CN110142152A - 卧螺离心机用进料管 - Google Patents
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Abstract
卧螺离心机用进料管，包括待分离物料管，絮凝剂缓冲液管，推杆，支架；待分离物料管包括第一喷嘴，粗圆柱管，封盖，弯管，法兰，第一喷嘴与粗圆柱管一端相接，封盖固定在粗圆柱管的另一端，弯管靠近所述封盖设置，弯管一端与粗圆柱管侧面相接，且弯管内腔与粗圆柱管内腔相连通；絮凝剂缓冲液管包括第二喷嘴，细圆柱管，第二喷嘴设置在粗圆柱管内，细圆柱管穿过封盖设置在粗圆柱管内，细圆柱管和粗圆柱管之间形成环形流道。本发明的优点是：提高待分离物料与絮凝剂的混合效果，防止进料管出现堵塞情况，提升卧螺离心机的分离效率，降低分离成本。
Description
技术领域
本发明属于离心机领域，具体涉及一种卧螺离心机用进料管。
背景技术
待分离物料中固相颗粒物的颗粒大小、浓度等物理性质对卧螺离心机固液分离能力有重大的影响，适当提高待分离物料中固相颗粒物的颗粒大小，改变待分离物料浓度，可以提高卧螺离心机的分离效率。因此，待分离物料在进入卧螺离心机进行离心分离前，需要对其进行预处理，而预处理的主要方法是向待分离物料中添加絮凝剂，使待分离物料中颗粒物絮凝结团，增大颗粒物的体积，从而提高卧螺离心机的分离效率。
传统上，待分离物料与絮凝剂通过三通管直接汇入进料管，在进料管和物料配给室混合絮凝后进入转鼓进行离心分离。该混合方式并不能保证固液两相的充分混合，导致絮凝剂与待分离物料的混合不均，固相颗粒结团效果差，也对絮凝剂的用量造成一定的浪费，提高了分离成本，降低了离心机的分离效率；另一方面，由于进料管存在一定的阻力损失，卧螺离心机在长期运行后，待分离物料会在进料管内壁面上沉积，严重时可能会堵塞进料管，影响卧螺离心机的正常运行。
因此，为提高絮凝剂与待分离物料的混合效果，防止进料管出现堵塞情况，提升卧螺离心机的分离效率，降低分离成本，就必须对卧螺离心机的结构进行一定的改进。
发明内容
为了解决传统卧螺离心机中待分离物料与絮凝剂的混合效果差，进料管易堵塞的问题，本发明提供一种卧螺离心机用进料管。
本发明采用的技术方案是：
本发明的用于卧螺离心机的进料管轴线与螺旋推料器6轴线重合，所述进料管包括待分离物料管1，絮凝剂缓冲液管2，推杆3，支架4；
所述待分离物料管1包括第一喷嘴11，粗圆柱管12，封盖13，弯管14，法兰15；
所述第一喷嘴11包括细直管段111、锥形管段112和粗直管段113，所述锥形管段112连接所述细直管段111和所述粗直管段113，且所述细直管段111出口置于物料配给室5内；所述第一喷嘴11通过螺纹与所述粗圆柱管12一端相接，所述封盖13通过螺纹固定在所述粗圆柱管12的另一端，所述弯管14靠近所述封盖13设置，所述弯管14一端与所述粗圆柱管12侧面相接，且所述弯管14内腔与所述粗圆柱管12内腔相连通，且弯管14进口面中心轴与所述粗圆柱管12中心轴垂直，弯管14出口面中心轴与所述粗圆柱管12中心轴重合，所述法兰15固定于所述弯管14另一端。
所述絮凝剂缓冲液管2包括第二喷嘴21，细圆柱管22；
所述第二喷嘴21包括细口直管段211、锥形管段212和粗口直管段213，所述第二喷嘴21设置在所述粗圆柱管12内，所述第二喷嘴21出口平面与所述第一喷嘴11的锥形管段112大端平面重合，所述第二喷嘴21通过螺纹与所述细圆柱管22一端相接，所述细圆柱管22穿过所述封盖13设置在所述粗圆柱管12内，且所述第二喷嘴21、所述细圆柱管22与所述粗圆柱管12同轴线设置，所述细圆柱管22和所述粗圆柱管12之间形成环形流道。
所述推杆3包括橡胶活塞31，空心杆32，环形手柄33；
所述推杆3套装在所述细圆柱管22外，且可紧贴所述细圆柱管22在所述粗圆柱管12腔内轴向移动，所述橡胶活塞31设置在所述细圆柱管22和所述粗圆柱管12之间形成环形流道内，所述橡胶活塞31包括圆台段311和圆柱段312，所述橡胶活塞31内有一圆柱形空腔，圆柱形空腔轴线与所述橡胶活塞31重合，且所述橡胶活塞31两端面通过圆柱形空腔相连通；所述圆柱段312上设有环形凹槽，所述空心杆32一端通过环形凹槽与所述橡胶活塞31相连接，所述空心杆32中心贯穿所述封盖13；所述环形手柄33固定在所述空心杆32另一端的侧面，且所述环形手柄33中心轴与所述空心杆32重合。
所述空心杆32支撑在支架4上。
所述支架4包括底座41，支杆42，弹簧43，卡扣44；
所述底座41用于支架4的固定，所述支杆42大端固定在所述底座41上，所述支杆42小端有一通孔，所述空心杆32穿过所述通孔，所述通孔环形内壁上水平方向上设有两个圆柱形凹槽，所述各凹槽内放置有弹簧43，所述弹簧43上放置有圆柱形卡扣44。
所述第一喷嘴11的锥形管段112锥面倾角α为80°，细直管段111的外径D1＝34mm，粗直管段113的外径D2＝64mm；所述待分离物料管1上封盖13到弯管14的距离为L1＝200mm～250mm。
所述封盖13上环形均布有若干个轴向气压平衡孔o。
所述第二喷嘴21的细口直管段211外径为d1＝8mm,且侧面上环形均布有6～10个孔径为1mm的径向第一射流孔a；所述锥形管段212大端外径为d2＝16mm,锥面倾角β为30°～80°，所述锥形管段212侧面上有若干圈轴向等距离布置的第二射流孔b,每圈包含均布的6～10个1mm的第二射流孔b，且所述第二射流孔b轴线垂直于所述锥形管段212侧面；所述粗口直管段213外径d3＝29mm,且沿轴向方向环形均布有6～10个孔径为2mm的轴向第三射流孔c；在所述第二喷嘴21前x＝10mm处，所述细圆柱管22侧面上环形均布有6～10个孔径为2mm的径向第四射流孔d，且所述细圆柱管22外径d4＝30mm。
第二射流孔b的圈数k值求解过程如下：
已知d1、d2和各圈第二射流孔b组沿锥形斜面的间距为3.5mm,根据勾股定理可求出所述锥形管段212侧面母线长度：
将式(1)代入得其中[]为取整符号。
所述圆柱形卡扣44有一端底面为斜面，如图14所示，该斜面与所述限位凹槽内斜面配合。
带有絮凝剂的缓冲液流进絮凝剂缓冲液管2，流向第二喷嘴21，首先第一股缓冲液在进入第二喷嘴21前，从第四射流孔d径向流出，与待分离物料管1中的待分离物料进行第一次预混合，第二股缓冲液从第三射流孔c轴向射出，并形成环形低压区，经过预混合的物料被卷吸进低压区后实现絮凝剂与固相物料的第二次混合，此时第三股缓冲液由第二射流孔b以一定角度射入环形低压区，与预混合物料实现第三次混合，第四股缓冲液由第一射流孔a径向射出，对周围待分离物料进行第四次混合，且第四股缓冲液的冲击可以减缓周围待分离物料的轴向速度，延长缓冲液与待分离物料的混合时间，提高混合效果，最终缓冲液主流由细口直管段211轴向高速射出，引射经过四次混合的固液两相流，最终，经过与絮凝剂预混合的待分离物料由第一喷嘴11流进物料配给室5内。
本发明的有益效果体现在：提高待分离物料与絮凝剂的混合效果，防止进料管出现堵塞情况，提升卧螺离心机的分离效率，降低分离成本。
附图说明
图1是一实施例中卧螺离心机剖视图；
图1a是图1中P1部的局部放大图；
图2是一实施例中进料管剖视图(推杆处于初始位置①)；
图3是一实施例中进料管断裂剖视图(推杆处于②位置)；
图4是一实施例中进料管断裂剖视图(推杆处于③位置)；
图5是一实施例中进料管的待分离物料管的结构示意图；
图6是一实施例中进料管的待分离物料管的断裂剖视图；
图7是一实施例中进料管的封盖的结构示意图；
图8是一实施例中进料管的絮凝剂缓冲液管的结构示意图；
图9是图8沿A方向看的轴向图；
图10是一实施例中的絮凝剂缓冲液管的轴向断裂剖视图；
图11是一实施例中推杆与支架的配合示意图；
图12是一实施例中推杆的断裂剖视图；
图13是一实施例中支架示意图；
图14是一实施例中支架与空心杆配合的局部剖视图
附图标记说明：1-待分离物料管，11-第一喷嘴，111-细直管段，112-锥形管段，113-粗直管段，12-粗圆柱管，13-封盖，14-弯管，15-法兰，2-絮凝剂缓冲液管，21-第二喷嘴，211-细口直管段，212-锥形管段，213-粗口直管段，22-细圆柱管，3-推杆，31-橡胶活塞，311-圆台段，312-圆柱段，313-橡胶环，32-空心杆，33-环形手柄，4-支架，41-底座，42-支杆，43-弹簧，44-卡扣，5-物料配给室，6-螺旋推料器，7-转鼓，①-表示封盖与橡胶活塞接触的位置，②-表示橡胶活塞圆台段大端平面与弯管进口壁面对齐的位置，③-表示橡胶活塞圆台段侧面与第一喷嘴锥形管段侧面重合的位置，o-气压平衡孔，α-锥形管段112锥面倾角，β-锥形管段212锥面倾角，a-第一射流孔,b-第二射流孔,c-第三射流孔,d-第四射流孔，m-长限位凹槽,n-短限位凹槽，L1-短限位凹槽轴向长度，L2-长限位凹槽轴向长度，D1-细直管段111的外径，D2-粗直管段113的外径，d1-细口直管段211的外径，d2-锥形管段212大端外径，d3-粗口直管段213的外径，d4-细圆柱管22的外径，x-第四射流孔到第二喷嘴的轴向距离，y-锥形管段212侧面母线长度。
具体实施方式
为了更详细地展示本发明的技术方案及优点，现在将通过一些相关的实例来进行描述。通过结合相应的图片及实例,对本发明中的目的进行说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不是对本发明进行任何限制，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照附图1-14
如图1所示为一实施例中卧螺离心机剖视图，进料管轴线与螺旋推料器6轴线重合，所述进料管包括待分离物料管1，絮凝剂缓冲液管2，推杆3，支架4；
如图1a、图2、图3、图5、图6所示，待分离物料管1包括第一喷嘴11，粗圆柱管12，封盖13，弯管14，法兰15；所述第一喷嘴11包括细直管段111、锥形管段112和粗直管段113，所述锥形管段112连接所述细直管段111和所述粗直管段113，且所述细直管段111出口置于物料配给室内5；所述第一喷嘴11通过螺纹与所述粗圆柱管12一端相接，所述封盖13通过螺纹固定在所述粗圆柱管12的另一端，所述弯管14靠近所述封盖13设置，所述弯管14一端与所述粗圆柱管12侧面相接，且所述弯管14内腔与所述粗圆柱管12内腔相连通，且弯管14进口面中心轴与所述粗圆柱管12中心轴垂直，弯管14出口面中心轴与所述粗圆柱管12中心轴重合，所述法兰15固定于所述弯管14另一端；所述第一喷嘴11的锥形管段112锥面倾角α为80°，细直管段111的外径D1＝34mm，粗直管段113的外径D2＝64mm；所述待分离物料管1上封盖13到弯管14的距离为L1＝200mm～250mm。
如图7所示，封盖13上环形均布有若干个轴向气压平衡孔o。
如图1a、图8、图9、图10所示，絮凝剂缓冲液管2包括第二喷嘴21，细圆柱管22；所述第二喷嘴21的细口直管段211外径为d1＝8mm,且侧面上环形均布有10个孔径为1mm的径向第一射流孔a；所述锥形管段212大端外径为d2＝16mm,锥面倾角β为75°，所述锥形管段212侧面上有k＝3圈轴向等距离布置的第二射流孔b组,每圈包含10个1mm的第二射流孔b，每圈第二射流孔b环向均布,且所述第二射流孔b轴线垂直于所述锥形管段212侧面；所述粗口直管段213外径d3＝29mm,且沿轴向方向环形均布有10个孔径为2mm的轴向第三射流孔c；在所述第二喷嘴21前x＝10mm处，所述细圆柱管22侧面上环形均布有10个孔径为2mm的径向第四射流孔d，且所述细圆柱管22外径d4＝30mm；所述第二喷嘴21包括细口直管段211、锥形管段212和粗口直管段213，所述第二喷嘴21设置在所述粗圆柱管12内，所述第二喷嘴21出口平面与所述第一喷嘴11的锥形管段112大端平面重合，所述第二喷嘴21通过螺纹与所述细圆柱管22一端相接，所述细圆柱管22穿过所述封盖13设置在所述粗圆柱管12内，且所述第二喷嘴21、所述细圆柱管22与所述粗圆柱管12同轴线设置，所述细圆柱管22和所述粗圆柱管12之间形成环形流道。
如图2、图11、图12所示，推杆3包括橡胶活塞31，空心杆32，环形手柄33；所述推杆3套装在所述细圆柱管22外，且可紧贴所述细圆柱管22在所述粗圆柱管12腔内轴向移动，所述橡胶活塞31设置在所述细圆柱管22和所述粗圆柱管12之间形成环形流道内，所述橡胶活塞31包括圆台段311和圆柱段312，所述橡胶活塞31内有一圆柱形空腔，圆柱形空腔轴线与所述橡胶活塞31重合，且所述橡胶活塞31两端面通过圆柱形空腔相连通；所述圆柱段312上设有环形凹槽，所述空心杆32一端通过环形凹槽与所述橡胶活塞31相连接，所述空心杆32中心贯穿所述封盖13；所述环形手柄33固定在所述空心杆32另一端的侧面，且所述环形手柄33中心轴与所述空心杆32重合；所述橡胶活塞31材质为工业橡胶，所述橡胶活塞31圆台段侧面上沿轴向均匀布有三个橡胶环313，所述空心杆32材质为铝合金；如图14所示，所述空心杆32外侧面上有2条轴向长限位凹槽m，2条轴向短限位凹槽n,所述凹槽截面呈三角形，且所述4条长短限位凹槽周向交错呈90°布置，如图3所示，所述短限位凹槽n限制推杆3在L1行程内轴向移动,如图4所示，所述长限位凹槽m限制推杆3在L2行程内轴向移动。
如图13、14所示，支架4包括底座41，支杆42，弹簧43，卡扣44；所述底座41用于支架4的固定，所述支杆42大端固定在所述底座41上，所述支杆42小端有一通孔，所述空心杆32穿过所述通孔，所述通孔环形内壁上水平方向上设有两个圆柱形凹槽，所述各凹槽内放置有弹簧43，所述弹簧43上放置有圆柱形卡扣44；所述圆柱形卡扣44有一端底面为斜面，如图14所示，该斜面与所述限位凹槽内斜面配合。
本实施例的工作原理叙述如下：
带有絮凝剂的缓冲液流进絮凝剂缓冲液管2，流向第二喷嘴21，首先第一股缓冲液在进入第二喷嘴21前，从第四射流孔d径向流出，与待分离物料管1中的待分离物料进行第一次预混合，第二股缓冲液从第三射流孔c轴向射出，并形成环形低压区，经过预混合的物料被卷吸进低压区后实现絮凝剂与固相物料的第二次混合，此时第三股缓冲液由第二射流孔b以一定角度射入环形低压区，与预混合物料实现第三次混合，第四股缓冲液由第一射流孔a径向射出，对周围待分离物料进行第四次混合，且第四股缓冲液的冲击可以减缓周围待分离物料的轴向速度，延长缓冲液与待分离物料的混合时间，提高混合效果，最终缓冲液主流由细口直管段211轴向高速射出，引射经过四次混合的固液两相流，最终，经过与絮凝剂预混合的待分离物料由第一喷嘴11流进物料配给室5内；
在卧螺离心机运行过程中，如图14所示，卡扣44与短限位凹槽n配合，实现推杆3在L1行程内(即橡胶活塞31可在初始位置①到②位置之间)自由轴向移动(如图2、3所示)，此时对推杆3进行推拉操作可以提高待分离物料的流动性，在物料含水量较低的情况下，可以避免进料管堵塞的情况发生，提高了进料管对待分离物料颗粒浓度的适应性；
在卧螺离心机停止运行时，此时待分离物料停止从弯管14进入，如图14所示，将空心杆32逆时针旋转90度，卡扣44首先压缩弹簧43，卡扣44脱离短限位凹槽n，空心杆旋转90°时，卡扣44在弹簧43的预紧力作用下，重新与长限位凹槽m配合，可实现推杆3在L2行程内(即橡胶活塞31可在初始位置①到③位置之间)自由轴向移动(如图2、4所示)，此时推动推杆3至图4所示③位置可对进料管内壁沉积的物料进行刮除，从而预防因固相颗粒在进料管内壁堆积而引起的堵塞，结束后可将推杆3重新置于图2所示的①位置。
Claims (6)
1.卧螺离心机用进料管，其特征在于：包括待分离物料管(1)，絮凝剂缓冲液管(2)，推杆(3)，支架(4)；
所述待分离物料管(1)包括第一喷嘴(11)，粗圆柱管(12)，封盖(13)，弯管(14)，法兰(15)；
所述第一喷嘴(11)包括细直管段(111)、锥形管段(112)和粗直管段(113)，所述锥形管段(112)连接所述细直管段(111)和所述粗直管段(113)，且所述细直管段(111)出口置于物料配给室内(5)；所述第一喷嘴(11)通过螺纹与所述粗圆柱管(12)一端相接，所述封盖(13)通过螺纹固定在所述粗圆柱管(12)的另一端，所述弯管(14)靠近所述封盖(13)设置，所述弯管(14)一端与所述粗圆柱管(12)侧面相接，且所述弯管(14)内腔与所述粗圆柱管(12)内腔相连通，且弯管(14)进口面中心轴与所述粗圆柱管(12)中心轴垂直，弯管(14)出口面中心轴与所述粗圆柱管(12)中心轴重合，所述法兰(15)固定于所述弯管(14)另一端；
所述絮凝剂缓冲液管(2)包括第二喷嘴(21)，细圆柱管(22)；
所述第二喷嘴(21)包括细口直管段(211)、锥形管段(212)和粗口直管段(213)，所述第二喷嘴(21)设置在所述粗圆柱管(12)内，所述第二喷嘴(21)出口平面与所述第一喷嘴(11)的锥形管段(112)大端平面重合，所述第二喷嘴(21)通过螺纹与所述细圆柱管(22)一端相接，所述细圆柱管(22)穿过所述封盖(13)设置在所述粗圆柱管(12)内，且所述第二喷嘴(21)、所述细圆柱管(22)与所述粗圆柱管(12)同轴线设置，所述细圆柱管(22)和所述粗圆柱管(12)之间形成环形流道；
所述推杆(3)包括橡胶活塞(31)，空心杆(32)，环形手柄(33)；
所述推杆(3)套装在所述细圆柱管(22)外，且可紧贴所述细圆柱管(22)在所述粗圆柱管(12)腔内轴向移动，所述橡胶活塞(31)设置在所述细圆柱管(22)和所述粗圆柱管(12)之间形成环形流道内，所述橡胶活塞(31)包括圆台段(311)和圆柱段(312)，所述橡胶活塞(31)内有一圆柱形空腔，圆柱形空腔轴线与所述橡胶活塞(31)重合，且所述橡胶活塞(31)两端面通过圆柱形空腔相连通；所述圆柱段(312)上设有环形凹槽，所述空心杆(32)一端通过环形凹槽与所述橡胶活塞(31)相连接，所述空心杆(32)中心贯穿所述封盖(13)；所述环形手柄(33)固定在所述空心杆(32)另一端的侧面，且所述环形手柄(33)中心轴与所述空心杆(32)重合；
空心杆(32)支撑在所述支架(4)上。
2.如权利要求1所述的一种卧螺离心机用进料管，其特征在于：所述第一喷嘴(11)的锥形管段(112)锥面倾角α为80°，细直管段(111)的外径D1＝34mm，粗直管段(113)的外径D2＝64mm；所述待分离物料管(1)上封盖(13)到弯管(14)的距离为L1＝200mm～250mm。
3.如权利要求1所述的一种卧螺离心机用进料管，其特征在于：所述封盖(13)上环形均布有若干个轴向气压平衡孔(o)。
4.如权利要求1所述的一种卧螺离心机用进料管，其特征在于：所述第二喷嘴(21)的细口直管段(211)外径为d1＝8mm,且侧面上环形均布有6～10个孔径为1mm的径向第一射流孔(a)；所述锥形管段(212)大端外径为d2＝16mm,锥面倾角β为30°～80°，所述锥形管段(212)侧面上有若干圈轴向等距离布置的第二射流孔(b),每圈包含6～10个1mm的第二射流孔(b)，每圈第二射流孔(b)环向均布,且所述第二射流孔(b)轴线垂直于所述锥形管段(212)侧面；所述粗口直管段(213)外径d3＝29mm,且沿轴向方向环形均布有6～10个孔径为2mm的轴向第三射流孔(c)；在所述第二喷嘴(21)前x＝10mm处，所述细圆柱管(22)侧面上环形均布有6～10个孔径为2mm的径向第四射流孔(d)，且所述细圆柱管(22)外径d4＝30mm。
5.如权利要求4所述的一种卧螺离心机用进料管，其特征在于：所述锥形管段(212)侧面上轴向等距离布置的第二射流孔(b)的圈数k值求解过程如下：
已知d1、d2和各圈第二射流孔(b)组沿锥形斜面的间距为3.5mm,根据勾股定理可求出所述锥形管段(212)侧面母线长度：
将式(1)代入得
6.如权利要求1所述的一种卧螺离心机用进料管，其特征在于：支架(4)包括底座(41)，支杆(42)，弹簧(43)，卡扣(44)；
所述底座(41)用于支架(4)的固定，所述支杆(42)大端固定在所述底座(41)上，所述支杆(42)小端有一通孔，所述空心杆(32)穿过所述通孔，所述通孔环形内壁上水平方向上设有两个圆柱形凹槽，所述各凹槽内放置有弹簧(43)，所述弹簧(43)上放置有圆柱形卡扣(44)。
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