CN113231210A - 一种超重力分离设备 - Google Patents

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骆娴
黄文科
潘子豪
黄亚红
沈柳贞
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Abstract

本发明属于超重力分离技术领域，且公开了一种超重力分离设备，包括设备壳体，所述设备壳体的顶部开设有流体出口，所述设备壳体的顶部开设有流体入口，所述设备壳体内壁的下部固定安装有固定柱，所述设备壳体的内壁通过固定柱固定安装有穿轴电机，所述穿轴电机底部的输出轴固定安装有转盘，所述转盘的外表面固定安装有翅条。本发明通过设置有穿轴电机带动转盘转动，进而带动翅条进行高速转动以形成超重力场，使得流体中的颗粒物在超重力场中得到分离去除，与流体混溶或混合的物质在经吸收液吸收后，在超重力场中因溶液密度不同，在超重力场中分离吸收，从而达到预防通孔堵塞，使得分离效果更好。

Description

一种超重力分离设备
技术领域
本发明属于超重力分离技术领域，具体为一种超重力分离设备。
背景技术
超重力分离吸收设备是一种高效的分离吸收装置，通过转动设备整体或部件形成离心力场，使得流体颗粒被吸收后排出以达到分离的目的。
现有的超重力分离吸收设备在进气含颗粒物杂质较多时，超重力填料容易被颗粒物堵塞，影响设备的正常运行，导致分离效果变差，同时，现有的超重力分离吸收设备的重力吸收填料的进料方向单一，导致吸收效率低下，影响分离效率，另外，现有的设备驱动旋转机构的转速恒定，导致只能分离一部分物质，适用性差，也无法进行不同物质的分离和萃取分离。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超重力分离设备，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种超重力分离设备，包括设备壳体，所述设备壳体的顶部开设有流体出口，所述设备壳体的顶部开设有流体入口，所述设备壳体内壁的下部固定安装有固定柱，所述设备壳体的内壁通过固定柱固定安装有穿轴电机，所述穿轴电机底部的输出轴固定安装有转盘，所述转盘的外表面固定安装有翅条，所述设备壳体内腔的顶部固定安装有离心筒。
作为本发明一优选的实施方案，所述离心筒的内部填充安装有填料层，所述填料层的外表面开设有通孔，所述穿轴电机顶部的输出轴从下往上依次贯穿离心筒、设备壳体并延伸至设备壳体的外侧，所述固定柱、穿轴电机和翅条组成了本设备分离的一级工段，所述离心筒、填料层和通孔则组成了本设备分离的二级工段，经过初效分离的流体将沿着流口进入离心腔中，使得流体由外向内流经填料层，吸收液从填料层的中心喷出，位于填料层中流体中的目标物质在超重力场中与吸收液剧烈碰撞，被吸收液吸附后从超重力场分离，这样的设计有助于防止通孔堵塞。
作为本发明一优选的实施方案，所述流体出口的直径值小于流体入口的直径值，所述流体出口的直径值与离心筒顶部出口的直径值相等，如图1所示，待处理的目标流体将沿着流体入口进入设备壳体的内部，由于流体入口的直径值大，使得单位时间进入设备壳体中的流体变大，有助于提高分离效率，而穿轴电机带动转盘和翅条高速旋转后的超重力场可以将目标流体中粒径较大的颗粒被翅条击打然后被形成的超重力场分离，避免了通孔的堵塞。
作为本发明一优选的实施方案，所述固定柱的数量为三个，三个所述固定柱以设备壳体的圆心为基准呈等间距圆周分布在设备壳体的内壁上，固定柱用于连接设备壳体的内壁和穿轴电机，使得穿轴电机得以稳定地工作，如图4所示，三个等间距分布的固定柱使得穿轴电机不会发晃动等情况。
作为本发明一优选的实施方案，所述翅条的数量为三十六个，三十六个所述翅条以每十八个为一组共分为两组，每组所述翅条均以所述转盘的圆心为基准呈等间距圆周分布，两组所述翅条分别分布在所述转盘外表面的上下两端，所述翅条的数量可调整，如图1所示，含有颗粒物的流体流经翅条以及高速旋转的翅条形成的超重力场，粒径较大的颗粒物流经重力场时，在翅条的击打和超重力场高速旋转的过程中离心分离，使得通孔避免堵塞，同时，由于超重力场的形成，使得设备可适用于流体颗粒物分离和流体萃取及吸收，使得含颗粒物流体的分离效率高、分离效果好，另外，翅条的数量可根据去除率要求进行调整，18-96不等，翅条的直径值可根据去除粒径进行调整，0.1-50mm不等。
作为本发明一优选的实施方案，所述离心筒包括筒体，所述筒体为空心圆环结构，所述筒体外环的外表面和内环的外表面均开设有流口，所述筒体的内部开设有离心腔，所述填料层填充放置在离心腔中，经过初效分离后的流体将沿着流口流进离心腔中，离心腔中分布着多层堆叠而成的填料层且具有多孔贯通性，填料层的填充平面为环状，流体通过离心腔由外向内流经填料层，此时吸收液从填料层的中心喷射出，在填料层中流体中的目标物质在超重力场中与吸收液剧烈碰撞，被吸收液吸附后从超重力场分离，使得吸收分离后流体顺利沿着流体出口排出去。
作为本发明一优选的实施方案，所述筒体的底部封死且被穿轴电机顶部的输出轴贯穿，所述筒体的底部与穿轴电机顶部的输出轴活动套接，如图1所示，离心筒固定安装在设备壳体内腔的顶部，而穿轴电机的顶部输出轴则向上贯穿离心筒的底部并以活动套接的方式旋转，由于穿轴电机的转速可调，使得调节转速可实现不同粒径、不同密度物质的分离，节能高效。
作为本发明一优选的实施方案，所述填料层由多层丝状物堆叠而成，所述通孔贯通整个填料层，如图5所示，填料层由耐腐蚀刚性材料制成且具体为一种聚酰胺-6，填料层可通过内置的吸收液与流体中目标物质相结合以达到吸收分离的目的。
本发明的有益效果如下：
1、本发明通过设置有固定柱、穿轴电机、转盘和翅条、离心筒和填料层等实现了分离效果好的功能，通过设置有穿轴电机带动转盘转动，进而带动翅条进行高速转动以形成超重力场，使得流体中的颗粒物在超重力场中得到分离去除，与流体混溶或混合的物质在经吸收液吸收后，在超重力场中因溶液密度不同，在超重力场中分离吸收，从而达到预防通孔堵塞，使得分离效果更好。
2、本发明通过设置有固定柱、穿轴电机、转盘和翅条、离心筒和填料层等实现了分离高效的功能，通过设置有离心腔使得流体可以由周边进入填料层中，然后从中心流出，吸收液由填料层的中心喷射，由周边流出形成高效逆流吸收重力场，从而提高了流体的分离效果，且整个过程为连续过程，运行过程持，使用效率高。
3、本发明通过设置有固定柱、穿轴电机、转盘、翅条、离心筒和填料层等实现了分离范围广和节能的功能，通过设置有转速可调的穿轴电机使得设备可实现不同粒径、不同密度物质的分离，节能高效，同时通过设置有转盘和翅条使得本设备可适用于气-液分离、气-固分离、气-液-固混合分离等复杂分离场景，还能进行吸收及萃取分离。
附图说明
图1为本发明结构的正面剖切示意图；
图2为本发明结构的正面外观示意图；
图3为本发明结构的仰视外观示意图；
图4为本发明结构的内部结构示意图(不含设备壳体)；
图5为本发明离心筒和填料层的分离示意图；
图6为本发明固定柱、穿轴电机、转盘和翅条的局部结构示意图；
图7为本发明图1中A处结构的放大示意图。
图中：1、设备壳体；2、流体出口；3、流体入口；4、固定柱；5、穿轴电机；6、转盘；7、翅条；8、离心筒；81、筒体；82、流口；83、离心腔；9、填料层；10、通孔。
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至图7所示，本发明实施例中，一种超重力分离设备，包括设备壳体1，设备壳体1的顶部开设有流体出口2，设备壳体1的顶部开设有流体入口3，设备壳体1内壁的下部固定安装有固定柱4，设备壳体1的内壁通过固定柱4固定安装有穿轴电机5，穿轴电机5底部的输出轴固定安装有转盘6，转盘6的外表面固定安装有翅条7，设备壳体1内腔的顶部固定安装有离心筒8。
其中，离心筒8的内部填充安装有填料层9，填料层9的外表面开设有通孔10，穿轴电机5顶部的输出轴从下往上依次贯穿离心筒8、设备壳体1并延伸至设备壳体1的外侧，固定柱4、穿轴电机5和翅条7组成了本设备分离的一级工段，离心筒8、填料层9和通孔10则组成了本设备分离的二级工段，经过初效分离的流体将沿着流口82进入离心腔83中，使得流体由外向内流经填料层9，吸收液从填料层9的中心喷出，位于填料层9中流体中的目标物质在超重力场中与吸收液剧烈碰撞，被吸收液吸附后从超重力场分离，这样的设计有助于防止通孔10堵塞。
其中，流体出口2的直径值小于流体入口3的直径值，流体出口2的直径值与离心筒8顶部出口的直径值相等，如图1所示，待处理的目标流体将沿着流体入口3进入设备壳体1的内部，由于流体入口3的直径值大，使得单位时间进入设备壳体1中的流体变大，有助于提高分离效率，而穿轴电机5带动转盘6和翅条7高速旋转后的超重力场可以将目标流体中粒径较大的颗粒被翅条7击打然后被形成的超重力场分离，避免了通孔10的堵塞。
其中，固定柱4的数量为三个，三个固定柱4以设备壳体1的圆心为基准呈等间距圆周分布在设备壳体1的内壁上，固定柱4用于连接设备壳体1的内壁和穿轴电机5，使得穿轴电机5得以稳定地工作，如图4所示，三个等间距分布的固定柱4使得穿轴电机5不会发晃动等情况。
其中，翅条7的数量为三十六个，三十六个翅条7以每十八个为一组共分为两组，每组翅条7均以转盘6的圆心为基准呈等间距圆周分布，两组翅条7分别分布在转盘6外表面的上下两端，翅条7的的数量可调整，如图1所示，含有颗粒物的流体流经翅条7以及高速旋转的翅条7形成的超重力场，粒径较大的颗粒物流经重力场时，在翅条7的击打和超重力场高速旋转的过程中离心分离，使得通孔10避免堵塞，同时，由于超重力场的形成，使得设备可适用于流体颗粒物分离和流体萃取及吸收，使得含颗粒物流体的分离效率高、分离效果好，另外，翅条7的数量可根据去除率要求进行调整，18-96不等，翅条7的直径值可根据去除粒径进行调整，0.1-50mm不等。
其中，离心筒8包括筒体81，筒体81为空心圆环结构，筒体81外环的外表面和内环的外表面均开设有流口82，筒体81的内部开设有离心腔83，填料层9填充放置在离心腔83中，经过初效分离后的流体将沿着流口82流进离心腔83中，离心腔83中分布着多层堆叠而成的填料层9且具有多孔贯通性，填料层9的填充平面为环状，流体通过离心腔83由外向内流经填料层9，此时吸收液从填料层9的中心喷射出，在填料层9中流体中的目标物质在超重力场中与吸收液剧烈碰撞，被吸收液吸附后从超重力场分离，使得吸收分离后流体顺利沿着流体出口2排出去。
其中，筒体81的底部封死且被穿轴电机5顶部的输出轴贯穿，筒体81的底部与穿轴电机5顶部的输出轴活动套接，如图1所示，离心筒8固定安装在设备壳体1内腔的顶部，而穿轴电机5的顶部输出轴则向上贯穿离心筒8的底部并以活动套接的方式旋转，由于穿轴电机5的转速可调，使得调节转速可实现不同粒径、不同密度物质的分离，节能高效。
其中，填料层9由多层丝状物堆叠而成，通孔10贯通整个填料层9，如图5所示，填料层9由耐腐蚀刚性材料制成且具体为一种聚酰胺-6，填料层9可通过内置的吸收液与流体中目标物质相结合以达到吸收分离的目的。
工作原理及使用流程：
本设备分为两级处理：含颗粒物的流体，流经本设备一级工段，一级工段分布一至四层翅条7(本设备为两层，可选装为四层)，启动穿轴电机5并带动转盘6和翅条7转动，高速旋转的翅条7形成超重力场，粒径较大的颗粒物流经超重力场时，在翅条7击打及超重力场高速旋转的过程中，离心分离；
经初效分离后的流体进入二级工段，二级工段中分布耐腐蚀钢性填料层9，填料层9由丝状物堆叠形成具有多孔贯通的特性，填料层9的填充平面为环状，流体通过流口82进入离心腔83中，最后由外向内流经填料层9，吸收液从环中心喷射出，在填料层9中流体中的目标物质在超重力场中与吸收液剧烈碰撞，被吸收液吸附后从超重力场中分离，吸收分离后的流体从筒体81中心排出。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种超重力分离设备，包括设备壳体(1)，其特征在于：所述设备壳体(1)的顶部开设有流体出口(2)，所述设备壳体(1)的顶部开设有流体入口(3)，所述设备壳体(1)内壁的下部固定安装有固定柱(4)，所述设备壳体(1)的内壁通过固定柱(4)固定安装有穿轴电机(5)，所述穿轴电机(5)底部的输出轴固定安装有转盘(6)，所述转盘(6)的外表面固定安装有翅条(7)，所述设备壳体(1)内腔的顶部固定安装有离心筒(8)。
2.根据权利要求1所述的一种超重力分离设备，其特征在于：所述离心筒(8)的内部填充安装有填料层(9)，所述填料层(9)的外表面开设有通孔(10)，所述穿轴电机(5)顶部的输出轴从下往上依次贯穿离心筒(8)、设备壳体(1)并延伸至设备壳体(1)的外侧，所述固定柱(4)、穿轴电机(5)和翅条(7)组成了本设备分离的一级工段，所述离心筒(8)、填料层(9)和通孔(10)则组成了本设备分离的二级工段。
3.根据权利要求1所述的一种超重力分离设备，其特征在于：所述流体出口(2)的直径值小于流体入口(3)的直径值，所述流体出口(2)的直径值与离心筒(8)顶部出口的直径值相等。
4.根据权利要求1所述的一种超重力分离设备，其特征在于：所述固定柱(4)的数量为三个，三个所述固定柱(4)以设备壳体(1)的圆心为基准呈等间距圆周分布在设备壳体(1)的内壁上。
5.根据权利要求1所述的一种超重力分离设备，其特征在于：所述翅条(7)的数量为三十六个，三十六个所述翅条(7)以每十八个为一组共分为两组，每组所述翅条(7)均以所述转盘(6)的圆心为基准呈等间距圆周分布，两组所述翅条(7)分别分布在所述转盘(6)外表面的上下两端，所述翅条(7)的数量可调整。
6.根据权利要求2所述的一种超重力分离设备，其特征在于：所述离心筒(8)包括筒体(81)，所述筒体(81)为空心圆环结构，所述筒体(81)外环的外表面和内环的外表面均开设有流口(82)，所述筒体(81)的内部开设有离心腔(83)，所述填料层(9)填充放置在离心腔(83)中。
7.根据权利要求6所述的一种超重力分离设备，其特征在于：所述筒体(81)的底部封死且被穿轴电机(5)顶部的输出轴贯穿，所述筒体(81)的底部与穿轴电机(5)顶部的输出轴活动套接。
8.根据权利要求2所述的一种超重力分离设备，其特征在于：所述填料层(9)由多层丝状物堆叠而成，所述通孔(10)贯通整个填料层(9)。
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