專利名稱：用于低排放應(yīng)用的分離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體涉及液體分離裝置，且更特別地涉及一種在應(yīng)用上將油和/或油脂與水分離的帶有近地面廢水排放出口的裝置。
背景技術(shù)：
在一些行業(yè)且尤其是食品行業(yè)中，需要在將水排入污水系統(tǒng)之前從廢水中分離出液態(tài)油脂、脂肪和油。該廢水例如可以從用于清洗餐具和烹飪用具的洗滌裝置排出。如果油脂和脂肪在污水系統(tǒng)中固化，則會(huì)出現(xiàn)堵塞，修復(fù)這種堵塞是昂貴的。另外，在許多地方中存在回收利用油脂和油的運(yùn)動(dòng)。在圖Ia和Ib中大體示出在歐洲專利EP890381B1中所述的那種市售分離裝置。圖Ia示出分離裝置10的外部透視圖。在提供進(jìn)入殼體14 (包括可拆卸的蓋子15)的通道的入口 12處接收廢水(effluent)(包含兩種或更多種不同密度的不混溶液體，通常是夾帶了油、油脂溶解脂肪(grease dissolved fats)和其他顆粒的水)。使用連接到電連接部分的探針型加熱器16加熱該廢水。如以下所述，這些不混溶液體在殼體14內(nèi)分離，并且較低密度物質(zhì)(例如，油脂和油)被排進(jìn)容器18中。較高密度液體(例如，水)從出水口 20排放。碎屑可以累積在殼體14的底部?？梢酝ㄟ^(guò)碎屑出口 22將該碎屑定期地排出。連同圖Ib (以及通過(guò)引用被并入的EP890381B1)對(duì)分離裝置10的操作進(jìn)行更加詳細(xì)的描述。圖Ib示出分離裝置10的截面?zhèn)纫晥D。粗(coarse)過(guò)濾腔室24被限定在殼體14和控制板25之間，控制板25延伸整個(gè)殼體的寬度。當(dāng)廢水通過(guò)入口 12進(jìn)入粗過(guò)濾腔室24時(shí)，它穿過(guò)過(guò)濾筐26，過(guò)濾筐26濾除固體顆粒，例如未溶解的脂肪及其他食物顆粒。在穿過(guò)筐26后，廢水進(jìn)入分離室28，分離室28由控制板(隔板)25、控制板(隔板)30 (其延伸整個(gè)殼體的寬度)、頂板32和殼體14的底部限定。自分離室有兩個(gè)出口 (1)通過(guò)浮球閥34及(2)通過(guò)通道36，通道36設(shè)于控制板30的底部與殼體14的底部之間。頂板32自控制板25的底部部分向上成角度地朝向控制板30。延伸整個(gè)殼體的寬度的堰板38連同控制板30和殼體14 一起限定水(高密度液體)排放腔室40。出口 20穿過(guò)殼體設(shè)置。操作中，當(dāng)廢水進(jìn)入分離室28時(shí)，較低密度液體(油脂/油)上升。設(shè)置通過(guò)分離室28的流到如此流量，使得較低密度液體能夠與水分離并且向上漂浮至水的表面上，在那里它被容納在傾斜的頂板32下方。傾斜的頂板32迫使較低密度液體積累在通向浮球閥34的進(jìn)口處。連同圖2更詳細(xì)地示出浮球閥34。浮球閥34使用在高密度液體和低密度液體之間的界面處漂浮的球。當(dāng)高密度液體達(dá)到預(yù)定高度時(shí)，該球上升到使從分離室28向容器18的流動(dòng)停止的高度。當(dāng)水流過(guò)分離器10時(shí)，它必須上升到堰38的頂部上方以便于排出。因而，分離室28中的水試圖上升到大致相同的高度。由于分離室28的頂部比堰板38的頂部低，因此水的向上力的靜水壓力將推動(dòng)位于分離室28的頂部處的分離的油脂/油穿過(guò)閥34。然而，水不能穿過(guò)閥34，因?yàn)樵摳￠y將阻止其通過(guò)。所以，一旦迫使所有分離的油脂/油離開分離室，則閥將保持關(guān)閉直到積累更多的油脂/油。分離的水穿過(guò)通道36、越過(guò)堰板38并且從出口 20排出。水中的碎屑趨于積累在殼體14的底部，不能上升越過(guò)堰板38?？梢远ㄆ诖蜷_設(shè)置在殼體14的底部的碎屑閥22，并且從閥排出的水流會(huì)將碎屑沖洗出。這種分離器，連同其它已有的分離器，都基 于廢水入口、出水口以及副產(chǎn)品出口的非常具體的高度操作。閥34是用于阻止水進(jìn)入可拆卸的箱的有效機(jī)構(gòu)；否則水會(huì)在箱18中與油脂/油混合并且迅速填充可拆卸的箱。通常，閥34包括在分離的流體的邊界處上升和下降的球。雖然球在阻止水進(jìn)入箱18方面是可靠的，但一旦水位降至安全高度以下，則在排放上是不可靠的。經(jīng)常，由于流體的一種阻止油/油脂進(jìn)入可拆卸的箱18以及水，球?qū)⒖ǘㄔ陉P(guān)閉位置上。在分離器10的許多使用領(lǐng)域，且尤其是食品行業(yè)中，可以假定將操作和維護(hù)分離器的雇員在雇主之間是相對(duì)流動(dòng)(transient)的。因而，分離器的操作及維護(hù)方面必須允許對(duì)細(xì)節(jié)不熟悉。像分離器的不同組成部分如浮球閥的定期清洗的事情，如果執(zhí)行不當(dāng)，則可能導(dǎo)致不良后果，例如使得水排入油/油脂容器或油/油脂從出口 20流出。另外，油脂的后濺可能在清洗閥時(shí)發(fā)生，這可能導(dǎo)致雇員與周圍區(qū)域都被油脂弄臟。對(duì)于像這樣的閥的一些可替代物在美國(guó)專利第7，297，284號(hào)中有說(shuō)明，此專利通過(guò)引用被并入本文。在該專利中所示出的閥或改善了引起卡定的因素，或通過(guò)機(jī)電輔助消除了卡定；然而，這些閥一般比球閥更復(fù)雜、而且更昂貴得多。所以，出現(xiàn)了對(duì)一種在沒(méi)有可以卡定在設(shè)定位置的閥機(jī)構(gòu)的情況下操作的分離器的需求。

發(fā)明內(nèi)容
一種用于不混溶液體的分離器包括箱，其具有入口、分離室和輸出室，其中所述入口以或低于最大可接受流量將廢水供給到所述分離室，并且其中所述分離室與所述輸出室連通，其中廢水在所述分離室分成較高密度不混溶流體和較低密度不混溶流體。與所述分離室連通的第一出口具有最低排放高度，所述較低密度流體在所述最低排放高度處排放出。所述輸出室包括堰，所述堰具有所述較高密度流體在通過(guò)第二出口排放出所述輸出室之前流過(guò)的頂部，所述最低高度與所述堰頂部具有相對(duì)高度，致使當(dāng)所述較高密度流體流過(guò)所述堰時(shí)，所述較低密度液體的最高高度至少有時(shí)候升至高出所述第一出口的所述最低排放高度的高度，而對(duì)于處于最大流量或低于最大流量的流量，所述較高密度液體流過(guò)所述堰的高度不能升到所述最低排放高度上方。本發(fā)明提供了優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的顯著優(yōu)勢(shì)。使用本發(fā)明，無(wú)需閥來(lái)阻止較高密度流體通過(guò)第一出口排放，在那里它會(huì)與較低密度流體混合。


為了對(duì)本發(fā)明及其優(yōu)勢(shì)有更全面的了解，現(xiàn)在參考下述描述并結(jié)合所附附圖，其中
圖Ia和圖Ib示出現(xiàn)有技術(shù)的分離裝置的透視圖和截面 圖2示出在圖Ia和圖Ib的分離裝置中使用的現(xiàn)有技術(shù)的浮球閥；圖3a和圖3b示出帶有通氣管的浮球閥；
圖4a至圖4c示出用于提供額外的力以釋放浮球閥中的球的改進(jìn)的堰；
圖4d和4e示出帶有用于在變化的廢水流量期間控制球閥的開槽立管的閥；
圖5a和5b示出消除了對(duì)于球閥需求的分離器的側(cè)視圖和俯視 圖6a示出連同圖5a_b所描述類型的帶有可變高度的堰的分離器的一種具體實(shí)施方式
的側(cè)視 圖6b示出連同圖6a的分離器使用的可變高度的堰的第一具體實(shí)施方式
；
圖7a和7b示出可變高度的堰的第二具體實(shí)施方式
；
圖8示出連同圖5a_b所描述類型的帶有固定流量的分離器的一種具體實(shí)施方式
的側(cè)視 圖9示出連同圖5a_b所描述類型的帶有固定的堰和可變流量的分離器的一種具體實(shí)施方式
的側(cè)視 圖IOa至IOc示出用于在特定寬度的分離器內(nèi)的較長(zhǎng)長(zhǎng)度的蜿蜒堰；
圖Ila至Ilc示出沒(méi)有油閥的分離器的一種優(yōu)選具體實(shí)施方式
；
圖12a至12c示出帶有收集裝置的分離器的第一具體實(shí)施方式
，該收集裝置隨水流過(guò)堰的高度而上升和下降；以及
圖13示出帶有收集裝置的分離器的第二具體實(shí)施方式
，該收集裝置隨水流過(guò)堰的高度而上升和下降。
具體實(shí)施例方式參照附圖的圖I 一 13將最好地理解本發(fā)明，相同數(shù)字標(biāo)記用于各個(gè)附圖的相同元件。圖2示出現(xiàn)有技術(shù)中使用的一種類型的浮球閥34。浮球閥34包括在殼體72內(nèi)的球70。球70通過(guò)格柵74被保持在殼體72內(nèi)。插入件76包括用于在球70上方與殼體72配合的配合部分78和用于與油/油脂容器18連通的出口部分79。在插入件76中形成有穿過(guò)配合部分78和出口部分79的通道80，且通道80的端部處具有錐形開口 82。通道80連接到出口 84。O型圈86密封配合部分78和殼體72。如上所述，球70被設(shè)計(jì)成在兩種不混溶液體(例如，水和油/油脂)之間的界面處漂浮。當(dāng)水上升時(shí)，油/油脂被推入通道80中，在那里它通過(guò)出口 84排出至油/油脂容器18中。一旦已經(jīng)將所有的較低密度液體(油/油脂)推入通道80，則球70抵靠于錐形開口 82，因此封閉通道。以這種方式，只有較低密度液體可以通過(guò)通道80。由于油和油脂將穿過(guò)通道80和84進(jìn)入油/油脂容器18，所以通道80和84需要定期清洗以去除凝結(jié)物質(zhì)。為此，將刷子從上方插入到通道80中或從側(cè)面插入到通道84中，并且采用上下擦洗運(yùn)動(dòng)來(lái)去除在通道80內(nèi)的凝結(jié)油/油脂。在清洗過(guò)程期間，配合部分78可能易于從殼體72中脫離，導(dǎo)致閥34的失效。圖3a和圖3b分別示出帶有整體通氣管190的球閥34的一種具體實(shí)施方式
的截面?zhèn)纫晥D和俯視圖。在該具體實(shí)施方式
中，通氣管孔191穿過(guò)配合部分78形成，且管190自孔191向上延伸至接近蓋子15的高度，或?qū)⒋_保靜水壓力不會(huì)迫使油/油脂流出通氣管190的其它高度。另外，圖3a和3b示出作為溝槽，而不是管道的出口 84。溝槽構(gòu)造一般更容易清洗，且使用更少的材料。圖4a至4c示出使用改進(jìn)的堰38a的分離裝置的具體實(shí)施方式
，堰38a將向下的力施加至卡定在閥34中的球70上。在正常情況下，球70應(yīng)被上升的較高密度流體壓靠在閥上以便于阻止較高密度流體穿過(guò)閥。當(dāng)更多的較低密度流體上升至頂板32時(shí)，球因?yàn)殚y中的較低密度流體的重量而應(yīng)從閥上掉落。遺憾的是，閥中的較低密度流體的重量有時(shí)不足以移除球，導(dǎo)致閥卡定在關(guān)閉狀態(tài)。在圖4a和4b中，旁路孔200 (以旁路孔200a和200b單獨(dú)引用)穿過(guò)堰形成，具有略低于堰的頂部并高于閥的底部的最低點(diǎn)。當(dāng)分離器閑置時(shí)，較高密度流體的高度將下降至孔200的最低點(diǎn)。從堰的頂部下降至孔的最低點(diǎn)可以為近似8mm。操作中，當(dāng)廢水正被輸入到分離器時(shí)，較高密度液體(如，水)將流過(guò)堰38的頂部，但是少量將流過(guò)旁路孔200。在現(xiàn)有技術(shù)中，例如在圖Ib的裝置中，當(dāng)廢水停止被輸入到分離器時(shí)，水位會(huì)停留在堰的頂部。然而，使用帶有旁路孔200的堰38a，如圖4c所示，具有處 于202處的最低開口高度，當(dāng)廢水輸入停止時(shí)，水將流過(guò)旁路孔200，并且水位將自降(如，降8mm)至最低開口高度202的高度。實(shí)際上，這增加了較低密度流體在球上方的額外的8mm，8mm會(huì)將向下推在球上來(lái)克服在球與開口之間的任何卡定力。水位下降的速度可以通過(guò)改變孔200的尺寸而更改。盡管在圖4a中示出圓孔200a和在圖4b中示出狹槽，但是可以使用任意形狀的孔以允許水位降至理想高度202之下，用于產(chǎn)生對(duì)球70的吸力。圖4d和4e示出帶有開槽立管的球閥，開槽立管在不同的廢水流量期間控制通過(guò)閥的油流量，以阻止球由于通過(guò)閥的高油流量而卡定在閥中。在該具體實(shí)施方式
中，球閥34包括帶有狹槽205的出口部分79的延伸的立管部分203。在圖4d中，狹槽205為直狹槽，而在圖4e中，狹槽為V形。迫使通過(guò)通道80的油上升至狹槽，該狹槽具有底部，底部具有高于堰38的頂部大致5mm的高度。狹槽的頂部高于堰28大致10mm。操作中，在低水流量處，油將穿過(guò)狹槽205的底部部分，因?yàn)橛驮谄浞e累在立管205處之前將穿過(guò)狹槽205。當(dāng)增加的廢水流量導(dǎo)致更多的油在分離箱處分離，并因而導(dǎo)致經(jīng)過(guò)球閥34的更高油流量，油在管柱的高度將增加，這會(huì)降低油經(jīng)過(guò)閥的向上速度。經(jīng)過(guò)閥的油的降低的速度將使球70停留在油和水之間的界面處的其自然浮力高度上。立管203和狹槽205因此充當(dāng)緩沖器以阻止較低密度部分經(jīng)過(guò)閥34在流量上的突然變化。圖5a和5b示出一種分離器的一般化具體實(shí)施方式
的側(cè)視圖和俯視圖，該分離器通過(guò)關(guān)于較高密度和較低密度流體之間的高度差、控制較高密度流體流過(guò)堰38的高度相對(duì)于較低密度流體的排放孔的最低高度，取消了對(duì)閥的需求。如上所述，閥在現(xiàn)有技術(shù)中是必需的，因?yàn)樵趫DIb中所示的設(shè)計(jì)中的水位高于頂板32，并且閥阻止較高密度流體(SP，水)進(jìn)入盒18。在圖5a和5b中，與圖Ia和Ib相似的組成部分由相同的參考標(biāo)記標(biāo)明。需注意到的區(qū)別是堰38的頂部(Hw)可以在頂板32的最高點(diǎn)下方(也可以在頂板的最高點(diǎn)上方)，頂板32上沒(méi)有閥，用于獲取較低密度部分的帶有柄205a和205b的盒204被設(shè)置在所示的具體實(shí)施方式
中的頂板上方，且穿過(guò)較低密度部分的出口 206在高度Hout處具有最低開口，這里Hout>HW。硅酮加熱器207被放置在傾斜的基體部分的下方?；蛘撸柰訜崞骺梢员环胖迷陧敯?2和盒204之間。而且，側(cè)排放端口可以安置在208處。盒204可以在單元不運(yùn)行時(shí)從該單元提起并且被倒空?；蛘?，油可從盒泵入更大的儲(chǔ)存容器。參考圖5a，在分離器的操作期間具有可以變化的四個(gè)高度，盡管在給定的實(shí)現(xiàn)方式中，少于全部四個(gè)可能變化(I)堰的高度Hw、(2)較高密度部分流過(guò)堰時(shí)的高度H2、(3)出口 206的最低開口的高度Hout、以及(4)較低密度部分的高度(由當(dāng)沒(méi)有出口時(shí)決定)H1。兩種不同比重的不混溶部分將在重力作用下在可計(jì)算的或可測(cè)量的時(shí)間段(根據(jù)斯托克斯定律，Stokes law)內(nèi)分成兩層，其中兩種液體的較輕者在頂層。如果較重的液體被允許在垂直或傾斜的分離板下流動(dòng)，分離板在底部具有孔(如控制板30)，較重的液體將在分離板后上升到在板的另一側(cè)上低于較輕的液體的高度。因此，H1>H2。兩個(gè)部分之間的高度差可以基于相對(duì)高度和每種液體的比重來(lái)計(jì)算。例如，對(duì)于食用油的較低密度部分具有在比重SGl下的高度Hl，以及水的較高密度部分具有高度H2及比重SG2
權(quán)利要求
1.一種用于不混溶液體的分離器，包括 箱，其具有入口、分離室和輸出室，其中所述入口以最大可接受流量或低于最大可接受流量將廢水供給到所述分離室，并且其中所述分離室與所述輸出室連通著，其中廢水在所述分離室分成較高密度不混溶流體和較低密度不混溶流體； 與所述分離室連通的第一出口，其具有所述較低密度流體為通過(guò)所述第一出口排放出而必須上升至的最低排放高度； 所述輸出室包括具有頂部的堰，所述較高密度流體在通過(guò)第二出口排放出所述輸出室之前流過(guò)頂部，所述最低排放高度與所述堰頂部具有相對(duì)高度，致使對(duì)于為所述最大流量或低于所述最大流量的流量，當(dāng)所述較高密度流體流過(guò)所述堰時(shí)，所述較低密度液體的最高高度至少有時(shí)候升至高出所述第一出口的所述最低排放高度的高度，而流過(guò)所述堰的所述較高密度流體的高度不能升到所述最低排放高度之上，致使無(wú)需閥機(jī)構(gòu)來(lái)阻止所述較高密度液體流過(guò)所述第一出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的分離器，其中廢水以變化速率流動(dòng)，其中在所述堰的頂部與所述最低排放高度之間的相對(duì)距離響應(yīng)于流過(guò)所述堰的流量而變化，以阻止所述較高密度流體的高度升至高出所述第一出口的所述最低排放高度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分離器，其中流過(guò)所述堰的所述較高密度流體的高度與所述最低排放高度之間的相對(duì)距離在零與四毫米之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的分離器，其中所述堰頂部的高度響應(yīng)于所述流量而上升和下降。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的分離器，其中所述堰具有彎曲頂部。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的分離器，其中所述堰包括靜止部分和旋轉(zhuǎn)部分，所述旋轉(zhuǎn)部分、所述堰隨著所述旋轉(zhuǎn)部分樞轉(zhuǎn)在高度上變化。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的分離器，其中所述旋轉(zhuǎn)部分包括配重。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的分離器，其中所述旋轉(zhuǎn)部分連接到彈簧上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的分離器，其中所述彈簧為壓縮彈簧。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的分離器，其中所述彈簧為拉伸彈簧。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的分離器，其中所述彈簧為彈簧加載的鉸鏈。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的分離器，其中所述最低排放高度隨流過(guò)所述堰的流量的增加而上升。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的分離器，并還包括流量控制機(jī)構(gòu)以控制廢水進(jìn)入所述分離器的流量，致使所述較高密度流體維持越過(guò)所述堰的基本靜態(tài)高度。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的分離器，其中所述流量控制機(jī)構(gòu)包括用于控制廢水通過(guò)所述入口的流量的泵。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的分離器，并還包括用于接收廢水的箱，其中所述泵將廢水從所述箱傳遞至所述入口。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的分離器，其中所述泵在廢水到達(dá)所述箱中的第一閾值高度之后將廢水從所述箱傳遞至所述入口，以及在廢水降低至所述箱中的第二閾值高度之后停止。
17.根據(jù)權(quán)利要求I所述的分離器，其中所述堰的上邊緣是直的。
18.根據(jù)權(quán)利要求I所述的分離器，其中所述堰的上邊緣是蜿蜒的。
19.根據(jù)權(quán)利要求I所述的分離器，其中廢水可以在一定范圍流量?jī)?nèi)流入所述入口。
全文摘要
一種用于不混溶液體的分離器(252)包括箱，其具有入口、分離室和輸出室(262)，其中入口(12)以或低于最大可接受流量將廢水供給到分離室(28)。廢水在分離室(28)被分成較高密度和較低密度部分。分離室(28)與較高密度部分排放出的輸出室(262)連通。用于較低密度部分的出口(260)與分離室(28)連通，而且具有較低密度流體排放出的最低排放高度。較高密度流體不能升至最低高度的高度，并且當(dāng)較高密度流體流過(guò)堰時(shí)，較低密度流體的高度致使較低密度流體通過(guò)出口排放出。
文檔編號(hào)C02F1/00GK102985369SQ201080064757
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月24日
發(fā)明者J.索韋爾比, R.索韋爾比, D.薩米爾森, J.歐文 申請(qǐng)人:戈斯蘭有限公司