CN2281846Y - 悬浮微粒沉降离心机转鼓 - Google Patents

悬浮微粒沉降离心机转鼓 Download PDF

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Abstract

本实用新型是悬浮微粒沉降离心机转鼓,它是在三足式、上悬式、管式、螺旋卸料式离心机转鼓内加设栏液板和辅助构件,栏液板可以是投影为圆环形,齿轮形、不规则环形或近似环形的平面、折面、波浪形面或锥面板,并可在板上开通孔,固接于转鼓内;辅助构件可以是长条形、多边形、弧形、螺旋带片等形状的平面、折面或波浪面片状物,安装于栏液板底、面两侧,固接于转鼓壁或栏液板上。本实用新型分离效率高,能耗低,投资少,操作安全方便。

Description

悬浮微粒沉降离心机转鼓
本实用新型是悬浮微粒沉降离心机转鼓，属分离纯化设备，特别涉及沉降型离心装置。
现有的沉降型离心机(以下简称“离心机”)如三足式离心机、管式离心机、上悬式离心机、螺旋卸料式离心机等，都是利用离心机及物料之间的摩擦力来带动转鼓内的物料转动的，由于受到空气阻力及物料本身的惯性力作用，使物料在转鼓的半径方向上存在速度梯度，离转鼓壁愈远的物料，即转动半径愈小处的物料，其转速愈低，从而导致有效分离因数f在转鼓半径方向上的梯度更大，远远小于离心机的分离因数F，其中：f＝m2/900，F＝RN2/900。[式中：r为物料在转鼓内的转动半径(米)；n为物料的转速(转/分)；R为转鼓的内半径(米)；N为转鼓的转速(转/分)]。由于新加入的物料所处位置的半径r最小，因此转速最小，离心力也就最小，很难挤进转鼓内原有的物料层，只能沿着原物料层的表面直接排出转鼓，即不能实现先加入的物料先流出，从而不能保证物料在转鼓内有足够的停留时间让微粒充分沉降，因此其分离效果就必然较差。由于上述原因，三足式离心机、上悬式离心机、螺旋卸料式离心机难以实现对直径小于0.5微米的粒子(如细菌、胶体粒子等)的分离。管式离心机虽然能分离直径小于0.5微米的粒子，但转速高达15000转/分，其转鼓直径必须大大缩小，对转鼓材质要求高，危险性大，处理能力低，难以在工业化生产中使用。等转速离心机可较好地解决以上的问题，但由于等转速离心机转动时在转鼓内部产生旋风，而且露空部分的螺旋带片对加入的物料有撞击分散的作用，影响分离效果，致使生产能力未能达到应有的最大值。
本实用新型的目的就是为了克服和解决现有离心机转鼓存在上述的新加入的物料很难挤进转鼓内原有的物料层，只能沿着原物料层的表面直接排出转鼓，无法实现先加入的物料先流出，使其沉降分离效果差，处理能力低，特别难以分离直径小于0.5微米的粒子的缺点和问题，研究改进现有离心机转鼓，设计一种悬浮微粒沉降离心机转鼓，使新加入的物料必须先将前面加入的物料挤向转鼓排出口方向，同时填补其位置，进入转鼓内原有物料层，然后才被后面加入的物料挤向排出口移动，实现先进先出；并可以通过离心力及机械推动力的协同作用迫使离心机转鼓内的物料与转鼓一起等转速转动，从而使有效分离因数f最大限度地接近离心机的分离因数F，实现在较低的转鼓转速下对直径小于0.5微米的粒子的分离，既可减少设备投资、降低能耗，又可使操作安全方便、简单易行。
本实用新型是通过对离心机转鼓的改进来实现的，改进后的三足式离心机转鼓的结构示意图如图1所示(图中(b)为(a)的A-A向剖视图)，其特征是在三足式离心机转鼓、上悬式离心机转鼓、管式离心机转鼓、螺旋卸料式离心机转鼓内加设栏液板3并可以再加设辅助构件2、4，栏液板板面可以是平面、折面、波浪形面，也可以是锥面，与转鼓轴垂直或成一定角度；其轴向投影形状可以是圆环形、齿轮形、不规则环形或近似环形，并可在板上开设底面通透的孔道，如图2所示，其中：(c)为开有多个通透圆形孔道的圆环形栏液板、(d)为齿轮形栏液板之一、(e)为不规则环形栏液板之一、(f)为近似环形栏液板之一。图1所给出的栏液板是开有多个圆孔通道的圆环形栏液板。栏液板中所开孔道及栏液板外周边与转鼓筒壁所形成的通道必须在转鼓出液口直径之外、而栏液板内周边必须在转鼓出液口直径之内。栏液板采用焊接、粘接、铆接等方式固定于转鼓内壁上；辅助构件2、4则可以是长条形、方形、三角形、梯形、多边形、弧形、螺旋带片等形状的平面、折面或波浪面片状物，分别安装于栏液板底、面两侧，采用焊接、粘接、铆接等方式固定于转鼓内壁或栏液板上，与转鼓内壁和栏液板成一定角度。附图1给出的是长条形辅助构件，成垂直挡板状固定于转鼓内壁和栏液板上，与转鼓内壁和栏液板垂直。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：(1)本实用新型能有效地分离直径小于0.5微米的粒子，如细菌、胶体粒子等；(2)本实用新型能确保先进入转鼓的物料其分离液先排出转鼓，使较小的微粒也有足够的沉降时间，提高分离效果；(3)本实用新型可以保证物料排出转鼓前的转速等于转鼓的转速，从而使有效分离因数达到最大值，大大提高分离效果；(4)本实用新型可避免等转速离心机中螺旋带片产生的旋风及对物料的撞击等而导致分离效率下降的现象；(5)本实用新型其分离效果受振动的影响比等转速离心机小，因此在大直径机型中，前者就明显胜于后者；(6)本实用新型设备投资小、能耗低、操作安全方便、简单易行，能实现工业化生产。在生物工程、环境工程迅猛发展的今天，迫切需要高效、实用的菌体及悬浮微粒分离技术，本实用新型对离心机转鼓的改进无疑是在离心分离技术方面的一个重大突破。
下面对说明书附图进一步说明如下：图1为本实用新型实施例之一——改进后的三足式离心机转鼓的结构示意图，其中：(a)为正视结构示意图，(b)为(a)的A-A向剖视图；图2为各种形状的栏液板的示意图，其中：(c)为有多个圆形孔道的圆环形栏液板，(d)为齿轮形栏液板，(e)为不规则环形栏液板，(f)为近似环形栏液板。各图中：1为转鼓壳，2、4为分别安装于栏液板底、面两侧的、能推动物料转动的辅助构件，3为栏液板，5为离心机外壳，6为分离液(清液)出口，7为皮带轮，8为物料进口。
下面结合附图和实施例来进一步说明加设栏液板和辅助构件的安装实施方式：图1为改进后的三足式离心机转鼓的结构示意图，其中(b)为(a)的A-A向剖视图。栏液板3固定于转鼓壳1的内壁上，栏液板的底、面两侧(或一侧)可分别安装辅助构件2、4。电机通过皮带轮7驱动转鼓壳1，固定于转鼓壳1内壁上的栏液板3及辅助构件2、4也一起转动，当淤液从物料进口8加入到转鼓底部时，因受离心力的作用向转鼓筒壁方向运动并与转鼓内原有的物料汇合，由于栏液板的作用，新加入的物料必须先挤进原有液层内，才能受后面加入的物料的推动，穿过栏液板的孔道向转鼓的排液口移动。因安装了辅助构件，物料将在辅助构件2、4的推动下被迫与转鼓等转速转动。物料不断加入时，在离心力作用下将依次挤进原有液层内而将前面的料液推动穿过栏液板的孔道向转鼓出液口移动，固体颗粒因离心力较大而沉降于转鼓内壁面，清液则按加料顺序先后被挤出转鼓，溢流到离心机外壳5与转鼓壳1之间，并沿分离液出口6排出离心机，实现固液分离。
上悬式、管式及螺旋卸料式悬浮微粒沉降离心机转鼓的栏液板及辅助构件的安装方式与三足式悬浮微粒沉降离心机转鼓一样，只是在螺旋卸料式悬浮微粒沉降离心机转鼓中排液口侧的一段卸料螺旋需要取消，空出位置安装栏液板和辅助构件，而排渣口侧的一段卸料螺旋保留。
下面是证实本实用新型效果的实施例：
改进前的对比实施例1：分离物料：谷氨酸发酵液，菌体含量约为1％；分离设备：改进前的三足式沉降离心机，转鼓内径为300毫米，转速为2800
      转/分，分离因数为1320；分离结果：不能实现对物料的分离。
本实用新型的实施例1：分离物料：谷氨酸发酵液，菌体含量约为1％；分离设备：改进后的三足式沉降离心机，转鼓内径为300毫米，转速为2800
      转/分，分离因数为1320；分离结果：分离液澄清，沉渣中菌体含量为33％。
改进前的对比实施例2：分离物料：谷氨酸发酵液，菌体含量约为1％；分离设备：改进前的上悬式沉降离心机，转鼓内径为1200毫米，转速为
      1000转/分，分离因数为636；分离结果：不能实现对物料的分离。
本实用新型的实施例2：分离物料：谷氨酸发酵液，菌体含量约为1％；分离设备：改进后的上悬式沉降离心机，转鼓内径为1200毫米，转速为
      1000转/分，分离因数为636；分离结果：分离液澄清，沉渣中菌体含量为31％。
改进前的对比实施例3：分离物料：谷氨酸发酵液，菌体含量约为1％；分离设备：改进前的等转速离心澄清机，转鼓内径为450毫米，转速为2000
      转/分，分离因数为1000；分离结果：分离能力为120升/小时，沉渣中菌体含量为32％。
本实用新型的实施例3：分离物料：谷氨酸发酵液，菌体含量约为1％；分离设备：改进后的等转速离心澄清机，转鼓内径为450毫米，转速为2000
      转/分，分离因数为1000；分离结果：分离能力为300升/小时，沉渣中菌体含量为32％。

Claims (1)

1一种悬浮微粒沉降离心机转鼓，其特征是在三足式沉降型离心机转鼓、上悬式沉降型离心机转鼓、管式沉降型离心机转鼓、螺旋卸料式离心机转鼓内加设栏液板(3)，并可以再加设辅助构件(2)、(4)，其中：栏液板板面可以是平面、折面、波浪形面，也可以是锥面，并可在板上开设底面通透的孔道，栏液板的轴向投影形状可以是圆环形、齿轮形、不规则环形或近似环形，栏液板中所开孔道及栏液板外周边与转鼓筒壁所形成的通道必须在转鼓出液口直径之外，而栏液板内周边必须在转鼓出液口直径之内；辅助构件(2)、(4)可以是长条形、方形、三角形、梯形、多边形、弧形、螺旋带片等形状的平面、折面或波浪面片状物；栏液板板面与转鼓轴垂直或成一定角度，采用焊接、粘接或铆接的方式固定于转鼓内壁上；辅助构件(2)、(4)则分别安装于栏液板底、面两侧，采用焊接、粘接或铆接的方式固定于转鼓内壁或栏液板上，与转鼓内壁和栏液板成一定角度。
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