CN116493141A - 一种密闭式上部卸料离心机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及离心机技术领域，尤其涉及一种密闭式上部卸料离心机，包括螺旋锥式转鼓、组合进料单元、离心加速单元、上卸料单元、封闭式壳体、料速监测单元以及离心调控单元，通过在转鼓上设置有螺旋排布的物料槽，物料在离心过程中，受离心力与转鼓内壁的支持力作用下，物料沿物料槽螺旋向上逐渐移动至滤料出口完成物料的固相与液相的分离，由于螺旋状的物料槽的设置，物料的上升路径由原有的直线上升变为沿物料槽上升，上升路径增长，从而增长了物料由转鼓底部移动至转鼓上部的离心时间，物料在更大的离心半径上的离心时间增长，提高了物料的固相与液相的分离程度。

Description

一种密闭式上部卸料离心机

技术领域

本发明涉及离心机技术领域，尤其涉及一种密闭式上部卸料离心机。

背景技术

离心机是利用离心力，分离液体与固体颗粒或液体与液体的混合物中各组分的机械。离心机主要用于将悬浮液中的固体颗粒与液体分开，或将乳浊液中两种密度不同，又互不相溶的液体分开，例如从牛奶中分离出奶油；它也可用于排除湿固体中的液体，例如用洗衣机甩干湿衣服；特殊的超速管式分离机还可分离不同密度的气体混合物；利用不同密度或粒度的固体颗粒在液体中沉降速度不同的特点，有的沉降离心机还可对固体颗粒按密度或粒度进行分级。

中国专利公开号：CN114918048A公开了一种新型高效过滤离心机转鼓及包括其的离心机，所述离心机包括机架、新型高效过滤离心机转鼓、壳体、电机、轴承座，在所述机架上固设有壳体，在所述壳体内设有转鼓，所述转鼓为锥篮式转鼓，所述转鼓的进口处设有离心加速装置，所述离心加速装置中心进料，边缘出料，出料位置与转鼓内壁平行或趋于平行，所述转鼓的半锥角为6°～45°，所述离心加速装置为进入的物料提供离心加速度，在离心加速装置内产生沿径向方向的离心力，用于增大物料沿转鼓内壁方向的推力，以使在转鼓半锥角的正切值小于滤渣对筛网的摩擦系数的情况下，也能推动滤饼卸料；中国专利公开号：CN106669985A公开了一种锥篮离心机，包括上端开口的锥篮转鼓、套设在锥篮转鼓外侧的挡液环、套设在挡液环外侧的外壳、底座、用于驱动所述锥篮转鼓转动的电动机、位于外壳上方且穿透外壳的上壁与锥篮转鼓的内腔相连通进料口和位于底座下方的下卸料口；所述挡液环和外壳固定连接在底座上；所述锥篮转鼓呈上宽下窄的圆锥状；所述底座上开设有环形槽；所述挡液环的外壁和外壳的内壁形成环形出料腔；所述环形出料腔的上端和锥篮转鼓上端开口相连通，其下端通过环形槽与卸料口相连通；所述锥篮转鼓的侧壁上设有多个供液体通过的脱液孔。

上述技术方案中，均采用锥篮转鼓对物料进行离心处理获得液相与固相分离的液体和料渣，但是，上述技术方案中，转鼓的卸料口均为常开，第一个方案锥形的锥篮转鼓在固相在离心过程中，一方面，固相由于自身重力存在向下移动的趋势，另一方面，转鼓由于上小下大的形状，使得颗粒状的固相在向下过程中处于转鼓下方的固相对其上部的固相的支撑力不足或无法提供支撑力，存在纵向移动束缚弱的问题，故，在离心力较低的状态下，重力无法忽略导致固相移动至转鼓下部卸料口所用时间偏短，必须采用较高的离心力克服重力，适用范围较窄，并且，需首先对物料进行加速才能实现，需要的离心动力设备较多；第二个方案中采用上大下小的锥篮转鼓对物料进行分离，物料在转鼓内加速，由于物料需克服自身重力向上移动，可以部分克服物料沿转鼓纵向移动速度快的问题，但是，由于转鼓高度有限，物料移动至转鼓上部所用时间有限，造成实际用于离心的时间短，固液分离可能无法达到较好的分离效果。

发明内容

为此，本发明提供一种密闭式上部卸料离心机，用以克服现有技术中自动卸料离心机存在的物料离心时间受转鼓纵向高度影响导致物料离心时间短、离心时长不可控的问题。

为实现上述目的，一方面，本发明提供一种密闭式上部卸料离心机，包括：

螺旋锥式转鼓，其上部设置有滤料出口，螺旋锥式转鼓的内侧壁表面设置有绕转鼓轴心螺旋设置的若干紧密排布的物料槽，各物料槽之间设置有凸起部，以使物料在离心过程中沿物料槽进行移动；

组合进料单元，其上部进料口与螺旋锥式转鼓的上端相连，下部落料口位于螺旋锥式转鼓内转鼓下端面的上方，用以向螺旋锥式转鼓内输入待离心分离的物料；

离心加速单元，其与螺旋锥式转鼓的下部相连，用以带动螺旋锥式转鼓转动对进入螺旋锥式转鼓内的物料提供离心加速度，以使物料中的干料沿物料槽在螺旋锥式转鼓内自下而上移动，以及，将物料中的液相脱离干料并溢出至螺旋锥式转鼓外部；

上卸料单元，其设置于螺旋锥式转鼓的上部并与滤料出口相连，上卸料单元设有与滤料出口相通且处于不同纵向高度的若干收集口以对从螺旋锥式转鼓上部移出的干料进行分类收集；

封闭式壳体，其设置在螺旋锥式转鼓外部，用以提供封闭的离心空间，以及回收物料离心过程中分离的液相；

料速监测单元，其分别与组合进料单元、离心加速单元以及上卸料单元相连，用以检测物料的进料参数、离心转速以及出料参数；

离心调控单元，分别与组合进料单元、离心加速单元以及料速监测单元相连，用以在第一分析条件下根据物料在螺旋锥式转鼓上的移动速度确定离心机工作参数的调整方式，以对离心机参数进行调整；

其中，第一分析条件为离心调控单元判定离心后的干料不符合脱液标准，螺旋锥式转鼓整体为上大下小的圆锥状且转鼓侧壁设置有若干贯通孔洞，转鼓的半锥角为30°~45°，物料槽的螺旋角为15°~45°，干料沿物料槽的移动方向与离心加速度方向所成角度大于90°；

进料参数包括进料速度和进料量，出料参数包括出料速度和出料量，离心机的工作参数包括离心转速、物料的单位时间进料量、物料在螺旋锥式转鼓上的移动速度。

进一步地，螺旋锥式转鼓的下端面与离心加速单元的转子通过螺栓固定连接，以使转鼓轴心与转子轴心同心，螺旋锥式转鼓内部的下表面设置有联通物料槽的进料槽，进料槽与物料槽为圆弧过渡连接；

螺旋锥式转鼓的上端面与组合进料单元相连，且上端面边缘与转鼓侧面形成用以输出离心后干料的滤料出口，并且，滤料出口与上卸料单元相连。

进一步地，组合进料单元包括同轴设置的气体通道和物料通道，物料通道为环形通道并设置在气体通道外部，其中，物料通道的出料末端与气体通道的出气末端均连通至分流通道，分流通道用以将物料与气体输送至螺旋锥式转鼓内部的下端面。

进一步地，上卸料单元包括：

干料自由通道，其与滤料出口相连，干料自由通道为上下封闭的环形通道，干料自由通道的上封闭面靠近中心的一侧高于螺旋锥式转鼓的上端面边缘，干料自由通道的下封闭面靠近中心的一侧与螺旋锥式转鼓的侧面上端边缘相连；

多层落料槽，其用以接收离心后的干料，多层落料槽设置在干料自由通道远离中心的一侧，多层落料槽中横设有落料隔板，以将落料槽沿高度方向分隔为若干滤料收集区，滤料收集区至少包括收集口处于第一高度的第一滤料收集区和收集口处于第二高度的第二滤料收集区，第一滤料收集区和第二滤料收集区的开口方向均与干料自由通道的干料输出端相连。

进一步地，离心调控单元根据离心后干料与液相的实际分离比值确定离心后的干料是否符合脱液标准，离心调控单元预设有标准分离比值，

若实际分离比值大于等于标准分离比值，离心调控单元判定离心后的干料符合脱液标准；

若实际分离比值小于标准分离比值，离心调控单元判定离心后的干料不符合脱液标准；

其中，a为分离比值，a=m2/(m1+m2)，m1为单位时间干料的出料量，m2为单位时间液相的分离量。

进一步地，离心调控单元在第一分析条件下根据离心过程中的物料在物料槽上的移动速度确定针对离心机的工作参数的一次调整方式，离心调控单元中设置的离心机工作参数的一次调整方式包括，

在第一移动速度条件，离心调控单元采用第一调整方式调整离心机的离心转速及物料的进料量，将离心加速单元当前的离心转速提高至第一转速值，以及将当前的物料单位时间进料量调整至第一进料量；

在第二移动速度条件，离心调控单元采用第二调整方式调整离心机的离心转速及物料的进料量，将离心加速单元当前的离心转速降低至第三转速值，以及将当前的物料单位时间进料量调整至第二进料量；

在第三移动速度条件，离心调控单元采用第三调整方式调整离心机的离心转速，将离心加速单元当前的离心转速提高至第二转速值；

其中，第一移动速度条件为当前物料在物料槽上的移动速度小于第一速度值，第二移动速度条件为当前物料在物料槽上的移动速度大于第二速度值，第三移动速度条件为当前物料在物料槽上的移动速度处于第一速度值与第二速度值所在的闭区间，且，第一速度值小于第二速度值；

其中，第一转速值＞第二转速值＞当前的离心转速＞第三转速值，第二进料量＞当前物料的单位时间进料量＞第一进料量。

进一步地，离心调控单元根据当前离心转速确定落料隔板的设置高度H，H由式(1)确定，

（1）

其中，ρ为物料类型系数，其与物料的团化体积有关，0＜ρ＜1，v为当前离心机转速，v0为预设标准离心机转速，H0为所述螺旋锥式转鼓的侧壁上边缘的高度，物料的团化体积为物料在离心过程中由于离心挤压成团的结团体积的平均水平，其与物料种类有关。

进一步地，离心调控单元在第二分析条件下根据螺旋锥式转鼓内下表面输入物料的堆积高度确定通风强度的调节方式，离心调控单元设置有物料堆积高度阈值，

若物料的堆积高度大于等于物料堆积高度阈值，离心调控单元判定物料初始速度不符合标准，并控制组合进料单元提高通风强度；

若物料的堆积高度小于物料堆积高度阈值，离心调控单元判定物料初始速度符合标准，无需对组合进料单元的通风强度进行调节；

其中，第二分析条件为离心调控单元完成对离心机的工作参数的一次调整方式的判定并对应调整离心机的工作参数完成，通风强度包括风速和单位时间的送风量。

进一步地，分流通道包括与物料通道下端外表面相连的上分流罩和与螺旋锥式转鼓的下端面相连的下分流罩，上分流罩与下分流罩的表面平行设置并不相接触，且上分流罩与下分流罩形成的通道与气体通道的出气末端以及物料通道的出料末端联通；

其中，下分流罩设置为圆锥形结构，下分流罩的轴心与螺旋锥式转鼓的下端面中心重合，并且下分流罩的底面与螺旋锥式转鼓的下端面相连。

进一步地，封闭式壳体设置在螺旋锥式转鼓外部，包括：

液相腔，其设置在螺旋锥式转鼓外部，用以容纳物料离心后的分离出的液相，液相腔的底部设置有用以将液相导出离心机外部的液体导液槽及导液管路；

封闭隔音罩，其设置在螺旋锥式转鼓、液相腔以及上卸料单元的外部，用以提供封闭空间；

离心加速支座，其设置在螺旋锥式转鼓下部，并分别与离心加速单元以及封闭隔音罩相连，用以提供支撑。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过在转鼓上设置有螺旋排布的物料槽，物料在离心过程中，受离心力与转鼓内壁的支持力作用下，物料沿物料槽螺旋向上逐渐移动至滤料出口完成物料的固相与液相的分离，由于螺旋状的物料槽的设置，物料的上升路径由原有的直线上升变为沿物料槽上升，上升路径增长，从而增长了物料由转鼓底部移动至转鼓上部的离心时间，通过离心时间的增长，物料在更大的离心半径上的离心时间增长，提高了物料的固相与液相的分离程度。

进一步地，本发明通过设置有组合进料单元以将物料输送至螺旋锥式转鼓内的底部，通过设置有气体通道为输出的物料提供初始的驱动力，使物料流向螺旋锥式转鼓内底部并向外运动，避免物料堆积在转鼓底部无法有效实现离心效果。

进一步地，本发明通过设置有上卸料单元对离心后的干料进行收集和分选，一方面，离心后的干料溢出至干料自由通道时，在惯性和重力的同时作用下，干料存在滞空时间，并且不同重量或不同体积的干料块的运动路径不同，通过设置有符合不同体积不同重量干料的滤料收集区，能够对离心后的干料进行分类，此时，若干料体积相同，则分类后的干料类型能体现干料的重量，表征了干料的不同脱液程度，能够通过收集区的不同确定固液分离效果的级别，进一步提高了本发明的离心固液分离效率。

进一步地，本发明通过设置有离心调控单元根据离心后干料与液相的实际分离比值确定离心后的干料是否符合脱液标准，在干料不符合脱液标准时，通过设置的一次调整方式对离心机的工作参数进行调整，有效的通过检测实际的固相、液相的质量，获得固液分离的分离比值，从而能够判断离心机的工作参数是否符合需求。

进一步地，本发明离心调控单元通过设置有对应各移动速度条件的离心机的工作参数的调整方式，能够通过离心过程中的物料在物料槽上的移动速度确定针对离心机的工作参数的一次调整方式，通过调整物料的进料量和离心转速，使物料保持在适合的移动速度范围内，从而，物料离心时间与离心机效率得到平衡，使得物料在转鼓内获得充分的离心，保证了本发明离心机具有离心时长可控的特点。

进一步地，本发明通过离心调控单元根据当前离心转速确定落料隔板的设置高度，对于一种物料颗粒均匀的物料离心后干料为单粒形状而言，通过落料隔板的高度不同，能够将重量不同的干料颗粒进行分类收集，从而，重量重的干料颗粒被收集至落料隔板下部的区域，重量轻的干料颗粒被收集至落料隔板上部的区域，重量轻能够反应干料的脱液程度高，保证了本发明离心机能够获得固液分离程度高的干料，并且，通过收集过程的分选，能够提高干料的处理效率，避免进行多次离心造成的生产效率下降。

进一步地，本发明离心调控单元在第二分析条件下根据螺旋锥式转鼓内下表面输入物料的堆积高度确定通风强度的调节方式，在物料堆积高度超出物料堆积高度阈值时，控制组合进料单元提高通风强度，物料在风力驱动下提高了远离螺旋锥式转鼓底部中心的初始速度，提高了物料运动至转鼓侧壁的速度，避免物料堆积在转鼓底部中心附近形成无效离心。

附图说明

图1为本发明实施例密闭式上部卸料离心机的结构示意图；

图2为本发明螺旋锥式转鼓的螺旋结构及物料槽的示意图；

图3为本发明实施例多层落料槽的另一种实施方式；

图4为不设物料槽的转鼓上物料离心时的受力分析图；

图5为设有物料槽的转鼓上物料离心时的受力分析图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提供一种用于固液分离的离心机，用以克服现有技术中连续离心自动卸料的离心机存在的物料在离心机转鼓中的离心时间较短的问题；

请参阅图1和图2所示，图1为本发明实施例密闭式上部卸料离心机的结构示意图，图2为本发明螺旋锥式转鼓的螺旋结构及物料槽的示意图；

本发明提供一种密闭式上部卸料离心机，包括：

螺旋锥式转鼓1，其上部设置有滤料出口11，螺旋锥式转鼓的内侧壁表面设置有绕转鼓轴心螺旋设置的若干紧密排布的物料槽13，各物料槽13之间设置有凸起部131，以使物料在离心过程中沿物料槽13进行移动；

组合进料单元，其上部进料口21与螺旋锥式转鼓的上端12相连，下部落料口22位于螺旋锥式转鼓1内转鼓下端面的上方，用以向螺旋锥式转鼓1内输入待离心分离的物料；

离心加速单元3，其与螺旋锥式转鼓1的下部相连，用以带动螺旋锥式转鼓1转动，对进入螺旋锥式转鼓1内的物料提供离心加速度，以使物料中的干料沿物料槽13在螺旋锥式转鼓1内自下而上移动，以及，将物料中的液相脱离干料并溢出至螺旋锥式转鼓1外部；

上卸料单元4，其设置于螺旋锥式转鼓1的上部并与滤料出口11相连，上卸料单元4设有与滤料出口11相通且处于不同纵向高度的若干收集口以对从螺旋锥式转鼓1上部移出的干料进行分类收集；

封闭式壳体，其设置在螺旋锥式转鼓1外部，用以提供封闭的离心空间，以及回收物料离心过程中分离的液相；

料速监测单元，其分别与组合进料单元、离心加速单元以及上卸料单元相连，用以检测物料的进料参数、离心转速以及出料参数；

离心调控单元，分别与组合进料单元、离心加速单元以及料速监测单元相连，用以在第一分析条件下根据物料在螺旋锥式转鼓上的移动速度确定离心机工作参数的调整方式，以对离心机参数进行调整；

其中，第一分析条件为离心调控单元判定离心后的干料不符合脱液标准，螺旋锥式转鼓整体为上大下小的圆锥状且转鼓侧壁设置有若干贯通孔洞，转鼓的半锥角为30°~45°，物料槽的螺旋角为15°~45°，干料沿物料槽的移动方向与离心加速度方向所成角度大于90°；

进料参数包括进料速度和进料量，出料参数包括出料速度和出料量，离心机的工作参数包括离心转速、物料的单位时间进料量、物料在螺旋锥式转鼓上的移动速度。

工作原理如下：

在不设置物料槽的转鼓内壁，离心加速中的干料自行向转鼓上端移动的条件为：物料受到的重力、物料受到离心力与物料收到的转股内壁的支持力与摩擦力的合力方向向上，受力分析如图4所示，假设，物料的重力为G，物料受到的离心力为F，转鼓的半锥角为θ，则物料受到沿转鼓内壁方向的力包括重力在沿转鼓内壁方向的分量Ga和离心力在沿转鼓内壁方向的分量Fa，物料受到沿垂直转鼓内壁方向的力包括重力在沿垂直转鼓内壁方向的分量Gb和离心力在沿垂直转鼓内壁方向的分量Fb，物料沿转鼓内壁向上移动的条件为：

（Fa-Ga）＞u×（Fb-Gb），此时，物料克服摩擦阻力向转鼓上端移动；

上式展开后为（Fsinθ-Gcosθ）＞u×（Fcosθ-Gsinθ）

离心力；

重力；

其中，为离心转速的角速度；r为物料位于转鼓对应位置的转鼓半径，转鼓的摩擦系数为u，

一般的，物料的重量与离心力相比较小，在此，忽略重力的情况下，

上式简化为Fsinθ＞u×Fcosθ，推出sinθ＞u×cosθ，

在0~90°之间，随着半锥角θ的增加，sinθ增大，cosθ减小，物料越容易克服摩擦力实现向上移动；

在具有物料槽的转股内壁，离心加速中的干料自行向转鼓上端移动的条件为：物料受到的重力、物料受到离心力与物料收到的转股内壁物料槽的支持力与物料槽对物料的摩擦力的合力方向沿物料槽向上，前述已获得物料能够沿平面的转鼓内壁的移动条件，在物料能够向上沿平面转鼓内壁向上移动条件下将向上的合力记为Fm，将物料槽的上升角记为β，物料受到物料槽的支持力以及物料槽给物料的摩擦力记为合力Fm，将合力Fm在物料槽方向进行分解，如图5所示，得到物料沿物料槽上升移动的条件为：

Fmsinβ＞Fmcosβ×u

将上式简化为sinβ＞cosβ×u，则在0~90°之间，随着β的增加，sinβ增大，cosβ减小，物料越容易克服摩擦力实现向上移动；

因而，为使物料的上升速度降低，可采用的方式包括减小半锥角θ或减小上升角β，

考虑到物料上升中需克服的重力对物料堆积的影响，半锥角设置在30°以上，较为合适，同时，半锥角过大，开口半径增大明显，转子转动的震动情况加剧，因而，本申请对于半锥角超过45°的情况不予考虑；

上升角越小，物料在物料槽中的运动路径越长，因而，基于离心时长和克服阻力的双重因素，结合实际的验证过程，本发明设定的物料槽的上升角在15°~45°之间，能够满足离心时长的增长。

本发明通过在转鼓上设置有螺旋排布的物料槽，物料在离心过程中，受离心力与转鼓内壁的支持力以及摩擦力的综合作用下，物料沿物料槽螺旋向上逐渐移动至滤料出口完成物料的固相与液相的分离，由于螺旋状的物料槽的设置，物料的上升路径由原有的直线上升变为沿物料槽上升，上升路径增长，从而增长了物料由转鼓底部移动至转鼓上部的离心时间，通过离心时间的增长，物料在更大的离心半径上的离心时间增长，提高了物料的固相与液相的分离程度，可以理解的是，转鼓上通孔的数量、通孔位置以及物料槽的具体形状本发明不做具体的设定，其只要符合本发明描述的设置方式，本领域技术人员能够根据具体的离心物料进行设定，在此不再赘述。

具体而言，螺旋锥式转鼓1的下端面与所述离心加速单元3的转子通过螺栓固定连接，以使转鼓轴心与转子轴心同心，螺旋锥式转鼓内部的下表面设置有联通所述物料槽13的进料槽，进料槽与物料槽为圆弧过渡连接；

所述螺旋锥式转鼓1的上端面与所述组合进料单元相连，且上端面边缘与转鼓侧面形成用以输出离心后干料的所述滤料出口11，并且，滤料出口11与所述上卸料单元4相连。

在实施中，物料槽的宽度能够根据具体的物料形状进行设定，上升角相同的条件下，物料槽宽度越宽，离心过程中物料在转鼓内的移动路径越短，物料的实际的离心

具体而言，所述组合进料单元包括同轴设置的气体通道23和物料通道24，物料通道24为环形通道并设置在气体通道23外部，其中，物料通道24的出料末端与气体通道23的出气末端均连通至分流通道，分流通道用以将物料与气体输送至螺旋锥式转鼓1内部的下端面。

本发明通过设置有组合进料单元以将物料输送至螺旋锥式转鼓内的底部，通过设置有气体通道为输出的物料提供初始的驱动力，使物料流向螺旋锥式转鼓内底部并向外运动，避免物料堆积在转鼓底部无法有效实现离心效果。

具体而言，上卸料单元4包括：

干料自由通道，其与所述滤料出口11相连，干料自由通道为上下封闭的环形通道，干料自由通道的上封闭面411靠近中心的一侧高于所述螺旋锥式转鼓1的上端面边缘，干料自由通道412的下封闭面靠近中心的一侧与螺旋锥式转鼓的侧面上端边缘相连；

多层落料槽42，其用以接收离心后的干料，多层落料槽42设置在所述干料自由通道远离中心的一侧，多层落料槽42中横设有落料隔板421，以将落料槽沿高度方向分隔为若干滤料收集区，滤料收集区至少包括收集口处于第一高度的第一滤料收集区4221和收集口处于第二高度的第二滤料收集区4222，第一滤料收集区4221和第二滤料收集区4222的开口方向均与干料自由通道的干料输出端相连。

本发明通过设置有上卸料单元对离心后的干料进行收集和分选，一方面，离心后的干料溢出至干料自由通道时，在惯性和重力的同时作用下，干料存在滞空时间，并且不同重量或不同体积的干料块的运动路径不同，通过设置有符合不同体积不同重量干料的滤料收集区，能够对离心后的干料进行分类，此时，若干料体积相同，则分类后的干料类型能体现干料的重量，表征了干料的不同脱液程度，能够通过收集区的不同确定固液分离效果的级别，进一步提高了本发明的离心固液分离效率。

具体而言，所述分流通道包括与所述物料通道24下端外表面相连的上分流罩251和与螺旋锥式转鼓1的下端面相连的下分流罩252，上分流罩251与下分流罩252的表面平行设置并不相接触，且上分流罩251与下分流罩252形成的通道与所述气体通道23的出气末端以及所述物料通道24的出料末端联通；

其中，所述下分流罩252设置为圆锥形结构，下分流罩252的轴心与所述螺旋锥式转鼓1的下端面中心重合，并且下分流罩252的底面与螺旋锥式转鼓1的下端面相连。

具体而言，所述封闭式壳体设置在所述螺旋锥式转鼓外部，包括：

液相腔51，其设置在所述螺旋锥式转鼓1外部，用以容纳物料离心后的分离出的液相，液相腔51的底部设置有用以将液相导出离心机外部的液体导液槽511及导液管路；

封闭隔音罩52，其设置在所述螺旋锥式转鼓1、所述液相腔51以及所述上卸料单元4的外部，用以提供封闭空间；

离心加速支座53，其设置在所述螺旋锥式转鼓1下部，并分别与所述离心加速单元3以及所述封闭隔音罩52相连，用以提供支撑。

料速监测单元实际采用的检测器类型可根据具体的离心机配置进行选择，只要具有检测本发明描述的对应的参数即可，可采用现有技术中任一种检测器，在此不再赘述。

离心调控单元中设有用以存储数据的存储模块和用以进行分析调节的数据处理模块，作为可实施的方式，离心调控单元可设置为与料速监测单元相连的处理器，优选的，还可以设置有输入控制参数的输入端或输入显示一体机。

本发明通过设置有离心调控单元根据离心后干料与液相的实际分离比值确定离心后的干料是否符合脱液标准，在干料不符合脱液标准时，通过设置的一次调整方式对离心机的工作参数进行调整，有效的通过检测实际的固相、液相的质量，获得固液分离的分离比值，从而能够判断离心机的工作参数是否符合需求。

具体而言，所述离心调控单元根据离心后干料与液相的实际分离比值确定离心后的干料是否符合脱液标准，离心调控单元预设有标准分离比值，

若实际分离比值大于等于所述标准分离比值，所述离心调控单元判定离心后的干料符合脱液标准；

若实际分离比值小于所述标准分离比值，所述离心调控单元判定离心后的干料不符合脱液标准；

其中，a为分离比值，a=m2/(m1+m2)，m1为单位时间干料的出料量，m2为单位时间液相的分离量。

可以理解的是，预设的标准分离比值根据具体的应用场景能够自由设定，以使离心机在对物料进行离心处理后获得需求的固液分离程度。

具体而言，所述离心调控单元在所述第一分析条件下根据离心过程中的物料在所述物料槽上的移动速度确定针对离心机的工作参数的一次调整方式，离心调控单元中设置的离心机工作参数的一次调整方式包括，

在第一移动速度条件，所述离心调控单元采用第一调整方式调整离心机的离心转速及物料的进料量，将所述离心加速单元当前的离心转速提高至第一转速值，以及将当前的物料单位时间进料量调整至第一进料量；

在第二移动速度条件，所述离心调控单元采用第二调整方式调整离心机的离心转速及物料的进料量，将所述离心加速单元当前的离心转速降低至第三转速值，以及将当前的物料单位时间进料量调整至第二进料量；

在第三移动速度条件，所述离心调控单元采用第三调整方式调整离心机的离心转速，将所述离心加速单元当前的离心转速提高至第二转速值；

其中，所述第一移动速度条件为当前物料在所述物料槽上的移动速度小于第一速度值，所述第二移动速度条件为当前物料在所述物料槽上的移动速度大于第二速度值，所述第三移动速度条件为当前物料在所述物料槽上的移动速度处于第一速度值与第二速度值所在的闭区间，且，第一速度值小于第二速度值；

其中，第一转速值＞第二转速值＞当前的离心转速＞第三转速值，第二进料量＞当前物料的单位时间进料量＞第一进料量。

在实施中，第一速度值和第二速度值根据需求的离心时长范围进行设定，例如需求的离心时长为10秒至20秒，物料槽的实际长度为5米，有：

第一速度值为5米/20秒=0.25米/秒；

第二速度值为5米/10秒=0.5米/秒。

作为可实施的方式，将离心过程中的物料在所述物料槽上的移动速度记为v，将第一速度值记为V1，第二速度值记为V2，则上述判定过程描述可转化为：

若v＜V1，则所述离心调控单元判定离心机的干料移动速度低于标准，并采用第一调整方式将所述离心加速单元当前的离心转速提高至第一转速值，以及将当前的物料单位时间进料量调整至第一进料量；

若v＞V2，则所述离心调控单元判定离心机的干料移动速度高于标准，并采用第二调整方式将所述离心加速单元当前的离心转速降低至第三转速值，以及将当前的物料单位时间进料量调整至第二进料量；

若V1≤v≤V2，则所述离心调控单元判定离心机的干料移动速度符合标准，并采用第三调整方式将所述离心加速单元当前的离心转速提高至第二转速值；

实际应用中，作为可实施的方式，将当前的物料单位时间进料量记为m0，将调节后的第一进料量记为m1，调节后的第二进料量记为m2,

则上述调整过程：

若根据增量调节，则有，m1=m0-Δm，m2=m0+Δm，Δm为单次调整的增量值；

若根据系数调节，则有，m1=m0×α1，m2=m0×α2，α1为第一调整系数，α2为第二调整系数，0＜α1＜1＜α2；

上述列举的调整的方式仅作为可实施的方式之一，其能够根据具体的使用场景进行设定，并与物料输入的输送装置有关，同时，离心转速的调整方式也可根据具体的装置类型及调速机制进行调整，只要满足最终的调整趋势即可，在此不再赘述。

本发明离心调控单元通过设置有对应各移动速度条件的离心机的工作参数的调整方式，能够通过离心过程中的物料在物料槽上的移动速度确定针对离心机的工作参数的一次调整方式，通过调整物料的进料量和离心转速，使物料保持在适合的移动速度范围内，从而，物料离心时间与离心机效率得到平衡，使得物料在转鼓内获得充分的离心，保证了本发明离心机具有离心时长可控的特点。

具体而言，离心调控单元根据当前离心转速确定落料隔板的设置高度H，H由式(1)确定，

（1）

其中，ρ为物料类型系数，其与物料的团化体积有关，0＜ρ＜1，v为当前离心机转速，v0为预设标准离心机转速，H0为所述螺旋锥式转鼓的侧壁上边缘的高度，物料的团化体积为物料在离心过程中由于离心挤压成团的结团体积的平均水平，其与物料种类有关。

本发明通过离心调控单元根据当前离心转速确定落料隔板的设置高度，对于一种物料颗粒均匀的物料离心后干料为单粒形状而言，通过落料隔板的高度不同，能够将重量不同的干料颗粒进行分类收集，从而，重量重的干料颗粒被收集至落料隔板下部的区域，重量轻的干料颗粒被收集至落料隔板上部的区域，重量轻能够反应干料的脱液程度高，保证了本发明离心机能够获得固液分离程度高的干料，并且，通过收集过程的分选，能够提高干料的处理效率，避免进行多次离心造成的生产效率下降。

具体而言，离心调控单元在第二分析条件下根据螺旋锥式转鼓内下表面输入物料的堆积高度确定通风强度的调节方式，离心调控单元设置有物料堆积高度阈值，

若物料的堆积高度大于等于所述物料堆积高度阈值，离心调控单元判定物料初始速度不符合标准，并控制组合进料单元提高通风强度；

若物料的堆积高度小于所述物料堆积高度阈值，离心调控单元判定物料初始速度符合标准，无需对组合进料单元的通风强度进行调节；

其中，第二分析条件为所述离心调控单元完成对离心机的工作参数的一次调整方式的判定并对应调整离心机的工作参数完成，通风强度包括风速和单位时间的送风量。

作为可实施的方式，气体通道23外接有气体泵60，以向螺旋锥式转鼓1内输送所需气体。

本发明离心调控单元在第二分析条件下根据螺旋锥式转鼓内下表面输入物料的堆积高度确定通风强度的调节方式，在物料堆积高度超出物料堆积高度阈值时，控制组合进料单元提高通风强度，物料在风力驱动下提高了远离螺旋锥式转鼓底部中心的初始速度，提高了物料运动至转鼓侧壁的速度，避免物料堆积在转鼓底部中心附近形成无效离心。

实施例1：请继续参阅图1所示，在本实施例中提供一种密闭式上部卸料离心机的具体实施结构，本实施例离心机用于离心的物料为颗粒状物料，离心前，物料的液相充分吸收在颗粒中，离心过程中，物料的颗粒间不存在板结相连或相连较少，因而，离心后上卸料单元收集的干料以单颗粒形状为主要状态，

具体结构中，本实施例中螺旋锥式转鼓1的上端面设置为倒锥形，以引导物料沿螺旋锥式转鼓1侧壁的物料槽移动，避免物料堆积在转鼓轴心位置造成无效离心；上卸料单元4设置有双层的落料槽42以及第一滤料收集区4221和第二滤料收集区4222，用以对物料进行收集，由于干料的单颗粒形状，上下叠置的第一滤料收集区4221和第二滤料收集区4222中：第一滤料收集区4221中收集的干料离心后脱离转鼓后由于重量与体积的比重大，自由运动至第一滤料收集区4221的收集口被收集；第二滤料收集区4222中收集的干料离心后脱离转鼓后由于重量与体积的比重小，自由运动至第二滤料收集区4222的收集口被收集，实现了对干料的分类收集。

实施例2：请参阅图3所示，本实施例公开了另一种多层落料槽的结构，其包括两个落料隔板，并将多层落料槽分为第一滤料收集袋71，第二滤料收集袋72和第三滤料收集袋73。

本实施例用以说明多层落料槽的结构和数量能够进行变化和设置，其通过离心后的干料的运动状态对物料进行分类收集，根据具体的干料的形态和运动方向，进行对应设置。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。

Claims (10)

1.一种密闭式上部卸料离心机，其特征在于，包括：

螺旋锥式转鼓，其上部设置有滤料出口，螺旋锥式转鼓的内侧壁表面设置有绕转鼓轴心螺旋设置的若干紧密排布的物料槽，各物料槽之间设置有凸起部，以使物料在离心过程中沿物料槽进行移动；

组合进料单元，其上部进料口与所述螺旋锥式转鼓的上端相连，下部落料口位于螺旋锥式转鼓内转鼓下端面的上方，用以向螺旋锥式转鼓内输入待离心分离的物料；

离心加速单元，其与所述螺旋锥式转鼓的下部相连，用以带动所述螺旋锥式转鼓转动对进入螺旋锥式转鼓内的物料提供离心加速度，以使物料中的干料沿所述物料槽在所述螺旋锥式转鼓内自下而上移动，以及，将物料中的液相脱离干料并溢出至螺旋锥式转鼓外部；

上卸料单元，其设置于所述螺旋锥式转鼓的上部并与所述滤料出口相连，上卸料单元设有与所述滤料出口相通且处于不同纵向高度的若干收集口以对从螺旋锥式转鼓上部移出的所述干料进行分类收集；

封闭式壳体，其设置在所述螺旋锥式转鼓外部，用以提供封闭的离心空间，以及回收物料离心过程中分离的液相；

料速监测单元，其分别与所述组合进料单元、所述离心加速单元以及所述上卸料单元相连，用以检测物料的进料参数、离心转速以及出料参数；

离心调控单元，分别与所述组合进料单元、所述离心加速单元以及所述料速监测单元相连，用以在第一分析条件下根据物料在所述螺旋锥式转鼓上的移动速度确定离心机工作参数的调整方式，以对离心机参数进行调整；

其中，所述第一分析条件为所述离心调控单元判定离心后的干料不符合脱液标准，所述螺旋锥式转鼓整体为上大下小的圆锥状且转鼓侧壁设置有若干贯通孔洞，转鼓的半锥角为30°~45°，所述物料槽的螺旋角为15°~45°，所述干料沿物料槽的移动方向与所述离心加速度方向所成角度大于90°；

所述进料参数包括进料速度和进料量，所述出料参数包括出料速度和出料量，所述离心机的工作参数包括离心转速、物料的单位时间进料量、物料在螺旋锥式转鼓上的移动速度。

2.根据权利要求1所述的密闭式上部卸料离心机，其特征在于，所述螺旋锥式转鼓的下端面与所述离心加速单元的转子通过螺栓固定连接，以使转鼓轴心与转子轴心同心，螺旋锥式转鼓内部的下表面设置有联通所述物料槽的进料槽，进料槽与物料槽为圆弧过渡连接；

所述螺旋锥式转鼓的上端面与所述组合进料单元相连，且上端面边缘与转鼓侧面形成用以输出离心后干料的所述滤料出口，并且，滤料出口与所述上卸料单元相连。

3.根据权利要求2所述的密闭式上部卸料离心机，其特征在于，所述组合进料单元包括同轴设置的气体通道和物料通道，物料通道为环形通道并设置在气体通道外部，其中，物料通道的出料末端与气体通道的出气末端均连通至分流通道，分流通道用以将物料与气体输送至螺旋锥式转鼓内部的下端面。

4.根据权利要求3所述的密闭式上部卸料离心机，其特征在于，所述上卸料单元包括：

干料自由通道，其与所述滤料出口相连，干料自由通道为上下封闭的环形通道，干料自由通道的上封闭面靠近中心的一侧高于所述螺旋锥式转鼓的上端面边缘，干料自由通道的下封闭面靠近中心的一侧与螺旋锥式转鼓的侧面上端边缘相连；

多层落料槽，其用以接收离心后的干料，多层落料槽设置在所述干料自由通道远离中心的一侧，多层落料槽中横设有落料隔板，以将落料槽沿高度方向分隔为若干滤料收集区，滤料收集区至少包括收集口处于第一高度的第一滤料收集区和收集口处于第二高度的第二滤料收集区，第一滤料收集区和第二滤料收集区的开口方向均与干料自由通道的干料输出端相连。

5.根据权利要求4所述的密闭式上部卸料离心机，其特征在于，所述离心调控单元根据离心后干料与液相的实际分离比值确定离心后的干料是否符合脱液标准，离心调控单元预设有标准分离比值，

若实际分离比值大于等于所述标准分离比值，所述离心调控单元判定离心后的干料符合脱液标准；

若实际分离比值小于所述标准分离比值，所述离心调控单元判定离心后的干料不符合脱液标准；

其中，a为分离比值，a=m2/(m1+m2)，m1为单位时间干料的出料量，m2为单位时间液相的分离量。

6.根据权利要求5所述的密闭式上部卸料离心机，其特征在于，所述离心调控单元在所述第一分析条件下根据离心过程中的物料在所述物料槽上的移动速度确定针对离心机的工作参数的一次调整方式，离心调控单元中设置的离心机工作参数的一次调整方式包括，

在第一移动速度条件，所述离心调控单元采用第一调整方式调整离心机的离心转速及物料的进料量，将所述离心加速单元当前的离心转速提高至第一转速值，以及将当前的物料单位时间进料量调整至第一进料量；

在第二移动速度条件，所述离心调控单元采用第二调整方式调整离心机的离心转速及物料的进料量，将所述离心加速单元当前的离心转速降低至第三转速值，以及将当前的物料单位时间进料量调整至第二进料量；

在第三移动速度条件，所述离心调控单元采用第三调整方式调整离心机的离心转速，将所述离心加速单元当前的离心转速提高至第二转速值；

其中，所述第一移动速度条件为当前物料在所述物料槽上的移动速度小于第一速度值，所述第二移动速度条件为当前物料在所述物料槽上的移动速度大于第二速度值，所述第三移动速度条件为当前物料在所述物料槽上的移动速度处于第一速度值与第二速度值所在的闭区间，且，第一速度值小于第二速度值；

其中，第一转速值＞第二转速值＞当前的离心转速＞第三转速值，第二进料量＞当前物料的单位时间进料量＞第一进料量。

7.根据权利要求6所述的密闭式上部卸料离心机，其特征在于，所述离心调控单元根据当前离心转速确定所述落料隔板的设置高度H，H由式(1)确定，

（1）

其中，ρ为物料类型系数，其与物料的团化体积有关，0＜ρ＜1，v为当前离心机转速，v0为预设标准离心机转速，H0为所述螺旋锥式转鼓的侧壁上边缘的高度。

8.根据权利要求7所述的密闭式上部卸料离心机，其特征在于，所述离心调控单元在第二分析条件下根据所述螺旋锥式转鼓内下表面输入物料的堆积高度确定通风强度的调节方式，离心调控单元设置有物料堆积高度阈值，

若物料的堆积高度大于等于所述物料堆积高度阈值，所述离心调控单元判定物料初始速度不符合标准，并控制所述组合进料单元提高通风强度；

若物料的堆积高度小于所述物料堆积高度阈值，所述离心调控单元判定物料初始速度符合标准，无需对所述组合进料单元的通风强度进行调节；

其中，所述第二分析条件为所述离心调控单元完成对离心机的工作参数的一次调整方式的判定并对应调整离心机的工作参数完成，所述通风强度包括风速和单位时间的送风量。

9.根据权利要求8所述的密闭式上部卸料离心机，其特征在于，所述分流通道包括与所述物料通道下端外表面相连的上分流罩和与螺旋锥式转鼓的下端面相连的下分流罩，上分流罩与下分流罩的表面平行设置并不相接触，且上分流罩与下分流罩形成的通道与所述气体通道的出气末端以及所述物料通道的出料末端联通；

其中，所述下分流罩设置为圆锥形结构，下分流罩的轴心与所述螺旋锥式转鼓的下端面中心重合，并且下分流罩的底面与螺旋锥式转鼓的下端面相连。

10.根据权利要求9所述的密闭式上部卸料离心机，其特征在于，所述封闭式壳体设置在所述螺旋锥式转鼓外部，包括：

液相腔，其设置在所述螺旋锥式转鼓外部，用以容纳物料离心后的分离出的液相，液相腔的底部设置有用以将液相导出离心机外部的液体导液槽及导液管路；

封闭隔音罩，其设置在所述螺旋锥式转鼓、所述液相腔以及所述上卸料单元的外部，用以提供封闭空间；

离心加速支座，其设置在所述螺旋锥式转鼓下部，并分别与所述离心加速单元以及所述封闭隔音罩相连，用以提供支撑。