直立式三相组合离心分离的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及离心分离机。主要解决碟片离心机无法处理高含固率液体以及卧式螺旋沉降式离心机无法将液体处理得象碟片离心机那么清晰的技术问题。技术方案为：一种直立式三相组合离心分离机，它由外部旋转的转鼓和内部同方向旋转的螺旋推料器组成，安装在立式机座上，螺旋推料器上部为三相碟片式离心机的碟片组合件，镶嵌在螺旋推料器内；下部为立式螺旋沉降离心机的螺旋推料器，装配在转鼓内，形成直立式三相组合式离心分离机。该机可同时将液体中不相溶的轻液/重液/固形物颗粒三相分离，也可以仅仅分离液体/固体二相。离心分离机顶部设有进出料组合件，包括水封水的进水管，悬浮液的进料管和轻液相出口，该组合件相互间靠螺纹连接，并固定在上罩盖上。本实用新型更适合含固率很高的物料处理。
【专利说明】直立式三相组合离心分离机【技术领域】
[0001]本实用新型涉及离心分离机，特别涉及一种直立式三相组合离心分离机。更适合含固率很高的物料处理。
【背景技术】
[0002]目前市场上所使用的诸多离心分离机种类之中，有碟片式离心分离机，有卧式离心沉降分离机，它们都受到了实际运用范围的限制。经碟片式离心分离机处理后排出液体清晰度一般比较高，而排出的固形物都比较稀，有些碟片式离心分离机的进料液体中固形物含量还不能高。经卧式离心沉降分离机处理后排出的液体一般不如碟片式离心分离机的清晰，而排出的固形物相对干许多。迄今为止我们还没有发现一款离心分离机既能将液体处理得很清晰，同时又能将固形物处理得比较干的离心分离机。
[0003]众所周知，离心分离机的处理能力与其在离心场下的有效面积有关，碟片式离心分离机之所以能将液体分离得比较清晰，其最主要的原因是它有足够大的有效沉降面积(包括几何面积和很高的旋转速度)，在离心场下，能很快地将液体中密度较大的固形物或不同密度的两相液体分离干净，但是碟片式离心分离机只能排出很稀的被分离出来的固形物。
[0004]依据通用的碟片离心分离机的沉降面积公式可知:
[0005]Σ 碟片=2 见 * ω 2*N* ( R^-R13) /3g*tg α
[0006]R2=碟片外半径，R1=碟片内半径，α =碟片顶部半锥角，g=地球重力加速度。
[0007]公式中的N是指碟片的片数，片数越多，其有效沉降面积也就越大，一般的碟片离心机转鼓内安装有上百片相同的碟片，大大增加了它的沉降面积。
[0008]若要想碟片式离心分离机连续不断地运行，则只能采用间歇排渣和连续排渣的碟片式离心分离机，那么其排出的固形物(渣)，就只能比较稀，否则这些被分离后形成的固形物是无法排出碟片式离心分离机的转鼓的。
[0009]而卧式沉降离心分离机则没有如此大的有效沉降面积(包括几何面积和很高的旋转速度)，无法将液体处理得象碟片离心分离机处理的那么干净，但是它可以将分离出来的固形物按需要的干度用螺旋推出转鼓外。
[0010]由于其沉降面积有限，被分离后的液体一般不如碟片式离心分离机分离得清。在离心力的作用下，固形物被离心分离到卧式沉降离心分离机转鼓的内壁，然后被螺旋推料器强行推到转鼓的出渣口，再被强行排出转鼓外，渣较干。
[0011]依据通用的卧式沉降离心分离机的通用沉降面积公式:
[0012]Σ 卧螺=2见 ω2* (3/4Ry2+3/4Rs2) *Lc /g
[0013]Ry=出液半径，Rs=出固形物半径，Lc=液体澄清段长度，g=地球重力加速度。
[0014]由上述两个Σ ^和Σ 公式可知，卧式沉降离心分离机的有效澄清段Lc是受其长度限制的，其数值不高。公式中的ω是指碟片离心分离机转鼓及卧式沉降离心分离机的旋转速度(角速度)，旋转速度越快，其有效沉降面积也就越大。往往碟片离心分离机的旋转速度都远大于卧式沉降离心分离机的旋转速度。
[0015]因此若能将两者有机结合起来，能将物料处理得液体既干净，固体又很干，就是我们研发的目标-组合式离心分离机。
【发明内容】
[0016]本实用新型的目的是提供一种直立式三相组合离心分离机，主要解决碟片离心机无法处理高含固率液体以及卧式螺旋沉降式离心机无法将液体处理得象碟片离心机那么清晰的技术问题。
[0017]本实用新型的技术方案为:一种直立式三相组合离心分离机，它由外部旋转的转鼓和内部同方向旋转的螺旋推料器组成，安装在立式机座上，螺旋推料器上部为三相碟片式离心机的碟片组合件，镶嵌在螺旋推料器内；下部为立式螺旋沉降离心机的螺旋推料器，装配在转鼓内，形成直立式三相组合式离心分离机。该机可同时将液体中不相溶的轻液/重液/固形物颗粒三相分离，也可以仅仅分离液体/固体二相。离心分离机顶部设有进出料组合件，包括水封水的进水管，悬浮液的进料管和轻液相出口，该组合件相互间靠螺纹连接，并固定在上罩盖上。
[0018]螺旋推料器皮带轮通过圆锥形皮带轮压紧块紧固在螺旋推料器上轴上，螺旋推料器上轴的上锁环和下面的轴承垫圈将两个上轴承内圈固定在螺旋推料器上轴上，这两个轴承的外圈通过轴承套和上轴承压盖被固定在上轴承座内。螺旋推料器上轴向下延伸成法兰状(法兰面上开有重液相通道)，与螺旋推料器直筒体连接，同时压紧分离碟片压盖，并压紧安装在螺旋推料器直筒体内的叠放在一起的，之间存在0.4毫米间隙的分离碟片组，该分离碟片组坐落在分离碟片支架上，下方直接卡坐在螺旋推料器的锥形处。位于分离碟片压盖下方的螺旋推料器直筒体上设有十六条垂直向的固形物通道，便于固形物在离心力作用下到达转鼓内壁。分离碟片组的上方安装有固定开孔的轻液相液位环，液位环的上方是轻液腔体，腔体内设有轻相向心泵(油叶轮)，该轻相向心泵与进水管靠螺纹固定，在进水管外侧设有导油管。转鼓皮带轮被直接制作在润滑油泵壳(润滑油油箱)上方，润滑油泵壳与立轴兼小端盖板通过挡板、并帽结合成一体。锥体部下方开有六个出渣口的转鼓锥筒体和转鼓直筒体和上方的转鼓大端盖板连成一体。转鼓大端盖板上开有六个重液相出口，在每个重液相出口处都设置了控制重液相和轻液相分离的界面微调板，以控制重液相和轻液相的分离效果。转鼓上轴承的内圈被转鼓上轴承锁环和衬套固定在转鼓大端盖板上，转鼓上轴承的外圈被轴承压盖和压板固定在上轴承座的下方。立轴兼转鼓小端盖板与转鼓直筒体和转鼓锥筒体连接成一体。转鼓下轴承的内圈与立轴兼转鼓小端盖板连接，转鼓下轴承的外圈有下轴承压板与下轴承座配合，固定在下轴承座内。螺旋推料器下轴承外圈由带油封的压盖和螺旋推料器下部轴承内腔固定，螺旋推料器下轴承内圈由螺旋推料器下轴承锁环和花键转轴固定，花键转轴直接插入上端带花键的立轴兼转鼓小端盖板内，使螺旋推料器和转鼓直筒体、转鼓锥筒体在运行时可以不同步地旋转。润滑油泵壳内安装有静止的润滑油向心泵，润滑油向心泵固定在下轴承座内，下轴承座开有润滑油导出口。机座下部安装有出渣引导罩，可将分离出来的渣排到下方的渣接收桶内。
[0019]因为本实用新型转速比较高，所以采用润滑油润滑，而不采用润滑脂润滑。但是因为螺旋推料器和转鼓之间的转速差很小(最大相对速度为30转/分)，所以此处的螺旋推料器下轴承采用润滑脂润滑，为防止润滑脂泄漏，在其下方装有V型密封圈，由带油封的压盖压紧。
[0020]润滑油向心泵上部设有下轴承座润滑油出口、为润滑转鼓上轴承和上轴承而开设在上轴承座上部的上轴承座润滑油入口及上轴承座下部的上轴承座润滑油出口，为润滑转鼓下轴承而开设的下轴承座润滑油入口。在上轴承座内部设置了迷宫式防水件，以防止其它液体进入润滑油循环系统。
[0021]本实用新型的有益效果:既克服了碟片离心机无法处理高含固率液体的缺陷，又克服了经碟片离心机处理后排出的固形物稀的缺陷。同时它又避免了卧式螺旋沉降式离心机无法将液体处理得象碟片离心机那么清晰的瑕疵出现。将大大拓宽了离心分离机的运用范围，减少了多种离心设备同时连用于同一工序的尴尬。几乎等同于专门的碟片式离心分离机的效果。分离效果的调整操作更为简单，若分离效果不理想，当轻液相中含重液相时，甚至可以不用停机，直接调整轻液相出口压力即可。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1为本实用新型结构示意图。
[0023]图中:1_进水管，2-进液管，3-轻液相出口，4-上罩盖，5-螺旋推料器皮带轮，6-上轴承压板，7-上轴承座，8-轴承垫圈，9-迷宫式防水件，10-压板，11-上轴承座润滑油出口，12-衬套，13-重液相出口，14-界面微调板，15-转鼓大端盖板，16-转鼓直筒体，17-分离碟片组，18-螺旋推料器直筒体，19-转鼓锥筒体，20-出渣口，21-下轴承座润滑油入口，22-下轴承压板，23-下轴承座，24-转鼓皮带轮，25-润滑油向心泵，26-润滑油泵壳，27-出渣引导罩，28-并帽，29-挡板，30-下轴承座润滑油出口，31-转鼓下轴承，32-立轴兼转鼓小端盖板，33-花键转轴，34-带油封的压盖，35-螺旋推料器下轴承，36-螺旋推料器下轴承锁环，37-转鼓保护罩兼重相导流槽，38-螺旋推料器，39-分离碟片压盖，40-分离碟片支架，41-液位环，42-重液相通道，43-轻相向心泵，44-导油管，45-转鼓上轴承，46-轴承压板，47-转鼓上轴承锁环，48-上轴承，49-上轴承座润滑油入口，50-轴承套，51-防尘罩，52-上锁环，53-皮带轮压紧块，54-螺旋推料器上轴。
【具体实施方式】
[0024]参照图1，本实用新型由外部旋转的转鼓和内部同方向旋转的螺旋推料器组成，螺旋推料器上部为改进后的三相碟片式离心机的碟片组合件，镶嵌在螺旋推料器内。下部为变化后的立式螺旋沉降离心机的螺旋推料器，经有机结合而成的组合件被装配在转鼓内。形成了直立式三相组合式离心分离机(型号XYH)。该机可同时将液体中不相溶的轻液/重液/固形物颗粒三相分离，也可以仅仅分离液体/固体二相。其结构描述如下:
[0025]该直立式三相组合式离心分离机顶部设有进出料组合件，包括水封水的进水管1，悬浮液的进料管2和轻液相出口 3，该组合件相互间靠螺纹连接，并固定在上罩盖4上。该离心机由两个变频器分别控制两个电动机通过皮带轮驱动的。驱动螺旋推料器的副电机位于该离心机的上方，螺旋推料器皮带轮5通过圆锥形皮带轮压紧块53紧固在螺旋推料器上轴54上，螺旋推料器上轴54的上锁环52和下面的轴承垫圈8将两个上轴承48内圈固定在螺旋推料器上轴54上，这两个上轴承48的外圈通过轴承套50和上轴承压板6被固定在上轴承座7内，上轴承的上端设有防尘罩51。螺旋推料器上轴54向下延伸成法兰状(法兰面上开有重液相通道42)，与螺旋推料器直筒体18连接，同时压紧分离碟片压盖39，并压紧安装在螺旋推料器直筒体内的近百片叠放在一起的，之间存在0.4毫米间隙的分离碟片组17，该分离碟片组17坐落在分离碟片支架40上，下方直接卡坐在螺旋推料器的锥形处。位于分离碟片压盖下方的螺旋推料器直筒体18上设有十六条垂直向的固形物通道，便于固形物在离心力作用下到达转鼓内壁。分离碟片组17的上方安装有固定开孔的轻液相液位环41，液位环41的上方是轻液腔体，腔体内设计有轻相向心泵43 (油叶轮)，该轻相向心泵43与进水管I靠螺纹固定，在进水管I外侧设有导油管44。驱动离心机转鼓直筒体16 (包括转鼓锥筒体19)的主电机位于该离心机的下方，转鼓皮带轮24被直接制作在润滑油泵壳26 (润滑油油箱)上方，润滑油泵壳26与立轴兼转鼓小端盖板32通过挡板29、并帽28结合成一体。锥体部下方开有六个出渣口 20的转鼓锥筒体19和转鼓直筒体16和上方的转鼓大端盖板15连成一体。大端盖板上开有六个重液相出口 13，在每个重液相出口 13处都设置了控制重液相和轻液相分离的界面微调板14，以控制重液相和轻液相的分离效果。转鼓上轴承45的内圈被转鼓上轴承锁环47和衬套12固定在转鼓大端盖板15上，转鼓上轴承45的外圈被轴承压盖46和压板10固定在上轴承座7的下方。立轴兼转鼓小端盖板32与转鼓直筒体16和转鼓锥筒体19连接成一体。转鼓下轴承31的内圈与立轴兼转鼓小端盖板32连接，转鼓下轴承31的外圈有下轴承压板22与下轴承座23配合，固定在下轴承座23内。螺旋推料器下轴承35外圈由带油封的压盖34和螺旋推料器38下部轴承内腔固定，螺旋推料器下轴承35内圈由螺旋推料器下轴承锁环36和花键转轴33固定，花键转轴33直接插入上端带花键的立轴兼转鼓小端盖板32内，使螺旋推料器38和转鼓在运行时可以不同步地旋转。润滑油泵壳26 (油箱)内安装有静止的润滑油向心泵25，润滑油向心泵25固定在下轴承座23内，下轴承座23开有下轴承座润滑油出口 30。机座下部安装有出渣引导罩27，可将分离出来的渣排到下方的渣接收桶内。
[0026]因为本实用新型转速比较高，所以我们采用润滑油润滑，而不采用润滑脂润滑。但是因为螺旋推料器38和转鼓之间的转速差很小(最大相对速度为30转/分)，所以此处的下轴承35采用润滑脂润滑，为防止润滑脂泄漏，在其下方装有V型密封圈，由带油封的压盖34压紧。
[0027]该润滑油循环系统的核心部位是润滑油泵壳26 (油箱)和静止安装的润滑油向心泵25。润滑油向心泵25上部设有下轴承座润滑油出口 30、为润滑转鼓上轴承45和上轴承48而开设在上轴承座7上部的上轴承座润滑油入口 49及上轴承座7下部的上轴承座润滑油出口 11，为润滑转鼓下轴承31而开设的下轴承座润滑油入口 21。
[0028]在上轴承座7内部专门设置了迷宫式防水件9以防止其它液体进入润滑油循环系统。
[0029]本实用新型工作原理如下:
[0030]该离心分离机由下方的主电机通过安装在转鼓锥筒体19下方的与立轴兼转鼓小端盖板32连成一体的润滑油泵壳26上部的转鼓皮带轮24，将动力传递到转鼓，使其旋转。由上方的辅助电机(变频器控制的变频电机)通过安装在螺旋推料器上轴54上部与皮带轮压紧块53结合成一体的螺旋推料器皮带轮5，将动力传递到螺旋推料器上轴54以及螺旋推料器38，使其一起旋转。[0031]当启动正常后，首先经进水管I向离心机内注入水封水，待水封水注到位后，即可由输送泵将固形物含量较高的混合液体经位于分离机顶部中心的进料管2，泵入运行中的分离机转鼓内，混合液经分离碟片支架40，在离心力的作用下，物料被迅速甩离旋转中心。密度大的固形物颗粒在离心力的作用下，穿过分离碟片组17下部和垂直方向开的长条孔的螺旋推料器18，直接被分离到转鼓直筒体16的内壁上，并堆积在转鼓直筒体16内壁上。因为旋转的转鼓和旋转的螺旋推料器38之间存在速度差(两者旋转方向相同，转速不同步)，所以当堆积在转鼓直筒体16内壁上的固形物颗粒厚度能接触到旋转的螺旋推料器38上的螺旋片时，螺旋推料器38可以将堆积在转鼓内壁的固形物颗粒根据排渣干度的需求，按不同的推料速度(即不同的差速)向下推出较干的固形物，经开设在转鼓锥筒体19下部的六个出渣口 20排出转鼓，并进入“裤衩形”的出渣引导罩27，排入固体渣收集桶。
[0032]而液体经安装有上百片碟片的分离碟片组17的分离片上的分配孔，在离心力和每两片碟片之间的间隙的作用下重液相流向外侧，轻液相被推向内侧，达到轻液/重液的分离。经分离后的轻液相经液位环41，流入轻液相腔体内，再由轻液相向心泵43泵到上部的轻液相出口 3排出分离机外。经分离后的重液相流经重液相通道42，再到重液相出口 13排出分离机外，进入转鼓保护罩兼重液相导流槽37。在重液相出口 13旁边我们设置了轻/重液相分离的界面微调板14，当分离碟片组内轻重液相的分离界面发生变化，分离效果不佳时，可以调节界面微调板14，改善分离效果。
[0033]若被处理的液体仅仅作液体/固形物颗粒二相分离，则碟片组合件的碟片组上不设分配孔，只设一个液相向心泵，其他均类似于三相离心分离机。
【权利要求】
1.一种直立式三相组合离心分离机，其特征是由外部旋转的转鼓和内部同方向旋转的螺旋推料器组成，安装在立式机座上，螺旋推料器上部为三相碟片式离心机的碟片组合件，镶嵌在螺旋推料器内；下部为立式螺旋沉降离心机的螺旋推料器，装配在转鼓内，离心分离机顶部设有进出料组合件，包括水封水的进水管，悬浮液的进料管和轻液相出口，该组合件相互间靠螺纹连接，并固定在上罩盖上。
2.根据权利要求1所述的直立式三相组合离心分离机，其特征是所述螺旋推料器的螺旋推料器皮带轮通过圆锥形皮带轮压紧块紧固在螺旋推料器上轴上，螺旋推料器上轴的上锁环和下面的轴承垫圈将两个上轴承内圈固定在螺旋推料器上轴上，这两个轴承的外圈通过轴承套和上轴承压盖被固定在上轴承座内，螺旋推料器上轴向下延伸成法兰状，法兰面上开有重液相通道，螺旋推料器上轴与螺旋推料器直筒体连接，同时压紧分离碟片压盖，并压紧安装在螺旋推料器直筒体内的叠放在一起的分离碟片组，该分离碟片组坐落在分离碟片支架上，下方直接卡坐在螺旋推料器的锥形处，位于分离碟片压盖下方的螺旋推料器直筒体上设有十六条垂直向的固形物通道，分离碟片组的上方安装有固定开孔的轻液相液位环，液位环的上方是轻液腔体，腔体内设有轻相向心泵，该轻相向心泵与进水管靠螺纹固定，在进水管外侧设有导油管，所述转鼓的转鼓皮带轮被直接制作在润滑油泵壳上方，润滑油泵壳与立轴兼小端盖板通过挡板、并帽结合成一体，锥体部下方开有六个出洛口的转鼓锥筒体和转鼓直筒体和上方的转鼓大端盖板连成一体，转鼓大端盖板上开有六个重液相出口，在每个重液相出口处都设置了控制重液相和轻液相分离的界面微调板，转鼓上轴承的内圈被转鼓上轴承锁环和衬套固定在转鼓大端盖板上，转鼓上轴承的外圈被轴承压盖和压板固定在上轴承座的下方，立轴兼转鼓小端盖板与转鼓直筒体和转鼓锥筒体连接成一体，转鼓下轴承的内圈与立轴兼转鼓小端盖板连接，转鼓下轴承的外圈有下轴承压板与下轴承座配合，固定在下轴承座内，螺旋推料器下轴承外圈由带油封的压盖和螺旋推料器下部轴承内腔固定，螺旋推料器下轴承内圈由螺旋推料器下轴承锁环和花键转轴固定，花键转轴直接插入上端带花键的立轴兼转鼓小端盖板内，润滑油泵壳内安装有静止的润滑油向心泵，润滑油向心泵固定在下轴承座内，下轴承座开有润滑油导出口，润滑油向心泵上部设有下轴承座润滑油出口、为润滑转鼓上轴承和上轴承而开设在上轴承座上部的上轴承座润滑油入口及上轴承座下部的上轴承座润滑油出口，为润滑转鼓下轴承而开设的下轴承座润滑油入口。
3.根据权利要求1所述的直立式三相组合离心分离机，其特征是机座下部安装有出渣引导罩。
4.根据权利要求2所述的直立式三相组合离心分离机，其特征是螺旋推料器下轴承下方装有V型密封圈，由带油封的压盖压紧。
5.根据权利要求2所述的直立式三相组合离心分离机，其特征是在上轴承座内部设置了迷宫式防水件。
【文档编号】B04B1/20GK203380009SQ201320485365
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年8月9日 优先权日:2013年8月9日
【发明者】黄炳良 申请人:俞恺, 邢学进, 黄炳良