CN115254452B - 泥浆离心分离装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种泥浆离心分离装置，包括：转筒，其具有颗粒出口以及泥浆出口；螺旋器，其设置于所述转筒中并与所述转筒同轴，所述螺旋器具导流筒及螺旋铲，所述导流筒上开设有进料口；输料机构，其用于将待分离的泥浆通过进料口输送至所述转筒内；壳体，其包括套设于所述转筒外的主体部以及上端盖和下端盖；第一电机，其配置成包括转子、定子以及支承套，所述支承套套设于所述转筒上并与所述转筒固定连接，所述转子固定套设于所述支承套上，所述定子位于所述转子外并与所述壳体固定，所述定子与所述转子配合而驱动所述转筒转动；第二电机，其位于所述壳体的下端外，自所述螺旋器的导流筒的下端引出传动轴而连接至所述第二电机。

Description

泥浆离心分离装置
技术领域
本发明涉及泥浆筛分技术领域，尤其涉及一种泥浆离心分离装置。
背景技术
泥浆分离设备是石油钻井中固控系统的核心设备，泥浆分离设备用于将从井下返回地面的泥浆中的切屑、重晶石颗粒等大粒径固相颗粒与泥浆分离，以用于重复使用分离后的泥浆。
现有技术中的泥浆分离设备通常采用如下方式使泥浆与大粒径固相颗粒分离。
第一种方式：使泥浆通过振动筛，振动筛对通过它的泥浆进行筛分而将大粒径固相颗粒与泥浆分离。
第二种方式：使泥浆通过离心机，离心机利用旋转运动所产的的离心力而将大粒径固相颗粒与泥浆分离，这种分离方式相比于第一种方式对于固相颗粒的筛分更可控。
第三种方式：使泥浆首先通过振动筛进行一次筛分，然后使经一次筛分后的泥浆再经过离心机进行二次筛分。
现有技术中，利用离心力筛分泥浆的离心机通常包括：转筒、螺旋器、输料管以及两个成套电机。螺旋器同轴的置于转筒中，螺旋器由中空的导流筒以及围绕导流筒螺旋轴向延伸的螺旋铲一体成型，输料管自螺旋器的上端伸入至导流筒中，在输料管的下端的出口所对应的导流筒的筒壁上开设有进料口，待分离的泥浆经过输料管的下端以及导流筒的进料口进入到转筒中。第一个成套电机布置在靠近离心机的上端的区域以用于驱动转筒转动，第二个成套电机布置在靠近离心机的下端的区域以用于驱动螺旋器转动，且螺旋器的转动方向与转筒的转动方向相同且螺旋器的转速小于转筒的转速，如此，转筒的转动使得进入到转筒内的泥浆产生离心力，固相颗粒因密度较大更靠近转筒的内壁，而泥浆因密度小而更靠近转筒的中心，螺旋器通过转动使得螺旋铲的边缘向上推抵靠近转筒内壁的固相颗粒而使其向上运动，而最终从开设于转筒上端的径向朝向的颗粒出口排出，而泥浆借由自身重力下流而从开设于转筒下端的轴向朝向的泥浆出口排出，进而实现泥浆与固相颗粒的分离。
然而，现有技术中的上述离心机却存在如下缺陷：
1、由于输料管通过离心机的上端轴向的伸入至转筒中，这使得用于驱动转筒转动的成套电机很难与转筒同轴的布置而更多的采用与转筒并排布置，并通过齿轮进行传动。又因转筒占据了离心机的主要负荷，因而该电机因功率较大而具有较大的体积占比，且由于所分离出的固相颗粒需从转筒的上端在转动状态下径向的导出，因而该电机还需要避让固相颗粒以便于收集固相颗粒，这给电机与转筒之间的齿轮传动部件的布置带来困难。
2、在很多情况下，待分离的泥浆中的固相颗粒与泥浆本身的比例不稳定，变化范围较大，尤其是仅利用离心机对泥浆筛分的情况，例如，从井下返回且通过输料管进入到离心机的泥浆，不同时间段，固相颗粒与泥浆本身比例变化很大，这导致待分离的泥浆的密度变化很大，而不同密度的待分离的泥浆会导致电机施加不同的驱动力，进而导致电机在频繁变化且幅度较大的负载下运行，因而，电机容易发热、使用性能变差，且使用寿命较短。
3、所分离出的固相颗粒的表面以及固相颗粒之间所附着的泥浆随固相颗粒从颗粒出口直接排出，这导致较大比例的泥浆损失，而所排放的固相颗粒因携带较大比例的泥浆而对环境造成不良影响。
4、固相颗粒在转筒转动的状态下被径向的导出，不便于收敛，现有技术中采用将离心机的上端伸入至固相颗粒回收箱的方式而使径向导出的固相颗粒收纳其中，而这势必增加整套设备的体积。
发明内容
针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明的实施例提供了一种泥浆离心分离装置。
为解决上述技术问题，本发明的实施例采用的技术方案是：
一种泥浆离心分离装置，包括：
转筒，其具有位于上端的径向朝向的颗粒出口以及位于下端的轴向朝向的泥浆出口；
螺旋器，其设置于所述转筒中并与所述转筒同轴，所述螺旋器具有一体成型的导流筒以及围绕所述导流筒轴向螺旋延伸的螺旋铲，所述导流筒上开设有进料口；
输料机构，其自所述螺旋器的导流筒的上端轴向的伸入至导流筒内以用于将待分离的泥浆通过进料口输送至所述转筒内；
壳体，其包括套设于所述转筒外的主体部以及设置于所述主体部的上端和下端的上端盖和下端盖，所述上端盖和所述下端盖通过轴承支承所述转筒；所述主体部的外周上形成有安装支架以用于与外部设备固定；
第一电机，其配置成包括转子、定子以及支承套，所述支承套套设于所述转筒上并与所述转筒固定连接，所述转子固定套设于所述支承套上，所述定子位于所述转子外并通过两端与所述上端盖和所述下端盖连接而与所述壳体固定，所述定子与所述转子配合而驱动所述转筒转动；
第二电机，其位于所述壳体的下端外，自所述螺旋器的导流筒的下端引出传动轴而借由联轴器以连接至所述第二电机。
优选地，所述转筒自下而上依次包括大径段、变径段以及小径段；在所述导流筒内设置多个隔板，多个隔板将所述导流筒内划分出分别与所述转筒的大径段和变径段对应的第一导流段和第二导流段；所述进料口包括分别与所述第一导流段和所述第二导流段对应的第一进料口和第二进料口；
所述输料机构包括：
固定套，其轴向的穿设所述导流筒的上端，且通过与所述壳体连接而保持在所在位置，所述固定套的两端设置有密封盖；
输料管，其穿设所述固定套的两端的密封盖，所述输料管的上端与供料软管连接，所述输料管的下端具有径向出口，来自供料软管的待分离的泥浆通过输料管而从径向出口流出；所述输料管的上部的外周加工出光滑的配合面，位于所述固定套内的所述输料管上装设有活塞台，所述活塞台将所述固定套的内部分成两个液腔，所述固定套中开设有分别与两个所述液腔连通的液口，通过两个所述液口向两个所述液腔提供压力液体而控制所述输料管的伸缩量，以使得所述输料管的下端可选择性地伸入至第一导流段或第二导流段。
优选地，所述输料机构还包括导向套，所述导向套的下端封闭；所述导向套轴向的穿设所述隔板；所述导向套的套壁上布满有套孔；所述输料管的下端伸入至所述导向套中并在所述导向套的导向下伸入不同的导流段，所述导向套的上端具有用于与上部的隔板固定的法兰盘。
优选地，所述转筒的小径段伸出所述上端盖外，所述颗粒出口开设于所述小径段；
所述上端盖的上方设置有保持箱架，所述保持箱架的下端具有安装平面以通过所述安装平面与所述上端盖固定；
所述保持箱架具有由外壁和内壁围成的暂存腔；所述保持箱架的内壁包围于所述小径段外；所述保持箱架的内壁与所述颗粒出口对应的轴向位置具有周向排布的第一出料口，所述保持箱架的外壁上开设有周向排布的第二出料口。
优选地，所述保持箱架的顶部的内侧与所述转筒的上端相对，所述保持箱架的顶部的内侧固定有保持盘，所述保持盘与所述转筒的上端之间设置有推力轴承；
所述泥浆离心分离装置还包括设置于所述颗粒出口与所述保持盘之间的出料控制机构，所述出料控制机构包括：
施压塞，其套设于与所述转筒的小径段对应的导流筒上，并能够轴向滑动以通过轴向滑动而限定所述颗粒出口的开度；
弹力盘，其套设于与所述转筒的小径段对应的导流筒上，并用于向所述施压塞施加朝下的弹力，所述弹力盘的上方固定有永磁环；
电磁体，位于所述弹力盘的上方并装设于所述保持盘上，所述电磁体用于对所述永磁环施加可调整大小的电磁力。
优选地，与所述转筒的小径段对应的导流筒的内壁上开设有两道环形安装槽，所述环形安装槽用于安装套用挡圈，以在撤销所述电磁体施力后，通过所安装的套用挡圈对所述施压塞进行限位以限定所述颗粒出口的开度。
优选地，多个所述隔板将与所述转筒的大径段与变径段的交接区域对应的所述导流筒内分割出过渡段，所述进料口还包括开设于所述过渡段上的第三进料口，所述输料管的下端通过伸入至所述过渡段而使得泥浆经由第三进料口进入到所述大径段与所述变径段的交接区域。
优选地，所述转筒的下端敞口，所述泥浆出口开设于所述下端盖上并周向排布；
所述泥浆离心分离装置还包括泥浆汇流箱；所述泥浆汇流箱内形成有环形腔，所述泥浆汇流箱扣设于所述下端盖；所述环形腔的腔底构造成倾斜结构，所述泥浆汇流箱的底部与倾斜结构的低位处对应的区域形成有泥浆排出管。
优选地，所述泥浆离心分离装置还包括固定架，所述固定架固定在所述下端盖上且罩设于所述泥浆汇流箱外，所述第二电机固定在所述固定架上，所述泥浆排出管伸出所述固定架外。
优选地，所述保持箱架的上方还设置有副框架，所述副框架与所述保持箱架的顶部固定；所述固定套的上部的外周面上设置有止挡台，所述固定套上套设有保持环，所述保持环的上方套设有锁紧套，所述副框架与所述保持环固定。
与现有技术相比，本发明的实施例所提供的泥浆离心分离装置的有益效果是：
1、本发明所提供的泥浆分离装置使第一电机以及第二电机均与转筒同轴布置，避免了驱动转筒的第一电机与转筒并列布置所导致的问题。
2、输料机构基于泥浆中固相颗粒含量将待分离的泥浆供入转筒不同内径区域，降低了用于驱动转筒的电机的负载变化范围，进而有效保护了电机。
3、出料控制机构能调节导出的固相颗粒的湿度，进而能够满足对湿度和导出量的要求。重要的是，可通过与输料机构配合而调节固相颗粒的湿度和导出量，例如，当输料机构将密度大的颗粒输送至变径段时，可通过出料控制机构使得颗粒出口的开度适当增大，以增大固相颗粒的导出量。再例如，当输料机构将密度小的泥浆输入至大径段时，可通过出料控制机构使得颗粒出口的开度适当减小，以降低导出的固相颗粒的湿度。
4、在撤销电磁体施力后，利用套用挡圈对施压塞进行限位以将颗粒出口限定出恒定的开度，此时，弹性盘通过弹性变形及复位而缓冲固相颗粒的冲击。
5、保持箱架内部的暂存腔能够有效收敛径向导出的固相颗粒，该暂存腔的优势尤其在于在对少量泥浆实施分离时，所分离出的固相颗粒暂存于暂存箱中而不必同步导出。
6、泥浆汇流箱使得分离出的泥浆便于收敛并导出。
7、保持箱架的优势还在于方便转筒和螺旋器定位。
附图说明
图1为本发明的实施例提供的泥浆离心分离装置的主剖视图。
图2为本发明的实施例提供的泥浆离心分离装置中输料机构的主剖视图。
图3为图1的局部A的放大视图。
图4为图3的局部B的放大视图（利用电磁体限定颗粒出口的开度）。
图5为图3的局部B的放大视图（利用套用挡圈限定颗粒出口的开度）。
图中：
10-转筒；11-大径段；12-变径段；13-小径段；14-交接段；20-螺旋器；21-导流筒；211-第一导流段；2111-第一进料口；212-第二导流段；2121-第二进料口；213-过渡段；2131-第三进料口；22-螺旋铲；23-隔板；24-导向套；241-套孔；25-传动轴；30-壳体；31-主体部；32-上端盖；33-下端盖；41-第一电机；411-定子；412-转子；413-支承套；414-安装支架；42-第二电机；421-联轴器；422-固定架；51-泥浆出口；52-颗粒出口；60-输料机构；61-固定套；611-液控口；6111-轴向孔；612-液控口；6131-下液腔；6132-上液腔；62-输料管；621-径向出口；63-活塞台；641-密封盖；642-密封盖；70-保持箱架；71-内壁；711-第一出料口；72-外壁；721-第二出料口；73-保持盘；74-推力轴承；75-副框架；76-保持环；77-锁紧套；80-出料控制机构；81-施压塞；82-弹力盘；821-盘本体；822-碟片；823-顶杆；83-永磁环；84-电磁体；85-环形安装槽；86-套用挡圈；90-泥浆汇流箱；91-环形腔；92-泥浆排出管；100-外部设备。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。
如图1所示，本发明的实施例公开了一种泥浆离心分离装置，该泥浆离心装置包括：转筒10、螺旋器20、输料机构60、壳体30、第一电机41、第二电机42、出料控制机构80、泥浆汇流箱90、保持箱架70、固定架422以及副框架75。
壳体30包括主体部31、上端盖32以及下端盖33，上端盖32通过紧固件与主体部31的上端固定，下端盖33通过紧固件与主体部31的下端固定，主体部31的外周上形成有安装支架414，该安装支架414用于将整个装置固定在外部设备100上。
转筒10设置于壳体30中且与壳体30的主体部31同轴，转筒10为变径结构，即，转筒10自下而上具有柱状的大径段11、锥状的变径段12以及柱状的小径段13。转筒10的下端敞口且位于壳体30内，转筒10的下端与下端盖33之间设置有轴承以用于支承转筒10；转筒10的上端（即，小径段13）穿过上端盖32外，转筒10的上端与上端盖32之间设置有轴承以用于支承转筒10，如此，转筒10可转动地装设于壳体30中。
穿出上端盖32外的转筒10的小径段13上开设有具有倾斜的径向朝向的颗粒出口52，下端盖33上开设有多个周向排布的泥浆出口51。
螺旋器20设置于转筒10中且与转筒10同轴，该螺旋器20包括位于中心的导流筒21以及围绕导流筒21轴向螺旋延伸的螺旋铲22，螺旋铲22与导流筒21一体成型，导流筒21也配置成与转筒10一致的变形结构，但锥度小于转筒10，且使得螺旋铲22的边缘与转筒10的内壁具有一致的变径结构，如此，不同轴向位置的螺旋铲22的边沿与转筒10的内壁具有一致的间隙。螺旋器20的导流筒21还通过轴承的支承而可转动地设置于转筒10中。
导流筒21中设置有间隔排布的多个隔板23，多个隔板23将导流筒21内分成分别与转筒10的大径段11、变径段12、大径段11与小径段13的交接段14对应的第一导流段211、第二导流段212以及过渡段213。并且，在与第一导流段211、第二导流段212以及过渡段213对应的导流筒21的筒壁上对应开设有第一进料口2111、第二进料口2121和第三进料口2131。
保持箱架70设置于壳体30的上方并套设于转筒10的上端外，该保持箱架70具有位于底部的安装平面，该安装平面与上端盖32通过紧固件固定，该保持箱架70为双层结构，即具有内壁71和外壁72，内壁71和外壁72围成环形的暂存腔，且内壁71套设于转筒10的小径段13外，内壁71与转筒10的小径段13的颗粒出口52对应的区域开设有周向排布的多个第一出料口711，在第一出料口711两侧的内壁71与小径段13之间均设置密封部件，保持箱架70的外壁72上开设有周向排布的多个第二出料口721，该第二出料口721用于与外部的脉冲吸附导料设备连接。
第一电机41用于驱动转筒10转动，第二电机42用于驱动螺旋器20转动。
在本发明中，第一电机41设置于壳体30内并配置成与转筒10同轴布置，具体地，该第一电机41包括转子412、定子411以及支承套413，转子412和定子411根据驱动转筒10所需功率进行设计，支承套413用于配合转子412以及转筒10的尺寸和结构而将转子412固定在转筒10外，该支承套413套设于转筒10外并通过紧固件与转筒10固定连接，转子412装设于支承套413上，定子411套设于转子412外，定子411通过两端分别与上端盖32和下端盖33固定而装设于壳体30内。如此，定子411与转子412配合而驱动转筒10转动。
第二电机42设置于壳体30的下方，下端盖33的下方通过紧固件固定有固定架422，第二电机42通过紧固件固定在固定架422上且与转筒10同轴，螺旋器20的导流筒21的下端连接有传动轴25，该传动轴25穿设下端盖33而通过联轴器421而连接至第二电机42。如此，第二电机42通过传动轴25驱动螺旋器20转动。
转筒10和螺旋器20分别由第一电机41和第二电机42驱动转动，将转筒10和螺旋器20的转向和转速配置成具有相同转向而转筒10的转速大于螺旋器20的转速。
泥浆汇流箱90设置在壳体30的下方，具体地，该泥浆汇流箱90通过紧固件固定在下端盖33的下方，该泥浆汇流箱90内形成环形腔91而避免与所穿出的传动轴25干涉，该环形腔91的腔底设置成倾斜结构，并在倾斜结构的低位区域形成有泥浆排出管92，该泥浆排出管92伸出用于固定电机的固定架422，该泥浆排出管92用于与泥浆回收设备连接。
如图1并结合图2、3所示，输料机构60用于将待分离的泥浆输入至转筒10内，在本发明中，该输料机构60包括固定套61和输料管62。固定套61轴向的穿设螺旋器20的导流筒21的上端，并保持在所在位置，具体地，固定套61的上部的外周上开设有限位台，限位台的上方的固定套61上依次套设有保持环76和锁紧套77，该锁紧套77将保持环76锁紧而使保持环76固定套61设在固定套61上，副框架75通过紧固件固定在保持箱架70的顶部的上方，该副框架75的顶部套设于固定套61外并通过紧固件与保持环76固定，如此，固定套61通过副框架75以及保持箱架70与壳体30固定，进而使得固定套61保持在安装位。
固定套61的上下两端分别装设有密封盖642,641，该密封盖642,641将固定套61的内部密封；输料管62通过穿设两个密封盖642,641而穿设固定套61，并能够相对固定套61轴向伸缩，该输料管62的上部的外周上加工出光滑的配合面，在配合面的中段装设或加工出活塞台63，该活塞台63将固定套61内部分成两个液腔，即，上液腔6132和下液腔6131，在固定套61的上端的外周上开设有两个液口611,612，其中一个液口612直接贯通至上液腔6132，另一个液口611通过轴向开设的轴向孔6111贯通至下液腔6131，两个液口611,612通过如电磁换向阀之类的液压控制部件连接至液压系统，如此，可通过液压控制部件向两个液口611,612供入压力液体（如，液压油）而定量的驱动输料管62伸缩。优选地，输料管62的下部与上部设置成可拆卸地分体结构以便于拆装维护固定套61和输料管62。
输料管62的上端与供料软管连接，该供料软管向输料管62提供待分离的泥浆，输料管62的下端伸入至螺旋器20的导流筒21，通过控制输料管62伸缩而使得输料管62的下端能够选择地的伸入至第一导流段211、第二导流段212或过渡段213；输料管62的下端的管壁上开设有径向出口621，如此，由供料软管供给而进入到输料管62中的泥浆通过输料管62的下端的径向出口621流出而进入到所对应的导流段，进入到导流段内的泥浆通过所对应的进料口而进入到转筒10中。优选地，一个下端封闭的导向套24穿设多个隔板23，该导向套24的上端设置有法兰盘，该法兰盘与最上层的隔板23通过紧固件固定连接。输料管62在导向套24的导向下伸缩，该导向套24避免输料管62的下端在通过隔板23时与隔板23发生卡顿，该导向套24上布满有孔径大于固相颗粒的套孔241以避免阻挡输料管62的径向出口621。
由输料管62所输出的待分离的泥浆在依次通过导流段和所对应的出料口进入到转筒10内后，在导向筒的旋转作用下而产生离心力，这使得泥浆中较大的固相颗粒更靠近转筒10的内壁，而泥浆更靠近转筒10的中心，进而使得泥浆与固相颗粒分离；所分离出的泥浆在重力作用下下流，随后通过下端盖33的泥浆出口51进入到泥浆汇流箱90中，由于泥浆汇流箱90的环形腔91的腔底倾斜设置，且泥浆排出管92设置于低位，使得泥浆向泥浆排出管92处汇集并从泥浆排出口处排出而进行回收；所分离出更靠近转筒10的内壁的固相颗粒被螺旋器20的螺旋铲22的边缘向上推抵，使得固相颗粒向上运动而通过颗粒出口52以及保持箱架70的内壁的第一出料口711进入到暂存腔，并储存在暂存腔。当暂存腔存满固相颗粒时或者对泥浆的筛分作业完成时，通过保持箱架70的外壁上的第二出料口721将固相颗粒导出（附图中，利用黑白箭头表示泥浆的流向，利用全黑箭头表示被分离的固相颗粒的流向）。
如图3和图4所示，出料控制机构80设置在转筒10的上端的颗粒出口52处，该出料机构包括：施压塞81、弹力盘82、永磁体以及电磁体84。具体地，在保持箱架70的顶部的内侧通过紧固件固定有保持盘73，保持盘73与转筒10的上端之间设置有推力轴承74；施压塞81套设于与转筒10的小径段13对应的导流筒21上，并能够轴向滑动以通过轴向滑动而限定颗粒出口52的开度；弹力盘82套设于与转筒10的小径段13对应的导流筒21上，并用于向施力盘施加朝下的弹力，弹力盘82的上方固定有永磁环83；电磁体84位于弹力盘82的上方并装设于保持盘73上，电磁体84用于对永磁环83施加可调整大小的电磁力。弹力盘82具体包括盘本体821、穿设盘本体821的周向布置的多个顶杆823以及套设于每个顶杆823以用于对顶杆823施加弹力的叠置的多个碟片822。
通过改变电磁体84内的电流而调整电磁体84对施压塞81的预紧力，以控制施压塞81对颗粒出口52的开度。若需要降低固相颗粒上所附着的泥浆的含量，即需要降低固相颗粒的湿度，可通过增加电磁体84对施压塞81的预紧力以减小颗粒出口52的开度，进而增加固相颗粒导出的阻力，进而降低固相颗粒的湿度；若需要提高固相颗粒的导出效率，可通过减小电磁体84对施压塞81的预紧力以增大颗粒出口52的开度，进而减小固相颗粒导出的阻力，进而提高固相颗粒的导出效率。
如图5所示，与转筒10的小径段13对应的导流筒21的内壁上开设有两道环形安装槽85，环形安装槽85用于安装套用挡圈86，以在撤销电磁体84施力后，通过所安装的套用挡圈86对施压塞81进行限位以限定颗粒出口52的开度。具体地，当待分离的泥浆的固相颗粒的含量稳定，可撤销使用电磁体84，利用安装在环形安装槽85上的套用挡圈86限定颗粒出口52开度，通过安装在不同环形安装槽85的套用挡圈86而限定出两个开度，以使固相颗粒含量不同但稳定的两种泥浆的固相颗粒的导出效率相同，或者以使固相颗粒含量恒定的泥浆的固相颗粒导出湿度不同。
下面描述一下上述泥浆离心分离装置针对固相颗粒含量不稳定的泥浆的处理方法及优势。
在利用离心分离装置对泥浆进行一次分离或二次分离时均可能遭遇泥浆的固相颗粒含量不稳定的情况，尤其对泥浆进行一次分离时，例如，由于返回地面的泥浆因不同深度的所产生的切屑等大粒径固相颗粒的量不同导致固相颗粒含量不同，并且，由于地质工况复杂，不同深度所产的切屑并不存在规律，因而导致返回地面的泥浆的固相颗粒的含量不稳定。
应该说明的是：可通过在泥浆的返回路径上安装密度仪而检测泥浆的密度，而泥浆的密度与固相颗粒的含量正相关，即，固相颗粒含量越高，待分离的泥浆的密度越大。
当检测到泥浆的密度较大（水基井液泥浆的密度范围为1.3*103-1.8*103Kg/m3，当检测到的泥浆密度大于1.6*103 Kg/m3时可称为较大）时，通过液压系统控制输料机构60的输料管62的下端伸入至第二导流段212所对应的位置，如此，待分离的泥浆通过第二导流段212的第二进料口2121被旋转的螺旋器20甩入转筒10的变径段12中，由于变径段12的内径较小，使得第一电机41不必过大的增加扭矩便可为其中的固相颗粒提供足够离心力。
当检测到泥浆的密度较小（当检测到的泥浆密度小于1.5*103 Kg/m3时可称为较小）时，控制输料管62的下端伸入至第一导流段211所对应的位置，如此，待分离的泥浆通过第一导流段211的第一进料口2111被旋转的螺旋器20甩入大径段11，虽然大径段11的内径较大，然而，待分离的泥浆的密度较小，使得第一电机41也不必大幅改变扭矩便可以为其中的固相颗粒提供足够的离心力。
当检测到的泥浆的密度居中（当检测到的泥浆密度介于1.5*103 Kg/m3与1.6*103Kg/m3之间时可称为居中）时，控制输料管62的下端伸入至过渡段213所对应的位置，如此，待分离的泥浆通过过渡段213的第三进料口2131被旋转的螺旋器20甩入大径段11与变径段12的交接段14，使得第一电机41也不必大幅改变扭矩便可以为其中的固相颗粒提供足够的离心力。
在本发明中，将导流筒21内的第二导流段212分成两段，以针对大密度的泥浆进行更加细致的分离。
本发明所提供的泥浆分离装置的优势在于：
1、本发明所提供的泥浆分离装置使第一电机41以及第二电机42均与转筒10同轴布置，避免了驱动转筒10的第一电机41与转筒10并列布置所导致的问题。
2、输料机构60基于泥浆中固相颗粒含量将待分离的泥浆供入转筒10不同内径区域，降低了用于驱动转筒10的电机的负载变化范围，进而有效保护了电机。
3、出料控制机构80能调节导出的固相颗粒的湿度，进而能够满足对湿度和导出量的要求。重要的是，可通过与输料机构60配合而调节固相颗粒的湿度和导出量，例如，当输料机构60将密度大的颗粒输送至变径段12时，可通过出料控制机构80使得颗粒出口52的开度适当增大，以增大固相颗粒的导出量。再例如，当输料机构60将密度小的泥浆输入至大径段11时，可通过出料控制机构80使得颗粒出口52的开度适当减小，以降低导出的固相颗粒的湿度。
4、在撤销电磁体84施力后，利用套用挡圈86对施压塞81进行限位以将颗粒出口52限定出恒定的开度，此时，弹性盘通过弹性变形及复位而缓冲固相颗粒的冲击。
5、保持箱架70内部的暂存腔能够有效收敛径向导出的固相颗粒，该暂存腔的优势尤其在于在对少量泥浆实施分离时，所分离出的固相颗粒暂存于暂存箱中而不必同步导出。
6、泥浆汇流箱90使得分离出的泥浆便于收敛并导出。
7、保持箱架70的优势还在于方便转筒10和螺旋器20定位。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种泥浆离心分离装置，其特征在于，包括：
转筒，其具有位于上端的径向朝向的颗粒出口以及位于下端的轴向朝向的泥浆出口；
螺旋器，其设置于所述转筒中并与所述转筒同轴，所述螺旋器具有一体成型的导流筒以及围绕所述导流筒轴向螺旋延伸的螺旋铲，所述导流筒上开设有进料口；
输料机构，其自所述螺旋器的导流筒的上端轴向的伸入至导流筒内以用于将待分离的泥浆通过进料口输送至所述转筒内；
壳体，其包括套设于所述转筒外的主体部以及设置于所述主体部的上端和下端的上端盖和下端盖，所述上端盖和所述下端盖通过轴承支承所述转筒；所述主体部的外周上形成有安装支架以用于与外部设备固定；
第一电机，其配置成包括转子、定子以及支承套，所述支承套套设于所述转筒上并与所述转筒固定连接，所述转子固定套设于所述支承套上，所述定子位于所述转子外并通过两端与所述上端盖和所述下端盖连接而与所述壳体固定，所述定子与所述转子配合而驱动所述转筒转动；
第二电机，其位于所述壳体的下端外，自所述螺旋器的导流筒的下端引出传动轴而借由联轴器以连接至所述第二电机；
所述转筒自下而上依次包括大径段、变径段以及小径段；在所述导流筒内设置多个隔板，多个隔板将所述导流筒内划分出分别与所述转筒的大径段和变径段对应的第一导流段和第二导流段；所述进料口包括分别与所述第一导流段和所述第二导流段对应的第一进料口和第二进料口；
所述输料机构包括：
固定套，其轴向的穿设所述导流筒的上端，且通过与所述壳体连接而保持在所在位置，所述固定套的两端设置有密封盖；
输料管，其穿设所述固定套的两端的密封盖，所述输料管的上端与供料软管连接，所述输料管的下端具有径向出口，来自供料软管的待分离的泥浆通过输料管而从径向出口流出；所述输料管的上部的外周加工出光滑的配合面，位于所述固定套内的所述输料管上装设有活塞台，所述活塞台将所述固定套的内部分成两个液腔，所述固定套中开设有分别与两个所述液腔连通的液口，通过两个所述液口向两个所述液腔提供压力液体而控制所述输料管的伸缩量，以使得所述输料管的下端可选择性地伸入至第一导流段或第二导流段。
2.根据权利要求1所述的泥浆离心分离装置，其特征在于，所述输料机构还包括导向套，所述导向套的下端封闭；所述导向套轴向的穿设所述隔板；所述导向套的套壁上布满有套孔；所述输料管的下端伸入至所述导向套中并在所述导向套的导向下伸入不同的导流段，所述导向套的上端具有用于与上部的隔板固定的法兰盘。
3.根据权利要求1所述的泥浆离心分离装置，其特征在于，
所述转筒的小径段伸出所述上端盖外，所述颗粒出口开设于所述小径段；
所述上端盖的上方设置有保持箱架，所述保持箱架的下端具有安装平面以通过所述安装平面与所述上端盖固定；
所述保持箱架具有由外壁和内壁围成的暂存腔；所述保持箱架的内壁包围于所述小径段外；所述保持箱架的内壁与所述颗粒出口对应的轴向位置具有周向排布的第一出料口，所述保持箱架的外壁上开设有周向排布的第二出料口。
4.根据权利要求3所述的泥浆离心分离装置，其特征在于，
所述保持箱架的顶部的内侧与所述转筒的上端相对，所述保持箱架的顶部的内侧固定有保持盘，所述保持盘与所述转筒的上端之间设置有推力轴承；
所述泥浆离心分离装置还包括设置于所述颗粒出口与所述保持盘之间的出料控制机构，所述出料控制机构包括：
施压塞，其套设于与所述转筒的小径段对应的导流筒上，并能够轴向滑动以通过轴向滑动而限定所述颗粒出口的开度；
弹力盘，其套设于与所述转筒的小径段对应的导流筒上，并用于向所述施压塞施加朝下的弹力，所述弹力盘的上方固定有永磁环；
电磁体，位于所述弹力盘的上方并装设于所述保持盘上，所述电磁体用于对所述永磁环施加可调整大小的电磁力。
5.根据权利要求4所述的泥浆离心分离装置，其特征在于，与所述转筒的小径段对应的导流筒的内壁上开设有两道环形安装槽，所述环形安装槽用于安装套用挡圈，以在撤销所述电磁体施力后，通过所安装的套用挡圈对所述施压塞进行限位以限定所述颗粒出口的开度。
6.根据权利要求1所述的泥浆离心分离装置，其特征在于，多个所述隔板将与所述转筒的大径段与变径段的交接区域对应的所述导流筒内分割出过渡段，所述进料口还包括开设于所述过渡段上的第三进料口，所述输料管的下端通过伸入至所述过渡段而使得泥浆经由第三进料口进入到所述大径段与所述变径段的交接区域。
7.根据权利要求1所述的泥浆离心分离装置，其特征在于，
所述转筒的下端敞口，所述泥浆出口开设于所述下端盖上并周向排布；
所述泥浆离心分离装置还包括泥浆汇流箱；所述泥浆汇流箱内形成有环形腔，所述泥浆汇流箱扣设于所述下端盖；所述环形腔的腔底构造成倾斜结构，所述泥浆汇流箱的底部与倾斜结构的低位处对应的区域形成有泥浆排出管。
8.根据权利要求7所述的泥浆离心分离装置，其特征在于，所述泥浆离心分离装置还包括固定架，所述固定架固定在所述下端盖上且罩设于所述泥浆汇流箱外，所述第二电机固定在所述固定架上，所述泥浆排出管伸出所述固定架外。
9.根据权利要求3所述的泥浆离心分离装置，其特征在于，所述保持箱架的上方还设置有副框架，所述副框架与所述保持箱架的顶部固定；所述固定套的上部的外周面上设置有止挡台，所述固定套上套设有保持环，所述保持环的上方套设有锁紧套，所述副框架与所述保持环固定。
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998045047A1 (en) * 1997-04-04 1998-10-15 Alfa Laval Ab A centrifugal separator having sludge screw conveyors
CN1597131A (zh) * 2004-09-06 2005-03-23 四川大学 澄清液无扰动螺旋卸料沉降离心机
CN203380009U (zh) * 2013-08-09 2014-01-08 俞恺 直立式三相组合离心分离机
CN106179779A (zh) * 2015-05-06 2016-12-07 莫珉珉 改进型立式螺旋卸料过滤离心机
CN107008577A (zh) * 2017-06-09 2017-08-04 大连隆田科技有限公司 一种具有自动清洗功能的立式螺旋液固离心机
CN108067355A (zh) * 2016-11-16 2018-05-25 浙江三拓重工科技有限公司 一种双锥并流卧螺离心机
CN108554652A (zh) * 2015-03-23 2018-09-21 唐凌霄 一种直驱式离心分离设备
CN109261376A (zh) * 2018-11-01 2019-01-25 福建龙亿粉体装备制造有限公司 一种适应多工况的立式固液分离装置及控制方法
CN112892888A (zh) * 2021-02-07 2021-06-04 合肥通用机械研究院有限公司 一种伸缩式均匀进料装置
CN216173281U (zh) * 2021-02-07 2022-04-05 合肥通用机械研究院有限公司 一种伸缩式均匀进料装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE525413C2 (sv) * 2003-06-18 2005-02-15 Alfa Laval Corp Ab En skruvtransportör för en dekantercentrifug

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998045047A1 (en) * 1997-04-04 1998-10-15 Alfa Laval Ab A centrifugal separator having sludge screw conveyors
CN1597131A (zh) * 2004-09-06 2005-03-23 四川大学 澄清液无扰动螺旋卸料沉降离心机
CN203380009U (zh) * 2013-08-09 2014-01-08 俞恺 直立式三相组合离心分离机
CN108554652A (zh) * 2015-03-23 2018-09-21 唐凌霄 一种直驱式离心分离设备
CN106179779A (zh) * 2015-05-06 2016-12-07 莫珉珉 改进型立式螺旋卸料过滤离心机
CN108067355A (zh) * 2016-11-16 2018-05-25 浙江三拓重工科技有限公司 一种双锥并流卧螺离心机
CN107008577A (zh) * 2017-06-09 2017-08-04 大连隆田科技有限公司 一种具有自动清洗功能的立式螺旋液固离心机
CN109261376A (zh) * 2018-11-01 2019-01-25 福建龙亿粉体装备制造有限公司 一种适应多工况的立式固液分离装置及控制方法
CN112892888A (zh) * 2021-02-07 2021-06-04 合肥通用机械研究院有限公司 一种伸缩式均匀进料装置
CN216173281U (zh) * 2021-02-07 2022-04-05 合肥通用机械研究院有限公司 一种伸缩式均匀进料装置

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