[发明专利]一种离心沉降方法及其装置

权利要求书

1.一种离心沉降分离液体物质的方法，其特征在于：无底、盖的筒状 外转体，与中心内转体之间构成开放式分离室。外转体磁悬浮和磁约束在 机体上，由机体上的环平面直线同步电机驱动。内转体配装在座体和盖体 的轴承座内，由盖体上的无级调速电机驱动。外转体与座体间有防漏气帘。 内、外转体同向逆时针高速、超高速回转。液体物料进入座体上升到分离 室，被内、外转体牵引趋向于同速高速圆周运动。不同物质有不同的向心 力和等值反向的惯性离心力、有周向、径向、轴向上升的科里奥利力、物 质的重度有向下沉降力。运动中不同物质有不同的位移矢量力，矢量力差 大于液体分子间作用力时，液体中的不同物质被分离，亦即离心沉降，物 质的径向离心沉降力远大于自然的重力沉降力。进、出液体物料设高度差， 使分离室液体物料有上升力，在一定的速度范围内，质量小的物质离圆心 近，质量大的物质离圆心远，离心沉降在外转体内壁上，物质按质量的大 小分布在不同的圆周半径位置上，通过各自出口通道能够自动排出。达到 快速离心沉降分离的目的。可以快速沉降分离液体物料。快速处理工业废 水或城市生活污水。

2.根据权利要求1所述离心沉降分离的方法，其特征是：外、内转体 的回转速度υ为300～2500米/秒，回转角速度ω为100～850转/秒，物料 的分离因数为1万～10万。外转体的直径为0.5～5米，内转体的直径为 0.1～1.5米。

3.根据权利要求1所述的离心沉降分离的方法，其特征在于：外、内 转体之间构成开放式分离室。外转体牵引液体物料趋向于同速圆周运动时， 高速运动液体的液压对内壁产生巨大离心应力，开放的容积和液体分子间 传力作用，会将液体对内壁产生的压力传递给整个液体，使整个液体有相 同的压强，外转体承受的离心应力与液体压强趋于等值。可使转体的直径 大、回转速度高。

4.根据权利要求2所述外转体的回转速度，其特征在于：转体回转的 重量磁悬浮在相斥磁场(49)上，转体的回转中心受相斥磁场(50)控制。 磁场可由永久磁铁构成。也可采用铁芯线圈通入电流产生磁场，通入电流 的大小控制磁场强弱。

5.根据权利要求2所述外转体的回转速度，其特征在于；外转体的回 转运动采用环平面直线同步电机驱动，通过逆变器调控电流频率控制电机 转动速度。根据不同的应用环境，电机线圈采用常规铁芯绕组，也可以采 用钇钡铜氧体高温超导块材线圈。

6.根据权利要求1所述分离室液体物料上升的方法，其特征在于：流 入液体物料与输出分离物质有液体高度差，高度差通过调节器(78)根据 需要自动调节，利用液体高度不同存在的液体压强差，使高速圆周运动的 液体有上升力，达到物料分离后的各种物质自动排出的目的。

7.根据权利要求1所述外转体回转运动的方法，权利要求2所述圆周 运动速度，其特征在于：外转筒(1)用没有金属晶格缺陷的合金铝、钢， 或其它轻质高抗拉强度的复合材料制造，外径表面紧绕很高抗拉强度的纳 米碳纤维丝，或其它高抗拉强度的材料丝(3)，用强力胶浸渍粘连。转体 无底、无盖呈筒状，下端部有气帘受口(14)转体圆周匀质，内壁均匀粗 糙并作亲水处理。转体悬浮在磁场(49)上，回转中心受磁场(50)约束， 由环平面同步直线电机(54)带动。

8.根据权利要求1所述防漏气帘的方法，其特征在于：外转体1下端 部设有气帘受口14，座体与外转体接近处是气帘(37)。座体有气室(40)、 喷流孔(39)、环形窄缝(38)，气室有管道(41)与空气压缩机(42)通 联。压缩空气经管道进入气室，通过喷流孔，环形窄缝产生气帘(37)，气 体压力等于或略大于分离室中液体压力，防止液体外漏。