CN104847921B - 一种流体分离设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种流体分离设备，包括主轴、设置于主轴上的分配阀、连接在分配阀外周的环形中空盘、设置在环形中空盘上的多个吸附柱以及驱动环形中空盘绕主轴转动的驱动装置，分配阀包括下阀板和上阀板，下阀板与主轴固定连接，上阀板与主轴转动连接，上阀板的外周与环形中空盘的内周连接，下阀板和上阀板上设有对应的且与吸附柱的进口、出口数量相同的流道通孔，下阀板和上阀板的其中之一者上设置有圆形的凹槽，另一者上设置有与凹槽匹配的凸台，流道通孔经过凹槽的底面和凸台的顶面贯穿下阀板和上阀板。通过凹槽与凸台的配合，平面密封的面积大幅度减少，环境中的灰尘等杂物不易进入分配阀，提高了分配阀的密封性，不易受到外部环境的影响。

Description

一种流体分离设备

技术领域

本发明涉及流体处理领域，更具体而言，涉及一种流体分离设备。

背景技术

连续流体分离设备作为先进的流体分离技术，比传统固定床、模拟移动床吸附分离装置有明显的优势，专利号为ZL200480026164.6的中国专利公开了一种用于进行化学或物理处理的装置，该装置包括固定机架、转台、阀组件、马达等，阀组件和转台连接在同一平面，阀组件密封为平面密封，阀组件被直接安装到转台上，转台圆周处布置有齿或链，通过马达直接驱动转台旋转。由于转台直接在圆周处被驱动，马达驱动容易控制，有利于将阀组件驱动到正确的位置。

但是上述方案中，阀组件直接安装在转台上的方法，使设备设计安装过于复杂，并且造价昂贵。为解决该技术问题，专利号为ZL201110159726.6的中国发明专利公开了一种结构简单、成本低廉运行平稳的流体接触设备，将旋转密封阀(即阀组件)包括上下阀盘，上阀盘通过浮动连接装置与旋转托盘(即转台)相连，并围绕中心转轴旋转，在旋转托盘下方设置一圈环形立面轨道，环形立面轨道上均布有导向轮，同时在旋转托盘的外周设有圆弧形状的固定导轨，通过在固定导轨上滑动的滑轮机构驱动转台旋转。

但是由于设备工作环境较为恶劣，而转台和阀组件尺寸较大，转台启停较为频繁，阀组件频繁改变连通关系，而盘状的阀组件平面度难以保证，密封困难，因此容易受到外部恶劣环境的影响导致失效。同时，由于采用圆弧形状的固定导轨，结构复杂，转台驱动容易发生故障。

因此，如何提高阀组件的密封性能和简化转台驱动的结构是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种流体分离设备，以解决现有技术中阀组件密封困难以及转台驱动结构复杂的问题，至少其中之一。

本发明提出的一种流体分离设备，包括主轴、设置于所述主轴上的分配阀、连接在所述分配阀外周的环形中空盘、设置在所述环形中空盘上的多个吸附柱以及驱动所述环形中空盘绕所述主轴转动的驱动装置，所述分配阀包括下阀板和上阀板，所述下阀板与所述主轴固定连接，所述上阀板与所述主轴转动连接，所述上阀板的外周与所述环形中空盘的内周连接，所述下阀板和上阀板上设有对应的且与所述吸附柱的进口、出口数量相同的流道通孔，所述下阀板和上阀板的其中之一者上设置有圆形的凹槽，另一者上设置有与所述凹槽匹配的凸台，所述流道通孔经过所述凹槽的底面和凸台的顶面贯穿所述下阀板和上阀板。

进一步地，所述凹槽和凸台之间设置有镶嵌密封，所述镶嵌密封位于所述凹槽的底面和所述凸台的顶面之间。

进一步地，所述下阀板和上阀板之间设置有转盘轴承，所述上阀板与所述主轴之间设置有滚动轴承，所述上阀板的上方设置有上压紧装置，所述下阀板的下方设置有下压紧装置。

进一步地，所述主轴上还设置有圆螺母、止动垫圈、蝶形弹簧，所述止动垫圈、蝶形弹簧位于所述圆螺母与所述上压紧装置之间。

进一步地，所述环形中空盘的下方设置有支撑滚，所述环形中空盘包括与所述支撑滚对应的支撑轨道；和/或，所述环形中空盘的下方设置有导向滚，所述环形中空盘包括与所述导向滚对应的侧导轨；或，

所述环形中空盘的下方设置有支撑轨道，所述环形中空盘包括与所述支撑轨道对应的支撑滚；和/或，所述环形中空盘的下方设置有侧导轨，所述环形中空盘包括与所述侧导轨对应的导向滚。

进一步地，所述上阀板的外周与所述环形中空盘的内周通过弹性连接装置连接，所述弹性连接装置在所述上阀板的圆周方向具有预定变形量；和/或，

所述流体分离设备还包括支撑所述分配阀的阀座，所述上阀板上的流道通孔通过管道与各吸附柱的进口和出口相连，所述下阀板上的流道通孔通过管道与原始物料进口和出口相连。

进一步地，所述驱动装置通过传动装置驱动所述环形中空盘转动，所述传动装置包括直线导轨及在所述直线导轨上滑动的滑块，所述驱动装置与所述滑块连接，所述滑块上连接有活动传力机构，所述活动传力机构与所述环形中空盘配合以驱动所述环形中空盘转动。

进一步地，所述环形中空盘的外周固定设置有传动支撑，所述传动支撑上设置有传动轴，所述传动轴上套设有传动滚筒，所述传动轴与所述传动支撑之间可转动连接，和/或，所述传动轴与所述传动滚筒之间可转动连接，所述活动传力机构与所述传动滚筒配合以驱动所述环形中空盘转动。

进一步地，所述传动装置上设置有前限位装置及后限位装置，所述活动传力机构与所述前限位装置及后限位装置配合以限定所述活动传力机构的行程。

进一步地，所述驱动装置为电动推杆、液压缸、气缸或曲柄连杆机构。

根据本发明提出的流体分离设备，包括主轴、设置于主轴上的分配阀、连接在分配阀外周的环形中空盘、设置在环形中空盘上的多个吸附柱以及驱动环形中空盘绕主轴转动的驱动装置，分配阀包括下阀板和上阀板，下阀板与主轴固定连接，上阀板与主轴转动连接，上阀板的外周与环形中空盘的内周连接，下阀板和上阀板上设有对应的且与吸附柱的进口、出口数量相同的流道通孔，下阀板和上阀板的其中之一者上设置有圆形的凹槽，另一者上设置有与凹槽匹配的凸台，流道通孔经过凹槽的底面和凸台的顶面贯穿下阀板和上阀板。通过凹槽与凸台的配合，一方面，平面密封的面积大幅度减少，环境中的灰尘等杂物不易进入分配阀，从而提高了分配阀的密封性能，确保密封不变形，密封材料不和外界接触而不被外界可能恶劣的环境影响，确保密封的稳定性和使用寿命；另一方面，下阀板和上阀板阶梯装配，环形中空盘作用到上阀板上作用力可以一部分传递到下阀板上，从而降低对主轴与上阀板之间的磨损，提高主轴寿命的同时，使分配阀不易失效。

附图说明

图1为本发明一种流体分离设备的主视图；

图2为图1中流体分离设备的俯视图；

图3为图1中流体分离设备的传动滚筒示意图；

图4为图1中流体分离设备的传动装置示意图；

其中，1支撑基础、2导向滚、3侧导轨、4支撑滚、5支撑轨道、6环形中空盘、7吸附柱、8阀座、9下阀板、10上阀板、11转盘轴承、12连接装置、13滚动轴承、14圆螺母、15主轴、16管道、17上压紧装置、18镶嵌密封、19下压紧装置、20传动轴、21传动支撑、22传动滚筒、23传动装置、24驱动装置、25直线导轨、26前限位装置、27后限位装置、28滑块、29活动传力机构、30流道通孔。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

参见图1-4，本发明提出的一种流体分离设备，包括主轴15、设置于主轴15上的分配阀、连接在分配阀外周的环形中空盘6、设置在环形中空盘6上的多个吸附柱7以及驱动环形中空盘6绕主轴15转动的驱动装置24，装配时，主轴15可以直接固定在支撑基础1上，也可以通过阀座8固定在支撑基础1，阀座8可以支撑主轴15及分配阀，分配阀包括下阀板9和上阀板10，下阀板9与主轴15固定连接，该固定连接可以是直接固定或间接固定，上阀板10可转动设置在主轴15上，即上阀板10与主轴15转动连接，同时，上阀板10的外周与环形中空盘6的内周连接，可以理解，驱动装置24驱动环形中空盘6绕主轴15转动的同时，也会带动上阀板10的转动，下阀板9和上阀板10上设有对应的且与吸附柱7的进口、出口数量相同的流道通孔30，该流道通孔30沿下阀板9和上阀板10的圆周均匀布置，上阀板10上的流道通孔30通过管道16与各吸附柱7的进口和出口相连，下阀板9上的流道通孔30通过管道16与原始物料的1……N进口和1……M出口相连(M和N为整数)。与现有技术不同的是，该实施例的流体分离设备，其下阀板9和上阀板10的其中之一者上设置有圆形的凹槽，另一者上设置有与凹槽匹配的凸台，具体地，可以在上阀板10上设置圆形的凹槽，下阀板9上设置圆形的凸台，凹槽与凸台匹配，并在分配阀装配后凹槽与凸台配合，使下阀板9和上阀板10形成一种镶嵌或阶梯接触，流道通孔30经过凹槽的底面和凸台的顶面贯穿下阀板9和上阀板10，如图1所示，流道通孔30自下而上从下阀板9的下平面、凸台的顶面、凹槽的底面、上阀板10的上平面依次贯穿。通过使下阀板9和上阀板10形成镶嵌或阶梯接触，一方面，平面密封的面积大幅度减少，环境中的灰尘等杂物不易进入分配阀，尤其是阶梯接触部分，从而提高了分配阀的密封性能，确保密封不变形，密封材料不和外界接触而不被外界可能恶劣的环境影响，确保密封的稳定性和使用寿命；另一方面，下阀板9和上阀板阶10梯装配，环形中空盘6作用到上阀板10上作用力可以一部分传递到下阀板9上，从而降低对主轴15与上阀板10之间的磨损，提高主轴15寿命的同时，使分配阀不易失效。

上述方案中，为提高各流道通孔30之间的密封性及下阀板9和上阀板10之间的密封性，优选地，凹槽和凸台之间设置有镶嵌密封18，镶嵌密封18位于凹槽的底面和凸台的顶面之间。为便于上阀板10相对于下阀板9转动，下阀板9和上阀板10之间设置有转盘轴承11，上阀板10与主轴15之间设置有滚动轴承13，滚动轴承13优选为推力轴承，上阀板10的上方设置有上压紧装置17，下阀板9的下方设置有下压紧装置19，上压紧装置17和下压紧装置19有利于保证分配阀的配合和密封。另外，主轴15上还设置有圆螺母14、止动垫圈、蝶形弹簧(图中未示出)，止动垫圈、蝶形弹簧位于圆螺母14与上压紧装置17之间，通过圆螺母14、止动垫圈、蝶形弹簧及上压紧装置17，可以将上阀板10紧紧地压在下阀体9上,保证密封，防止松动。

上述方案中，为保证环形中空盘6的旋转稳定性，如图1所示，环形中空盘6的下方设置有支撑滚4，环形中空盘6包括与支撑滚4对应的支撑轨道5；和/或，环形中空盘6的下方设置有导向滚2，环形中空盘6包括与导向滚2对应的侧导轨3，优选地，支撑滚4和导向滚2的数量大于等于3个；作为一种等同的方式，也可以环形中空盘6的下方设置支撑轨道，环形中空盘6包括与支撑轨道对应的支撑滚，即将支撑滚连接在环形中空盘6的底部；和/或，环形中空盘6的下方设置有侧导轨，环形中空盘6包括与侧导轨对应的导向滚，即将导向滚连接在环形中空盘6的底部。支撑滚4和导向滚2优选沿环形中空盘6的径向布置，即位于环形中空盘6底部的不同圆周上。

上述方案中，为避免因环形中空盘6和分配阀的制造误差造成的装配复杂性，本实施例中，上阀板10的外周与环形中空盘6的内周通过弹性连接装置12连接，弹性连接装置12在上阀板10的圆周方向具有预定变形量。前述弹性连接是指上阀板10的外周与环形中空盘6不直接固定，而是用高分子高密度材料制作成可允许一定相对错位，此弹性可消除大型的环形中空盘6和分配阀间的变形误差，且因为环形中空盘6的直径相对上阀板10和下阀板9上的流道通孔30直径足够大，弹性连接不会给所要精准控制的上阀板10和下阀板9上流道通孔30一一对应带来反面影响。

上述方案中，为避免现有技术中采用圆弧形状的固定导轨带来的结构复杂，转台驱动容易发生故障等问题，本实施例中，如图3-4所示，驱动装置24通过传动装置23驱动环形中空盘6转动，传动装置23包括直线导轨25及在直线导轨25上滑动的滑块28，驱动装置24与滑块28连接，滑块28上连接有活动传力机构29，活动传力机构29与环形中空盘6配合以驱动环形中空盘6转动。由于采用直线导轨25及滑块28，结构简单，滑块28滑动方便，不易卡死，同时通过滑块28的往复运动，可以实现上阀板10与环形中空盘6的同步精准间隔运动。同时，环形中空盘6的外周固定设置有传动支撑21，传动支撑21上设置有传动轴20，传动轴20上套设有传动滚筒22，传动轴20与传动支撑21之间可转动连接，和/或，传动轴20与传动滚筒22之间可转动连接，活动传力机构29与传动滚筒22配合以驱动环形中空盘6转动，优选地，两个传动支撑21与一个传动轴20和一个传动滚筒22构成一个支撑座，支撑座的数量可以为吸附柱7的整数倍，作为最佳方式，支撑座的数量等于吸附柱7的数量，这样，通过驱动支撑座可以精准控制实现分配阀和环形中空盘6的一对一分度运动，且设计制作简单，设备造价低，安装和操作方便。另外，传动装置23上设置有前限位装置26及后限位装置27，活动传力机构29与前限位装置26及后限位装置27配合以限定活动传力机构29的行程，进而实现对滑块28往复直线运动的精准位置控制。

上述方案中，驱动装置24可以为电动推杆、液压缸、气缸或曲柄连杆机构，选择多样，容易制造，成本低。不难发现，根据本发明上述结构的流体分离设备具有结构简单、操作方便、占地面积小、制造成本低、生产效率高等的优点。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种流体分离设备，包括主轴(15)、设置于所述主轴(15)上的分配阀、连接在所述分配阀外周的环形中空盘(6)、设置在所述环形中空盘(6)上的多个吸附柱(7)以及驱动所述环形中空盘(6)绕所述主轴(15)转动的驱动装置(24)，所述分配阀包括下阀板(9)和上阀板(10)，所述下阀板(9)与所述主轴(15)固定连接，所述上阀板(10)与所述主轴(15)转动连接，所述上阀板(10)的外周与所述环形中空盘(6)的内周连接，所述下阀板(9)和上阀板(10)上设有对应的且与所述吸附柱(7)的进口、出口数量相同的流道通孔(30)，其特征在于，所述下阀板(9)和上阀板(10)的其中之一者上设置有圆形的凹槽，另一者上设置有与所述凹槽匹配的凸台，所述流道通孔(30)经过所述凹槽的底面和凸台的顶面贯穿所述下阀板(9)和上阀板(10)。

2.根据权利要求1所述的流体分离设备，其特征在于，所述凹槽和凸台之间设置有镶嵌密封(18)，所述镶嵌密封(18)位于所述凹槽的底面和所述凸台的顶面之间。

3.根据权利要求1所述的流体分离设备，其特征在于，所述下阀板(9)和上阀板(10)之间设置有转盘轴承(11)，所述上阀板(10)与所述主轴(15)之间设置有滚动轴承(13)，所述上阀板(10)的上方设置有上压紧装置(17)，所述下阀板(9)的下方设置有下压紧装置(19)。

4.根据权利要求3所述的流体分离设备，其特征在于，所述主轴(15)上还设置有圆螺母(14)、止动垫圈、蝶形弹簧，所述止动垫圈、蝶形弹簧位于所述圆螺母(14)与所述上压紧装置(17)之间。

5.根据权利要求1所述的流体分离设备，其特征在于，所述环形中空盘(6)的下方设置有支撑滚(4)，所述环形中空盘(6)包括与所述支撑滚(4)对应的支撑轨道(5)；和/或，所述环形中空盘(6)的下方设置有导向滚(2)，所述环形中空盘(6)包括与所述导向滚(2)对应的侧导轨(3)；或，

所述环形中空盘(6)的下方设置有支撑轨道，所述环形中空盘(6)包括与所述支撑轨道对应的支撑滚；和/或，所述环形中空盘(6)的下方设置有侧导轨，所述环形中空盘(6)包括与所述侧导轨对应的导向滚。

6.根据权利要求1所述的流体分离设备，其特征在于，所述上阀板(10)的外周与所述环形中空盘(6)的内周通过弹性连接装置(12)连接，所述弹性连接装置(12)在所述上阀板(10)的圆周方向具有预定变形量；和/或，

所述流体分离设备还包括支撑所述分配阀的阀座(8)，所述上阀板(10)上的流道通孔(30)通过管道(16)与各吸附柱(7)的进口和出口相连，所述下阀板(9)上的流道通孔(30)通过管道(16)与原始物料进口和出口相连。

7.根据权利要求1-6任一项所述的流体分离设备，其特征在于，所述驱动装置(24)通过传动装置(23)驱动所述环形中空盘(6)转动，所述传动装置(23)包括直线导轨(25)及在所述直线导轨(25)上滑动的滑块(28)，所述驱动装置(24)与所述滑块(28)连接，所述滑块(28)上连接有活动传力机构(29)，所述活动传力机构(29)与所述环形中空盘(6)配合以驱动所述环形中空盘(6)转动。

8.根据权利要求7所述的流体分离设备，其特征在于，所述环形中空盘(6)的外周固定设置有传动支撑(21)，所述传动支撑(21)上设置有传动轴(20)，所述传动轴(20)上套设有传动滚筒(22)，所述传动轴(20)与所述传动支撑(21)之间可转动连接，和/或，所述传动轴(20)与所述传动滚筒(22)之间可转动连接，所述活动传力机构(29)与所述传动滚筒(22)配合以驱动所述环形中空盘(6)转动。

9.根据权利要求7所述的流体分离设备，其特征在于，所述传动装置(23)上设置有前限位装置(26)及后限位装置(27)，所述活动传力机构(29)与所述前限位装置(26)及后限位装置(27)配合以限定所述活动传力机构(29)的行程。

10.根据权利要求7所述的流体分离设备，其特征在于，所述驱动装置(24)为电动推杆、液压缸、气缸或曲柄连杆机构。