CN1033355A - 离心分离机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液体分离机，它有一个离心转鼓 (1)和一组分离盘(21)，分离盘与转鼓同轴安装在分 离室(13)内。分离室的入口是引入通道(20)，分离盘 转动时其顶端朝向它。引入通道(20)形成于所述端 壁和隔离部件(18，19)之间。已分离的液体的流出 口由一定数量的通道(22)组成，该通道通过隔离部件 (18，19)和通过管件(23)的对准的通道与引入通道 (20)相连接。穿过管件(23)的通道横过引入通道 (20)并与转鼓端壁上方的通道(24)相连接，通道(24) 也构成液体出口的一部分。

Description

本发明涉及一种可将某种混合液体中的两种组分分离的离心分离机。这种离心分离机包括一个由一个中心引入室和一个分离室组成的转鼓，分离室有一个混合液入口，以及至少一个为混合液的已分离组分流出的出口，在分离室内有一组圆锥形的分离盘与转鼓同轴，这样它们转动时底部朝向分离室的一端，而顶部朝向分离室的另一端，在分离盘和转鼓的部件之间装置了一个隔离部件，它可以划出一条连结中心引入室和分离室一端的输送液体的通道，分离盘转动时其顶部朝向这个通道。

这种类型的分离机曾有1904年瑞典第19666号的先例，但不知它是否生产和使用过。本世纪以来，这种类型分离机的分离室入口位于分离室的端部，分离盘转动时其底部朝向这个入口。一种常规的这种离心机可以美国专利US3.986.663为例。

离心分离机的主要优点是，混合液引入分离室的一端，而分离盘的顶部对着这一端转动，其结果是，在混合液未进入分离室之前，在引入通道里已经发生了预分离，这样可以获得最大的利益。如此，混合液中一部分较重的组分例如固体物质，在混合液流经中心引入室和分离室入口之间的引入通道的途中就已经分离出去。

输入的混合液中较重的组分在引入通道分离后，可以沿着引入通道的外壁直接滑出或径向进入分离盘外面的分离室的最外面部分，在不受余下的混合液扰动或不扰动余下混合液的情况下进入分离室。

常规的分离机和上述的不同，混合液经引入通道进入分离室的一端，分离盘转动时它们的底部朝向这一端（例如US    3.986.663）。在引入通道内，从混合液中分离出来的较重组分被迫穿过流进分离室的余下的混合液，这是引入通道向转鼓轴心倾斜的结果，而圆锥分离盘恰好又环绕着转鼓轴心。这样，在引入通道预分离的成果就全部或部分被破坏了。当混合液全部进入分离室时，分离室在靠近引入通道的分离盘的外边缘，交叉流的不良效应将更大。

为什么1904年已经设计出这种产品而没有被普遍接受，可能的原因是在转鼓内部进入分离室的混合液和已分离的液体组分流出的通道之间的交叉流的密封存在着实际的困难。在已知的设计中，以前曾提到的隔离部件在转鼓内相对着中心柱作同轴的动作，当转鼓运转时，将顶着隔离部件径向封住其内边缘。因此，隔离部件的内边缘和密封处紧密靠着分离室排出分离液组分的出口。由于隔离部件每次不得不与圆柱分开，离心转鼓必须卸开以便将分离的渣液排出，而圆柱和隔离部件之间的密封又成为一个难于解决的问题。流入的混合液漏泄到流出的分离过的液体里面当然会破坏分离的成果。

本发明的目的就是提供一种离心分离机，它以上面提及的专利说明书的原理为基础，将混合液引入转鼓，该转鼓已有一种设计能以简单而实用的办法解决上面所述的密封问题。

用最初定义的那种离心机可以达到这个目的。按照发明的设想，隔离部件有一些通孔，而在所述的转鼓的部件也有相对应的开孔，管子将    围绕着隔离部件和转鼓的各自的开孔连通，把二者连结起来。因此从分离室的出口形成封闭的排液通道，它们的方向与位于引入室和分离室入口之间的引入通道交叉。

如果按这种方法设计的离心转鼓将包括以前述及的中心圆柱和这种圆柱与隔离部件之间的密封装置。这种密封装置的要求低于已公布的1904年设计的相应的密封装置。这是由于本发明对分离液体组分的分离室的出口位置作了新的安排。这个出口不必置于邻近隔离部件的内边缘，而可放在轴向和径向隔离部件的安全位置。最好隔离部件有一个中心套筒形状的部件径向位于分离盘的内侧，而轴向则延伸经过若干个盘。这样，从所述的分离室的出口处就有一段较大的距离安排密封。如果在这种类型的设计中在密封处出现少量混合液泄漏，这些泄漏的混合液将有时间经受足够离心力的作用，以便在到达分离室出口以前，将其中的悬浮颗粒物分离出来。

然而，本发明不仅局限于在转鼓内隔离部件应紧靠中心圆柱径向密封。由于转鼓的引入室位于隔离部件的一侧，而分离室位于隔离部件的另一侧，隔离部件不需任何中心孔使流往分离室的混合液通过。绻陌礁鲋饕考谧闹芪Ч餐３种嵯颍庋恢稚杓剖呛芎鲜实摹?

不管转鼓的两个部件彼此在周边相连结还是通过中心圆柱相连结，隔离部件最好与上述转鼓的部件用管件牢固连结，这样，例如在清洗时转鼓要卸开，隔离部件就可以与一个主要部件结合在一起，与另一个主要部件分开。

在本发明的一个优选实施方案中，管件应与隔离部件或转鼓形成一个整体。最好隔离部件和转鼓至少有一项是用塑料制造，这样，围绕着每个管件的那些转动部件之间，可以容易实现所谓“碰锁”（snap    lock）连接。

按照现在的发明，这个设计建议生产一种价格低廉的小型离心分离机是有可能的。

更紧密地参考附图说明本发明于下。

图1所示为按本发明的优选实施方案的离心分离机。图2所示为图1离心分离机部件的详图。参见图1从上方看去。图3所示为按图1和图2作了某些修改的轴剖面详图。图4所示为修改的图1分离离心机部件的实施方案。

图1所示离心机有一个转鼓1，支持转鼓的一根垂直的传动轴2与传动轴接合的一个传动装置3，保护着传动装置3的下机壳4，罩着转鼓的上机壳5。

上机壳5装有一个引入管6，供含有两种不同比重的液体及悬浮颗粒的混合液流入。上机壳5还有一个接收室7，其上有一个出口8，供分离出来的比重较轻的液体流出，以及接收室9，其上有一个出口10供分离出来的比重相对重的液体流出。

转鼓1包括两个转动件11和12，两者轴向地互相紧压着，并环绕着分离室13。转动件11形成分离室的底部并与传动轴2相连，它的中心柱14的上部通过一个环形定位件15限制转动件12。转动件12实质上形成转鼓的圆柱形环绕壁和顶盖。

引入管6的窄端经定位件15延伸入中心引入室16构成中心柱14的管状的上部。中心柱14的这个管状部分在其周围壁面上有几个开孔17。定位件15形成引入室16的环形顶壁。

环绕中心柱14装置了隔离部件，它包括套筒形部件18和圆锥件19。套筒形部件18位于开孔17的下面，围绕着中心柱14。一个环形密封圈封于套筒形部件18和中心柱14之间。圆锥件19靠着转鼓的顶壁，其径向凹槽和转鼓顶壁之间形成若干通道20，通道20连接着开孔17和分离室13。

在下部的转动件11和圆锥件19之间，装置有与转鼓同轴的一组截头圆锥形状的分离盘21，分离盘的外缘基本位于圆锥件19外缘的同一径向水平面。分离盘的内缘与套筒形部件18的外侧径向相距较远，这样分离室13内的分离盘内侧径向地形成了一个中心空隙。这个空隙被径向和轴向延伸的叶片（这些叶片由套筒形部件18支撑）分成若干平行的轴向通道。

圆锥件19有一定数量的（例如3个）轴向通道22，并在其顶侧支持着同样数量的管件23，管件23的内部与通道22相接。转动件12恰好有一组同样数量的轴向通道24，它们分别与管件23，相连，再经23与轴向通道22相连。环绕着互相连通的通道的转动件12和管件23之间装有环形垫片密封。

在转动件12的上部装有环形件25，它与转动件12共同形成一个小室26，在小室中，穿过转动件12的通道24是敞开的。小室有1个或数个外缘出口27。

在分离室13的下部装了一个环形件28，它径向向内密封，且轴向向下紧靠着转动件11，它在分离室13内径向向外延伸的距离比分离盘长一些。在环形件28的底边有一定数量径向的槽，它组成一个通道29，该通道在转动件11内同样数量的中心径向通道30与分离室13之间延伸。径向通道30与一定数量的轴向通道31相通，在通道31内插入了轴向管件32。

管件32延伸通过分离盘21内对准的孔口，再经过前述的圆锥件19的孔口、转动件12的孔口和环形件25的孔口。在转动件12和圆锥件19与环形件25两者之间，围绕这些孔口和管件32装有装有密封垫片。

管件32的内侧，通过通道29-31与分离室13相连结，并连通环形件25内的径向的内向槽孔33。槽33的顶缘形成了一个泄流口34。

与每一个通道30径向的最内侧相连，排泄通道35经过转动件11到达转鼓的外面。护罩36与传动轴2相连，用来阻止液体从转鼓经排泄通道35向下流向传动装置的下机壳4。转鼓的上机壳5有一分流出口37供此液体流出。

图2从上方示出隔离部件，它包含圆锥件19。除前述的3个管件23外，还有另外3个管件38，管件32（见图1）插入它们的孔口。从图2可以明显看出管件38的半径比管件23的要大一些。

在圆锥件19的顶侧，在径向和轴向延伸的凸缘39之间形成了前述的凹槽，这些凹槽又与转动件12形成了图1内的通道20。

在圆锥件周围有一定数量的凹槽40，它的功能将在以后叙述，分离室13内的所有分离盘上的相应凹槽轴向地与凹槽40对准。

图3所示为稍加更改后的隔离部件，它包含一个圆锥件19a、套筒形部件18a、管件23a及38a的剖面。图3所示的隔离部件全部用塑料制造，可以看出管件23a和38a之间以及它们与转动件12之间的连结是十分牢固的。延伸的套筒41和42的端部分别有环形凸缘43和44，为了插入转动件12的孔口内，其设计尺寸应具有一定的弹性。

图4所示为图1转鼓上部的部件，它包括图3所示的隔离部件。管件23a和38a可插入转动件12a的通道。这些通道的管壁有环形槽，以配合上端凸缘43和44（见图3）。隔离部件用所谓“碰锁”（snap-lock）连接与转动件12a连接。

转动件12a与环形件25a之间也用“碰锁”连接。环形件25a内有一环形凸缘45与转动件12a内的外槽相接合。

为取代固定的端部管壁、环形件25a有一个可移动的、也可以更换的端部环形管壁46，其内缘形成一个泄流口，它与图1的泄流口34相对应。环形管壁46也用所谓“碰锁”连接继续保持其在25a内的位置。

在转鼓1由传动装置3带动旋转后，图1所示的离心分离机将从下述方式运转。

由不同比重的两种液体和其中含有悬浮颗粒物组成的混合液从引入管6输送至中心引入室16。混合液再从开孔17和通道20流入分离室13。混合液通过圆锥件19内的凹槽40和在分离盘21内的相应凹槽，    分布于分离盘之间。

在通道20内，输入的由三种组分组成的混合液已经发生预分离。大部分悬浮颗粒物和比重较重的液体沿着转动件12流向分离室13的外管壁，它不会干扰其他混合液流进分离室。可能还留有颗粒物的混合液则分布于分离盘21之间。分离盘之间，两种不同比重的液体被分离，比重轻的液体向内径向流经通道22和24进入小室26，而比重较重的液体则径向向外流出。在分离盘21的外侧，较重的液体轴向向下流入分离室并经通道29流出。它经过通道30和31，然后经管件32流至环形槽33。

当分离出来的比重较重的液体经泄流口34流出时，比重较轻的液体则从小室26的出口27流出。出口27的口径较大，使在正常运行情况下小室26仅部分装满。这意味着管件23和通道22、24的径向外管壁形成了从分离室13分离出来的比重较轻的液体的泄流口。在运行时两种分离出来的液体在分离室内形成分界层的位置取决于从分离室引出液体的两个泄流出口的位置。分界层的位置可以通过更换环形件25改变，使环形件的泄流口34位于一个不同的径向水平。当然，也有另外一种办法，即在小室26或环形槽内装置可更换的重力盘（gravity    disc）。

如果需要，轴向延伸经过分离盘21和圆锥件19的通常分布的通道可以置于距转鼓轴任何需要的距离。

根据需要，可将分离室底部的环形件28更换为另一种径向范围较大或较小的环形件。

为了从分离室除去分离出来的颗粒物，定位件15必须移开，而且转动件11和12必须分开。

由于通道22和24在运行时作为分离室13的出口，在环绕着中心柱14的套筒形部件18的径向外侧分离室内将形成一个自由液面。可能的泄漏将经过中心柱14和套筒形部件18之间的垫片，然后将从引入室16进入分离室13。由于套筒形部件18下部的位置与分离出来的比重较轻的液体的泄流出口24有一定的轴向距离，这种小量的可能泄漏将不会影响转鼓内的分离。

本发明的优选实施方案中部件11、12和32用金属制造，而部件18、19、25和28用塑料制造。为代替位于管件23、38和转动件12之间的各密封件如垫片，管件23和28用塑料制造实施自密封。为达到密封要求，最好使这些部件按所述方式形成部件，如在它们和转动件12（见图4）之间用“碰锁”连接等方式实现牢固连接。在这里，应避免部件23，38和转动部件之间的重要密封在任何时候破裂而导致转鼓散开，换句话说，密封的作用要安全又不致因裂开或损坏而发生危害。再则，拆卸和拼装转鼓是比较简单的，因为事实上转鼓包含的部件不多。即使顶部的环形件25也可以和转动件12牢固连结（见图4）。

管件32最好固定在转动件11内，这样当转动件12移开时，可以使分离盘21的位置保持不变。因此，管件32可以作为分离盘21的导向装置并能在转鼓转动时防止分离盘彼此相对转动。

Claims (10)

1、分离混合液中两种组分的离心分离机包括：

-一个转鼓构成一个中心引入室(16)和一个分离室(13)，后者有一个混合液的入口和至少一个分离出来的组分的出口；

-一组圆锥形的分离盘(21)与转鼓同轴地装置在分离室(13)内，这样它们转动时底部朝向分离室的一端，而顶部朝向分离室的另一端，和

-一个隔离部件(18，19)装置于分离盘(21)和转鼓一个部件之间，这样可以划定一条引入通道(20)，它连结中心引入室(16)和分离室的一端，分离盘转动时其顶部朝向这一端；

其特征在于

-隔离部件(18，19)有一定数量的通道(22)和所述的转鼓的部件有相对应的通道孔(24)，和

一管件(23)与隔离部件(18，19)以及转鼓的各自的通道(22，24)相连结，因此形成了分离室(13)的封闭出口通道，这个通道的方向与引入室(16)和分离室(13)的入口之间的引入通道(20)交叉。

2、根据权利要求1的离心分离机，其特征在于管件（23）与一个转动部件和隔离部件（18，19）形成一个整体。

3、根据权利要求1或2的离心分离机，其特征在于管件（23）与隔离部件（18，19）和转鼓部件牢固连接，在拆卸转鼓时它们也结合在一起。

4、根据前面的任何一项权利要求的离心分离机，它的转鼓包括带有中心柱（14）的第一转动件（11）和第二转动件（12），第二传动件与中心柱的连接是可拆式的，并利用管件（23）与隔离件（18，19）连接，其特征在于隔离件（18，19）包括一个中心套筒（18），该套筒紧紧围绕着中心柱（14），并相对于中心柱轴向移动。

5、根据权利要求4的离心分离机其特征在于分离盘（21）的形状是平截头圆锥形，而且中心套筒（18）轴向延伸通过若干个分离盘（21）。

6、根据前面的任何一项权利要求的离心分离机，其特征在于隔离部件包括一个圆锥件（19），其圆锥角基本上与分离盘（21）的相对应。

7、根据权利要求6的离心分离机，其特征在于隔离部件的圆锥部件（19）基本上与分离盘（21）具有同样的径向范围。

8、根据前面的任何一项权利要求的离心分离机，其特征在于为分离盘导向的分立导向件（32），这个导向件的端部与转鼓相连，而其中部延伸通过分离盘内轴向对准的凹槽。

9、根据权利要求8的离心分离机，其特征在于所述的导向件（32）在分离室（13）的一端形成通道，分离盘转动时底部朝向这一端，分离室（13）的出口（29）与导向件（32）相连，从混合液分离出来的比重较重的液体从出口（29）流出，而在分离室相反的一端则与转鼓的出口（33，34）相连，供该重液体组分流出。

10、根据权利要求9的离心分离机，其特征在于导向件（32）内的通道与在隔离部件内和所述的转鼓部件的某些通孔分别连接，余下的通孔形成供混合液的已分离的较轻液体组分的外流出口。