CN111545361A - 液层界面可调节的卧螺离心机 - Google Patents

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Abstract

本专利涉及离心机。液层界面可调节的卧螺离心机，包括卧螺离心机主体，卧螺离心机主体包括转鼓、位于转鼓内的螺旋送料器，转鼓由直段转鼓和锥段转鼓组成，螺旋送料器上设有向心泵，向心泵的进料口与转鼓的内腔联通，向心泵通过传动管道连接清液出口，清液出口也位于大端主轴承远离转鼓一侧；向心泵通过转轴可转动连接螺旋送料器，大端主轴承远离转鼓一侧设有调节手柄，调节手柄通过传动机构连接转轴。使用者可通过调节手柄调整转轴的角度来调整向心泵的进料口的高度，根据不同的需要设置不同的固液分离程度。

Description

液层界面可调节的卧螺离心机
技术领域
本发明涉及机械领域，具体涉及离心机。
背景技术
现有的离心机在调节液层界面的时候，必须先停机打开机罩、拆卸螺钉才能调节。
发明内容
本发明的目的在于提供一种液层界面可调节的卧螺离心机，以解决上述技术问题。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
液层界面可调节的卧螺离心机，包括卧螺离心机主体，所述卧螺离心机主体包括转鼓、位于转鼓内的螺旋送料器，其特征在于，所述转鼓由直段转鼓和锥段转鼓组成，所述螺旋送料器由位于所述直段转鼓内的第一子螺旋送料器和位于所述锥段转鼓内的第二子螺旋送料器；
所述第一子螺旋送料器、所述第二子螺旋送料器内均设有送料通道，两个送料通道相联通，所述第一子螺旋送料器的侧壁上开有使送料通道与直段转鼓的内腔联通的开口，所述开口靠近所述直段转鼓的小端，所述锥段转鼓的侧壁上开有固相出口，所述固相出口靠近所述锥段转鼓的小端；
转鼓的两端各设有一套轴承，以位于直段转鼓的小端侧的轴承为小端主轴承，以位于锥段转鼓的小端侧的轴承为大端主轴承，所述送料通道向大端主轴承侧延伸，并贯穿大端主轴承，以所述送料通道位于大端主轴承远离转鼓一侧的开口作为进料口；
所述螺旋送料器上设有向心泵，所述向心泵位于所述直段转鼓的大端，所述向心泵的进料口与转鼓的内腔联通，所述向心泵通过传动管道连接清液出口，所述清液出口也位于所述大端主轴承远离转鼓一侧；
向心泵通过转轴可转动连接螺旋送料器，所述大端主轴承远离转鼓一侧设有调节手柄，所述调节手柄通过传动机构连接所述转轴。
首先，使用者可通过调节手柄调整转轴的角度来调整向心泵的进料口的高度，从而调整液层界面，位于液层界面内侧的清液被吸出，位于液层界面外侧的清液流在转鼓内，进而根据不同的需要设置不同的固液分离程度。本专利的方法，可实现在不停机的情况对液层界面的调整，解决了现有技术中的问题。其次，本专利的物料先在送料通道内自锥段转鼓的小端向直段转鼓的小端的方向移动，在到达直段转鼓的小端处后，进入转鼓的内腔，自直段转鼓的小端向锥段转鼓的小端的方向移动。从而实现并流式布局，物料的流程较长，停留时间足够实现固液彻底分离。
优选，所述直段转鼓、所述锥段转鼓均呈锥状，所述直段转鼓的锥角为5°～8°，所述锥段转鼓的锥角为35°～45°，所述直段转鼓的大端连接所述锥段转鼓的大端；所述第一子螺旋送料器的螺旋叶片的螺旋角度为5°～8°，所述第二子螺旋送料器的螺旋叶片的螺旋角度为35°～45°。
本专利对转鼓的形态、螺旋送料器的螺旋叶片的螺旋角度进行了选取，从而使得物料在直段转鼓中的行进过程里，液层深度(流体界面到转鼓内壁的深度)逐渐加深，同时物料中固形物所受的分离因素(Fr＝ω2R/g，半径R在逐渐加大)逐渐变大，所以直段转鼓的大端处的上清液更清、沉渣更致密。在沉渣从直段转鼓进入锥段转鼓时，又因锥段转鼓截面逐渐减小，由此可压缩沉渣，对沉渣产生挤压力，挤压力由螺旋叶片的推力和流体的静压力组成的合力来提供，从而实现更低含水(液)率的沉渣从固相出口排出，满足工艺需求。此外，锥状的结构，允许转鼓采用较短的长度，由此转鼓总长度较短，刚性和稳定性也就易于保证。
所述直段转鼓、所述锥段转鼓的交界处开有开口朝内的凹槽，所述凹槽内设有环形挡板。当沉渣从直段转鼓进入锥段转鼓时，须经过环形挡板，因环形挡板的截面大大缩小，由此必然进一步压缩沉渣，挤压力由螺旋叶片的推力和流体的静压力组成的合力来提供，从而实现更低含水(液)率的沉渣从固相出口排出，满足工艺需求。
所述环形挡板可以是呈圆环形的环形挡板，也可以是呈六分之一到三分之一圆环状的环形挡板。在采用呈六分之一到三分之一圆环状的环形挡板时，所述环形挡板的中心和所述固相出口的中心位于转鼓的同侧。
进一步优选，所述环形挡板的中心和所述固相出口的中心之间的连线与所述第二子螺旋送料器的中心轴线在同一个平面上。
附图说明
图1为本发明的剖视图；
图2为直段转鼓和锥段转鼓交界处的部分结构剖视图；
图3为离心泵及其传动机构的剖视图；
图4为离心泵处的部分结构示意图；
图5为开口处的部分结构示意图。
具体实施方式
为了本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参照图1、图2、图3、图4和图5，液层界面可调节的卧螺离心机，包括卧螺离心机主体，卧螺离心机主体包括转鼓、位于转鼓内的螺旋送料器。
关于转鼓
转鼓由直段转鼓2和锥段转鼓3组成。优选，直段转鼓2、锥段转鼓3均呈锥状，直段转鼓2的锥角为5°～8°，锥段转鼓3的锥角为35°～45°，直段转鼓2的大端连接锥段转鼓3的大端。锥段转鼓3的侧壁上开有固相出口，固相出口靠近锥段转鼓3的小端。直段转鼓2、锥段转鼓3的交界处开有开口朝内的凹槽，凹槽内设有环形挡板9。当沉渣从直段转鼓2进入锥段转鼓3时，须经过环形挡板，因环形挡板9的截面大大缩小，由此必然进一步压缩沉渣，挤压力由螺旋叶片的推力和流体的静压力组成的合力来提供，从而实现更低含水(液)率的沉渣从固相出口排出，满足工艺需求。环形挡板9可以是呈圆环形的环形挡板，也可以是呈六分之一到三分之一圆环状的环形挡板。在采用呈六分之一到三分之一圆环状的环形挡板时，环形挡板的中心和固相出口的中心位于转鼓的同侧。优选，环形挡板的中心和固相出口的中心之间的连线与第二子螺旋送料器的中心轴线在同一个平面上。可以在凹槽的开口处设有防止环形挡板脱出的挡头。实际上可以不设，因为环形挡板因为离心力的作用，会被压紧在凹槽内。如果是采用呈六分之一到三分之一圆环状的结构时，最好有一个，避免因事故停机时，环形挡板刚好位于上方的情况的出现，在环形挡板刚好位于上方时，可能会受重力作用掉下。挡头可以等间距间隔排布，相邻的两个挡头之间的距离小于环形挡板的长度的三分之一。
关于螺旋送料器
螺旋送料器由位于直段转鼓2内的第一子螺旋送料器和位于锥段转鼓3内的第二子螺旋送料器。第一子螺旋送料器的螺旋叶片的螺旋角度为5°～8°，第二子螺旋送料器的螺旋叶片10的螺旋角度为35°～45°。优选，第一子螺旋送料器的螺旋叶片的螺旋角度与直段转鼓的锥角相等，第二子螺旋送料器的螺旋叶片的螺旋角度与锥段转鼓的锥角相等。第一子螺旋送料器、第二子螺旋送料器内均设有送料通道，两个送料通道相联通，第一子螺旋送料器的侧壁上开有使送料通道与直段转鼓2的内腔联通的开口，开口靠近直段转鼓2的小端。开口优选呈圆环状。开口处固定有驱动翅片11。可以，驱动翅片11可以呈圆环状，且位于第一子螺旋送料器的径向上，驱动翅片上设有多个自驱动翅片的内侧上驱动翅片的外侧延伸的呈圆弧状的条形凸起，各条形凸起等间距排布，且形状一致。驱动翅片11也可以由至少三个子叶片构成，各子叶片以第一子螺旋送料器的旋转中心轴为中心，在开口外侧等间距呈环形排列。各子叶片外侧面上设有自子叶片位于内侧的一个角向位于外侧且相对的角延伸的曲线；曲线将圆弧板分割为位于曲线内侧的第一部分和位于曲线外侧的第二部分，第一部分的厚度小于第二部分的厚度。物料在经过开口时，冲击驱动翅片，从而使驱动翅片带动第一子螺旋送料器转动，从而降低第一子螺旋送料器的能耗。驱动翅片优选焊接在开口处，且位于转鼓内腔内。
关于向心泵7
转鼓的两端各设有一套轴承，以位于直段转鼓2的小端侧的轴承为小端主轴承1，以位于锥段转鼓3的小端侧的轴承为大端主轴承4，送料通道向大端主轴承侧延伸，并贯穿大端主轴承，以送料通道位于大端主轴承远离转鼓一侧的开口作为进料口。螺旋送料器上设有向心泵7，向心泵7位于直段转鼓2的大端，向心泵7的进料口与转鼓的内腔联通，向心泵7通过传动管道连接清液出口，清液出口也位于大端主轴承远离转鼓一侧；向心泵7通过转轴可转动连接螺旋送料器，大端主轴承远离转鼓一侧设有调节手柄5，调节手柄5通过传动机构连接转轴。
性能或效果
直段转鼓2采用锥形结构，物料从进料管进入转鼓(近小端区域)流经到转鼓大端，液层深度(流体界面6到转鼓内壁的深度)逐渐加深，同时流体中固形物所受的分离因素(Fr＝ω2R/g)因半径R加大也逐渐变大，所以直段转鼓2大端部位的上清液更清、沉渣更致密。直段转鼓2采用锥形结构，因分离因素的逐步加大，利于沉降于转鼓内壁上的沉渣向大端方向输送。
当沉渣从直段转鼓挤压段8进入锥段转鼓3时，须经过环形挡板，因环形挡板的截面大大缩小，由此必然进一步压缩沉渣，挤压力由螺旋叶片的推力和流体的静压力组成的合力来提供，从而实现更低含水(液)率的沉渣从固相出口排出，满足工艺需求。
大端直径D比小端直径d大，所以大端处空间大可以设置向心泵7排液，采用向心泵7排液，可以通过调节手柄实现不停机调节液层深度，实现不停机改变分离效果。采用向心泵7排液，消除了进料管与机体之间的空隙，增强了机身的密封性能，对于易挥发、易燃、易爆物料分离更加安全可靠；同时采用向心泵7排液，减少流体在机体内的冲刷、湍流、紊流等现象从而大大减少排液起泡现象，对于食品等粘度较大的流体特别适合。
采用并流式布局，物料从螺旋进入转鼓小端流经大端，物料的流程较长，停留时间足够实现固液彻底分离，所以转鼓直段较短；同时锥转鼓是大转角必然长度较短，由此转鼓总长度较短，刚性和稳定性也就易于保证。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.液层界面可调节的卧螺离心机，包括卧螺离心机主体，所述卧螺离心机主体包括转鼓、位于转鼓内的螺旋送料器，其特征在于，所述转鼓由直段转鼓和锥段转鼓组成，所述螺旋送料器由位于所述直段转鼓内的第一子螺旋送料器和位于所述锥段转鼓内的第二子螺旋送料器；
所述第一子螺旋送料器、所述第二子螺旋送料器内均设有送料通道，两个送料通道相联通，所述第一子螺旋送料器的侧壁上开有使送料通道与直段转鼓的内腔联通的开口，所述开口靠近所述直段转鼓的小端，所述锥段转鼓的侧壁上开有固相出口，所述固相出口靠近所述锥段转鼓的小端；
转鼓的两端各设有一套轴承，以位于直段转鼓的小端侧的轴承为小端主轴承，以位于锥段转鼓的小端侧的轴承为大端主轴承，所述送料通道向大端主轴承侧延伸，并贯穿大端主轴承，以所述送料通道位于大端主轴承远离转鼓一侧的开口作为进料口；
所述螺旋送料器上设有向心泵，所述向心泵位于所述直段转鼓的大端，所述向心泵的进料口与转鼓的内腔联通，所述向心泵通过传动管道连接清液出口，所述清液出口也位于所述大端主轴承远离转鼓一侧；
向心泵通过转轴可转动连接螺旋送料器，所述大端主轴承远离转鼓一侧设有调节手柄，所述调节手柄通过传动机构连接所述转轴。
2.根据权利要求1所述的液层界面可调节的卧螺离心机，其特征在于，所述直段转鼓、所述锥段转鼓均呈锥状，所述直段转鼓的锥角为5°～8°，所述锥段转鼓的锥角为35°～45°，所述直段转鼓的大端连接所述锥段转鼓的大端。
3.根据权利要求2所述的液层界面可调节的卧螺离心机，其特征在于，所述第一子螺旋送料器的螺旋叶片的螺旋角度为5°～8°，所述第二子螺旋送料器的螺旋叶片的螺旋角度为35°～45°。
4.根据权利要求3所述的液层界面可调节的卧螺离心机，其特征在于，所述第一子螺旋送料器的螺旋叶片的螺旋角度与所述直段转鼓的锥角相等，所述第二子螺旋送料器的螺旋叶片的螺旋角度与所述锥段转鼓的锥角相等。
5.根据权利要求1所述的液层界面可调节的卧螺离心机，其特征在于，所述直段转鼓、所述锥段转鼓的交界处开有开口朝内的凹槽，所述凹槽内设有环形挡板。
6.根据权利要求5所述的液层界面可调节的卧螺离心机，其特征在于，所述环形挡板是呈圆环形的环形挡板。
7.根据权利要求5所述的液层界面可调节的卧螺离心机，其特征在于，所述环形挡板是呈六分之一到三分之一圆环状的环形挡板。
8.根据权利要求7所述的液层界面可调节的卧螺离心机，其特征在于，所述凹槽的开口处设有防止环形挡板脱出的挡头。
9.根据权利要求7所述的液层界面可调节的卧螺离心机，其特征在于，所述环形挡板的中心和所述固相出口的中心位于转鼓的同侧。
10.根据权利要求9所述的液层界面可调节的卧螺离心机，其特征在于，所述环形挡板的中心和所述固相出口的中心之间的连线与所述第二子螺旋送料器的中心轴线在同一个平面上。
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