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一种二相三元体系分离的离心机失效专利 发明

技术内容

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。