CN110252524B - 一种卧螺离心机用周向加速型物料配给室 - Google Patents

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Abstract

一种卧螺离心机用周向加速型物料配给室，物料配给室固定设置在螺旋输送器的空心轴内，并随螺旋输送轴一起旋转。物料配给室包括第一锥形腔、第一级叶片、第二锥形腔和第二级叶片；第一锥形腔小端面为凸圆结构，且第一锥形腔小端面凸圆面向进料管的出口；第一级叶片周向均匀地焊接在第一锥形腔锥面上，第一级叶片进口缘与进料管的出口平面相齐，第一级叶片出口缘与第一锥形腔大端面相齐；第二锥形腔大端面正对第一锥形腔大端面，第二锥形腔小端面中心贯穿有进料管；第二级叶片周向均匀地焊接在第一锥形腔大端面和第二锥形腔大端面之间；第一锥形腔、第一级叶片、第二锥形腔、第二级叶片和进料管的中心轴重合。本发明提高了卧螺离心机的分离效率。

Description

一种卧螺离心机用周向加速型物料配给室
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周向加速型物料配给室。
背景技术
卧螺离心机考虑到轴向进料和双转子结构的特殊性，就需要在螺旋输送轴内腔设置一个物料配给室作为物料从进料管到转鼓分离室之间的过渡区。市面上卧螺离心机的物料配给室大部分是开有出料孔的简单圆柱形腔体，待分离物料由静止的进料管进入旋转物料配给室的过程多为集中流或喷射流，并没有导流装置的过渡，导致物料在物料配给室中作无序的流动，不仅浪费了物料在配给室中加速所需要的大部分能量，严重的还可能产生物料在配给室内壁面上堆积的，造成出料口的堵塞，危害卧螺离心机设备的正常运行。另一方面，物料通过出料口进入转鼓分离室的过程中，物料的径向速度变化很大，且周向速度远远小于分离液池周向旋转速度，当物料以较低的周向速度进入转鼓入口分离区液池，由于速度差的影响，使入口分离区液池中的液体发生滑移、湍动，导致轻、重相的重新混合，不但消耗了能量对物料进行周向加速，还降低了离心机的分离效率。此外，静止的进料管与旋转的螺旋输送轴之间存在着一定的间隙，在卧螺离心机启停过程中物料可能会通过动静间隙从物料配给室进入空心螺旋输送轴里，久而久之物料在空心轴里沉积，就会破坏转子动平衡。因此，为了避免进料的集中流或喷射流，提高物料的周向速度，防止物料在空心轴里沉积，就必须对物料配给室进行改进。
发明内容
为了解决现有技术中的卧螺离心机进料周向速度小，分离液池物料分离效率低的问题，本发明提供一种卧螺离心机用周向加速型物料配给室。
本发明的上述技术问题是通过以下技术方案进行解决的：
本申请实施例提供一种卧螺离心机用周向加速型物料配给室，其特征在于所述物料配给室固定设置在所述螺旋输送器的空心轴内，并随所述螺旋输送轴一起旋转。所述物料配给室1包括第一锥形腔11、第一级叶片A、第二锥形腔12和第二级叶片B；
所述第一锥形腔11呈凸台形状，所述第一锥形腔11小端面为凸圆结构，且所述第一锥形腔11小端面凸圆11a面向进料管2的出口；所述第一级叶片A周向均匀地焊接在所述第一锥形腔11锥面上，所述第一级叶片A进口缘与所述进料管2的出口平面相齐，所述第一级叶片A出口缘与所述第一锥形腔11大端面相齐；所述第二锥形腔12呈凸台形状，所述第二锥形腔12大端面正对所述第一锥形腔11大端面，所述第二锥形腔12小端面中心贯穿有进料管2；所述第二级叶片B周向均匀地焊接在所述第一锥形腔11大端面和所述第二锥形腔12大端面之间；所述第一锥形腔11、所述第一级叶片A、所述第二锥形腔12、所述第二级叶片B和进料管2的中心轴重合；
所述第一级叶片A之间形成第一流道，所述第二级叶片B之间形成第二流道，所述第一流道连通所述进料管2出口和所述第二流道，所述第二流道连通所述物料配给室1内腔和所述螺旋输送轴3与转鼓4之间的内腔；
所述第二锥形腔12靠近小端面侧设有挡环12a，所述挡环12a所处的平面垂直于进料管2的中心轴，所述挡环12a大直径端固定在所述第二锥形腔12锥面上，所述挡环12a小直径端与进料管2不接触；在所述挡环12a和所述第二锥形腔12小端面之间，所述进料管2上设有环形密封圈2a。
优选地，所述第一锥形腔11锥面倾角η为20°～35°；所述第一锥形腔11壁厚4mm；所述第一锥形腔11的大端面半径R2＝75mm～85mm；所述第一锥形腔11的大小端面之间的距离为L3＝110mm；所述第一锥形腔小端面凸圆11a半径R1为25mm；所述凸圆面与所述锥面倒圆，倒圆半径为10mm；所述凸圆11a到进料管2出口距离L4为30mm。
优选地，所述第二锥形腔12锥面倾角Ω为30°～50°；所述第二锥形腔12壁厚4mm；所述第二锥形腔12的大端面半径与所述第一锥形腔11的大端面半径R2相等；所述第二锥形腔12的大小端面之间的距离为L1＝90mm；所述第二锥形腔12锥面上挡环12a厚度为2mm，且所述挡环12a到所述第二锥形腔12小端面距离为4mm；所述进料管2上环形密封圈2a厚度为2mm，且所述环形密封圈2a到所述挡环12a距离为1mm。
优选地，所述第一级叶片由5～7个叶片组成；所述第一级叶片A为等厚度单圆弧薄叶片，所述第一级叶片A厚度为2mm；所述第一级叶片A安装角度α为30°，所述第一级叶片A沿所述第一锥形腔11锥面母线方向焊接；所述第一级叶片A叶剖面为圆弧形，圆弧半径R3＝20mm，圆弧圆心角β为70°。如图7所示，所述第一级叶片A进口缘A1处和出口缘A2处倒圆，倒圆半径为8mm。
优选地，所述第二级叶片B由9～11个叶片组成；所述第二级叶片B叶剖面选用NACA中NACA9415；所述第二级叶片B入口摆放角γ为40°～60°；所述第二级叶片B弦长x＝70mm；所述第二级叶片B高度L2与第一、二锥形腔的大端面之间的距离相等,L2＝50mm；所述第二级叶片B进口缘到所述第二级叶片B旋转中心轴的距离与所述第一锥形腔11和第二锥形腔12大端面半径R2相等。
本发明的工作原理是：
(1)加装本实施例所述的周向加速型物料配给室1之后，所述物料配给室第一锥形腔11被所述第一级叶片A划分成多个流道，待分离物料从进料管2进入物料配给室1后，首先被所述第一锥形腔小端面上凸圆11a冲散开并均匀进入所述第一级叶片入口，所述第一锥形腔11和第一级叶片A在所述螺旋输送轴3的带动下产生旋转，对待分离物料起到分流导流的作用，减小了流动的能量损失，提高了流动的连续性。
(2)经第一级叶片A分流导流后，待分离物料由第一级叶片出口方向进入第二级叶片B，由于第二级叶片较大的转向角和较长的流道使得物料的周向速度得到提高；第二级叶片B形成的多个流道保证了待分离物料进入转鼓4内腔时的分散性，减小了待分离物料对转鼓内腔入口分离区E分离液池的扰动；由于待分离物料在进入分离液池5前受到了一个周向加速作用，使得待分离物料周向速度增加，缩小了与分离液池5液面的周向速度差，节省了物料在分离液池加速的能量，减轻了入口分离区E液池中的液体滑移、湍动的现象，有利于轻、重相的分离，提高了卧螺离心机的分离效率。
(3)在增加进料量的工况下，若进料量过大，少量物料来不及排出物料配给室1，在惯性的作用下冲到所述物料配给室的第二锥形腔12锥面上，由于第二锥形腔12锥面的限制，所述少量物料会在离心力的作用下最终流入第二级叶片B形成的流道里，随主流甩出物料配给室1；第二锥形腔12对待分离物料起到一个缓冲的作用。
(4)所述第二锥形腔靠近小端面侧设有挡环12a，所述进料管上设有环形密封圈2a，所述挡环12a和所述环形密封圈2a可以阻止物料配给室内待分离物料在卧螺离心机工况和非工况情况下通过进料管与物料配给室的动静间隙进入空心螺旋输送轴3，防止物料在空心轴内沉积、破坏转子动平衡。
本发明的优点是：减小物料在物料配给室内流动的能量损失，提高出料口物料的周向速度，减轻入口分离区液池中的液体滑移、湍动的现象，提高了卧螺离心机的分离效率；防止物料在空心轴内沉积、破坏转子动平衡。
附图说明
图1是一实施例中卧螺离心机的剖视图；
图2是一实施例中一种用于卧螺离心机周向加速型物料配给室的主视图；
图3是一实施例中一种用于卧螺离心机周向加速型物料配给室沿轴向剖视图；
图4是一实施例中一种用于卧螺离心机周向加速型物料配给室的尺寸标注示意图；
图5是图2在P1-P1方向的剖视图；
图6是图2在P2-P2方向的剖视图；
图7是叶片A的示意图；
图8是叶片A叶剖面的示意图；
图9是叶片B的示意图
附图标记说明：1-物料配给室，2-进料管，2a-环形密封圈，3-螺旋输送轴，4-转鼓，5-分离液池，11-第一锥形腔，11a-凸圆，11b-倒圆,12-第二锥形腔,12a-挡环,A-第一级叶片，A1-进口缘，A2-出口缘，B-第二级叶片，E-入口分离区，L1-第二锥形腔的大小端面之间的距离,L2-第二级叶片高度,L3-第一锥形腔的大小端面之间的距离,L4-凸圆到进料管出口的距离,R1-凸圆半径,R2-第一、二锥形腔的大端面半径,R3-叶片A叶剖面圆弧半径,x-叶片B弦长,η-第一锥形腔锥面倾角，Ω-第二锥形腔锥面倾角，α-第一级叶片安装角度，β-叶片A叶剖面圆弧圆心角，γ-第二级叶片进口摆放角。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明专利的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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。
在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参照附图1～9：
如图1所示为是一实施例中卧螺离心机的剖视图，物料配给室1固定设置在螺旋输送器的空心轴内，并随螺旋输送轴3一起旋转。
如图2所示为一实施例中一种用于卧螺离心机周向加速型物料配给室的结构示意图；
图3是图2沿轴向的剖视图，物料配给室1包括第一锥形腔11、第一级叶片A、第二锥形腔12和第二级叶片B；第一锥形腔11呈凸台形状，第一锥形腔11小端面为凸圆结构，且第一锥形腔11小端面凸圆11a面向进料管2的出口；第一级叶片A周向均匀地焊接在第一锥形腔11锥面上，第一级叶片A进口缘与进料管2的出口平面相齐，第一级叶片A出口缘与第一锥形腔11大端面相齐；第二锥形腔12呈凸台形状，第二锥形腔12大端面正对第一锥形腔11大端面，第二锥形腔12小端面中心贯穿有进料管2；第二级叶片B周向均匀地焊接在第一锥形腔11大端面和第二锥形腔12大端面之间；第一锥形腔11、第一级叶片A、第二锥形腔12、第二级叶片B和进料管2的中心轴重合；
图5、图6是图2在P1-P1、P2-P2方向的剖视图，图3、图5、图6说明了第一级叶片A和第二级叶片B在物料配给室1内的位置；第一级叶片A之间形成第一流道，第二级叶片B之间形成第二流道，所述第一流道连通进料管2出口和所述第二流道，所述第二流道连通物料配给室1内腔和螺旋输送轴3与转鼓4之间的内腔；
第二锥形腔12靠近小端面侧设有挡环12a，挡环12a所处的平面垂直于进料管2的中心轴，挡环12a大直径端固定在第二锥形腔12锥面上，挡环12a小直径端与进料管2不接触；在挡环12a和第二锥形腔12小端面之间，进料管2上设有环形密封圈2a。
图4是一实施例中一种用于卧螺离心机周向加速型物料配给室的尺寸标注示意图，第一锥形腔11锥面倾角η为30°；第一锥形腔11壁厚4mm；第一锥形腔11的大端面半径R2＝80mm；第一锥形腔11的大小端面之间的距离为L3＝110mm；第一锥形腔小端面凸圆11a半径R1为25mm；所述凸圆面与所述锥面倒圆，倒圆半径为10mm；凸圆11a到进料管2出口的距离L4为30mm。
第二锥形腔12锥面倾角Ω为45°；第二锥形腔12壁厚4mm；第二锥形腔12的大端面半径与第一锥形腔11的大端面半径R2相等；第二锥形腔12的大小端面之间的距离为L1＝90mm；第二锥形腔12锥面上挡环12a厚度为2mm，且挡环12a到第二锥形腔12小端面距离为4mm；进料管2上环形密封圈2a厚度为2mm，且环形密封圈2a到挡环12a距离为1mm。
图7为A叶片示意图，如图5所示，第一级叶片A由6个叶片组成；第一级叶片A为等厚度单圆弧薄叶片，第一级叶片A厚度为2mm；第一级叶片A安装角度α为30°，第一级叶片A沿11第一锥形腔锥面母线方向焊接；第一级叶片A叶剖面为圆弧形，圆弧半径R3＝20mm，圆弧圆心角β为70°。如图7所示，A叶片进口缘A1处和出口缘A2处倒圆，倒圆半径为8mm。
如图5、6、9所示，第二级叶片B由10个叶片组成；第二级叶片B叶剖面选用NACA中NACA9415；第二级叶片B的叶片入口摆放角γ为50°；第二级叶片B的叶片弦长x＝70mm；第二级叶片B高度L2与第一、二锥形腔的大端面之间的距离相等,L2＝50mm；第二级叶片B进口缘到第二级叶片B旋转中心轴的距离与第一锥形腔11和第二锥形腔12大端面半径R2相等。
上述实例中的数据，以及具体的操作方式只是展示一个可以运用的案例，并非用于限制本发明，在任何细节上的操作，或对数据进行相应的修改，不应被认为是对发明的改进。

Claims (5)

1.一种卧螺离心机用周向加速型物料配给室，其特征在于：物料配给室固定设置在螺旋输送器的空心轴内，并随螺旋输送轴一起旋转；物料配给室(1)包括第一锥形腔(11)、第一级叶片(A)、第二锥形腔(12)和第二级叶片(B)；
第一锥形腔(11)呈凸台形状，第一锥形腔(11)小端面为凸圆结构，且第一锥形腔(11)小端面凸圆(11a)面向进料管(2)的出口；第一级叶片(A)周向均匀地焊接在第一锥形腔(11)锥面上，第一级叶片(A)进口缘与进料管(2)的出口平面相齐，第一级叶片(A)出口缘与第一锥形腔(11)大端面相齐；第二锥形腔(12)呈凸台形状，第二锥形腔(12)大端面正对第一锥形腔(11)大端面，第二锥形腔(12)小端面中心贯穿有进料管(2)；第二级叶片(B)周向均匀地焊接在第一锥形腔(11)大端面和第二锥形腔(12)大端面之间；第一锥形腔(11)、第一级叶片(A)、第二锥形腔(12)、第二级叶片(B)和进料管(2)的中心轴重合；
第一级叶片(A)之间形成第一流道，第二级叶片(B)之间形成第二流道，第一流道连通进料管(2)出口和第二流道，第二流道连通物料配给室(1)内腔和螺旋输送轴(3)与转鼓(4)之间的内腔；
第二锥形腔(12)靠近小端面侧设有挡环(12a)，挡环(12a)所处的平面垂直于进料管(2)的中心轴，挡环(12a)大直径端固定在第二锥形腔(12)锥面上，挡环(12a)小直径端与进料管(2)不接触；在挡环(12a)和第二锥形腔(12)小端面之间，进料管(2)上设有环形密封圈(2a)。
2.根据权利要求1的一种卧螺离心机用周向加速型物料配给室，其特征在于：第一锥形腔(11)锥面倾角η为20°～35°；
第一锥形腔(11)壁厚为4mm；
第一锥形腔(11)的大端面半径R2＝75mm～85mm；
第一锥形腔(11)的大小端面之间的距离为L3＝110mm；
第一锥形腔小端面凸圆(11a)半径R1为25mm；
凸圆面与锥面倒圆，倒圆半径为10mm；
凸圆(11a)到进料管(2)出口距离L4为30mm。
3.根据权利要求1的一种卧螺离心机用周向加速型物料配给室，其特征在于：第二锥形腔(12)锥面倾角Ω为30°～50°；
第二锥形腔(12)壁厚为4mm；
第二锥形腔(12)的大端面半径与第一锥形腔(11)的大端面半径R2相等；
第二锥形腔(12)的大小端面之间的距离为L1＝90mm；
第二锥形腔(12)锥面上挡环(12a)厚度为2mm，且挡环(12a)到第二锥形腔(12)小端面距离为4mm；
进料管(2)上环形密封圈(2a)厚度为2mm，且环形密封圈(2a)到挡环(12a)距离为1mm。
4.根据权利要求1的一种卧螺离心机用周向加速型物料配给室，其特征在于：第一级叶片(A)由5～7个叶片组成；
第一级叶片(A)为等厚度单圆弧薄叶片，第一级叶片(A)厚度为2mm；
第一级叶片(A)安装角度α为30°，第一级叶片(A)沿第一锥形腔(11)锥面母线方向焊接；
第一级叶片(A)叶剖面为圆弧形，圆弧半径R3＝20mm，圆弧圆心角β为70°；
第一级叶片(A)进口缘(A1)处和出口缘(A2)处倒圆，倒圆半径为8mm。
5.根据权利要求1的一种卧螺离心机用周向加速型物料配给室，其特征在于：第二级叶片(B)由9～11个叶片组成；
第二级叶片(B)叶剖面选用NACA中NACA9415；
第二级叶片(B)入口摆放角γ为40°～60°；
第二级叶片(B)弦长x＝70mm；
第二级叶片(B)高度与第一、二锥形腔的大端面之间的距离相等，L2＝50mm；
第二级叶片(B)进口缘到第二级叶片(B)旋转中心轴的距离与第一锥形腔(11)和第二锥形腔(12)大端面半径R2相等。
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