CN112827668A - 一种蝶式离心机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蝶式离心机，包括转鼓体、外活塞、动推螺套、储液环和喷水座，外活塞沿轴向滑动套在位于排渣孔下方的转鼓体的外侧环壁上，外活塞能够沿轴向上、下移动，动推螺套的外侧环壁螺接外活塞的内侧环壁，动推螺套能随外活塞沿轴向上、下移动而同步地上、下移动，储液环固套在位于外活塞与转鼓体之间的转鼓体的外侧环壁，喷水座插在外活塞的底部，当工作液由储液腔流入上环形腔，产生上推力，外活塞上移时，外活塞的顶部抵触并压实环形密封垫，封堵排渣孔，当下环形腔内注入操作水，产生下推力，下推力大于上推力，推动外活塞向下移动时，上环形腔内的工作液重新回到储液腔内，外活塞将向下远离环形密封垫，暴露出排渣孔。

Description

一种蝶式离心机

技术领域

本发明涉及离心机领域，具体是一种蝶式离心机。

背景技术

蝶式离心机是沉降式离心机中的一种，用于分离难分离的悬浮液或乳浊液，在实际生产中应用最为广泛。

在连续流的沉降式离心机中，物料从转鼓的一端流入另一端(或同一端，但通道不同)流出，此流动的过程，即为物料的沉降过程。在同样的分离因数下，其流动过程越长，沉降的效果越为明显。但物料在流动的同时，也具有很高的轴向速度，如果固相颗粒未沉降在转鼓壁上即流出转鼓外，称为“夹带”，意味着分离失败。所以在保证机械强度的条件下，各类型沉降离心机各自有不同的形状，碟式离心机是在转鼓内安装了若干片锥形的碟片，各碟片通过定隙板隔开形成缝隙，物料在碟片的缝隙间流动分离，即所谓薄层分离。这样设计的好处是：相对于同样外形尺寸的转鼓，此结构不仅减小了可将物料内不同相份分离开的距离，降低了轴向力对分离效果的影响，也大大增加了沉降的面积，质量和产量都有大幅的提高。

蝶式离心机中碟片的安装参见图1所示，碟片101是由0.5～1mm的薄板加工成圆锥形，各个碟片101通过键102、螺钉103等连接件依次叠放安装在第一碟片架104上，键102轴向安装在第一碟片架104外侧壁，通过螺钉103固定。碟片101内径处有相同尺寸的槽沟与键102配合，使碟片101与第一碟片架104同步旋转不会发生位移。相邻两个碟片101之间用定隙板105隔开形成缝隙，物料在缝隙间流动分离。这种形式在同样的分离因数下，沉降的效果有非常明显的提高。蝶式离心机适用于悬浮液或乳浊液的分离，液相(包括重液相、轻液相)由转鼓的出料口流出转鼓外，固相则沉降在转鼓内壁。针对沉降在转鼓内的固渣，蝶式离心机有两种操作方式：1、人工排渣；2、自动排渣。在自动排渣的蝶式离心机中，针对不同物料的物性参数(如固相浓度、固相颗粒大小、乳浊液粘度等)，一般通过两种方式实现：2.1喷嘴排渣；2.2活塞排渣。本发明是属于活塞排渣的一种。

活塞排渣式蝶式离心机，是在转鼓壁上加工出通孔作为排渣孔，固渣都沉降在排渣孔周围。排渣孔的上方安装有密封垫，排渣孔下方安装可以上下往复移动的活塞，活塞的端面与密封垫压实，密封住排渣孔。而使活塞移动的驱动力，是通过过从转鼓外引入操作水，操作水在离心力场中形成的离心液压来实现的。

活塞排渣的形式多种多样，但结合驱动活塞的方式，可归纳为两种。

第一种：需要密封住排渣孔时，从转鼓外引入第一股操作水，注入活塞下腔形成离心液压，推动活塞上行与密封垫压实，密封住排渣孔；需要打开排渣孔时，从转鼓外引入另一股操作水，打开活塞下腔的泄水阀，使活塞下腔的操作水排出至大气中，活塞下腔的离心液压消失，活塞被转鼓内的物料所产生的离心液压推下，打开排渣孔。具体机构参见图2所示，包括第一转鼓体201、第一内活塞202、第一转鼓盖203、第一大锁帽204、第一碟片架205、第一碟片206和泄压阀207等。具体动作过程如下：

第一转鼓体201外表面加工出若干的条形通孔作为第一排渣孔208，第一内活塞202的下表面与地转鼓体201的内部上表面组合形成操作水腔209，第一转鼓体201沿轴心高速旋转形成离心力场。打开喷头一210，操作水通过孔一211进入操作水腔209内，形成离心液压，推动第一内活塞202上行，第一内活塞202上端面与第一密封垫212压实，密封住第一排渣孔208。此时，可以向离心机内进料。物料由中心轴线处(根据各蝶式离心机结构的不同，有的是在转鼓上部进料，也有从下部进料的)进入转鼓并在各第一碟片206的缝隙间分离，固相沉降在第一排渣孔208周围的固渣沉积区213，澄清液继续向中心轴线处移动，最后由上部出料口(与转鼓上部进料的通道为不同的通路，但上部溢流口距离中心轴线的距离，既是直径，需大于进料通道的直径)流出转鼓体201外。当固渣容沉积区213的固渣盛满后，关闭外部进料阀门，打开操作水喷头二214，操作水通过孔二215进入泄压阀207，由于液体压力的作用，泄压阀207被打开，操作水腔209内的操作水通过排水孔216，流经泄压阀207排到转鼓体201外，操作水腔209的压力消失，第一内活塞202被转鼓内物料的离心液压推动下移，第一排渣孔208打开，固渣被离心力甩出转鼓。当排渣工作结束后，关闭操作水喷头二214，泄压阀207关闭。开启喷头一210，操作水进入操作水腔209内，推动第一内活塞202上行，第一排渣孔208重新被封闭，继续开始分离操作。

综上所述，此种驱动活塞上下移动的方式需引入两股操作水。

第二种：转鼓下方安装一分配液环(分配液环内有多个不同位置的通道)，其与转鼓同步旋转，并与操作水的喷头在空间上相对应。需要密封住排渣孔时，从转鼓外引入操作水，操作水以一设定的流量，通过喷头进入分配液环，由位于分配液环外径处的通道流入活塞下腔形成离心液压，推动活塞上行与密封垫压实，密封住排渣孔；需要打开排渣孔时，增大操作水的流量，增加分配液环内液面的厚度，使之达到并连通位于分配液环相对靠近中心的另一个通道，操作水即进入活塞上腔，推下活塞打开排渣孔。具体结构参见图3所示，包括第二转鼓体221、第二活塞222、第二转鼓盖223、第二大锁帽224、第二碟片架225、第二碟片226，以及分配液环227和下端盖231等。具体动作过程如下：

第二转鼓体221外表面加工出若干的条形通孔作为第二排渣孔228；第二活塞222的内下端面和内下侧壁，与下端盖231的上端面组合形成下操作水腔229；第二活塞222的内上端面和内上侧壁，与第二转鼓体221的下端面组合形成上操作水腔230。开机后，第二转鼓体221沿轴心高速旋转后形成离心力场，打开喷头三237，操作水以一设定好的流量(假设为a流量)进入分配液环227内(其内的操作水环内径为F线)，通过孔三234流入下操作水腔229内形成离心液压，推动第二活塞222上行，第二活塞222的上端面与第二密封垫232压实，密封住第二排渣孔228，此时，可以向离心机内进料。物料进入转鼓并在各第二碟片226的缝隙间分离，固相沉降在第二固渣沉积区233内、第二排渣孔228周围，澄清液继续向中心轴线处移动，最后由上部出料口流出第二转鼓体221外(其过程参见图3左侧)。当第二固渣容沉积区233的固渣盛满后，关闭外部进料阀门，增加操作水的流量(假设为b流量，并且b流量＞a流量)，使分配液环227内的操作水水环内径达到H线，此时，操作水可通过孔四235流入上操作水腔230内，由于在上操作水腔230内的操作水，作用在比下操作水腔229大的作用半径上，故上操作水腔230所形成的离心液压大于下操作水腔229的离心液压，第二活塞222被推下，第二排渣孔228暴露，沉降在转鼓内的沉渣被离心力甩出第二转鼓体221外(此过程参见图3右侧)。排渣工作结束后，降低操作水流量至a流量，分配液环227内的液环厚度减小，操作水不再进入上操作水腔230，其内的操作水通过第二排水孔236排出至大气，上操作水腔230的离心液压消失，第二活塞222重新被下操作水腔229内形成的离心液压推动上移，密封住第二排渣孔228。

综上所述，第二种驱动活塞上下移动的方式，是引入一股操作水，但通过调整操作水的流量来实现的

对于蝶式离心机来说，分离因数是离心机最重要的一项技术指标，是指颗粒在离心力场中沉降速度与在重力场中沉降速度的比，代表离心机的性能，离心机的分离因数越高，物料就容易被分离，分离效果也就越好。分离因数的计算公式如下：

F_r＝rω²/g；

ω＝2πn/60；

其中：r-转鼓直径；ω-转鼓角速度；g-重力加速度；n-转鼓转速。

根据公式我们知道，分离因数有两个变量：转鼓转速和转鼓直径，且分离因数与这两个变量均为正相关。即转鼓转速越高、转鼓直径越大，分离因数越高，也可以说分离质量越好。但分离因数不是无限制提高的，其极限取决于转鼓材料的机械强度。如果增加转鼓直径，其分离因数的提高远远落后于转鼓应力的增长，而转鼓转速与分离因数是平方的关系，提高转速对分离因数的影响更大，因此所有的高速离心机均具有小直径的特点。

活塞排渣式碟式离心机是通过从外部引入操作水，在转鼓内形成离心液压使活塞上下移动的。操作水的流动方向，与离心力的方向一致，即从转鼓的旋转中心向外侧流动。转鼓的回转中心(包括转鼓的上部和下部)，需要安装驱动轴(如果是悬吊式结构，还需安装支撑座)和进料口(物料的流动方向也与离心力方向一致，为保证分离效果，进料口位于转鼓的正中心)，以及出料口(如果是乳浊液的分离，出料口为2个)。这些结构和设施，位置都在转鼓的正中心，或尽可能靠近转鼓的中心，而引入和盛接操作水的机构，只能在保证了上述尺寸之后，向外扩延。在结构设计里，在确定了主要的结构位置后，然后进行其他结构的计算。所以，碟式离心机转鼓的直径范围，其最大值是在保证转鼓的机械强度的前提下，根据待分离物料的产量和物性参数等，充分考虑转鼓转速并将两者优化得到的；而其直径最小值，根据操作水的流动方向，则是必须大于引入和盛接操作水的这些机构的直径。

在现有技术中，引入和盛接操作水这些机构的直径都比较大，提高了转鼓直径的下限，使碟式离心机难以向高转速方向发展。在现有技术活塞排渣的第一种方式中需要引入两股操作水，两股操作水的喷头以及盛接的通道需交错开(即在不同直径的同心圆上)，且需隔开不能发生混液，故转鼓的直径需大于最外侧喷头、以及盛接由最外侧喷头引入操作水的机构的尺寸。还由于泄水阀的存在，增加了转鼓壁和转鼓底的厚度，使转鼓外径很大但参与分离工作的内径很小，并且转鼓重量的增加也不利于转鼓向高转速发展；而在现有技术活塞排渣的第二种方式中虽然只引入一股操作水，但由于操作水分配的复杂性，使分配液环的直径也比较大，具体结构如图3所示，其下操作水腔的内径R11需大于分配液环的尺寸，下操作水腔的外径R21，需使下操作水腔所形成的离心液压(离心液压产生的原理，在同一条件下，其大小为R21和R11的平方差关系)可以有效密封住转鼓内的物料，一般参考法兰盘密封条件。而上操作水腔的离心液压则需大于下操作水腔的离心液压才可推下活塞、打开排渣孔，故R31的尺寸又必须大于R21。所以R11、R21、R31的尺寸都是在分配液环外形尺寸的基础上向外扩延的。

因此在活塞排渣式碟式离心机的现有技术中，上述两种驱动活塞的方式限制了转鼓直径的进一步缩小，进而使转鼓只能在相对较低的转速下工作，以及不能大幅提高分离因数。碟式离心机之所以应用广泛，是因为与其他种类的离心机相比，它的分离因数和单机产能都比较有优势，且可实现自动排渣，适合规模化、连续性生产。而在更高的转鼓转速区间，或者在更高的分离因数区间，蝶式离心机则是采用人工排渣的操作方式，而碟式离心机一旦失去了自动排渣这一功能，目前市场上有比它转速高很多，且操作更方便的离心机将其替代。所以，现有技术的活塞排渣式碟式离心机不能适应对分离质量要求较高的物料，也不满足小批量、多品种产品的自动化生产。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术的不足，提供一种小直径高分离因数且能实现自动排渣的蝶式离心机。

本发明采用的技术方案是，一种蝶式离心机，包括转鼓体、转鼓盖和碟片组件，所述转鼓盖可拆卸地设置在所述转鼓体的顶部，两者之间形成第一空腔，所述转鼓体侧壁上靠近所述转鼓盖底部的位置处开设有多个贯穿所述转鼓体侧壁的排渣孔，所述转鼓盖的顶面中心位置上开设有出液孔，所述碟片组件装配在所述第一空腔内；所述蝶式离心机还包括外活塞、动推螺套、储液环和喷水座，所述外活塞套接在所述转鼓体外壁上，且所述外活塞能够沿所述转鼓体外壁上下移动，当所述外活塞沿所述转鼓体外壁上、下移动时，所述外活塞能够封堵、暴露所述排渣孔；所述动推螺套可拆卸地固定在所述外活塞的内壁上，且所述动推螺套能够随所述外活塞沿所述转鼓体外壁上下移动；所述储液环固定套设在所述转鼓体的外侧壁上；所述喷水座插装在所述外活塞的底部，位于所述转鼓体与所述外活塞之间；所述外活塞、所述动推螺套与所述储液环装配后之间形成一个上环形腔、下环形腔和储液腔，所述上环形腔和所述储液腔之间开设有连通两者的交换通道；所述下环形腔与外部连通；所述喷水座能够通过将操作水注入到所述下环形腔中；所述储液腔内预先注入有工作液。

作为本发明技术方案的一个可选方案，所述转鼓体的外壁上在所述排渣孔上方位置处套接有密封垫，所述密封垫通过螺接在所述转鼓体外壁的压帽压紧在所述转鼓体外壁上，当所述外活塞沿所述转鼓体外壁上移封堵所述排渣孔时，所述外活塞的顶部顶紧所述密封垫进一步密封所述排渣孔。

作为本发明技术方案的一个可选方案，所述转鼓体的外侧环壁上均匀地沿竖直方向固定设置有多根传动销，所述动推螺套的上端面上设置有与所述传动销对应的销孔，当所述外活塞上、下移动时，所述动推螺套上端面的销孔分别对应套在所述传动销的外部，并随着所述外活塞的上、下移动而同步地上、下移动，从而限制所述动推螺套周向转动。

作为本发明技术方案的一个可选方案，所述动推螺套的下端面，所述外活塞的内侧壁以及所述储液环的上端面围成所述上环形腔；所述外活塞的内壁以及所述储液环的底壁围成一内开口的下环形腔，所述喷水座能够通过所述下环形腔的开口处将操作水注入所述下环形腔，且所述外活塞上远离所述环形腔的开口端处开设有连通所述下环形腔的排水孔；所述储液环的内侧壁与所述转鼓体的外壁围成所述储液腔。

作为本发明技术方案的一个可选方案，所述转鼓体上开设有将所述储液腔与外界连通的通气孔。

作为本发明技术方案的一个可选方案，所述下环形腔沿轴向的环状投影面积大于所述上环形腔沿轴向的环状投影面积。

作为本发明技术方案的一个可选方案，所述外活塞的底壁上设置有一向上的凸台，所述动推螺套的下端面、所述外活塞的内侧壁以及所述储液环的上端面围成所述上环形腔；所述外活塞的内壁、所述储液环的下端面以及所述凸台壁围成所述下环形腔，所述凸台开设有一用于将操作水注入所述下环形腔的注液通道；所述储液环的内壁、所述凸台与所述转鼓体的外壁围成所述储液腔。

作为本发明技术方案的一个可选方案，所述外活塞侧壁上开通有连通所述下环形腔与外界的排水孔。

作为本发明技术方案的一个可选方案，所述下环形腔沿轴向的环状投影面积大于所述上环形腔沿轴向的环状投影面积；所述储液腔沿轴向的环状投影面积等于所述上环形腔沿轴向的环状投影面积。

本发明的有益效果是：

1、本发明设置上环形腔和下环形腔，在离心力场中，其腔内的液体所产生的离心液压能使外活塞上移或下移，进而实现对排渣孔的封堵及暴露，能够实现自动排渣。

2、活塞排渣式碟式离心机在开机后，第一步都是需密封住排渣孔。在现有技术中，均需从外部引入操作水来使活塞上行。本发明则增设储液腔，且储液腔事先已注入工作液，开机后储液腔内的工作液自动延离心力的方向，通过交换通道流进上环形腔形成离心液压，作用在动推螺套下端面，进而带动外活塞上行，密封住排渣孔。

3、储液腔具有储存和补充的作用，当外活塞上行、上环形腔空间增加时，其内的工作液由储液环补充；当外活塞下行、上环形腔空间减小时，其内多余的工作液由储液环收集。而且通过储液腔的设计，能够提高排渣孔处的密封稳定性。

4、由于存在储液腔，本发明只需要引入一股操作水(只控制活塞向下移动)即可实现自动排渣，简化了结构。由于转鼓下部不涉及复杂的操作水分配，下环形腔设计成向内开的敞口，操作水通过喷头，可呈一定角度隔空喷射到下环形腔内。与现有技术的相比，如前所述，传统的碟式离心机需先确定引入和盛接操作水的机构的尺寸，其余结构向外扩延；而本发明则可确定喷头(喷头可设计成长条孔形状，即保证了管路的通径，还缩小了径向的尺寸)的位置后，转鼓的直径可向内缩小，其最小值只要外活塞的内径与喷头间留有安全距离，不发生剐蹭即可。

5、由于下环形腔(下环形腔主要由外活塞构成)可向内缩进，如上述介绍，在同一条件下离心液压的大小为腔室的液环外径和液环内径的平方差，所以即便是下环形腔的外径与上环形腔的外径相等，但如果其内径小于上环形腔的内径，所形成的离心液压和作用力也会大于上环形腔，达到推动外活塞下行的目的。因此可进一步缩小转鼓的直径。

6、通过上述背景技术的介绍我们知道，分离因数是衡量离心机最重要的一项指标，代表着离心机所能分离物料的精细度。而分离因数受限于转鼓材料的机械强度，故提高分离因数的手段，是通过缩小转鼓直径、增加转鼓转速来实现的。在现有技术中，活塞排渣式碟式离心机受功能结构的限制，其技术参数(如转鼓转速、转鼓直径等)趋于稳定，如果依靠使用机械强度高的新材料来提高转鼓转速，无疑会增加制造的成本，以及加工的难度，且很多材料受离心机使用环境的限制，比如是否耐腐蚀等。而本发明改变了驱动活塞移动的结构和引入操作水的方式，可进一步的缩小转鼓的直径，相应的提高转鼓转速，进而提高了分离因数，并且在实现这些目的的同时还具备自动排渣的功能，本发明最大的意义既是于此。

7、目前市场上转速比较高的离心机当中，一般均采用人工排渣的操作方式。本发明在提高转鼓转速的同时仍具有自动排渣的功能，实现中小批量产品的连续化生产，填补这一市场上的空白。

8、本发明有两个实施例，两者的区别在于储液腔的结构不同。在实施例1中，储液腔在工作中没有容积的变化，故需要加工出通气孔与大气相通，避免发生气阻；在实施例2中，由于外活塞内设置一凸台，所以储液腔可以随着上环形腔的容积变化而变化。但从加工的难易程度和转鼓的轻质化来考虑，实施例1相比较更佳。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是碟片的安装示意图。

图2是现有蝶式离心机第一种活塞驱动方式的示意图。

图3是现有蝶式离心机第二种活塞驱动方式的示意图。

图4是本发明实施例1中蝶式离心机的结构示意图。

图5是本发明实施例1结构示意图的爆炸视图。

图6是本发明实施例2中蝶式离心机的结构示意图。

附图标记：

101-碟片；102-键；103-螺钉；104-碟片架；105-定隙板；201-第一转鼓体；202-第一内活塞；203-第一转鼓盖；204-第一大锁帽；205-第一碟片架；206-第一碟片；207-泄压阀；208-第一排渣孔；209-操作水腔；210-喷头一；211-孔一；212-第一密封垫；213-固渣沉积区；214-喷头二；215-孔二；216-排水孔；221-第二转鼓体；222-第二活塞；223-第二转鼓盖；224-第二大锁帽；225-第二碟片架；226-第二碟片；227-分配液环；228-第二排渣孔；229-下操作水腔；230-上操作水腔；231-下端盖；232-第二密封垫；233-第二固渣沉积区；234-孔三；235-孔四；236-第二排水孔；237-喷头三。

301-转鼓体；302-锁紧件；303-转鼓盖；304-第一空腔；305-安装孔；306-排渣孔；307-密封垫；308-压帽；309-碟片组件；310-外活塞；311-凸台；312-动推螺套；313-储液环；314-横向封堵板；315-喷水座；316-上环形腔；317-下环形腔；318-储液腔；320-注液通道；321-交换通道；322-通气孔；323-排水孔；324-喷水座通孔；325-传动销。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”等应做广义理解。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，也可以通过中介媒体相连，还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。

还需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

另外，蝶式离心机的转鼓体有上部驱动式和下部驱动式两种，本申请文件中的技术方案对于这两种驱动方式均是适用的，在本申请文件中以下部驱动方式进行阐述，本领域技术人员可以根据实际需要将本申请文件的技术方案应用在上部驱动式的转鼓体上，因此在此不再赘述。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例1

参见图4至图5所示，本发明是一种蝶式离心机，包括转鼓体301、转鼓盖303和碟片组件309(碟片组件309主要由碟片、键、螺钉、第一碟片架和定隙板组成，为现有技术)，转鼓体301的顶部通过锁紧件302与转鼓盖303的底部锁接在一起，之间形成用于分离、沉降固体沉渣的第一空腔304。其中，锁紧件302为大螺帽。

转鼓体301的底面中心位置开设有与第一空腔304连通的安装孔305，安装孔用于与外部驱动的驱动轴连接以使转鼓运转到工作转速，内侧环壁上靠近转鼓盖303底部的位置处开设有多个、延伸出第一空腔304的排渣孔306，外侧环壁上位于排渣孔306上方的位置处设置有环形密封垫307。其中，环形密封垫307通过压帽308固定在转鼓体301的外侧环壁上。转鼓盖303的顶面中心位置上开设有出液孔。

碟片组件309装配在第一空腔304内，用于提高固体沉渣在第一空腔304内的分离效果、增加固体沉渣在第一空腔304内沉降面积。

蝶式离心机还包括外活塞310、动推螺套312、储液环313和喷水座315，外活塞310沿轴向滑动套设在位于排渣孔306下方的转鼓体301的外侧环壁上，且该外活塞310能够沿轴向上、下移动，动推螺套312的外侧环壁为螺纹形式，螺接在外活塞310内壁上，其内侧环壁滑动套接在转鼓体301外侧环壁上，该动推螺套能312够随外活塞310沿轴向同步地上、下移动，储液环313内侧环壁固定螺接在转鼓体301上，储液环313的外侧环壁则滑动套设在外活塞310内。即储液环313与转鼓体301是固定连接的，动推螺套312与外活塞310是固定连接的，外活塞310与动推螺套312的组合体，能够沿转鼓体301和储液环313的组合体的外侧环壁上、下移动。并且转鼓体301的上部下端面处，垂直固定安装有多根传动销325，传动销325滑动套接在动推螺套312上端面与其对应的孔中，使外活塞310与转鼓体301之间不会发生相对的圆周转动。喷水座315安装在转鼓体301下部，位于转鼓体310和外活塞310之间。

由动推螺套312的下端面、储液环313的上端面、外活塞310的内侧环壁以及转鼓体301外侧环壁一起构成上环形腔316；

由储液环313的下端面、外活塞310的底部内壁、外活塞310的内侧环壁一起构成下环形腔317；

外活塞310侧壁上开通有下环形腔317与外界连通的排水孔323，在压差一定的情况下，排水孔323内径的大小决定了该孔的流量，要根据操作水的流量来加工出合适的排水孔323的内径；由储液环313的U形的内侧环壁、转鼓体301外侧环壁一起构成储液腔318。

储液腔318通过交换通道321与上环形腔316连通；

储液腔318通过通气孔322与大气相通；

本实施例方案的蝶式离心机的工作过程为：储液腔318内预先已注入工作液，并且储液腔318在转鼓体301中所处的位置，比上环形腔316所处的位置，更靠近转鼓的中心，所以当碟式离心机转鼓旋转后，在离心力的作用下，储液腔318内预先注入的工作液通过交换通道321流入到上环形腔316内形成离心液压，该离心液压作用在动推螺套312下表面并推动其上行，进而带动外活塞310向上移动，外活塞310的顶部抵触并压实环形密封垫307，封堵排渣孔306，此时，可向转鼓内进料，开始分离工作。

另外，当上环形腔316空间发生变化时，由于储液腔318通过通气孔322与大气相通，所以不会发生气阻。

当第一空腔304盛满固渣、需要排渣时，操作水通过喷水座315，喷射进向内敞口的下环形腔317内，形成离心液压，由于下环形腔317的液环内径小于上环形腔316的液环内径，所以所形成的离心液压和作用力大于上环形腔316的离心液压和作用力，推动外活塞310下行，上环形腔316的空间受到压缩，其内的工作液通过交换通道321被压回储液腔318。同样的，由于通气孔322的存在，此过程不会发生气阻。

排渣工作结束后，关闭操作水，下环形腔317内的操作水通过排水孔323排空，下环形腔317内的离心液压消失。上环形腔316内工作液所形成的离心液压，重新推动外活塞310上行。在上行过程中，上环形腔316的容积增大，所缺失的工作液由储液腔318内的工作液进行补充，以保证上环形腔316内工作液所形成的离心液压有足够的作用力，能可靠的压实环形密封垫307，密封住排渣孔306，使碟式离心机的工作保持稳定。

一个工作周期结束。

实施例2

参见图6，本实施例中技术方案与实施例1中技术方案的区别点是，本实施例的外活塞310的底壁上设置有一向上的凸台311，上环形腔316是由动推螺套312的下端面、外活塞310的内侧壁以及储液环313的外侧壁围成的；下环形腔317是由外活塞310的内壁、储液环313的下端面以及凸台311壁围成的，且凸台311上开设有一用于将操作水注入下环形腔317的注液通道320，且外活塞310壁上开设有连通下环形腔317与外界的排水孔；储液腔318是由储液环313的内壁、凸台311与转鼓体301的外壁围成的。另外下环形腔317沿轴向的环状投影面积大上环形316腔沿轴向的环状投影面积，储液腔318沿轴向的环状投影面积等于上环形腔317沿轴向的环状投影面积。

这种方案的蝶式离心机的工作原理为：储液腔318中事先已经注入一定剂量的工作液。设备启动后，转鼓延自身轴线做高速旋转，储液腔318内的工作液通过交换通道321进入到上环形腔316，随之旋转并产生离心液压P1，该压力作用到动推螺套312的下表面上，使得动推螺套312带动外活塞310向上运动，与密封垫307压实，封闭住排渣孔306。此时可以打开进料阀门，物料进入这个离心力场后，固体受到离心力的作用沉降在排渣孔306周围，澄清液从转鼓体301上部出液口流出。

当需要排渣时，操作水通过喷水座通孔324和注液通道320进入到下环形腔317中。由于下环形腔317沿轴向的环状投影面积大上环形316腔沿轴向的环状投影面积，因此在下环形腔317中形成的离心液压P2大于上环形腔316中形成的离心液压P1，这种液压差推动外活塞310下移，上环形腔317容积缩小，工作液被压回到储液腔318中，储液腔318中形成离心液压P3，随着上环形腔316的容积不断缩小，储液腔318内的工作液越来越多，所形成的P3越来越大，故外活塞310向下的力为P2+P3＞P1时，排渣孔306打开，固体沉渣在离心力的作用下甩出转鼓。

排渣结束后，关闭操作水，下环形腔317的操作水通过排水孔323排出，下环形腔317中的离心液压P2逐渐减小直至为零。在离心力的作用下，储液环318内的工作液通过又会通过交换通道321流回到上环形腔316内，P3消失，而形成了离心液压P1，外活塞310重新上移关闭排渣孔306。

另外由于储液腔318沿轴向的环状投影面积等于上环形腔317沿轴向的环状投影面积。所以当外活塞310下降时，上环形腔316缩小的容积等于储液腔318增加的容积；外活塞310上升时，上环形腔316增加的容积等于储液腔318减少的容积。因此，虽然在这种方案中，储液腔318处没有设置通气孔也不会发生气阻，并且还能保证工作液不损失。

以上两种方案中，均是通过上环形腔、下环形腔所产生的离心液压来实现外活塞的上下移动，进而实现将排渣孔进行封堵及暴露的。其区别在于实施例1中储液腔的容积是固定的，在工作中不会发生变化，故需要加工出通气孔与大气相通，避免气阻；在实施例2中，储液腔由外活塞内所设置的凸台组成，所以在外活塞上下移动的过程中，其凸台也同步上下移动，故储液腔的容积是可变的，并且其变化量与上环形腔容积的变化量相对应。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础；当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种蝶式离心机，包括转鼓体、转鼓盖和碟片组件，其特征在于，所述转鼓盖可拆卸地设置在所述转鼓体的顶部，两者之间形成第一空腔，所述转鼓体侧壁上靠近所述转鼓盖底部的位置处开设有多个贯穿所述转鼓体侧壁的排渣孔，所述转鼓盖的顶面中心位置上开设有出液孔，所述碟片组件装配在所述第一空腔内；

所述蝶式离心机还包括外活塞、动推螺套、储液环和喷水座，所述外活塞套接在所述转鼓体外壁上，且所述外活塞能够沿所述转鼓体外壁上下移动，当所述外活塞沿所述转鼓体外壁上、下移动时，所述外活塞能够封堵、暴露所述排渣孔；

所述动推螺套可拆卸地固定在所述外活塞的内壁上，且所述动推螺套能够随所述外活塞沿所述转鼓体外壁上下移动；

所述储液环固定套设在所述转鼓体的外侧壁上；

所述喷水座插装在所述外活塞的底部，位于所述转鼓体与所述外活塞之间；

所述外活塞、所述动推螺套与所述储液环装配后之间形成一个上环形腔、下环形腔和储液腔，所述上环形腔和所述储液腔之间开设有连通两者的交换通道；所述下环形腔与外部连通；

所述喷水座能够通过将操作水注入到所述下环形腔中；

所述储液腔内预先注入有工作液。

2.根据权利要求1所述蝶式离心机，其特征在于，所述转鼓体的外壁上在所述排渣孔上方位置处套接有密封垫，所述密封垫通过螺接在所述转鼓体外壁的压帽压紧在所述转鼓体外壁上，当所述外活塞沿所述转鼓体外壁上移封堵所述排渣孔时，所述外活塞的顶部顶紧所述密封垫进一步密封所述排渣孔。

3.根据权利要求1所述蝶式离心机，其特征在于，所述转鼓体的外侧环壁上均匀地沿竖直方向固定设置有多根传动销，所述动推螺套的上端面上设置有与所述传动销对应的销孔，当所述外活塞上、下移动时，所述动推螺套上端面的销孔分别对应套在所述传动销的外部，并随着所述外活塞的上、下移动而同步地上、下移动，从而限制所述动推螺套周向转动。

4.根据权利要求1-3任一项所述的蝶式离心机，其特征在于，所述动推螺套的下端面，所述外活塞的内侧壁以及所述储液环的上端面围成所述上环形腔；所述外活塞的内壁以及所述储液环的底壁围成一内开口的下环形腔，所述喷水座能够通过所述下环形腔的开口处将操作水注入所述下环形腔，且所述外活塞上远离所述环形腔的开口端处开设有连通所述下环形腔的排水孔；所述储液环的内侧壁与所述转鼓体的外壁围成所述储液腔。

5.根据权利要求4所述蝶式离心机，其特征在于，所述转鼓体上开设有将所述储液腔与外界连通的通气孔。

6.根据权利要求4所述蝶式离心机，其特征在于，所述下环形腔沿轴向的环状投影面积大于所述上环形腔沿轴向的环状投影面积。

7.根据权利要求1-3任一项所述蝶式离心机，其特征在于：所述外活塞的底壁上设置有一向上的凸台，所述动推螺套的下端面、所述外活塞的内侧壁以及所述储液环的上端面围成所述上环形腔；所述外活塞的内壁、所述储液环的下端面以及所述凸台壁围成所述下环形腔，所述凸台开设有一用于将操作水注入所述下环形腔的注液通道；

所述储液环的内壁、所述凸台与所述转鼓体的外壁围成所述储液腔。

8.根据权利要求7所述蝶式离心机，其特征在于，所述外活塞侧壁上开通有连通所述下环形腔与外界的排水孔。

9.根据权利要求7所述蝶式离心机，其特征在于，所述下环形腔沿轴向的环状投影面积大于所述上环形腔沿轴向的环状投影面积；所述储液腔沿轴向的环状投影面积等于所述上环形腔沿轴向的环状投影面积。

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