CN107029898A - 一种连续式离心分离机 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种连续式离心分离机，包括支座、驱动装置和分离装置，分离装置的转动轴和转鼓通过转鼓支架架设在支座上；驱动装置的电机通过传动机构连接转动轴下端，其上端固定连接转鼓中心；所述转鼓设有转鼓盖，转鼓盖中央设有流体进口管；转鼓盖内设有导液管或滤网，引导流体向转鼓底部流动；在转鼓盖上，由外缘向中心的方向不同半径的圆圈上依次设置两种或两种以上的不同比重流体出口管，而在转鼓***对应设置两个或两个以上的不同比重流体的环形承接槽。该连续式离心分离机不仅能将流体中的固体颗粒去除，还可以将互不相容、比重不同的流体相互分离，而且可连续操作，结构简单，分离效果好，性能稳定。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用离心力或兼过滤的方式对流体进行净化分离的装置，该装置具有将流体中的固体颗粒去除的作用，同时还可以将互不相容、比重不同的流体相互分离。
背景技术
传统的离心分离机是间歇式的，无法实现连续分离目的；传统的过滤分离机是用滤布过滤的方式滤除流体中的固体颗粒，其缺点是无法滤除颗粒粒径小于滤布孔径的各种微小粒子，且阻力大。
发明内容
为克服上述传统离心机和过滤机的这些不良现象，本发明的目的是提供一种连续式离心(过滤)分离机，实现通过离心力或兼过滤方式对流体进行净化分离，不仅将流体中微小颗粒除掉，还可以将互不相容、比重不同的流体相互分离，且分离效果好，性能稳定，运行可靠。
本发明的技术方案如下：
一种连续式离心分离机，包括支座、驱动装置和分离装置，所述分离装置包括转鼓、转鼓支架和转动轴，而驱动装置包括电机和传动机构；其中，所述电机通过传动机构连接转动轴的下端；所述转鼓为立式环形斗状，其中心与转动轴的上端固定连接；转动轴和转鼓通过转鼓支架架设在支座上；其特征在于，所述转鼓设有转鼓盖，转鼓盖中央设有流体进口管；在流体进口管下方、转鼓盖的内侧，设有导液管或滤网，引导流体向转鼓底部流动；在转鼓盖上，由外缘向中心的方向不同半径的圆圈上依次设置两种或两种以上的不同比重流体出口管，而在转鼓***对应设置两个或两个以上的环形承接槽，分别用于承接从各出口管流出的不同比重的流体。
本发明的连续式离心分离机的具体结构形式可以多种多样，只要是使用转鼓旋转产生极大的离心力来分离不同比重的流体，并且可以连续操作的都属于本发明的连续式离心分离机。待分离的流体不断进入转鼓中，同时不同比重的流体离心分离后经不同比重流体出口管排到各承接槽中。
当待分离的流体中含有大颗粒固体物质时，在所述转鼓盖下设置滤网，将大颗粒物质和流体分开。这样的连续式离心分离机称为连续式离心过滤分离机。待分离的流体从流体进口管进入转鼓，沿滤网和转鼓壁之间的空间流向转鼓底部；所有物料同时在转鼓内做旋转运动，大颗粒固体物质不能通过滤网，重比重流体和/或固体颗粒物出口管设置在转鼓盖上滤网和转鼓外侧壁之间的位置，滤网内部上方的转鼓盖上则由外缘向中心方向不同半径的圆圈上依次设置多种比重不同且互不相溶的流体出口管，例如中等比重流体出口管和轻流体出口管。重比重流体和/或固体颗粒物出口管、中等比重流体出口管和轻流体出口管分别通向重比重流体和/或固体颗粒物环形承接槽、中等比重流体环形承接槽、轻流体环形承接槽。
当待分离的流体中所含的固体颗粒粒径非常小，且可以通过滤网时，连续式离心过滤分离机转鼓中的滤网就没有作用。这时，连续式离心过滤分离机转鼓中的滤网就可以不要，只用离心分离的方式就可以分离各种互不相容，比重不同的流体。在撤去滤网的情况下，在流体进口管下方转鼓盖下设置导液管，使进入的待分离流体流向转鼓底部。在转鼓盖上同样设置重比重流体出口管、中等比重流体出口管和轻流体出口管，分别导向重比重流体环形承接槽、中等比重流体环形承接槽和轻流体环形承接槽。
优选的，所述传动机构包括主动轮、传动带和从动轮，主动轮安装在电机转轴上，从动轮安装在分离装置的转动轴的底端，传动带将主动轮和从动轮连接在一起。
优选的，所述支座上固定有推力轴承和推力轴承座；转鼓支架上端设有平衡轴承，下端固定在支座上；分离装置的转动轴的下端套入推力轴承和推力轴承座中，上端套入转鼓支架上端的平衡轴承中；在平衡轴承之上，转动轴上端与转鼓中心固定连接；转鼓盖与转鼓边缘固定连接，形成一个整体转动部件。
进一步的，在转鼓盖和转鼓边缘处设有密封槽，其中装入密封圈，再将转鼓盖和转鼓固定连接。
在各环形承接槽的下方设置出口，用于排出分离后不同比重的流体。
在连续式离心过滤分离机中，在转鼓内通过定位螺栓将滤网定位。
对于本发明的连续式离心(过滤)分离机，转鼓在同样的直径下，转速越大，分离效果越好；转鼓在同样的转速下，直径越大，分离效果越好。下面以连续式离心过滤分离机为例，说明本发明的工作原理：电机驱动主动轮，主动轮带动传动带，传动带带动从动轮转动，从动轮转动带动分离装置的转动轴转动，转动轴带动转鼓转动；待分离流体从流体进口管进入连续式离心过滤分离机的转鼓中，流体和能够穿过滤网的微小颗粒透过滤网进入转鼓内部，由于转鼓的快速转动产生强大的离心力，在离心力的作用下，转鼓中的流体转动分层，靠转鼓的外筒内壁面上是重比重流体和/或固体颗粒物的环形层，靠近转动轴的是轻流体的环形层，两层之间是中等比重流体的环形层；透不过滤网的大颗粒固体物沿着转鼓的外筒内壁面运动，最终到达重比重流体和/或固体颗粒物出口管。根据流体中的不同比重的流体的含量情况不同，预先调节好重比重流体和/或固体颗粒物出口管、中等比重流体出口管和轻流体出口管的流动面积，使流入转鼓中的各种不同比重的流体和流出转鼓的各种不同比重的流体达到流入和流出平衡，随着连续不断的流体进入转鼓中，流体分层趋于稳定。此时，重比重流体和/或固体颗粒物稳定地从重比重流体和/或固体颗粒物出口管流出，流出物收集在重比重流体和/或固体颗粒物环形承接槽中，并从重比重流体和/或固体颗粒物环形承接槽出口流出，达到分离；中等比重流体从中等比重流体出口管流出，流出物收集在中等比重流体环形承接槽中，并从中等比重流体环形承接槽出口流出，达到分离；轻流体从轻流体出口管流出，流出物收集在轻流体环形承接槽中，并从轻流体环形承接槽出口流出，达到分离的目的。整个分离过程中，转鼓是高速转动的；重比重流体和/或固体颗粒物环形承接槽、中等比重流体环形承接槽和轻流体环形承接槽是固定不动的。当分离的流体中含有2种比重不同且互不相溶的流体时，除在转鼓盖上靠转鼓外筒的内壁面圆圈上设置重流体(含固体)的出口外，还要在转鼓盖上小于转鼓外筒内壁面半径的圆圈上设置轻流体的出口；当分离的流体中含有3种比重不同且互不相溶的流体时，除在转鼓盖上靠转鼓外筒的内壁面圆圈上设置重流体(含固体)的出口外，还要在转鼓盖上小于转鼓外筒内壁面半径的两个不同半径的圆圈上各设置流体的出口，其中半径更长的圆圈上的出口流出的是中等比重的流体，半径最小的圆圈上的出口流出的是最小比重的流体；依次类推：当分离的流体中含有n种比重不同且互不相溶的流体时(其比重分别是ρ1＞ρ2＞ρ3…＞ρn)，除在转鼓盖上靠转鼓外筒的内壁面圆圈(其半径为r1)上设置重流体(含固体)(比重为ρ1)的出口外，还要在转鼓盖上小于转鼓外筒内壁面半径(r1)的不同半径(r2＞r3＞r4…＞rn)的n-1个圆圈上设置n-1个流体的出口，设置好各个不同半径圆圈上该流体流出的流量与进入转鼓的量相同时，进入稳定的离心过滤分离状态；此时，流体ρ1从圆圈r1上出口流出，流体ρ2从圆圈r2上出口流出，流体ρ3从圆圈r3上出口流出，…，流体ρn从圆圈rn上出口流出，以此达到分离作用。转鼓转速越大，分离效果越好。
当被分离的流体中所含的固体颗粒粒径非常小，且可以通过滤网时，连续式离心过滤分离机转鼓中的滤网就没有作用。这时，连续式离心过滤分离机转鼓中的滤网就可以不要，只用离心分离的方式就可以分离各种互不相容，比重不同的流体。这种情况下，连续式离心过滤分离机就叫连续式离心分离机。连续式离心分离机的工作原理除没有滤网的过滤大颗粒固体物质之外，其它不同比重且互不相容的流体的分离方式和分离原理和以上描述的连续式离心过滤分离机的原理相同，这里就不再描述。
本发明的连续式离心(过滤)分离机可以用来分离含有微小粒径的固体颗粒的流体或比重不同且互不相溶的流体的混合物。如：水、食用油、硅油、改性硅油、液态沥青油、桐树子油、液态石蜡油、矿物油、棕榈油等各种各样的流体，或他们的两种或两种以上的混合物流体，以及用于烟道气除尘工艺的有机除尘剂，脱硫剂和脱硝剂等的净化分离。
附图说明
图1是一种连续式离心过滤分离机的结构示意图(剖面图)，其中：1是电机，2是主动轮，3是传动带，4是从动轮，5是推力轴承和推力轴承座，6是转动轴，7是转鼓支架固定螺栓，8是转鼓支架，9是平衡轴承，10是转鼓固定螺母，11是转鼓，12是滤网，13是滤网定位螺栓，14是转鼓盖，15是转鼓密封圈，16是转鼓和转鼓盖固定螺栓，17是流体进口管，18是轻流体出口管，19是中等比重流体出口管，20是重比重流体和/或固体颗粒物出口管，21是重比重流体和/或固体颗粒物环形承接槽，22是中等比重流体环形承接槽，23是轻流体环形承接槽，24是重比重流体和/或固体颗粒物环形承接槽出口，25是中等比重流体环形承接槽出口，26是轻流体环形承接槽出口，27是连续式离心过滤分离机支座。
图2是一种连续式离心分离机的结构示意图(剖面图)，其中：28是电机，29是主动轮，30是传动带，31是从动轮，32是转动轴，33是推力轴承和推力轴承座，34是转鼓支架固定螺栓，35是转鼓支架，36是平衡轴承，37是转鼓固定螺母，38是转鼓，39是锥形导液管，40是转鼓盖，41是转鼓密封圈，42是转鼓和转鼓盖固定螺栓，43是流体进口管，44是轻流体出口管，45是中等比重流体出口管，46是重比重流体和/或固体颗粒物出口管，47是重比重流体和/或固体颗粒物环形承接槽，48是中等比重流体环形承接槽，49是轻流体环形承接槽，50是重比重流体和/或固体颗粒物环形承接槽出口，51是中等比重流体环形承接槽出口，52是轻流体环形承接槽出口，53是连续式离心分离机支座。
具体实施方式
下面结合附图，通过具体的实施方案来描述本发明的连续式离心(过滤)分离机。所述的实施方案是为了更好地说明本发明，而不能理解为是对本发明的权利要求的限制。
本发明的一种连续式离心分离机的结构形式多种多样。只要是使用转鼓旋转产生极大的离心力来分离不同比重的流体，且在转鼓内设置滤网，转鼓顶盖上设置了不同比重物质的流出口，将大颗粒固体物质和流体分开或将不同比重互不相容的流体分开，但所有的物料都同时在转鼓内做旋转运动并分层，这种同时利用过滤和离心的方式来分离流体的机械都属于连续式离心过滤分离机。当待分离的流体中所含的固体颗粒粒径非常小，且可以通过滤网时，连续式离心过滤分离机转鼓中的滤网就没有作用。这时，连续式离心过滤分离机转鼓中的滤网就可以不要，只用离心分离的方式就可以分离各种互不相容、比重不同的流体。这种情况下，连续式离心过滤分离机就叫连续式离心分离机。为了更好地阐述本发明，下面着重介绍两种实施方案：实施方案一是一种连续式离心(过滤)分离机的实施方案，实施方案二是一种连续式离心分离机的实施方案。
实施方案一：一种连续式离心过滤分离机，其结构示意图(剖面图)如图1所示：电机1是固定在连续式离心过滤分离机支座27上，电机1的转动轴上安装了主动轮2，从动轮4安装在转鼓11的转动轴6的底端，传动带3将主动轮2和从动轮4连接在一起；将推力轴承和推力轴承座5固定在连续式离心过滤分离机支座27上，转动轴6套入推力轴承和推力轴承座5中，再用转鼓支架固定螺栓7将转鼓支架8固定在连续式离心过滤分离机支座27上，从转动轴6的上端套入平衡轴承9，并将平衡轴承9定位在转鼓支架8的上端部；用滤网定位螺栓13将滤网12定位在转鼓11中，再在转鼓盖14和转鼓11之间的密封槽中装入转鼓密封圈15，然后用转鼓和转鼓盖固定螺栓16将转鼓11和转鼓盖14固定并连接成一个整体转动部件，将该整体转动部件套在转动轴6的上端，并用转鼓固定螺母10固定；此时，转鼓11和转鼓盖14等组成的整体转动部件可以和转动轴6一起由从动轮4带着转动；在转鼓11的***设有固定不动的重比重流体和/或固体颗粒物环形承接槽21、中等比重流体环形承接槽22和轻流体环形承接槽23组成的多环环形槽整体；安装在转鼓盖14上的重比重流体和/或固体颗粒物出口管20、中等比重流体出口管19和轻流体出口管18分别在重比重流体和/或固体颗粒物环形承接槽21、中等比重流体环形承接槽22和轻流体环形承接槽23的正上方，并在重比重流体和/或固体颗粒物环形承接槽21、中等比重流体环形承接槽22和轻流体环形承接槽23的下方分别装有重比重流体和/或固体颗粒物环形承接槽出口24、中等比重流体环形承接槽出口25和轻流体环形承接槽出口26；转鼓盖14上还安装了流体进口管17。
本实施方案一所示的一种连续式离心过滤分离机的工作方式是：开启电机1，电机1带动主动轮2转动，主动轮2通过传动带3带动从动轮4转动，从动轮4带动转鼓11转动；在转动的状况下，从流体进口管17向转鼓11中加入待分离的流体。待分离的流体进入转鼓11中，不能透过滤网12的大颗粒固体物沿着滤网12的外壁到达重比重流体和/或固体颗粒物出口管20，流到重比重流体和/或固体颗粒物环形承接槽21中，再通过重比重流体和/或固体颗粒物环形承接槽出口24流出，达到分离大颗粒固体物的作用；待分离的流体进入转鼓11中，能透过滤网12的微小颗粒物和流体透过滤网12进入转鼓11中，由于离心力的作用，透过滤网12的微小颗粒物和流体在转鼓11中分层，分为微小颗粒物和重比重流体层、中等比重流体层及轻流体层；微小颗粒物和重比重流体分层后从重比重流体和/或固体颗粒物出口管20流到重比重流体和/或固体颗粒物环形承接槽21中，再通过重比重流体和/或固体颗粒物环形承接槽出口24流出，达到微小颗粒物及重比重流体的分离作用；中等比重流体分层后从中等比重流体出口管19流到中等比重流体环形承接槽22中，再通过中等比重流体环形承接槽出口25流出，达到中等比重流体的分离作用；轻流体分层后从轻流体出口管18流到轻流体环形承接槽23中，再通过轻流体环形承接槽出口26流出，达到轻流体的分离作用。
实施方案二：一种连续式离心分离机，其结构示意图(剖面图)如图2所示：电机28是固定在连续式离心分离机支座53上，电机28的转动轴上安装了主动轮29，从动轮31安装在转鼓38的转动轴32的底端，传动带30将主动轮29和从动轮31连接在一起；将推力轴承和推力轴承座33固定在连续式离心分离机支座53上，转动轴32套入推力轴承和推力轴承座33中，再用转鼓支架固定螺栓34将转鼓支架35固定在连续式离心分离机支座53上，从转动轴32的上端套入平衡轴承36，并将平衡轴承36定位在转鼓支架35的上端部；将锥形导液管39焊接在转鼓盖40的内侧中心，再在转鼓盖40和转鼓38之间的密封槽中装入转鼓密封圈41，然后用转鼓和转鼓盖固定螺栓42将转鼓38和转鼓盖40固定并连接成一个整体转动部件，将该整体转动部件套在转动轴32的上端，并用转鼓固定螺母37固定；此时，转鼓38和转鼓盖40等组成的整体转动部件可以和转动轴32一起由从动轮31带着转动；在转鼓38的***设有固定不动的重比重流体和/或固体颗粒物环形承接槽47、中等比重流体环形承接槽48和轻流体环形承接槽49组成的多环环形槽整体；安装在转鼓盖40上的重比重流体和/或固体颗粒物出口管46、中等比重流体出口管45和轻流体出口管44分别在重比重流体和/或固体颗粒物环形承接槽47、中等比重流体环形承接槽48和轻流体环形承接槽49的正上方，并在重比重流体和/或固体颗粒物环形承接槽47、中等比重流体环形承接槽48和轻流体环形承接槽49的下方分别装有重比重流体和/或固体颗粒物环形承接槽出口50、中等比重流体环形承接槽出口51和轻流体环形承接槽出口52；转鼓盖40上还安装了流体进口管43。
本实施方案二所示的一种连续式离心分离机的工作方式是：开启电机28，电机28带动主动轮29转动，主动轮29通过传动带30带动从动轮31转动，从动轮31带动转鼓38转动；在转动的状况下，从流体进口管43向转鼓38中加入被分离的流体；待分离的流体通过锥形导液管39进入转鼓38的底部；待分离的流体进入转鼓38的底部后，由于离心力的作用下，待分离的流体在转鼓38中分层，分为微小颗粒物和重比重流体层，中等比重流体层和轻流体层；微小颗粒物和重比重流体分层后从重比重流体和/或固体颗粒物出口管46流到重比重流体和/或固体颗粒物环形承接槽47中，再通过重比重流体和/或固体颗粒物环形承接槽出口50流出，达到微小颗粒物及重比重流体的分离作用；中等比重流体分层后从中等比重流体出口管45流到中等比重流体环形承接槽48中，再通过中等比重流体环形承接槽出口51流出，达到中等比重流体的分离作用；轻流体分层后从轻流体出口管44流到轻流体环形承接槽49中，再通过轻流体环形承接槽出口52流出，达到轻流体的分离作用。
为了验证本发明的一种连续式离心过滤分离机的实际效果，按实施方案二的图2所示的结构制造了转鼓直径为600mm，转鼓高度为1000mm的连续式离心分离机一台进行分离试验，该离心机的转鼓盖上只设置了轻流体出口管(通径为φ32，两根管)和重比重流体出口管(通径为φ4，两根管)两个出口。被分离的流体为深土红色泥浆水。按实施方案二所示的一种连续式离心分离机的工作方式对该泥浆水进行分离试验。深土红色的泥浆水以15m3/h的流量从流体进口稳定和连续地注入转鼓中，开启电机带动转鼓转动，控制转鼓的转速分别为100转/分钟、200转/分钟、300转/分钟、400转/分钟、500转/分钟。分别观察轻流体出口管和重比重流体出口管流出的流体情况如表1所示。
表1不同转速下连续式离心分离机对深土红色泥浆水的分离情况
从表1中的试验结果可以看出，随着连续式离心分离机转鼓的转速增大，分离效果越来越好。
Claims (9)
1.一种连续式离心分离机，包括支座、驱动装置和分离装置，所述分离装置包括转鼓、转鼓支架和转动轴，而驱动装置包括电机和传动机构；其中，所述电机通过传动机构连接转动轴的下端；所述转鼓为立式环形斗状，其中心与转动轴的上端固定连接；转动轴和转鼓通过转鼓支架架设在支座上；其特征在于，所述转鼓设有转鼓盖，转鼓盖中央设有流体进口管；在流体进口管下方、转鼓盖的内侧，设有导液管或滤网，引导流体向转鼓底部流动；在转鼓盖上，由外缘向中心的方向不同半径的圆圈上依次设置两种或两种以上的不同比重流体出口管，而在转鼓***对应设置两个或两个以上的环形承接槽，分别用于承接从各出口管流出的不同比重的流体。
2.如权利要求1所述的连续式离心分离机，其特征在于，所述转鼓盖下设置有滤网，在滤网和转鼓外侧壁之间的转鼓盖上设置重比重流体和/或固体颗粒物出口管，而在滤网内部上方的转鼓盖上，由外缘向中心方向不同半径的圆圈上依次设置多种不同比重流体出口管。
3.如权利要求1所述的连续式离心分离机，其特征在于，在转鼓盖上，由外缘向中心方向不同半径的圆圈上依次设置重比重流体和/或固体颗粒物出口管、中等比重流体出口管和轻流体出口管，分别通向转鼓***的重比重流体和/或固体颗粒物环形承接槽、中等比重流体环形承接槽、轻流体环形承接槽。
4.如权利要求1所述的连续式离心分离机，其特征在于，在流体进口管下方，转鼓盖内侧设置锥形导液管。
5.如权利要求1所述的连续式离心分离机，其特征在于，所述传动机构包括主动轮、传动带和从动轮，主动轮安装在电机转轴上，从动轮安装在分离装置的转动轴的底端，传动带将主动轮和从动轮连接在一起。
6.如权利要求1所述的连续式离心分离机，其特征在于，所述支座上固定有推力轴承和推力轴承座；转鼓支架上端设有平衡轴承，下端固定在支座上；分离装置的转动轴的下端套入推力轴承和推力轴承座中，上端套入转鼓支架上端的平衡轴承中；在平衡轴承之上，转动轴上端与转鼓中心固定连接；转鼓盖与转鼓边缘固定连接，形成一个整体转动部件。
7.如权利要求1所述的连续式离心分离机，其特征在于，在转鼓盖和转鼓边缘处设有密封槽，其中装入密封圈，再将转鼓盖和转鼓固定连接。
8.如权利要求1所述的连续式离心分离机，其特征在于，在各环形承接槽的下方设置有出口。
9.如权利要求1所述的连续式离心分离机，其特征在于，在转鼓内通过定位螺栓将滤网定位。
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