一种管式分离机转鼓用底轴盖组件及管式分离机转鼓

摘要

本发明公开了一种管式分离机转鼓用底轴盖组件及管式分离机转鼓，包括底轴盖、挡料盘、环阀、储液环和多种规格的O形密封圈，这些零件构成了多个腔室，有上腔、储液腔、下腔和用于沉积固体沉渣的第一空腔，挡料盘上开设有用于分离后液体溢出的溢流通道，底轴盖内壁上在靠近挡料盘下端面处开设有多个排渣孔，相对于传统的管式分离机，使用本发明方案中所述的底轴盖组件及转鼓的分离机可以实现不停机自动排渣，提高了管式分离机的分离效率，对于含固量更高的物料优势将更加明显；另外还增设储液腔，可以提高了推动环阀上升离心液压，进一步增加了排渣孔密封的稳定性。

说明书

技术领域

本发明涉及管式分离机技术领域，特别涉及一种管式分离机转鼓用底轴盖组件及管式分离机转鼓。

背景技术

管式分离机是目前市场上工业用离心机当中转速最高，分离因数最高的机种。主要是由转鼓高速旋转形成强大的离心力场，用离心力代替重力，使物料(悬浮液或乳浊液)中两种或三种不同的组成部分因比重的差别快速分层，液体分别从转鼓上部的出口流出，固体沉淀在转鼓内部，进而把物料分离的一种物理离心设备。

转鼓是管式分离机的核心部件，现有技术的管式分离机转鼓如图1，由转鼓头、转鼓筒和底轴盖组件组成，它通过电动机和变速机构带动，延自身轴线作高速旋转，物料在其内部分离，液体类由上部溢流口流出，而固体则因没有流动性而敷在管筒内壁环形表面上，需停机后取出转鼓人工清理。为了能清理转鼓筒内的固渣，转鼓筒和底轴盖是通过螺纹连接的，必要时可拆卸。排渣时需将转鼓固定在专用的支架上，使用专用工具，卸下底轴盖，仔细和彻底地将沉降在转鼓内壁上的固相清理干净；然后再拧紧底轴盖，重新组装机器。由于需要定时停机人工清理，所以管式分离机一种间歇式操作的设备。

这种间歇式操作严重降低了管式分离机的生产效率，以G105机为例，该机转子内径105mm，转速16300rpm，分离因数15700，转子容积为6L，水通过能力为1200L/h。若设定产量为600L/h，物料含固量(体积百分比)为1％的话，那么每生产1小时便会产生6L的固体，此时则必须停机排渣。而且由于固体在筒内的堆积造成分离筒内径的减小，虽然转速未下降，但分离因数(分离因数与转子直径和转子转速成正比)已然降低了，影响分离质量。所以在实际生产当中筒内沉渣往往达到4～5L时便得停机排渣了。

管式分离机属于挠性转子，其驱动轴较细，不能增加制动装置，且转速高惯性大，自由停机时间在6分钟以上，再加上组装拆卸和清洗时间，一般清理一次转子至少得20分钟，若物料含固量再高则停、开机的频率也会随之增高，大大增加劳动强度，降低效率。比如分离的物料固体浓度为5％，生产能力为600L/H，那么每10分钟便产生5L固体，须停机排渣，清理时间为20分钟，那么单机产量仅为200L/h，而在实际的生产过程中，含固量在5％及以上的物料比比皆是，显而易见，对于含固量更高的物料传统的停机式的管式分离机的单机产量更低。

基于此，部分技术资料中公开了碟式分离机与卧式螺旋离心机，可实现自动排渣的生产方式。但由于结构的改变，碟式分离机外形类似盘状，卧式螺旋离心机虽是细长状，但其内部安装有一螺旋推料器形成内转鼓，使转速大为降低，上述两种设备的分离因数一般比管式分离机降低了2-6倍，分离效果相差较大。并且为了实现自动排渣的目的附加了大量装置，增加了结构的复杂性，提高了成本，使售价不菲，不仅不满足中小批量的生产，还因转速的降低导致分离效果的降低，不满足分离精度高的场合。

发明内容

为解决上述技术问题，使管式分离机由传统的连续分离、停机工人排渣工模式改变为连续分离、自动排渣，且排渣时不停机、不降低工作转转速、不停止进料的工作模式，本发明公开了一种管式分离机转鼓用底轴盖组件，包括底轴盖，所述底轴盖的上部内侧壁设置有挡料盘，所述挡料盘与所述底轴盖围成用于容纳固体沉渣的第一空腔，所述挡料盘上开设有溢流通道，所述底轴盖内壁上在靠近所述挡料盘下端面处开设有多个排渣孔；所述底轴盖的底面上开设有连通所述第一空腔的进料通孔，所述进料通孔用于插设进料喷嘴；所述底轴盖的外部与所述底轴盖同轴地设置有能够上下移动的环阀，所述环阀与所述之间还设置有储液环，所述储液环固定设置在所述底轴盖的外壁上；所述环阀的内壁与所述储液环的外壁围成上腔和下腔两个腔体；所述储液环与所述环阀安装后还存在一个环状空腔，此环状空腔为储液腔；所述环阀的底部在所述进料通孔对应位置处的一侧插入一个喷水座，所述喷水座内部开设有喷水座通孔，所述喷水座通孔与所述下腔贯通连接，所述环阀底部的侧壁上开设贯通所述下腔与所述环阀外壁的第一通道。

作为本发明技术方案的一个可选方案，所述底轴盖的外部在所述排渣孔的上部处设置有一个环形密封垫，所述环形密封垫的外部设置有用于固定所述环形密封垫的压帽，当所述环阀向上移动时，所述环阀抵触并压实所述环形密封垫，封堵所述排渣孔，当所述环阀向下移动时，所述环阀远离所述环形密封垫，暴露所述排渣孔。

作为本发明技术方案的一个可选方案，所述储液环上开设有连通所述储液腔与所述上腔的第二通道，所述储液腔中事先注入有工作液。

作为本发明技术方案的一个可选方案，所述环阀的底部内壁上朝向所述储液腔设置的环阀凸起，所述环阀凸起能够伸入所述储液腔中，所述环阀凸起与所述底轴盖外壁、所述储液环内壁围成所述储液腔，所述储液腔的容积随所述环阀的上下移动而变化；所述环阀凸起上开设有连通所述喷水座通孔与所述下腔的第三通道；所述第三通道的直径大于所述第一通道的直径。

作为本发明技术方案的一个可选方案，所述上腔的外侧壁半径r

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作为本发明技术方案的一个可选方案，所述储液环的底部内壁上朝向所述底轴盖设置有横向封堵板，所述横向封堵板与所述储液环的内壁、所述底轴盖的中部外壁之间围成所述储液腔。

作为本发明技术方案的一个可选方案，所述底轴盖上设置有连通所述储液腔及所述下腔的第四通道，所述第四通道与所述储液腔的连通处位于所述储液腔的上部，所述第四通道与所述下腔连通处距所述底轴盖轴线的距离a小于所述喷水座通孔距所述底轴盖轴线的距离b，所述喷水座上方设置有喷水挡板，所述喷水挡板朝向远离所述底轴盖轴线方向设置。

作为本发明技术方案的一个可选方案，所述上腔的外侧壁半径r

r

作为本发明技术方案的一个可选方案，所述环阀的内壁与所述底轴盖的外壁接触处嵌有O形密封圈，所述环阀的内壁与所述储液环的外壁接触处嵌有O形密封圈，所述储液环与所述底轴盖的外壁的接触处嵌有O形密封圈。

一种管式分离机转鼓，包括转鼓筒，所述转鼓筒的上部设置有出液口，其特征在于，所述转鼓筒的下部连接有底轴盖组件，所述转鼓筒的外壁与所述底轴盖的内壁固定连接，所述转鼓筒的内壁与所述挡料盘的外壁固定连接，所述进料通孔中插入一个用于进料的进料喷嘴。

本发明的有益效果是：

相对于传统的管式分离机，使用本发明方案中所述的底轴盖组件及转鼓的分离机可以实现不停机自动排渣，比如前述的生产能力为600L/H的管式分离机，当物料固体浓度为5％时，单机产量仅为为200L/h。而本发明方案可使得管式分离机为自动排渣工作模式，固体在生产中自动排出，单机产量为600L/h，提高3倍，而对于含固量更高的物料本发明的优势将更加明显。另外还增设储液腔，使上腔在容积缩小时，其内的工作液被储液腔收纳；上腔容积增加时，工作液又会被储液腔补充，提高了上腔的离心液压，进而提高了推动环阀上升离心液压，最终增加了排渣孔密封的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中管式分离机转鼓的结构示意图；

图2为本发明中管式分离机转鼓的结构示意图；

图3为本发明实施例一中排渣孔被封堵状态时底轴盖组件的剖面示意图；

图4为本发明实施例一中环阀的结构示意图；

图5为本发明实施例一中排渣孔开启状态时底轴盖组件的剖面示意图；

图6为本发明实施例二中底轴盖组件的剖面示意图；

图7为图6中A处的局部放大图。

附图标记：

100-转鼓头；200-转鼓筒；300-底轴盖组件；310-底轴盖；311-排渣孔；312-第四通道；313-进料通孔；320-挡料盘；321-溢流通道；330-环形密封垫；340-压帽；350-环阀；351-第一通道；352-环阀凸起；353-第三通道；360-储液环；361-第二通道；362-横向封堵板；370-O形密封圈；391-上腔；392-储液腔；393-下腔；394-第一空腔；410-喷水座；411-喷水座通孔；412-喷水座挡板；420-进料喷嘴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”等应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中介媒体相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。

传统的管式分离机转鼓如图1所示，转鼓由转鼓头100、转鼓筒200和底轴盖组件300构成，如图2所示，本发明在传统管式分离机转鼓的基础上主要针对底轴盖组件作出了较大改进，在介绍本发明的技术方案之前，先明确一下离心液压的概念。

在离心机高速旋转时，转鼓内的液体在离心力场中形成离心液压，其压力的计算通过下述公式：

其中：

P-离心液压；

γ-液体重度；

ω-转鼓角速度；

R-液环外半径；

r-液环内半径；

g-重力加速度；

通过公式得知，在同一转速条件下，离心液压的大小，主要受液环的半径差的影响，与液环高度无关。

下面结合两个实施例对本发明中的技术方案进行详细的阐述。

实施例一：

如图3所示，底轴盖组件300包括底轴盖310、挡料盘320、环形密封垫330、压帽340、环阀350、储液环360和多种规格的O形密封圈370，这些零件构成了多个腔室，有上腔391、储液腔392、下腔393和用于沉积固体沉渣的第一空腔394，O形密封圈370起到密封液体、使之不泄露的作用，保证机构能顺利动作的作用。环形密封垫330通过压帽340固定在底轴盖310上，使环形密封垫330的侧面被压实，避免物料受压后从环形密封垫330的边缘泄露。

挡料盘320上开设有用于分离后液体溢出的溢流通道321，底轴盖310内壁上在靠近320挡料盘下端面处开设有多个排渣孔311，该孔是具有一定形状的通孔与外部相通，孔的数量和大小应在保证机械强度的前提下适当增加，使相邻两孔之间减小固体物料的堆积。

另外在底轴盖310外部的转鼓的下支撑机构上安装喷水座410，喷水座410从环阀350的底部插入，喷水座410内部开设有喷水座通孔411，喷水座通孔411与下腔393贯通连接，环阀350底部的侧壁上开设贯通下腔393与环阀350外壁的第一通道351。

储液环360上开设有连通储液腔392与上腔391的第二通道361，储液腔392中在本次设计中注入的是工作液可以是水，也可以注入其它液体，只要选择得当，同样能满足使用要求。一般情况下，选择工作液基于以下几种原则：

1)价格低廉；

2)粘度低，易流动；

3)不易燃易爆，不易挥发；

4)对金属、橡胶等材料无腐蚀性。

为方便向转鼓中加入待分离的物料，底轴盖310的底面上开设有连通第一空腔394的进料通孔313，进料通孔313用于插设进料喷嘴420；其中进料喷嘴420安装在转鼓的下方。

喷水座410和进料喷嘴420是固定的，不参与转鼓的旋转，并与旋转件保持一定的安全距离，避免在工作中发生剐蹭。

在本实施例中，环阀350的底部内壁上朝向储液腔392设置的环阀凸起352，环阀凸起352能够伸入储液腔392中，环阀凸起352上开设有连通喷水座通孔411与下腔393的第三通道353，且第三通道353的直径大于第一通道351的直径。

环阀350的具体结构如图4所示，上腔的外侧壁半径r

r

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设备启动后，转鼓沿自身轴线做高速旋转，储液腔392内的工作液通过第二通道361进入到上腔391，随之旋转并产生离心液压P

当需要排渣时，操作水通过喷水座410和第三通道353进入到下腔393。由于上腔391的外侧壁半径r

排渣结束后，关闭操作水，下腔393中的操作水通过第一通道351排出，因此下腔393的离心液压P

另外，由于r

另外，通过流量的计算，加工出合适的第一通道351，再根据第一通道351的流量选择合适的操作液泵，泵的流量需大于第一通道351流量，两者的差即为操作水流量。下腔393的容积与操作水流量的比值，即为排渣孔311的开启时间。

实施例二：

如图6和图7所示，在本实施例中储液环360的结构与实施例一不同，具体地，储液环360的底部内壁上朝向底轴盖310设置有横向封堵板362，横向封堵板362与储液环360的内侧壁、底轴盖310的中部外壁之间围成储液腔392。因此，在本实施例中，在实际工作时，储液腔392的容积不会随着环阀350的上下移动而发生变化。

底轴盖310上设置有连通储液腔392及下腔393的第四通道312，第四通道312的设置可以有效地避免在环阀350的运动中上腔391容积的变化发生气阻。

第四通道312与储液腔392的连通处位于储液腔392的上部，

在本实施例中，所述上腔的外侧壁半径r

r

与实施例一相同地，储液腔392事先已经注入一定剂量的工作液。设备启动后，转鼓沿自身轴线做高速旋转，储液腔392内的工作液通过第二通道361进入到上腔391，随之旋转并产生离心液压，该压力作用到环阀350上，使环阀350向上运动，与环形密封垫330压实，密封住排渣孔311。物料通过进料喷嘴420呈一定的角度进入底轴盖310内部，固体受到离心力的作用沉降到底轴盖310和挡料盘320组合形成的第一空腔394内，堆积在排渣孔311周围，澄清液从挡料盘320内径处的溢流通道321中溢流，并向上运动，最终由转鼓上部出液口流出。

当需要排渣时，操作水通过喷水座410进入到下腔393。由于第四通道312与下腔393连通处距底轴盖310轴线的距离a小于喷水座通孔411距底轴盖310轴线的距离b。且喷水座410上方设置有喷水挡板412，喷水挡板412朝向远离底轴盖310轴线方向设置。因此从喷嘴座410中进入下腔393的操作水并不会通过第四通道312进入储液腔392。

由于r

环阀350下移的过程中，上腔391内的工作液受压回流，通过第二通道361流入储液腔392内，由于上腔391、储液腔392通过第四通道312与大气相通，所以上腔391容积的变化不会发生气阻。且由于第四通道312与储液腔392的连通处位于储液腔392的上部接近中心轴线的位置，因此能保证储液腔392中的工作液不会从第四通道312中流出。

排渣结束后，关闭操作水，下腔393的操作水通过第一通道351排出，下腔393的压力消失，储液腔392内的工作液通过第二通道361流回上腔391内，环阀350在上腔391的离心液压力下重新上移关闭排渣孔311。

本实施例中的方案相对于实施例一，对事先注入到储液腔392中的工作液的量的要求并不高，且制造、安装相对简单方便。

以上两个实施例的技术方案均设置有上腔和下腔，通过两个腔内液体形成的离心液压差，推动环阀上下往复运动，达到开启和封闭排渣孔的目的，进而可以实现不停机自动排渣，大大提高了管式分离机的分离效率，尤其对于含固量高的物料，优势更加明显。。

另外还增设储液腔，使上腔在容积缩小时，其内的工作液被储液腔收纳；上腔容积增加时，工作液又会被储液腔补充，提高了上腔的离心液压，进而提高了推动环阀上升离心液压，最终增加了排渣孔密封的稳定性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的宗旨和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础；当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。