CN111495611A - 离心分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供容易进行耐磨损套筒的安装及拆卸的离心分离装置。离心分离装置具备在开口部的边缘部竖立设置有多个向旋转轴膨出的具有曲面部的突起部的转鼓、螺旋送料器、在周向上相邻的所述突起部之间形成分离体排出口的轴毂和耐磨损套筒。耐磨损套筒具有形成为沿所述曲面部的弓状并覆盖所述曲面部的套筒本体、和一端连接到与所述套筒本体的所述轴向正交的长度方向的一端部的爪部。所述爪部与所述突起部的外表面相接，被可拆卸的固定件固定在所述外表面，所述爪部的另一端与所述套筒本体的另一端部之间具有插入口，用于在将所述套筒本体从所述另一端部侧插入所述分离体排出口并设置在所述曲面部上时，将所述突起部插入所述套筒本体及所述爪部的内侧。

Description

离心分离装置

技术领域

本发明涉及离心分离装置，特别涉及设置于转鼓的分离体排出口的耐磨损套筒。

背景技术

作为对固液混合状态的处理物进行离心分离的离心分离装置，已知倾析机(decanter)(例如专利文献1)。图1是示出卧式倾析机1的结构例的图，图1将壳体2内以及转鼓3内剖切示出。下面，简单说明倾析机1的结构以及技术问题。关于倾析机1的结构，将在后述的实施方式中补充说明。

倾析机1具备壳体2、收容在壳体2内的筒状的转鼓3和收容在转鼓3内的螺旋送料器4。转鼓3以及螺旋送料器4带有差速地绕旋转轴L旋转。

处理物从处理物供给口81被供给到螺旋送料器4内。处理物从形成于螺旋送料器4的壁面的处理物通路41被排出到转鼓3内。在转鼓3内，处理物通过转鼓3以及螺旋送料器4的作用被离心分离为分离液和固形物。分离液通过转鼓3以及螺旋送料器4的作用，在转鼓3内被输送到图1中左侧。然后，分离液从分离液排出口31被排出到壳体2内，并从壳体2经由分离液出口21被排出到外部。

分离出的固形物通过转鼓3以及螺旋送料器4的作用，在转鼓3内被输送到图1中右侧。然后，固形物从转鼓3的固形物排出口32被排出到壳体2内，并从壳体2经由固形物出口22被排出到外部。

专利文献1中公开了一种离心分离机，其在外筒的周向上等间隔地形成有圆形的固形物排出口，在各固形物排出口配设有具备耐磨损性的衬套。根据该专利文献1的离心分离机，不用拆解外筒就能够更换衬套(第4页第28～29行)。专利文献2中公开了一种离心分离装置，其在转鼓的端部开口的边缘在周向上隔开间隔竖立设置有多个延伸凸耳，在周向上相邻的延伸凸耳之间形成有固形物排出口，并且在形成固形物排出口的延伸凸耳的边缘螺栓紧固有衬垫。根据该专利文献2的离心分离装置，通过打开离心分离装置的壳体并解除螺栓的紧固，能够简单地更换衬垫。

但是，在专利文献1以及专利文献2的结构中，由螺旋送料器输送的固形物中流出到固形物排出口正下方的固形物能够通过离心力排出，但是，流出到避开固形物排出口正下方的位置的固形物通过离心力贴在外筒(转鼓)的内壁上，因此无法排出。也就是说，在周向上断续地产生无法用于固形物排出的死角，因此，为了增加固形物的排出量，必须增大外筒(转鼓)的直径，以扩大固形物排出口的开口面积。

针对该专利文献1以及专利文献2的技术问题，已知在上述的延伸凸耳的内表面粘合有形成为弧状的耐磨损性的板的离心分离装置(以下称作现有技术3)。根据该离心分离装置，能够使流出到上述死角的固形物一边沿着板的曲面滑动，一边引导到固形物排出口，因此能够实现所谓的360°排出。

但是，在现有技术3的离心分离装置中，更换磨损的板时非常麻烦。具体而言，作为更换板的事前准备，需要在拆卸配管、皮带、护板类之后，从壳体中取出转鼓，将该取出的转鼓设置在规定的作业空间中之后，拆卸轴毂，因此事前准备非常麻烦。另外，为了确保作业空间，有时不得不进行工厂内的布局变更等。而且，在板的更换作业中，需要剥掉粘合材料，并将新的板再次粘合到延伸凸耳上，因此维护非常麻烦。另外，根据固形物的种类，有可能粘合剂溶解导致板从延伸凸耳脱落。

专利文献3中公开了一种离心分离装置，其能够进行360°排出，且通过使用耐磨损性优异的衬套部件来延长维护周期。即，专利文献3的离心分离装置的目的在于，提高衬套部件的耐磨损性来延长维护周期。

但是，在处理液中含有磨削力高的固形物(例如掘削土砂)的情况下，即使是耐磨损性优异的衬套部件也会提前磨损，因此，结果上导致维护周期变短。因此，必须以短周期进行从轴向拆解离心分离装置并更换衬套部件的复杂的维护作业。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本实公昭61-27646号公报

专利文献2：美国专利第7374529号说明书

专利文献3：日本特许第5996458号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

本申请发明的目的在于，在能够进行360°排出的离心分离装置中，使设置于固形物排出口的耐磨损套筒容易更换。

用于解决技术问题的技术方案

为了解决上述技术问题，本发明的离心分离装置的特征在于，(1)具备：转鼓，在轴向上的一端侧的开口部的边缘部，在周向上隔开间隔形成有多个延伸凸耳，各所述延伸凸耳形成为向该转鼓的旋转轴膨出；螺旋送料器，以能够旋转的方式收容在所述转鼓的内部，并以与所述转鼓不同的旋转速度旋转；轴毂，与所述延伸凸耳连接并覆盖所述开口部，用于在周向上相邻的所述延伸凸耳之间形成固形物排出口；以及耐磨损套筒，该耐磨损套筒具有：套筒本体，覆盖所述延伸凸耳中去往所述固形物排出口的固形物所滑动的内表面；以及爪部，一体地设置在所述套筒本体的一端侧，并通过螺栓以能够拆装的方式固定在所述延伸凸耳中不发生固形物滑动的外表面。

(2)根据上述(1)所述的离心分离装置，其特征在于，在所述爪部具有收容所述螺栓的头部的孔部，所述孔部的底面成为所述头部的座面，在所述底面具有供所述螺栓的轴部穿过的螺栓孔，所述螺栓的头部被收纳在比所述孔部的上端更低的位置。

(3)根据上述(2)所述的离心分离装置，其特征在于，所述套筒本体的另一端部位于比所述外表面更靠所述径向外侧的位置，在所述另一端部的内表面具有键槽，在所述键槽中插入有键，该键与所述外表面相接，并将所述套筒本体的所述另一端部固定于所述延伸凸耳。

(4)根据上述(3)所述的离心分离装置，其特征在于，在所述轴向上，所述键槽的宽度比所述套筒本体的宽度短，在所述套筒本体的另一端侧形成有与所述键槽的宽度对应的宽度的增厚部。

(5)根据上述(1)至(4)中任一项所述的离心分离装置，其特征在于，所述爪部具有所述转鼓的旋转方向上的顶端部比后端部更接近所述旋转轴的倾斜面。

发明效果

根据本发明，能够使排出到延伸凸耳的内表面附近的固形物一边向耐磨损套筒滑动，一边引导到固形物排出口，因此，能够将流出到固形物排出口正下方的固形物以及流出到避开固形物排出口正下方的位置的固形物两者均从固形物排出口排出(360°排出)。由此，无需为了增加固形物的排出量而增大转鼓的直径。另外，只要打开离心分离装置的壳体并解除螺栓的紧固，就能够进行耐磨损性套筒的更换。在更换耐磨损性套筒时，无需从轴向上拆解离心分离装置，因此维护作业的负担得以减轻。

附图说明

图1是示出卧式倾析机的结构例的图。

图2是放大示出转鼓的旋转轴方向上的一端侧的开口部的侧视图。

图3是剖切放大示出转鼓的开口部以及轴毂的侧视图。

图4是示出耐磨损套筒的立体图。

图5是用于说明孔部的耐磨损套筒的侧视图。

图6是示出安装时的耐磨损套筒的姿态的立体图。

图7是用于说明向凸耳安装耐磨损套筒的安装方法的图。

图8是示出耐磨损套筒已被安装到凸耳的状态的立体图。

图9是示出第二实施方式的耐磨损套筒的立体图。

图10是示出第三实施方式的耐磨损套筒的侧视图。

图11是示出键槽的立体图。

图12是示出增厚部的立体图。

图13是示出键的立体图。

图14是变形例的耐磨损套筒的图。

附图标识说明

1：离心分离装置

3：转鼓

3A：转鼓壳

3B：转鼓延伸体

4：螺旋送料器

5、5A、5B：耐磨损套筒

32：固形物排出口(分离体排出口)

33：延伸凸耳

34：轴毂

39：开口部

51、51A、51B：套筒本体

52、52A、52B：爪部

53：插入口

54：螺栓(固定件)

55：爪部的倾斜面

59：键

331：曲面部

332：突起部的外表面

333：螺纹孔

511：套筒本体的一端部

512：套筒本体的另一端部

513：键槽

514：增厚部

521：孔部

522：孔部的底面

523：螺栓孔

具体实施方式

(第一实施方式)

下面，列举图1的卧式倾析机1为一例，对作为本发明的优选实施方式的离心分离装置进行说明。倾析机1中，耐磨损套筒5(图2)的结构与以往的不同。本发明的技术范围不被下面说明的实施方式作出任何限定性解释。

倾析机1具备壳体2、转鼓3、螺旋送料器4。壳体2收容转鼓3以及螺旋送料器4。壳体2构成为能够开闭，当壳体2处于打开状态时，如后述的图8所示，能够观察到转鼓3、固形物排出口32、耐磨损套筒5、轴毂34等。转鼓3包括转鼓壳3A和转鼓延伸体3B，转鼓壳3A形成为内径固定的圆筒形状，转鼓延伸体3B形成为截头圆锥形状。转鼓壳3A以及转鼓延伸体3B通过未图示的螺栓连结。但是，本发明也能够适用于转鼓延伸体3B的内径固定的转鼓3。在转鼓3的一端侧具有多个固形物排出口32，在转鼓3的另一端侧(图1中左侧)具有多个分离液排出口31。

转鼓3的一端侧的轴部以能够旋转的方式保持于轴承36，另一端侧的轴部以能够旋转的方式保持于轴承37。转鼓3的一端侧的轴部被带轮38驱动，由此转鼓3旋转。

螺旋送料器4以能够旋转的方式被保持，并收容在转鼓3内。在螺旋送料器4的筒部42内，形成有处理物供给室43。在处理物供给室43中，配置有作为供给管8的端部的处理物供给口81。供给管8向转鼓3的旋转轴L方向上的一端侧(图1中右侧)延伸，经过轴承36和带轮38内并延伸到壳体2外。作为离心分离的对象的处理物被供给到配置在壳体2外的作为供给管8的端部的处理物导入口82。处理物通过供给管8从处理物供给口81被供给到处理物供给室43内。

处理物中包括能够通过离心分离进行固液分离的各种固液混合物。对于含有磨削力高的掘削土砂的分离液，本申请发明特别适合。另外，当然，对于含有金属氢氧化物颗粒的浆料、含有煤颗粒的浆液等含研磨性颗粒的分离液，本申请发明也适合。

处理物通过形成在处理物供给室43的外周面的多个处理物通路41进入转鼓3内。

在筒部42的外周面，形成有螺旋状的螺旋叶片44。螺旋送料器4从齿轮箱45被传递动力，从而以与转鼓3不同的旋转速度旋转。在齿轮箱43中例如能够使用行星齿轮。

螺旋送料器4通过相对于转鼓3带有差速地旋转，与转鼓3一起将处理物离心分离为分离液和固形物(分离体)。分离液通过转鼓3以及螺旋送料器4的作用，在转鼓3内前进到另一端侧，从分离液排出口31被排出到壳体2内，并从壳体2内经由分离液出口21被排出到外部。

螺旋送料器4在转鼓3内将被施加了离心力的固形物输送到转鼓3的一端侧。固形物从转鼓3的一端侧的固形物排出口32被排出到壳体2内，并从壳体2内经由固形物出口22被排出到外部。

图2是放大示出转鼓延伸体3B的旋转轴L方向上的一端侧的开口部39的立体图。开口部39呈圆周状，在其边缘部在周向上隔开间隔竖立设置有多个延伸凸耳33。延伸凸耳33是轴向观察呈弓形(鱼板状)的突起部。延伸凸耳33的旋转轴L方向的顶端侧形成为顶端部变小的台阶状。

延伸凸耳33具有向旋转轴L膨出的弓状的曲面部331、以及相对于旋转轴L位于径向外侧的外表面332。外表面332在与旋转轴L方向正交的延伸凸耳33的长度方向(参照图2)上，两端部与曲面部331的两端部连接。

在本实施方式中，外表面332平坦地形成。在外表面332，在延伸凸耳33的长度方向的一端侧，在旋转轴L方向上形成有两个螺纹孔333。在螺纹孔333中，作为耐磨损套筒5的固定件，螺纹接合有螺栓54(图5)。作为螺栓54，例如能够使用内六角螺栓。只要是能够相对于耐磨损套筒5以及延伸凸耳33以可拆装的方式紧固的螺栓，耐磨损套筒5的固定件能够使用适当的固定件。

图3是剖切且放大示出转鼓3的开口部39以及轴毂34的一部分的侧视图。在开口部39安装有轴毂34。轴毂34与延伸凸耳33连接并覆盖开口部39。在轴毂34上形成有多个内形与延伸凸耳33的顶端部的外形相似的孔341。各延伸凸耳33的顶端部插入到各孔341中。轴毂34在周向上相邻的各延伸凸耳33之间形成固形物排出口32(参照图2)。

在转鼓3内从处理物中分离并输送到转鼓3的一端侧的固形物中的、排出到与固形物排出口32对应的区域的固形物，通过离心力从固形物排出口32直接排出。另一方面，输送到转鼓3的一端侧的固形物中的、排出到与延伸凸耳33对应的区域的固形物，通过离心力在曲面部331上滑动，并从固形物排出口32排出。根据本实施方式的结构，能够在以旋转轴L为中心的360°方向上，将固形物排出到壳体2内。由于延伸凸耳33被耐磨损套筒5保护，因此能够抑制延伸凸耳33的因滑动磨损导致的变薄。另外，通过实现360°排出扩大了固形物的排出面积，因此不再需要增大固形物排出口32的开口面积(换言之，不再需要增大转鼓3的直径)。

图4是示出耐磨损套筒5的立体图。耐磨损套筒5优选由刚性比延伸凸耳33的基材高的材料构成。作为刚性比延伸凸耳33的基材高的材料，例如能够使用作为超硬合金的IGETALLOY(注册商标)。但是，也可以用与延伸凸耳33同样的材料形成耐磨损套筒5，并在耐磨损套筒5的表面形成耐磨损性高的焊接层。通过提高耐磨损套筒5的耐磨损性，能够延长耐磨损性套筒5的更换周期。耐磨损套筒5具备套筒本体51和爪部52。

套筒本体51形成为沿曲面部331的弓状，并且形成为旋转轴L方向的宽度在与旋转轴L方向正交的长度方向上固定的板状。在套筒本体51的长度方向的一端部511(图4中右侧的端部)，一体地连设有爪部52的一端。

爪部52为旋转轴L方向较长的长方体形状。爪部52以从套筒本体51的一端部511向内侧弯折的姿态连设于套筒本体51。在爪部52的位于图4中左侧的另一端与套筒本体51的位于图4中左侧的另一端部512之间，形成有插入口53。

虽然在后面叙述，但插入口53用于在将套筒本体51从另一端部512侧插入到固形物排出口32并设置在曲面部331上时，将延伸凸耳33插入到套筒本体51以及爪部52的内侧。在爪部52具有两个收容螺栓54的头部的孔部521。

图5是用于说明孔部521的耐磨损套筒5的侧视图。孔部521的底面522成为螺栓54的头部的座面。在底面522具有供螺栓54的轴部穿过的孔523。爪部52在耐磨损套筒5的长度方向上比套筒本体51形成得厚。在此，在螺栓54的紧固状态下，螺栓54的头部被收纳在比孔部521的上端更低的位置。也就是说，螺栓54的头部埋没在爪部52中，因此能够防止螺栓54的头部被从固形物排出口32排出的固形物磨削。

图6是示出安装时的耐磨损套筒5的姿态的立体图。将耐磨损套筒5安装到延伸凸耳33时，从未形成爪部52的另一端部512侧将耐磨损套筒5插入到固形物排出口32。如图7的(A)～(C)所示，一边从插入口53将延伸凸耳33的一端侧插入到爪部52和套筒本体51的内侧，一边沿着延伸凸耳33的曲面部331转动耐磨损套筒5。

如图7的(D)所示，转动耐磨损套筒5，直至变成延伸凸耳33的一端侧被插入到爪部52和套筒本体51的内侧并且套筒本体51覆盖整个曲面部331的姿态为止。当变成该状态时，爪部52的底面与延伸凸耳33的外表面332面接触(也参照图8)。接着，如图7的(E)所示，向孔部521中放入螺栓54并紧固螺栓54，从而将爪部52固定到延伸凸耳33的外表面332。由此，耐磨损套筒5被固定到延伸凸耳33，套筒本体51被设置在曲面部331上。

拆卸耐磨损套筒5时，只要反过来进行图7的(A)～(E)的步骤即可。即，从耐磨损套筒5拔出螺栓54之后，以与上述相反的方向转动耐磨损套筒5，以将延伸凸耳33从插入口53拔出，从而能够从延伸凸耳33拆卸耐磨损套筒5。

如上所述，在本实施方式中，不用拆掉转鼓3的轴毂34等，就能够简单地进行耐磨损套筒5相对于延伸凸耳33的安装以及拆卸。也就是说，当打开壳体2时，变为螺栓54的头部可见的状态，因此，通过使六角扳手卡合于螺栓54的头部并解除螺栓54的紧固，能够简单地进行耐磨损套筒5的更换。在此，如上所述，螺栓54的头部埋没在爪部52中，因此难以引起在更换时螺栓54的头部被削掉而无法使六角扳手卡合等的问题。

(第二实施方式)

图9是示出耐磨损套筒5A的立体图。耐磨损套筒5A的爪部52A形成为在第一实施方式的爪部52上添加了侧视呈梯形的加强部的形状。爪部52A的俯视形状为与爪部52相同大小的矩形。插入口53的大小与第一实施方式无异。

爪部52A具备倾斜面55以及顶面56。倾斜面55以如下方式倾斜：转鼓3的旋转方向上的顶端部55A被配置在比后端部55B更接近旋转轴L的位置。两个收容螺栓54的头部的孔部521A在倾斜面55开口。参照图5，在孔部521A的底面522具有螺栓孔523。

在耐磨损套筒5A的长度方向上，顶面56的另一端侧(图9中左侧)连接到倾斜面5的一端侧(图9中右端)，顶面56的一端(图9中右端)成为耐磨损套筒5A的一端。顶面56与爪部52A的底面57平行。

从固形物排出口32排出的固形物的一部分堆积在壳体2的内表面，并向着转鼓3生长。当堆积的固形物进一步生长时，有可能接触到进行旋转动作的转鼓3，导致转鼓3受到损伤。根据本实施方式的结构，由于倾斜面55形成为趋向转鼓3的旋转方向，因此能够使爪部52A的倾斜面55碰撞到堆积在壳体2的内表面的固形物，从而剥离固形物。由此，能够防止生长的固形物接触到转鼓3的外周面。

(第三实施方式)

图10是示出耐磨损套筒5B的侧视图。在本实施方式中，耐磨损套筒5B的另一端部512位于比延伸凸耳33的外表面332更靠转鼓3的旋转轴L的径向外侧的位置。如图11所示，在位于该径向外侧的另一端部512的内表面，形成有在旋转轴L方向上延伸的键槽513。键槽513靠套筒本体51B的旋转轴L方向上的端部。在旋转轴L方向上，键槽513的宽度(长度)比套筒本体51B的宽度短。套筒本体51B的一端侧(图11中右侧)的爪部52B与第二实施方式的爪部52A相同。

图12是示出增厚部514的立体图。在套筒本体51B的另一端侧(图11中左侧)，形成有与键槽513的宽度对应宽度的、换言之相同或稍大宽度的增厚部514。随着接近套筒本体51B的另一端部512的顶端侧，增厚部514的厚度向着耐磨损套筒5B的长度方向上的端侧增加。

图13是示出键59的立体图。在耐磨损套筒5B已装配到延伸凸耳33的状态下，键59被插入到键槽513。键59为仅在一方的端侧具有倾斜面的、侧视(轴向L观察)呈梯形的形状，在顶面具有两个孔部591。孔部591收容未图示的内六角螺栓的头部。在孔部591的底面具有供螺栓的轴部贯穿的螺栓孔。在延伸凸耳33的外表面332，形成有两个与孔部591对应的未图示的螺纹孔。

在键59被插入到键槽513的状态下，键59的底面与延伸凸耳33的外表面332面接触。而且，螺栓进入到孔部591中，螺栓螺纹接合到延伸凸耳33侧的螺纹孔中。由此，键59将套筒本体51B的另一端部512固定到延伸凸耳33。

在本实施方式中，通过键59来固定套筒本体51B的另一端部512，因此，能够将套筒本体51B的两端部511、512相对于延伸凸耳33牢固地固定。

在本实施方式中，通过增厚部514加强了套筒本体51B的另一端部512，因此，即使在另一端部512设置有键槽513，也能够充分地确保套筒本体51B的另一端部512的强度。

(变形例)

在上述实施方式中，由曲面部331构成了耐磨损套筒5的内表面，但是，只要能够使固形物去往固形物排出口32，也可以是其他的形状。即，如图14所示，曲面部331的一部分(或全部)也可以为锥形。

Claims (5)

1.一种离心分离装置，其特征在于，具备：

转鼓，在轴向上的一端侧的开口部的边缘部，在周向上隔开间隔形成有多个延伸凸耳，各所述延伸凸耳形成为向该转鼓的旋转轴膨出；

螺旋送料器，以能够旋转的方式收容在所述转鼓的内部，并以与所述转鼓不同的旋转速度旋转；

轴毂，与所述延伸凸耳连接并覆盖所述开口部，用于在周向上相邻的所述延伸凸耳之间形成固形物排出口；以及

耐磨损套筒，该耐磨损套筒具有：套筒本体，覆盖所述延伸凸耳中去往所述固形物排出口的固形物所滑动的内表面；以及爪部，一体地设置在所述套筒本体的一端侧，并通过螺栓以能够拆装的方式固定在所述延伸凸耳中不发生固形物滑动的外表面。

2.根据权利要求1所述的离心分离装置，其特征在于，

在所述爪部具有收容所述螺栓的头部的孔部，所述孔部的底面成为所述头部的座面，在所述底面具有供所述螺栓的轴部穿过的螺栓孔，所述螺栓的头部被收纳在比所述孔部的上端更低的位置。

3.根据权利要求2所述的离心分离装置，其特征在于，

所述套筒本体的另一端部位于比所述外表面更靠所述径向外侧的位置，在所述另一端部的内表面具有键槽，

在所述键槽中插入有键，该键与所述外表面相接，并将所述套筒本体的所述另一端部固定于所述延伸凸耳。

4.根据权利要求3所述的离心分离装置，其特征在于，

在所述轴向上，所述键槽的宽度比所述套筒本体的宽度短，

在所述套筒本体的另一端侧形成有与所述键槽的宽度对应的宽度的增厚部。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的离心分离装置，其特征在于，

所述爪部具有所述转鼓的旋转方向上的顶端部比后端部更接近所述旋转轴的倾斜面。

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