CN1718286A - 一种二相三元体系分离的离心机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了离心分离装置领域内的一种二相三元体系分离的离心机，包括经轴承座固定在筒体上的空心轴，空心轴下端设置有分离筒，空心轴上端设有动力输入机构，空心轴内设进液管，进液管下端设有同步器，同步器上设有与进液管连通的周向开口；分离筒内上部设有碟形的隔离环，隔离环下方的分离筒内壁上固定有碟形的泥斗，泥斗外边缘设有重液排出通道，泥斗内侧设有轻液排出通道，轻液排出通道的内径小于隔离环的内径；泥斗下方水平设置有隔板，隔板外边缘设有若干通孔，隔板中心设有轻液室，隔板下设有重液室，轻液室和重液室内分别设有径向泵。本发明利用分离筒高速转动，使固相、重液、轻液相分离，可应用在油水分离的环保工程中。

Description

一种二相三元体系分离的离心机

技术领域

本发明涉及一种固液相分离的分离装置，特别涉及一种二相三元体系分离的离心分离装置。

背景技术

二相三元体系中的二相为固态、液态二相，三元为密度不同的三种物质，其中两种为不互溶的液体，一种为固态，为提纯等目的的需要，常需要将其分离，  现有的用于二相分离的离心机有：螺旋卸料沉降离心机及碟片式离心机等。

现有的螺旋卸料沉降离心机适合于进料固相浓度2～70％，固相颗粒0.005～5mm的场合，它特点是：分离因素中等(G＝1000-5000)，转速2000～3000r/min，能够很好的自动排渣，但是，因为有排渣螺旋机构存在，将已经分离沉淀的固相不断搅动，使得分离出的澄清液仍含有一定量的固相，并且消耗功率较大，分离出的固相与螺旋直接摩擦，使得螺旋磨损大，因为结构原因，在二相三元分离中间较少使用，一般使用在污泥脱水、化工产品的固液分离、钻井泥浆的固液分离中间。

现有的碟片离心机经常使用于油类脱水，乳化液分离中，其分离精度很高，在二相三元分离中间，分离出的轻液(一般为油类)中间含水量小于0.5％，分离后重液(一般为水)清澈，其结构主要包括有分离筒，分离筒为两碟形并可相互扣合的上筒和下筒组成，分离筒内设有立轴，与立轴相对固定有若干分离碟片，进出液口同轴设置在分离筒轴线上方并伸入分离筒内，出油口设置有比重环，下筒下方设有配水盘和导水座，在筒体高速转动时，配水盘内的水离心运动，将下筒顶起，与上筒相密封扣合，部分水从相应的水孔进入筒体内，此时，向筒体内进油，由于油的比重小于水，则在离心作用下，油、水及固形物在筒体内分层，油中的固相位于最外层，水位于中间层，油位于最内层，通过相应的出口可以将油、水分别引出该分离装置，进行排渣时，切断配水盘进水，并将配水盘内的水放空，下筒与上筒相脱离，筒体内的固相在离心作用下被甩出筒体，实现排渣。该分离装置的特点是：分离因素高(G＝5000-15000)，转速4000～8000r/min，但是由于设备精密，价格昂贵，有许多需要碟片离心机分离场合，因为价格因素而不能采用。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单，动力消耗少，除泥方便的二相三元体系分离的离心机。

本发明的目的是这样实现的：一种二相三元体系分离的离心机，包括筒体，筒体上端设有轴承座，轴承座内经轴承固定有空心轴，空心轴直立设置，空心轴下端与空心轴同轴设置有分离筒，空心轴上端设有动力输入机构，空心轴内设有与空心轴同轴设置的进液管，进液管下端设有同步器，同步器固定在分离筒内，同步器上设有与进液管连通的周向开口；分离筒内上部设有碟形的隔离环，隔离环外侧与分离筒密封连接，隔离环内侧向内向下延伸，其内边缘形成圆形通孔，隔离环下方的分离筒内壁上固定有碟形的泥斗，泥斗外边缘设有重液排出通道，泥斗内侧设有轻液排出通道，轻液排出通道的内径小于隔离环的内径；分离筒内位于泥斗下方水平设置有隔板，隔板外边缘设有若干通孔，隔板中心设有与分离筒同轴的圆柱形轻液室，轻液室的上端开口与轻液排出通道相对应，轻液室内设有径向轻液泵；隔板与分离筒的底部之间形成重液室，重液室内设有径向重液泵，所述径向轻液泵和径向重液泵的出口同轴向下穿过分离筒的底部并分别通向筒体外。

工作时，通过动力输入机构经空心轴给分离筒提供转动的动力，使分离筒加速到一定转速；再将所需要分离的液体经进液管输入到分离筒内，同步器与分离筒同步转动，将从进液管来的轴向流体改变为与分离筒同角速度的径向流体，流体进入分离筒内，随分离筒一起转动，在离心力作用下，固相因密度较大，会紧贴分离筒壁，形成固相沉积，密度大的重液位于固相沉积的内层，密度小的轻液位于最内层，这样可以将二元三相体系进行分离，固相沉积层位于隔离环的上方；重液越过隔离环的内缘再从泥斗外边缘的重液排出通道向下流动，然后经过隔板边缘的通孔进入重液室，再经径向重液泵排出；轻液则直接从泥斗内缘的轻液排出通道进入轻液室内，在径向轻液泵的作用下排出筒体外；本发明提供了转速相对较抵，分离效果好的离心分离装置，特别适合低悬浮固相含量的油水分离，如含油量为0.1-60％，悬浮固相含量小于1000mg/L的水质的分离；可应用在油水分离的环保工程中。

为方便固相沉积物的排出，所述分离筒下方设有一可垂直上下运动的升降机构，升降机构连接一与分离筒同轴设置的高压水管，高压水管穿过径向轻液泵轴线上设置的孔伸入到隔离环上方的分离筒内，伸入到隔离环上方的高压水管的管壁上设有若干高压水喷头。在分离筒转速降低到250r/min时，通过高压水喷头喷入高压清洗水，升降机构同时上下运动，冲击沉积的固相沉积物，使之与筒体相脱离，沉积物随水自流，从轻液泵与高压水管之间的间隙流出于分离筒。

为进一步方便固相沉积物排出，在分离筒下方倾斜设置有一挡板，挡板活动套置在高压水管上，挡板下边缘与筒体相连，筒体侧面设有一连通挡板上部空间的排污口。通过排污口可将沉积物随水直接排出。

所述同步器可以由圆形的底板和若干流线形径向叶片组成，所述若干径向叶片沿底板的圆周方向均匀分布，叶片外端面与底板形成连通进液管的周向开口。通过转动的叶片给待分离液体加速，使液体以与分离筒相同的角速度进入分离筒内，减少了液体对分离筒的冲击。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的A-A向局部结构示意图；

图3为图1的B-B向局部结构示意图；

图4为图1的C-C向局部结构示意图；

图5为图1中D的局部放大图；

图6为图1中F的局部放大图；

图7为本发明的工作原理图；

其中，1进液管，2从动带轮，3轴承座，4传动带，5主动带轮，6电机，7高压水喷头，8径向轻液泵，9径向重液泵，10筒体，11轻液出口，12排污口，13挡板，14升降机构，15高压水管，16重液室，17重液出口，18隔板，18a通孔，19轻液室，20泥斗，20a重液排出通道，20b轻液排出通道，21隔离环，22分离筒，23同步器，24空心轴，25叶片，26底板，27泵叶，28端面板。

具体实施方式

如图1-8，为二相三元体系分离的离心机，包括筒体10，筒体10上端设有轴承座3，轴承座3内经轴承固定有空心轴24，空心轴24直立设置，空心轴24下端与空心轴同轴设置有分离筒22，空心轴24上端设有动力输入机构，该动力输入机构由设置在空心轴24上的从动带轮2、设置在电机6轴端的主动带轮5及连接在主动带轮5和从动带轮2之间的传动带4组成，空心轴24内设有与空心轴24同轴设置的进液管1，进液管1下端设有同步器23，同步器23固定在分离筒22内，同步器23上设有与进液管1连通的周向开口，同步器23由圆形的底板26和四个流线形径向叶片25组成，径向叶片25沿底板25的圆周方向均匀分布，叶片25外端面与底板26形成上述连通进液管1的周向开口；分离筒22内上部设有碟形的隔离环21，隔离环21外侧与分离筒22密封连接，隔离环21内侧向内向下延伸，其内边缘形成圆形通孔，隔离环21下方的分离筒22内壁上固定有碟形的泥斗20，泥斗20外边缘设有重液排出通道20a，泥斗20内侧设有轻液排出通道20b，轻液排出通道的内径小于隔离环21的内径；分离筒内位于泥斗20下方水平设置有隔板18，隔板18外边缘设有若干通孔18a，隔板18中心设有与分离筒22同轴的圆柱形轻液室19，轻液室19的上端开口与轻液排出通道20b相对应，轻液室19内设有径向轻液泵8；隔板18与分离筒22的底部之间形成重液室16，重液室16内设有径向重液泵9，所述径向轻液泵8和径向重液泵9的出口同轴向下穿过分离筒22的底部并分别通向筒体10外，分别对应于筒体上的轻液出口11和重液出口17，径向轻液泵8及径向重液泵9由上、下两端面板28和夹持在端面板之间的流线形泵叶27组成，泵叶27将两端面板28之间的空间分割成若干扇形空间，泵叶27外缘与离心筒旋转切线方向有很小的迎角。分离筒22下方设有一可垂直上下运动的升降机构14，升降机构14连接一与分离筒22同轴设置的高压水管15，高压水管15穿过径向轻液泵8的轴线上设置的孔伸入到隔离环21上方的分离筒22内，伸入到隔离环21上方的高压水管15的管壁上设有若干高压水喷头。在分离筒22下方倾斜设置有一挡板13，挡板13活动套置在高压水管15上，挡板13下边缘与筒体10相连，筒体10侧面设有一连通挡板13上部空间的排污口12。

本发明工作时，通过动力输入机构经空心轴24给分离筒22提供转动的动力，使分离筒22加速到3000-4000r/min；再将所需要分离的液体经进液管1输入到分离筒22内，同步器23与分离筒22同步转动，转动的叶片给待分离液体加速，使液体以与分离筒22相同的角速度进入分离筒22内，减少了液体对分离筒22的冲击，流体在分离筒22内，随分离筒22一起转动，在离心力作用下，固相因密度较大，会紧贴分离筒22壁，形成固相沉积，密度大的重液位于固相沉积的内层，密度小的轻液位于最内层，这样可以将二元三相体系进行分离，固相沉积层位于隔离环21的上方；重液越过隔离环21的内缘再从泥斗20外边缘的重液排出通道向下流动，然后经过隔板18边缘的通孔进入重液室16，再经径向重液泵9排出；轻液则直接从泥斗20内缘的轻液排出通道进入轻液室19内，在径向轻液泵8的作用下排出筒体10外，由于径向轻液泵8和径向重液泵9的泵叶27外缘与离心筒旋转切线方向有很小的迎角，在离心筒22旋转时，离心筒内的液体随着旋转，泵片27外缘就不断切割旋转的液体，将动能转变成压头，从泵叶27的内缘将流体泵出。为方便固相沉积物的排出，所述在分离筒22转速降低到250r/min时，通过高压水喷头喷入高压清洗水，升降机构14同时上下运动，冲击沉积的固相沉积物，使之与筒体10相脱离，沉积物随水自流，从径向轻液泵与高压水管15之间的间隙流出于分离筒22，通过排污口12可将沉积物随水直接排出。

Claims (4)

1、一种二相三元体系分离的离心机，其特征在于：包括筒体，筒体上端设有轴承座，轴承座内经轴承固定有空心轴，空心轴直立设置，空心轴下端与空心轴同轴设置有分离筒，空心轴上端设有动力输入机构，空心轴内设有与空心轴同轴设置的进液管，进液管下端设有同步器，同步器固定在分离筒内，同步器上设有与进液管连通的周向开口；分离筒内上部设有碟形的隔离环，隔离环外侧与分离筒密封连接，隔离环内侧向内向下延伸，其内边缘形成圆形通孔，隔离环下方的分离筒内壁上固定有碟形的泥斗，泥斗外边缘设有重液排出通道，泥斗内侧设有轻液排出通道，轻液排出通道的内径小于隔离环的内径；分离筒内位于泥斗下方水平设置有隔板，隔板外边缘设有若干通孔，隔板中心设有与分离筒同轴的圆柱形轻液室，轻液室的上端开口与轻液排出通道相对应，轻液室内设有径向轻液泵；隔板与分离筒的底部之间形成重液室，重液室内设有径向重液泵，所述径向轻液泵和径向重液泵的出口同轴向下穿过分离筒的底部并分别通向筒体外。

2、根据权利要求1所述的一种二相三元体系分离的离心机，其特征在于：所述分离筒下方设有一可垂直上下运动的升降机构，升降机构连接一与分离筒同轴设置的高压水管，高压水管穿过径向轻液泵轴线上设置的孔伸入到隔离环上方的分离筒内，伸入到隔离环上方的高压水管的管壁上设有若干高压水喷头。

3、根据权利要求2所述的一种二相三元体系分离的离心机，其特征在于：所述分离筒下方倾斜设置有一挡板，挡板活动套置在高压水管上，挡板下边缘与筒体相连，筒体侧面设有一连通挡板上部空间的排污口。

4、根据权利要求1-3任意一项所述的一种二相三元体系分离的离心机，其特征在于：所述同步器包括圆形的底板和若干流线形径向叶片，所述若干径向叶片沿底板的圆周方向均匀分布，叶片外端面与底板形成连通进液管的周向开口。

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