго датчиков (34, 36) давления.

16. Способ (100) работы центробежного сепаратора (2), выполненного с возможностью разделения сырьевой смеси на легкую фазу и тяжелую фазу, при этом технологическая жидкость содержит одно или более из жидкой сырьевой смеси, легкой фазы и тяжелой фазы, причем

центробежный сепаратор (2) содержит ротор (4), выполненный с возможностью вращения вокруг вертикальной оси (6) вращения и обеспеченный зоной (8) сепарации, впускной патрубок (10), ведущий в зону (8) сепарации, выпускной участок (12) для легкой фазы, ведущий из зоны (8) сепарации, выпускной участок (14) для тяжелой фазы, ведущий из зоны (8) сепарации, набор (16) сепарационных дисков (18), расположенных внутри зоны (8) сепарации, первый датчик (34) давления, расположенный в первом радиальном положении в зоне (8) сепарации, и второй датчик (36) давления, расположенный во втором радиальном положении в зоне (8) сепарации, причем

первое радиальное положение находится радиально снаружи второго радиального положения, и причем

способ (100) включает следующие этапы:

- вращение (102) ротора (4),

- подачу (104) жидкой сырьевой смеси в зону (8) сепарации по впускному патрубку (10),

- погружение (106) первого и второго датчиков (34, 36) давления в технологическую жидкость,

- измерение (108) первого давления первым датчиком (34) давления,

- измерение (110) второго давления вторым датчиком (36) давления, и

- определение (112) параметра технологической жидкости на основании первого и второго давлений.

17. Способ (100) по п. 16, в котором центробежный сепаратор (2) содержит средства регулирования потока, и при этом способ (100) включает этап:

- управления (114) средствами регулирования потока на основании параметра.

18. Способ (100) по п. 17, в котором центробежный сепаратор (2) содержит выпускные отверстия (42), расположенные на внешней периферии ротора (4), при этом средства регулирования потока содержат скользящее дно (46) барабана, выполненное с возможностью открытия и закрытия выпускных отверстий (42), и причем этап управления (114) средствами регулирования потока включает этап:

- управления (120) скользящим дном (46) барабана, чтобы открывать и закрывать выпускные отверстия (42).

19. Способ (100) по любому из пп. 16-18, в котором центробежный сепаратор (2) содержит третий датчик (50) давления, расположенный в третьем радиальном положении в зоне (8) сепарации, при этом третье радиальное положение находится радиально между первым и вторым радиальными положениями, и причем способ (100) содержит этапы:

- измерения (124) третьего давления третьим датчиком (50) давления, и

- определения (112) дополнительного параметра технологической жидкости на основании третьего давления и, по меньшей мере, одного из первого и второго давлений.