CN110237562B - 一种无轴承式离心萃取器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无轴承式离心萃取器。所述离心萃取器包括：电机座组件、支座组件以及壳体组件。本发明提供的一种无轴承式离心萃取器，通过磁联轴器传动的方式，可以使离心萃取器的主轴不需要轴承的支撑，从而避免了因轴承故障引起的停车问题；电机座、支座以及壳体组件选择插接配合的连接方式，方便离心萃取器的拆装，进而提高生产效率。

Description

一种无轴承式离心萃取器

技术领域

本发明涉及溶剂萃取技术，特别涉及一种无轴承式离心萃取器。

背景技术

离心萃取器依靠离心力来实现两相混合液的分相，是一种高效的溶剂萃取设备，具有液体存留量小、设备体积小、分相性能好、传质级效率高、操作流比范围宽、操作简单以及停车不破坏所建立的稳态等优点，因而已广泛应用于与湿法冶金、废水处理、制药、生物化工、石油化工、金属分离和核化工等领域。

当两相料液产生的挥发性气体可溶解轴承润滑脂或腐蚀轴承的金属，或有放射性辐照轴承润滑脂以及电机时，轴承和电机极易损坏导致离心萃取器不能正常运行，而且拆装更换轴承和电机需停车操作，降低生产效率。

基于上述需求，提供一种无轴承且拆装方便的离心萃取器，成为现有技术中有待解决的技术问题。

发明内容

本发明的一个实施例提供了一种无轴承式离心萃取器，包括：

电机座组件，所述电机座组件包括电机、电机座以及上磁联轴器；

其中，所述电机座具有容纳所述电机的第一空间、容纳所述上磁联轴器的第二空间以及连通所述第一空间和第二空间的电机轴通孔，所述上磁联轴器装设于所述电机的电机轴的端部；

支座组件，所述支座组件包括支座、下磁联轴器、主轴以及转筒；

其中，所述支座包括具有容纳所述下磁联轴器的第三空间和主轴通孔，所述主轴穿设于所述主轴通孔、并且所述主轴的两端分别与所述下磁联轴器和所述转筒固定连接，所述转筒具有转筒筒体和转筒盖体，所述转筒筒体在远离所述转筒盖体的侧面具有混合相入口、在靠近所述转筒盖体的侧面具有重相出口和轻相出口，所述转筒盖体在靠近所述转筒筒体的侧面具有包覆所述轻相出口的轻相堰和径向布置的连接所述轻相出口的轻相外排通道、在远离所述转筒筒体的侧面具有重相堰和连通所述重相堰和重相出口的轴向布置的重相外排通道；

壳体组件，所述壳体组件外周面集成有重相进口管、轻相进口管、重相出口管、轻相出口管，以及内部具有连通所述重相进口管和所述轻相进口管的混合空间、连通所述轻相出口管的轻相收集空间、连通所述重相出口管的重相收集空间；

其中，所述电机座与所述支座插接配合，所述第二空间与所述第三空间配合形成磁联轴器连接室，所述上磁联轴器和所述下磁联轴器在所述磁联轴器连接室内轴向磁力耦合连接；

所述支座与所述壳体组件插接配合，所述转筒筒体伸入到所述混合空间形成轻重相混合间隙，所述转筒盖体与所述轻相收集空间配合形成连通所述轻相外排通道的轻相收集室，以及所述转筒盖体与所述重相收集空间配合形成连通所述重相外排通道的重相收集室；

所述电机轴、所述主轴以及所述转筒同轴传动。

可选地，所述电机座与所述支座锥度配合，所述支座与所述壳体组件锥度配合。

可选地，所述电机座在远离所述上磁联轴器的一侧具有密封罩，所述密封罩与所述电机座螺纹连接，并且，所述电机座与所述密封罩的连接面设置有密封圈。

可选地，所述主轴通孔和所述主轴之间设置有迷宫密封。

可选地，所述混合相入口、轻相出口、轻相堰以及重相堰沿轴心线设置，重相出口设置于所述转筒筒体的筒壁的边缘。

可选地，所述转筒筒体内部设置有将所述转筒筒体内部空间等分的纵隔板。

可选地，所述重相进口管与所述轻相进口管等高设置，所述轻相出口管的开口高度高于所述重相进口管的开口高度，并且，所述重相出口管的开口高度高于所述轻相出口管的开口高度。

可选地，所述上磁联轴器包括沿轴心对称分布的第一磁钢和包覆所述第一磁钢的上磁联轴器套，下磁联轴器包括与所述第一磁钢对应布置的第二磁钢和包覆所述第二磁钢的下磁联轴器套。

可选地，在所述混合空间内部远离所述电机的侧面进一步设置有固定叶片。

可选地，所述转筒筒体的内径为10mm～150mm。

从而，本发明提供的一种无轴承式离心萃取器，通过磁联轴器传动的方式，可以使离心萃取器的主轴不需要轴承的支撑，从而避免了因轴承故障引起的停车问题；电机座、支座以及壳体组件选择插接配合的连接方式，方便离心萃取器的拆装，进而提高生产效率。

附图说明

以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

图1为本申请的一个实施例中一种无轴承式离心萃取器的装配效果图；

图2为如图1所示的实施例中离心萃取器的电机座组件的结构示意图；

图3为如图1所示的实施例中离心萃取器的支座组件的结构示意图；

图4为如图1所示的实施例中离心萃取器的壳体组件的结构示意图；

图5为如图1所示的实施例中离心萃取器的四种固定叶片的结构示意图。

标号说明

100 电机座组件

110 电机

111 电机轴

120 电机座

121 第一空间

122 第二空间

123 电机轴通孔

130 上磁联轴器

131 上磁联轴器套

132 第一磁钢

140 密封罩

150 密封圈

200 支座组件

210 支座

211 第三空间

212 主轴通孔

213 磁联轴器连接室

220 下磁联轴器

221 第二磁钢

222 下磁联轴器套

230 主轴

240 转筒

241 转筒盖体

2411 轻相堰

2412 轻相外排通道

2413 重相堰

2414 重相外排通道

242 转筒筒体

2421 混合相入口

2422 重相出口

2423 轻相出口

2424 纵隔板

250 迷宫密封

300 壳体组件

310 重相进口管

311 混合空间

312 轻重相混合间隙

320 轻相进口管

330 重相出口管

331 重相收集空间

332 重相收集室

340 轻相出口管

341 轻相收集空间

342 轻相收集室

350 固定叶片

具体实施方式

为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。

为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关部分，而并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。

在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示重要程度及顺序、以及互为存在的前提等。

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

图1为本申请的一个实施例中一种无轴承式离心萃取器的装配效果图；图2为如图1所示的实施例中离心萃取器的电机座组件的结构示意图；图3为如图1所示的实施例中离心萃取器的支座组件的结构示意图；图4为如图1所示的实施例中离心萃取器的壳体组件的结构示意图。

请参见图2、图3和图4并结合图1，本申请的一个实施例提供了一种无轴承式离心萃取器，包括：电机座组件100、支座组件200以及壳体组件300。

电机座组件100包括电机110、电机座120以及上磁联轴器130；

其中，电机座120具有容纳电机110的第一空间121、容纳上磁联轴器130的第二空间122以及连通第一空间121和第二空间122的电机轴通孔123，上磁联轴器130装设于电机110的电机轴111的端部；

支座组件200包括支座210、下磁联轴器220、主轴230以及转筒240；

其中，支座210包括具有容纳下磁联轴器220的第三空间211和主轴通孔212，主轴230穿设于主轴通孔212、并且主轴230的两端分别与下磁联轴器220和转筒240固定连接，转筒240具有转筒筒体242和转筒盖体241，转筒筒体242在远离转筒盖体241的侧面具有混合相入口2421、在靠近转筒盖体241的侧面具有重相出口2422和轻相出口2423，转筒盖体241在靠近转筒筒体242的侧面具有包覆轻相出口2423的轻相堰2411和径向布置的连接轻相出口2423的轻相外排通道2412、在远离转筒筒体242的侧面具有重相堰2413和连通重相堰2413和重相出口2422的轴向布置的重相外排通道2414；

壳体组件300外周面集成有重相进口管310、轻相进口管320、重相出口管330、轻相出口管340，以及内部具有连通重相进口管310和轻相进口管320的混合空间311、连通轻相出口管340的轻相收集空间341、连通重相出口管330的重相收集空间331；

其中，电机座120与支座210插接配合，第二空间122与第三空间211配合形成磁联轴器连接室213，上磁联轴器130和下磁联轴器220在磁联轴器连接室213内轴向磁力耦合连接；

支座210与壳体组件300插接配合，转筒筒体242伸入到混合空间311形成轻重相混合间隙312，转筒盖体241与轻相收集空间341配合形成连通轻相外排通道2412的轻相收集室342，以及转筒盖体241与重相收集空间331配合形成连通重相外排通道2414的重相收集室332；

电机轴111、主轴230以及转筒240同轴传动。

离心萃取器的工作原理：当密度不同、互不相溶的两相液体分别从重相进口管310和轻相进口管320进入离心萃取器的轻重相混合间隙312后，依靠高速旋转的转筒240的带动以及液层间的摩擦，在轻重相混合间隙312内实现剧烈而均匀的混合，轻重相混合液从转筒筒体242底部的混合相入口2421进入转筒，并在强大离心力的作用下分相。其中，重相被甩到转筒筒体242外缘，通过重相外排通道2414经重相堰2413流入重相收集室332，从重相出口管330流出；轻相则被挤向转筒筒体242内侧，经轻相堰2411通过轻相外排通道2412流入轻相收集室342，从轻相出口管340流出，流出的两相液体可进入各自的贮槽，也可流入到相邻的离心萃取器以完成多级萃取过程。

从而，本实施例提供的一种无轴承式离心萃取器，通过磁联轴器传动的方式，可以使离心萃取器的主轴不需要轴承的支撑，从而避免了因轴承故障引起的停车问题；电机座、支座以及壳体组件选择插接配合的连接方式，方便离心萃取器的拆装，进而提高生产效率。

请参见图1，为了实现电机座120、支座210以及壳体组件300之间的自锁紧和自对中，电机座120与支座210锥度配合，支座210与壳体组件300锥度配合。从而，本实施例中的离心萃取器的组装方式舍弃了传统的螺钉或者螺栓固定的方式，便于拆装的同时也降低了安装成本。特别对于在高放射性或毒性环境中，可以采用机械手远距离快速拆装。

为了增强对电机110的保护、降低电机110的故障率，电机座120在远离上磁联轴器130的一侧具有密封罩140，密封罩140与电机座120螺纹连接，并且，电机座120与密封罩140的连接面设置有密封圈150。在存在放射性的操作环境下，电机110可以选择具有耐放射性辐照的电机，密封罩140选择不锈钢材质。

为了防止挥发性气体通过主轴通孔212和电机轴通孔123对电机110造成腐蚀，主轴通孔212和主轴230之间设置有迷宫密封250。

请参见图3，为了提高离心萃取器的分离效率，转筒240的各开口的设置需符合离心萃取器的工作原理，其中，混合相入口2421、轻相出口2423、轻相堰2411以及重相堰2413沿轴心线设置，重相出口2422设置于转筒筒体242的筒壁的边缘。

为了使轻重相混合液从混合相入口2421进入转筒筒体242后能够快速达到转筒筒体242的转速，转筒筒体242内部设置有将转筒筒体242内部空间等分的纵隔板2424。其中，纵隔板2424穿过中轴线沿轴向设置，通过混合相入口2421进入的轻重相混合液被纵隔板2424引流到转筒筒体242的边缘，而不会在中心位置停留，从而能够更加快速的达到转筒筒体242的转速，进而提高离心萃取器的分离效率。

请参见图4，重相进口管310与轻相进口管320等高设置，轻相出口管340的开口高度高于重相进口管310的开口高度，并且，重相出口管330的开口高度高于轻相出口管340的开口高度。

请参见图1并结合图2和图3，上磁联轴器130包括沿轴心对称分布的第一磁钢132和包覆第一磁钢132的上磁联轴器套131，下磁联轴器220包括与第一磁钢132对应布置的第二磁钢221和包覆第二磁钢221的下磁联轴器套222。其中，上磁联轴器套131与下磁联轴器套222的接触面为矩形或者圆形的径向平面，磁钢可以为沿轴心对称分布的一个圆柱体或者圆锥体、也可以为沿轴心对称分布的多个磁钢块。在本实施例中，第一磁钢132包括6～12块瓦片形状的磁钢，第二磁钢221包括与第一磁钢相同数量、相同分布方式的相同磁钢。从而，上磁联轴器套131与下磁联轴器套222通过磁钢产生的轴向的磁力而实现平板型磁力耦合，通过第二磁钢221采用与第一磁钢132对应地布置方式而实现磁联轴器的自对中特性，进而保证电机轴111、主轴230以及转筒240的同轴传动。在存在放射性辐照的操作环境下，磁联轴器套为不锈钢材质。

图5为如图1所示的实施例中离心萃取器的四种固定叶片的结构示意图。

请参见图5并结合图4，为了增强转筒筒体242通过混合相入口2421对轻重相混合间隙312内的混合液的吸力效果，在混合空间311内部远离电机110的侧面进一步设置有固定叶片350。本实施例中固定叶片350的结构为图5所示的四种固定叶片中的一种。固定叶片350将转筒筒体242对混合液的动能转化为势能，从而，混合液更容易从混合相入口2421进入转筒筒体242。

本实施例提供的无轴承式离心萃取器，尤其转筒筒体242的内径为10mm～150mm的离心萃取器，特别适用于具有放射性、酸气腐蚀性和挥发性有机溶剂的萃取体系。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，而并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无轴承式离心萃取器，其特征在于，包括：

电机座组件，所述电机座组件包括电机、电机座以及上磁联轴器；

其中，所述电机座具有容纳所述电机的第一空间、容纳所述上磁联轴器的第二空间以及连通所述第一空间和第二空间的电机轴通孔，所述上磁联轴器装设于所述电机的电机轴的端部；

支座组件，所述支座组件包括支座、下磁联轴器、主轴以及转筒；

其中，所述支座包括具有容纳所述下磁联轴器的第三空间和主轴通孔，所述主轴穿设于所述主轴通孔、并且所述主轴的两端分别与所述下磁联轴器和所述转筒固定连接，所述转筒具有转筒筒体和转筒盖体，所述转筒筒体在远离所述转筒盖体的侧面具有混合相入口、在靠近所述转筒盖体的侧面具有重相出口和轻相出口，所述转筒盖体在靠近所述转筒筒体的侧面具有包覆所述轻相出口的轻相堰和径向布置的连接所述轻相出口的轻相外排通道、在远离所述转筒筒体的侧面具有重相堰和连通所述重相堰和重相出口的轴向布置的重相外排通道；

壳体组件，所述壳体组件外周面集成有重相进口管、轻相进口管、重相出口管、轻相出口管，以及内部具有连通所述重相进口管和所述轻相进口管的混合空间、连通所述轻相出口管的轻相收集空间、连通所述重相出口管的重相收集空间；

其中，所述电机座与所述支座插接配合，所述第二空间与所述第三空间配合形成磁联轴器连接室，所述上磁联轴器和所述下磁联轴器在所述磁联轴器连接室内轴向磁力耦合连接；

所述支座与所述壳体组件插接配合，所述转筒筒体伸入到所述混合空间形成轻重相混合间隙，所述转筒盖体与所述轻相收集空间配合形成连通所述轻相外排通道的轻相收集室，以及所述转筒盖体与所述重相收集空间配合形成连通所述重相外排通道的重相收集室；

所述电机轴、所述主轴以及所述转筒同轴传动。

2.根据权利要求1所述的离心萃取器，其特征在于，所述电机座与所述支座锥度配合，所述支座与所述壳体组件锥度配合。

3.根据权利要求1所述的离心萃取器，其特征在于，所述电机座在远离所述上磁联轴器的一侧具有密封罩，所述密封罩与所述电机座螺纹连接，并且，所述电机座与所述密封罩的连接面设置有密封圈。

4.根据权利要求1所述的离心萃取器，其特征在于，所述主轴通孔和所述主轴之间设置有迷宫密封。

5.根据权利要求1所述的离心萃取器，其特征在于，所述混合相入口、轻相出口、轻相堰以及重相堰沿轴心线设置，重相出口设置于所述转筒筒体的筒壁的边缘。

6.根据权利要求1所述的离心萃取器，其特征在于，所述转筒筒体内部设置有将所述转筒筒体内部空间等分的纵隔板。

7.根据权利要求1所述的离心萃取器，其特征在于，所述重相进口管与所述轻相进口管等高设置，所述轻相出口管的开口高度高于所述重相进口管的开口高度，并且，所述重相出口管的开口高度高于所述轻相出口管的开口高度。

8.根据权利要求1所述的离心萃取器，其特征在于，所述上磁联轴器包括沿轴心对称分布的第一磁钢和包覆所述第一磁钢的上磁联轴器套，下磁联轴器包括与所述第一磁钢对应布置的第二磁钢和包覆所述第二磁钢的下磁联轴器套。

9.根据权利要求1所述的离心萃取器，其特征在于，在所述混合空间内部远离所述电机的侧面进一步设置有固定叶片。

10.根据权利要求1所述的离心萃取器，其特征在于，所述转筒筒体的内径为10mm～150mm。

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