CN117771742A - 相转移离心分离机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种相转移离心分离机。所述相转移离心分离机包括机壳、进料端子、旋转鼓、空心轴、进料端子、蜗轮盘、分离器和收集器；所述旋转鼓设于所述机壳内，所述空心轴竖向穿过所述机壳和旋转鼓；所述空心轴的一端与所述进料端子连接，另一端形成第一出口；所述收集器、分离器和蜗轮盘均套装于所述空心轴上，所述收集器的一端设置第二出口；所述空心轴内设有混合通道和轻相通道；所述蜗轮盘的输出端形成有另条路径，其中一条路径为依次连通的分离器的内部、轻相通道和第一出口，另一条路径为依次连通的分离器的外部、收集器的内部和第二出口。本发明取消堰板，简化萃取机的结构，且工作时能降低能耗。

Description

相转移离心分离机

技术领域

本发明涉及离心萃取技术领域，尤其涉及一种相转移离心分离机。

背景技术

相转移离心分离机也为离心萃取机，是利用转鼓高速旋转产生的强大离心力，使密度不同又互不混溶的两种液体迅速混合、迅速分离。离心萃取机主要用于湿法冶金、化工、医药、食品、废水处理等领域的液—液萃取或油水分离生产工序，尤其适用于密度相近、在重力场下难以分离的产品，或溶液中溶质含量很低的物质的分离。

现有离心萃取机如专利公开号CN110876857A公示的一种离心萃取机，其包括壳体以及设于壳体内的转鼓萃取单元。其转鼓萃取单元包括动力轴、转鼓、分流座、排液盘及挡流板。轻相和重相从各自进口进入转鼓萃取单元内混合，转鼓在动力轴的驱动力作用下绕其中心轴线进行周向旋转运动，借助于离心作用力不同完成重相和轻相分离。这种进料从转鼓周边直接进入，由于线速度较大，增大甩料电能耗；且其重轻相分离还需使用堰板(排液盘)，设计结构较为复杂。

又如现有专利公开号CN105013209A公示的离心萃取机混合进料器，其包括进料口、腔体、涡流导叶、混合室、进料端子、泵叶、进料导叶、转鼓。因无设计密封性改进，使其只能用于悬挂式的萃取机，对于支撑式的萃取机不适用；且这种悬挂式只能实现小型设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种节能、简化结构的相转移离心分离机。

本发明的技术方案是：一种相转移离心分离机包括机壳、形成有第一进口和第二进口的进料端子、旋转鼓、空心轴、进料端子、蜗轮盘、分离器和收集器；

所述旋转鼓设于所述机壳内，所述空心轴竖向穿过所述机壳和旋转鼓，所述空心轴和旋转鼓能相对于机壳转动；

所述空心轴的一端与所述进料端子连接，另一端形成第一出口；所述收集器在所述机壳和旋转鼓之间套装于所述空心轴上，并在所述收集器的一端水平设置第二出口；

所述空心轴内设有互不相通的混合通道和轻相通道；所述分离器和蜗轮盘位于所述旋转鼓内且套装于所述空心轴上，所述蜗轮盘临近混合通道设置，所述分离器临近轻相通道设置；所述混合通道的一端与所述第一进口和第二进口连通，另一端与蜗轮盘连通；所述蜗轮盘的输出端形成有另条路径，其中一条路径为依次连通的分离器的内部、轻相通道和第一出口，另一条路径为依次连通的分离器的外部、收集器的内部和第二出口。

上述方案中，在空心轴下端进轻相与重相料液，在空心轴上端输出分离后的萃取液轻相，能取消堰板，简化萃取机的结构，且工作时可降低能耗。

优选的，所述蜗轮盘的上方设有环形的折流板；所述折流板与所述旋转鼓的内侧壁连接；所述蜗轮盘与所述旋转鼓的内侧壁之间形成第一通道，所述折流板与所述蜗轮盘之间形成与所述旋转鼓内部连通的第二通道，所述空心轴的周向均布多个混合料进口，所述混合通道、混合料进口、第一通道和第二通道相连通，所述第二通道为所述蜗轮盘的输出端。

通过折流板折流后的料液，再进入收集器排出，能够达到节能效果。

优选的，所述蜗轮盘包括第一安装板和设于所述第一安装板一侧的多个叶轮片，多个所述叶轮片沿所述空心轴的圆周均布设置，多个叶轮片和所述旋转鼓的内侧壁之间形成所述第一通道，所述第一安装板分别与所述旋转鼓的内侧壁和折流板间隔设置形成所述第二通道。

蜗轮盘的上述结构设计，能够很好的与空心轴的输料实现衔接，利于离心分离的实现。

优选的，所述分离器与所述旋转鼓的竖向侧壁之间形成与旋转鼓内部连通的第三通道，所述分离器与旋转鼓的顶部内壁形成第四通道，所述收集器与空心轴之间形成第五通道；第三通道、第四通道、第五通道和第二出口相连通；

所述空心轴的周向均布有多个与所述分离器内部连通的轻相入口，所述轻相入口、轻相通道和第一出口相连通。

优选的，所述分离器包括第二安装板和设于所述第二安装板一侧的套筒，所述轻相入口与所述套筒内部连通，第一种路径的混合料中的轻相进入所述套筒内；

所述套筒与所述旋转鼓之间、及所述第二安装板与所述旋转鼓之间间隔设置形成所述第三通道，所述第二安装板与旋转鼓的顶部内壁间隔设置形成所述第四通道。

在取消堰板的情况下，能有效实现轻相和重相的分离。

为了保证该最佳的分离效果，所述第一出口上设置有能够调节第一出口压力的阀门。

优选的，所述进料端子与空心轴轴心线垂直的两端分别设置所述第一进口和第二进口。

优选的，所述相转移离心分离机还包括多个磁流体密封件，所述磁流体密封件分别设置在所述进料端子与空心轴之间、收集器与旋转鼓配合的竖向侧壁之间、以及收集器与空心轴之间。

优选的，所述空心轴内设有隔板，所述隔板将所述空心轴分为互不相通的所述混合通道和轻相通道。

优选的，所述相转移离心分离机还包括设于所述空心轴的顶部设置顶盖，所述顶盖上开设有与所述第一出口相通的开口；所述顶盖与所述空心轴的轴向配合面之间设置磁流体密封件。

充分利用磁流体密封的无机械摩擦、节能且永不泄露的特性，提高了相转移离心分离机的密封性；密封性的提高有利于支撑式的萃取机的实现，并可将其设计为大型设备，适用范围更广。

与相关技术相比，本发明的有益效果为：

一、所述相转移离心分离机采用空心轴进料，且在同一根空心轴排出分离后的萃取液轻相，能够取消堰板的设计，简化萃取机的结构，且工作时能降低能耗；

二、所述相转移离心分离机的重相通过折流板折流后进入小直径的收集器内再排出机外，该方式节能效果好；

三、采用空心轴结构，利于磁流体密封的实现；且充分利用磁流体密封的无机械摩擦、节能且永不泄露的特性，提高了相转移离心分离机的密封性；密封性的提高有利于支撑式的萃取机的实现，并可将其设计为大型设备，适用范围更广；

四、空心轴加工简便，采用激光加工即可，省略了机床加工，降低了加工成本。

附图说明

图1为本发明提供的相转移离心分离机的剖视结构示意图；

图2为本发明提供的相转移离心分离机中的蜗轮盘的结构示意图；

图3为本发明提供的相转移离心分离机中的分离器的结构示意图。

附图中：1、第二进口；2、第一进口；3、磁流体密封件；4、皮带轮；5、支撑轴承；6、蜗轮盘；61、第一安装板；62、叶轮片；7、混合料进口；8、折流板；9、旋转鼓；10、机壳；11、隔板；12、空心轴；13、分离器；131、第二安装板；132、套筒；14、轻相入口；15、第五通道；16、第二出口；17、第四通道；18、第三通道；19、顶盖；20、进料端子；21、第一出口；22、收集器；23、混合通道；24、第一通道；25、第二通道；26、轻相通道。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

如图1所示，本实施例提供的一种相转移离心分离机包括机壳10、进料端子20、旋转鼓9、空心轴12、进料端子20、蜗轮盘6、分离器13、收集器22、磁流体密封件3、顶盖19、皮带轮4和支撑轴承5。

所述机壳10内设有腔体，底部设有支撑。所述旋转鼓9设于所述机壳10内，所述空心轴12竖向穿过所述机壳10和旋转鼓9。所述空心轴12与所述机壳10通过支撑轴承5转动连接。所述空心轴12与所述旋转鼓9固定连接。

所述空心轴12的底部伸出所述机壳10的外侧与所述进料端子20连接，并在该段伸出的空心轴12上套装皮带轮4。皮带轮4通过皮带及变频电机(未图示)控制，以驱动空心轴12旋转。

所述进料端子20类似于三通阀，一个端口与空心轴12连通，另外两个端口分别为第一进口2和第二进口1。所述进料端子20与空心轴12轴心线垂直的两端分别设置所述第一进口2和第二进口1。所述第一进口1为重相进口，第二进口2为轻相进口。

所述空心轴12内设有隔板11，所述隔板11与所述空心轴12的内壁接触，将空心轴12分隔为互不连通的混合通道23和轻相通道26。所述混合通道23的一端与所述第一进口2和第二进口1连通，另一端与蜗轮盘6连通。

所述空心轴12的顶部伸出所述机壳10的外侧形成第一出口21。并在该空心轴12的末端上套装顶盖19。所述顶盖19上开设有与所述第一出口21相通的开口，两者共同形成分离后的轻相的出口。所述顶盖19与所述空心轴12的轴向配合面之间设置磁流体密封件3。

所述蜗轮盘6套装于所述空心轴12上且位于旋转鼓9的底部，所述蜗轮盘6的上方设有环形的折流板8。所述折流板8与所述旋转鼓9的内侧壁连接。

如图1、图2所示，所述蜗轮盘6包括第一安装板61和设于所述第一安装板61一侧的多个叶轮片62。多个所述叶轮片62沿所述空心轴12的圆周均布设置。多个叶轮片62和所述旋转鼓9的内侧壁之间形成第一通道24。所述第一安装板61分别与所述旋转鼓9的内侧壁和折流板8间隔设置形成第二通道25。所述空心轴12的周向均布多个混合料进口7。所述混合通道23、混合料进口7、第一通道24和第二通道25依次连通。所述第二通道25与所述旋转鼓9的内腔连通。

如图1、图3所示，所述分离器13套装于所述空心轴12上且临近旋转鼓9的顶部设置。所述分离器13包括第二安装板131和设于所述第二安装板131一侧的套筒132。安装时，套筒132的敞口朝向。所述套筒132与所述旋转鼓9之间、及所述第二安装板131与所述旋转鼓9之间间隔设置形成所述第三通道18，所述第二安装板131与旋转鼓9的顶部内壁间隔设置形成所述第四通道17。所述空心轴12的外周均布多个与所述套筒132内部连通的轻相入口14。所述轻相入口14、轻相通道26和第一出口21相连通。

所述收集器22在所述机壳10和旋转鼓9之间套装于所述空心轴12上，所述收集器22的一端水平伸出所述机壳10形成第二出口16。所述收集器22采用薄板件围合形成的一端封闭一端敞开的筒状结构，敞开的部位与旋转鼓9连接并相通，并在旋转鼓9上设置与收集器22的筒状结构的外壁相配合的竖板，在该竖板和收集器22之间设置磁流体密封件3。收集器22的封闭端与机壳10顶部内壁接触，且在该封闭端设置供空心轴12穿过孔。同时，在收集器22内部设置圆筒，圆筒轴向的一端与所述收集器22的封闭端连接。圆筒与空心轴12套接，并在所述圆筒和空心轴12之间设置磁流体密封件3。而圆筒外壁与收集器22内侧壁之间形成第五通道15。所述收集器22的一端水平伸出所述机壳10形成第二出口16。所述第三通道18、第四通道17、第五通道15和第二出口16依次连通。所述第一出口21为轻相出口，第二出口16为重相出口。

工作时，皮带轮4带动空心轴12及其上的蜗轮盘6和分离器13一同旋转。轻相自所述第一进口2进入，重相自所述第二进口1进入，两者在空心轴12的混合通道23内并在空心轴12的旋转作用下混合。在隔板11的作用下，混合料不再往上，从空心轴12上的混合料进口7进入至蜗轮盘6内。叶轮片62高速旋转将料液从第一通道24和第二通道25甩出。并在折流板8的作用下，甩出后的混合料形成两条路径：其中，轻相因比重小，在旋转鼓9临近空心轴12的中部呈V形与套筒132的底部边沿A接触，并进入所述套筒132内部。重相因比重大，在轻相V形路径的外侧进入第三通道18内。由此实现了轻相和重相的分离。分离后的轻相再从轻相入口14进入至空心轴12的轻相通道26内，最后经由空心轴12的第一出口21输出。分离后的重相再依次由第四通道17、第五通道15和第二出口16输出。

轻相与套筒132的底部边沿A接触为最佳的分离效果，这样，能够有效将重相分离在分离器13的第三通道18内。为了保证该最佳的分离效果，可在第一出口21上设置能够调节压力的阀门，通过调节第一出口压力以改变轻相的流量，从而改变轻相和重相的界面，使界面能够在A点发生。或者上述调压与调节变频电机的转速相结合，控制皮带轮的速度实现。还可设置压力传感器自动感应第一出口的压力，以实现自动调节。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种相转移离心分离机，包括机壳(10)和形成有第一进口(2)和第二进口(1)的进料端子(20)，其特征在于，还包括旋转鼓(9)、空心轴(12)、进料端子(20)、蜗轮盘(6)、分离器(13)和收集器(22)；

所述旋转鼓(9)设于所述机壳(10)内，所述空心轴(12)竖向穿过所述机壳(10)和旋转鼓(9)，所述空心轴(12)和旋转鼓(9)能相对于机壳(10)转动；

所述空心轴(12)的一端与所述进料端子(20)连接，另一端形成第一出口(21)；所述收集器(22)在所述机壳(10)和旋转鼓(9)之间套装于所述空心轴(12)上，并在所述收集器(22)的一端水平设置第二出口(16)；

所述空心轴(12)内设有互不相通的混合通道(23)和轻相通道(26)；所述分离器(13)和蜗轮盘(6)位于所述旋转鼓(9)内且套装于所述空心轴(12)上，所述蜗轮盘(6)临近混合通道(23)设置，所述分离器(13)临近轻相通道(26)设置；所述混合通道(23)的一端与所述第一进口(2)和第二进口(1)连通，另一端与蜗轮盘(6)连通；所述蜗轮盘(6)的输出端形成有两条路径，其中一条路径为依次连通的分离器(13)的内部、轻相通道(26)和第一出口(21)，另一条路径为依次连通的分离器(13)的外部、收集器(22)的内部和第二出口(16)。

2.根据权利要求1所述的相转移离心分离机，其特征在于，所述蜗轮盘(6)的上方设有环形的折流板(8)；所述折流板(8)与所述旋转鼓(9)的内侧壁连接；所述蜗轮盘(6)与所述旋转鼓(9)的内侧壁之间形成第一通道(24)，所述折流板(8)与所述蜗轮盘(6)之间形成与所述旋转鼓(9)内部连通的第二通道(25)，所述空心轴(12)的周向均布多个混合料进口(7)，所述混合通道(23)、混合料进口(7)、第一通道(24)和第二通道(25)相连通，所述第二通道(25)为所述蜗轮盘(6)的输出端。

3.根据权利要求2所述的相转移离心分离机，其特征在于，所述蜗轮盘(6)包括第一安装板(61)和设于所述第一安装板(61)一侧的多个叶轮片(62)，多个所述叶轮片(62)沿所述空心轴(12)的圆周均布设置，多个叶轮片(62)和所述旋转鼓(9)的内侧壁之间形成所述第一通道(24)，所述第一安装板(61)分别与所述旋转鼓(9)的内侧壁和折流板(8)间隔设置形成所述第二通道(25)。

4.根据权利要求1所述的相转移离心分离机，其特征在于，所述分离器(13)与所述旋转鼓(9)的竖向侧壁之间形成与旋转鼓(9)内部连通的第三通道(18)，所述分离器(13)与旋转鼓(9)的顶部内壁形成第四通道(17)，所述收集器(22)与空心轴(12)之间形成第五通道(15)；第三通道(18)、第四通道(17)、第五通道(15)和第二出口(16)相连通；

所述空心轴(12)的周向均布有多个与所述分离器(13)内部连通的轻相入口(14)，所述轻相入口(14)、轻相通道(26)和第一出口(21)相连通。

5.根据权利要求4所述的相转移离心分离机，其特征在于，所述分离器(13)包括第二安装板(131)和设于所述第二安装板(131)一侧的套筒(132)，所述轻相入口(14)与所述套筒(132)内部连通，第一种路径的混合料中的轻相进入所述套筒(132)内；

所述套筒(132)与所述旋转鼓(9)之间、及所述第二安装板(131)与所述旋转鼓(9)之间间隔设置形成所述第三通道(18)，所述第二安装板(131)与旋转鼓(9)的顶部内壁间隔设置形成所述第四通道(17)。

6.根据权利要求5所述的相转移离心分离机，其特征在于，所述第一出口(21)上设置有能够调节第一出口压力的阀门。

7.根据权利要求1所述的相转移离心分离机，其特征在于，所述进料端子(20)与空心轴(12)轴心线垂直的两端分别设置所述第一进口(2)和第二进口(1)。

8.根据权利要求1所述的相转移离心分离机，其特征在于，还包括多个磁流体密封件(3)，所述磁流体密封件(3)分别设置在所述进料端子(20)与空心轴(12)之间、收集器(22)与旋转鼓(9)配合的竖向侧壁之间、以及收集器(22)与空心轴(12)之间。

9.根据权利要求1所述的相转移离心分离机，其特征在于，所述空心轴(12)内设有隔板(11)，所述隔板(11)将所述空心轴(12)分为互不相通的所述混合通道(23)和轻相通道(26)。

10.根据权利要求1所述的相转移离心分离机，其特征在于，还包括设于所述空心轴(12)的顶部设置顶盖(19)，所述顶盖(19)上开设有与所述第一出口(21)相通的开口；所述顶盖(19)与所述空心轴(12)的轴向配合面之间设置磁流体密封件(3)。