CN104941816A - 立式连续卸料沉降离心机 - Google Patents

Abstract

一种立式连续卸料沉降离心机，包括电机、转鼓、螺旋推料器、进料管、出渣口、出液口、溢流口、机座以及离心机壳体，进料管与螺旋推料器中的分配室相通，螺旋推料器上设有与转鼓的鼓腔相通的出料口，离心机壳体安装在机座上，电机安装在离心机壳体上电机的输出轴与螺旋推料器上的输入轴连接，转鼓一端的输出轴与输入轴可转动连接，转鼓另一端与离心机壳体及螺旋推料器分别可转动连接，其中螺旋推料器上的输入轴与转鼓上的输出轴之间设有一个差速变速机构。本发明的优点是不但能够使转鼓与螺旋推料器之间的速差比更小且非常恒定，离心机控制部分简单，而且还能使离心机的结构紧凑，体积变小，生产制造简单。

Description

立式连续卸料沉降离心机

技术领域：

本发明涉及一种固液分离设备，具体讲是一种立式连续卸料沉降离心机。

背景技术：

离心机是一种利用离心力将悬浮液中的固体颗粒与液体分开的固液分离设备，它主要用于化工、选矿、石油、制药、食品等行业，以及有恶臭气味污水处理等需要对含固悬浮液进行沉降分离的场合。目前，常规的离心机主要为卧式螺旋卸料沉降离心机，这种离心机主要包括机架、转鼓、螺旋推料器、差速器、进料管、主电机、副电机以及两个分别控制主电机和副电机转速的变频器，转鼓两端的转轴分别支撑在机架上，转鼓的输入轴与主电机的输出轴连接，螺旋推料器与转鼓之间的相对运动是由差速器来实现的，差速器的外壳与转鼓连接，差速器的输出轴与螺旋推料器连接，差速器的输入轴与副电机的输出轴连接，螺旋推料器安装在转鼓内，螺旋推料器与进料管连接相通，螺旋推料器上设有与转鼓内腔相通的进料口，转鼓大端设有溢流口，转鼓小端设有出渣口。上述结构的卧式螺旋卸料沉降离心机的工作原理是，主电机带动转鼓高速旋转的同时也带动了差速器外壳的旋转，由于差速器输入轴与副电机的输出轴连接，副电机产生制动力矩，从而驱动行星轮按照所设计的传动关系运转，并按一定的比较关系将扭矩传递给螺旋推料器，从而驱动螺旋推料器相对转鼓进行同向不同步的旋转，而需要分离的悬浮液从进料管通过螺旋推料器上的出料口进入转鼓内，在离心力的作用下，悬浮液的固相被沉降在转鼓内壁，并由螺旋推料器上的旋转叶片推送到转鼓小端后从出渣口排出，澄清后的液相则从转鼓大端的溢流口流出，最终实现固液分离。

固料含湿量是检验离心机功能的一个非常重要的指标，我们知道，转鼓一般包括柱段和锥段，螺旋推料器与转鼓同向不同步旋转，分离出来的固体沿轴向从柱段被推向锥段，锥段有一定锥角，固体在锥段停留的时间可以通过改变差转速来实现，而停留时间的长短是决定固体含湿量的一个重要因素，换句话说，差速器的差速比越小，固料在转鼓内的移动速度就越慢，这样转鼓内干燥段的脱液作用就越明显，固料的含湿量就越小。

经多年使用后，人们发现上述结构的卧式螺旋卸料沉降离心机存在缺陷，即现有技术卧式螺旋卸料沉降离心机中的转鼓与螺旋推料器之间是通过差速器连接，且使用主、副两个电机经过变频器分别控制转鼓和螺旋推料器的转速以达到它们之间的转速差，而当流体物料进入时，由于流体的固含量的多少、性状以及进料量的多少、波动等因素都会影响螺旋推料器的负荷，从而使调好的转速差发生变化，造成离心机的控制部分需要不断的检测、调整、补偿才能保证速差的稳定，这样使得离心机的控制部分变得十分复杂。为此，人们也会简单地用变速器来完成转鼓与螺旋推料器之间的速差，但速差不尽如人意，据一些报道说目前已经可以做成1/125的变速器，也就是说在3000转/分的转速下可得到24转/分的速差，我们知道速差越小固料的含湿量就越少，有些离心机甚至需要低于7转/分的速差，这样的变速器在制造上是有困难的，其原因在于，为了能够达到较小的速差，变速器中齿轮齿数的数量就要求比较大，而在一定的齿轮模数要求下，齿轮外径就会做得很大，这样不但会增大变速器及离心机的体积，而且也给离心机的生产制造带来了一定的麻烦。

另外，现有技术卧式螺旋卸料沉降离心机中的转鼓与螺旋推料器都是在无料的情况下进行动平衡的校验与加工的，当流体物料加入时，由于地心引力的作用，转鼓与螺旋推料器的动平衡容易受到影响甚至产生共振。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是，提供一种不但能够使转鼓与螺旋推料器之间的速差比更小且非常恒定，离心机控制部分简单，而且还能使离心机的结构紧凑，体积变小，生产制造简单的立式连续卸料沉降离心机。

本发明的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的立式连续卸料沉降离心机，它包括电机、转鼓、螺旋推料器、进料管、出渣口、出液口、溢流口、机座以及离心机壳体，进料管与螺旋推料器中的分配室相通，螺旋推料器上设有与转鼓的鼓腔相通的出料口，离心机壳体安装在机座上，电机安装在离心机壳体上，电机的输出轴与螺旋推料器上的输入轴连接，转鼓一端的输出轴与输入轴可转动连接，转鼓另一端与离心机壳体及螺旋推料器分别可转动连接，其中，螺旋推料器上的输入轴与转鼓上的输出轴之间设有一个差速变速机构。

采用以上结构后，与现有技术相比，本发明的有益效果是：不但能够使转鼓与螺旋推料器之间的速差比更小且非常恒定，离心机控制部分简单，而且还能使离心机的结构紧凑，体积变小，生产制造简单。

本发明所述的立式连续卸料沉降离心机，其中，差速变速机构包括第一级一齿差变速器和第二级一齿差变速器，第一级一齿差变速器与螺旋推料器上的输入轴连接，第二级一齿差变速器与转鼓上的输出轴连接，第一级一齿差变速器和第二级一齿差变速器连接形成互差关系。

本发明所述的立式连续卸料沉降离心机，其中，第一级一齿差变速器包括第一外齿轮和第一内齿圈，第一内齿圈齿数比第一外齿轮齿数多一个，第一外齿轮套紧在输入轴上且与第一内齿圈齿合，第一内齿圈与第二级一齿差变速器连接。

本发明所述的立式连续卸料沉降离心机，其中，第一外齿轮的齿数为二十四个，第一内齿圈的齿数为二十五个。

本发明所述的立式连续卸料沉降离心机，其中，第二级一齿差变速器包括第二外齿轮和第一内齿圈，第一内齿圈齿数比第二外齿轮齿数多一个，第二外齿轮套紧在输出轴上且与第一内齿圈齿合，第一内齿圈与第一级一齿差变速器连接。

本发明所述的立式连续卸料沉降离心机，其中，第二外齿轮的齿数为二十二个，第一内齿圈的齿数为二十三个。

作为一种改进，本发明所述的立式连续卸料沉降离心机，其中，离心机壳体是竖直地安装在机座上，电机位于离心机壳体顶部，出液口以及进料管的进料口均位于离心机壳体下方，出渣口设置在转鼓的上部小端，溢流口位于转鼓底部大端。通过上述结构可知，本发明离心机采用的是一种立式结构的离心机，较一般的卧式离心机而言，立式离心机不会由于进料及进料量的大小断续对机器的动平衡产生影响，也不会产生共振现象。另外，本发明离心机的立式结构还设计紧凑、美观，下部进料和出液，上部排固，停机后机内无存液、存渣，运行平稳可靠。

附图说明：

图1是本发明立式连续卸料沉降离心机的结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施方式对本发明立式连续卸料沉降离心机作进一步说明：

如图1所示，本发明立式连续卸料沉降离心机包括电机1、转鼓2、螺旋推料器3、进料管4、出渣口5、出液口6、溢流口27、机座7以及离心机壳体20。进料管4与螺旋推料器3中的分配室8相通，螺旋推料器3上设有与转鼓2的鼓腔9相通的出料口10。离心机壳体20竖直地安装在机座7上，电机1安装在离心机壳体20的顶部。出液口6以及进料管4的进料口均位于离心机壳体20下方，出渣口5设置在转鼓2的上部小端，溢流口27位于转鼓2底部大端。离心机壳体20上设有一个与出渣口5相通的赶渣机构22，赶渣机构22连接有一个出渣绞龙23，由于赶渣机构22和出渣绞龙23均为现有技术，故不在此赘述。电机1的输出轴与螺旋推料器3上的输入轴18通过联轴器24和轴套11连接，轴套11套紧在输入轴18上，轴套11与联轴器24连接。转鼓2一端的输出轴19与螺旋推料器3上的输入轴18通过轴承可转动连接，转鼓2另一端与离心机壳体20及螺旋推料器3分别通过轴承可转动连接。

螺旋推料器3上的输入轴18与转鼓2上的输出轴19之间设有一个结构紧凑、体积较小、能够使输入轴18和输出轴19之间的速差更小且非常恒定的差速变速机构，该差速变速机构包括第一级一齿差变速器和第二级一齿差变速器。第一级一齿差变速器包括第一外齿轮12和第一内齿圈13，第一内齿圈13齿数比第一外齿轮12齿数多一个，第一外齿轮12套紧在输入轴18上且与第一内齿圈13齿合。第二级一齿差变速器包括第二外齿轮14和第二内齿圈15，第二内齿圈15齿数比第二外齿轮14齿数多一个，第二外齿轮14套紧在输出轴19上且与第一内齿圈15齿合。

第二内齿圈15与第一内齿圈13通过销钉固定连接，从而使第二内齿圈15与第一内齿圈13之间形成一个联动内齿圈，并使第一级一齿差变速器和第二级一齿差变速器形成一种互差关系。另外，第一内齿圈13上连接有齿轮上夹板16，第二内齿圈15上连接有齿轮下夹板17，齿轮上夹板16通过轴承与输入轴18可转动连接，齿轮下夹板17通过轴承与输出轴19可转动连接。齿轮上夹板16和齿轮下夹板17可以对第一外齿轮12、第一内齿圈13、第二外齿轮14和第二内齿圈15起固定限位作用。离心机壳体20与第一外齿轮12、第一内齿圈13、第二外齿轮14、第二内齿圈15、齿轮上夹板16及齿轮下夹板17之间设有冷却水套21，冷却水套21的作用是可以及时对离心机进行降温，有效降低因谐波齿轮转动而产生的热量，保证机器平衡、可靠地运行。机座7底部设置有一个法兰25，当需要时可直接将本发明安装在反应釜上，适合诸如悬浮聚合、结晶析出等工艺场合，此时只需将出液口6封住，打开下部内的封盖26，清液就可以流回反应釜，而反应釜生产的固料则看连续有上部出渣绞龙23直接导出。

本发明立式连续卸料沉降离心机中的两对一齿差变速器再互差的结构的设计思路是这样的：如果我们想做一个1/200的差速变速器，按一齿差原理，一个齿轮做200个齿，一个齿轮做199个齿，这样每200转互差1转，假设在一定的模数要求下，齿轮外径就会做的很大，但我们如果做一对1/40一对1/50的变速器再互差，即1/40-1/50＝1/200，这样即保证了一定的模数要求，又不会将齿轮的外径做的很大，速比也达到了要求。通过这样的思路，本发明就可以做到任何差速比值的差速变速器。

在本发明的具体实施方式中，第一外齿轮12的齿数为二十四个，第一内齿圈13的齿数为二十五个，第二外齿轮14的齿数为二十二个，第一内齿圈15的齿数为二十三个。采用以上齿数后，本发明立式连续卸料沉降离心机中的转鼓与螺旋推料器之间的差速比为1/23-1/25＝0.00345，差速比达到了0.4％以下，也就是做了一个1/288的差速变速器，在3000转/分的转速下，3000×0.00345＝10.4，这样我们就得到了约10转/分的速差，这个速差有效提升了本发明的脱液作用，大大降低了固料的含湿量。

本发明立式连续卸料沉降离心机的优点是：

1、与现有技术离心机采用主、副两个电机以及差速器来实现转鼓与螺旋推料器之间的转速差不同，本发明立式连续卸料沉降离心机只使用了一个电机，并通过创新设计的两组一齿差变速器再进行互差来取代现有技术中常用的差速器，从而不但使转鼓和螺旋推料器之间的差速比更小，而且不会受机器负荷的影响，差速比非常恒定，保证了离心机控制部分的简单化。

2、由于本发明采用的是两组一齿差变速器再进行互差的结构，因此，在一定模数的要求下，本发明中的第一外齿轮12、第一内齿圈13、第二外齿轮14和第二内齿圈15的外径均不用做得很大，而且转鼓与螺旋推料器之间的速差也可达到要求，并且两组一齿差变速器再进行互差这种结构可以使我们做到任何差速比值的差速变速器。由于发明中的第一外齿轮12、第一内齿圈13、第二外齿轮14和第二内齿圈15的外径均不用做得很大，且第一外齿轮12、第一内齿圈13、第二外齿轮14和第二内齿圈15之间的结构比较紧凑，因此本发明还具有使离心机生产制造简单、结构紧凑、体积较小的特点。

本发明立式连续卸料沉降离心机的工作过程是：悬浮液由进料管4用泵送入至转鼓2的直线段和锥体段的交汇处并由出料口10喷向转鼓2的鼓腔9内，由于转鼓2高速旋转，在转鼓2内壁形成液环，液环厚度由溢流口27调节。在离心力的作用下，由于固料和清液的比重不同，固料紧紧附着在转鼓2内壁，清液则从溢流口27甩出，经出液口6排出。附着在转鼓2内壁上的固料则由螺旋推料器3缓慢地推至转鼓2锥部的小端甩出，并经赶渣机构22赶至出渣绞龙23的进口并由其连续导出，分离完成，整个过程连续进行。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种立式连续卸料沉降离心机，它包括电机(1)、转鼓(2)、螺旋推料器(3)、进料管(4)、出渣口(5)、出液口(6)、溢流口(27)、机座(7)以及离心机壳体(20)，所述进料管(4)与螺旋推料器(3)中的分配室(8)相通，所述螺旋推料器(3)上设有与转鼓(2)的鼓腔(9)相通的出料口(10)，所述离心机壳体(20)安装在机座(7)上，所述电机(1)安装在离心机壳体(20)上，所述电机(1)的输出轴与螺旋推料器(3)上的输入轴(18)连接，所述转鼓(2)一端的输出轴(19)与输入轴(18)可转动连接，所述转鼓(2)另一端与离心机壳体(20)及螺旋推料器(3)分别可转动连接，其特征在于：所述螺旋推料器(3)上的输入轴(18)与转鼓(2)上的输出轴(19)之间设有一个差速变速机构。

2.根据权利要求1所述的立式连续卸料沉降离心机，其特征在于：所述差速变速机构包括第一级一齿差变速器和第二级一齿差变速器，所述第一级一齿差变速器与螺旋推料器(3)上的输入轴(18)连接，所述第二级一齿差变速器与转鼓(2)上的输出轴(19)连接，所述第一级一齿差变速器和第二级一齿差变速器连接形成互差关系。

3.根据权利要求2所述的立式连续卸料沉降离心机，其特征在于：所述第一级一齿差变速器包括第一外齿轮(12)和第一内齿圈(13)，所述第一内齿圈(13)齿数比第一外齿轮(12)齿数多一个，所述第一外齿轮(12)套紧在输入轴(18)上且与第一内齿圈(13)齿合，所述第一内齿圈(13)与第二级一齿差变速器连接。

4.根据权利要求3所述的立式连续卸料沉降离心机，其特征在于：所述第一外齿轮(12)的齿数为二十四个，所述第一内齿圈(13)的齿数为二十五个。

5.根据权利要求2所述的立式连续卸料沉降离心机，其特征在于：所述第二级一齿差变速器包括第二外齿轮(14)和第二内齿圈(15)，所述第二内齿圈(15)齿数比第二外齿轮(14)齿数多一个，所述第二外齿轮(14)套紧在输出轴(19)上且与第二内齿圈(15)齿合，所述第二内齿圈(15)与第一级一齿差变速器连接。

6.根据权利要求5所述的立式连续卸料沉降离心机，其特征在于：所述第二外齿轮(14)的齿数为二十二个，所述第二内齿圈(15)的齿数为二十三个。

7.根据权利要求1或2所述的立式连续卸料沉降离心机，其特征在于：所述离心机壳体(20)是竖直地安装在机座(7)上，所述电机(1)位于离心机壳体(20)顶部，所述出液口(6)以及进料管(4)的进料口均位于离心机壳体(20)下方，所述出渣口(5)设置在转鼓(2)的上部小端，所述溢流口(27)位于转鼓(2)底部大端。