CN101284258A - 高速碟式环阀高效排渣分离机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种分离机械，具体地说是一种高速碟式环阀高效排渣分离机。按照本发明提供的技术方案，在底座上安装分离机构及其传动机构；在所述分离机构中，分离筒安装于立轴上，在分离筒的上面设置筒盖，在分离筒与筒盖间形成分离腔，在分离腔的中央设置内部带有污水进入通道的盘架，在盘架的外壁设置若干倒扣的碟片，在分离筒的上面设置可以相对分离筒上下滑动的活塞，在分离筒上设置排渣口，其特征是：在分离筒内设置控制通道，该控制通道与形成于活塞与分离筒间的空隙连通，并在控制通道上设置用于关闭或打开控制通道的控制阀，当打开控制阀时，位于活塞底部的高压流体经泄压通道进入控制阀内排出泄压，使活塞下降，打开排渣口。本发明可以简化结构，降低能耗，并方便维修。
Description
技术领域
本发明涉及一种分离机械，具体地说是一种高速碟式环阀高效排渣分离机。
背景技术
目前国内生产的分离机如图4所示：分离筒21安装于立轴16上，在分离筒21的上面设置筒盖25，在分离筒21与筒盖25间形成分离腔38，在分离腔38的中央设置内部带有污水进入通道40的盘架31，在盘架31的外壁设置若干倒扣的碟片24，在分离筒21的上面设置可以相对分离筒21上下滑动的活塞22，在分离筒21或筒盖25上设置排渣口37，其排渣机构，由尼龙阀63，作用滑块60，12个作用弹簧61，弹簧座62组成，由一组螺钉固定安装在分离筒21的底部。通过控制活塞22的上下运动以实现密封和排渣功能。此外，这种分离机均采用齿轮传动的方式。
上述分离机构与所用的传动方式存在的缺陷是：1、结构复杂，制造困难，生产周期长，加工零件数量达到150个左右。2、耗费大量的钢材和有色金属，浪费了人力资源，增加了能耗。3、由于齿轮传动的精度要求很高，故维修复杂，使修理成本增加。4、在高速运转时易产生振动和噪音。5、为了提高耐腐蚀性均采用不锈钢材料制造分离机的主要零件，由于材料强度不够高，限制了转速的提高。
发明内容
本发明的目的在于设计一种高速碟式环阀高效排渣分离机，以简化结构，降低能耗，并方便维修。
按照本发明提供的技术方案，在底座上安装分离机构及其传动机构；在所述分离机构中，分离筒安装于立轴上，在分离筒的上面设置筒盖，在分离筒与筒盖间形成分离腔，在分离腔的中央设置内部带有污水进入通道的盘架，在盘架的外壁设置若干倒扣的碟片，在分离筒的上面设置可以相对分离筒上下滑动的活塞，在分离筒上设置排渣口，其特征是：在分离筒内设置控制通道，该控制通道与形成于活塞与分离筒间的空隙连通，并在控制通道上设置用于关闭或打开控制通道的控制阀，当打开控制阀时，位于活塞底部的高压流体经泄压通道进入控制阀内排出泄压，使活塞下降，打开排渣口。
在所述传动机构中，安装于立轴上的传动轮与安装于电动机的输出轴上的传动轮之间利用传动带相互连接。
在电动机的输出轴上连接抛块座，在抛块座上利用轴承安装传动轮，在抛块座的端部设置一个可以容纳摩擦片的空腔，在电动机带动抛块座转动时，位于空腔内的摩擦片在离心力作用下贴紧位于空腔外侧的传动轮的内壁，带动传动轮一起转动。
在盘架的外壁上设置用于排出轻质流体的内侧通道，在筒盖的上部内侧设置内盖，并在筒盖与内盖间形成用于排出污水的外侧通道。所述分离筒呈上大下小的喇叭形，所述筒盖呈上小下大的喇叭形，所述活塞的形状与分离筒的形状吻合。所述筒盖呈上小下大的喇叭形，所述内盖的形状与筒盖的形状吻合。
在内盖的上端设置顶盖，在顶盖的上面设置比重环，在顶盖与比重环间形成污水通道的出口段，在比重环的下端设置法兰边，在筒盖的上端设置螺帽，所述比重环的法兰边位于螺帽与筒盖之间；
在盘架的上端设置向心泵，在向心泵的内层有污水进口管，该污水接口管的下端与所述污水进入通道连通；在顶盖上设置轻质流体的排出口，所述轻质流体的内侧通道与轻质流体的排出口连通。
在所述分离筒与活塞的滑动面上设置密封环；在筒盖与活塞的接触面上设置密封环，并在筒盖与活塞的接触面间形成用于关闭或打开排渣口的阀口。
在分离盘的下端设置配水盘，在该配水盘内设置环形的配水腔，所述控制通道与该配水腔连通。在分离筒、筒盖及活塞的表面设置纳米陶瓷镀层
本发明的优点是：与传统的机型相比较具有很强的经济竞争力和技术优势，可大量替代或淘汰老产品。尤其是本发明的结构及生产工艺简单，零件数量少，老机型总零件为150个而新机型为60个，减少了60％。
附图说明
图1是本发明的传动机构图。
图2是本发明的分离机构图。
图3是图2中D的放大图。
图4是传统的分离机构图。
图5是本发明的显示器电路方框图。
图6是显示面板图。
图7是分离机工作时的物料走向示意图。
具体实施方式
如图1、2所示：在底座13上安装分离机构及其传动机构；在所述分离机构中，分离筒21安装于立轴16上，在分离筒21的上面设置筒盖25，在分离筒21与筒盖25间形成分离腔38，在分离腔38的中央设置内部带有污水进入通道40的盘架31，在盘架31的外壁设置若干倒扣的碟片24，在分离筒21的上面设置可以相对分离筒21上下滑动的活塞22，在分离筒21或筒盖25上设置排渣口37，在分离筒21内设置控制通道35，该控制通道35与形成于活塞22与分离筒21间的空隙36连通，并在控制通道35上设置用于关闭或打开控制通道35的控制阀33，当打开控制阀33时，位于活塞22底部的高压流体经泄压通道55进入控制阀33内排出泄压，使活塞22下降，打开排渣口37。在正常工作状态下，活塞关闭位置，即活塞处于上位，这时，推动活塞22上升的液体经升压通道56进入活塞22的底部。密封腔57起储水的作用，当密封腔57内的液体加满时，就进入配水腔48，然后再经过控制通道35在离心力的作用下去打开控制阀33。
所述控制阀33包括阀芯49，阀座51及尼龙垫片50，工作时，阀芯49在离心力作用下向外运动压紧尼龙垫片50，关闭控制阀33的阀门，活塞22在注入的高压流体的作用上升至处于关闭排渣口32的状态；排渣时，流体通过控制通道35进入控制阀33内，利用液体的离心压力推动阀芯49向分离筒21的中心移动，使阀芯49脱离尼龙垫片50，此时，原先用于推动活塞22上升的高压流体从阀座51的中心孔52内泄出，失去推力的活塞22向下运动，打开排渣口32，实现了排渣动作。
在所述传动机构中，安装于立轴16上的传动轮17与安装于电动机14的输出轴上的传动轮6之间利用传动带1相互连接。在电动机14的输出轴上连接抛块座7，在抛块座7上利用轴承4安装传动轮6，在抛块座7的端部设置一个可以容纳摩擦片8的空腔，在电动机14带动抛块座7转动时，位于空腔内的摩擦片8在离心力作用下贴紧位于空腔外侧的传动轮6的内壁，带动传动轮6一起转动。所述传动轮6、17可以采用平皮带轮，所述传动带1可以采用平皮带。本发明取消了传统的螺旋齿轮增速机构，采用简单可靠的尼龙平皮带传动。皮带传动的优点是结构简单，传动平稳，能缓冲吸振，可在长距离间传递动力，不需润滑，价格低廉，以及维护容易等特点。减少了机械零件如大螺旋齿轮，小螺旋齿轮，水平传动轴，轴承等等，提高了分离机的可靠性，并使分离机运行时的振动和噪音大幅度降低，见图1。图1中的15是用于调整皮带松紧程度的调整螺钉，2是用于盖9的弹性挡圈，3、10是用于定位轴承4的弹性挡圈，5是用于调整两个轴承4间的距离的调整圈，12是螺栓，11是垫圈。
在盘架31的外壁上设置用于排出轻质流体的内侧通道41，在筒盖25的上部内侧设置内盖42，并在筒盖25与内盖42间形成用于排出污水的外侧通道39。所述分离筒21呈上大下小的喇叭形，所述筒盖25呈上小下大的喇叭形，所述活塞22的形状与分离筒21的形状吻合。所述筒盖25呈上小下大的喇叭形，所述内盖42的形状与筒盖25的形状吻合。
在内盖42的上端设置顶盖27，在顶盖27的上面设置比重环28，在顶盖27与比重环28间形成污水通道39的出口段，在比重环28的下端设置法兰边，在筒盖25的上端设置螺帽30，所述比重环28的法兰边位于螺帽30与筒盖25之间；
在盘架31的上端设置向心泵47，在向心泵47的内层有污水进口管44，该污水接口管44的下端与所述污水进入通道40连通；在顶盖27中设置轻质流体的排出口45，所述轻质流体的内侧通道41与轻质流体的排出口45连通。
在所述分离筒21与活塞22的滑动面上设置密封环23；在筒盖25与活塞22的接触面上设置密封环12，并在筒盖25与活塞22的接触面间形成用于关闭或打开排渣口37的阀口。在分离盘21的下端设置配水盘34，在该配水盘34内设置环形的配水腔48，所述控制通道35与该配水腔48连通。传统的环阀分离机排渣结构复杂且笨重，由尼龙阀，作用滑块，12个作用弹簧，弹簧座组成，由一组螺钉固定安装在转鼓底部。来控制活塞的上下运动以实现密封和排渣功能，见图2。
本发明的环阀分离机排渣结构简单精巧，灵活可靠，制造方便。由阀芯49，阀座51，尼龙垫片3个零件组成控制阀33，排渣结构的整体重量由10KG减少到0.05KG。工作时，阀芯49在离心力作用下向外运动压紧尼龙垫片50，关闭阀门，使活塞22密封。排渣时，由底部注入液体通过控制通道35到达进入控制阀33，利用液体的离心压力推动阀芯49向分离筒21的中心移动，使阀芯49脱离尼龙垫片50。此时，关闭活塞22的高压液体从阀座51的中心孔52内泄出，失去推力的活塞22向下运动，打开排渣口32，实现了排渣动作，见图2。
分离机的主要零件如分离筒21，筒盖25，活塞22的制造，既要有一定的屈服强度σs和抗拉强度σb，还要具有较高的耐腐蚀性，传统的材料都是采用2Cr13，0Cr17ni2等价格昂贵的不锈钢材料。屈服强度σs和抗拉强度σb都不理想，且耐腐蚀性也差。在本发明的分离机上均采用了合金钢材料，满足了零件对材料屈服强度σs和抗拉强度σb的要求。为了提高合金钢的耐腐蚀性进行了表面处理，采用国内最先进的纳米陶瓷低温涂镀技术，纳米陶瓷镀层中由于存在大量的硬质纳米SiC弥散相，且组织细粘致密，因此其硬度、耐磨性、抗疲劳性、耐腐蚀等性能均比相应的金属镀层好。分离筒21的纳米镀层主要是为了提高防腐蚀性，纳米陶瓷镀层是由基质金属和纳米SiC微粒组成，而这二种材料都具有很高的耐腐蚀性，由中国防腐学会纳米陶瓷镀层进行了检测，结果如表1。
从表1中可以看出，纳米陶瓷镀层的耐腐蚀性是碳钢的200倍以上，不锈钢1Cr18ni9ti的2倍以上。特别在H S介质中有及好的耐腐蚀性，因此耐腐蚀性完全可以替代不锈钢材料。而且降低了成本，节约大量的不锈钢材料。
表1
在立轴16上设置信号发生器53，在立轴16的旁边对应于信号发生器53的部位设置信号传感器54，该信号传感器4利用导线与转速显示器55连接；在用于安装立轴16的立轴箱上设置温度传感器58，该温度传感器58的感温头位于立轴箱内的润滑油内，所述温度传感器58利用导线与温度显示器57连接，电源56同时为转速显示器55、信号传感器54、温度显示器57及温度传感器58供电。
传统的国内外分离机在检测转鼓的旋转速度方面，都采用了机械测量方式。由水平轴通过蜗轮蜗杆减速带动指示盘旋转，然后目测计算指示盘每分钟转速，乘以大小螺旋齿轮的速比，才得到转鼓转速。不但操作繁锁而且误差较大。不能适应分离机的高速运转。本发明使用了先进的电子测速器，信号传感器58把脉冲信号传给转速显示器55的转速表，转速显示快捷准确，一目了然。不但省去大量机械加工零件和原材料，而且节约了能源，见图5、6。
分离机在高速旋转时，轴承的负荷与摩擦力很大，而且用于安装立轴16的立轴箱内的气流也在同步高速旋转。所以立轴箱的润滑油温度很高，润滑状况的好坏，直接影响轴承的使用寿命和分离机的安全性。为了避免故障的发生，及时检测和控制润滑油温度的变化是非常必要的。目前国内外所制造的分离机均无任何检测手段和方法。只能靠人用手触摸，凭感觉和经验来判断润滑油温度的高低。容易产生错觉，延误判断的准确性，为了能够及时掌握油箱温度并做出准确判断，该分离机加装了油温检测的液晶显示温度计。温度传感器58的探头直接插入立轴箱(图中未画)的润滑油中，快速准确直观的显示了润滑油的温度。便于观察和判断是否需要停机维修和采取降温措施。如果分离机的控制系统是全自动的还可把信号引入电控箱，可实现自动报警和紧急停车。转速显示器55和温度显示器57安装在同一盒内，以便观察，见图5、6。
由于材料屈服强度σs和抗拉强度σb的提高，在设计时取消了传统的主要零件主锁环。减轻了分离筒21的整体重量，使分离筒21的许用不平衡重径积降低。其许用不平衡重径积M；
M≤0.4xW(克-公分)
其中：W-分离筒重量(KG)
使分离筒21在高速旋转时更加平稳可靠。由于减轻了分离筒21的重量，电动机功率也由4KW降为3KW，整机重量和国内同型号机型减少46％，即由500KG降至270KG。可节约大量钢材和降低成本。
Claims (10)
1、高速碟式环阀高效排渣分离机，包括安装于底座(13)上的分离机构及其传动机构；在所述分离机构中，分离筒(21)安装于立轴(16)上，在分离筒(21)的上面设置筒盖(25)，在分离筒(21)与筒盖(25)间形成分离腔(38)，在分离腔(38)的中央设置内部带有污水进入通道(40)的盘架(31)，在盘架(31)的外壁设置若干倒扣的碟片(24)，在分离筒(21)的上面设置可以相对分离筒(21)上下滑动的活塞(22)，在分离筒(21)上设置排渣口(37)，其特征是：在分离筒(21)内设置控制通道(35)，该控制通道(35)与形成于活塞(22)与分离筒(21)间的空隙(36)连通，并在控制通道(35)上设置用于关闭或打开控制通道(35)的控制阀(33)，当打开控制阀(33)时，位于活塞(22)底部的高压流体经泄压通道(55)进入控制阀(33)内排出泄压，使活塞(22)下降，打开排渣口(37)。
2、如权利要求1所述的高速碟式环阀高效排渣分离机，其特征是：在所述传动机构中，安装于立轴(16)上的传动轮(17)与安装于电动机(14)的输出轴上的传动轮(6)之间利用传动带(1)相互连接；在分离筒(21)、筒盖(25)及活塞(22)的表面设置纳米陶瓷镀层。
3、如权利要求2所述的高速碟式环阀高效排渣分离机，其特征是：在电动机(14)的输出轴上连接抛块座(7)，在抛块座(7)上利用轴承(4)安装传动轮(6)，在抛块座(7)的端部设置一个可以容纳摩擦片(8)的空腔，在电动机(14)带动抛块座(7)转动时，位于空腔内的摩擦片(8)在离心力作用下贴紧位于空腔外侧的传动轮(6)的内壁，带动传动轮(6)一起转动。
4、如权利要求1所述的高速碟式环阀高效排渣分离机，其特征是：在盘架(31)的外壁上设置用于排出轻质流体的内侧通道(41)，在筒盖(25)的上部内侧设置内盖(42)，并在筒盖(25)与内盖(42)间形成用于排出污水的外侧通道(39)。
5、如权利要求1所述的高速碟式环阀高效排渣分离机，其特征是：所述分离筒(21)呈上大下小的喇叭形，所述筒盖(25)呈上小下大的喇叭形，所述活塞(22)的形状与分离筒(21)的形状吻合。
6、如权利要求4所述的高速碟式环阀高效排渣分离机，其特征是：所述筒盖(25)呈上小下大的喇叭形，所述内盖(42)的形状与筒盖(25)的形状吻合。
7、如权利要求4所述的高速碟式环阀高效排渣分离机，其特征是：在内盖(42)的上端设置顶盖(27)，在顶盖(27)的上面设置比重环(28)，在顶盖(27)与比重环(28)间形成污水通道(39)的出口段，在比重环(28)的下端设置法兰边，在筒盖(25)的上端设置螺帽(30)，所述比重环(28)的法兰边位于螺帽(30)与筒盖(25)之间；在盘架(31)的上端设置向心泵(47)，在向心泵(47)的内层有污水进口管(44)，该污水接口管(44)的下端与所述污水进入通道(40)连通；在顶盖(27)上设置轻质流体的排出口(45)，所述轻质流体的内侧通道(41)与轻质流体的排出口(45)连通。
8、如权利要求1所述的高速碟式环阀高效排渣分离机，其特征是：在立轴(16)上设置信号发生器(53)，在立轴(16)的旁边对应于信号发生器(53)的部位设置信号传感器(54)，该信号传感器(4)利用导线与转速显示器(55)连接；在用于安装立轴(16)的立轴箱上设置温度传感器(58)，该温度传感器(58)的感温头位于立轴箱内的润滑油内，所述温度传感器(58)利用导线与温度显示器(57)连接，电源(56)同时为转速显示器(55)、信号传感器(54)、温度显示器(57)及温度传感器(58)供电。
9、如权利要求1所述的高速碟式环阀高效排渣分离机，其特征是：在所述分离筒(21)与活塞(22)的滑动面上设置密封环(23)；在筒盖(25)与活塞(22)的接触面上设置密封环(12)，并在筒盖(25)与活塞(22)的接触面间形成用于关闭或打开排渣口(37)的阀口；在分离盘(21)的下端设置配水盘(34)，在该配水盘(34)内设置环形的配水腔(48)，所述控制通道(35)与该配水腔(48)连通。
10、如权利要求1所述的高速碟式环阀高效排渣分离机，其特征是：所述控制阀(33)包括阀芯(49)，阀座(51)及尼龙垫片(50)，工作时，阀芯(49)在离心力作用下向外运动压紧尼龙垫片(50)，关闭控制阀(33)的阀门，活塞(22)在注入的高压流体的作用上升至处于关闭排渣口(32)的状态；排渣时，流体通过控制通道(35)进入控制阀(33)内，利用液体的离心压力推动阀芯(49)向分离筒(21)的中心移动，使阀芯(49)脱离尼龙垫片(50)，此时，原先用于推动活塞(22)上升的高压流体从阀座(51)的中心孔(52)内泄出，失去推力的活塞(22)向下运动，打开排渣口(32)，实现了排渣动作。
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