CN101903110A - 卧式离心分离装置 - Google Patents

Abstract

提供了一种卧式离心分离装置，其中通过使用具有简单结构的密封装置，可提高外壳的气密性。该卧式离心分离装置被配置成，沿构成外壳的上壳与下壳之间的接合面形成的槽在外壳的开口附近向外弯曲，并且弹性密封部件设置在该槽中，该弹性密封部件的端部与设置在环形部件上的密封面相邻接，该环形部件被设置成围绕外壳的开口的外周并压靠在外壳上。在这种情况下，由弹性密封部件的端部和环形部件的密封面构成面密封。以这种方式，可不使用具有复杂结构的密封部件而提高气密性。

Description

卧式离心分离装置

技术领域

本发明涉及包括旋转筒和插入该旋转筒中的螺旋输送器的卧式离心分离装置。特别地，本发明涉及一种包括密封装置的卧式离心分离装置，该密封装置结构简单，并且能够提高容纳旋转筒和螺旋输送器的外壳的气密性。

背景技术

被称作滗析器(decanter)的卧式离心分离装置是一类公知的利用离心力的固液分离装置。例如，如图1中所示，滗析器1具有一种基本结构，其中可绕其水平轴线旋转的旋转筒11和插入该旋转筒11中的螺旋输送器12容纳在作为外部壳体的外壳2中。外壳2分割为下壳21和可与该下壳21分离的上壳22，其中下壳21具有形成在其下部的固形物出口21a和分离液出口21b。下壳21和上壳22具有沿各自的开口边缘形成的凸缘23。通过使用螺栓等固定装置24将凸缘23相互固定而形成具有大致圆筒形的外壳2。

具有例如圆形的开口25形成在外壳2两侧的端面中，且旋转筒11和螺旋输送器12的旋转轴延伸穿过开口25，并由轴承装置13可旋转地支撑。用于密封旋转轴的机械密封壳14设置在开口25中，并且设置在机械密封壳14的外周的O型圈15气密地密封机械密封壳14与开口25之间的间隙。

旋转筒11的桶部由三部分构成，即，在第一端侧的圆筒形部分、中间的锥形部分以及在第二端侧的圆形部分。形成为锥形的部分形成滩部，在该滩部由螺旋输送器12输送的固形物与液体分离并由此脱水。在第一端侧的圆筒形部分形成使用洗涤水洗涤已脱水的固形物的筛网部，并且洗涤后的固形物通过固形物排出口16排出。在第二端侧的圆筒形部分形成用于积存供应至旋转筒11内部的原液的池(液池)部，并且在其端面形成有分离液排出口17。在插入旋转筒11中的螺旋输送器12的桶部上形成有螺旋叶片18和原液供应口19，原液供应口19用于通过离心力的作用将从原液供应喷嘴3供应的原液供应至旋转筒11。

在上述结构中，通过将作为驱动机构的电机32的动力经旋转带31传递至带轮33，使旋转筒11以预定的旋转速度旋转。当在旋转筒11旋转的同时向池部供应原液时，固形物通过离心力的作用沉降下来。固形物由通过用作差速产生机构的变速箱34而旋转的螺旋输送器12输送至滩部，而后进行脱水。脱水后的固形物随后在其通过筛网部时，由来自洗涤水喷射口35的洗涤水进行洗涤。洗涤固形物用后的洗涤排水通过形成在筛网部中的排出口36排出。已在筛网部经洗涤的固形物从固形物排出口16排出，而后通过固形物出口21a排出至分离装置的外部。与固形物分离的液体(分离液)从分离液排出口17排出，而后通过分离液出口21b排出至分离装置的外部。图1示出筛网转筒(screen bowl)型滗析器，然而，不具有筛网部的实壁转筒(solid bowl)型滗析器也是广为所知的。

例如，如日本特开2007-44671号公报等专利文献中所述，此前已进行了用以提高机械密封的密封性能的多项研究。然而，仅有少数研究用以确保作为非旋转机构的机械密封壳14与外壳2之间的气密性。如果设定压力增高，则可在机械密封壳14与外壳2之间发生泄漏。因此，在具有由两个分离的壳体(上壳和下壳)构成的壳体结构的卧式滗析器中，使用过程中其内部压力限制在几十kPa甚至更少。目前，当内部压力达到更高水平时，采用具有整体圆筒形结构的滗析器或立式滗析器进行处理。然而，在具有整体圆筒形结构的滗析器中，旋转部件在拆卸时必须在其轴向拔出。因此，这种滗析器具有组装、拆卸过程复杂以及必须提供维护用的足够大的空间等缺陷。特别是，转筒的直径与长度之间的比值较大的筛网转筒型滗析器还对建筑物的尺寸有影响。因此，整体圆筒形结构实际上未在这种滗析器中应用。

发明内容

发明要解决的问题

参照图2描述了泄漏发生的部位的结构，以便阐明泄漏发生的原因。具体地，如图2中所示，在下壳21的端面26中形成槽27，且用作密封部件的O型圈28设置在槽27中，由此将下壳21与上壳22之间的接合面密封。然而，由于使旋转轴通过的开口25形成在下壳21中，因此不能在下壳21的整个外周设置O型圈28，并且O型圈28在开口25处是间断的。在这种密封结构中，O型圈28的端部与机械密封壳14的O型圈15点接触，因此气密性低。并且，例如当分离装置在减压条件下运行时，O型圈28收缩。在这种情形下，在O型圈28与O型圈15之间产生间隙，由此导致泄漏量的进一步增加。

此外，在图2中所示的结构中，例如在分离装置组装时或维护后，在将上壳22放置在下壳21上时，机械密封壳14的O型圈15可能被夹在上壳22与下壳21之间。在这种情况下，O型圈15变形，由此引起气密性降低的问题。另外，在这种结构中，组装和维护操作是其中不能在视觉上确定O型圈15是否被夹住的“盲目”操作。因此，不利的是，泄漏点不易确定并且可操作性低下。

如上所述，卧式滗析器1具有气密性低的缺点，但是与立式滗析器相比具有结构简单且成本低廉的优点。因此，存在克服卧式滗析器的气密性问题的需要。但是，当密封结构变得复杂时，上述卧式滗析器1的优势减弱。因此，密封结构必须尽可能简单。以下将说明本发明的滗析器结构相比于整体圆筒形结构的优点。

本发明是鉴于上述情况而作出的，其目的在于提供一种使用具有简单结构的密封装置提高壳体气密封的卧式离心分离装置。

本发明的另一目的在于提供一种包括密封装置的卧式离心分离装置，该密封装置被配置成在上壳放置在下壳上时防止机械密封壳的O型圈夹在上壳与下壳之间。

解决问题的手段

本发明的卧式离心分离装置包括：旋转筒；插入上述旋转筒中的螺旋输送器；容纳旋转筒和螺旋输送器的外壳；以及用于支撑穿过外壳的开口延伸的旋转筒的旋转轴的轴承装置。上述卧式离心分离装置还包括密封装置，其通过设置沿构成外壳的上壳与下壳之间的接合面形成的槽，使得该槽在外壳的开口附近向外弯曲，并且通过在该槽中设置弹性密封部件，使得该弹性密封部件的端部与设置在环形部件上的密封面相邻接，而气密地密封外壳，该环形部件被设置成围绕开口的外周，并且压靠在外壳上。

上述弹性密封部件可包括：具有与上述密封面相邻接的端部的块状部件；和具有与形成在上述块状部件的另一端部中的凹部相接合的端部的线形部件。

上述环形部件可为衬套的凸缘部，该衬套从上述开口的轴向外侧配合在外壳的开口与机械密封壳之间的间隙中，该机械密封壳用于密封设置在外壳的开口中的旋转轴。上述密封面可配置为夹在凸缘部与外壳表面之间的垫圈的表面。

发明的效果

本发明采用了如下形成面密封的结构。具体而言，沿构成外壳的上壳与下壳之间的接合面形成的槽被设置成在开口附近向外弯曲。然后，将弹性密封部件设置在该槽中，使得弹性密封部件的端部与设置在环形部件上的密封面相邻接，该环形部件被设置成围绕开口的外周并压靠在外壳上。通过这种方式，不使用具有复杂结构的密封装置即可提高气密性。

另外，本发明所采用的结构还包括衬套，该衬套从开口的轴向外侧配合在外壳的开口与设置在外壳的开口中的机械密封壳之间的间隙中。通过这种方式，可防止当上壳放置在下壳上时，机械密封壳的O型圈被夹在上壳与下壳之间。因此，可防止由O型圈的变形引用的气密性的降低。

附图说明

图1是示出卧式滗析器的整体结构的纵截面图。

图2示出了常规的密封结构。

图3示出了根据本发明的实施方式的密封结构。

图4示出了根据本发明的实施方式的密封结构。

图5示出了根据本发明的实施方式的密封结构的变形例。

图6示出了根据本发明的实施方式的密封结构的另一变形例。

附图标记说明

11 旋转筒

12 螺旋输送器

2  外壳

21 下壳

22 上壳

28 O型圈

4  衬套

42 凸缘部

44 垫圈

具体实施方式

将参照附图详细说明根据本发明的优选实施方式的卧式离心分离装置。本实施方式的卧式离心分离装置的基本结构与图1中所示的结构相同，因此将省略其详细说明。

如图3和图4中所示，在本实施方式的卧式离心分离装置中，设置作为弹性密封部件的O型圈(线性部件)28的槽27在开口25的附近向外弯曲，使得O型圈28的端部向外露出。O型圈28的端部可与外壳表面平齐，或略微突出于外壳表面。

该卧式离心分离装置还包括配合在开口25与机械密封壳14之间的间隙中的衬套4。衬套4包括：配合在上述间隙中的管状部41；和作为环形部件的凸缘部42，其形成于管状部41的外周，并且利用螺栓等固定装置43压靠在外壳2上。在这种情况下，O型圈28的端部与置于凸缘部42和外壳2之间的垫圈44的表面相邻接。

当具有上述结构的分离装置进行组装时，首先将O型圈28设置在槽27中。在调整机械密封壳14的位置之后，放置上壳22。然后，使衬套4沿轴向滑动以将管状部41配合在间隙中，并使用固定装置43将凸缘部42压靠在外壳2上。通过这种方式，O型圈28的端部与垫圈44邻接，由此形成密封。

具体而言，本实施方式的密封装置取代由外壳侧的O型圈28和机械密封壳14的O型圈15构成密封的常规结构，提供了由向外弯曲的O型圈28和设置在衬套4中的垫圈44构成的密封。因此，根据本实施方式，提供了使用垫圈44表面的面密封。因而，与常规的点接触密封相比，可进一步提高气密性。并且，未对常规的密封结构进行显著的改动，因此可使用简单的结构提高气密性。换言之，在未牺牲具有简单结构的低成本卧式滗析器的优点的情况下，克服了气密性问题。

并且，本实施方式采用了进一步包括衬套4的结构，该衬套4从轴向外侧配合在外壳2的开口25与机械密封壳14之间的间隙中。通过这种方式，防止了当上壳22放置在下壳21上时，机械密封壳14的O型圈15被夹在上壳22与下壳21之间。因此，可防止由O型圈15的变形引用的气密性的降低。

此外，在本实施方式中，O型圈28与垫圈44之间的密封区域容易观察和检查。因此，即使在气密试验中发现压力变化时，也可容易地确定在密封区域是否有泄漏发生。换言之，具有容易确定和定位泄漏点的优点。

另外，在弹性密封部件的变形例中，例如可设置图5中所示的块状部件5。具体而言，在该结构中，块状部件5配合在槽27中从弯曲部至端部之间。与在O型圈的情况中一样，块状部件5的一个端部可与外壳表面平齐，或略微突出于外壳表面。块状部件5具有形成在其另一端部中的凹部51，并且O型圈28的端部与凹部51的内侧接合。O型圈28可与凹部51粘接或不粘接，以形成O型圈28与凹部51之间的接合。当没有适合于接合形状的粘接剂时，或者由于当O型圈28与凹部51彼此粘接时难以再利用，优选地，O型圈28与凹部51彼此不粘接。即使在这样的结构中，也可获得与上述实施方式中相同的效果，并可通过设置作为弹性密封部件的块状部件5，可靠地提高气密性。块状部件5的形状不限于图5中所示的形状，而是可以适当地改变。例如，图6中所示的形状可作为变形例使用。

在上述实施方式中，设置在槽27中的密封部件不限于具有圆形横截面的O型圈28。只要能够设置在槽27中，任何线形部件均可使用。例如，可以使用具有矩形横截面或其他横截面的密封部件。

弹性密封部件的端部相邻接的密封面不限于衬套4的垫圈44的表面，而可以是除垫圈44之外的密封部件的表面。可选地，可通过涂敷RTV(室温硫化型)橡胶形成密封面。设置有密封面的环形部件不限于衬套4的凸缘部42，而可以是其它环形部件。

不言而喻，滗析器的应用不受限制。滗析器可用于多种物质的固液分离，以及例如废塑料的筛选。

尽管已参照具体实施方式说明了本发明，然而对于具有本领域普通知识的技术人员而言显而易见的是，能够做出各种变形而不脱离本发明的范围。因此，本发明的技术范围不限于上述实施方式，而是应当由权利要求或其等效物限定。

实施例

使用具有图5中所示结构的密封装置实际进行了气密性试验。以下说明结果的实例。

(试验条件)

-O型圈横截面直径：11mm，硬度：50

-槽深：8mm

-橡胶环形垫圈硬度：60

-块状部件硬度：70

-压力(kg/cm²)：0.35、1.0、1.25、1.5

-保持时间：10至20分钟

(试验结果)

在以上所列全部压力下均未发现泄漏。换言之，在本发明中确认了足够的气密性。

Claims (3)

1.一种卧式离心分离装置，包括：旋转筒；插入所述旋转筒中的螺旋输送器；容纳所述旋转筒和所述螺旋输送器的外壳；以及轴承装置，用于支撑穿过所述外壳的开口延伸的所述旋转筒的旋转轴，

所述卧式离心分离装置的特征在于，还包括密封装置，其通过设置沿构成所述外壳的上壳与下壳之间的接合面形成的槽，使得所述槽在所述外壳的开口附近向外弯曲，并且通过在所述槽中设置弹性密封部件，使得所述弹性密封部件的端部与设置在环形部件上的密封面相邻接，来气密地密封所述外壳，所述环形部件被设置成围绕所述开口的外周并且压靠在所述外壳上。

2.根据权利要求1所述的卧式离心分离装置，其中所述弹性密封部件包括：具有与所述密封面相邻接的端部的块状部件；和具有与形成在所述块状部件的另一端部中的凹部相接合的端部的线形部件。

3.根据权利要求1或2所述的卧式离心分离装置，其中：

所述环形部件为衬套的凸缘部，所述衬套从所述开口的轴向外侧配合在所述外壳的开口与机械密封壳之间的间隙中，所述机械密封壳用于密封设置在所述外壳的开口中的所述旋转轴；并且

所述密封面为夹在所述凸缘部与所述外壳的表面之间的垫圈的表面。

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