改进的离心分离机.pdf

本发明的离心分离机包括上进口室和与之相连的分离筒。上进口室包括进口，通过该进口引入混杂固体的液体。分离筒的上部延伸进入上进口室，处于进口的下方，使得上进口室的内侧壁和分离区域的上部限定一空间，所谓的前庭室。前庭室在其上端由水平布置板限定，该板直径上大于分离筒，但直径小于上进口室的内径。分离筒的上部包括多个大致轴向取向的槽口，这些槽口可以切向穿透分离筒的壁，以便大致引起从前庭室进入分离筒的液体的切向流动形态。

1.  一种用于使液体/固体混合物中的固体与液体分离的分离机，所述分离机包括：
上进口室，其包括进口，通过所述进口将混杂有固体的液体引入所述上进口室，所述上进口室具有限定内径的内部壁；
分离筒，其安装于所述上进口室，所述分离筒具有中心轴、上端、下端、底部、内侧壁、限定外径的外壁，所述内侧壁是轴向延伸旋转筒状面，所述上端的一部分延伸进入所述上进口室，该部分包括多个大致轴向取向的槽口，延伸穿过所述分离筒的所述内侧壁，从而以绕转运动的方式将所述混合物喷入所述分离筒的所述上端，以由离心力使固体从所述液体中分离；以及
前庭室，其布置为与所述多个大致轴向取向的槽口邻近，所述前庭室由所述上进口室的内部壁、以及由延伸进入所述上进口室的所述分离筒部分的外壁限定，所述前庭室在上端处进一步由水平布置的顶板限定，所述顶板具有的直径大于所述分离筒的外径，但其直径小于所述上进口室的内径。

2.  根据权利要求1所述的分离机，进一步包括自旋结构，其与所述分离筒的所述下端轴向相邻。

3.  根据权利要求2所述的分离机，所述分离机在所述自旋结构下方进一步包括具有顶部和池区的收集室，用于容纳固体。

4.  根据权利要求3所述的分离机，所述分离机在所述自旋结构与所述池区之间进一步包括至少一个开口，通过该开口，所述含有固体的材料可以通过。

5.  根据权利要求2所述的分离机，其中，所述自旋结构包括截锥体，所述截锥体包括顶部、基部、以及从所述基部延伸至所述顶部的轴向延伸锥面。

6.  根据权利要求2所述的分离机，进一步包括由所述分离筒的内径限定的第一直径，以及，由所述收集室的内径限定的第二直径，其中，所述分离机的内径在所述自旋结构顶部的下方从所述第一直径增大至所述第二直径。

7.  根据权利要求6所述的分离机，具有内径从所述第一直径逐渐增大至所述第二直径，增大的内径在所述分离筒与所述收集室之间限定肩部，所述肩部从所述分离筒的底部延伸至所述收集室的顶部。

8.  根据权利要求7所述的分离机，在所述肩部与所述截锥体之间限定至少一个开口，所述至少一个开口包括所述自旋结构与所述池区之间的导管装置。

9.  根据权利要求5所述的分离机，其中，所述截锥体包括下段和上段，其中，所述下段包括第一基部和第一顶部、以及从所述第一基部延伸至所述第一顶部的第一轴向延伸锥面，以及，所述上段包括由所述第一顶部限定的第二基部、以及第二顶部。

10.  根据权利要求9所述的分离机，其中，所述第一轴向延伸锥面包括第一点轨迹，所述第一点轨迹在所述第一基部与所述第一顶部之间限定第一直线，所述第一直线具有第一斜率，以及，所述第二轴向延伸锥面包括第二点轨迹，所述第二点轨迹在所述第二基部与所述第二顶部之间限定第二直线，所述第二直线具有第二斜率，其中，所述第一斜率小于所述第二斜率。

11.  根据权利要求5所述的分离机，其中，所述截锥体由安装于所述收集室内部的多个径向支撑件进行支撑。

12.  一种用于使液体/固体混合物中的固体与液体分离的分离机，所述分离机包括：
上进口室，其包括进口，通过所述进口将混杂有固体的液体引入所述上进口室，所述上进口室具有限定内径的内部壁；
分离筒，其安装于所述上进口室，所述分离筒具有中心轴、上端、下端、底部、内侧壁、限定外径的外壁，所述内侧壁是轴向延伸旋转筒状面，所述上端的一部分延伸进入所述上进口室，该部分包括多个大致轴向取向的槽口，延伸穿过所述分离筒的所述内侧壁，从而以绕转运动的方式将所述混合物喷入所述分离筒的所述上端，以由离心力使固体从所述液体中分离；以及
前庭室相邻于多个大致轴向取向的槽口布置，所述前庭室由所述上进口室的内部壁限定，以及由延伸进入所述上进口室的所述分离筒部分的外壁限定，所述前庭室在上端处进一步由水平布置的顶板限定；
引出管布置于所述水平布置的顶板之上，所述引出管设置有经过滤流体从所述分离筒流出的导管，所述引出管具有引出管直径；以及
漩涡拾取器悬垂于所述水平布置的顶板，所述漩涡拾取器具有漩涡拾取器直径，其中，所述引出管直径大于所述漩涡拾取器直径。

13.  根据权利要求12所述分离机，进一步包括与所述分离筒的所述下端轴向相邻的自旋结构。

14.  根据权利要求13所述分离机，在所述自旋结构下方，进一步包括具有顶部和池区的收集室，用于容纳固体。

15.  根据权利要求14所述分离机，在所述自旋结构与所述池区之间进一步包括至少一个开口，通过该开口，所述固体可以通过。

16.  根据权利要求13所述分离机，其中，所述自旋结构包括截锥体，所述截锥体包括顶部、基部、以及从所述基部延伸至所述顶部的轴向延伸锥面。

17.  根据权利要求13所述分离机，进一步包括由所述分离筒的内径限定的第一直径，以及，由所述收集室的内径限定的第二直径，其中，所述分离机的内径在所述自旋结构顶部的下方从所述第一直径增大至所述第二直径。

18.  根据权利要求17所述分离机，其中，由于所述分离机的直径从所述第一直径逐渐增大至所述第二直径，增大的直径在所述分离筒与所述收集室之间限定肩部，所述肩部从所述分离筒的底部延伸至所述收集室的顶部。

19.  根据权利要求18所述分离机，其中，在所述肩部与所述截锥体之间限定至少一个开口，所述至少一个开口包括所述自旋结构与所述池区之间的导管装置。

20.  根据权利要求16所述分离机，其中，所述截锥体包括下段和上段，其中，所述下段包括第一基部和第一顶部、以及从所述第一基部延伸至所述第一顶部的第一轴向延伸锥面，以及，所述上段包括由所述第一顶部限定的第二基部、以及第二顶部。

21.  根据权利要求20所述的分离机，其中，所述第一轴向延伸锥面包括第一点轨迹，所述第一点轨迹在所述第一基部与所述第一顶部之间限定第一直线，所述第一直线具有第一斜率，以及，所述第二轴向延伸锥面包括第二点轨迹，所述第二点轨迹在所述第二基部与所述第二顶部之间限定第二直线，所述第二直线具有第二斜率，其中，所述第一斜率小于所述第二斜率。

22.  根据权利要求16所述的分离机，其中，所述截锥体由安装于所述收集室内部的多个径向支撑件进行支撑。

改进的离心分离机
本申请是分案申请，原申请的申请日为2011年11月28日，申请号为2011800718384，发明创造名称为“改进的离心分离机”。
相关申请
本申请要求2011年6月26日提交的、名称为“ImprovedCentrifugalSeparator”的美国实用专利申请No.13/168,995的优先权，该申请的全部内容在此以引用方式并入本文。
发明背景
1.技术领域
本文披露的装置总体上涉及使固体与液体分离的装置，具体涉及一种改进的离心分离机，其包括的内部结构使得能获得通过分离机的优选流动形态，导致固体与液体的极佳分离、以及更高的分离机操作效率。
2.背景技术
离心分离机通常已知为从混杂有固体的液体液流中分离出固体的装置。离心分离机的典型结构是，通过管嘴以切向方式将流入液体液流喷入筒状分离筒。由于喷入的液流围绕分离筒内部壁回旋，随着回旋液流从分离筒的一端向另一端流动，典型地在分离筒内从上部高度位置向下部高度位置流动，液流内的高g力导致固体颗粒朝壁迁移。使颗粒向侧壁移动所需要的力由等式F＝mv²/r限定，其中，m等于颗粒的质量，v是颗粒的切向速度，以及，r是分离机的半径。
在分离筒的下端或其附近，设有自旋板，其引发液流的螺旋运动，因此形成漩涡，漩涡的液体离开自旋板朝典型称为漩涡拾取器(vortexfinder)的居中布置结构流动，并且进入引出口。理想地，离开分离机的滤出液大体上没有混杂固体。在筒的下端靠近自旋板处，设有开口 或槽口，更靠近分离机筒壁部的大部分混杂固体从中通过。这些固体在收集室内集聚于筒底部。这种通用类型的离心分离机示于美国专利No.4,072,481、No.5,811,006、以及No.6,143,175中，因其示出了这种分离机的理论及实践，这些专利以全文引用的方式并入本文。
这类分离机的功能及效率很大程度源于液流在分离机内的流动速度和平稳度。分离机内的理想流动形态是层流，其特征在于平稳、恒定的液体运动。另一方面，湍流产生随机涡流以及流动不稳定性。系统任意位置处出现湍流都需要更多的电力来提供更高的喷射压力，或者导致分离效率的降低。随着湍流度增大，从自旋板反射并通过漩涡拾取器引出分离机的液流中的颗粒混杂增加。
电力需求方面的增加可能是显著的，特别是在要求高流速的场合，例如冷却塔应用中，所要求的流速会达到13,000加仑每分钟(gpm)或更高。分离机中的湍流会显著影响泵驱动液流通过分离机所需的能量需求。
湍流还加剧了分离机内部组成部件的磨损。流入液体中混杂的固体是磨料。为了产生使固体与液体分离所需要的实质g力，颗粒的速度以及其与分离机部件接触的力会导致相当的磨损率，通过使用耐磨材料例如钢合金也只能部分进行补偿。因此，无湍流且平稳流动使得整个系统各处的磨损减少。然而，尽管现有技术在减少分离机内不同区域处湍流方面已经做出了改进，但本发明人发现已知筒状离心分离机在实现非湍流方面仍存在改进余地。理想的是，收集室维持处于静止条件，以便于固体在收集室中的沉淀，并且减少固体重新混杂进从收集室回到分离室的液体中。
因此，系统各处湍流的减少能显著地改进分离、降低电力成本、延长维修间隔、以及延长装置的使用寿命。本发明旨在减少离心分离机各处的湍流。
发明内容
本发明提供了一种分离机，用于分离液体/固体混合物中的固体与液体。分离机包括上进口室，该上进口室具有进口，通过该进口将 混杂固体的液体引入上进口室。上进口室还包括限定直径的内部壁。分离筒安装于上进口室。分离室具有中心轴、上端、下端、底部、内侧壁、以及限定外径的外壁，内侧壁是轴向延伸旋转筒状面。分离筒上端的一部分延伸进入上进口室，并且包括进口装置，该进口装置延伸穿过分离筒的内侧壁，从而以绕转运动的方式将液体/固体混合物喷入分离筒的上端。前庭室布置在进口装置的外侧。由上进口室的内部壁、以及由延伸进入上进口室的分离筒部分的外壁，限定前庭室。前庭室在上端处进一步由水平布置的顶板限定。顶板具有的直径大于分离筒的外径，但小于上进口室的内径。自旋结构与分离筒下端轴向相邻。分离机在自旋结构下方进一步包括具有顶部和池区的收集室，用于接纳含有固体的材料。分离机在自旋结构与池区之间还包括导管装置，通过该区域，导管装置传送含有固体的材料。出口筒在分离筒内居中对准，并且轴向上位于自旋结构上方，以接纳被自旋结构反射的液体。
在本发明的一方面中，自旋结构是截锥体，其具有顶部、基部、以及从基部延伸至顶部的轴向延伸锥面。
在本发明的另一方面中，分离机的直径在自旋结构顶部的下方从第一直径增大至第二直径。第一直径是分离筒的内径，以及，第二直径是收集室的内径。
在本发明的又一方面中，直径从第一直径逐渐增大至第二直径。增大的直径在分离筒与收集室之间限定肩部。肩部从分离筒的底部延伸至收集室的顶部。
在本发明的又一方面中，在肩部与截锥体之间限定有开口。该开口形成自旋结构与池区之间的导管装置。
在本发明的又一方面中，截锥体包括下段和上段。下段包括第一基部、第一顶部、以及在二者之间延伸的第一轴向延伸锥面。上段包括由第一顶部限定的第二基部、以及第二顶部。
在本发明的又一方面中，轴向延伸锥面包括第一点轨迹，其在第一基部与第一顶部之间限定第一直线。第一直线具有第一斜率，以及，第二轴向延伸锥面包括第二点轨迹。第二点轨迹在第二基部与第 二顶部之间限定第二直线。第二直线具有第二斜率，并且第一斜率小于第二斜率。
在本发明的又一方面中，截锥体由安装于收集室内部的多个径向支撑件进行支撑。
在本发明的又一方面中，分离机包括在自旋结构与出口筒下端之间延伸的杆部。杆部在分离筒和出口筒内居中对准。
在本发明的又另一方面中，杆部包括位于在出口筒下端内的上端。
在本发明的又一方面中，杆部是空心的。
在本发明的另一方面中，杆部包括上端，该上端由内部支撑件在出口筒内居中支撑。
在本发明的又一方面中，居中支撑结构包括多个径向支撑件，该径向支撑件在杆部上端与出口筒内部壁之间延伸。
在本发明的又一方面中，居中支撑结构包括中心毂，杆部的上端插入中心毂。中心毂由多个流送叶片支撑在出口筒中。
在本发明的又一方面中，外筒包括用于使通过出口筒的压降最小化的设置。
在本发明的又一方面中，使通过出口筒的压降最小化的设置包括，将流送叶片构造成叶轮形状。
在本发明的又一方面中，该流送叶片各相对于水平面成约20度至约60度的角度。
在本发明的又一方面中，相邻于该流送叶片与中心毂的安装部位，该流送叶片相对于水平面具有约60度的角度。
在本发明的又一方面中，相邻于该流送叶片与出口筒内部壁的安装部位，该流送叶片相对于水平面具有约20度的角度。
本发明的另一方面提供了一种分离机，其具有带内径的上室，该上室包括进口，通过进口将混杂固体的液体引入上室。分离筒与上室液体连通。分离筒具有限定外径的外壁，并且分离筒的一部分延伸进入上室。延伸进入上室的分离筒部分具有至少一个开口，以允许液体从上室流进分离筒。水平布置板安装于延伸进入上室的分离筒部 分。水平布置板具有的直径大于分离筒的外径，且小于上室的内径。自旋结构位于分离室内。出口筒与分离筒液体连通，并且位于自旋结构上方，以接纳被自旋结构反射的液体。
附图说明
图1图示已知的离心分离机；
图2示出本文所披露离心分离机实施例的侧视图；
图3示出本文所披露离心分离机实施例的剖视轴测图；
图4示出上进口室和分离筒上部的剖视轴测图；
图5示出本发明中所使用自旋结构实施例的剖视轴测图；
图6示出本发明的圆锥自旋结构的实施例；
图7示出图6中所示圆锥自旋结构的分解图；
图8图示图6中所示杆部和圆锥自旋结构在分离机内的定位；
图9示出多个根据本发明设计的分离机如何容纳在单个壳体内，用于分级分离；
图10示出本发明的圆锥自旋结构的一种可替代实施例；
图11示出图10中所示圆锥自旋结构的分解图；以及
图12示出本发明支撑结构的一种实施例的轴测图。
具体实施方式
体现本发明的离心分离机包括上进口室和与之相连的分离筒。上进口室包括进口，通过该进口将混杂固体的液体引入上进口室。分离筒的上部延伸进入上进口室，位于进口的下方，使得上进口室的内侧壁与分离区域的上部限定一空间，下文称之为前庭室。前庭室进一步由水平布置板限定，该板直径上大于分离筒，但直径上小于上进口室的内径。分离筒的上部包括多个大致轴向取向的槽口，其中，槽口沿切向穿透分离筒的壁，以便大致引起从前庭室进入分离筒的液体的切向流动形态。
水平布置板的目的分为两方面：1)在液体进入分离机时，使液体在进口相对侧撞击上室内侧的“飞溅”效果分散，以及2)促进朝 槽口流动以使其更均匀。关于飞溅效果，由于进入分离机的液体撞击在上室里侧并成扇形展开(想象从花园浇水软管喷射的水以某一角度撞击房屋侧面)，靠近槽口产生了更高速度的流动。这种更高速度的流动移动通过槽口，并且在下到分离筒的途中导致流动的失衡或摇摆。通过在槽口上方设置顶板，迫使飞溅效果更好地围绕上室分散，在一定程度上缓和了失衡。因为液体现在“拐弯”，可以说，随着其向下流动通过板再进入前庭室，至少部分流体转向槽口，或多或少地垂直于槽口。与螺旋状从上方下到槽口的更高速液体(如果不如此设置会出现这种情况)相比，这导致液体更加均匀地接近槽口。净效果是流体沿槽口全长更均匀地分布。
进入分离筒的液体沿着分离筒壁以螺旋形态回旋向下到达筒中的低位部分(通常但非必须为低位)，此处，液流遇到用于使液流流动方向反转的中心结构，该中心结构在液流中引发旋转。这种结构在本文中称为自旋结构，其将优越的流动特性引入已知离心分离机所使用的自旋板。在自旋结构下方，设有收集室，以及，在自旋结构与内壁之间设有导管装置，通过该导管装置，固体可以传送至收集室。自旋结构导致回旋液流的中央部分反转其轴线方向，并且通过分离筒内居中对准的出口筒向上流动，通过位于分离室顶部的排出口离开分离机。此出口筒称为漩涡拾取器。
降低分离筒中与自旋结构相邻处的湍流度，而且还减少漩涡对进入的混杂固体液流的侵扰，藉此，大大减少了漩涡中的固体混杂，并因此提高了分离机的效率。这里本发明人发现：如果用截锥体的顶面形成自旋结构，其中截锥体包括顶面、基部、以及从基部延伸至顶面的锥面，并且将截锥体布置在收集室上方，能获得更高的漩涡稳定性，以及，更不易引发湍流。收集室也可以具有大于分离筒的直径。
在本发明的一些实施例中，将具有上端和下端的杆部布置在分离筒内，使得杆部与分离筒居中对准，以及，将杆部的下端固定或布置在自旋结构内，并且将上端定位在出口筒的一部分内。术语“自旋板”可以指自旋结构。然而，由于此术语使人联想到一种二维结构，术语“自旋板”可以具体地指代自旋结构的顶面，而术语“自旋结构” 也可以指三维结构，例如本文所披露的圆锥实施方式。
通过在自旋板与出口筒之间设置轴向居中的杆部，减少了分离筒中与自旋板轴向相邻部分中出现的湍流。此外，杆部的存在使得漩涡的轴向部分稳定。这种稳定减少了漩涡(特别是在靠近自旋板的分离筒部分中)迁移到进来混杂固体液流的路径中的趋势，进来的混杂固体液流正沿内壁朝自旋板切向流动。
根据下文的具体描述以及附图，可以更好地理解本发明的上述以及其它特点。
现有技术分离机的描述
图1图示了一种已知的离心分离机100。该离心分离机的基本功能部件是分离筒102，该分离筒102容纳在外壳104内。收集室106置于外壳104的下端，此处，收集室收集向下液流中分离出来的固体P，该向下液流在分离筒内用顺时针箭头表示。此向下液流可能含有高浓度的混杂固体，由离心力迫使混杂固体抵靠分离筒的内侧壁。收集室106底端处的排出口108允许从中连续或者不时地排出固体以及一些液体。在分离筒102下端或其附近，设有自旋板110，该自旋板110正交于分离筒的中心轴延伸。在自旋板110与分离筒102之间留有槽口112或其它导管装置，从而，允许固体通过以从分离筒进入收集室106。出口筒114居中位于分离筒102的上端内。出口筒114包括引出管116，用于引出处理后的液体。
围绕分离筒102的上端，由外壳104形成容纳室118。容纳室118是环状，并适配在分离筒102周围，且与分离筒102处于液体密封关系，而且，由分隔壁126使容纳室118与外壳104的下部隔开。穿过外壳104壁部的喷嘴120沿切向进入容纳室118。喷嘴120在带压力的状态下将混杂固体的液体液流喷入容纳室118。这在外壳104的壁部122与分离筒102的外壁之间建立环流。入口槽124穿透分离筒102的壁部，并将来自容纳室118的液流传送进分离筒。
固体与液体的分离源于g力场。将液流以高速喷入分离筒102，并且从分离筒的上端向下端回旋，作为快速流动的螺旋状移动液流。在分离筒中，离心力远大于重力，并且由离心作用迫使颗粒P向外。
对于沿筒内表面具有相同的线速度，分离筒102的直径越小，离心力变得越大。在分离筒102的下端或其附近，自旋板110引发液流的螺旋运动，因此形成漩涡。漩涡的液体离开自旋板向上朝出口筒114流动，如图1中的向上箭头所示。出口筒114也称为漩涡拾取器。在恰当运转的分离机中，通过引出管116流出的液体液流大体上没有固体。
本发明的描述
图2至图3总体图示包括本发明的离心分离机10。如图2至图3中所示，改进的分离机包括上进口室11以及互连的分离筒12，该分离筒12容纳在外壳14内。收集室16位于分离机的下端。通过比较图1与图2可以看出，本发明实施例可以在外壳14内直接形成分离筒12，而无需图1中分离机所使用的中间壁结构。收集室16收集从向下液流中分离出的固体。在收集室16的底端，排出口18允许从中连续或者不时地排出固体和一些液体。
在分离筒12下端或其附近，设有自旋结构20(其部分特征图示于图6和图7中)，自旋结构20大致正交于分离筒的中心轴延伸。自旋结构20适宜包括截锥体结构，例如图中所示。在这种实施例中，自旋结构20包括截锥体21，截锥体21具有顶部23和基部25。截锥体21包括外锥面27，外锥面27从基部25轴向延伸至平顶面23。自旋结构20可以包括下段29和上段31。在这种实施例中，下段29包括第一基部25。下段29进一步包括顶部33。第一轴向延伸锥面35从第一基部25延伸至第一顶部33。类似地，上段31包括第二基部，该第二基部由第一顶部33限定，因为下段29的顶部也是上段的基部。上段的顶部由自旋结构的顶部23限定。第二轴向延伸锥面37从下段29的顶部33延伸至上段31的顶部23。
在自旋结构20与外壳14的内部壁之间留有环形开口22或其它导管装置，这允许固体通过以从分离筒12进入收集室16。出口筒24或漩涡拾取器居中位于分离筒12的上端内。漩涡拾取器24包括引出管26，用于引出处理过的液体。已经发现，出口筒的长度影响分离机的性能。本发明的实施方式可以利用漩涡拾取器24，其中，从漩 涡拾取器的底端到引入槽口36的距离约为“0.125×分离筒12的内径”。与现有的较长漩涡拾取器比较，缩短漩涡拾取器对性能有显著影响。
前庭室28形成在分离筒12的上部38与上进口室11的内部壁30之间。前庭室28是环状，并适配在分离筒12的上部38周围，且与其处于液体密封关系。在分离筒12的上部38上方，喷嘴32穿透外壳14壁，并沿切向进入上进口室11的顶端。顶板13将前庭室28与上进口室的顶端分开。喷嘴32以一定压力将混杂固体的液体液流喷入上进口室11的顶端。这在顶板13上方形成环流。为了流进前庭室28，液体必须“转弯”，经由向下流动通过顶板13进入前庭室，分离筒12的上部38包括多个穿透壁部的引入槽口36，以允许混杂固体的液体从前庭室28流入分离室。槽口可以是大致轴向取向，使槽口沿切向穿透分离筒的壁，以便使从前庭室28进入分离筒12的液体具有大致切向流动形态。槽口36的宽度可以适宜地设计成不宽于分离筒12的壁厚。例如，如果分离筒12的壁厚是1/4”(英寸)，槽口可以设计成1/4英寸宽。已经发现，维持这种关系提供了改进的性能。增大槽口宽度允许比现有技术所允许更大的颗粒通过。然而，任一适当的槽口宽度都在本发明的范围内。
与图1中所示的分离机一样，固体与液体的分离源于g力场。液流以高速喷入分离筒12，并且从分离筒12的上端向下端回旋，作为快速流动的螺旋状移动液流。在分离筒中，离心力远大于重力，并且由离心作用迫使颗粒向外。
对于沿筒内表面具有相同的线速度而言，分离筒12的直径越小，离心力变得越大。在分离筒12的下端或其附近，自旋结构20引发液流的螺旋运动，因此形成漩涡。构成漩涡的液体离开自旋结构20向上朝出口筒24(或漩涡拾取器)流动，并且通过引出管26引出。
如图3中所示，外壳14可以包括顶部44和底部46。在这种结构中，分离机10的直径在自旋结构20下方从第一直径增大至第二直径，此处，第一直径构成分离筒12的内径，以及，第二直径构成收集室16的内径。收集室16的增大直径在分离筒12与收集室16之间 限定肩部48，此处肩部从分离筒的底部延伸至收集室的顶部。在这种结构中，在肩部48与自旋结构20之间限定有开口22。此开口提供了自旋板与池区之间的导管装置，用于液体和固体通过而进入收集室16。
如图9中所示，分离设备200可以包括多个本发明设计的分离机10’，这些分离机可以容纳在单个壳体14’内，用于分级分离。通过使用顶板13’和厚壁分离筒12’，改善进入分离筒的流动，我们无需在各单独分离筒周围设置上室。与使用单个较大分离机所能得到的效能相比，使用一系列较小的相同分离器，允许以更高的流量得到更高的效能。
本发明的一些实施例包括杆部340(示于图10和图11中)，其布置在自旋结构321与出口筒324之间。杆部340可以是空心的或实心的。杆部340在自旋结构321内居中对准，并且由毂342维持就位。杆部340包括位于上侧的上端350，并且可以包括下端352，该下端352在自旋结构下方延伸。上端350布置在出口筒(未示出；参见图2和图3中的对应结构)的一部分内。出口筒可以包括内部支撑结构354(示于图12中)，用来将杆部340的上端350固定在出口筒内。
内部支撑结构354不必是较小的单元或非常大的单元。支撑结构354可以包括中心毂356，杆部340的上端350插入中心毂356中。支撑结构354可以进一步包括流送叶片358，上升的液流流动通过该流送叶片358。流送叶片(flowvane)358可以包括进一步稳定液流流动的形状和间距。在分离机的起动和关机过程中、以及在打开和/或关闭阀门期间，流送叶片358的优势特别明显。流送叶片358有助于长期保持分离机内部的流动轨迹不受扰动，这样，使流动出现突然变化时典型观察到的固体去除效率降低最小化。流送叶片358可以是叶轮形状，并且包括有向下间距的相向边缘(pitcheddownwardfacingedges)。通过将流送叶片358的取向确定为与进入出口筒的流体处于相同角度，叶轮形状使向上流动的液流中的压力损失最小化。安装于出口筒内部壁时，流送叶片358的可接受形式可以具有与水平面成约20度的角度，以及，在流送叶片358安装于中心毂356处，具有 约60度的角度。
杆部340还可以包括径向支撑件360，径向支撑件360安装于杆部的下端352，此处将径向支撑件固定至收集室(未示出；参见图8中的对应结构)的内部壁。应当理解，通过杆部340中位于自旋结构321顶部323与出口筒之间的部分，提供了一部分本发明有利流动特征。所以，虽然就支撑自旋结构以及给杆部提供稳定性方面，杆部340中插在自旋结构321内的部分是有益的，但本发明的其它实施例可以在自旋结构的下方具有不同构造的杆部。
至此描述了本发明的优选实施例，本发明的范围由所附权利要求及其等效置换限定。
本文至少披露了下列概念。
概念1.一种用于使液体/固体混合物中的固体与液体分离的分离机，所述分离机包括：
上进口室，其包括进口，通过所述进口将混杂有固体的液体引入所述上进口室，所述上进口室具有限定内径的内部壁；
分离筒，其安装于所述上进口室，所述分离筒具有中心轴、上端、下端、底部、内侧壁、限定外径的外壁，所述内侧壁是轴向延伸旋转筒状面，所述上端的一部分延伸进入所述上进口室，该部分包括进口装置，该进口装置延伸穿过所述分离筒的所述内侧壁，从而以绕转运动的方式将所述混合物喷入所述分离筒的所述上端，以由离心力使固体从所述液体中分离；
前庭室，其布置在所述进口装置的外侧，所述前庭室由所述上进口室的内部壁、以及由延伸进入所述上进口室的所述分离筒部分的外壁限定，所述前庭室在上端处进一步由水平布置的顶板限定，所述顶板具有的直径大于所述分离筒的外径，但其直径小于所述上进口室的内径；
自旋结构，其与所述分离筒的所述下端轴向相邻，所述分离机在所述自旋结构下方进一步包括具有顶部和池区的收集室，用于容纳含有固体的材料，所述分离机在所述自旋结构与所述池区之间进一步包括导管装置，通过该区域，所述导管装置传送所述含有固体的材料； 以及
出口筒，其在所述分离筒内居中对准，所述出口筒在轴向上位于所述自旋结构的上方，以接纳被所述自旋结构反射的液体。
概念2.根据概念1所述的分离机，其中，所述自旋结构包括截锥体，所述截锥体包括顶部、基部、以及从所述基部延伸至所述顶部的轴向延伸锥面。
概念3.根据概念2所述的分离机，其中，所述分离机的直径在所述自旋结构顶部的下方从第一直径增大至第二直径，所述第一直径构成所述分离筒的内径，以及，所述第二直径构成所述收集室的内径。
概念4.根据概念3所述的分离机，其中，所述直径从所述第一直径逐渐增大至所述第二直径，增大的直径在所述分离筒与所述收集室之间限定肩部，所述肩部从所述分离筒的底部延伸至所述收集室的顶部。
概念5.根据概念4所述的分离机，在所述肩部与所述截锥体之间形成有开口，所述开口构成所述自旋结构与所述池区之间的导管装置。
概念6.根据概念2所述的分离机，其中，所述截锥体包括下段和上段，其中，所述下段包括第一基部和第一顶部、以及从所述第一基部延伸至所述第一顶部的第一轴向延伸锥面，以及，所述上段包括由所述第一顶部限定的第二基部、以及第二顶部。
概念7.根据概念6所述的分离机，其中，所述第一轴向延伸锥面包括第一点轨迹，所述第一点轨迹在所述第一基部与所述第一顶部之间限定第一直线，所述第一直线具有第一斜率，以及，所述第二轴向延伸锥面包括第二点轨迹，所述第二点轨迹在所述第二基部与所述第二顶部之间限定第二直线，所述第二直线具有第二斜率，其中，所述第一斜率小于所述第二斜率。
概念8.根据概念2所述的分离机，其中，所述截锥体由安装于所述收集室内部的多个径向支撑件进行支撑。
概念9.根据概念1所述的分离机，进一步包括在所述自旋结构与所述出口筒的下端之间延伸的杆部，所述杆部在所述分离筒和所述 出口筒内居中对准。
概念10.根据概念9所述的分离机，其中，所述杆部包括位于所述出口筒下端内的上端。
概念11.根据概念9所述的分离机，其中，所述杆部是空心的。
概念12.根据概念9所述的分离机，其中，所述杆部包括上端，其中所述上端由内部支撑件在所述出口筒内居中支撑。
概念13.根据概念12所述的分离机，其中，所述居中支撑结构包括多个径向支撑件，该径向支撑件在所述杆部的上端与所述出口筒的内部壁之间延伸。
概念14.根据概念12所述的分离机，其中，所述居中支撑结构包括中心毂，所述杆部的上端插进所述中心毂，其中，所述中心毂由多个流送叶片支撑在所述出口筒内。
概念15.根据概念14所述的分离机，其中，所述出口筒包括用于使通过所述出口筒的压降最小化的设置。
概念16.根据概念15所述的分离机，其中，使通过所述出口筒的压降最小化的设置包括，将所述流送叶片构造成叶轮形状。
概念17.根据概念14所述的分离机，其中，所述流送叶片各相对于水平面成约20度至约60度范围的角度。
概念18.根据概念14所述的分离机，其中，相邻于所述流送叶片与所述中心毂的安装部位，所述流送叶片相对于水平面具有约60度的角度。
概念19.根据概念14所述的分离机，其中，相邻于所述流送叶片与所述出口筒内部壁的安装部位，所述流送叶片相对于水平面具有约20度的角度。
概念20.一种用于使液体/固体混合物中的固体与液体分离的分离机，所述分离机包括：
上室，其具有内径，所述上室包括进口，通过所述进口将混杂有固体的液体引入所述上室；
分离筒，其具有限定外径的外壁，所述分离筒与所述上室液体连通，所述分离筒的一部分延伸进入所述上室，并且，在所述分离筒 的所述外壁中具有至少一个开口，以允许液体从所述上室流进所述分离筒；
水平布置板，其安装于延伸进入所述上室的所述分离筒部分，所述水平布置板具有的直径大于所述分离筒的外径，且小于所述上室的内径；
自旋结构，其布置在所述分离室内；以及
出口筒，其与所述分离筒液体连通，并且布置在所述自旋结构的上方，以接纳被所述自旋结构反射的液体。
概念21.根据概念20所述的分离机，进一步包括杆部，该杆部在所述自旋结构与所述出口筒之间延伸，所述杆部在所述分离筒和所述出口筒内居中对准。
概念22.根据概念21所述的分离机，其中，所述杆部是空心的。
概念23.根据概念20所述的分离机，其中，所述自旋结构包括截锥体，所述截锥体包括顶部、基部、以及从所述基部延伸至所述顶部的轴向延伸锥面。
概念24.根据概念23所述的分离机，进一步包括在所述自旋结构与所述出口筒之间延伸的杆部，所述杆部在所述分离筒和所述出口筒内居中对准。
概念25.根据概念24所述的分离机，其中，所述杆部是空心的。