CN111491739B - 盘式离心分离机 - Google Patents

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Abstract

提供一种盘式离心分离机，能够简化装置结构、节省空间，此外，能够大幅地抑制设备导入成本以及运行成本。作为以高压向密封机构部(11)供给的密封水，使用清洁水，在将贮存有密封水的密封水箱(13)与密封机构部(11)连接的循环路径上配置有泵(14)，通过该泵(14)使密封水(清洁水)在密封水箱(13)与密封机构部(11)之间循环，泵(14)构成为与向转轴(4)和转筒(9)供给驱动力的马达(5)的驱动轴(6)连接，并且受到马达(5)的驱动力而使泵(14)运转。

Description

盘式离心分离机
技术领域
本发明涉及一种盘式离心分离机，该盘式离心分离机构成为将多块圆锥形状的分离盘重叠而配置于转筒内，并使这些分离盘高速旋转而进行处理物的分离。
背景技术
作为利用离心力对处理物进行分离的一种离心分离机，已知一种离心分离机(盘式离心分离机)，将多块圆锥形状的分离盘堆叠而配置在转筒内，并且使这些分离盘高速旋转而使离心力作用于处理物。在该类盘式离心分离机中，将多块分离盘隔开微小间隔地堆叠，能够相对安装面积确保非常大的分离沉降面积，能够在短时间内进行大量处理物的分离处理。
在现有的盘式离心分离机中，存在一种离心分离机，其构成为转轴保持为垂直且进行处理物的分离的转筒绕垂直轴线高速旋转，并且构成为配置有转筒的箱体内的空间与支承转轴的框架之间通过机械密封机构轴封，能够避免细菌以及异物进入箱体内空间，或者，能够避免处理物(分离后的固体成分等)从箱体内空间漏出(例如，参照专利文献1)。
更详细而言，专利文献1所示的机械密封机构通过固定于转轴的旋转环、保持成不与转轴接触的固定环以及密封壳体等构成，在通过密封壳体密封的区域(由旋转环、固定环以及密封壳体围成的斗室内的空间)内，密封水(外部流体)从供给通路定量地流入，与此同时，等量的密封水从相反一侧的排出通路流出，通过调节排出侧的压力，该密封壳体的斗室内的压力维持为高于箱体内的压力，能够发挥高密封性能。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特公平6-49164号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在专利文献1所示的密封机构中，为了防止细菌以及异物进入以密封水作为介质的箱体内空间，因此，作为密封水使用纯水，此外，从密封壳体的斗室排出的纯水被原样丢弃而不再利用，然而，在该情况下，在盘式离心分离机的运转过程中，需要一并设置大量(5～6L/min)且持续供给纯水的设备(大型的纯水制造装置等)。因此，存在不得不确保纯水制造装置等的设置空间这一问题，此外，存在设备导入时的成本以及运行成本变高这一问题。
为了解决上述现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种盘式离心分离机，能够实现装置结构的简化以及空间的节省，此外，能够大幅地抑制设备导入成本以及运行成本。
解决技术问题所采用的技术方案
在本发明的盘式离心分离机中，在箱体内配置有转筒，在转筒的内部，多块圆锥形状的分离盘以隔开规定间隔堆叠的状态配置，保持为垂直的转轴的前端贯穿箱体而固定于箱体内的转筒，在供转轴贯穿箱体的部分配置有密封机构部，通过使转轴以及固定于该转轴的上端的转筒高速旋转，从而能够在离心力的作用下对导入转筒内的处理物进行分离并单独排出，其特征在于，作为以高压向密封机构部供给的密封水，使用清洁水，在将贮存有密封水的密封水箱与密封机构部连接的循环路径上配置有泵，通过该泵使密封水在密封水箱与密封机构部之间循环，泵构成为与向转轴和转筒供给驱动力的马达的驱动轴连接，并且受到该马达的驱动力而使泵运转(使泵室内的叶轮旋转)。
另外，优选在密封水箱处附加地设置有净化装置(简易过滤器等，例如Y型滤网)，进行循环的密封水被维持在规定的清洁度，此外，优选，泵与向该泵供给驱动力的马达的驱动轴以磁驱动的方式动力连接。
此外，优选，所述盘式离心分离机具有给水装置和工作水箱，所述给水装置向转筒供给工作水，所述工作水用于在从转筒内排出固体成分时使阀芯开闭，所述工作水箱贮存工作水，并且向给水装置供给工作水，在发生了密封水的漏出的情况下，从工作水箱向密封水箱补给水，此外，优选在贮存于工作水箱内的工作水与密封水箱内的密封水之间进行热交换，使得密封水被工作水冷却。
此外，也可以下述方式构成：在密封水箱的外侧设置有外壳部，通过使冷却介质(优选为高压空气)流入密封水箱与外壳部之间的区域，能够对密封水箱以及贮存于该密封水箱的内侧的密封水进行冷却，或者，还可以下述方式构成：在密封水箱处设置温度传感器，在水温超过规定值的情况下，从密封水箱内丢弃规定量的密封水，并且从工作水箱或其他供给源向密封水箱内补给水。
发明效果
本发明的盘式离心分离机构成为密封水在密封水箱与密封机构部之间循环，因此，不需要一并设置纯水制造装置等，能够简化装置结构、节省空间，此外，还能够大幅地抑制设备导入成本以及运行成本。另外，使密封水循环的泵构成为与向转轴和转筒供给驱动力的马达的驱动轴连接，并且受到马达的驱动力而使泵室内的叶轮旋转，因此，不需要单独地准备用于使泵运转的驱动力源，有助于简化装置结构。
此外，在泵室内的叶轮与向叶轮供给驱动力的马达的驱动轴以磁驱动的方式动力连接的情况下，能够理想地避免由于轴封部而引起的密封水的污染以及密封水从轴封部漏出这一情况。另外，在构成为当发生了密封水从密封机构部等的漏出时从工作水箱向密封水箱补给水的情况下，能够将密封水箱内的水位控制在一定范围内，此外，在构成为在贮存于工作水箱内的工作水与密封水箱内的密封水之间进行热交换的情况下，或者在构成为能够向密封水箱与外壳部之间的区域供给冷却介质的情况下，能够适当地抑制密封水由于受到来自箱体侧的热量而温度上升这一情况。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的盘式离心分离机1的结构的图。
图2是图1示意性地示出的密封机构部11的局部剖视图。
图3是表示用于本发明的盘式离心分离机1的密封水箱13的另一构成例的剖视图。
具体实施方式
以下，按照附图，对用于实施本发明的“盘式离心分离机”的方式进行说明。图1是示意性地表示本发明的盘式离心分离机1的结构的图。如图所示，该盘式离心分离机1的转轴4通过固定于框架2的上下轴承3a、3b垂直地保持。
该垂直的转轴4构成为通过齿轮7与马达5的水平驱动轴6(输出轴)动力连接，并且受到从马达5供给的驱动力而高速旋转。转轴4的上部从下侧开口部进入箱体8内部，并固定于箱体8内的转筒9。另外，轴承3a、3b、转轴4的下部、驱动轴6以及齿轮7收容于油箱内，通过贮存在其内部的油或其油沫飞溅而得到润滑。
在转筒9的内部(分离室)，圆锥形状的分离盘以多块堆叠的状态配置，通过使转轴4以及固定于其上端的转筒9高速旋转，能够在离心力的作用下对导入转筒9内的处理物进行分离(对液体和固体成分进行分离，或者，对轻型液体和重型液体进行分离，或者，对轻型液体、重型液体以及固体成分进行分离)，并单独排出。
在供转轴4贯穿的箱体8的下侧开口部附近的位置配置有给水装置10和密封机构部11。给水装置10用于从工作水箱12向转筒9供给用于在从转筒9内排出固体成分时使阀芯开闭的工作水，通过向转筒9供给从工作水箱12供给的高压工作水，使阀芯瞬间开放，从而能够将固体成分从转筒9内排出。另外，通过从给水装置10向转筒9供给低压的工作水(从工作水箱12经由减压阀供给)，将阀芯关闭(向关闭方向推压阀芯)，从而能够以固体成分不会从转筒9内排出的方式进行密封。
从给水装置10供给至转筒9的工作水在阀芯工作时从转筒9排出(消耗)，工作水箱12内的水位降低，在水位低于规定水准的情况下，根据来自设置于工作水箱12的水位传感器的信息，从供给源向工作水箱12内适当地补给水。此外，通过供给仪表空气(压缩空气)对工作水箱12内进行加压，以能够以规定的压力供给工作水。
密封机构部11对配置有转筒9的箱体8的内侧与外侧之间进行轴封，即，该密封机构部11用于避免细菌以及异物从箱体8的下侧开口部的内周面与转轴4的外周面之间的间隙进入箱体8内空间，或者用于避免处理物(分离后的固体成分等)从箱体8内空间漏出。
图2是密封机构部11的局部剖视图。如图所示，该密封机构部11由机械密封机构构成，该机械密封机构由旋转环15(密封圈)、上下两个固定环16a、16b以及密封壳体17构成。更详细而言，旋转环15固定于转轴4的外周面，并且构成为与转轴4一起旋转，固定环16a、16b均在与转轴4的外周面不接触的位置处被保持成能够向转轴4的轴线方向移动的状态。
上方侧的固定环16a在未图示的施力元件(弹簧等)的作用下被向下方侧(向旋转环15)施力，下方侧的固定环16b以同样的方式被向上方侧(向旋转环15)施力，所述上方侧的固定环16a和所述下方侧的固定环16b在与转轴4的轴线正交的面(接触面S1、S2)处被按压至旋转环15，并与该旋转环15滑动接触。
密封壳体17构成为将旋转环15外侧的区域(以接触面S1为边界隔开的两个区域中的、与箱体8内侧的区域相反一侧的区域)密封。在通过该密封壳体17密封的区域(由旋转环15、固定环16a、16b以及密封壳体17围成的斗室17a内的空间)，以比箱体8内的压力高的压力从形成于密封壳体17的供给通路17b供给密封水(清洁水)，由此，能够尽可能地防止异物混入箱体8内空间，并且，能够尽可能地防止处理物(分离后的固体成分等)从箱体8内空间漏出。
另外，在将盘式离心分离机的转轴密封的现有密封机构中，如上所述，作为密封水使用纯水，此外，该纯水在使用后(从密封壳体的斗室排出后)就这样被丢弃，因此，需要大型的纯水制造装置等，存在设置空间的问题以及设备导入时的成本和运行成本变高的问题，不过，在本实施方式的盘式离心分离机1中，作为密封水使用清洁水(通过净化装置将自来水等生水清洁至规定等级后的水)，如图1所示，密封水在密封水箱13与密封机构部11之间循环，因此，不需要一并设置纯水制造装置等，能够简化装置结构、节省空间，而且，还能够大幅地抑制设备导入成本以及运行成本。
更具体而言，如图1所示，在连接密封水箱13与密封机构部11的循环路径(封闭管路)上配置有泵14，通过该泵14运转，贮存在密封水箱13内的密封水向密封机构部11供给，从图2所示的供给通路17b流入斗室17a内，并且从未图示的排出通路流出等量的密封水，该等量的密封水从密封机构部11返回至密封水箱13而进行循环。
另外，在密封水箱13附加地设置有净化装置(过滤器)，进行循环的密封水被维持在规定的清洁度。此外，通过供给仪表空气(压缩空气)对密封水箱13内进行加压，以能够以比箱体8内的压力高的压力向斗室17a内供给密封水。
使密封水循环的泵14构成为与向转轴4和转筒9供给驱动力的马达5的驱动轴6连接，并且受到马达5的驱动力而使泵室内的叶轮旋转。另外，在本实施方式中所使用的泵14中，泵室内的叶轮与向叶轮供给驱动力的马达5的驱动轴6以磁驱动的方式动力连接。
即，常规的泵构造成向泵室内的叶轮供给驱动力的主动轴从泵室的外侧贯穿分隔壁而与叶轮连接，并且主动轴的贯穿部分被轴封，不过，在本实施方式所使用的泵14中并不存在贯穿泵室的分隔壁的主动轴，因而也不存在主动轴的轴封部，因此，能够理想地避免由于轴封部而引起的密封水的污染以及密封水向外部漏出这一情况。
另外，由于密封水在封闭管路内循环，因此，密封水箱13内的密封水的水位基本上是恒定的，在密封机构部11等处泄漏密封水而使得密封水箱13内的水位低于规定水准的情况下，根据来自设置于密封水箱13的水位传感器的信息，从工作水箱12向密封水箱13补给水。此外，当密封水经过密封机构部11时，可能受到来自箱体8侧的热量而升温，不过，在本实施方式中，在贮存于工作水箱12内的工作水与密封水箱13内的密封水之间进行热交换，从而使得密封水被冷却。
此外，在本实施方式中，马达5和驱动轴6被保持成水平，马达5的驱动力经由齿轮7向垂直的转轴4传递，使密封水循环的泵14构成为与向转轴4和转筒9供给驱动力的马达5的驱动轴6连接，并且受到马达5的驱动力而使泵室内的叶轮旋转，不过，也可以下述方式构成：马达5和驱动轴6被保持成垂直，与垂直的转轴4直连(或通过齿轮驱动机构、传送带驱动机构等连接)，并且与泵14连接。
此外，在本实施方式中，在贮存于工作水箱12内的工作水与密封水箱13内的密封水之间进行热交换，使得密封水得到冷却，不过，也可以下述方式构成：如图3所示，在密封水箱13的下半部的外侧设置外壳部18(冷却用套)，使冷却介质(高压空气等)从制冷剂到入口18a流入密封水箱13与外壳部18之间的区域，并且从相反一侧的制冷剂排出口18b排出，由此，能够对密封水箱13以及贮存于其内侧的密封水进行冷却。
另外，作为冷却介质的供给源，能够适当地利用应用了涡流理论的原理的简易冷空气发生装置等，在该情况下，与在与工作水之间进行热交换而对密封水进行冷却的情况(参照图1)相比，能够降低设备导入时的成本，能够节省设置空间。此外，也可构成为在密封机构部11等处泄漏密封水而使得密封水箱13内的水位低于规定水准的情况下，根据来自设置于密封水箱13的水位传感器的信息触发警铃(警报)，在该情况下，能够对异常的发生进行管理。
此外，也可以下述方式构成：在密封水箱13设置温度传感器而对水温进行监视，在水温超过规定值(例如50℃)的情况下，从密封水箱13内丢弃规定量的密封水，并且，自动执行从工作水箱12(或者其他供给源)补给水(冷水)的例行程序。在该情况下，在密封水箱13处，除了设置温度传感器以外，还需要设置水准传感器(高水位用以及低水位用)，虽然与上述实施方式相比成本有所提高，但能够将密封水的消耗量抑制到最小限度。
符号说明
1：盘式离心分离机；
2：框架；
3a、3b：轴承；
4：转轴；
5：马达；
6：驱动轴；
7：齿轮；
8：箱体；
9：转筒；
10：给水装置；
11：密封机构部；
12：工作水箱；
13：密封水箱；
14：泵；
15：旋转环；
16a、16b：固定环；
17：密封壳体；
17a：斗室；
17b：供给通路；
18：外壳部；
18a：制冷剂导入口；
18b：制冷剂排出口；
S1、S2：接触面。

Claims (7)

1.一种盘式离心分离机，在箱体内配置有转筒，在转筒的内部，多块圆锥形状的分离盘以隔开规定间隔堆叠的状态配置，保持为垂直的转轴的前端贯穿箱体而固定于箱体内的转筒，在供转轴贯穿箱体的部分配置有密封机构部，通过使转轴以及固定于该转轴的上端的转筒高速旋转，从而能够在离心力的作用下对导入转筒内的处理物进行分离并单独排出，
其特征在于，
作为以高压向密封机构部供给的密封水，使用清洁水，
在将贮存有密封水的密封水箱与密封机构部连接的循环路径上配置有泵，通过该泵使密封水在密封水箱与密封机构部之间循环，
泵构成为与向转轴和转筒供给驱动力的马达的驱动轴连接，并且受到该马达的驱动力而使泵运转。
2.如权利要求1所述的盘式离心分离机，其特征在于，
在密封水箱处附加地设置有净化装置，进行循环的密封水被维持在规定的清洁度。
3.如权利要求1或2所述的盘式离心分离机，其特征在于，
泵与向该泵供给驱动力的马达的驱动轴以磁驱动的方式动力连接。
4.如权利要求1或2所述的盘式离心分离机，其特征在于，
所述盘式离心分离机具有给水装置和工作水箱，所述给水装置向转筒供给工作水，所述工作水用于在从转筒内排出固体成分时使阀芯开闭，所述工作水箱贮存工作水且向给水装置供给工作水，
在发生了密封水的漏出的情况下，从工作水箱向密封水箱补给水。
5.如权利要求4所述的盘式离心分离机，其特征在于，
在贮存于工作水箱内的工作水与密封水箱内的密封水之间进行热交换，使得密封水被工作水冷却。
6.如权利要求1或2所述的盘式离心分离机，其特征在于，
在密封水箱的外侧设置有外壳部，通过使冷却介质流入密封水箱与外壳部之间的区域，能够对密封水箱以及贮存于该密封水箱的内侧的密封水进行冷却。
7.如权利要求1或2所述的盘式离心分离机，其特征在于，
在密封水箱处设置有温度传感器，在水温超过规定值的情况下，从密封水箱内丢弃规定量的密封水，并且向密封水箱内补给新的水。
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