离心机以及有关系统和方法与流程

离心机以及有关系统和方法
1.相关申请
2.本国际专利申请要求于2020年2月6日提交的序列号为62/970,902的共同拥有的临时申请的权益，其中，所述临时申请的全部内容以引用的方式并入本文。
技术领域
3.本发明涉及用于将至少一个进料流分离成至少两个产物流的离心机以及有关方法和系统。

背景技术：

4.持续需要用于将至少一个进料流分离成至少两个产物流的改进的离心机以及有关方法和系统。例如，持续需要提供具有改进的均匀性的一种或多种产物流，尤其是具有悬浮固体的产物流。

技术实现要素：

5.本发明包括具有中心旋转轴线的离心机的实施例，其中，离心机包括：
6.a)转鼓部，其包括：
7.i)至少一个进料流入口和至少第一产物流出口和第二产物流出口；
8.ii)转鼓部，其具有限定内部空间的内表面，其中，至少一个进料流入口和至少两个产物流出口与内部空间流体连通；
9.b)进料流路径，其与至少一个进料流入口和转鼓部的内部空间流体连通；以及
10.c)两个或更多个产物流路径，其中，两个或更多个产物流路径至少包括：
11.i)第一产物流路径；以及
12.ii)第二产物流路径，其中，第二产物流路径具有在内部空间中的入口，其中，第二产物流路径包括在第一径向延伸表面与第二径向延伸表面之间的空间，并且其中，第一径向延伸表面和第二径向延伸表面中的至少一者包括至少一个离散的流动干涉构件，该离散的流动干涉构件位于第二产物流路径中以中断第二产物流的流动，其中，第一产物流路径位于第二产物流路径与中心旋转轴线之间。
13.本发明包括在离心机中将至少一个进料流分离成至少第一产物流和第二产物流的方法的实施例，其中，方法包括：
14.a)将至少一个进料流提供至离心机的进料流入口，其中，离心机具有中心旋转轴线和具有内表面的转鼓部，内表面限定内部空间；
15.b)在离心机的内部空间中从至少一个进料流分离两个或更多个产物流，其中，第一产物流在离心机的第一产物流路径中流动，并且第二产物流流入与转鼓部的内表面相邻的第二产物流路径中；以及
16.c)中断第二产物流在第二产物流路径中的流动。
附图说明
17.图1a示出了离心机系统的完整组件；
18.图1b是示出了根据本发明的离心机100的局部剖视图的示意图，该离心机包装在图1a所示的离心机组件70的盖60内，并且不包括任何离散的流动干涉构件；
19.图2是示出了图1b所示离心机中的固体/重相流路的示意图；
20.图3是例示了在图1b所示的离心机的碟堆中的两个碟片之间的固体从液体的一次分相的示意图；
21.图4例示了图2所示的离心机的固体/重相流路中的固体之间的二次分相；
22.图5a例示了根据本发明的具有多个结构间隔肋且没有离散的流动干涉构件的分离碟片的示例；
23.图5b例示了根据本发明的具有多个结构间隔肋且没有离散的流动干涉构件的分离碟片的另一示例；
24.图6是示出了根据本发明的离心机的实施例的局部剖视图的示意图，该离心机将固体流从液体分离并且包括离散的流动干涉构件；
25.图7示出了根据本发明的离心机的另一实施例的特写局部剖视图，该离心机将固体流从液体分离并且包括离散的流动干涉构件；
26.图8示出了图7所示离心机的替代实施例，其中，使用紧固件紧固离散的流动干涉构件；
27.图9a示出了根据本发明的包括离散的流动干涉构件的另一实施例的分离碟片的局部透视图；
28.图9b示出了图9a所示的离散的流动干涉构件的透视图；
29.图9c示出了图9a所示的结构间隔肋的透视图；
30.图9d示出了图9a所示的离散的流动干涉构件的替代实施例的透视图；
31.图9e示出了图9a所示的结构间隔肋的透视图，该结构间隔肋包括用作结构间隔肋之间的流路的可选孔；
32.图10a示出了根据本发明的具有离散的流动干涉构件的分离碟片的实施例的顶部透视图；
33.图10b示出了图10a中的分离碟片的底部平面图；
34.图10c示出了相对于图10a中的视图绕轴线1012旋转90度的顶部透视图；
35.图10d示出了图10a中的分离碟片的侧立面图；
36.图10e示出了相对于图10d中的视图绕轴线1012旋转90度的侧立面图；
37.图10f示出了相对于图10e中的视图绕轴线1012旋转90度的侧立面图；
38.图10g示出了图10a中的分离碟片的底部透视图；
39.图10h示出了图10a中的分离碟片的顶部平面图；
40.图10i示出了相对于图10g中的视图绕轴线1012旋转90度的底部透视图；以及
41.图11示出了基于在以下示例中产生的各个第二产物流3的体积的固体含量百分比。
42.注意，本文在附图中描述的相同附图标记表示相同的特征。
具体实施方式
43.本发明涉及将进料流分离成至少两个产物流的离心机(分离器)以及有关方法。离心机可以至少基于密度差将进料流分离成两个或更多个产物流。在一些实施例中，离心机也可通过利用筛网部件等基于粒度进行分离。
44.本发明的实施例可以与各种离心机一起使用。非限制性示例包括碟式离心机(disk stack centrifuge)(例如两相碟式离心机和三相碟式离心机)、组合碟式倾析器、组合碟式-过滤或碟式-篮式离心机。碟式离心机的非限制性示例包括平坦碟片或截头圆锥形碟片的堆叠。美国专利第4,784,635号(bruning等人)中描述了碟式离心机的非限制性示例，其中，所述专利的全部内容以引用的方式并入本文。图1a和图1b中例示了根据本发明可以利用的离心机类型的非限制性示例，并且其可以被称为两相碟式离心机。
45.图1a示出了根据本发明的离心机系统50的非限制性示例的完整组件。如图所示，电机39和离心机组件70以固定和静止的方式安装在框架11上。离心机组件70包括包围/围封离心机100(图1b中示出)的离心机盖60。电机39物理地联接到离心机100以使转鼓部101(图1b中示出)围绕其中心竖直轴线12旋转。离心机盖60在转鼓部101旋转的同时保持固定和静止。离心机组件70还包括进料流入口连接部11、第一产物流出口连接部21、第二产物流出口连接部31、固体收集器41和排出斜槽42，其将在下面讨论。
46.图1b示出了包装在图1a所示离心机组件70的盖60内的离心机100的局部剖视图，其例示了离心机100的由其中心轴线12限定的一半。
47.使用根据本发明的离心机，可以将多种进料流分离成两个或更多个产物流。进料流来源的非限制性示例包括在石油工业、农业工业(包括乳品工业)、生物炼制工业、食品和饮料工业(例如葡萄酒工业、啤酒工业等)等中生产的那些。进料流可以包括固体组分和/或液体组分。固体组分可以包括具有一种或多种化学组成的颗粒。固体组分可以包括全部具有相同密度的颗粒或具有不同密度的颗粒。固体组分还可以包括具有大致相同的尺寸或粒度分布的颗粒。固体组分还可以包括全部具有相同几何形状的颗粒或具有不同几何形状的颗粒。固体组分还可包括具有大致相同的沉降速度或沉降速度分布的颗粒。液体组分可包括可具有相同或不同密度的一种或多种化学组成。由此可见，进料流可以被分离成两个或更多个产物流，其中，各个产物流在化学组成、流的体积密度、颗粒密度、粒度、颗粒几何形状、颗粒沉降速度、固体组分含量和液体组分含量中的一个或多个方面具有与进料流不同的分布。
48.在非限制性的说明性示例中，图1b中的进料流1来源于回收生化物质(例如乙醇)后的整体釜馏物，该生化物质通过发酵由玉米粉制成的醪液而产生。例如，进料流1可以是整体釜馏物或源自整体釜馏物的任何组合物，例如湿饼、稀釜馏物；澄清的稀釜馏物；浓缩的稀釜馏物；浓缩的澄清的稀釜馏物；改性的稀釜馏物；油乳剂；回流物(backset)；蛋白质(酵母)糊；等等。在一些实施例中，进料流1可包括具有水、玉米油、蛋白质、酸、矿物质和其混合物的液体组分。在一些实施例中，进料流1可包括具有颗粒的固体组分，这些颗粒具有玉米淀粉、玉米纤维和/或蛋白质(例如玉米蛋白质和/或酵母蛋白质)。
49.根据本发明的离心机具有转鼓部。转鼓部可以是单个整体转鼓部，或者可以包括两个或更多个联接在一起的部分，例如第一(上部)部分和第二(底部)部分。在图1a和图1b的说明性示例中，离心机100具有转鼓部101，其包括通过锁环104以密封方式联接到转鼓顶
部103的转鼓底部102，其中，转鼓顶部103与转鼓底部102分离。如图所示，转鼓底部102包含滑动活塞115。如下面进一步讨论的，离心机100可以被称为间歇除渣器型离心机，其中，滑动活塞115在转鼓底部102内间歇地向下滑动，以允许重相材料(例如浓缩的固体颗粒)作为排出流4通过排出通道40排出。替代性地，转鼓部101可具有一个或多个喷嘴(未示出)，其允许重相材料连续地排出。美国专利第8,192,342号(8,192,342(trager等人))中例示了用于从离心机中排出固体的喷嘴的示例，其中，所述专利的全部内容以引用的方式并入本文。在一些实施例中，转鼓部(例如单个整体转鼓部)不允许排出流从转鼓部的侧面(间歇地或连续地)排出。
50.转鼓部包括内表面，其限定转鼓部的内部空间，其中，进料流可分离成两个或更多个产物流。在图1a和图1b的说明性示例中，内部空间110由转鼓顶部103的内表面105和滑动活塞115的内表面106限定。因为转鼓底部102具有包含在其中的滑动活塞115，所以内表面106对应于滑动活塞115的表面。如果离心机100是不包括滑动活塞115的不同类型的离心机，那么转鼓底部102的内表面107将对应于内表面106。
51.转鼓部的内表面可具有内径，其与一端(例如底部)相比逐渐变大直到达到最大值，然后朝向另一端(例如顶部)逐渐变小。转鼓部的最大内径是当离心机操作以分离进料流时进料流的最重相将趋于浓缩的位置。在图1a和图1b的说明性示例中，db对应于转鼓部101的最大内径(id)，其也可以是转鼓顶部103的最大id。转鼓顶部103的最大id可以根据一个或多个因素在宽范围内变化，这些因素例如待分离的进料流中的材料和位于转鼓部101的内部空间110内的任何其它部件。在一些实施例中，db为150-1500mm或甚至250-900mm。
52.可基于一个或多个因素选择各种各样的转鼓顶部103构造，这些因素例如待分离的进料流中的材料、位于转鼓部101的内部空间110内的任何其它部件等。在图1a和图1b的说明性示例中，转鼓顶部103具有在虚线111处形成一体界面的侧壁部108和侧壁部109。可以看出，侧壁部108和侧壁部109中的每一个具有彼此连续的内表面，这些内表面限定内表面105并且相对于轴线12在向下方向上径向向外延伸。如下面更详细地讨论的，在离心机100的操作期间，材料沿着表面105向上流动，并且因此相对于轴线12径向向内流动。在一些实施例中，侧壁部109的内表面105可具有相对于平行于轴线12的基准面120为10度至60度、或甚至15度至40度的角度θb。
53.可基于一个或多个因素选择各种各样的转鼓底部构造，这些因素例如待分离的进料流中的材料、将如何排出产物流、位于转鼓部101的内部空间110内的任何其它部件等。在图1a和图1b的说明性示例中，转鼓底部102包括滑动活塞115。出于例如功能设计的原因，滑动活塞115大致符合转鼓底部102的内表面107的形状，并且具有在虚线114处形成一体界面的侧壁部112和底壁部113。在一些实施例中，侧壁部112的内表面106可具有相对于平行于轴线12的基准面122为10度至60度、或甚至15度至40度的角度θg。如上所述，如果离心机100是不包括滑动活塞115的不同类型的离心机，那么转鼓底部102的内表面107将对应于内表面106。因此，侧壁部112将是转鼓底部102的一部分，并且具有角度θg。
54.根据本发明的离心机转鼓部可包括至少一个进料流入口和至少第一产物流出口和第二产物流出口。可选地，根据本发明的离心机转鼓部可包括一个或多个额外的入口和/或出口。入口和出口中的每一个与转鼓部的内部空间流体连通，使得进料流可被送到转鼓部的内部空间中，以便分离成至少第一产物流和第二产物流。在图1a和图1b的说明性示例
中，进料流1可被送到离心机100的进料流入口10，使得其可通过内部空间110并被分离成第一产物流2和第二产物流3。第一产物流2可经由第一产物流出口20离开离心机100，而第二产物流3可经由第二产物流出口30离开离心机100。在图1a和图1b的说明性示例中，进料流入口、第一产物流出口和第二产物流出口位于离心机100的同一端(例如顶部或底部)。替代性地，进料流入口、第一产物流出口和第二产物流出口中的一者或多者可位于离心机的与其他流开口所位于的端部(例如顶部或底部)相对的端部(例如顶部或底部)上。在一些实施例中，进料流1、第一产物流2和第二产物流3可以在离心机100操作的同时连续地流动。
55.在图1a和图1b的说明性示例中，进料流入口10与固定和静止的入口连接部11流体连通并联接，以允许进料流1在转鼓部101旋转的同时连续流入离心机100中。而且，第一产物流出口20与固定和静止的第一产物流出口连接部21流体连通并联接，并且第二产物流出口30与固定和静止的第二产物流出口连接部31流体连通并联接，以允许第一产物流2和第二产物流3分别在转鼓部101旋转的同时从离心机100连续排出。
56.转鼓部101的内部空间110可具有各种各样的一个或多个部件，其位于该内部空间110中，以帮助将进料流分成两个或更多个产物流。
57.在图1a和图1b的说明性示例中，离心机100包括进料流管116，其沿着离心机100的中心轴线12定位以限定进料流流路135的至少一部分。如图所示，进料流1在出口130处离开进料流管116并流入分配器117中，该分配器117帮助分配和加速进料流1，使得其趋于以均匀的方式径向向外流动。离心机100的进料流入口10可以对应于进料流管116的入口。
58.根据本发明的离心机可包括一个或多个碟片，以帮助至少基于密度差将进料流分离成至少两相(例如第一产物流和第二产物流)。例如，在图1a和图1b的说明性示例中，离心机100包括碟堆118，如图所示，碟堆包括多个碟片140(示意性示出)。为了简单起见，示意性地示出了碟片。在一些实施例中，各个碟片在外径、形状、厚度等方面可与其他碟片基本相同。在一些实施例中，至少一个或所有碟片可以在外径、形状、厚度等中的一个或多个方面彼此不同。在图1a和图1b的说明性示例中，各个碟片140具有外径df和中心开口142，该中心开口142(在三维上)具有内径141。各个碟片140从内径141朝向其外径df径向延伸。在图1a和图1b的说明性示例中，各个碟片140具有三维的近似截头圆锥形的形状，其具有顶面144和底面143。可以看出，各个碟片140以堆叠的方式与至少一个其它碟片140相邻并隔开，以帮助将进料流分离成至少两个产物流，这将在下面参考图2和图3进一步讨论。
59.碟堆118定位于转鼓部101的内部空间110中，以在进料流沿着进料流流路135的一部分流出分配器117时与进料流相互作用。在图1b中可以看出，各个碟片140的中心开口142围绕分配器117的上部，以限定与进料流管116和轴线12近似同轴的环形区域145。
60.在图1a和图1b的说明性示例中，由于各个碟片140具有外径df，所以碟堆118具有外径df，其可根据各种因素(例如进料流1的组成、产物流2和3的组成等)来选择。在一些实施例中，外径df可为100至1200mm，或甚至150至800mm。各个碟片140的顶面144相对于平行于轴线12的基准面149形成角度θf。角度θf也可以根据各种因素(例如进料流1的组成、产物流2和3的组成等)选择。在一些实施例中，角度θf可为30至55度，或甚至35至45度。
61.碟片140(如图1b所示)可包括第一区域，其相对于中心轴线12从外径df向内径141径向向内延伸，具有间隙161，并且成一定角度θf，使得当碟片140定位于离心机转鼓部中时，第一区域的外表面大体遵循将与碟片140的外表面相对的内表面的形状。间隙161可通
过在一个碟片140的顶面144和与顶面144相对的底面(例如上覆的碟片140的底面143或分离碟片146的底面157)之间包括一个或多个间隔物来维持。
62.在一些实施例中，根据本发明的离心机可以包括分离碟片。如本文所用的，“分离碟片”不同于碟堆(例如碟堆118)或碟堆118内的碟片(例如碟片140)。分离碟片可帮助限定和引导用于已在碟堆118中从进料流1分离的第二产物流3的第二产物流路径的至少一部分。如本文所用的，分离碟片不旨在将流分离成两个或更多个流，如碟堆118对进料流1所做的那样。分离碟片的非限制性示例在图1b中示出为分离碟片146，其定位在碟堆118的端部(例如上端)处的最外碟片140与转鼓顶部103的内表面105之间。
63.在图1a和图1b的说明性示例中，分离碟片146被描述为大致符合转鼓顶部103的内表面105的形状，同时在分离碟片146与转鼓顶部103之间具有间隙以形成产物流路径。例如，如上所述，转鼓顶部103具有第一侧壁部108。可以看出，分离碟片146具有区域158，其具有相对于轴线12径向向外延伸并且大体遵循(平行于)第一侧壁部108的内表面105的形状的表面156。同样地，分离碟片146具有大体遵循(平行于)转鼓顶部103的第二侧壁部109的内表面105的形状的区域159。分离碟片146与离心机100的分离碟片146定位为靠近的部分之间的这种关系帮助限定用于第二产物流3的第二产物流路径137的至少一部分。转鼓顶部103的内表面105与分离碟片146之间的间隙或垂直距离160可根据期望选择。在一些实施例中，垂直距离160等于或大于一个碟片140的顶面144与相邻碟片140的底面143之间的最短垂直距离161。
64.在图1a和图1b的说明性示例中，分离碟片146具有最大外径dh，其可根据例如到其它相邻表面(例如内表面105和/或碟堆118)的距离等的各种因素来选择。在一些实施例中，外径dh可为150至1500mm，或甚至250至900mm。在一些实施例中，外径dh为db的99％或更小，而同时外径dh为df的85％或更大。例如，dh可等于或小于df，其中，分离碟片仅具有区域158而没有区域159。在一些实施例中，外径dh为db的98.5％或更小，而同时外径dh为df的100％或更大。分离碟片146的区域159的底面相对于平行于轴线12的基准面121形成角度θh。角度θh可以根据各种因素(例如进料流1的组成、产物流2和3的组成等)选择。在一些实施例中，角度θh可为10至60度，或甚至15至40度。
65.在一些实施例中，根据本发明的离心机还可包括位于相邻碟片140之间和/或位于分离碟片146的外表面156和与表面156相对的表面(例如表面105)之间的一个或多个结构间隔肋。如本文所用的，“结构间隔肋”提供结构支撑以帮助维持相对表面之间的空间(间隙)，尤其是当离心机在高g力下操作时，这些高g力在离心机以高rpm旋转以分离进料流1时遇到。虽然结构间隔肋可将空间分成例如流体流路的区域，但它们旨在用作结构支撑以维持用于流体在相对表面之间流动的间隙/空间，并且不旨在显著程度地中断流动。为了说明的目的，图5a示出了分离碟片500的非限制性示例，其包括第一区域558，该第一区域558相对于分离碟片500的中心轴线510并以一定角度径向向外延伸，使得当分离碟片500定位在离心机转鼓部中时，第一区域558的外表面大体遵循将与第一区域558的外表面相对的内表面(例如离心机转鼓部的转鼓顶部的内表面)的形状。同样地，分离碟片500具有第二区域559，其相对于分离碟片500的中心轴线510并以一定角度径向向外延伸，使得当分离碟片500定位在离心机中时，第二区域559的外表面大体遵循将与第二区域559的外表面相对的内表面的形状。如图所示，第一区域558的外表面以与第二区域559的外表面延伸的角度不
同的角度延伸。
66.如图5a所示，第一区域558具有多个结构间隔肋505，其沿着第一区域558的外表面从一端到另一端连续延伸。替代性地，一个或多个结构间隔肋可沿着第一区域558的外表面不连续地延伸，只要它们提供足够的结构稳定性和支撑以维持用于使流体在相对表面之间流动的空间并且不会如上所述显著程度地中断流动即可。可以看出，各个结构间隔肋的侧壁平行于与分离碟片500的中心轴线510相交的平面，这有助于避免中断流体通过相邻结构间隔肋505之间的各个空间/区域的流动。
67.在一些实施例中，当分离碟片500定位在离心机中时，各个结构间隔肋505将主要和与第一区域558的外表面相对的内表面(例如离心机转鼓部的转鼓顶部的内表面)接触。例如，参考图1b，结构间隔肋可以附接到区域158的外表面156和/或转鼓顶部103的侧壁部108的内表面105。当分离碟片146安装在离心机100中时，至少在离心机100在高g力下操作的同时，附接到区域158的外表面156的结构间隔肋可接触转鼓顶部103的侧壁部108的内表面105，以提供稳定性和结构支撑，从而帮助维持区域158的外表面156与转鼓顶部103的侧壁部108的内表面105之间的空间(间隙)160，并维持用于第二产物流3的第二产物流路径137。当离心机100静止且不旋转时，附接到区域158的外表面156的结构间隔肋也可以接触转鼓顶部103的侧壁部108的内表面105。同样地，当分离碟片146安装在离心机100中时，至少在离心机100在高g力下操作的同时，附接到转鼓顶部103的侧壁部108的内表面105的结构间隔肋可接触区域158的外表面156，以提供结构稳定性和支撑，从而帮助维持区域158的外表面156与转鼓顶部103的侧壁部108的内表面105之间的空间(间隙)160，并维持用于第二产物流3的第二产物流路径137。当离心机100静止且不旋转时，附接到转鼓顶部103的侧壁部108的内表面105的结构间隔肋也可接触区域158的外表面156。如图5a所示，第二区域559也具有多个结构间隔肋515，其沿着第二区域559的外表面从一端到另一端连续延伸。替代性地，一个或多个结构间隔肋可沿着第二区域559的外表面不连续地延伸，只要它们提供足够的结构稳定性和支撑以维持用于使流体在相对表面之间流动的空间并且不会显著程度地中断流动即可。可以看出，各个结构间隔肋的侧壁平行于与分离碟片500的中心轴线510相交的平面，这通常有助于避免中断流体通过相邻结构间隔肋之间的各个空间/区域的流动。
68.在一些实施例中，当分离碟片500定位在离心机中时，各个结构间隔肋515将和将与第二区域559的外表面相邻的内表面接触。例如，参考图1b，结构间隔肋可以附接到区域159的外表面156和/或转鼓顶部103的侧壁部109的内表面105。当分离碟片146安装在离心机100中时，至少在离心机100在高g力下操作的同时，附接到区域159的外表面156的结构间隔肋可接触转鼓顶部103的侧壁部109的内表面105，以提供结构稳定性和支撑，从而帮助维持区域159的外表面156与转鼓顶部103的侧壁部109的内表面105之间的空间(间隙)，并维持用于第二产物流3的第二产物流路径137。当离心机100静止且不旋转时，附接到区域159的外表面156的结构间隔肋也可以接触转鼓顶部103的侧壁部109的内表面105。同样地，当分离碟片146安装在离心机100中时，至少在离心机100在高g力下操作的同时，附接到转鼓顶部103的侧壁部109的内表面105的结构间隔肋可接触区域159的外表面156，以提供结构稳定性和支撑，从而帮助维持区域159的外表面156与转鼓顶部103的侧壁部108的内表面105之间的空间(间隙)160，并维持用于第二产物流3的第二产物流路径137。当离心机100静
止且不旋转时，附接到转鼓顶部103的侧壁部109的内表面105的结构间隔肋也可接触区域159的外表面156。
69.在一些实施例中，如图5a所示，第一区域558中的各个结构间隔肋505与第二区域559中的对应结构间隔肋515对齐(共享共同的等分平面)。在一些实施例中，第二区域559具有比第一区域558更多的结构间隔肋505。例如，如图5a所示，对于第一区域558中的各个结构间隔肋505，第二区域559包括四个结构间隔肋505。
70.图5b类似于图5a，但在第二区域559中包括更少的结构间隔肋。
71.包括一个或多个本文描述的部件的离心机可以由各种材料制成，例如各种等级的不锈钢等。
72.根据本发明的离心机通常可经由由电机39驱动的转子(未示出)并且在宽的每分钟转数(revolutions per minute，rpm)范围内围绕其中心旋转轴线旋转，以帮助将进料流分离成至少两个产物流。例如，旋转轴线可以是水平的、竖直的或对角的。如图1b所示，离心机100(包括一起旋转的转鼓部101、碟堆118、分离碟片146、分配器117和进料管)绕轴线12旋转，同时如图1a所示，离心机盖60、进料流入口连接部11、第一产物流出口连接部21、第二产物流出口连接部31、固体收集器41和排出斜槽42保持固定和静止。为了帮助将进料流1分离成至少两个产物流，根据本发明的离心机可以在选定的rpm或rpm范围下操作，以在转鼓部101的内部空间110内的一个或多个位置处提供期望的g力。如本文所用的，“g力”(或“rcf”(relative centrifugal force，相对离心力))指代对离心机中的材料施加的加速度或力的量。g力是旋转速度和旋转半径的函数。g力以由于地球重力场引起的标准加速度的倍数(乘以重力或
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g)来表达。在一些实施例中，离心机转鼓部101具有在3000至15000
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g、或甚至5000至12500
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g范围内的db处的g力。在一些实施例中，离心机100具有在3000至15000
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g、或甚至5000至12500
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g范围内的dh处的g力。在一些实施例中，离心机100具有在1500至10000
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g、或甚至3000至8500
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g范围内的df处的g力。
73.离心机可通过以下方式将进料流分离成至少第一产物流和第二产物流：使进料流通过进料流路径流入转鼓部的内部空间中，使得进料流可分离成第一产物流和第二产物流。第一产物流可通过流过第一产物流路径而从离心机排出(例如连续地)，并且第二产物流可通过流过第二产物流路径而从离心机排出(例如连续地)。
74.关于离心机100，进料流流路135与至少一个进料流入口10和转鼓部101的内部空间110流体连通。图3是示出了图1b所示离心机的碟堆中的两个碟片140之间的流动的示意图。为了简单起见，省略了周围结构，例如转鼓、分配器和进料流管。图3例示了进料流1可以如何与碟堆118中的碟片140相互作用，以在进料流1暴露于足够的g力和暴露时间的同时帮助将进料流1分离成第一产物流2和第二产物流3。为了说明的目的，进料流1来源于包括固体颗粒和液体的釜馏物。
75.当进料流1流入两个碟片140之间的空间时，离心力使固体颗粒170从进料流1中分离(“一次分离”以形成两个产物流)，并且流入固体保持空间147以形成浓缩固体的第二产物流3，而液体趋于继续在相邻碟片140之间的空间中并在从外径df沿着径向延伸表面144和143并朝向内径141的方向上流动以形成第一产物流2，并且流入作为第一产物流路径136的一部分的环形区域145中。与是澄清液体的轻相的第一产物流2相比，第二产物流3是相对重相。
76.参考图2，从液体分离的固体在由于离心力而如箭头200处的流路指示的离开碟堆118时趋于从中心旋转轴线12向外流动。遇到分离碟片146的区域159的内表面的固体趋于如箭头201处的流路指示的向下流动，并且朝向转鼓部101的最大内径db流动。类似地，遇到内表面106的固体趋于如箭头202处的流路指示的向上流动，并且朝向转鼓部101的最大内径db流动。积聚在内径db和/或dh附近的固体趋于流入分离碟片146的端部与侧壁部109的内表面105之间的开口205中，该内表面105是第二产物流路径137的一部分。如所述的，离心机100是根据本发明的这种离心机的非限制性图示，并且可以具有限定开口205的各种构造。例如，分离碟片146可具有较短区域159、较长区域159或甚至没有区域159。在一些实施例中，例如在分离碟片146不具有区域159的情况下，外径dh可大于df、与df相同或小于df。作为又一示例，根据本发明的离心机可不具有分离碟片146，使得开口205由碟堆118中的最上碟片140的端部与内表面105之间的间隙限定。
77.可选地，离心机可包括一个或多个额外的产物流路径，例如在3相碟堆离心机中。在一些实施例中，第一产物流是轻相液流；第二产物流是包括来自进料流的大部分固体颗粒的重相；第三产物流是重相液体流。可在根据本发明的三相离心机中处理的进料流的非限制性示例是釜馏物流(例如稀釜馏物)，其中，第一产物流是包括来自釜馏物进料流的大部分油的轻相液体流，第二产物流是包括来自釜馏物进料流的大部分固体颗粒的重相固体流，并且第三产物流包括来自釜馏物进料流的大部分水。美国专利第9,290,728号(bootsma)中报道了将釜馏物流分离成三相的示例，其中，所述专利的全部内容以引用的方式并入本文。
78.已经发现，连续排出产物流(例如第二产物流3，尤其是具有尺寸和/或密度不同的颗粒混合物的产物流)可能是具有挑战性的。图4例示了具有特性不同的颗粒(例如相对较大和/或较快沉降的颗粒210和相对较小和/或较慢沉降的颗粒215)混合物的第二产物流3的流动。箭头200、201、202描述了行进到开口205中的固体的流路。本发明人已经观察到，至少一部分固体(例如颗粒210)趋于停滞并且不与第二产物流的其余部分一起(例如不与液体和较小和/或较慢沉降的颗粒215一起)排出。虽然不受理论约束，但认为在转鼓部的内部空间的最外区域附近遇到的相对高的g力(例如与碟堆118的df处的相对较低的g力相比的在内径db和/或dh附近的相对较高的g力)可能导致产物流经受不期望的“二次”分离至不适当的程度(例如，其中，流动在开口205处过渡，如图4所示)，从而阻碍连续地排出产物流尤其是作为相对均匀的混合物的能力。认为，由于颗粒具有一种或多种不同的特性(例如1)不同的粒度；2)不同的沉降速度；3)不同颗粒之间的密度差异；4)具有相同密度但不同尺寸的颗粒的重量差异；和/或5)可具有相同或不同密度和/或相同或不同重量和/或相同或不同沉降速度的颗粒的附聚)，因此产物流(例如第二产物流3)可经历这种二次分离。例如，如图4所示，相对较小和/或较慢沉降的颗粒215趋于与相对较大和/或较快沉降的颗粒210分离，从而使较大和/或较快沉降的颗粒210与较小和/或较慢沉降的颗粒215分类，从而在第二产物流3经由第二产物路径137流出离心机100之前耗尽较快沉降的颗粒210的量和/或耗尽固体浓度和/或改变第二产物流的组成。同时，较大和/或较快沉降的颗粒210趋于“反向滑动”并以停滞的方式集中在开口205附近，而不是在它们沿着流路200、201、202到达时以大致相同的组成和/或浓度与较小和/或较慢沉降的颗粒215保持混合。由此可见，较小颗粒215更多地被液体稀释和/或耗尽较大颗粒210和/或耗尽总固体浓度和/或改变组成，而不是与较
大颗粒210相对均匀地混合。进一步认为，停滞和/或向后滑动的固体210优选地积聚在db附近，并且此后随着额外的停滞固体随着时间的推移积聚而径向向内朝向轴线12堆积，从而具有限制流动和/或导致流动通过开口205的沟流的效果。
79.根据本发明，已经发现，将一个或多个离散的流动干涉构件定位在产物流路径中可以帮助中断路径中的流动并且防止二次分离发生到不适当的程度，例如在路径137内。有利地，在路径137内可以避免不适当的粒度和/或沉降速度分级，从而可以在产物流3中维持固体颗粒的相对均匀的混合。这有助于经由第二产物流路径137连续地排出产物流，例如像第二产物流3的重相产物流。如果期望，则与不包括根据本发明的任何离散的流动干涉构件的相同的产物流路径相比，所得到的改进的连续排出可以允许离心机操作，而不必经常或根本不必经由排出通道5排出流4中的浓缩的固体颗粒。通过减少或消除经由排出通道40的周期性除渣来延长稳态操作可避免系统中断和离心机上的不适当磨损。如图1a和图1b所示，排出流4与固体收集器41和排出斜槽42流体连通。如果期望，则也可以避免经由喷嘴(未示出)连续排出，这对于本领域技术人员来说是不言而喻的，原因包括但不限于：1)根据本发明的用于连续地排出分离的固体的改进方法，已知该分离的固体具有形成油灰状团块的倾向；2)根据本发明的用于连续地排出分离的固体的改进方法，该分离的固体具有随时间的推移而显著变化的固体流速；和3)根据本发明的改进方法，其便于在线控制和调节连续排出的分离固体流的浓度和/或稠度和/或流量。
80.第二产物流3可以以连续方式在延长的时间段内并且此外以工业水平的流速排出，根据产物特性，该时间段可以是几分钟、几小时、或甚至几星期或几个月中的任何一者，根据离心机尺寸和产物特性，该流速可以是1至350gpm。第二产物流3可具有相对均匀的物理和/或化学特性(例如一个或多个固体颗粒类型的分布和尺寸分布不会变化到不适当的程度)。
81.如本文所用，离散的流动干涉构件是物理结构，其用于中断流路中的流动(例如沿着碟片表面的有序的轴向-径向流动)，以使材料混合和/或重新混合，而不是经历如上所述的不适当的二次分离。离散的流动干涉构件可以在一个或多个位置处、尤其是在具有相对高的g力的位置处位于转鼓部的内部空间中的一个或多个产物流路径中。在一些实施例中，如图6的说明性示例所示，多个离散的流动干涉构件601至少位于分离碟片146的区域159(例如下部区域)的径向延伸外表面156上，和/或多个离散的流动干涉构件602至少位于转鼓顶部103的侧壁部109的径向延伸内表面105上。第二产物流路径137的这些区域在分离期间可能遇到一些最高g力，因此可能更易于受到不期望的二次分离的影响。
82.可选地，如图6的说明性示例所示，多个离散的流动干涉构件603位于分离碟片146的区域158(例如上部区域)的径向延伸外表面156上，和/或多个离散的流动干涉构件604位于转鼓顶部103的侧壁部108的径向延伸内表面105上，其也位于第二产物流路径137中。第二产物流路径137的这些区域在分离期间也可能遇到相对高的g力，因此可能更易于受到不期望的二次分离的影响。
83.如图6的说明性示例所示，离散的流动干涉构件601、602、603和604远离它们所附接的相应表面突出并且进入第二产物流路径137中，以中断流动并且引起混合。离散的流动干涉构件可以接触或不接触与离散的流动干涉构件从其突出的表面相对的表面。如图6所示，离散的流动干涉构件601、602、603和604不分别接触与它们从其突出的表面相对的表
面，使得在离散的流动干涉构件601、602、603和604与和它们从其突出的表面相对的表面之间存在间隙。提供间隙可以在中断流动以引起混合与同时不中断和/或将通过产物流路径137的通过量限制到不适当的程度之间提供平衡。更详细地，如图6所示，在离散的流动干涉构件601的端部607与转鼓顶部103的内表面105之间存在间隙；并且在离散的流动干涉构件603的端部609与转鼓顶部103的内表面105之间存在间隙。类似地，在离散的流动干涉构件602的端部608与分离碟片146的外表面156之间存在间隙；并且在离散的流动干涉构件604的端部610与分离碟片146的外表面156之间存在间隙。在一些实施例中，这种间隙可在大于0mm至10mm、大于0mm至9mm、大于0mm至8mm、大于0mm至7mm、大于0mm至6mm、大于0mm至5mm、大于0mm至4mm、大于0mm至小于3mm、大于0mm至小于2mm、或甚至大于0mm至小于1mm的范围内。
84.可选地，多个离散的流动干涉构件可位于第二产物流路径137的外部，以促进混合并且避免在进入第二产物流路径137之前立即不适当的二次分离。例如，如图6所示，多个离散的流动干涉构件605位于分离碟片146的区域159(例如下部区域)的内表面157上，和/或多个离散的流动干涉构件606位于内表面106上。这样定位离散的流动干涉构件可有助于混合固体，这些固体趋于以其它方式收集在固体保持空间147中，并且此后导致粘性较小的固体的流动损失和/或沟流。
85.离散的流动干涉构件可以具有宽范围的形状和尺寸，其可以被选择为中断流动，例如引起混合，并且可以取决于例如进料流中的一种或多种成分的类型的因素。以非限制性示例的方式，图7示出了多个角锥状离散的流动干涉构件701、立方体形或矩形离散的流动干涉构件702、以及圆形或球形离散的流动干涉构件703。
86.图9a示出了根据本发明的包括多个离散的流动干涉构件901的另一实施例的分离碟片935。
87.离散的流动干涉构件可以具有或不具有如图9b和图9d所示的锥形轮廓。在图9a和图9b的说明性示例中，离散的流动干涉构件901具有从大于0至100mm、从大于0至50mm、从大于0至20mm、或甚至从大于0至小于15mm的高度940。在一些实施例中，离散的流动干涉构件901具有从大于0至100mm、从大于0至50mm、或甚至从10至40mm的长度945。在一些实施例中，离散的流动干涉构件901具有从大于0至100mm、从大于0至50mm、或甚至从5至30mm的宽度946。
88.在一些实施例中，如图9a的说明性示例所示，离散的流动干涉构件901可相对于基准面905定向。对于各个干涉构件901，基准面905平行于从各个干涉构件的平行于分离碟片935的表面的侧面909的中点延伸到旋转轴线912的线。一个或多个离散的流动干涉构件901可以相对于基准面905定向，使得侧面909形成角度910，使得给定的离散的流动干涉构件901中断沿着分离碟片935的碟片表面的轴向-径向流动，以使材料混合和/或重新混合，而不是经历如上所述的不适当的二次分离。在一些实施例中，侧面909形成在0至360度、从大于0至360度、或甚至从15至345度的范围内的角度910。注意，如果离散的流动干涉构件901具有零的角度910，则离散的流动干涉构件901(不同于结构间隔肋902)具有表面特征(例如间隙(如上所述)、形状和/或轮廓)，其导致材料混合和/或重新混合，而不是经历如上所述的不适当的二次分离。在一些实施例中，一个或多个离散的流动干涉构件901可以与其它离散的流动干涉构件901相比以不同的角度定向。在一些实施例中，一个或多个离散的流动干涉构件901可以与其它离散的流动干涉构件901相比以相同的角度定向。
89.在图9d的说明性示例中，离散的流动干涉构件903可具有锥形轮廓，该锥形轮廓基本上与图9b中的离散的流动干涉构件901相同，但是以倒置方式定位。在一些实施例中，结构间隔肋902从分离碟片935的外径930至内径931连续或不连续地延伸，并且可以相对于基准面906进行定向。对于各个结构间隔肋902，基准面906平行于从各个结构间隔肋的平行于分离碟片的表面的侧面921的中点延伸到旋转轴线912的线。一个或多个结构间隔肋902可以相对于基准面906定向，使得侧面921形成角度920，使得结构间隔肋902用作结构支撑以维持用于流体在相对表面之间流动的间隙/空间。结构间隔肋902不旨在显著程度地中断流动。为了说明的目的，如图9a所示，角度920被示出为大于零。在一些实施例中，由于侧面921对应于中心旋转轴线912，因此角度920对应于近似零。在一些实施例中，角度920可以在从0至30度的范围内，或者甚至是弯曲的、曲线的等。如图9c所示，结构间隔肋902具有长度、高度和宽度。在一些实施例中，结构间隔肋902具有从大于0至100mm、从大于0至50mm、从大于0至20mm、从15至100mm、或甚至从25至100mm的高度947。在一些实施例中，结构间隔肋902的高度大于离散的流动干涉构件901的高度。在一些实施例中，结构间隔肋902具有从10至500mm、从50至400mm或甚至从20至300mm的长度948。在一些实施例中，结构间隔肋902的长度大于离散的流动干涉构件901的长度。在一些实施例中，结构间隔肋902具有从大于0至100mm、从大于0至50mm、从大于0至20mm、从15至100mm、或甚至从25至100mm的宽度949。在一些实施例中，各个结构间隔肋902在所有结构间隔肋902中具有相同的宽度。在一些实施例中，各个结构间隔肋902在所有结构间隔肋902中具有相同的高度。在一些实施例中，一个或多个结构间隔肋可具有跨越从外径(周界)930到内径(周界)931的距离的长度，如图9a所示。在一些实施例中，如图9e所示，一个或多个结构间隔肋902可具有允许流过其中的开口(孔)904。
90.结构间隔肋可以以多种方式定位在表面上。例如，结构间隔肋可以使用各种紧固技术(粘合剂、焊接、机械紧固件(例如螺钉等)等)单独地附接和/或定向，和/或可以与它们从其突出的表面一体地形成。如图9c所示，结构间隔肋902经由焊缝951附接到分离碟片935的上表面。
91.图10a至图10i示出了根据本发明的具有离散的流动干涉构件1001的分离碟片1000的实施例的多个视图。图10a至图10i例示了分离碟片1000关于穿过轴线1012的竖直平面对称。如图10a所示，分离碟片1000具有：第一区域1058，其相对于其旋转轴线1012径向向外延伸；以及第二区域1059，其也从第一区域1058与第二区域1059相交处径向向外延伸，但与第一区域1058相比成不同的角度。注意，第一区域1058与图5a和图5b中的每一者中的第一区域558大致相同。注意，第二区域1059与图5b中的第二区域559大致相同，除了第二区域1059包括多个离散的流动干涉构件1001。在该实施例中，离散的流动干涉构件1001仅位于第二区域1059中，并具有类似于离散的流动干涉构件901的锥形或斜坡轮廓。而且，离散的流动干涉构件1001定位在相邻的结构间隔肋1015之间。在一些实施例中，区域内的离散的流动干涉构件的长度不像结构间隔肋那样从区域的一端延伸到区域的另一端。例如，如图10所示，多个离散的流动干涉构件1001中的每一者都具有小于各个结构间隔肋1015的长度尺寸的长度和宽度尺寸。而且，如图10所示，相邻结构间隔肋1015之间和水平行内的离散的流动干涉构件1001(或多个构件1001)从各个相邻行中的离散的流动干涉构件1001(或多个构件1001)周向偏移。这些行在产物流的流动方向1050上彼此偏移。这些偏移可有助于中断
产物流的流动，引起混合和/或重新混合，并避免如本文所述的不期望的二次分离和任何导致的固体停滞和/或反向滑动。例如，图10d示出了离散的流动干涉构件1001的三个水平行1020、1030和1040(行1040仅包括一个离散的流动干涉构件1001)。
92.可选地，一个或多个离散的流动干涉构件1001可以位于第一区域1058中。
93.在一些实施例中，如图10所示，第一区域1058中的各个结构间隔肋1005与第二区域1059中的相邻结构间隔肋1015对齐(共享共同的中心等分平面)。在一些实施例中，如图10所示，第二区域1059具有与第一区域1058中的结构间隔肋1005相同数量的结构间隔肋1015。
94.包括在表面上或区域中的离散的流动干涉构件的数量可以根据期望选择。在一些实施例中，离心机可以包括至少一个离散的流动干涉构件。在一些实施例中，离心机(例如转鼓部的内表面和/或分离碟片的表面)可包括2至600个离散的流动干涉构件；2至500个离散的流动干涉构件；2至400个离散的流动干涉构件；2至300个离散的流动干涉构件；2至200个离散的流动干涉构件；2至150个离散的流动干涉构件；2至100个离散的流动干涉构件；2至75个离散的流动干涉构件；2至50个离散的流动干涉构件；或甚至2至30个离散的流动干涉构件。在一些实施例中，离心机可以包括20至600个离散的流动干涉构件；30至500个离散的流动干涉构件；40至400个离散的流动干涉构件；50至300个离散的流动干涉构件；100至200个离散的流动干涉构件；或甚至100至150个离散的流动干涉构件。例如，相邻结构间隔肋1015之间的各个区域1059可包括1个或更多个、2个或更多个、3个或更多个、4个或更多个、5个或更多个、6个或更多个、或甚至7个或更多个离散的流动干涉构件(例如2至20个离散的流动干涉构件)。如图10的说明性示例所示，相邻结构间隔肋1015之间的区域1059中的各个区具有6个离散的流动干涉构件。类似地，相邻结构间隔肋1015之间的区域1058中的各个区可包括3个或更多个、4个或更多个、5个或更多个、6个或更多个、或甚至7个或更多个离散的流动干涉构件(例如2至20个离散的流动干涉构件)。此外，本文所述的任何区、表面或区域可以包括任何期望数量的离散的流动干涉构件，例如3个或更多个、4个或更多个、5个或更多个、6个或更多个、或甚至7个或更多个离散的流动干涉构件(例如2至50个离散的流动干涉构件、或甚至3至30个离散的流动干涉构件)。
95.离散的流动干涉构件可由各种材料制成，这些材料可基于各种因素进行选择。例如，期望用与进料流和产物流相容并且与分离期间遇到的高g力相容的材料构造离散的流动干涉构件。在一些实施例中，离散的流动干涉构件可以是刚性的，并且由选自金属、塑料、陶瓷、复合材料、这些的组合等的材料制成。本文所述的离散的流动干涉构件可由各种金属制成，例如铁和铁合金、铝和铝合金、以及钛和钛合金。例如，离散的流动干涉构件可以由各种等级的不锈钢制成。离散的流动干涉构件可以被热处理以改善硬度、韧性和/或某一其他特性。例如，离散的流动干涉构件可由热处理不锈钢制成。
96.离散的流动干涉构件可以以各种方式定位在表面上。例如，离散的流动干涉构件可以使用各种紧固技术(粘合剂、焊接、机械紧固件(例如螺钉等)等)单独地附接和/或定向，和/或可以与它们从其突出的表面一体地形成。例如，如图7所示，各个离散的流动干涉构件701、702和703在它们从其延伸的表面上一体形成。替代性地，一个或多个离散的流动干涉构件可经由螺纹连接、粘合剂连接、焊接等附接到它们从其延伸的表面。如图8所示，各个离散的流动干涉构件801、802和803经由螺纹连接附接。离散的流动干涉构件804经由压
配合插头附接，并且离散的流动干涉构件805一体地形成在该构件从其延伸的表面上。由于遇到的相对高的g力和离心机对振动稳定性的设计要求，可能期望离散的流动干涉构件以刚性和不可移动的(静态的)方式定位(例如无论是与另一部件成一体还是紧固到另一部件)。在一些实施例中，具有一个或多个如图8所示的可去除地附接的离散的流动干涉构件可允许它们在设备和过程安装和/或优化期间根据过程的任何独特要求容易地调节。
97.本发明还包括在离心机中将至少一个进料流分离成至少第一产物流和第二产物流的系统和方法。为了帮助避免如上所述的不适当的二次分离和任何导致的固体停滞，本发明包括中断在离心机内的产物流的流动，同时提供期望的产物流通过量和/或特性(例如浓度、组成等)，尤其是在连续的基础上。在一些实施例中，中断产物流的流动可使产物流的内容物进行混合、剪切等中的一者或多者，以帮助维持当其与进料流分离时其具有的产物流的特性。例如，根据本发明，产物流的流动可以被中断以混合固体颗粒并且避免不期望的二次分离(如上所述)，从而与在产物流未被中断时相比将产物流维持为相对均匀的混合物和/或甚至更浓缩的混合物。根据本发明，可以单独或组合地使用用于中断产物流路径中的产物流的流动的各种技术。例如，如上所述的一个或多个离散的流动干涉构件可以位于产物流路径中以中断产物流的流动。产物流的流动可以在一个或多个方向上被中断。例如，流动可以在由轴线12限定的轴向和/或垂直于轴线12的径向上被中断。
98.以下是本发明的示例性实施例：
99.1.一种具有中心旋转轴线的离心机，其中，离心机包括：
100.a)转鼓部，其包括：
101.i)至少一个进料流入口和至少第一产物流出口和第二产物流出口；
102.ii)转鼓部，其具有限定内部空间的内表面，其中，至少一个进料流入口和至少两个产物流出口与内部空间流体连通；
103.b)进料流路径，其与至少一个进料流入口和转鼓部的内部空间流体连通；以及
104.c)两个或更多个产物流路径，其中，两个或更多个产物流路径至少包括：
105.i)第一产物流路径；以及
106.ii)第二产物流路径，其中，第二产物流路径具有在内部空间中的入口，其中，第二产物流路径包括在第一径向延伸表面与第二径向延伸表面之间的空间，并且其中，第一径向延伸表面和第二径向延伸表面中的至少一者包括至少一个离散的流动干涉构件，该离散的流动干涉构件位于第二产物流路径中以中断第二产物流的流动，其中，第一产物流路径位于第二产物流路径与中心旋转轴线之间。
107.2.根据实施例1的离心机，其中，第二产物流路径与转鼓部的内表面相邻。
108.3.根据任何前述实施例的离心机，其中，至少一个离散的流动干涉构件附接到第一径向延伸表面并且朝向第二径向延伸表面突出。
109.4.根据实施例3的离心机，其中，至少一个离散的流动干涉构件不接触第二径向延伸表面。
110.5.根据任何前述实施例的离心机，其中，至少一个离散的流动干涉构件附接到第一径向延伸表面并且朝向第二径向延伸表面突出，其中，至少一个离散的流动干涉构件具有与第二径向延伸表面相邻的端部并且在端部与第二径向延伸表面之间形成间隙(垂直距离)，其中，间隙为从大于0mm到10mm、从大于0mm到9mm、从大于0mm到8mm、从大于0mm到7mm、
从大于0mm到6mm、从大于0mm到5mm、从大于0mm到4mm、从大于0mm到小于3mm、从大于0mm到小于2mm、或甚至从大于0mm到小于1mm。
111.6.根据任何前述实施例的离心机，其中，至少一个离散的流动干涉构件一体地形成在第一径向延伸表面上或利用紧固件(例如螺纹螺钉、粘合剂等)附接到第一径向延伸表面。
112.7.根据任何前述实施例的离心机，其中，至少一个离散的流动干涉构件附接到第二径向延伸表面并且朝向第一径向延伸表面突出。
113.8.根据实施例7的离心机，其中，附接到第二径向延伸表面的至少一个离散的流动干涉构件不接触第一径向延伸表面。
114.9.根据任何前述实施例的离心机，其中，至少一个离散的流动干涉构件附接到第二径向延伸表面并且朝向第一径向延伸表面突出，其中，至少一个离散的流动干涉构件具有与第一径向延伸表面相邻的端部并且在端部与第一径向延伸表面之间形成间隙(垂直距离)，其中，间隙为从大于0mm到10mm、从大于0mm到9mm、从大于0mm到8mm、从大于0mm到7mm、从大于0mm到6mm、从大于0mm到5mm、从大于0mm到4mm、从大于0mm到小于3mm、从大于0mm到小于2mm、或甚至从大于0mm到小于1mm。
115.10.根据任何前述实施例的离心机，其中，至少一个离散的流动干涉构件一体地形成在第二径向延伸表面上或利用紧固件(例如螺纹螺钉、粘合剂等)附接到第二径向延伸表面。
116.11.根据任何前述实施例的离心机，其中，第二产物流路径具有与转鼓部的内表面相邻的入口。
117.12.根据任何前述实施例的离心机，其中，还包括具有外径的至少一个碟片，其中，至少一个碟片定位在转鼓部的内部空间中。
118.13.根据实施例1至11中任一实施例的离心机，其中，还包括具有外径的至少一个碟片和具有内径的中心开口，其中，至少一个碟片定位在转鼓部的内部空间中。
119.14.根据实施例1至11中任一实施例的离心机，其中，还包括定位在转鼓部的内部空间中的多个碟片(例如碟堆118)，其中，各个碟片具有外径以及具有内径的中心开口，其中，各个碟片以堆叠方式与至少一个其他碟片相邻并隔开以在相邻碟片之间形成间隙(垂直距离)，其中，相邻碟片之间的间隙限定液体部分流路，使得液体部分能够朝向内径流动，其中，各个液体部分流路与第一产物流路径流体连通。
120.15.根据实施例12至14中任一实施例的离心机，其中，第一径向延伸表面包括转鼓部的内表面，并且第二径向延伸表面包括与转鼓部的内表面相邻的碟片，其中，转鼓部的内表面和与转鼓部的内表面相邻的碟片之间的垂直距离等于或大于任何相邻碟片之间的最短垂直距离。
121.16.根据实施例12至14中任一实施例的离心机，其中，还包括定位在至少一个碟片或多个碟片中的最外碟片与转鼓部的内表面之间的分离碟片，其中，第一径向延伸表面包括转鼓部的内表面，并且第二径向延伸表面包括分离碟片的与转鼓部的内表面相邻的表面。
122.17.根据实施例16的离心机，其中，转鼓部的内表面与分离碟片的与转鼓部的内表面相邻的表面之间的垂直距离等于或大于任何相邻碟片之间的最短垂直距离。
123.18.根据任何前述实施例的离心机，其中，第一径向延伸表面至少包括侧壁部(例如侧壁部109)，并且第二径向延伸表面至少包括一区域(例如区域159)，其中，侧壁部和区域限定第二产物流路径的入口(例如205)，并且其中，至少侧壁部和/或区域包括位于第二产物流路径中的至少一个离散的流动干涉构件。
124.19.根据实施例18的离心机，其中，侧壁部是第一侧壁部并且区域是第一区域，其中，第一径向延伸表面还至少包括第二侧壁部(例如侧壁部108)并且第二径向延伸表面还至少包括第二区域(例如区域158)，并且离心机还包括位于第二侧壁部和/或第二区域上并且在第二产物流路径中的一个或多个离散的流动干涉构件。
125.20.根据实施例19的离心机，其中，第一区域包括面向第一侧壁部的第一表面(例如表面156)和与第一表面相对的第二表面(例如表面157)，并且离心机还包括位于第二表面上的一个或多个离散的流动干涉构件。
126.21.根据任何前述实施例的离心机，其中，还包括沿着离心机的中心轴线定位以限定进料流流路的进料流管，其中，进料管具有入口和出口。
127.22.根据任何前述实施例的离心机，其中，还包括在第一径向延伸表面与第二径向延伸表面之间的一个或多个径向延伸的结构间隔肋。
128.23.根据实施例22的离心机，其中，相邻的结构间隔肋限定第二产物流路径的一部分。
129.24.根据任何前述实施例的离心机，其中，转鼓部包括转鼓底部和转鼓顶部，并且其中，转鼓底部的内表面包括至少一个离散的流动干涉构件，以中断沿着转鼓底部内表面的流动。
130.25.根据任何前述实施例的离心机，其中，还包括第三产物流路径，其中，第三产物流路径位于第二产物流路径与第一产物流路径之间(例如三相离心机)。
131.26.根据任何前述实施例的离心机，其中，至少一个离散的流动干涉构件包括多个离散的流动干涉构件(2至600个离散的流动干涉构件)。
132.27.一种在离心机中将至少一个进料流分离成至少第一产物流和第二产物流的方法，其中，方法包括：
133.a)将至少一个进料流提供至离心机的进料流入口，其中，离心机具有中心旋转轴线和具有内表面的转鼓部，内表面限定内部空间；
134.b)在转鼓部的内部空间中从至少一个进料流分离两个或更多个产物流，其中，第一产物流在离心机的第一产物流路径中流动，并且第二产物流流入与转鼓部的内表面相邻的第二产物流路径中；以及
135.c)中断第二产物流在第二产物流路径中的流动。
136.28.根据实施例27的方法，其中，中断第二产物流在第二产物流路径中的流动由至少一个离散的流动干涉构件引起，至少一个离散的流动干涉构件位于第二产物流路径中，以中断第二产物流的流动，其中，第二产物流路径包括第一径向延伸表面与第二径向延伸表面之间的空间，并且其中，第一径向延伸表面和第二径向延伸表面中的至少一者包括至少一个离散的流动干涉构件。
137.29.根据任何前述实施例的方法，其中，还包括在第三产物流路径中流动的第三产物流，其中，第三产物流路径位于第二产物流路径与第一产物流路径之间，其中，第一产物
流路径位于第三产物流路径与中心旋转轴线之间(例如三相离心机)。
138.示例
139.在两个不同的碟式离心机上进行测试，除了下面描述的唯一差异之外，这两个碟式离心机在所有方面都相同。测试涉及如图1b所示的进料流和产物流。即，将进料流1送到碟式离心机以分离形成第一产物流2、第二产物流3和排出流4。第一碟式离心机包括分离碟片，其构造有结构间隔肋，但不像图5a中的分离碟片500那样具有离散的流动干涉构件。第二碟式离心机包括分离碟片，其构造有结构间隔肋和离散的流动干涉构件，如图10a至图10i中的分离碟片1000，作为与第一碟式离心机的唯一设计差异。图11示出了在测试中产生的各第二产物流3的体积固体含量。
140.在没有离散的流动干涉构件的情况下以小至两(2)分钟的间隔经由流4排出(如图5a中)产生了主要由少量自由流动的增稠的糊状部分内的无定形油灰状块标记的异质材料。在使用具有离散的流动干涉构件的分离碟片的同时以相同的排出体积和间隔经由流4排出(如图10a至图10i中)产生了均匀的排出材料，其总体上不太浓缩并且没有油灰状的块。该排出材料与前述示例的糊状部分类似，但更浓缩且更粘，几乎不能自由流动。此外，甚至在5或10分钟的相当长的排出间隔之后也观察到这种块的不存在，并且包括相同的排出体积。表1示出了对比测试中产生的流4排出材料的重量固体含量(％w/w)。
141.不存在这种无定形油灰状块有利于实现连续操作、一致性以及甚至实现流3和4的组成和浓度的趋同的机会，避免了具有这种油灰状块的碟堆的硬堵塞的风险以及随之而来的对分离效率的负面影响，减少了排出的中断以及它们随时间的推移对离心机本身的磨损和撕裂。
142.

技术特征：

1.一种具有中心旋转轴线的离心机，其中，所述离心机包括：a)转鼓部，其包括：i)至少一个进料流入口和至少第一产物流出口和第二产物流出口；ii)内表面，其限定内部空间，其中，所述至少一个进料流入口和至少两个产物流出口与所述内部空间流体连通；b)进料流路径，其与所述至少一个进料流入口和所述转鼓部的所述内部空间流体连通；以及c)两个或更多个产物流路径，其中，所述两个或更多个产物流路径至少包括：i)第一产物流路径；以及ii)第二产物流路径，其中，所述第二产物流路径具有在所述内部空间中的入口，其中，所述第二产物流路径包括在第一径向延伸表面与第二径向延伸表面之间的空间，并且其中，所述第一径向延伸表面和所述第二径向延伸表面中的至少一者包括至少一个离散的流动干涉构件，所述离散的流动干涉构件位于所述第二产物流路径中以中断第二产物流的流动，其中，所述第一产物流路径位于所述第二产物流路径与所述中心旋转轴线之间。2.根据权利要求1所述的离心机，其中，所述第二产物流路径与所述转鼓部的所述内表面相邻。3.根据前述权利要求中任一项所述的离心机，其中，所述至少一个离散的流动干涉构件附接到所述第一径向延伸表面并且朝向所述第二径向延伸表面突出。4.根据权利要求3所述的离心机，其中，所述至少一个离散的流动干涉构件不接触所述第二径向延伸表面。5.根据前述权利要求中任一项所述的离心机，其中，所述至少一个离散的流动干涉构件附接到所述第一径向延伸表面并且朝向所述第二径向延伸表面突出，其中，所述至少一个离散的流动干涉构件具有与所述第二径向延伸表面相邻的端部并且在所述端部与所述第二径向延伸表面之间形成间隙，其中，所述间隙为从大于0mm到10mm、从大于0mm到9mm、从大于0mm到8mm、从大于0mm到7mm、从大于0mm到6mm、从大于0mm到5mm、从大于0mm到4mm、从大于0mm到小于3mm、从大于0mm到小于2mm、或甚至从大于0mm到小于1mm。6.根据前述权利要求中任一项所述的离心机，其中，所述至少一个离散的流动干涉构件一体地形成在所述第一径向延伸表面上或利用紧固件附接到所述第一径向延伸表面。7.根据前述权利要求中任一项所述的离心机，其中，所述至少一个离散的流动干涉构件附接到所述第二径向延伸表面并且朝向所述第一径向延伸表面突出。8.根据权利要求7所述的离心机，其中，附接到所述第二径向延伸表面的所述至少一个离散的流动干涉构件不接触所述第一径向延伸表面。9.根据前述权利要求中任一项所述的离心机，其中，所述至少一个离散的流动干涉构件附接到所述第二径向延伸表面并且朝向所述第一径向延伸表面突出，其中，所述至少一个离散的流动干涉构件具有与所述第一径向延伸表面相邻的端部并且在所述端部与所述第一径向延伸表面之间形成间隙，其中，所述间隙为从大于0mm到10mm、从大于0mm到9mm、从大于0mm到8mm、从大于0mm到7mm、从大于0mm到6mm、从大于0mm到5mm、从大于0mm到4mm、从大于0mm到小于3mm、从大于0mm到小于2mm、或甚至从大于0mm到小于1mm。10.根据前述权利要求中任一项所述的离心机，其中，所述至少一个离散的流动干涉构
件一体地形成在所述第二径向延伸表面上或利用紧固件附接到所述第二径向延伸表面。11.根据前述权利要求中任一项所述的离心机，其中，所述第二产物流路径具有与所述转鼓部的所述内表面相邻的入口。12.根据前述权利要求中任一项所述的离心机，其中，还包括具有外径的至少一个碟片，其中，所述至少一个碟片定位在所述转鼓部的所述内部空间中。13.根据权利要求1至11中任一项所述的离心机，其中，还包括具有外径的至少一个碟片和具有内径的中心开口，其中，所述至少一个碟片定位在所述转鼓部的所述内部空间中。14.根据权利要求1至11中任一项所述的离心机，其中，还包括定位在所述转鼓部的所述内部空间中的多个碟片，其中，各个碟片具有外径以及具有内径的中心开口，其中，各个碟片以堆叠方式与至少一个其他碟片相邻并隔开以在相邻碟片之间形成间隙，其中，相邻碟片之间的所述间隙限定液体部分流路，使得液体部分能够朝向所述内径流动，其中，各个液体部分流路与所述第一产物流路径流体连通。15.根据权利要求12至14中任一项所述的离心机，其中，所述第一径向延伸表面包括所述转鼓部的所述内表面，并且所述第二径向延伸表面包括与所述转鼓部的所述内表面相邻的碟片，其中，所述转鼓部的所述内表面和与所述转鼓部的所述内表面相邻的碟片之间的垂直距离等于或大于任何相邻碟片之间的最短垂直距离。16.根据权利要求12至14中任一项所述的离心机，其中，还包括定位在所述至少一个碟片或所述多个碟片中的最外碟片与所述转鼓部的所述内表面之间的分离碟片，其中，所述第一径向延伸表面包括所述转鼓部的所述内表面，并且所述第二径向延伸表面包括所述分离碟片的与所述转鼓部的所述内表面相邻的表面。17.根据权利要求16所述的离心机，其中，所述转鼓部的所述内表面与所述分离碟片的与所述转鼓部的所述内表面相邻的表面之间的垂直距离等于或大于任何相邻碟片之间的最短垂直距离。18.根据前述权利要求中任一项所述的离心机，其中，所述第一径向延伸表面至少包括侧壁部，并且所述第二径向延伸表面至少包括一区域，其中，所述侧壁部和所述区域限定所述第二产物流路径的入口，并且其中，至少所述侧壁部和/或所述区域包括位于所述第二产物流路径中的所述至少一个离散的流动干涉构件。19.根据权利要求18所述的离心机，其中，所述侧壁部是第一侧壁部并且所述区域是第一区域，其中，所述第一径向延伸表面还至少包括第二侧壁部并且所述第二径向延伸表面还至少包括第二区域，并且所述离心机还包括位于所述第二侧壁部和/或所述第二区域上并且在所述第二产物流路径中的一个或多个离散的流动干涉构件。20.根据权利要求19所述的离心机，其中，所述第一区域包括面向所述第一侧壁部的第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，并且所述离心机还包括位于所述第二表面上的一个或多个离散的流动干涉构件。21.根据前述权利要求中任一项所述的离心机，其中，还包括沿着所述离心机的中心轴线定位以限定进料流流路的进料流管，其中，所述进料管具有入口和出口。22.根据前述权利要求中任一项所述的离心机，其中，还包括在所述第一径向延伸表面与所述第二径向延伸表面之间的一个或多个径向延伸的结构间隔肋。23.根据权利要求22所述的离心机，其中，相邻的结构间隔肋限定所述第二产物流路径
的一部分。24.根据前述权利要求中任一项所述的离心机，其中，所述转鼓部包括转鼓底部和转鼓顶部，并且其中，所述转鼓底部的内表面包括至少一个离散的流动干涉构件，以中断沿着所述转鼓底部内表面的流动。25.根据前述权利要求中任一项所述的离心机，其中，还包括第三产物流路径，其中，所述第三产物流路径位于所述第二产物流路径与所述第一产物流路径之间。26.根据前述权利要求中任一项所述的离心机，其中，所述至少一个离散的流动干涉构件包括多个离散的流动干涉构件。27.一种在离心机中将至少一个进料流分离成至少第一产物流和第二产物流的方法，其中，所述方法包括：a)将所述至少一个进料流提供至离心机的进料流入口，其中，所述离心机具有中心旋转轴线和具有内表面的转鼓部，所述内表面限定内部空间；b)在所述离心机的所述内部空间中从所述至少一个进料流分离两个或更多个产物流，其中，第一产物流在所述离心机的第一产物流路径中流动，并且第二产物流流入与所述转鼓部的所述内表面相邻的第二产物流路径中；以及c)中断所述第二产物流在所述第二产物流路径中的流动。28.根据权利要求27所述的方法，其中，中断所述第二产物流在所述第二产物流路径中的流动由至少一个离散的流动干涉构件引起，所述至少一个离散的流动干涉构件位于所述第二产物流路径中，以中断第二产物流的流动，其中，所述第二产物流路径包括第一径向延伸表面与第二径向延伸表面之间的空间，并且其中，所述第一径向延伸表面和所述第二径向延伸表面中的至少一者包括所述至少一个离散的流动干涉构件。29.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，还包括在第三产物流路径中流动的第三产物流，其中，所述第三产物流路径位于所述第二产物流路径与所述第一产物流路径之间，其中，所述第一产物流路径位于所述第三产物流路径与所述中心旋转轴线之间。

技术总结

本发明涉及中断离心机中的产物流的流动以帮助保持流的内容物以相对均匀的方式混合。例如，离心机可以包括至少一个离散的流动干涉构件，其位于产物流路径中以中断产物流的流动。动。动。

技术研发人员：

阿什莉

受保护的技术使用者：

美国分离器技术解决方案股份有限公司

技术研发日：

2021.02.04

技术公布日：

2022/11/22