CN204194149U - 沉降式离心机 - Google Patents
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Abstract
一种用来分离以轻相和重相供应的材料的沉降式离心机，包括：细长转鼓；以及，螺旋输送器(3)，其携带螺纹，螺纹具有一个或多个刮板(5)并且具有沿着纵向轴线(12)变化的螺距。螺旋输送器包括三个部段，每个部段具有一个或多个刮板的恒定螺距，即：螺旋输送器(3)在重相排放开口的端部(9)处的第一部段(18)；在转鼓的柱形部分(17a)中的第二部段(19)；以及，在第一部段与第二部段中间的中间压实部段(20)，其中，在中间压实部段(20)中的螺距具有第一螺距值，并且在第一部段(18)和第二部段(19)中的螺距值大于第一螺距值。
Description
技术领域
本发明涉及一种用来分离以轻相和重相供应的材料的沉降式离心机，包括：细长转鼓(bowl)，其被布置成绕其纵向轴线旋转，所述转鼓具有分离腔室；螺旋输送器，其设置于分离腔室中并且与转鼓同轴，所述螺旋输送器包括主体，其携带螺纹，螺纹包括一个或多个刮板(flight)并且具有沿着纵向轴线变化的螺距(pitch)；入口，其在螺旋输送器的主体中具有至少一个入口开口用来供给待分离的材料；以及，在螺旋输送器的一端处用于转鼓中的重相的至少一个排放开口和在螺旋输送器的相对端处的轻相排放口，其中，使螺旋器在操作期间相对于转鼓旋转，以便将重相朝向用于重相的排放开口输送，分离腔室具有柱形部分和锥形部分，至少一个用于重相的排放开口定位于锥形部分中。
背景技术
这种沉降式离心机从WO-A-2003/089146中已知，其公开了：一种沉降式离心机，其具有螺旋输送器，螺旋输送器在入口开口与重相排放开口之间具有挡板，其中在入口开口与挡板之间的点处，刮板的螺距改变为在挡板处大于在入口开口处，以在挡板处提供比在入口开口处更大的用于螺旋输送器的标称运输速度。在一个具体实施例中，螺距值的变化为40%至80%。
螺旋输送器的刮板各绕主体缠绕数匝(turn)。刮板的螺距为在相关的刮板的相邻匝之间的轴向距离。一般而言，螺旋输送器的一个或多个刮板限定在相邻匝之间的通道，在沉降式离心机运行期间，材料通过通道流动。挡板通常为在离转鼓内壁一定距离处阻隔通道的截面的一部分的构件。如果仅设置一个刮板，则其形成绕螺旋输送器的主体缠绕的单个通道，并且挡板将包括单个构件。如果设置若干刮板，类似数量的通道将限定于它们之间，并且挡板因此将在每个通道中包括构件。
在沉降式离心机中，重相与轻相的分离在分离部分中发生，其中轻相可以是水而重相可以是待排掉的污泥。在具有带挡板的螺旋输送器的沉降式离心机中，由螺纹输送被排掉的污泥通过转鼓到挡板，在挡板下，即在挡板与转鼓的内壁之间，并且到排放开口，其中，相对干燥的污泥离开离心机，挡板防止水或轻相到达用于重相的排放开口。
应当提到的是，并非所有的沉降式离心机使用带挡板的螺旋输送器。替代地，并无挡板的这种沉降式离心机提供用于重相从螺旋输送器的一端到另一端在一个或多个刮板的相邻匝之间的自由通路。
在上文中提到的根据WO-A-2003/089146的已知设计被证实在其中排放固体中的高固体浓度具有高值的应用中对于具有高度可压缩固体的污泥而言是最佳的，其中污泥带有相当多含量的有机材料。
本发明的目的在于提供一种用于其中操作条件与上文所描述的条件不同的应用的解决方案。
发明内容
本发明提供一种沉降式离心机，其用来分离以轻相和重相供应的材料，沉降式离心机包括：细长转鼓，其被布置成绕其纵向轴线旋转，转鼓具有分离腔室；螺旋输送器，其设置于分离腔室中并且与转鼓同轴，螺旋输送器包括主体，主体携带螺纹，螺纹包括一个或多个刮板并且具有沿着纵向轴线变化的螺距；入口，其在螺旋输送器的主体中具有至少一个入口开口用于供应待分离的材料；以及，在转鼓中在螺旋输送器的一端处用于重相的至少一个排放开口和在螺旋输送器的相对端处的轻相排出口，其中，使螺旋输送器在操作期间相对于转鼓旋转，以便将重相朝向用于重相的排放开口输送，分离腔室具有柱形部分和锥形部分，用于重相的至少一个排放开口定位于锥形部分中，其中，螺旋输送器包括三个部段，每个部段具有一个或多个刮板的恒定螺距，即在重相排放开口处的螺旋输送器端部的第一部段；在分离腔室的柱形部分中的第二部段；以及在第一部段与第二部段中间的中间压实部段，其中在中间压实部段中的螺距具有第一螺距值，并且在第一部段和第二部段中的螺距值大于第一螺距值。已发现这种配置更有利于具有较少可压缩固体的污泥。因此，这种配置被证明高效地用于维持清洁轻相或液体排放和能在没有堵塞压实区风险的情况下排放的一致的重相或块浓度。对于不同的分离任务，可优化螺距转变的轴向位置。
在一优选实施例中，在第一部段中的螺距值小于在第二部段中的螺距值。
在一优选实施例中，第一部段的螺距值为第一螺距值的1.1至1.2倍。
在一优选实施例中，第二部段的螺距值为第一螺距值的1.2至1.4倍。
在另一优选实施例中，第一部段的螺距值为第一螺距值的1.1至1.2倍，并且第二部段的螺距值为第一螺距值的1.2至1.4倍。
优选地，在分离腔室的柱形部分中的至少一个刮板的螺距角相对于切向方向显著地小于45°。
在一优选实施例中，至少一个入口开口置于中间压实部段中。
在一优选实施例中，至少一个入口开口定位于柱形部分中。
在一优选实施例中，中间压实部段置于分离腔室的柱形部分中。
优选地，每个部段在至少一个刮板的至少一匝上延伸。
在一实施例中，用于重相的自由通路从螺旋输送器的一端向另一端设置于至少一个刮板的相邻匝之间。在另一优选的这种实施例中，锥形部分具有小于15°的锥角。
在另一实施例中，螺旋输送器在第一部段中具备挡板。在另一优选的这种实施例中，锥形部分具有多于15°的锥角。
在第二进一步的优选实施例中，挡板被定位于离中间压实部段至少1/3×1/n匝处的距离处，n等于刮板数。
在再一实施例中，挡板具有轴向延伸部，并且从挡板的轴向延伸部的中点测量挡板离中间压实部段的距离。
附图说明
现将在下文中以实施例为例并且参考示意图详细地解释本发明，在附图中：
图1示出现有技术沉降式离心机的纵截面图，其具有转鼓，转鼓具有带挡板的螺旋输送器；以及
图2示出在本发明的第一实施例中的螺旋输送器；
图3示出根据第二实施例的螺旋输送器。
具体实施方式
图1示出了具有中空细长转鼓2的沉降式离心机1，其中分离腔室容纳螺旋输送器3，螺旋输送器3具有主体4，主体4承载螺纹，螺纹包括刮板5，刮板5绕主体4缠绕数匝。细长转鼓2和因此分离腔室具有柱形部分2a和锥形部分2b，其中圆锥部分2b具有锥角α。主体4'的主要部分大致为柱形并且主体4在一端处具有与细长转鼓2的形状相对应的锥形或缩窄的部分6。螺旋输送器3的主体4包括入口，入口具有入口开口7用于使待分离的材料进入到分离腔室内。转鼓2的锥形部分2b在螺旋输送器的端部9包括排放开口8用于排放分离的重相。在螺旋输送器3和细长转鼓2的相对端10，堰(weir)11提供轻相排放口，因为液体轻相可流过堰以从细长转鼓2和分离腔室排放。细长转鼓2和螺旋输送器3具有共同纵向轴线12并且在操作期间，细长转鼓2和螺旋输送器将围绕纵向轴线12以略微不同的速度旋转，如本领域技术人员所熟知的那样。如在图1中所示，在操作期间，轻相13将最靠近螺旋输送器3的主体4集中，而重相14将集中在转鼓2内侧。虽然在操作期间轻相13将朝向堰11流动并且流过堰11以离开转鼓2，但是重相在操作期间由螺旋输送器3朝向转鼓的锥形端部2b中的排放开口8输送。在它们之间，刮板5的相邻匝提供螺旋通槽15，如在本领域中已知的那样。图1还示出了挡板16包括环形圆盘，其在垂直于纵向轴线12的径向平面中延伸，从而阻挡或阻隔穿过通槽15的截面最靠近主体4的一部分的通路。
图1中所示的螺旋输送器为现有技术构造，而图2示出了本发明的第一实施例中的螺旋输送器，并且图3示出了本发明的第二实施例中的螺旋输送器。相对应的特征由相同的附图标记来标注。
图2示出了螺旋输送器3，螺旋输送器3包括主体4，主体4携带绕主体缠绕数匝的刮板5。入口开口7设置于主体4中用于使待分离的材料进入到沉降式离心机的分离腔室内，螺旋输送器3安装于分离器腔室内。图2示出了刮板5的螺旋匝的包络表面17的虚线。包络表面17包括柱形部分17a和锥形部分17b。包络表面17以合适空隙对应于其中将安装螺旋输送器的转鼓形状，如本领域技术人员所熟知的那样。因此，包络表面的锥形部分17b具有转鼓的锥角α，螺旋输送器3计划安装于转鼓中。在图2所示的实施例中，入口开口7定位于包络表面17的柱形部分17a内。但也可能，入口开口定位于包络表面的锥形部分内，特别是在锥角α较小的情况下，诸如小于15°。
图2中所示的螺旋输送器3在刮板5的相邻匝之间设置螺旋通槽15。从螺旋输送器3的一端到另一端，螺旋通槽15提供在具备螺旋输送器3的沉降式离心机的转鼓中分离的材料的重相的自由通路。因此，图2中所示的螺旋输送器3并不具备任何挡板或将阻挡或隔开通槽15的截面(重相在由螺旋输送器3转递时原本将在该截面处流动)的类似物。
考虑到如下事实，即图2为示意图，应了解图2中所示的实施例的锥角α优选地小于15°，例如10°。
刮板15具有沿着纵向轴线12变化的螺距，即在刮板5的相邻匝之间的轴向距离。因此，螺旋输送器3被分成由具有不同大致恒定值的螺距限定的三个部段。第一部段18设置于螺旋输送器的重相排放端9，第二部段19设置于螺旋输送器的轻相排放端10，并且中间压实部段20设置于第一部段18与第二部段19之间。在中间压实部段20中，螺距具有给定值P。在第一部段18中，螺距值优选地在P乘以1.1至1.2的区间，即以10%至20%大于P。在第二部分19中，螺距值优选地在P乘以1.2至1.4倍的区间，即以20%至40%大于P。应当指出的是，在图2中示出的实施例中，入口开口7定位于中间压实部段20中，第一部段18部分地定位于锥形部分17b中并且部分地在柱形部分17a中，并且第二部段19定位于柱形部分17a中，但是，在不同部段之间的边界可沿着纵向轴线12不同地定位以针对不同应用优化。
应当指出的是刮板5具有螺距角β，即相对于包络表面的径向平面中的周向方向的角度，该螺距角显著地小于45°。这意味着螺距增加必然导致螺旋输送器的运输速度增加。
中间压实部段20的相对较低的螺距值使得材料保持在此部段一段时间以向重相提供压实。邻近轻相排放口的第二部段19中的相对较高的螺距值使得重相材料从该部段相对较快地运输到中间压实部段20以提供清洁轻相排放口。在第一部段18中高于中间压实部段20中的螺距值使得重相材料通过第一部段18以较高速率传递到用于重相的排放开口，以避免在第一部段18中的重相阻挡在中间压实部段20中的重相材料。
图3示出了在本发明的第二实施例中的螺旋输送器3。类似于图2的实施例，图3的实施例包括主体4，主体4具有刮板5、入口开口7、重相排放端9和轻相排放端10。类似于图2，图3以虚线示出了刮板5的螺旋匝的包络表面17。包络表面17包括柱形部分17a和具有锥角α的锥形部分17b。也考虑到图3也为示意图的事实，应了解图3中所示的实施例的锥角α优选地大于15°，例如20°。而且，在图3中所示的实施例中，入口开口7被示出定位于包络表面17的柱形部分17a内。
而且，在图3的实施例中，螺旋输送器3被分成由具有不同的大致恒定值的螺距限定的三个部段。第一部段18设置于螺旋输送器的重相排放端9处，第二部段19设置于螺旋输送器的轻相排放端10处，并且中间压实部段20设置于第一部段18与第二部段19之间。在中间压实部段20中，螺距具有给定值P。在第一部段18中，螺距值优选地在P乘以1.1至1.2的区间，即以10%至20%大于P。在第二部段19中，螺距值优选地在在P乘以1.2至1.4的区间，即以20%至40%大于P。还应当指出的是在图3的实施例中，入口开口7定位于中间压实部段20中，第一部段18部分地定位于锥形部分17b中并且部分地在柱形部分17a中，并且第二部段19定位于柱形部分17a内。但是，在不同部段之间的边界可沿着纵向轴线12不同地定位以针对不同应用优化。
应当指出的是在图3的实施例中，刮板5具有螺距角β，其大致小于45°，表示螺距增加导致螺旋输送器的运输速度增加。
与图2中的实施例不同，图3的实施例在第一部段18中具备挡板16。挡板16被设置为在径向平面中延伸的平坦圆盘，但本领域技术人员将认识到可使用本身已知的挡板的其它实施例，而不偏离本发明的范围。挡板16定位于离中间压实部段20为第一部段18螺距的至少约1/3处。挡板16具有阻隔螺旋通槽15最靠近螺旋输送器3的主体4的一部分的通路的效果，其中，重相材料的特定积聚将出现在挡板16处以限制轻相从中间压实部段20传递到用于重相的排放开口。
Claims (16)
1.一种沉降式离心机，其用来分离以轻相和重相供应的材料(14)，所述沉降式离心机包括：细长转鼓(2)，其被布置成绕其纵向轴线(12)旋转，所述转鼓具有分离腔室；螺旋输送器(3)，其设置于所述分离腔室中并且与所述转鼓同轴，所述螺旋输送器包括主体(4)，所述主体(4)携带螺纹，所述螺纹包括一个或多个刮板(5)并且具有沿着所述纵向轴线(12)变化的螺距；入口，其在所述螺旋输送器的主体中具有至少一个入口开口(7)用于供应待分离的材料；以及，在转鼓(2)中在所述螺旋输送器的一端(9)处用于所述重相的至少一个排放开口(8)和在所述螺旋输送器的相对端(10)处的轻相排出口，其中，使所述螺旋输送器在操作期间相对于所述转鼓(2)旋转，以便将所述重相朝向用于所述重相的排放开口(8)输送，所述分离腔室具有柱形部分(2a)和锥形部分(2b)，用于所述重相的至少一个排放开口(8)定位于所述锥形部分(2b)中，其特征在于，所述螺旋输送器包括三个部段，每个部段具有一个或多个刮板的恒定螺距，即：螺旋输送器(3)在所述重相的排放开口(8)的端部(9)处的第一部段(18)；在所述分离腔室的柱形部分(2a)中的第二部段(19)；以及，在所述第一部段与所述第二部段中间的中间压实部段(20)，其中，在所述中间压实部段(20)中的螺距具有第一螺距值，并且在所述第一部段(18)和所述第二部段(19)中的螺距值大于所述第一螺距值。
2.根据权利要求1所述的沉降式离心机，其特征在于，在所述第一部段(18)中的螺距值小于在所述第二部段(19)中的螺距值。
3.根据权利要求1所述的沉降式离心机，其特征在于，所述第一部段(18)的螺距值为所述第一螺距值的1.1至1.2倍。
4.根据权利要求1所述的沉降式离心机，其特征在于，所述第二部段(19)的螺距值为所述第一螺距值的1.2至1.4倍。
5.根据权利要求1所述的沉降式离心机，其特征在于，所述第一部段(18)的螺距值为所述第一螺距值的1.1至1.2倍，并且所述第二部段(19)的螺距值为所述第一螺距值的1.2至1.4倍。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的沉降式离心机，其特征在于，在所述分离腔室的柱形部分(2a)中的至少一个刮板(5)的螺距角(β)相对于切向方向显著地小于45°。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的沉降式离心机，其特征在于，所述至少一个入口开口(7)放置于所述中间压实部段(20)中。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的沉降式离心机，其特征在于，所述至少一个入口开口(7)定位于所述柱形部分(2a)中。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的沉降式离心机，其特征在于，所述中间压实部段(29)放置于所述分离腔室的柱形部分(2a)中。
10.根据权利要求1至5中任一项所述的沉降式离心机，其特征在于，每个部段(18, 19, 20)在至少一个刮板(5)的至少一匝上延伸。
11.根据权利要求1至5中任一项所述的沉降式离心机，其特征在于，用于所述重相的自由通路从所述螺旋输送器(3)的一端向另一端设置于至少一个刮板(5)的相邻匝之间。
12.根据权利要求11所述的沉降式离心机，其特征在于，所述锥形部分(2b)具有小于15°的锥角。
13.根据权利要求1至5中任一项所述的沉降式离心机，其特征在于，所述螺旋输送器在所述第一部段(18)中具备挡板(16)。
14.根据权利要求13所述的沉降式离心机，其特征在于，所述锥形部分(2b)具有大于15°的锥角。
15.根据权利要求13所述的沉降式离心机，其特征在于，所述挡板(16)定位于离所述中间压实部段(20)至少1/3×1/n匝处，n等于所述刮板(5)数。
16.根据权利要求15所述的沉降式离心机，其特征在于，所述挡板(16)具有轴向延伸部，并且从所述挡板的轴向延伸部的中点测量所述挡板离所述中间压实部段的距离。
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