CN214717540U - 一种高效分离装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及分离装置领域，具体涉及一种用于结晶液的高效分离装置。本实用新型提供一种高效分离装置，包括搅拌装置和离心装置，所述搅拌装置和离心装置之间通过管道相连，所述搅拌装置包括搅拌装置壳体、搅拌桨和第一动力装置，所述搅拌桨固定于所述第一动力装置的输出轴的不同位置，所述搅拌桨设置至少两组；离心装置包括离心机壳体、转鼓、刮刀装置和第二动力装置。本实用新型提供的高效分离装置，通过对搅拌储罐的搅拌形式进行改进，使得结晶液在釜内上下循环，可极大提高进料的均一性；对离心装置进行改进，提高了离心时的转速，进料量及分离效率都有极大提升，显著提高晶体的质量及产量。

Description

一种高效分离装置

技术领域

本实用新型涉及分离设备领域，具体涉及一种用于结晶液的高效分离装置。

背景技术

离心机广泛的应用于固液分离领域，在工业生产中离心机的稳定性、分离因素、分离时间对产品的质量及产量有显著的影响。离心机通过高速旋转产生离心力，达到固液分离的目的，而在高速旋转中对设备稳定性、平衡度具有很高的要求。设备本身在安装调试中都会进行调平，离心机在运行中的稳定性往往取决于进料、布料的均一性，布料不均会导致离心机产生明显振动，轻则导致离心机停车，影响分离效果；重则导致安全事故，造成人身伤害。

一些化合物通过精制结晶提纯，结晶过程产生粒径不等的晶体或粉体颗粒。随着颗粒变大，沉降速度变快，在结晶储罐底部的化合物固含量显著高于结晶釜上部。高固含量的晶体悬浊液进入离心机，极易造成布料不均，振动幅度大；低固含量的晶体进入离心机后，水量大，难以及时排除，易造成漫料。另外，现有的刮刀式离心机，离心机转速较低，无法达到对结晶液的高效分离。如专利CN 204746636U中提供的全自动刮刀清饼一体装置，由于电机与转鼓是分开设置的，且通过电机输出轴上的皮带轮带动转鼓转动，限制了转鼓的转速，从而影响了目标产物的分离效率。

因此，亟需开发一种布料均匀，分离结晶液时更稳定、分离效率高的结晶液分离装置。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型提供一种用于结晶液的高效分离装置，一方面通过对搅拌储罐的搅拌形式进行改进，使得结晶液在釜内上下循环，可极大提高进料的均一性；另一方面，对与之连接的离心机进行改进，提高了离心时的转速，进料量及分离效率都有极大提升，通过工艺数据分析，可显著提高晶体的质量及产量。

为此，本实用新型提供一种高效分离装置。根据本实用新型的实施例，所述高效分离装置包括搅拌装置和离心装置，所述搅拌装置和离心装置之间通过管道相连，

所述搅拌装置包括搅拌装置壳体、搅拌桨和第一动力装置，所述搅拌桨固定于所述第一动力装置的输出轴的不同位置，所述搅拌桨设置至少两组；

所述离心装置包括离心机壳体、转鼓、刮刀装置和第二动力装置，所述转鼓包括转鼓壳体及内部的转筒，所述转筒用于分离物质，所述转筒固定于所述第二动力装置的输出轴，所述转筒侧壁上设置多个供液体流出的开孔，所述转筒侧壁的内壁固定用于固定固形物的滤网，所述转筒底部设置用于出料的开孔，所述刮刀装置固定于离心机壳体上。

发明人发现现有用于结晶液的分离装置具有布料不均，振动幅度大，易造成漫料等问题，创造性的改进了一种包括搅拌装置和离心装置的高效分离装置，一方面通过对搅拌储罐的搅拌形式进行改进，进入釜内的结晶液在桨式搅拌桨的搅拌下，实现上下循环运转，可极大提高进料的均一性，实现悬浊液中固含量保持一致，确保了工艺的稳定性，以及产品质量的稳定性；另一方面，通过对离心装置的改进，提高了离心时的转速，进料量及分离效率都有极大提升，可显著提高晶体的质量及产量。

根据本实用新型实施例的高效分离装置，还可以具有以下附加技术特征的至少之一：

根据本实用新型的实施例，所述搅拌桨包括一组三叶式搅拌桨和至少一组副桨，所述副桨设置于所述三叶式搅拌桨上部，所述副桨为三叶副桨或二叶副桨，所述第一动力装置的输出轴与所述搅拌桨垂直。

通过主搅拌桨和副桨结合进行料液的搅拌，能够实现上下循环运转，可极大提高进料的均一性。

根据本实用新型的实施例，所述转筒侧壁上设置的所述开孔在所述转筒侧壁上均匀分布。

根据本实用新型的实施例，所述转鼓内部设置闭合罩，所述闭合罩固定于所述第二动力装置的输出轴上，所述闭合罩用于开闭所述转筒底部的出料的开孔，所述闭合罩通过开关实现不同状态的切换。

当离心机开始进料以及进入分离模式时，闭合罩向上运动，关闭所述转筒底部的出料的开孔，当离心机开始进入卸料模式时，闭合罩向下运动，打开所述转筒底部的出料的开孔，以便于卸料。

根据本实用新型的实施例，所述刮刀装置包括刮刀控制开关、刮刀筒、刮刀轴以及与刮刀轴连接的刮刀，所述刮刀轴和刮刀设置于所述刮刀筒内部，所述刮刀设置于所述刮刀轴的下部，所述刮刀控制开关控制所述刮刀轴的上下运动以及旋转，所述刮刀在所述刮刀轴的带动下实现上下位置切换和自旋转。

根据本实用新型的实施例，所述搅拌装置壳体上设置第一进料口和第一出料口，所述离心装置的转鼓壳体上设置第二进料口、第二出料口和第三出料口，所述第一出料口与所述第二进料口之间通过输出管道相连。

根据本实用新型的实施例，所述转筒底部设置的出料的开孔与所述第二出料口连通，所述转鼓壳体与所述转筒之间的下部设置第三出料口。

根据本实用新型的实施例，所述转鼓壳体上设置透视且封闭的观测孔，所述观测孔设置于能够观测到所述转筒的位置。

通过观测孔能够观测到转筒内是否还向外甩出液体，便于进行分离模式和卸料模式的切换。

根据本实用新型的实施例，所述转筒的内部设置料液位置测定装置，用于监测所述转筒的内部的料液高度。

当转筒内的料液到达规定的高度位置时，料液位置测定装置反馈电信号，停止进料，转筒进入分离模式。

根据本实用新型的实施例，所述第二动力装置与所述转鼓壳体之间设置支撑杆，所述第一动力装置和所述第二动力装置为电机。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1显示了本实用新型提供的一个实施例的高效分离装置示意图；

图2显示了本实用新型提供的一个实施例的搅拌储罐的示意图；

图3显示了本实用新型提供的一个实施例的三叶桨的示意图；

图4显示了本实用新型提供的一个实施例的离心机的示意图；

图5显示了图4中转筒的水平剖视图；

图6显示了刮刀轴和刮刀的具体结构；

其中，1、搅拌储罐；11、储罐壳体；12、第一电机；13、第一转轴；14、二叶副桨；15、三叶桨；16、第一进料口；17、第一出料口；18、输料管道；2、离心机；21、第二电机；22、支撑杆；23、第二进料口；24、刮刀筒；25、转鼓；26、转筒；27、闭合罩；28、第二出料口；29、第三出料口；30、观测孔；31、控制面板；32、刮刀控制开关；33、第二转轴；35、刮刀；36、第二钢板；37、刮刀轴。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型作进一步的详细说明。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本实用新型提供一种用于结晶液的高效分离装置，所述高效分离装置包括搅拌储罐和离心机，所述搅拌储罐和离心机之间通过管道相连。

根据本实用新型的一个具体的实施例，所述搅拌储罐包括储罐壳体、搅拌桨和第一电机，所述搅拌桨固定于所述第一电机的输出轴上，所述搅拌桨设置至少两组，所述第一电机的输出轴与所述搅拌桨垂直。

所述搅拌桨可以设置两组、三组或者更多，所述搅拌桨包括一组三叶式搅拌桨和至少一组副桨，所述副桨设置于所述三叶式搅拌桨上部，所述副桨为三叶副桨或二叶副桨，例如可以是下部一组三叶式搅拌桨，上部一组二叶副桨，二叶副桨可以位于所述搅拌储罐的中部。

根据本实用新型的一个具体的实施例，所述离心机包括离心机壳体、转鼓、刮刀装置和第二电机，所述转鼓包括转鼓壳体及内部的转筒，所述转筒用于分离物质，所述转筒固定于所述第二电机的输出轴，所述转筒侧壁上设置多个供液体流出的开孔，所述转筒侧壁的内壁固定用于固定固形物的滤网，所述转筒底部设置用于出料的开孔，所述刮刀装置固定于离心机壳体上。

根据本实用新型的一个具体的实施例，所述刮刀装置包括刮刀控制开关、刮刀轴以及与刮刀轴连接的刮刀，所述刮刀设置于所述刮刀轴的下部，所述刮刀控制开关控制所述刮刀轴的上下运动以及旋转，所述刮刀在所述刮刀轴的带动下实现上下位置切换和自旋转。

根据本实用新型的一个具体的实施例，刮刀是一个片状的钢板结构，其上下端为平行的两个圆弧形，左右是两个平行的直线型，刮刀的上端固定在一垂直于刮刀平面的第二钢板上，第二钢板与刮刀轴活动连接，第二钢板的两端的距离小于转筒的半径；刮刀上下两端的距离小于转筒的深度。刮刀轴与气缸活动连接，气缸为刮刀轴提供动力，刮刀轴为刮刀提供动力，刮刀轴通过带动刮刀做上下运动，实现上下刮固体物料的目的；刮刀轴通过旋转，带动刮刀做自旋转或弧型运动，实现刮不同厚度固体物体的目的，在运动过程中，刮刀与滤网的最近距离不低于2mm，以防止刮刀破坏滤网。刮刀轴的运动形式由刮刀控制开关控制，刮刀和刮刀轴不工作时，可收缩进刮刀筒。

根据本实用新型的一个具体的实施例，所述结晶液可以是牛磺酸结晶液。

现有离心机选用常用的框式搅拌桨，牛磺酸晶体将主要集中在釜体下部。离心机进料时，牛磺酸将很快进入转鼓，易造成在转鼓内布料不均，导致离心机高速分离时，产生较大振动。其次，一个结晶釜的物料大约需要6个周期的离心，在前2个周期内，牛磺酸浓度高，后4个周期进料时，固含量低，水来不及排走，易造成漫料，导致生产事故。而且固含量不一致时，离心机的工艺操作不同，影响产品质量。而选用桨式搅拌桨后，进入釜内的牛磺酸悬浊液在桨式搅拌桨的搅拌下，实现上下循环运转，可极大提高进料的均一性，从而实现整个釜内牛磺酸悬浊液的固含量均保持一致，因此确保了工艺的稳定性，以及产品质量的稳定性。

根据本实用新型的一个具体的实施例，所述三叶式搅拌桨叶片采用12mm厚度316不锈钢材质，折板角度为45°，如附图3所示。

根据本实用新型的一个具体的实施例，离心机转速在中速旋转时，牛磺酸结晶液进入离心机转鼓内，在离心力作用下，将牛磺酸悬浮液均匀分布在转筒内壁上，呈环状分布。然后离心机转鼓升速，高速固液分离。固相在离心机滤网的作用下，被截留在滤网上形成滤饼，而液体则通过滤网上的孔隙及转鼓壁上的小孔被甩出鼓外，然后离心机降速至低速卸料，通过刮刀的旋转切入和轴向运动，将固相从离心机转鼓滤网表面刮下并从下部排出。

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

实施例1

本实用新型提供的高效分离装置如附图1、2所示，包括搅拌储罐1和离心机2，搅拌储罐1与离心机2之间通过输料管道18连通，搅拌储罐1包括储罐壳体11、搅拌桨和第一电机12，搅拌桨固定于第一电机12的输出轴，即第一转轴13上，搅拌桨包括二叶副桨14和三叶桨15，三叶桨15位于二叶副桨14下部，三叶桨15具体结构如附图3所示。储罐壳体11上设置第一进料口16和第一出料口17，第一出料口17通过输料管道18与离心机2相连。

如附图1、4所示，离心机2包括离心机壳体、转鼓25、刮刀装置和第二电机21，转鼓25包括转鼓壳体及内部的转筒26，转筒26用于分离物质，转筒26固定于第二电机21的输出轴，即第二转轴33上(图5)，转筒26侧壁上设置多个供液体流出的开孔，开孔在转筒侧壁上均匀分布，转筒26侧壁的内壁固定用于固定固形物的滤网，转筒26底部设置用于出料的开孔，刮刀装置固定于离心机壳体上。

刮刀装置包括刮刀控制开关32、刮刀筒24、刮刀轴37以及与刮刀轴37连接的刮刀35，如附图6所示，刮刀35的上端固定在一垂直于刮刀平面的第二钢板36上，第二钢板36与刮刀轴37活动连接。刮刀35是一个片状的钢板结构，其上下端为平行的两个圆弧形，左右是两个平行的直线型，第二钢板36的两端的距离小于转筒26的半径；刮刀35上下两端的距离小于转筒26的深度。刮刀轴37与刮刀控制开关32中的气缸活动连接，气缸为刮刀轴37提供动力，刮刀轴37为刮刀35提供动力，刮刀轴37通过带动刮刀35做上下运动，实现上下刮固体物料的目的；刮刀轴37通过旋转，带动刮刀35做自旋转或弧型运动，实现刮不同厚度固体物体的目的，在运动过程中，刮刀与滤网的最近距离不低于2mm。当刮刀35不工作时，刮刀轴37和刮刀35收缩入刮刀筒24内部。

如附图4和5所示，转鼓25内部设置闭合罩27，闭合罩27用于开闭转筒26底部的出料的开孔，闭合罩27通过开关实现不同状态的切换。闭合罩27固定于第二电机21的输出轴(即第二转轴33)上。

离心机2的转鼓壳体上设置第二进料口23、第二出料口28和第三出料口29，第一出料口17与第二进料口23之间通过输出管道18相连。第二电机21通过支撑杆22固定于离心机壳体上。转鼓壳体上设置透视且封闭的观测孔30，观测孔30设置于能够观测到转筒26的位置。转筒26的内部设置料液位置测定装置，用于监转筒26的内部的料液高度。

控制面板31控制搅拌储罐1向离心机2的进料状态以及离心机的出料模式以及离心速度，同时控制闭合罩27以及刮刀的工作状态。

在本实施例中，待离心的物料为牛磺酸结晶液，牛磺酸结晶液经第一进料口16进入搅拌储罐1，至储罐装满之后，开启第一电机12，电机频率控制在30-50Hz，搅拌桨开始工作，转速控制在10-20转/分钟，三叶桨15旋转过程中产生向上的推力，可以避免牛磺酸晶体因重力产出沉降，避免牛磺酸晶体在结晶储罐下部富集，牛磺酸晶体在结晶储罐中的运动轨迹如图2。启动第二电机21，在离心机控制面板31上操作(PLC控制系统)，点击进料模式，闭合罩27闭合，离心机转速控制400转，打开搅拌储罐1第一出料口17处阀门，打开离心机2的第二进料口23阀门，牛磺酸结晶液进入离心机转鼓25，至转鼓内牛磺酸滤饼厚度5-15mm时，离心机2进入分离模式，转速提高至800-1300转，母液在离心转鼓25的高速旋转下(离心机转鼓的动力由第二转轴33提供)，透过转筒26侧壁的滤网，沿着离心机转筒26侧壁上的开孔向转鼓25四周内壁流下，经第三出料口29进入母液储罐。由于离心机2分离因素高达1300，经8-12min甩干后，牛磺酸湿品的水含量即可达到3-7％，满足干燥工序的条件，此时离心机2进入卸料模式，经制动降速至50-100转/分钟，启动刮刀装置，刮刀从刮刀筒24中进入转鼓25，闭合罩27打开牛磺酸湿品从第二出料口28进入料槽中，结束卸料，刮刀收起，闭合罩27关闭，然后进入下一个循环。从进料到出料，整个工序时间10-15min，可极大提高分离效率。

将现有的分离装置(型号LGZ1250N-01)与本实施例中经过改进的高效分离装置，分别进行同一批次牛磺酸结晶液的分离，在进料、离心、出料整个分离过程结束后，统计平均分离因素、平均产品水含量以及平均分离时间，结果如下表所示。表中结果表明本实用新型提供的分离装置可显著提高晶体的质量及产量，大大缩短了分离时间，提高了分离效率。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种高效分离装置，其特征在于，所述高效分离装置包括搅拌装置和离心装置，所述搅拌装置和离心装置之间通过管道相连，

所述搅拌装置包括搅拌装置壳体、搅拌桨和第一动力装置，所述搅拌桨固定于所述第一动力装置的输出轴的不同位置，所述搅拌桨设置至少两组；

所述离心装置包括离心机壳体、转鼓、刮刀装置和第二动力装置，所述转鼓包括转鼓壳体及内部的转筒，所述转筒用于分离物质，所述转筒固定于所述第二动力装置的输出轴，所述转筒侧壁上设置多个供液体流出的开孔，所述转筒侧壁的内壁固定用于固定固形物的滤网，所述转筒底部设置用于出料的开孔，所述刮刀装置固定于离心机壳体上。

2.根据权利要求1所述的高效分离装置，其特征在于，所述搅拌桨包括一组三叶式搅拌桨和至少一组副桨，所述副桨设置于所述三叶式搅拌桨上部，所述副桨为三叶副桨或二叶副桨，所述第一动力装置的输出轴与所述搅拌桨垂直。

3.根据权利要求1所述的高效分离装置，其特征在于，所述转筒侧壁上设置的所述开孔在所述转筒侧壁上均匀分布。

4.根据权利要求1所述的高效分离装置，其特征在于，所述转鼓内部设置闭合罩，所述闭合罩固定于所述第二动力装置的输出轴上，所述闭合罩用于开闭所述转筒底部的出料的开孔，所述闭合罩通过开关实现不同状态的切换。

5.根据权利要求4所述的高效分离装置，其特征在于，所述刮刀装置包括刮刀控制开关、刮刀筒、刮刀轴以及与刮刀轴连接的刮刀，所述刮刀轴和刮刀设置于所述刮刀筒内部，所述刮刀设置于所述刮刀轴的下部，所述刮刀控制开关控制所述刮刀轴的上下运动以及旋转，所述刮刀在所述刮刀轴的带动下实现上下位置切换和自旋转。

6.根据权利要求3所述的高效分离装置，其特征在于，所述搅拌装置壳体上设置第一进料口和第一出料口，所述离心装置的转鼓壳体上设置第二进料口、第二出料口和第三出料口，所述第一出料口与所述第二进料口之间通过输出管道相连。

7.根据权利要求6所述的高效分离装置，其特征在于，所述转筒底部设置的出料的开孔与所述第二出料口连通，所述转鼓壳体与所述转筒之间的下部设置第三出料口。

8.根据权利要求1所述的高效分离装置，其特征在于，所述转鼓壳体上设置透视且封闭的观测孔，所述观测孔设置于能够观测到所述转筒的位置。

9.根据权利要求1所述的高效分离装置，其特征在于，所述转筒的内部设置料液位置测定装置，用于监测所述转筒的内部的料液高度。

10.根据权利要求1所述的高效分离装置，其特征在于，所述第二动力装置与所述转鼓壳体之间设置支撑杆，所述第一动力装置和所述第二动力装置为电机。

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