直立式三相組合離心分離的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及離心分離機。主要解決碟片離心機無法處理高含固率液體以及臥式螺旋沉降式離心機無法將液體處理得象碟片離心機那么清晰的技術問題。技術方案為：一種直立式三相組合離心分離機，它由外部旋轉的轉鼓和內部同方向旋轉的螺旋推料器組成，安裝在立式機座上，螺旋推料器上部為三相碟片式離心機的碟片組合件，鑲嵌在螺旋推料器內；下部為立式螺旋沉降離心機的螺旋推料器，裝配在轉鼓內，形成直立式三相組合式離心分離機。該機可同時將液體中不相溶的輕液/重液/固形物顆粒三相分離，也可以僅僅分離液體/固體二相。離心分離機頂部設有進出料組合件，包括水封水的進水管，懸浮液的進料管和輕液相出口，該組合件相互間靠螺紋連接，并固定在上罩蓋上。本實用新型更適合含固率很高的物料處理。
【專利說明】直立式三相組合離心分離機【技術領域】
[0001]本實用新型涉及離心分離機，特別涉及一種直立式三相組合離心分離機。更適合含固率很高的物料處理。
【背景技術】
[0002]目前市場上所使用的諸多離心分離機種類之中，有碟片式離心分離機，有臥式離心沉降分離機，它們都受到了實際運用范圍的限制。經(jīng)碟片式離心分離機處理后排出液體清晰度一般比較高，而排出的固形物都比較稀，有些碟片式離心分離機的進料液體中固形物含量還不能高。經(jīng)臥式離心沉降分離機處理后排出的液體一般不如碟片式離心分離機的清晰，而排出的固形物相對干許多。迄今為止我們還沒有發(fā)現(xiàn)一款離心分離機既能將液體處理得很清晰，同時又能將固形物處理得比較干的離心分離機。
[0003]眾所周知，離心分離機的處理能力與其在離心場下的有效面積有關，碟片式離心分離機之所以能將液體分離得比較清晰，其最主要的原因是它有足夠大的有效沉降面積(包括幾何面積和很高的旋轉速度)，在離心場下，能很快地將液體中密度較大的固形物或不同密度的兩相液體分離干凈，但是碟片式離心分離機只能排出很稀的被分離出來的固形物。
[0004]依據(jù)通用的碟片離心分離機的沉降面積公式可知:
[0005]Σ 碟片=2 見 * ω 2*N* ( R^-R13) /3g*tg α
[0006]R2=碟片外半徑，R1=碟片內半徑，α =碟片頂部半錐角，g=地球重力加速度。
[0007]公式中的N是指碟片的片數(shù)，片數(shù)越多，其有效沉降面積也就越大，一般的碟片離心機轉鼓內安裝有上百片相同的碟片，大大增加了它的沉降面積。
[0008]若要想碟片式離心分離機連續(xù)不斷地運行，則只能采用間歇排渣和連續(xù)排渣的碟片式離心分離機，那么其排出的固形物(渣)，就只能比較稀，否則這些被分離后形成的固形物是無法排出碟片式離心分離機的轉鼓的。
[0009]而臥式沉降離心分離機則沒有如此大的有效沉降面積(包括幾何面積和很高的旋轉速度)，無法將液體處理得象碟片離心分離機處理的那么干凈，但是它可以將分離出來的固形物按需要的干度用螺旋推出轉鼓外。
[0010]由于其沉降面積有限，被分離后的液體一般不如碟片式離心分離機分離得清。在離心力的作用下，固形物被離心分離到臥式沉降離心分離機轉鼓的內壁，然后被螺旋推料器強行推到轉鼓的出渣口，再被強行排出轉鼓外，渣較干。
[0011]依據(jù)通用的臥式沉降離心分離機的通用沉降面積公式:
[0012]Σ 臥螺=2見 ω2* (3/4Ry2+3/4Rs2) *Lc /g
[0013]Ry=出液半徑，Rs=出固形物半徑，Lc=液體澄清段長度，g=地球重力加速度。
[0014]由上述兩個Σ ^和Σ 公式可知，臥式沉降離心分離機的有效澄清段Lc是受其長度限制的，其數(shù)值不高。公式中的ω是指碟片離心分離機轉鼓及臥式沉降離心分離機的旋轉速度(角速度)，旋轉速度越快，其有效沉降面積也就越大。往往碟片離心分離機的旋轉速度都遠大于臥式沉降離心分離機的旋轉速度。
[0015]因此若能將兩者有機結合起來，能將物料處理得液體既干凈，固體又很干，就是我們研發(fā)的目標-組合式離心分離機。

【發(fā)明內容】

[0016]本實用新型的目的是提供一種直立式三相組合離心分離機，主要解決碟片離心機無法處理高含固率液體以及臥式螺旋沉降式離心機無法將液體處理得象碟片離心機那么清晰的技術問題。
[0017]本實用新型的技術方案為:一種直立式三相組合離心分離機，它由外部旋轉的轉鼓和內部同方向旋轉的螺旋推料器組成，安裝在立式機座上，螺旋推料器上部為三相碟片式離心機的碟片組合件，鑲嵌在螺旋推料器內；下部為立式螺旋沉降離心機的螺旋推料器，裝配在轉鼓內，形成直立式三相組合式離心分離機。該機可同時將液體中不相溶的輕液/重液/固形物顆粒三相分離，也可以僅僅分離液體/固體二相。離心分離機頂部設有進出料組合件，包括水封水的進水管，懸浮液的進料管和輕液相出口，該組合件相互間靠螺紋連接，并固定在上罩蓋上。
[0018]螺旋推料器皮帶輪通過圓錐形皮帶輪壓緊塊緊固在螺旋推料器上軸上，螺旋推料器上軸的上鎖環(huán)和下面的軸承墊圈將兩個上軸承內圈固定在螺旋推料器上軸上，這兩個軸承的外圈通過軸承套和上軸承壓蓋被固定在上軸承座內。螺旋推料器上軸向下延伸成法蘭狀(法蘭面上開有重液相通道)，與螺旋推料器直筒體連接，同時壓緊分離碟片壓蓋，并壓緊安裝在螺旋推料器直筒體內的疊放在一起的，之間存在0.4毫米間隙的分離碟片組，該分離碟片組坐落在分離碟片支架上，下方直接卡坐在螺旋推料器的錐形處。位于分離碟片壓蓋下方的螺旋推料器直筒體上設有十六條垂直向的固形物通道，便于固形物在離心力作用下到達轉鼓內壁。分離碟片組的上方安裝有固定開孔的輕液相液位環(huán)，液位環(huán)的上方是輕液腔體，腔體內設有輕相向心泵(油葉輪)，該輕相向心泵與進水管靠螺紋固定，在進水管外側設有導油管。轉鼓皮帶輪被直接制作在潤滑油泵殼(潤滑油油箱)上方，潤滑油泵殼與立軸兼小端蓋板通過擋板、并帽結合成一體。錐體部下方開有六個出渣口的轉鼓錐筒體和轉鼓直筒體和上方的轉鼓大端蓋板連成一體。轉鼓大端蓋板上開有六個重液相出口，在每個重液相出口處都設置了控制重液相和輕液相分離的界面微調板，以控制重液相和輕液相的分離效果。轉鼓上軸承的內圈被轉鼓上軸承鎖環(huán)和襯套固定在轉鼓大端蓋板上，轉鼓上軸承的外圈被軸承壓蓋和壓板固定在上軸承座的下方。立軸兼轉鼓小端蓋板與轉鼓直筒體和轉鼓錐筒體連接成一體。轉鼓下軸承的內圈與立軸兼轉鼓小端蓋板連接，轉鼓下軸承的外圈有下軸承壓板與下軸承座配合，固定在下軸承座內。螺旋推料器下軸承外圈由帶油封的壓蓋和螺旋推料器下部軸承內腔固定，螺旋推料器下軸承內圈由螺旋推料器下軸承鎖環(huán)和花鍵轉軸固定，花鍵轉軸直接插入上端帶花鍵的立軸兼轉鼓小端蓋板內，使螺旋推料器和轉鼓直筒體、轉鼓錐筒體在運行時可以不同步地旋轉。潤滑油泵殼內安裝有靜止的潤滑油向心泵，潤滑油向心泵固定在下軸承座內，下軸承座開有潤滑油導出口。機座下部安裝有出渣引導罩，可將分離出來的渣排到下方的渣接收桶內。
[0019]因為本實用新型轉速比較高，所以采用潤滑油潤滑，而不采用潤滑脂潤滑。但是因為螺旋推料器和轉鼓之間的轉速差很小(最大相對速度為30轉/分)，所以此處的螺旋推料器下軸承采用潤滑脂潤滑，為防止?jié)櫥孤谄湎路窖b有V型密封圈，由帶油封的壓蓋壓緊。
[0020]潤滑油向心泵上部設有下軸承座潤滑油出口、為潤滑轉鼓上軸承和上軸承而開設在上軸承座上部的上軸承座潤滑油入口及上軸承座下部的上軸承座潤滑油出口，為潤滑轉鼓下軸承而開設的下軸承座潤滑油入口。在上軸承座內部設置了迷宮式防水件，以防止其它液體進入潤滑油循環(huán)系統(tǒng)。
[0021]本實用新型的有益效果:既克服了碟片離心機無法處理高含固率液體的缺陷，又克服了經(jīng)碟片離心機處理后排出的固形物稀的缺陷。同時它又避免了臥式螺旋沉降式離心機無法將液體處理得象碟片離心機那么清晰的瑕疵出現(xiàn)。將大大拓寬了離心分離機的運用范圍，減少了多種離心設備同時連用于同一工序的尷尬。幾乎等同于專門的碟片式離心分離機的效果。分離效果的調整操作更為簡單，若分離效果不理想，當輕液相中含重液相時，甚至可以不用停機，直接調整輕液相出口壓力即可。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本實用新型結構示意圖。
[0023]圖中:1_進水管，2-進液管，3-輕液相出口，4-上罩蓋，5-螺旋推料器皮帶輪，6-上軸承壓板，7-上軸承座，8-軸承墊圈，9-迷宮式防水件，10-壓板，11-上軸承座潤滑油出口，12-襯套，13-重液相出口，14-界面微調板，15-轉鼓大端蓋板，16-轉鼓直筒體，17-分離碟片組，18-螺旋推料器直筒體，19-轉鼓錐筒體，20-出渣口，21-下軸承座潤滑油入口，22-下軸承壓板，23-下軸承座，24-轉鼓皮帶輪，25-潤滑油向心泵，26-潤滑油泵殼，27-出渣引導罩，28-并帽，29-擋板，30-下軸承座潤滑油出口，31-轉鼓下軸承，32-立軸兼轉鼓小端蓋板，33-花鍵轉軸，34-帶油封的壓蓋，35-螺旋推料器下軸承，36-螺旋推料器下軸承鎖環(huán)，37-轉鼓保護罩兼重相導流槽，38-螺旋推料器，39-分離碟片壓蓋，40-分離碟片支架，41-液位環(huán)，42-重液相通道，43-輕相向心泵，44-導油管，45-轉鼓上軸承，46-軸承壓板，47-轉鼓上軸承鎖環(huán)，48-上軸承，49-上軸承座潤滑油入口，50-軸承套，51-防塵罩，52-上鎖環(huán)，53-皮帶輪壓緊塊，54-螺旋推料器上軸。
【具體實施方式】
[0024]參照圖1，本實用新型由外部旋轉的轉鼓和內部同方向旋轉的螺旋推料器組成，螺旋推料器上部為改進后的三相碟片式離心機的碟片組合件，鑲嵌在螺旋推料器內。下部為變化后的立式螺旋沉降離心機的螺旋推料器，經(jīng)有機結合而成的組合件被裝配在轉鼓內。形成了直立式三相組合式離心分離機(型號XYH)。該機可同時將液體中不相溶的輕液/重液/固形物顆粒三相分離，也可以僅僅分離液體/固體二相。其結構描述如下:
[0025]該直立式三相組合式離心分離機頂部設有進出料組合件，包括水封水的進水管1，懸浮液的進料管2和輕液相出口 3，該組合件相互間靠螺紋連接，并固定在上罩蓋4上。該離心機由兩個變頻器分別控制兩個電動機通過皮帶輪驅動的。驅動螺旋推料器的副電機位于該離心機的上方，螺旋推料器皮帶輪5通過圓錐形皮帶輪壓緊塊53緊固在螺旋推料器上軸54上，螺旋推料器上軸54的上鎖環(huán)52和下面的軸承墊圈8將兩個上軸承48內圈固定在螺旋推料器上軸54上，這兩個上軸承48的外圈通過軸承套50和上軸承壓板6被固定在上軸承座7內，上軸承的上端設有防塵罩51。螺旋推料器上軸54向下延伸成法蘭狀(法蘭面上開有重液相通道42)，與螺旋推料器直筒體18連接，同時壓緊分離碟片壓蓋39，并壓緊安裝在螺旋推料器直筒體內的近百片疊放在一起的，之間存在0.4毫米間隙的分離碟片組17，該分離碟片組17坐落在分離碟片支架40上，下方直接卡坐在螺旋推料器的錐形處。位于分離碟片壓蓋下方的螺旋推料器直筒體18上設有十六條垂直向的固形物通道，便于固形物在離心力作用下到達轉鼓內壁。分離碟片組17的上方安裝有固定開孔的輕液相液位環(huán)41，液位環(huán)41的上方是輕液腔體，腔體內設計有輕相向心泵43 (油葉輪)，該輕相向心泵43與進水管I靠螺紋固定，在進水管I外側設有導油管44。驅動離心機轉鼓直筒體16 (包括轉鼓錐筒體19)的主電機位于該離心機的下方，轉鼓皮帶輪24被直接制作在潤滑油泵殼26 (潤滑油油箱)上方，潤滑油泵殼26與立軸兼轉鼓小端蓋板32通過擋板29、并帽28結合成一體。錐體部下方開有六個出渣口 20的轉鼓錐筒體19和轉鼓直筒體16和上方的轉鼓大端蓋板15連成一體。大端蓋板上開有六個重液相出口 13，在每個重液相出口 13處都設置了控制重液相和輕液相分離的界面微調板14，以控制重液相和輕液相的分離效果。轉鼓上軸承45的內圈被轉鼓上軸承鎖環(huán)47和襯套12固定在轉鼓大端蓋板15上，轉鼓上軸承45的外圈被軸承壓蓋46和壓板10固定在上軸承座7的下方。立軸兼轉鼓小端蓋板32與轉鼓直筒體16和轉鼓錐筒體19連接成一體。轉鼓下軸承31的內圈與立軸兼轉鼓小端蓋板32連接，轉鼓下軸承31的外圈有下軸承壓板22與下軸承座23配合，固定在下軸承座23內。螺旋推料器下軸承35外圈由帶油封的壓蓋34和螺旋推料器38下部軸承內腔固定，螺旋推料器下軸承35內圈由螺旋推料器下軸承鎖環(huán)36和花鍵轉軸33固定，花鍵轉軸33直接插入上端帶花鍵的立軸兼轉鼓小端蓋板32內，使螺旋推料器38和轉鼓在運行時可以不同步地旋轉。潤滑油泵殼26 (油箱)內安裝有靜止的潤滑油向心泵25，潤滑油向心泵25固定在下軸承座23內，下軸承座23開有下軸承座潤滑油出口 30。機座下部安裝有出渣引導罩27，可將分離出來的渣排到下方的渣接收桶內。
[0026]因為本實用新型轉速比較高，所以我們采用潤滑油潤滑，而不采用潤滑脂潤滑。但是因為螺旋推料器38和轉鼓之間的轉速差很小(最大相對速度為30轉/分)，所以此處的下軸承35采用潤滑脂潤滑，為防止?jié)櫥孤谄湎路窖b有V型密封圈，由帶油封的壓蓋34壓緊。
[0027]該潤滑油循環(huán)系統(tǒng)的核心部位是潤滑油泵殼26 (油箱)和靜止安裝的潤滑油向心泵25。潤滑油向心泵25上部設有下軸承座潤滑油出口 30、為潤滑轉鼓上軸承45和上軸承48而開設在上軸承座7上部的上軸承座潤滑油入口 49及上軸承座7下部的上軸承座潤滑油出口 11，為潤滑轉鼓下軸承31而開設的下軸承座潤滑油入口 21。
[0028]在上軸承座7內部專門設置了迷宮式防水件9以防止其它液體進入潤滑油循環(huán)系統(tǒng)。
[0029]本實用新型工作原理如下:
[0030]該離心分離機由下方的主電機通過安裝在轉鼓錐筒體19下方的與立軸兼轉鼓小端蓋板32連成一體的潤滑油泵殼26上部的轉鼓皮帶輪24，將動力傳遞到轉鼓，使其旋轉。由上方的輔助電機(變頻器控制的變頻電機)通過安裝在螺旋推料器上軸54上部與皮帶輪壓緊塊53結合成一體的螺旋推料器皮帶輪5，將動力傳遞到螺旋推料器上軸54以及螺旋推料器38，使其一起旋轉。[0031]當啟動正常后，首先經(jīng)進水管I向離心機內注入水封水，待水封水注到位后，即可由輸送泵將固形物含量較高的混合液體經(jīng)位于分離機頂部中心的進料管2，泵入運行中的分離機轉鼓內，混合液經(jīng)分離碟片支架40，在離心力的作用下，物料被迅速甩離旋轉中心。密度大的固形物顆粒在離心力的作用下，穿過分離碟片組17下部和垂直方向開的長條孔的螺旋推料器18，直接被分離到轉鼓直筒體16的內壁上，并堆積在轉鼓直筒體16內壁上。因為旋轉的轉鼓和旋轉的螺旋推料器38之間存在速度差(兩者旋轉方向相同，轉速不同步)，所以當堆積在轉鼓直筒體16內壁上的固形物顆粒厚度能接觸到旋轉的螺旋推料器38上的螺旋片時，螺旋推料器38可以將堆積在轉鼓內壁的固形物顆粒根據(jù)排渣干度的需求，按不同的推料速度(即不同的差速)向下推出較干的固形物，經(jīng)開設在轉鼓錐筒體19下部的六個出渣口 20排出轉鼓，并進入“褲衩形”的出渣引導罩27，排入固體渣收集桶。
[0032]而液體經(jīng)安裝有上百片碟片的分離碟片組17的分離片上的分配孔，在離心力和每兩片碟片之間的間隙的作用下重液相流向外側，輕液相被推向內側，達到輕液/重液的分離。經(jīng)分離后的輕液相經(jīng)液位環(huán)41，流入輕液相腔體內，再由輕液相向心泵43泵到上部的輕液相出口 3排出分離機外。經(jīng)分離后的重液相流經(jīng)重液相通道42，再到重液相出口 13排出分離機外，進入轉鼓保護罩兼重液相導流槽37。在重液相出口 13旁邊我們設置了輕/重液相分離的界面微調板14，當分離碟片組內輕重液相的分離界面發(fā)生變化，分離效果不佳時，可以調節(jié)界面微調板14，改善分離效果。
[0033]若被處理的液體僅僅作液體/固形物顆粒二相分離，則碟片組合件的碟片組上不設分配孔，只設一個液相向心泵，其他均類似于三相離心分離機。
【權利要求】
1.一種直立式三相組合離心分離機，其特征是由外部旋轉的轉鼓和內部同方向旋轉的螺旋推料器組成，安裝在立式機座上，螺旋推料器上部為三相碟片式離心機的碟片組合件，鑲嵌在螺旋推料器內；下部為立式螺旋沉降離心機的螺旋推料器，裝配在轉鼓內，離心分離機頂部設有進出料組合件，包括水封水的進水管，懸浮液的進料管和輕液相出口，該組合件相互間靠螺紋連接，并固定在上罩蓋上。
2.根據(jù)權利要求1所述的直立式三相組合離心分離機，其特征是所述螺旋推料器的螺旋推料器皮帶輪通過圓錐形皮帶輪壓緊塊緊固在螺旋推料器上軸上，螺旋推料器上軸的上鎖環(huán)和下面的軸承墊圈將兩個上軸承內圈固定在螺旋推料器上軸上，這兩個軸承的外圈通過軸承套和上軸承壓蓋被固定在上軸承座內，螺旋推料器上軸向下延伸成法蘭狀，法蘭面上開有重液相通道，螺旋推料器上軸與螺旋推料器直筒體連接，同時壓緊分離碟片壓蓋，并壓緊安裝在螺旋推料器直筒體內的疊放在一起的分離碟片組，該分離碟片組坐落在分離碟片支架上，下方直接卡坐在螺旋推料器的錐形處，位于分離碟片壓蓋下方的螺旋推料器直筒體上設有十六條垂直向的固形物通道，分離碟片組的上方安裝有固定開孔的輕液相液位環(huán)，液位環(huán)的上方是輕液腔體，腔體內設有輕相向心泵，該輕相向心泵與進水管靠螺紋固定，在進水管外側設有導油管，所述轉鼓的轉鼓皮帶輪被直接制作在潤滑油泵殼上方，潤滑油泵殼與立軸兼小端蓋板通過擋板、并帽結合成一體，錐體部下方開有六個出洛口的轉鼓錐筒體和轉鼓直筒體和上方的轉鼓大端蓋板連成一體，轉鼓大端蓋板上開有六個重液相出口，在每個重液相出口處都設置了控制重液相和輕液相分離的界面微調板，轉鼓上軸承的內圈被轉鼓上軸承鎖環(huán)和襯套固定在轉鼓大端蓋板上，轉鼓上軸承的外圈被軸承壓蓋和壓板固定在上軸承座的下方，立軸兼轉鼓小端蓋板與轉鼓直筒體和轉鼓錐筒體連接成一體，轉鼓下軸承的內圈與立軸兼轉鼓小端蓋板連接，轉鼓下軸承的外圈有下軸承壓板與下軸承座配合，固定在下軸承座內，螺旋推料器下軸承外圈由帶油封的壓蓋和螺旋推料器下部軸承內腔固定，螺旋推料器下軸承內圈由螺旋推料器下軸承鎖環(huán)和花鍵轉軸固定，花鍵轉軸直接插入上端帶花鍵的立軸兼轉鼓小端蓋板內，潤滑油泵殼內安裝有靜止的潤滑油向心泵，潤滑油向心泵固定在下軸承座內，下軸承座開有潤滑油導出口，潤滑油向心泵上部設有下軸承座潤滑油出口、為潤滑轉鼓上軸承和上軸承而開設在上軸承座上部的上軸承座潤滑油入口及上軸承座下部的上軸承座潤滑油出口，為潤滑轉鼓下軸承而開設的下軸承座潤滑油入口。
3.根據(jù)權利要求1所述的直立式三相組合離心分離機，其特征是機座下部安裝有出渣引導罩。
4.根據(jù)權利要求2所述的直立式三相組合離心分離機，其特征是螺旋推料器下軸承下方裝有V型密封圈，由帶油封的壓蓋壓緊。
5.根據(jù)權利要求2所述的直立式三相組合離心分離機，其特征是在上軸承座內部設置了迷宮式防水件。
【文檔編號】B04B1/20GK203380009SQ201320485365
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年8月9日 優(yōu)先權日:2013年8月9日
【發(fā)明者】黃炳良 申請人:俞愷, 邢學進, 黃炳良