CN201921746U

CN201921746U - 一种用于离心萃取的离合器及萃取分离设备

Info

Publication number: CN201921746U
Application number: CN2010206505967U
Authority: CN
Inventors: 袁学敏; 孙湘; 高岚
Original assignee: CINF Engineering Corp Ltd
Current assignee: CINF Engineering Corp Ltd
Priority date: 2010-12-10
Filing date: 2010-12-10
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2020-12-10

Abstract

本实用新型公开了一种用于离心萃取的离合器及萃取分离设备，属于萃取分离设备领域，所述离合器，包括上毂体和下毂体；所述下毂体包括外壳，设在该外壳内的叶轮，固接在外壳下端的端盖；所述叶轮的外缘与外壳内壁之间设有间隙，所述叶轮、外壳和端盖之间形成一球腔A，该球腔A内设有多种不同直径的金属球。所述萃取分离设备包括电机，该电机与所述离合器相联，该离合器叶轮与一带轴球窝轴承的输入端工作轴相联，该带轴球窝轴承的输入端工作轴与一轮毂相联。所述离合器具有弹性隔振功能和过载保护功能。所述萃取分离设备具有较好的节能效果，可以快速地越过不稳定的临界转速区，迅速地到达稳定的工作状态，工作效率高。

Description

一种用于离心萃取的离合器及萃取分离设备

技术领域

本实用新型涉及一种萃取分离设备领域，尤其涉及一种依靠离心体产生的离心力来达到自动结合的用于离心萃取的离合器及萃取分离设备。

背景技术

离心离合器是一种连接输入轴和工作轴的结合体，在旋转运动中依靠离心体产生的离心力来达到自动分离或自动结合的接轴设备。一般分常开式和常闭式两种，主要都是利用输入轴转速到达一定值后，离心力增加使得离合器进入结合状态，多用来限制从动部分的转速，防止因转速过高而发生故障或损坏工作机。离心离合器的结构主要有闸块式和钢球式两类。

针对离心萃取器来说，目前常规垂直传动的设计中所采用的联轴器有刚性凸缘联轴器、夹壳联轴器和弹性柱销联轴器、弹性块式联轴器等，前两种主要是以刚性连接方式进行传力，对设备的启动电流较大，除了对电网冲击较大之外，还对设备本体使用寿命影响较大；而后两种虽然能够以自有的柔性材料降低启动冲击，但它们主要是靠内部某些零件的破坏而对设备实现保护，这样往往增加停机时间和维修工作量，不利于生产作业率的提高。而钢球离心离合器不但启动平稳，而且承载能力大，外形尺寸小，在此采用钢球离心离合器是最佳选择。钢球离心离合器传递扭矩的能力与加入钢球等混合物的数量有关。当数量过少时，则不能达到传递额定扭矩的能力，而当数量过多时，会缩短启动时间，降低结合平稳性。常用资料中只有找到壳体与钢球产生摩擦转矩、壳体内腔直径关系的计算公式，真正传递摩擦扭矩的实体——钢球的大小和重量的多少无法查到。由此可见：离心离合器的设计不能脱离萃取工艺和操作条件，一般要通过小型试验——半工业试验——工业试验验证的途径来完成。

发明内容

针对现有技术的缺陷, 本实用新型旨在提供一种用于离心萃取的离合器，该离合器内设有不同直径的金属球，当离合器运转发生意外过载时，金属球在球腔A内打滑，具有过载保护功能。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：所述用于离心萃取的离合器，包括带轴孔的上毂体和下毂体；其特点是，所述下毂体包括一带中空腔的外壳，设在该外壳内的带轴孔的叶轮，固接在外壳下端的端盖；所述叶轮的外缘与外壳内壁之间设有间隙，所述叶轮、外壳和端盖之间形成一球腔A，该球腔A内设有多种不同直径的金属球；所述上毂体与外壳之间为固定连接。

为使得离合器具有弹性隔振功能，所述上毂体与外壳的接触面上设有弹性体。

所述端盖下端设有压盖。

所述叶轮颈部圆周表面与外壳内壁之间设有衬套。

所述金属球为实心钢球，实心钢球的直径分别为φ6mm，φ5.5mm，φ5mm。进一步地，所述直径φ6mm的实心钢球占总钢球体积的80%～91%，优选为88%；直径φ5.5的实心钢球占总钢球体积的8%～15%，优选为9%；直径φ5mm的实心钢球占总钢球体积的1%～5%，优选为3%。

具有叶片的下轮毂与主动轴相联并安装在从动壳中，在叶片与壳体之间的间隙中放置若干细小的钢球，当叶轮转动到达一定速度后，在离心力的功能下，钢球被抛向壳体内壁，填充在叶片与壳体的径向间隙中，于是钢球使主从部分进入结合状态而一起转动。该离合器不仅具有弹性隔振功能，可有效保护电机。当电机启动时，钢球在离合器球腔A内滑动，电机在较低负载下快速地启动，具有节能效果，更重要的是使得工作机快速地越过不稳定的临界转速区，而迅速地到达稳定的工作状态，当设备运转发生意外过载时，钢球在球腔A内打滑，因此该离合器同时还具有过载保护功能。

进一步地，本实用新型提供了一种萃取分离设备，该设备应用了上述离合器，根据不同元素溶液的比重来调整离合器转速和钢球参数，使得钢球旋转运动快慢形成离心力的高低使得两相混合溶液得以分离，其中轻相引入转毂周边，而重相溶液远离工作转鼓轴，再利用重相和轻相溶液收集箱实现两相溶液完全分离的目的；且安装该离合器的萃取分离设备可快速地越过不稳定的临界转速区，而迅速地到达稳定的工作状态。

一种萃取分离设备，包括电机，该电机的输出轴上述用于离心萃取的离合器的上毂体相联，该离合器下毂体的叶轮与一带轴球窝轴承的输入端工作轴相联，该带轴球窝轴承的输入端工作轴与一轮毂相联。

所述电机的输出轴、输入端工作轴和输入端工作轴的轴心线共线，且轴心线垂直于水平面，这样，该垂直方向的离合器的设计与选择只考虑受到转矩的条件制约，其承受的轴向力，由带轴球窝轴承来承担。

藉由上述结构，当电机输出轴旋转带动上毂体和下毂体的叶轮旋转，从而通过叶轮拨动钢球做旋转运动，当转速到达一定数值时，钢球运动的离心力使得钢球与下毂体的外壳之间产生足够的摩擦力，以实现传递扭矩载荷。

本实用新型所述的离合器不同一般的机械设备的常规传动，而是特指应用在湿法冶炼稀土元素或稀有元素的液相萃取分离设备—离心萃取器上。离心萃取器是一种利用离心力、搅拌剪切力、转鼓与外壳的环隙之间的摩擦力而进行的两相混合—澄清—分离的萃取设备。与其他萃取设备相比，不同体系的物性和不同的操作条件都直接影响设备的各项功能。因此脱离工艺和操作条件就无法评价设备的优劣，而且从本质上讲，不存在通用的理想设备，一般要通过小型试验——半工业试验——工业试验验证的途径，在特定条件下，对设备的结构，如空腔的大小、叶轮与外壳的间隙距离和叶轮的形状和有关参数进行最佳值，如钢球的种类、直径和数量比例的选定，才能确定该工艺条件的最合理的萃取设备。至今为止，萃取设备的设计仍然是一门技术，尚未形成一门科学，文献上发表的各类萃取设备的数据都是特定体系的试验数据，在不同程度上虽然有参考价值，但是都不能在设计中直接选用。因此本实用新型是在特定工程设计中研究试验的一种设备结构和参数。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型所述的用于离心萃取的离合器不仅具有弹性隔振功能，可有效保护电机，当设备运转发生意外过载时，钢球在球腔A内打滑，同时还具有过载保护功能。本实用新型所述的萃取分离设备当电机启动时，钢球在离合器球腔A内滑动，电机在较低负载下快速地启动，具有较好的节能效果，且设备可以快速地越过不稳定的临界转速区，迅速地到达稳定的工作状态，工作效率高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型所述萃取分离设备的结构示意图；

图2为本实用新型所述用于离心萃取的离合器的结构示意图；

图3为图2的俯视图。

在图中

21-电机； 22-离合器； 23-输入端工作轴；

24-带轴球窝轴承； 25-转毂； 30-上毂体；

31-弹性体； 32-紧定螺栓； 33-外壳；

34-衬套； 35-叶轮； 36-端盖；

37-压盖； 38-钢球； 39-连接螺栓；

40-螺塞； 41-输出端工作轴。

A-球腔。

具体实施方式

一种用于离心萃取的离合器，如图2，3所示，包括带轴孔的上毂体30和下毂体；所述下毂体包括一带中空腔的外壳33，设在该外壳33内的带轴孔的叶轮35，固接在外壳33下端的端盖36，该端盖36下端设有螺塞40；所述叶轮35的外缘与外壳33内壁之间设有间隙，所述叶轮35、外壳33和端盖36之间形成一球腔A，该球腔A内设有多种不同直径的金属球38；所述叶轮35颈部圆周表面与外壳33内壁之间设有衬套34。所述上毂体30与外壳33之间通过紧定螺栓32固定连接，该上毂体30与外壳33的接触面上设有弹性体31。所述端盖36下端设有压盖37，并通过连接螺栓39固接在一起。

所述钢球38为实心钢球，实心钢球的直径分别为φ6mm，φ5.5mm，φ5mm。进一步地，所述直径φ6mm的实心钢球占总钢球体积的80%～91%，优选为88%；直径φ5.5的实心钢球占总钢球体积的8%～15%，优选为9%；直径φ5mm的实心钢球占总钢球体积的1%～5%，优选为3%。

在本实施例中，离合器转速290～2900 r/min；钢球总重量：4900kg，其中φ6mm的实心钢球重4312kg，φ5.5 mm的实心钢球重441kg，φ5 mm的实心钢球重147kg。

一种萃取分离设备，如图1所示，包括电机21，该电机21的输出轴上述的用于离心萃取的离合器22的上毂体30相联，该离合器22下毂体的叶轮35与一带轴球窝轴承24的输入端工作轴23相联，该带轴球窝轴承24的输入端工作轴41与一轮毂25相联。

所述电机21的输出轴、输入端工作轴23和输入端工作轴41的轴心线共线，且轴心线垂直于水平面。

动力经电机21、离合器22、输入端工作轴23、带轴球窝轴承24、输出端工作轴41、输出给转毂25。电机21输出轴插入离合器22的上毂体30，带轴球窝轴承24的输入端工作轴23插入离合器22的叶轮35中，离合器的上毂体和下毂体之间用套有弹性体31的紧定螺栓32将上毂体30与下毂体的外壳33连接。当电机21的输入转速由经离合器22运动时，下毂体的外壳33随上毂体30一起旋转，外壳33与叶轮35之间的外层钢球38也随之做圆周运动，当转速逐渐提升过程中，质量重的钢球沿外壳内壁旋转，当转速到达一定数值时，钢球与内壁之间因磨擦传力，转毂25也随之转动。最终导致转毂25所在位置的混合溶液液随之作层流运动，离心力的功能使得比重大的溶液向圆周外沿移动，在外壁上的重相通道使得搜集。比重轻的溶液围绕转鼓轴心做旋转，由虹吸原理沿轴向吸出。

Claims

1.一种用于离心萃取的离合器，包括带轴孔的上毂体（30）和下毂体；其特征在于，所述下毂体包括一带中空腔的外壳（33），设在该外壳（33）内的带轴孔的叶轮（35），固接在外壳（33）下端的端盖（36）；所述叶轮（35）的外缘与外壳（33）内壁之间设有间隙，所述叶轮（35）、外壳（33）和端盖（36）之间形成一球腔A，该球腔A内设有多种不同直径的金属球（38）；所述上毂体（30）与外壳（33）之间为固定连接。

2.根据权利要求1所述的用于离心萃取的离合器，其特征在于，所述上毂体（30）与外壳（33）的接触面上设有弹性体（31）。

3.根据权利要求1所述的用于离心萃取的离合器，其特征在于，所述端盖（36）下端设有压盖（37）。

4.根据权利要求1所述的用于离心萃取的离合器，其特征在于，所述叶轮（35）颈部圆周表面与外壳（33）内壁之间设有衬套（34）。

5.根据权利要求1所述的用于离心萃取的离合器，其特征在于，所述金属球（38）为实心钢球，实心钢球的直径分别为φ6mm，φ5.5mm，φ5mm。

6.根据权利要求5所述的用于离心萃取的离合器，其特征在于，所述直径φ6mm的实心钢球占总钢球体积的80%～91%，直径φ5.5的实心钢球占总钢球体积的8%～15%，直径φ5mm的实心钢球占总钢球体积的1%～5%。

7.根据权利要求6所述的用于离心萃取的离合器，其特征在于，所述直径φ6mm的实心钢球占总钢球体积的88%，直径φ5.5的实心钢球占总钢球体积的9%，直径φ5mm的实心钢球占总钢球体积的3%。

8.一种萃取分离设备，包括电机（21），其特征在于，该电机（21）的输出轴与权利要求1~7之一所述的用于离心萃取的离合器（22）的上毂体（30）相联，该离合器（22）下毂体的叶轮（35）与一带轴球窝轴承（24）的输入端工作轴（23）相联，该带轴球窝轴承（24）的输入端工作轴（41）与一轮毂（25）相联。

9.根据权利要求8所述的萃取分离设备，其特征在于，所述电机（21）的输出轴、输入端工作轴（23）和输入端工作轴（41）的轴心线共线，且轴心线垂直于水平面。