CN108097474B - 卧式磁悬浮水力离心分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卧式磁悬浮水力离心分离装置，包括：圆柱状的外壳体，其内壁上设有第一磁铁，所述外壳体轴向方向上的前后两端分别设有污泥排出口和清液排出口；内筒体，其外壁上设有第二磁铁，所述第二磁铁的磁极方向与第一磁铁的磁极方向相反，以使内筒体在磁力作用下悬浮于外壳体内，所述内筒体与外壳体共轴设置，所述内筒体轴向方向上的前后两端分别设有污泥出口和清液出口；叶片，其设于所述内筒体的尾端，以在驱动力的作用下带动内筒体绕着其自身轴心转动；空心螺旋输送器以及流体管道。相应地，本发明还公开了一种乳化液处理系统，其包括上述卧式磁悬浮水力离心分离装置。本发明所述的卧式磁悬浮水力离心分离装置具有结构简单、能源损耗低以及环保节能的优点。

Description

卧式磁悬浮水力离心分离装置

技术领域

本发明涉及离心分离装置，尤其涉及卧式离心分离装置。

背景技术

目前，镁合金带材在轧制过程中使用乳化液进行冷却，乳化液经净化处理及冷却降温后，循环使用。在生产过程中对乳化液的通常采用的处理流程为：首先，使用机械过滤的方法，对乳化液进行固液分离，以去除乳化液中的悬浮颗粒物及氧化镁颗粒；然后，采用过滤器进行过滤；最后，经过板式换热器冷却后，用泵加压对乳化液循环使用。

由于常规使用的固液分离装置采用电力驱动，装置使用时噪音较大，且因为部件间的互相接触产生摩擦，使得现有技术中的固液分离装置能源损耗较大。此外，由于乳化液主要包括水、轧制油、表面活性剂、防锈添加剂、极压添加剂摩擦改进剂及抗氧化剂，因而，采用立式固液分离器分离时分离效果不理想，沉降工作面积小。

鉴于此，期望获得一种离心分离装置，可以采用卧式分离，在固液分离时，噪音小，能源损耗低，且分离效果显著。

发明内容

本发明的目的在于提供一种卧式磁悬浮水力离心分离装置，其通过设置磁力悬浮，使得转动部位不需要相互接触，在离心分离转动时减少了能源损失，利用乳化液的冲击力作为动力，不依赖电动机提供动能，使得该卧式磁悬浮水力分离心分离装置高效环保节能。

根据上述发明目的，本发明提出了一种卧式磁悬浮水力离心分离装置，包括：

圆柱状的外壳体，其内壁上设有第一磁铁，所述外壳体轴向方向上的前后两端分别设有污泥排出口和清液排出口；

内筒体，其外壁上设有第二磁铁，所述第二磁铁的磁极方向与第一磁铁的磁极方向相反，以使内筒体在磁力作用下悬浮于外壳体内，所述内筒体与外壳体共轴设置，所述内筒体轴向方向上的前后两端分别设有污泥出口和清液出口；

叶片，其设于所述内筒体的尾端，以在驱动力的作用下带动内筒体绕着其自身轴心转动；

空心螺旋输送器，其固定设于所述内筒体的内部，所述空心螺旋输送器的头部具有进料口，所述空心螺旋输送器的圆周壁上开设有沿轴向方向延伸的布料槽，所述圆周壁的外部设有螺旋叶片；

流体管道，其上设有第一喷口和第二喷口，所述第一喷口与第二喷口临近所述叶片设置，且自第一喷口喷射出的流体驱动叶片在第一方向上转动或阻止叶片在第二方向上转动，自第二喷口喷射出的流体驱动叶片在第二方向上转动或阻止叶片在第一方向上转动，所述第一方向与第二方向相反。

本发明所述的卧式磁悬浮水力离心分离装置工作时，待处理乳化液由空心螺旋输送器的进料口进入，通过空心螺旋输送器上的布料槽进入内筒体，由于内筒体通过在流体管道中的流体冲击内筒体尾端叶片产生的驱动力的作用下，绕自身轴心转动，转动时产生的离心力实现固液离心分离效果。由于内筒体依靠与外壳体相作用的磁力悬浮，部件间没有接触，因而其旋转阻力很小，内筒体可以快速转动。在此过程中，固相颗粒沉降在内筒体内壁，螺旋叶片推动固相颗粒从污泥出口排出至外壳体，随后固相颗粒从外壳体的污泥排出口排出，而分离后的清液则从清液出口流出至外壳体，再从外壳体的清液排出口排出。

由于流体管道具有第一喷口和第二喷口，因而，自第一喷口喷射出的流体驱动叶片在第一方向上转动或阻止叶片在第二方向上转动，自第二喷口喷射出的流体驱动叶片在第二方向上转动或阻止叶片在第一方向上转动，所述第一方向与第二方向相反。

也就是说，通过上述设置，可以利用第一喷口与第二喷口间的喷射流体产生的冲击力差异控制回流乳化液带动内筒体的转速，或者，实现对转动的叶片进行制动。

进一步地，在本发明所述的卧式磁悬浮水力离心分离装置中，所述第一磁铁和第二磁铁为永磁铁圈，所述第二磁铁的半径小于第一磁铁的半径。

进一步地，在本发明所述的卧式磁悬浮水力离心分离装置中，所述空心螺旋输送器的圆周壁上开设有若干个所述布料槽，该若干个布料槽沿圆周壁的周向方向排布，从而提高了分离效果。

进一步地，本发明所述的卧式磁悬浮水力离心分离装置中，所述第一喷口连接有第一阀，所述第二喷口连接有第二阀。为了实现进一步控制第一喷口和第二喷口的流体流速，在第一喷口和第二喷口处设置第一阀和第二阀。

进一步地，本发明所述的卧式磁悬浮水力离心分离装置中，所述叶片与内筒的圆周面以30-60°的角度相切。

进一步地，本发明所述的卧式磁悬浮水力离心分离装置中，所述外壳体包括分体设置且相互连接的两个半壳体。半壳体的分体设置易于开启关闭卧式磁悬浮水力离心分离的外壳体。

在一些优选的实施方式中，内筒体的头部设置为锥形部，与锥形部衔接的部分为圆柱体，头部为锥形部的设置方式以使得固相颗粒沉降时，可以受到叶片的挤压沥干，降低固相颗粒的含水量，从而降低乳化液的损失。

相应地，本发明的另一目的在于提供一种乳化液处理系统，通过对离心分离后的乳化液进行收集再利用，达到环保节能，减少环境污染及避免物料浪费。

根据上述目的，本发明还提出了一种乳化液处理系统，其至少包括一个上述卧式磁悬浮水力离心分离装置。

进一步地，在本发明所述的乳化液处理系统，还包括：

待处理乳化液储藏箱，其通过第一管路与所述卧式磁悬浮水力离心分离装置中的进料口连接，所述第一管路上设有阀和泵；

清液储藏箱，其通过第二管路与所述卧式磁悬浮水力离心分离装置中的清液排出口连接，所述第二管路上设有阀；所述清液储藏箱的出口通过第三管路与所述卧式磁悬浮水力离心分离装置中的流体管道连接，所述第三管路上设有泵和阀；

换热器，其第一输入端通过第四管路与清液储藏箱的出口连接，其第二输入端与冷却水连接，所述换热器的输出端输出经过冷却的清液，所述第四管路上设有阀。

在本发明所述的乳化液处理系统中，待处理乳化液储藏箱内的待处理乳化液经第一管路进入所述卧式磁悬浮水力分离装置内，经离心分离后，固相颗粒沉降于内筒体内壁，清液由清液排出口排出，经第二管路进入清液储藏箱。清液储藏箱内的清液一部分经第三管路进入流体管道内，一部分经第四管路流入流体管道内。

在一些优选的实施方式中，本发明所述的乳化液处理系统中，为了进一步提高处理效果，清液储藏箱出口处设置有过滤器。

进一步地，本发明所述的乳化液处理系统中，所述待处理乳化液储藏箱和清液储藏箱内分别设有液位计。

进一步地，本发明所述的乳化液处理系统，所述第一管路上设有压力计，所述第三管路和/或第四管路上也设有压力计，用以控制管路内流体压强。

需要说明的是，本发明所述的乳化液处理系统也可以通过管路连接的方式可以将若干个上述卧式磁悬浮水力离心分离装置连接实现乳化液的多次固液分离，例如：经一卧式磁悬浮水力离心分离装置离心分离后的清液经第三管路和第四管路流入流体管道后，由流体管道进入另一卧式磁悬浮水力离心分离装置的进料口进行再次离心分离。

本发明所述的卧式磁悬浮水力离心分离装置，相较于现有技术中的乳化液处理装置，无需设置任何过滤网或滤芯，因而，无需进行反冲洗和日常维护，降低了运行维护成本。

此外，本发明所述的卧式磁悬浮水力离心分离装置采用卧式磁悬浮技术，使得装置性能稳定，结构简单，噪音小，能源损耗低，分离效果好。

本发明所述的卧式磁悬浮水力离心分离装置采用的喷口结构，使得装置依靠水力带动叶轮使内筒体转动产生离心力，进而实现固液分离，有效减少了液体的损失量，降低了固相颗粒的含水量，有利于固相颗粒的后续处理。

相应地，本发明所述的乳化液处理系统通过采用上述卧式磁悬浮水力离心分离装置有效对乳化液进行了固液离心分离处理，实现了乳化液的循环使用，使得本发明所述的乳化液处理系统环保节能。

另外，本发明所述的乳化液处理系统还具有能源利用率高，能源消耗低，结构紧凑简单，操作简单，运行安全，维护方便的优点。

附图说明

图1为本发明所述的卧式磁悬浮水力离心分离装置在一种实施方式下的结构示意图。

图2显示了本发明所述的卧式磁悬浮水力离心分离装置在一种实施方式下流体管道第一喷口和第二喷口的结构。

图3从另一视角显示了本发明所述的卧式磁悬浮水力离心分离装置在一种实施方式下内筒体结构。

图4为本发明所述的乳化液处理系统在一种实施方式下的结构示意图。

具体实施方式

以下将根据本发明的具体实施例及说明书附图对本发明所述的卧式磁悬浮水力离心分离装置及乳化液处理系统作进一步的说明，但是该说明并不构成对本发明的不当限定。

图1显示了本发明所述的卧式磁悬浮水力离心分离装置在一种实施方式下的结构。如图1所示，该卧式磁悬浮水力离心分离装置包括外壳体1、内筒体2、空心螺旋输送器3以及流体管道4。其中，外壳体1轴向方向上的前后两端分别设有污泥排出口12和清液排出口13，其内壁上设有固定永磁铁圈14，与内筒体外壁上设有的旋转永磁铁圈23的磁极相反，以使内筒体2在磁力作用下悬浮于外壳体1内，内筒体2与外壳体1共轴设置，内筒体2轴向方向上的前后两端分别设有污泥出口21和清液出口22；叶片24设于内筒体2的尾端，以在驱动力的作用下带动内筒体2绕着其自身轴心转动；空心螺旋输送器3，其固定设于内筒体2的内部，空心螺旋输送器3的头部具有进料口11，空心螺旋输送器3的圆周壁上开设有沿轴向方向延伸的布料槽31，所述圆周壁的外部设有螺旋叶片32；流体管道4其上设有第一喷口P1和第二喷口P2，第一喷口P1与第二喷口P2临近叶片24设置。

流体管道4通有回流乳化液P12，待处理乳化液P11由进料口11进入，通过空心螺旋输送器3上的布料槽31进入内筒体2内转动，产生的离心力实现了固液离心分离，由于内筒体2的转动和固定的空心螺旋器3的相对运动，使得螺旋叶片32将不断沉积的固相颗粒P21推向污泥出口21进入外壳体1中，再从外壳体1的污泥排出口12排出；而分离出的清液P22从清液出口22流出至清液排出口13流出。此外，回流乳化液P12由第一喷口P1和第二喷口P2喷出，且自第一喷口P1喷射出的回流乳化液P12驱动叶片24在顺时针方向上转动，自第二喷口P2喷射出的回流乳化液P12驱动叶片24在逆时针方向上转动。

在另一些实施方式中，自第一喷口P1喷射出的回流乳化液P12驱动叶片24在顺时针方向上转动，自第二喷口P2喷射出的回流乳化液P12阻止叶片24在顺时针方向上转动。

需要说明的是，本实施方式中，旋转永磁铁圈23的半径小于固定永磁铁圈14。此外，空心螺旋输送器具有四个或更多布料槽31，布料槽31沿圆周壁的周向方向排布。

图2显示了本发明所述的卧式磁悬浮水力离心分离装置在一种实施方式下流体管道第一喷口和第二喷口的结构。如图2所示，流体管道具有第一喷口P1和第二喷口P2，通过调整第一喷口P1和第二喷口P2内喷射流体的流速，从而达到调整叶轮转动，调节固液分离效果的目的。

图3从另一视角显示了本发明所述的卧式磁悬浮水力离心分离装置在一种实施方式下内筒体结构。从图3中可以看出，内筒体具有叶片24，叶片与内筒体的圆周面以30°-60°的角度相切。

图4为本发明所述的乳化液处理系统在一种实施方式下的结构示意图。如图4所示，乳化液处理系统包括待处理乳化液储藏箱101、卧式磁悬浮水力离心分离装置300、过滤器401、清液储藏箱501以及板式换热器711。其中待处理乳化液储藏箱101，其通过第一管路与卧式磁悬浮水力离心分离装置300中的进料口连接，第一管路上设有第一压力计221、第一泵211、第一阀201、第二阀202以及第三阀203。

清液储藏箱501，其通过第二管路与卧式磁悬浮水力离心分离装置300中的清液排出口连接，该第二管路上设有第四阀301、第五阀302以及过滤器401和过滤器阀4011；该清液储藏箱的出口通过第三管路与卧式磁悬浮水力离心分离装置300中的流体管道连接，第三管路上设有第二泵611、第二压力计621、第六阀601、第七阀602、第八阀603以及第九阀604；

换热器711，其第一输入端通过第四管路与清液储藏箱501的出口连接，其第二输入端与冷却水P13连接，换热器的输出端输出经过冷却的清液，第四管路上设有第十阀701、第十一阀703、第十二阀704和第十三阀702。其中第十一阀703为换热器711的设备接口阀，第二阀202以及第四阀301为多功能阀，用于保护设备。

结合图4，对本发明所述的乳化液处理系统的工作原理进一步说明：工作时，待处理乳化液储藏箱101内具有第一液位计送出第一液位信号，使得第一管路的第一阀201打开，通过第一泵211将待处理乳化液送入卧式磁悬浮水力离心分离装置300中进行分离，第一压力计221监控送入卧式磁悬浮水力离心分离装置300内的流体压力，经固液离心分离后，分离出的固相颗粒直接排出，分离出的清液则经第二管路通过过滤器401后进入清液储藏箱501，清液储藏箱501内具有第二液位计，当清液储藏箱注满后，第二液位计发出第二液位信号，使得第六阀601打开，清液被第二泵611一部分输送回卧室磁悬浮水力离心分离装置300中的流体管道，另一部分则输送至换热器，与换热器内的冷却水P13热交换后，用于生产线使用，第二压力计621用于监控经第二泵611输送时的清液压力。

需要注意的是，以上所列举的实施例仅为本发明的具体实施例。显然本发明不局限于以上实施例，随之的类似变化或变形是本领域技术人员能从本发明公开的内容直接得出或者很容易便联想到的，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种卧式磁悬浮水力离心分离装置，其特征在于，包括：

圆柱状的外壳体，其内壁上设有第一磁铁，所述外壳体轴向方向上的前后两端分别设有污泥排出口和清液排出口；

内筒体，其外壁上设有第二磁铁，所述第二磁铁的磁极方向与第一磁铁的磁极方向相反，以使内筒体在磁力作用下悬浮于外壳体内，所述内筒体与外壳体共轴设置，所述内筒体轴向方向上的前后两端分别设有污泥出口和清液出口；

叶片，其设于所述内筒体的尾端，以在驱动力的作用下带动内筒体绕着其自身轴心转动；

空心螺旋输送器，其固定设于所述内筒体的内部，所述空心螺旋输送器的头部具有进料口，所述空心螺旋输送器的圆周壁上开设有沿轴向方向延伸的布料槽，所述圆周壁的外部设有螺旋叶片；

流体管道，其上设有第一喷口和第二喷口，所述第一喷口与第二喷口临近所述叶片设置，且自第一喷口喷射出的流体驱动叶片在第一方向上转动或阻止叶片在第二方向上转动，自第二喷口喷射出的流体驱动叶片在第二方向上转动或阻止叶片在第一方向上转动，所述第一方向与第二方向相反。

2.如权利要求1所述的卧式磁悬浮水力离心分离装置，其特征在于，所述第一磁铁和第二磁铁为永磁铁圈，所述第二磁铁的半径小于第一磁铁的半径。

3.如权利要求1所述的卧式磁悬浮水力离心分离装置，其特征在于，所述空心螺旋输送器的圆周壁上开设有若干个所述布料槽，该若干个布料槽沿圆周壁的周向方向排布。

4.如权利要求1所述的卧式磁悬浮水力离心分离装置，其特征在于，所述第一喷口连接有第一阀，所述第二喷口连接有第二阀。

5.如权利要求1所述的卧式磁悬浮水力离心分离装置，其特征在于，所述叶片与内筒体的圆周面以30-60°的角度相切。

6.如权利要求1所述的卧式磁悬浮水力离心分离装置，其特征在于，所述外壳体包括分体设置且相互连接的两个半壳体。

7.一种乳化液处理系统，其包括如权利要求1-6中任意一项所述的卧式磁悬浮水力离心分离装置。

8.如权利要求7所述的乳化液处理系统，其特征在于，还包括：

待处理乳化液储藏箱，其通过第一管路与所述卧式磁悬浮水力离心分离装置中的进料口连接，所述第一管路上设有阀和泵；

清液储藏箱，其通过第二管路与所述卧式磁悬浮水力离心分离装置中的清液排出口连接，所述第二管路上设有阀；所述清液储藏箱的出口通过第三管路与所述卧式磁悬浮水力离心分离装置中的流体管道连接，所述第三管路上设有泵和阀；

换热器，其第一输入端通过第四管路与清液储藏箱的出口连接，其第二输入端与冷却水连接，所述换热器的输出端输出经过冷却的清液，所述第四管路上设有阀。

9.如权利要求8所述的乳化液处理系统，其特征在于，所述待处理乳化液储藏箱和清液储藏箱内分别设有液位计。

10.如权利要求8所述的乳化液处理系统，其特征在于，所述第一管路上设有压力计，所述第三管路和/或第四管路上也设有压力计。