CN110328059B - 一种用于卧螺离心机的预分离内筒 - Google Patents

一种用于卧螺离心机的预分离内筒 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于卧螺离心机的预分离内筒，包括同步加速器、进料螺旋导叶、柱段内筒、溢流管、进料管与出料隔板。该种预分离内筒结构使物料在通过进料螺旋导叶后切向加速并做旋转流动，物料在离心力的作用下产生轻重相分离的预分离现象，离心沉降至内壁面的重相物料通过重相出口排出，向中心轴线迁移的轻相物料通过溢流管后，在同步加速器内得到与转鼓速度相近的速度后由轻相出口排出。该结构使物料在螺旋内筒产生轻、重相的预分离，而且轻、重相出口的设置与物料在转鼓内运动规律符合，有利于分离过程，进料螺旋导叶与同步加速器能够对物料进行两次切向加速，减少了转鼓内液体滑移与液池湍动现象，从而实现分离效率的提高。

Description

一种用于卧螺离心机的预分离内筒
技术领域
本发明涉及一种离心分离设备，尤其涉及一种用于卧螺离心机的预分离内筒。
背景技术
卧螺离心机是一种利用转鼓带动物料旋转产生离心力来强化分离过程的固液分离设备，与板框式压滤机、带式压滤机相比，卧螺离心机具有连续运行、单机处理能力大、对物料适应能力强、工作环境好等优点，因而被广泛用于石油、化工、食品、制药、冶金等行业。卧螺离心机工作原理可以概述为：物料由进料口进入离心机内部，物料中的固相颗粒在离心场的作用下沉降到转鼓内侧形成渣层，液相在转鼓壁面与螺旋输送器的双向作用下被迫流向渣的表面。分布在转鼓锥段的渣层在外侧旋流与螺旋推料器叶片的作用下被输送到离心机小端，由排渣口甩出，沉渣内侧的清液则会沿着螺旋型流道反向流至转鼓大端，由溢流口排出。
现有卧螺离心机设计中螺旋内筒的作用主要是接受、分布和加速物料，现有设计忽视了螺旋内筒在分离过程中能够产生的预分离作用；同时在卧螺离心机分离过程中切向速度是实现固液分离的关键，而现有螺旋内筒对物料的切向加速能力极差，物料进入转鼓后由于切向速度差的存在导致液池内出现液池湍动与液体滑移等问题，降低了卧螺离心机分离效率。因此有必要提出一种具有预分离效果，同时能够对物料进行切向加速的螺旋内筒结构来对现有的卧螺离心机做出改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于卧螺离心机的预分离内筒，预分离内筒能够使物料产生轻、重相的预分离，同时有效减小物料与转鼓之间的切向速度差，避免产生转鼓内的液体滑移、液池湍动现象，最终提高卧螺离心机分离效率。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：。
本发明提供了一种用于卧螺离心机的预分离内筒，包括进料螺旋导叶、同步加速器、柱段内筒、溢流管、进料管与出料隔板，柱段内筒与进料管之间通过螺栓进行连接。
进一步的技术方案是：所述柱段内筒为两端带有法兰盖的筒状结构，靠近转鼓大端处的法兰盖中心开设有一个溢流孔，柱段内筒周向壁面布置至少一个重相出口连通螺旋输送器。
进一步的技术方案是：所述溢流管沿柱段内筒中心线轴向设置并连通同步加速器，溢流管直径为柱段内筒直径的1/4至1/2，溢流管与柱段内筒法兰盖通过焊接的方式连接。
进一步的技术方案是：所述出料隔板右壁面紧贴加速器底座，所隔出的出料空间内设置至少一个轻相出口连通螺旋输送器。
本发明另一方面提供了一种进料螺旋导叶，包括导流锥与导流叶片，所述导流锥表面至少周向设置4个导流叶片。
进一步的技术方案是：所述导流叶片外边缘轮廓与柱段内筒内径轮廓相同，导流叶片通过焊接的方式与柱段内筒连接。
本发明同时提供了一种同步加速器结构，所述同步加速器沿中心轴线在同步加速器筒身上设置进料加速腔，同步加速器筒身顶部中心处开设进料口连通进料加速腔，并于同步加速器筒身顶部布置螺栓孔；同步加速器底部为加速器底座，加速器底座上设置物料加速桨，在加速器底座沿同步加速器筒身周向布置物料出口。
进一步的技术方案是：所述物料加速桨由分配头与加速桨叶组成，分配头中心线与同步加速器中心线重合，沿分配头轴向的剖面为顶端倒圆角的三角形。
进一步的技术方案是：所述加速桨叶的形状为弯曲叶片状，加速桨叶与加速器底座角度在60°至90°之间选择，加速桨叶沿分配头周向均布至少4个。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过预分离内筒的柱段内筒、溢流管结构与进料螺旋导叶，使物料在通过进料管后切向加速并起旋做旋流流动，物料在离心力的作用下产生轻重相分离的预分离现象，离心沉降至柱段内筒壁面处的重相物料通过重相出口进入转鼓，向中心轴线迁移的轻相物料通过溢流管进入同步加速器，得到与转鼓切向线速度相近的初始速度后由轻相出口排出。该种结构使物料在螺旋内筒产生轻、重相的预分离，而且轻、重相出口地设置与物料在转鼓内的运动规律相符合有利于转鼓内的分离过程，进料螺旋导叶与同步加速器能够对物料进行两次切向加速，减少了转鼓内液体滑移与液池湍动现象，最终通过多个方面实现分离效率的提高。同时，本发明提供的预分离内筒适用于不同物料，具有较好的应用范围。
附图说明
图1是本发明的预分离内筒（4）的结构示意图。
图2是本发明的进料螺旋导叶（7）结构示意图。
图3是本发明的同步加速器（10）结构示意图。
图1~3中：1-转鼓，2-出料隔板，3-重相出口，4-预分离内筒，5-螺旋输送器，6-进料管，7-进料螺旋导叶，8-柱段内筒，9-溢流管，10-同步加速器，11-轻相出口，12-导流锥，13-导流叶片，14-同步加速器筒身，15-进料口，16-物料出口，17-加速器底座，18-加速桨叶，19-分配头。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1为预分离内筒（4）的结构示意图。该种预分离内筒（4）由同步加速器（10）、进料螺旋导叶（7）、柱段内筒（8）、溢流管（9）、进料管（6）与出料隔板（2）组成，柱段内筒（8）与进料管（6）之间通过螺栓进行连接。柱段内筒（8）为两段带有法兰盖的筒状结构，靠近转鼓（1）大端处的法兰盖中心处开设有一个溢流孔，柱段内筒（8）周向壁面布置两个重相出口（3）连通螺旋输送器（5）。溢流管（9）沿柱段内筒（8）中心线轴向设置并连通同步加速器（10），溢流管（9）直径为柱段内筒（8）直径的1/3，溢流管（9）与柱段内筒（8）通过焊接的方式连接。出料隔板（2）右壁面紧贴加速器底座（17），所隔出的出料空间内设置两个轻相出口（11）连通螺旋输送器（5）。
图2为进料螺旋导叶（7）结构示意图。导流锥（12）为顶部倒圆角的锥体，沿导流锥（12）表面设置6个导流叶片（13）。导流叶片（13）外边缘轮廓与柱段内筒（8）内径轮廓相同，导流叶片（13）通过焊接的方式与柱段内筒（8）连接。
图3为同步加速器（10）结构示意图。在同步加速器筒身（14）上沿轴线方向开设进料加速腔，同步加速器筒身（14）顶部中心处开设进料口（15）连通进料加速腔，同步加速器（10）底部为加速器底座（17），加速器底座（17）上设置由分配头（19）与加速桨叶（18）组成的物料加速桨，分配头（19）中心线与同步加速器（10）中心线重合，沿其中心线轴向剖面为顶端倒圆角的三角形，沿分配头（19）周向均布4个垂直于加速器底座（17）的加速桨叶（18），加速桨叶（18）的形状为弯曲叶片状，在同步加速器（10）靠近加速器底座（17）一端根据加速桨叶（18）的位置开设数量相等的物料出口（16）。
下面再对本发明运转原理作进一步说明：卧螺离心机工作时，物料通过进料管（6）进入预分离内筒（4），流动至固定在柱段内筒（8）内壁上的进料螺旋导叶（7），物料经由导流锥（12）导流至导流叶片（13）起旋，物料运动方式转变为以切向运动为主且物料在柱段内筒（8）中预分离，此时物料中的重相向壁面离心沉降，轻相物料向中心轴线方向迁移，重相物料经由重相出口（3）进入转鼓（1）内部，轻相物料通过溢流管（9）后从同步加速器进料口（15）进入进料加速腔，物料经过分配头（19）分配过流通道后流动至加速桨叶（18）处，在加速桨叶（18）的带动作用下再次降低轴向速度并提高切向速度，完成加速的物料通过物料出口（16）甩出至出料空间内，从轻相出口（11）排出，此时通过轻相出口（11）的物料速度已与转鼓（1）速度接近；由于物料在转鼓（1）内的运动方向为重相向转鼓（1）小端运动，轻相向转鼓（1）大端运动，因此这种轻相出口（11）与重相出口（3）的设置是符合物料运动规律且有益于转鼓（1）内物料分离过程的；从轻相出口（11）与重相出口（3）进入转鼓（1）的物料在离心力的作用下形成环形液池，重相固体粒子离心沉降到转鼓（1）内表面上而形成沉渣，由于螺旋输送器（5）与转鼓（1）的相对运动，沉渣被螺旋输送器（5）推送到转鼓（1）小端甩出，澄清液从转鼓（1）大端流出。

Claims (3)

1.一种用于卧螺离心机的预分离内筒，其特征在于：所述预分离内筒（4）由进料螺旋导叶（7）、同步加速器（10）、柱段内筒（8）、溢流管（9）、进料管（6）与出料隔板（2）组成，柱段内筒（8）与进料管（6）之间通过螺栓进行连接；所述柱段内筒（8）为两端带有法兰盖的筒状结构，靠近转鼓（1）大端处的法兰盖中心开设有一个溢流孔，柱段内筒（8）周向壁面布置至少一个重相出口（3）连通螺旋输送器（5）；所述溢流管（9）沿柱段内筒（8）中心线轴向设置并连通同步加速器（10），溢流管（9）直径为柱段内筒（8）直径的1/4至1/2，溢流管（9）与柱段内筒（8）法兰盖通过焊接的方式连接；
所述出料隔板（2）右壁面紧贴加速器底座（17），所隔出的出料空间内设置至少一个轻相出口（11）连通螺旋输送器（5）；
所述同步加速器（10）沿中心轴线在同步加速器筒身（14）上设置进料加速腔，同步加速器筒身（14）顶部中心处开设进料口（15）连通进料加速腔，并于同步加速器筒身（14）顶部布置螺栓孔，同步加速器（10）底部为加速器底座（17），加速器底座（17）上设置物料加速桨，在加速器底座（17）沿同步加速器筒身（14）周向布置物料出口（16）；
所述进料螺旋导叶（7）包括导流锥（12）与导流叶片（13），导流锥（12）表面至少周向设置4个导流叶片（13）；
所述导流叶片（13）外边缘轮廓与柱段内筒（8）内径轮廓相同，导流叶片（13）通过焊接的方式与柱段内筒（8）连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于卧螺离心机的预分离内筒，其特征在于：所述物料加速桨由分配头（19）与加速桨叶（18）组成，分配头（19）中心线与同步加速器（10）中心线重合，沿分配头（19）轴向的剖面为顶端倒圆角的三角形。
3.根据权利要求2所述的一种用于卧螺离心机的预分离内筒，其特征在于：所述加速桨叶（18）的形状为弯曲叶片状，加速桨叶（18）与加速器底座（17）角度在60°至90°之间选择，加速桨叶（18）沿分配头（19）周向均布至少4个。
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