CN1007785B - 将已分离矿泥再循环的离心分离器 - Google Patents

Abstract

在将分离的矿泥再循环至离心分离器的分离室时，通常在分离室的矿泥出口设有限流喷嘴。只是当分离的矿泥全部通过这些喷嘴时，它被分成一个排出流和一个再循环流。

本发明涉及一种具有一个再循环流程(27，28，33，39，41，43，32，30，29)并完全没有限流喷嘴的离心分离器。可经出口导管(39)离开离心分离器而不作再循环的分离矿泥的数量通过分别调定在矿泥和净化液体静止出口导管(21，39)上的阀(22，40)来确定。

Description

本发明涉及一种离心分离器，它包括：一个转筒，转筒具有一个分离室、一个待分离混合物组分的中央入口、一个分离出的轻组分的中央出口以及一个分离出的重组分的中央出口;构成上述混合物组分入口通道的第一静止装置;构成分离出的轻组分出口通道的第二静止装置;构成分离出的重组分出口通道的第三静止装置;在转筒内接收来自上述第一静止装置的混合物组分的中央入口室;在转筒内连接中央入口通道与分离室的第一通道;在转筒内连接分离室径向最内部分与转筒的已分离轻组分中央出口的第二通道;在转筒内连接分离室径向最外部分与转筒的分离出的重组分中央出口的第三通道;以及将经上述第三通道离开分离室的一部分分离出的重组分再循环至分离室的装置。

此种离心分离器用于混合物的重组分（下称矿泥）含量变化厉害或一直很低，而又希望分离出规定浓度矿泥的场合。

已知的此类离心分离器，例如示于美国专利4，278，200，转筒的矿泥出口采用径向伸展，设有窄喷嘴并称为浓缩管的形式。矿泥通过浓缩管后集中于转筒内的中央室，再用固定的出料（paring    member）装置从那里排出。排出的矿泥一部分回到转筒，而其余的则被运走。可以采用专门的传感装置自动控制返回转筒的矿泥的数量。

上述离心转筒在考虑多种不同因素之后必须确定喷嘴的所需数量和每个喷嘴的流通面积。

因而，其中重要的因素是输入矿泥的颗粒大小和可分离性，输入混合物中矿泥含量以及离开转筒的矿泥的要求浓度。将离心转筒设计最佳 化使离开转筒的矿泥获得完全要求的浓度往往证明是困难的。例如，通常迫切的要求是矿泥应当具有非常高的浓度，但是往往因为出口喷嘴存在堵塞的危险而不能如愿以偿。

离心转筒设计最佳化的部分困难在于喷嘴所必须的节流性能限制了矿泥再循环理想程度的选择自由。在从分离室径向最外部分伸展至中央室的浓缩管里视矿泥的可分离性须保持一个确实是最小的流速。

由于上述原因，显然已知的离心转筒在每作一次新的应用时一定要配以专门的喷嘴，而且虽然希望矿泥的浓度高，但控制矿泥再循环的范围却非常小。

特别是当输往转筒的混合物中的矿泥含量低时，已知离心转筒的一个特殊问题是相同的矿泥颗粒必须经过重复的再循环，并因此通过喷嘴几次。矿泥多次经过所受到的重复压力变化对相当敏感的矿泥颗粒起了破坏作用。

本发明之目的是提出一种对前述分离器加以改进，将部分已分离的矿泥进行再循环的离心分离器。其改进在于取消了再循环流程用的窄喷嘴，再循环流动的流速可以选择而与离开转筒的矿泥理想浓度的选定无关。

根据本发明，本目的的可如此达到，即将密封装置用于上述第一、第二和第三静止装置分别与转筒的中央入口和出口的连接，在操作时，输入的混合物和排出的分离组分互相并且与转筒周围的大气脱离接触，泵用来将上述混合物组分输往分离室并在转筒操作时从上述中央入口经分离室至各中央出口保持可靠的液力连接;在转筒操作时，调节装置分别通过上述出口通道用来调定分离出来的轻组分流量和重组分流量之间的比例;以及上述再循环装置用来封闭地送回上述一部分分离出的重组分，即矿泥，因此可保持与转筒周围的大气脱离接触。

根据本发明，离开转筒的矿泥的要求浓度很易调定，如欲改变，只 须调节分别排经上述出口通道的矿泥流量和无矿泥液体流量之间的比例。而且根据本发明，矿泥的再循环可以根据需要调定并且在转筒操作时允许增加或减少而不影响所调定好排出的矿泥的浓度。再循环流程中的节流阀不需要和不必提供。

在本发明的范围内，再循环矿泥可通过不同途径返回分离室，例如可和由上述泵输送的混合物组分一起返回。

本发明最佳实施方案的特征在于，另一个泵可连接到再循环通道或出口通道以送回一部分由出口通流出的矿泥。因此，再循环矿泥可被输往连接转筒入口的与转筒分离的泵的下游。

上述再循环装置最好包括一个构成再循环通道的静止部分，它从上述已分离重组分的出口通道开始，以及一个与转筒一起转动并构成转筒内再循环通道的部分，它与中央入口室和与之连接的通道分开。这就避免了再循环的矿泥分布在输入的新的混合物里并在那里再一次被分离。根据本发明，密封装置用于再循环装置中静止件和转动件的连接，使再循环矿泥与转筒周围的大气以及输入的混合物和分离的轻组分脱离接触。

转筒内的上述矿泥再循环通道最好在分离室径向最外部分处开口并位于矿泥经其流向转筒中心的上述第三通道之间的位置上。因此，当转筒操作时沿分离室的上述最外部分可以保持矿泥流动恒定，而在这些部分不会形成矿泥垫。而且，由于清洁液体可经分离室的径向最外部份通过上述通道注入，使分离室在使用完毕后便于清洁。

本发明将参考表示一个最佳实施方案的附图作进一步的叙述。

图中表示一个转筒包括两个部份1和2，它们用锁环3轴向固定在一起。转筒由垂直驱动轴4支承。

转筒内有一个分离室5，里面安置了一叠锥形分离盘6。分离盘放在布料器7下部的上面，布料器的下面有辐射式布料翼8。布料器7经翼8放在位于转筒中央的锥形隔板9的上面。

布料器7内有一个中央入口室10，它经翼8之间的通路，在最低的分离盘径向外边的区域与分离室5相通。

布料器7支承着一个中央管道11，它轴向伸出在转筒外面并构成与进口室10相通的入口通道口。管道11由局部管形件13围住，管状件由转筒部份1支承并用锁环14连接。在管道11和管形件13之间形成一个环状通道15，它与分离室5的中央部份直接相通并构成一个出口通道。

围绕管道11和管形件13的是一个固定件16。它具有一个将液体混合物输往转筒的入口17和一个在转筒内已分离的液体的出口18。入口17与入口通道12相通，而出口18与环形出口通道15相通。入口导管19连于入口17，导管上有一个泵20;出口导管21连于出口18，导管上有一个调节阀22。

第一机械密封23设于固定件16和入口管道11之间，而第二机械密封24、25设于固定件16和局部管形件13之间。第一机械密封23属于单列型，它具有互相轴向紧靠的一个固定密封环和一个转动密封环。第二机械密封24、25属于所谓的双列型，它具有两对那样的密封环。通常在双机械密封的两对密封环之间要加所谓的密封液体。为简化附图，故未示出输送密封液体的任何该类装置。

短圆套环26设于锥形隔板9和转筒下部2之间。它支承着若干绕转筒轴线均匀分布，并从套环26向分离室5的径向最外部份径向伸展的管子27。管子27的内部经套环26中的孔与向转筒中央径向伸展的通道28相通。

另一些管子29从分离室的径向最外部份径向向内伸展。这些管子29由锥形隔板9支承。管子29的内部经隔板9中的孔与向转筒中央径向伸展的通道30相通。

垂直驱动轴4有一个中心孔，管子31插入该孔内。该管子构成一条中央通道32，在其外侧有若干轴向槽，它在管子31和驱动轴4之间构成 轴向通道33。

在转筒的中央，管子31内中央通道32的顶端与径向通道30相通，而轴向通道33与径向通道28相通。

为简化附图，未示出驱动轴4的驱动和支承装置。在驱动轴的最底端围绕有一个静止件34。它与驱动轴4之间和管子31之间，设有两个机械密35和36。机械密封35包括一个由固定件34支承的固定密封环以及一个由驱动轴4支承的转动密封环。另一个机械密封36包括一个由固定件34支承的固定密封环以及一个由管子31支承的转动密封环。密封35可视需要做成类似密封24、25的双列型。

固定件34有一个与管子31内通道32相通的入口37以及一个与位于管子31和驱动轴4之间的通道33相通的出口38。出口38连接装有调节阀40的出口导管39。在出口38与阀40之间的出口导管上分支出一条连接泵42入口的支管41。泵42的出口经导管43连接静止件34的入口37。

上述装置是以下述方式进行操作的。

含有矿泥的液体混合物用泵20输往转筒。混合物经通道12进入转筒的中央接收室10，再从布料翼8之间流向分离室5。

矿泥在分离室5内从混合物中分离出来并集中在径向最外部份。净化液体径向向内流动并经通道15，出口18和导管21离开分离室。

在泵20的过压作用下，分离出的矿泥和少量残存液体径向向内经管子27，再经通道28和33压向出口38。经过出口导管39的矿泥一部份经阀40排走，其余的矿泥用泵42经导管41和43，通道32和30以及管子29送回分离室5。

根据所供混合物的矿泥含量和经出口导管39排出的分离矿泥的要求浓度，可通过调节阀22和40以获得经过这两个阀的流量的理想比例。阀22和40因此就分别构成导管21和39上的节流阀，而入口泵20被配置成使其本身通过转筒同阀22及40保持可靠的液力连接。

速度可控制的泵42可根据其能力进行调节以获得矿泥再循环的理想程度。其决定因素最重要的是在管子27内具有确实需要的流速。这个速度必须充份大到足以使沿径向进入管子27的矿泥颗粒沿径向向内移动而不受阻于离心力，而且可从其悬浮于中的小量携带液体中分离出来。

如果所供混合物中矿泥在操作时予料发生变化，最佳的是具有自动改变阀22和40之中至少一个开启程度的装置。该装置可包括用来控制阀22、40其中至少一个开启程度的不同类型的传感件。传感件可置于导管19、21和39的其中之一。在入口导管19内，所供混合物的矿泥含量的变化可被直接传感。在出口导管21内，可以传感净化液体内残存矿泥含量的增减。在出口导管39内，可以传感分离矿泥浓度的增减。在所有情况下，一个传感变化将使阀22和40中的一个或两个的开启程度得到调节。这样，分离矿泥的浓度可以保持基本稳定，而聚集在离心转筒内的矿泥量可以保持基本不变。

Claims (6)

1、一种离心分离器，它包括

具有分离室(5)、待分离组分的混合物的中央入口(12)、分离出的轻组的第一中央出口(15)以及分离出的重组分的第二中央出口(33)的转筒，

构成提供混合物给转筒入口的入口通道(19)的第一静止装置，

构成由第一中央出口接收分离出的轻组分的出口通道(21)的第二静止装置，

构成由第二中央出口接收分离出的重组分的出口通道(39)的第三静止装置，

转筒内接收经中央入口进入的混合物的中央入口室(10)，

转筒内连接中央入口室(10)与分离室(5)的第一通道，

转筒内连接分离室(5)径向最内部份与第一中央出口(15)的第二通道，

转筒内连接分离室(5)径向最外部份与第二中央出口(33)的第三通道(27，28)，

将经过上述第三通道导出分离室的一部份分离出的重组分再循环至分离室的装置(41-43)，

在转筒操作时，可调节分别经过上述出口通道(21，39)的分离出的轻组分和重组分流量之间的比例的调节装置(22，40)，

其特征在于：

密封装置(23-25，35)配置在转筒和上述第一、第二和第三静止装置分别与转筒的中央入口(12)和第一及第二出口(15，33)的接头处，操作时使输入的混合物和排出的分离组分互相不接触并与转筒周围的大气脱离接触，

泵(20)用以将上述混合物组分输往分离室(5)，并且在转筒操作时，从第一静止装置的入口通道(19)经过上述转筒中央入口(12)、分离室(5)、转筒的第一及第二中央出口(15，33)至相应的第二和第三静止装置的出口通道(21、39)的闭合流路上保持正压力(即可靠的液力连接)，

上述再循环装置(41-43)为上述分离出的重组分的再循环部分实现闭合回路，使上述再循环部分在流出或流回分离室时与转筒周围的大气脱离接触。

2、根据权利要求1的离心分离器，其特征在于，上述再循环装置包括有构成再循环通道（41，43）并与上述分离出的重组分的出口通道（39）相连接的静止部份，还包括另一个泵（42），它连接再循环通道（41，43）或出口通道（39）以送回经过出口通道（39）的一部份分离出的重组分。

3、根据权利要求1或2的离心分离器，其特征在于上述再循环装置包括一个与转筒一起转动并在转筒内构成再循环通道（29，30，32）的部份，该部分同中央入口室（10）和与之连接的通道分开，再循环通道在转筒内的分离室（5）的径向最外部份开口，并且在转筒圆周方向上位于上述第三通道（27、28）之间的位置。

4、根据权利要求1或2的离心分离器，其特征在于上述再循环装置具有一个构成再循环通道（41，43）、与上述分离出的重组分出口通道（39）相连接的静止部份，以及一个与转筒一起转动，在转筒内构成再循环通道（29，30，32），与中央入口室10和与之相连的通道分开的部份，密封装置（36）设于再循环装置静止部份与转动部份的连接部分上，使得送回的分离出的重组份与转筒周围的大气和输入的混合物以及分离出的轻组分脱离接触。

5、根据权利要求1或2的离心分离器，其特征在于设有传感装置来传感所供混合物或分离组分中物质的浓度，上述调节装置（22，40）连接传感装置并根据传感到的浓度自动调节分别经过分离出的轻组分和重组分出口通道（21，39）流量之间的比例，使得离开转筒的分离出的重组分的浓度保持基本恒定。

6、根据权利要求1或2离心分离器，其特征在于上述将一部份分离出的重组分送回分离室的再循环装置（41-43）被配置成可调节给定的重组分返回流量而与上述调节装置（22，40）的调节无关。