专利名称：一种离心沉降方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及液体中不同物质的分离方法。更具体地，提供了由该方法 设计出的离心沉降装置。它特别适用于废水或污水中不同物质的离心沉降 分离，将工业排放的废水、城市排放的生活污水离心沉降为清洁水。能够 将液体中不同物质离心沉降分离。
背景技术：
现有离心机的分离方法有离心分离、离心澄清、离心过滤等，是将 被分离液体物料装载于转鼓或转盘中，通过转动轴与驱动设备相联作回转 运动，在一定的圆周运动速度条件下，利用物料中物质不同的惯性离心力 和沉降速度达到分离目的。此种分离方法有以下特点
1. 分离液体物料装载于转鼓或转盘中作高速回转运动，回转运动的重 量全部作用在转动轴上，因此，转动轴和机座的强度设计和材料的选用受 到限制。
2. 分离液体物料和转鼓的回转重量，工作期间与驱动设备消耗的能量 (功率)成正比关系。
3. 分离物料和转鼓一起高速回转运动时，液体受惯性离心力作用，液 压在转鼓内壁上产生很大的离心应力，转鼓的上下端盖也要承受很高的离 心应力，因此，转鼓承受离心应力的限度，使设计和材料的选用受到限制。 只有转鼓直径小、转速高才能达到需要的离心分离因数，使分离效率和使 用范围受到限制。
4. 离心分离霈要高速回转运动，设计中必须解决离心机振动问题，因 而设备复杂，维修、运行成本费用高。
另一方面，现有城市中污水处理方法，是在城市下游建立污水处理厂， 对城市生活污水进行集中处理，因而整座城市要建立庞大的污水排流管网， 一些城市受地理条件限制，要建若干污水泵站，因而污水处理投资大，而且要占用很多土地资源。本发明对现有离心机分离方法进行了改进和创新，提出了一种新的适 用于废水、污水的离心沉降分离方法，能够灵活、方便地设置污水、废水 处理点，可以高效率、低能耗、少维修、低成本地对工业废水和生活污水 进行处理，将液体中的不同物质进行离心沉降分离并自动排出。与现有污 水处理方法结合使用，能够降低污水处理成本费用。 理论依据实现本发明的理由工业排放的废水，城市排出的生活污水，含有羧 基酸、胺基、磺酸基、羟基等物质，其外包围有水分子缔合成分子团。按 照质量守恒定律，水分子与它种物质分子的化学组合方式无数、多变，但 质量数不变，虽然水分子是极性分子，分子中的氧原子极易与它种物质分 子的原子构键成氧化物分子，氢原子易构键成氢化物分子，但水分子的数 量远比污染物分子多，因而废水或污水中多数是水分子，有害物质分子是 少数。液体的流动性决定了大小分子间是弱结合力，而水分子是键力很强 的结构态分子，液体中有不同的结构态分子和缔合物分子。各种分子或分 子团有不同的质量，废水或污水物质中水分子质量最轻(羟基离子除外)， 按照力学定理，不同质量的分子或分子团只要作圆周运动，就有不同的向 心力与等值反向的惯性离心力，还有科氏力和重力，在很髙的分离因数条 件下，由于液体中分子间或与分子团间是数种力形成的弱结合力，在立体 极坐标中，不同物质分子在髙速画周运动时的位移矢量不同，存在矢量力 差，就能够将质量不同的大小结构态分子或形成的缔合物分子团离心沉降 分离，通过适当方法分类收集。本发明采用这样的方法可以实现离心沉降分离；由无底无盖圆筒体构 成外转体A，转体中心设置内转体B,形成分离室a,内转体装配在机座C 和机盖E上，外转体装配在机体D上，A与C间设有气帘封s,防止液体 外漏，C有环流室c,圃周有出口与初速室b通^^, b与a相通，c有进口 经管道e与储流池f通联，f与污水池通联，f比a液面高有调节器R。污水 池中污水经滤渣处理流入f，经e进入c，环周进入b,上升至a，调节f液 面高度，f液面高于a。 a的上部E设有污液出口h和清洁水出口i。 A磁悬浮在导轨磁场I上，由环平板直线同步电机H带动，B由无级调速电机带 动(图1)。
外、内转体同向逆时针高速回转运动，牵引液体物料趋于同速圆周运 动。物料中的分子或分子团有质量m，外转体内壁和内转体外壁与液体分子 接触，外、内转体对外层分子和内层分子有周向牵引力尸軒，夕卜、内层分 子带动相邻层分子，设有n层分子，在外、内转体牵引下n层分子趋于同 速圆周运动(图l b)。不同质量的分子和分子团有向心力尸向心和等值反向 的惯性离心力/V。、有径向和轴向的科里奥利力尸科氏力、内转体外壁与分 子间有万有引力/^力和原子间电偶极力(合力是物理吸附力)、液体中不同 物质各有向下的重力g 、由于f、 a液面存在高度差，分离室中的液体有整 体向上升力P升力，圆周运动的环流液体柱，在立体极坐标中，各种物质的 位移矢量遵守右旋定则(图1 a)。
外转体高速圆周运动，内壁牵引液体外层分子同速圆周运动，该层分 子又带动相邻层分子，设有n层分子，受牵引力的液体在高速圆周运动中， 分子间有滑动效应出现层间分子依次减速，其大小由液体的粘滞系数w给 出(图lb),但液体的离心力作用在内壁上，使液体始终趋向与转体同速运 动。内转体牵引内侧液体圆周运动，有液体压力和外壁与分子的物理吸附 力，带动液体内层分子同速圆周运动，并带动相邻层分子趋于同速运动。 力埸中当内层分子的惯性离心力小于壁与分子的物理吸附力时，外壁对分 子的牵引力是有效的，当内层分子的离心力大于壁与分子的物理吸附力时, 分子将离开转体外壁，依靠液体加速度的惯性力与回转的液体趋于同速圆 周运动。
力場中，物料受牵引力作用有加速度a和回转角加速度cy，回转运动 中有法向加速度ct法向和切向加速度ot鹏，二者的合速度是向心加速度a向 心和等值反向的离心加速度a船，有关系式
"切向+ "法向=份 (米/秒2)
向心加速度的方向指向圆心，离心加速度自画心径向向外。物料中的分子 或分子团有质量m，因此质点上有向心力尸向心和等值反向的离心力/V心，力的大小有公式尸向心力=尸离心力=加fiiV (公斤力)恥力 gV60" 卿 式中G是物质的重量，g是重力加速度。分离室中不同物质离心分离能力的 重要指标是离心分离因数，物质受的惯性离心力愈大，分离效果愈好，分 离因数是分离物料在离心力场中所受的离心力和它所受的重力的比值，分 离因数的大小有公式,分鹏* =, 或者F分离因数60 J g实现本发明技术的方法外转体由环平板直线同步电机(LSM)带动，电机可以是双边初级、长 次级或短次级结构，通过逆变器调节电流频率，安装在磁悬浮导轨或者磁 浮轴承上，可以达到极高的回转速度。内转体由高速无级调速电机带动。 回转速度300米 2500米/秒,牵引分离物料的角加速度"为100转 1000 转/秒，分离因数可以在1万 10万之间选择。分离室中的物料在立体极坐 标中，分子或分子团在高速圆周运动时，产生惯性离心力的同时产生科里 奥利力，方向自圆心向外沿周向和轴向，力的大小有公式F科氏力-2附仿F矢量 (公斤力)式中r矢量是质点相对于外转体的径向速度矢量。按照牛顿提出的万有引力理论，外转体内壁对圆周运动的液体分子没 有万有引力，而内转体外壁与液体分子间存在万有引力F旅，力的大小有 公式F引力=G^""7*G是引力常量，量纲为(克7厘米-V秒—2 )虽然引力十分微弱，但内转体的质量很大，外表面与分子的原子间有电偶 极力，合力表现为物理吸附力。表明外壁能够牵弓l液体内层分子同速圆周 运动。髙速圆周运动的液体在惯性离心力场中，重量和加速度在径向出现很 高的液体压力，对外转体内壁产生很大的离心应力，由于分离室是开放性 的，液体上部是大气压力，下部与储流池中液体通联，在一个开放式的分 离室内，外转体内壁与液体间很大的液体压力会向液体内部各个方向传递, 因为液体中分子间有传力作用，外转体内壁承受的离心应力会向液体各个 方向传递，向上的力是物料分离过程中需要的力，向下的力传给了整个液 体，运动方向前的力加速分子的运动速度，运动方向后的力传给了整个液 体，压强趋于按照液体的深度平均分布，因此，外转体内壁受到的离心应 力就是整个液体的压强力。外转体对液体物料施加的是牵引力，对液体重 量不受承载力。由于内壁承受液体离心作用力，外转体始终能够牵引液体 物料圆周运动。因此，外转体牵引的分离物料可以很多，能够在很高的速 度中回转。巨大的离心应力分散到液体中，可以设计出大的转体直径。物料在分离室能够分离，是因为液体中结构态分子或缔合物分子有不 同的质量，在重力场中有不同的重度(重量)，产生不同的沉降速度。达到 一定的圆周运动速度时，在惯性离心力场中就有不同的位移矢量，存在位 移矢量力差，当位移矢量的力差大于不同结构态分子间的缔合力时，不同 质量的分子就会分布在不同的圆形轨道上，质量大的趋于远离圆心，质量 小的趋于靠近圆心。定容下的液体可以形变但质量数不变，因此不同质量 的分子或分子团要在重力场中占据各自的位置，重度大的分子或分子团沉 降的速度快，重度小的沉降速度慢。重力受地心引力作用其方向向下，由 此将分离室中的废水或污水沉降分离。但惯性离心力场中位移矢量差形成 的分离沉降速度要远大于自然界中重力沉降速度，就表现为离心沉降分离。储流池与分离室通联的液体平面，由于存在液面高度差，分离室a的液体 受压上升，使分离了的清洁水沿出口 i排出，浓縮的污液从出口h排出。 由此达到废水、污水中不同物质分离的目的。上述离心沉降分离技术方法的创新点在于分离室中物料在外、内转体牵引力下的高速圆周运动，不同质量的分子或分子团始终趋向于同速。 在开放式的分离室中，液体中的固体微粒或分子、分子团只要作圆周运动, 就有向心力与等值反向的惯性离心力，并有各自的位移矢量方向，与现有 的离心分离技术方法是等同的。但是，由于采用了与现有离心分离技术不 同方法和结构装置，就有以下突出优点1，由于液体物料的分离在无底无盖开放式分离室进行，外、内转体对 物料只作圆周运动牵引力功，不对物料的重量作承载功，因而对物料中不 同物质的分离，需要的功率和能耗少。2. 由于反应室是开放式的，高速圆周运动的液体压力作用在外转体内 壁上的离心应力能够在液体中传递，转体承受的离心应力与液体压力趋于 等值，因此转体的直径可以不受液体离心压力的限制。现有圆筒式高速离 心机，巨大的液体压力受定容限制转鼓要承受极大的离心应力。所以相同 直径、相同速度时，转体比转鼓承受的离心应力要小若干个数量级，因而 外转体的直径可以制造得很大，转体的转速可以很高，分离因数能够很大， 因而废液、污水处理的产量、效率很高。3. 由于内转体中心的定位作用，液体随内转体圆周运动时有自动调心 作用，外转体对液体是周向牵引加速度，并受磁场约束控制，因而分离装 置在运行时振动很小，设计时无须考虑分离装置的振动，使设备构造简单， 能够长期运行，易于维护，运行费用低。下面提供本发明技术方法实施例
图1.是本发明技术的离心分离方法示意图。 图2.是本发明技术中的装置主视剖面图。 图3.是图2中A-A剖视图。 图4.是图2中B-B剖视图。 图5.是图2中C"C剖视图。 图6.是图2中D"D剖视图、a局部放大图 发明方法实施例本发明方法中的离心分离装置由外转体A、内转体B、机座C、机体D、机盖E、储流池F、控制器G部件组成。图2是装置主视图的剖面图。部件A中的外转筒1选用轻质抗拉强度髙的合金铝、钢或复合材料制 造，内壁表面2进行均匀粗糙和亲水处理，外壁径向紧绕有很高抗拉强度 的纳米碳纤维丝3或其它髙抗拉强度纤维丝，用强力胶均匀浸渍粘连，筒 体圆周整体是匀质的。中部7装有环平板直线同步电机次级转子4，直径小 的次级转子是整体的，直径大的转子由数个短次级转子组成，安装在转子 架5上。转筒的上部6有磁悬浮架8,装配数个L形永久磁铁9，由连接器 24固定在磁悬浮架上，有S磁极和N磁极。下部10有磁悬浮架11，装配 数个L形永久磁铁12,由连接器24固定磁悬浮架上，有S磁极和N磁极。 磁铁与筒体间由非磁性材料铜片13隔离(图3是图2 A-A剖视)。转筒的 下端部有倒V形气帘受口 14，由此构成外转体部件A，它的功能是牵引液 体物料高速圆周运动。部件B中的内转筒15选用轻质高强度合金钢、铝，或其它强度髙的防 锈材料制造，外表面16进行均匀粗糙和亲水处理。转筒的上轴17装配在E 的中心轴承座体18内，配装有高速滚动轴承19,水密封20,通过柔性连 接轴21与电机轴22配装。转筒的下轴23装配在C的中心轴承座体36内， 配装有高速滚动轴承25，水密封26。上下轴承座内与轴间也可以装配磁悬 浮轴承。转筒具有髙度同心度，圆周整体匀质，需要作动平衡试验。由此 构成内转体部件B，功能是牵引液体圆周运动的初速度、加速度，减少液体 物料高速画周运动的阻滞力。部件C的座体27可以是钢结构件或铸铁件，内有环流室28，初速室 29，环流室有进口30与外环管31通fl，外环管通过管路32与储流池F的 出口 33通联。环流室有出口 34与初速室29通联，初速室与分离室35相 通(图5是图2 C"C剖视图)。座体的中心轴承座36与转筒15的下轴23 配装，机座C与外转体A接合部有防漏气帘37，由环形槽38和喷流孔39 及气室40组成(图5中放大图a),气室经管道41与空气压縮机42通联， 座体27由螺丝43与机体44联接。由此构成机座部件C，它的功能是承载机体，与机盖一起承载旋转内转体，是外部液体物料进入分离室的均分体。 部件D中的机体44,可以是钢结构件或铸铁件。下端部与座体27联结，上端部与盖体57由螺丝81联结。上部6和下部10的内壁圆周上，由若干 L形永久磁铁块装配成上部磁导轨47和下部磁导轨48，磁导轨有N磁极和 S磁极，与外转体磁悬浮架上的永久磁铁9和12配装，，形成磁悬浮相斥磁 场49，和同心相斥磁场50,同心相斥磁场保证外转体绕中心回转运动。磁 悬浮相斥磁场保证外转体在磁导轨上悬浮回转运动(图4是图2 B-B剖视)。 在机身中部内壁51上，装有环平板直线同步电机初级定子线圈52，电磁铁 芯53与转筒1上的次级转子4配装，通过电机架54将双边初级定子铁芯 固定，两边的初级定子与中间的次级转子有相同的磁隙，有绕组线圈52， 电机架可沿内壁键槽55上下位移，由下方的升降调节器56，通过控制器G 指令与磁悬浮高度同步位移，使双边初级定子与中间次级转子保持相等的 磁隙(图3是图2 A-A剖视)。磁浮线圈和电机绕组线圈可用常规铁芯线圈， 西南交通大学研制的磁悬浮高速列车，使用的钇钡铜氧体高温超导块材线 圈，用作电机绕组线圈和磁浮线圈更能达到节能目的。由此构成机身D，它 的功能是承载外转体的高速、超髙速回转运动。部件E中的盖体57，可以是钢结构件或铸铁件，与机体44联结。它的 功能是与27构成内转体的髙速回转运动，调节分离物质出口位置，是液体 分离物质的排出通道。盖体中心有轴承座18，内有滚动轴承19,水密封器 20，滚动轴承19与15的上轴17装配，上轴通过柔性联接轴21与盖体上 的无级调速电机72的电机轴22配装。盖体面向分离室35设有污液收集口 58,收集口的宽度59和径向位置60经转动轴61可以通过机盖上方的调节 器62控制，收集口与盖体内的通道63和出口 64通联。有清洁水收集口 65， 收集口的宽度66和径向位置67经转动轴68可以通过机盖上方的调节器69 控制，收集口与盖体内的通道70和出口 71通联(图6是图2 D~D剖视， 注图中出口通道表示为剖面图)。根据分离物料中不同物质的多少，可在 不同半径圆周上设置数个收集口 Qk 2、 3...,收集口的宽度Z,、 2、 3...和径向位置y!、 2、 3...可以通过各自的调节器Xk 2、 3...进行控制，各收集口与各自通道Wl、 2、3...和出口 St、 2、 3...通联，以达到对液体物料中不同物质的分离(图6 a是图2 D-D剖视示意图，注图中w是通道剖面图)。由此构成机盖部件E。部件F中的储流池壁72,可以是砖混或混凝土结构，储流池73上部有进口 74通过自动控制阀75与污水池76或絮凝池77通联，底部有出口 33 经管路32与环流室28进口 30通联。上部设有液面高度调节器78，调节器 由浮球79和触点80等构成，可以对储流池的液体髙度进行自动控制，它 的功能是为分离室中液体物料提供上升力，使分离物质自动排出。部件G是程序控制器，由信息收集元与编制程序控制元构成。信息收 集元有进入的污水物质信息a、储流池与分离室液面高差信息b、外、内 转体回转速度信息c、悬浮磁隙高度信息d、防漏气帘气压信息e、收集口 宽度信息f、收集口径向位置信息g、排出物质信息h。信息元相互间有依 存关系，按照前述的方法原理进行计算机信息处理，编制成为程序控制元， 控制元的组合是程序控制器G。由部件A、 B、 C、 D、 E、 F、 G组成的离心沉降分离装置，其工作原理 是城市排放的生活污水或工业排放的废水先在污水池经过滤渣处理，清 除毫米以上的固体颗粒和废渣。为加快分离沉降速度，少数难于分离的污 水或废水要加入絮凝剂，凝聚成分子团以便于高效分离。污水或废水自流 入或泵入储流池73,经出口 33由管路32经进口 30进入环流室28,通过 出口 34进入初速室29。环流室的作用是将进入的污水或废水局部存留，通 过画周出口 34均匀分布进入初速室29，由内转体16带动液体物料圆周运 动、加速运动。液体上升到分离室35，被外转体1牵引液体物料加速、超 高速画周运动。在转动的转体1与固定的机座27之间，设置有防漏气帘37， 气体压力等于或略髙于液体压力，防止液体外漏。转体16由高速无级调速 电机72带动，调节速度范围0^12000转/分，转体1由直线同步电机(LSM) 54带动，通过逆变器按照电流的频率进行调速，转动速度不受限制，可以 得到很高的转速或圆周线速度。其角速度w可以达到100 850转/秒、线 速度u可以达到300 2500米/秒。外、内转体逆时针同向回转，牵引液体 物料趋于同速圆周运动。物料中不同分子或分子缔合物有不同的向心加速 度和等值反向的离心加速度，加速度的方向指向圆心。质量不同向心力和 等值反向的惯性离心力不同，力的方向自圆心向外。不同质量的物质，各 个方向位移矢量不同，产生位移矢量力差，液体中的结构态分子间是缔合 力，极性分子间有引力，液体的流动性决定了不同分子间是弱的结合力，当位移矢量力差大于不同分子间弱结合力时，就能够将物料中不同物质进 行分离，在一定的速度范围内，质量大的物质趋于圆的外侧，质量小的物 质趋于圆的内侧，不同质量的物质分布在不同的圆周轨道上。高速圆周运 动时，不同质量的物质有不同的科里奥利力，在立体极坐标中，力的方向 沿周向、径向、轴向上升，也是位移矢量力，它加速了物料分离过程。物 料中不同质量的物质有不同的重力，它是自然界中的地心吸引力，是惯性 力，不是物质回转运动产生的力。圆周运动中的不同物质，质量不同表现 的重度(重力)不同，下落的速度不同，它是向下的位移矢量，存在位移 矢量力差，当矢量力差大于不同分子之间弱结合力时，不同质量的物质产 生沉降分离，也就是现有污水处理池中的自然沉降。分离机械中将这种自然沉降速度与离心分离速度的比值称作分离因数，由于沉降的加速度是9.8 米/秒2常数值，因此物料分离的效果和效率只与物料圆周运动的速度有关， 即分离室中不同物质的惯性离心力有关，但物料的分离是物质沉降与惯性 离心力共同作用的结果。分离室中的离心力使液体物质产生径向沉降过程, 远大于液体物质重力沉降过程。由于外转体可以达到很高的转速或圆周运 动线速度，牵引着液体始终趋于同速，速度越高液体产生的离心力越大， 内壁受到的液体压力越大，转体内壁牵引液体圆周运动的效果越好，其沉 降分离的效果也就越好。分离室中液体物料的分离是一个快速过程，要将物料分离后的各种物 质及时排出，液体物料需要有上升力，升力源自储流池与分离室两边液体 的高度差，也是液体压强差，压强在液体的同一高度是均匀分布的，髙处 的液体流入低处，低处的液体有上升力。升力的大小由髙度调节器78对液 面73高度进行调节。分离室上面的盖体57设有数个收集口 q,收集口的大 小可以通过y调节，收集口的径向位置通过X调节。高速运动的物料^f圆 周和轴向上升的科氏力和液体上升力，将会经各收集口 Q自动迸入各自通道w由出口s排出分离装置。应用实例本发明方法的应用十分广泛，可以根据废水、污水中不同物质量、浓 度，排出的流量和地理位置，灵活设置分离装置点和分离级数。有以下应用例，具体应用不限于下述应用例。1. 与现有污水处理厂结合应用由于工业废水、城市生活污水中绝大 多数是稳定结构态的水分子或缔合分子，进入分离装置分离成为清洁水和 污水，清洁水排入河流或再利用，污水排入污水处理厂再处理。分离装置 的外、内转体可以很大(转体承受离心应力限度内)，分离因数可以很高， 一般产出量可以达到数百公斤到数万公斤/秒。2. 独立地设置废水或污水处理站:采用多级分离方法，即逐级縮小转体 直径，逐级加大回转角速度，逐级提髙分离因数，使废水或污水最大限度的 浓縮,从中分离出各种物质,分类进行再利用。3. 特别适合城市郊区的厂矿企业,县或以下的城镇设置污水处理厂。4. 将分离装置设置在船舶上，可对江河、湖泊出现的污水流进行应急 处理，建立流动污水处理站。
权利要求
1.一种离心沉降分离液体物质的方法，其特征在于无底、盖的筒状外转体，与中心内转体之间构成开放式分离室。外转体磁悬浮和磁约束在机体上，由机体上的环平面直线同步电机驱动。内转体配装在座体和盖体的轴承座内，由盖体上的无级调速电机驱动。外转体与座体间有防漏气帘。内、外转体同向逆时针高速、超高速回转。液体物料进入座体上升到分离室，被内、外转体牵引趋向于同速高速圆周运动。不同物质有不同的向心力和等值反向的惯性离心力、有周向、径向、轴向上升的科里奥利力、物质的重度有向下沉降力。运动中不同物质有不同的位移矢量力，矢量力差大于液体分子间作用力时，液体中的不同物质被分离，亦即离心沉降，物质的径向离心沉降力远大于自然的重力沉降力。进、出液体物料设高度差，使分离室液体物料有上升力，在一定的速度范围内，质量小的物质离圆心近，质量大的物质离圆心远，离心沉降在外转体内壁上，物质按质量的大小分布在不同的圆周半径位置上，通过各自出口通道能够自动排出。达到快速离心沉降分离的目的。可以快速沉降分离液体物料。快速处理工业废水或城市生活污水。
2. 根据权利要求1所述离心沉降分离的方法，其特征是外、内转体 的回转速度^为300 2500米/#，回转角速度cj为100 850转/秒，物料 的分离因数为1万 10万。外转体的直径为0.5 5米，内转体的直径为 0.1 1. 5米。
3. 根据权利要求1所述的离心沉降分离的方法，其特征在于夕卜、内 转体之间构成开放式分离室。外转体牵引液体物料趋向于同速圆周运动时，髙速运动液体的液压对内壁产生巨大离心应力，开放的容积和液体分子间 传力作用，会将液体对内壁产生的压力传递给整个液体，使整个液体有相 同的压强，外转体承受的离心应力与液体压强趋于等值。可使转体的直径 大、回转速度高。
4. 根据权利要求2所述外转体的回转速度，其特征在于转体回转的 重量磁悬浮在相斥磁场(49)上，转体的回转中心受相斥磁场(50)控制。 磁场可由永久磁铁构成。也可采用铁芯线圈通入电流产生磁场，通入电流 的大小控制磁场强弱。
5. 根据权利要求2所述外转体的回转速度，其特征在于；外转体的回 转运动采用环平面直线同步电机驱动，通过逆变器调控电流频率控制电机 转动速度。根据不同的应用环境，电机线圈采用常规铁芯绕组，也可以采 用钇钡铜氧体高温超导块材线圈。
6. 根据权利要求1所述分离室液体物料上升的方法，其特征在于流 入液体物料与输出分离物质有液体髙度差，高度差通过调节器(78)根据 需要自动调节，利用液体高度不同存在的液体压强差，使高速圆周运动的 液体有上升力，达到物料分离后的各种物质自动排出的目的。
7. 根据权利要求1所述外转体回转运动的方法，权利要求2所述圆周 运动速度，其特征在于外转筒(1)用没有金属晶格缺陷的合金铝、钢， 或其它轻质高抗拉强度的复合材料制造，外径表面紧绕很高抗拉强度的纳 米碳纤维丝，或其它高抗拉强度的材料丝(3),用强力胶浸渍粘连。转体 无底、无盖呈筒状，下端部有气帘受口 (14)转体圆周匀质，内壁均匀粗糙并作亲水处理。转体悬浮在磁场(49)上，回转中心受磁场(50)约束, 由环平面同步直线电机(54)带动。
8. 根据权利要求1所述防漏气帘的方法，其特征在于外转体1下端 部设有气帘受口 14，座体与外转体接近处是气帘(37)。座体有气室(40)、 喷流孔(39)、环形窄缝(38)，气室有管道(41)与空气压缩机(42)通 联。压缩空气经管道进入气室，通过喷流孔，环形窄缝产生气帘(37)，气 体压力等于或略大于分离室中液体压力，防止液体外漏。
9. 根据权利要求6所述物料分离后排出的方法，其特征在于盖体(57) 面向分离室(35),设有数个分离物质收集口 (q"2、3...),收集口分布在分离 物料圆周半径的不同位置(》、2、 上，通过盖体57上部的调节器(Xk 2、 3...) 进行调节，质量小的物质靠近中心内侧收集口 (qu 2、 3...)进入通道(w,、 2、 3...)经出口 (Sk2、3...)自动排出。质量大的物质靠近外转体壁侧收集口 (q,、2、3".) 进入通道(Wk2、3...)经出口(SK2、3...)自动排出。
10. 根据权利要求1所述方法提出的分离装置，其特征在于由外转 体A、内转体B、机座C、机身D、机盖E、储流池F、控制器G部件构成分 离装置。转筒(1)与转筒(15)构成分离室(35)。座体(27)中心轴承 座(36)有高速滚动轴承(25〉与转筒下轴(23)配装，有水密封器(20)。 转筒的上轴(17)与盖体(57)中心轴承座(18)配装有高速滚动轴承(19)， 有水密封器(20)。上轴通过柔性联结轴21与高速无级调速电机轴22联结。 座体和盖体通过机体(44)用蠊丝(81、 82)联结。机体内侧中部有竖向 导向槽(55)，配装的电机架(54)可沿导向槽上下位移，由升降调节器(56)自动调节电机架上下位移量。电机架装配环平板直线同步电机的初级双边定子线圈(52)和定子铁芯(53),与转筒(1)中部的次级转子(4)配装。 机体上部和下部内侧圆周上，由若干永久磁铁块配装的磁导轨(47、 48), 有S磁极和N磁极，与之对应的转筒(1)上部和下部有磁铁架(45),装 配有数个永久磁铁块(9、 11)，有S磁极和N磁极，和磁导轨(47、 48) 构成磁浮相斥磁场(49)和同心相斥磁场(50)，磁浮相斥磁场使髙速、超 高速回转外转体悬浮在磁导轨上，同心相斥磁场使外转体绕中心回转。转 筒(1)与座体(27)接近处，有防漏的气帘(37)，由转筒下端部气帘受 口 (14)、喷流孔(39)、环形窄缝(38)、气室(40)、管路(41)、空气压 縮机(42)组成。压缩空气经管路、气室、由环形窄缝喷出至气帘受口组 成防漏气帘。座体(27)内有环流室(28)，有进口 (30)与外环管(31) 通联，出口 (34)与初速室(29)通联，初速室与分离室(35)相通，物 料周向均匀进入分离室。外环管与管路(32)通联，管路与储流室(73) 的出口 (33)通联，储流室有进口 (74)通过自动控制阀(75)与污水池(76)或絮凝池(77)通联。储流池中液体高于分离室中液体，高差由髙 度调节器(78)调节，调节器由浮球(79)和触点(80)等构成。分离室(35)上部有分离物质收集进口 (q)固定在盖体(57)上，有各自通道(w) 和出口 (s)。收集口的宽度(z)和圆周半径上的位置(y)由调节器(x) 控制。
全文摘要
一种离心沉降分离的方法和装置由无底、盖的外转筒和中心的内转筒之间构成开放式沉降分离室，外、内转筒的同向超高速、高速回转运动，带动液体物料趋向于同速圆周运动。高速圆周运动的液体物质有离心力，可将不同物质离心沉降分离，并自动排出装置。其特征是离心沉降的速度远大于重力沉降速度。在开放式的沉降分离室，作用在转筒内壁的液体压力，开放的容积和分子间传力作用，使转筒内壁承受的离心应力降低，因而转筒的直径可以很大、能够高速、超高速回转运动，液体的分离因数就很高。能够达到产量高、能耗低、维修少、操作简便的目的。适用于工矿企业排放的工业废水处理，适用于城市、厂、镇生活污水处理。与污水处理厂结合使用，能够降低成本费用。
文档编号C02F1/00GK101406769SQ200810144830
公开日2009年4月15日 申请日期2008年7月26日 优先权日2007年7月26日
发明者刘之政 申请人:刘之政