本實(shí)用新型涉及一種用于冶金化工及礦山工業(yè)中的固液離心連續(xù)分離設(shè)備。

背景技術(shù)：

對(duì)于比重不同的流動(dòng)性介質(zhì)的分離，相當(dāng)多的是采用離心分離技術(shù)。例如：在醫(yī)藥行業(yè)中，采用離心萃取法提取藥物的有效成分；在原子能工業(yè)中，對(duì)于比重差異很小的氣體，采用離心分離以提高所需氣體產(chǎn)品的濃度。離心分離的優(yōu)點(diǎn)是可以將多個(gè)設(shè)備串接起來，進(jìn)行多級(jí)離心操作，每經(jīng)過一級(jí)離心操作，產(chǎn)品濃度就提高一個(gè)層次，最終達(dá)到工藝要求，而且整個(gè)過程是連續(xù)不間斷進(jìn)行。然而，對(duì)于固體與液體的分離，盡管它們的比重差很大，但是由于固體本身不具流動(dòng)性，因此目前在冶金化工及選礦工業(yè)生產(chǎn)中，應(yīng)用于固體與液體的分離設(shè)備，基本上是間斷操作，無論框式吸濾、篩板過濾、壓濾以及離心過濾等都是。其中，轉(zhuǎn)鼓過濾雖然是連續(xù)進(jìn)行，但效率較低，無法滿足使用要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于固體與液體分離，且結(jié)構(gòu)可靠、操作容易、分離效率高、分離效果好的離心連續(xù)分離設(shè)備。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本實(shí)用新型所述的固液的離心連續(xù)分離設(shè)備，其特點(diǎn)是：包括罐體及設(shè)置在罐體頂面上的離心泵，其轉(zhuǎn)軸穿置在罐體的中心位置，轉(zhuǎn)軸上等間隔固定安裝有若干離心轉(zhuǎn)盤，所述離心轉(zhuǎn)盤的外端設(shè)置有托刀且與罐體的內(nèi)壁之間形成有固體物料通道，所述轉(zhuǎn)軸的外側(cè)且靠近離心轉(zhuǎn)盤內(nèi)端的位置處設(shè)置有液體通道，該液體通道與離心泵的排液口相連通，所述罐體最頂層的離心轉(zhuǎn)盤的外側(cè)設(shè)置有固體物料出口，所述罐體的下部且位于最底層的離心轉(zhuǎn)盤的下側(cè)設(shè)置有供含固體物料的溶液的進(jìn)料管。

為了使本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)多種多樣，以滿足不同的使用要求，既可以是，所述各離心轉(zhuǎn)盤上分別開設(shè)有通孔，通過所述各通孔共同形成液體通道，此時(shí)得到的固料含水較高；也可以是，所述罐體的內(nèi)上部設(shè)置有與轉(zhuǎn)軸固定連接的出水管，所述出水管的上端與離心泵的進(jìn)液口相連接，所述若干離心轉(zhuǎn)盤中位于出水管位置處的離心轉(zhuǎn)盤固定連接在出水管上，且所述各離心轉(zhuǎn)盤上分別開設(shè)有通孔，通過所述出水管與各通孔共同形成液體通道，此時(shí)連接在出水管上的離心轉(zhuǎn)盤上開設(shè)的通孔供少量液體流下至出水管下端的液面與其余溶液合并排出，從而得到的固料較為干燥。

為了使本實(shí)用新型能夠更好地實(shí)現(xiàn)固液分離，所述離心轉(zhuǎn)盤的個(gè)數(shù)為12～15個(gè)。

為了使本實(shí)用新型的使用效果更好，所述相鄰兩離心轉(zhuǎn)盤之間的間距為25～30mm。且所述各離心轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分鐘。

為了便于控制固體物料排出時(shí)的含水量，所述離心泵的進(jìn)液口處設(shè)置有連接帽，所述連接帽上可活動(dòng)地連接有調(diào)節(jié)環(huán)。

為防止設(shè)備底部出現(xiàn)沉淀，所述轉(zhuǎn)軸的下部且位于罐體的底面與最底層的離心轉(zhuǎn)盤之間固定安裝有攪拌槳。

為了能夠順利地將固體物料排至固體物料出口，所述罐體的內(nèi)壁與離心轉(zhuǎn)盤的外端之間的間距為14mm，且所述罐體的內(nèi)壁與托刀的外端之間的間距為2mm。

為了使托刀的使用效果好，且連接可靠，所述各托刀的頂面設(shè)置成斜面，且所述各托刀的底面設(shè)置有用于與離心轉(zhuǎn)盤上對(duì)應(yīng)設(shè)置的插腳配合連接的插槽。

本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：由于采用了在離心轉(zhuǎn)盤的外端設(shè)置有托刀的結(jié)構(gòu)，通過高速轉(zhuǎn)動(dòng)的離心轉(zhuǎn)盤摩擦帶動(dòng)溶液旋轉(zhuǎn)，從而將溶液中含有的固體物料拋向罐壁的同時(shí)，通過離心轉(zhuǎn)盤外端的托刀將固體物料組成的濃漿由下向上推動(dòng)并經(jīng)固體物料出口排出，而不含固體物料的液體則被離心泵排出，從而有效地實(shí)現(xiàn)了固體與液體的分離，而且分離效果好。本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)可靠，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)化操作，效率較高，可適用于冶金、化工、礦山生產(chǎn)中的固液分離，尤其適合渣水的分離。

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型方案一的縱向剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型方案一的橫向剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實(shí)用新型方案二的縱向剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本實(shí)用新型方案二的橫向剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本實(shí)用新型所述托刀與離心轉(zhuǎn)盤的連接結(jié)構(gòu)剖面圖。

圖6為本實(shí)用新型所述托刀的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1-圖6所示，本實(shí)用新型所述的固液的離心連續(xù)分離設(shè)備，包括罐體1及設(shè)置在罐體1頂面上的離心泵2，所述罐體1的內(nèi)徑為484mm，外徑為504mm；所述罐體1的下部且位于最底層的離心轉(zhuǎn)盤3的下側(cè)設(shè)置有供含固體物料的溶液通入的進(jìn)料管12，內(nèi)徑為36mm，進(jìn)料流速一般為1.5～2m/秒，通常取1.5m/秒，每小時(shí)進(jìn)料量為：0.018²×3.14×1.5×3600≈5.5m³；溶液中干渣含量按20%計(jì)，干渣比重取4，渣量則為：5.5×20%×4≈4.4T/時(shí)。所述離心泵2的轉(zhuǎn)軸21穿置在罐體1的中心位置，為了使轉(zhuǎn)軸21的轉(zhuǎn)動(dòng)更加順暢及平穩(wěn)，轉(zhuǎn)軸21的上端與離心泵2頂面上設(shè)置的滾珠軸承13相連接，轉(zhuǎn)軸21的下端與罐體1底面外側(cè)設(shè)置的錐柱軸承14相連接。而且，位于罐體1內(nèi)的轉(zhuǎn)軸21上等間隔固定安裝有若干離心轉(zhuǎn)盤3，所有離心轉(zhuǎn)盤3的表面光潔，且各離心轉(zhuǎn)盤3的厚度為3～5mm，通常取4mm；在本實(shí)施方式中，相鄰兩離心轉(zhuǎn)盤3之間通過隔離環(huán)16實(shí)現(xiàn)分隔，隔離環(huán)16則通過楔條17與轉(zhuǎn)軸21連接固定，同時(shí)在最上層的離心轉(zhuǎn)盤3的上側(cè)面設(shè)置有套接在轉(zhuǎn)軸21上的定位環(huán)18，在轉(zhuǎn)軸21的下部且位于罐體1的底面與最底層的離心轉(zhuǎn)盤3之間固定安裝有攪拌槳10，通過定位環(huán)18、隔離環(huán)16以及攪拌槳10與轉(zhuǎn)軸21相連接的部分而共同地將各離心轉(zhuǎn)盤3壓緊固定在轉(zhuǎn)軸21上。而且，所述離心轉(zhuǎn)盤3的個(gè)數(shù)為12～15個(gè)，這里設(shè)置為15個(gè)，其中位于最頂層的離心轉(zhuǎn)盤3為脫水層，且離心轉(zhuǎn)盤3的個(gè)數(shù)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況而設(shè)定，按照液固比重差越大，個(gè)數(shù)應(yīng)越少，而液固比重差取4時(shí)是較小的；同時(shí)，相鄰兩離心轉(zhuǎn)盤3之間的間距為25～30mm，這里取26mm，間距小，產(chǎn)生紊流的可能性小，間距大，產(chǎn)生紊流的可能性也大，影響分離效果；各離心轉(zhuǎn)盤3隨轉(zhuǎn)軸21轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分鐘左右。所述離心轉(zhuǎn)盤3的外端設(shè)置有托刀4且與罐體1的內(nèi)壁之間形成有固體物料通道5，也就是說，各離心轉(zhuǎn)盤3的外端與罐體1的內(nèi)壁之間預(yù)留有間隙，通過這些間隙共同形成固體物料通道5，在本實(shí)施方式中，罐體1的內(nèi)壁與離心轉(zhuǎn)盤3的外端之間的間距為14mm，且所述罐體1的內(nèi)壁與托刀4的外端之間的間距為2mm，設(shè)置成該數(shù)值的間距是為了使本實(shí)用新型能夠達(dá)到最佳的使用效果。而且，每個(gè)離心轉(zhuǎn)盤3上安裝有2個(gè)或4個(gè)托刀4，托刀4的長為40mm ，底寬為12mm，斜邊高為8mm。為了便于固體物料的連續(xù)排出，所述罐體1的上部且位于最頂層的離心轉(zhuǎn)盤3的上側(cè)設(shè)置有固體物料出口11。同時(shí)，所述轉(zhuǎn)軸21的外側(cè)且靠近離心轉(zhuǎn)盤3內(nèi)端的位置處設(shè)置有液體通道6，該液體通道6與離心泵2的排液口22相連通。而且，該液體通道6可以根據(jù)實(shí)際的使用需要而設(shè)置成不同的結(jié)構(gòu)形式，如圖1及圖2所示，所述各離心轉(zhuǎn)盤3上分別開設(shè)有通孔31，各通孔31共同形成液體通道6，相鄰兩離心轉(zhuǎn)盤3上的通孔31呈對(duì)角線設(shè)置，且通孔31的直徑為38mm。離心轉(zhuǎn)盤3的半徑為通孔31的5～6倍，這里取5.5倍，離心轉(zhuǎn)盤3的半徑大，分離效果好，但效率降低，但半徑太小，效果也差。當(dāng)進(jìn)行離心分離時(shí)，不含固體物料的液體是由下向上呈螺旋狀運(yùn)動(dòng)，直至被離心泵2排出。為了便于控制固體物料排出時(shí)的含水量，所述離心泵2的進(jìn)液口23處設(shè)置有連接帽8，所述連接帽8上可活動(dòng)地連接有調(diào)節(jié)環(huán)9，在本實(shí)施方式中，調(diào)節(jié)環(huán)9與連接帽8通過螺紋連接且分別套接在轉(zhuǎn)軸21的外側(cè)，調(diào)節(jié)環(huán)9與定位環(huán)18之間形成有供液體通過的間隙。為了使托刀4的使用效果好，且連接可靠，所述各托刀4的頂面41設(shè)置成斜面，各托刀4的底面設(shè)置有用于與離心轉(zhuǎn)盤3上對(duì)應(yīng)設(shè)置的插腳32配合連接的插槽42，在本實(shí)施方式中，插腳32與插槽42的連接結(jié)構(gòu)為燕尾槽式連接結(jié)構(gòu)，此外也可以根據(jù)實(shí)際的使用要求而將兩者的連接結(jié)構(gòu)設(shè)置為其它形式的連接結(jié)構(gòu)，例如通過螺釘連接或孔柱連接或其它方式的連接。此外，轉(zhuǎn)軸21的上部與離心泵2的連接處以及轉(zhuǎn)軸21的下部與罐體1底面的連接處分別設(shè)置有密封圈。

本實(shí)用新型主要是利用了固體物料與水溶液的比重差，在高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中，重相在外層，輕相在內(nèi)層的原理，從而實(shí)現(xiàn)固液的分離。當(dāng)利用本實(shí)用新型進(jìn)行固液分離操作時(shí)，將含固體物料的溶液從進(jìn)料管12輸入，并通過攪拌槳10攪動(dòng)以防止離心機(jī)底部出現(xiàn)沉淀，溶液從離心轉(zhuǎn)盤3靠近轉(zhuǎn)軸21旁的通孔31由下向上逐級(jí)上升，在上升過程中，溶液中的固體物料被高速旋轉(zhuǎn)的離心轉(zhuǎn)盤3和溶液拋至罐壁，此時(shí)在罐壁與離心轉(zhuǎn)盤3的間隙處是濃度高、粘稠度大的漿液，被離心轉(zhuǎn)盤3邊緣上帶有斜面的托刀4逐級(jí)推動(dòng)向上，直至第15層上的固體物料出口11排出。而在靠近轉(zhuǎn)軸21的中心部分，是含固料量較少甚至不含固料的液體，當(dāng)液體上升到第15層的離心轉(zhuǎn)盤3時(shí)，該層為脫水層，液體在這里被離心泵2抽出，并將上升至此的固料含水量降低。而固液的離心分離效果可通過如下計(jì)算方式體現(xiàn)出來：罐體內(nèi)徑與轉(zhuǎn)盤間的空隙面積為：（0.242²×3.14）-（0.228²×3.14）≈0.184-0.160=0.024m³；假定圓盤每轉(zhuǎn)一圈，能將以固體物料為主的砂漿推高1mm的高度，則每小時(shí)排出的砂漿量為：0.024×0.001×1000×60=1.44m³；按此時(shí)砂漿含水量為20%，則干渣為：1.44×80%=1.152m³；固體比重同樣取4，則1.152×4=4.608T，此值與進(jìn)料液中固料含量接近。

另外，如圖3及圖4所示，為了獲得更為干燥的產(chǎn)品（如冶金、化工生產(chǎn)的鹽類和氧化物），液體通道6還可以設(shè)置成：所述罐體1的內(nèi)上部設(shè)置有與轉(zhuǎn)軸21固定連接的出水管7，所述出水管7的上端與離心泵2的進(jìn)液口23相連接，所述若干離心轉(zhuǎn)盤3中位于出水管7位置處的離心轉(zhuǎn)盤固定連接在出水管7上，同時(shí)所有的離心轉(zhuǎn)盤3上分別開設(shè)有通孔31，通過所述出水管7與各通孔31共同形成液體通道6。在本實(shí)施方式中，位于第14層和第15層的離心轉(zhuǎn)盤是固定連接在出水管7上，而出水管7是套接在轉(zhuǎn)軸21的外側(cè)并通過楔塊15與轉(zhuǎn)軸21連接固定（亦可采用隔離環(huán)的方式聯(lián)結(jié)）。進(jìn)行固液分離時(shí)，大部分離出的液體經(jīng)出水管7到離心泵2被排出，而在第13層離心轉(zhuǎn)盤3以上分離出的液體很少，這部分液體從通孔31回流到第13層時(shí)被排出，而位于固體物料通道5的固料在離心力作用下進(jìn)一步脫水變成更為干燥的產(chǎn)品。在方案一的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，出水管7的長度設(shè)置為80mm，內(nèi)徑50mm，管壁6mm。根據(jù)料液性質(zhì)出水管7上離心轉(zhuǎn)盤3的級(jí)數(shù)可適當(dāng)增加。

本實(shí)用新型是通過實(shí)施例來描述的，但并不對(duì)本實(shí)用新型構(gòu)成限制，參照本實(shí)用新型的描述，依據(jù)料液性質(zhì)和處理規(guī)模罐體可大可小，所公開的實(shí)施例的其他變化，如對(duì)于本領(lǐng)域的專業(yè)人士是容易想到的，這樣的變化應(yīng)該屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求限定的范圍之內(nèi)。