[发明专利]筛网滚筒离心机及方法

说明书

技术领域

本发明涉及将浆料中的固体与液体分离的沉降式筛网滚筒离心机。

背景技术

沉降式离心机包括可围绕水平或垂直轴线旋转驱动的滚筒和输送机。滚筒可以是实心的或筛状的。输送机可以是螺杆或蜗杆。浆料连续流入滚筒。沉降式离心机将浆料的固体成分与液体成分分离。浆料中的液体主要在第一方向上向滚筒的第一端的液体出口流动。输送机防止较重的固体与液体在相同的方向上流动。输送机以与滚筒不同的速度转动，以将浆料中较重的固体卷动到滚筒的第二端的排出口。在筛网滚筒中，较重的固体在排出之前被输送机卷动越过滚筒的附加的有孔筛网部分。传统的沉降式离心机将固体与液体分离或者基于颗粒尺寸将固体分离。例如，具有大颗粒尺寸的固体从滚筒的一端排出，较小尺寸的固体与液体从滚筒的另一端排出。

在沉降式离心机中驱动输送机所需的转矩可能需要相当大的功率驱动。在筛网部分上传送的固体的摩擦能够对驱动输送机所需的转矩作出贡献。减小该转矩要求的一个方法是使滚筒的筛网部分具有向滚筒的固体出口端发散的截头圆锥形形状。由于固体上的离心力帮助固体沿着发散筛网部分通过，所以截头圆锥形滚筒减小了输送机转矩要求。减小输送机转矩要求允许减小包括例如齿轮箱的输送机驱动的尺寸和成本以及减小离心机的总功率消耗。发散筛网部分的使用还提供较高的重力（G）因素并且改善固体的脱水。

增加通过离心机的进料速率能够增加滚筒中固体块状物堆高度。较高的块状物能够引起滚筒中的固体保持湿度并且降低离心机的脱水功能。发散筛网降低了块状物堆高度，这抵消了堆高度随着较快的进料速率而增加的趋势。

图1示出了传统的离心机2，其包括滚筒4，滚筒4具有圆筒形部分6、在固体流动方向上向离心机2的纵轴线34会聚的第一截头圆锥形部分8和在固体流动方向上从纵轴线34发散的第二截头圆锥形部分10。第二截头圆锥形发散部分10是如图1中用虚线表示的筛网部分。图1中示出了滚筒4的下部。

离心机2进一步包括输送机12，输送机12包括输送机毂14。输送机12具有从输送机毂14径向延伸的螺旋叶片16。毂14可以是由图中箭头所示的驱动机构38例如电动机和齿轮箱转动的圆柱形轴。图1仅示出了螺旋叶片的下半部分。实际的叶片和滚筒也在轴线34之上延伸，二者在离心机的工作期间转动。输送机螺旋叶片16沿着输送机毂14的整个长度或者几乎整个长度延伸。螺旋叶片16可以包括围绕输送机毂14延伸的单个连续螺旋叶片或者多个叶片。

滚筒4的端部由轴承18支撑，其允许滚筒围绕轴线34转动。输送机12，特别是毂14，也由轴承或衬套支撑。输送机驱动单元38以不同的速度转动滚筒4和输送机12。

进料管20与输送机毂14同轴，并且将浆料36送到输送机毂14中的中心腔。输送机毂14包括进料口22，进料口22将浆料36从毂中的中心腔排放到滚筒4中。浆料可以从毂流入液体出口24与固体排放口30之间的滚筒中心区中。滚筒4的一端包括液体出口24，浆料的液体混合物经由液体出口24从离心机排出。在轴线34下方的液体出口位置可以被设置成保持滚筒4中浆料的期望液位26。

输送机12的螺旋叶片16围绕轴线34转动，以例如通过卷动在固体移动方向37上向滚筒4的固体排出端32移动浆料36的固体。叶片的转动在方向37上沿着滚筒4的第一截头圆锥形会聚部分8的斜坡向上移动固体。沿着斜坡向上移动固体将固体从浆料中向上提取出来。斜坡的顶点，例如，第一与第二截头圆锥形会聚部分8、10之间的窄的喉部39，延伸到液位26之上。当浆料中的液体与螺旋叶片的卷动相反地流动时，螺旋叶片不移动液体的大部分。当螺旋叶片向上移动固体并越过喉部39时，许多液体与固体分开。由于叶片的转动，固体从喉部继续移动到滚筒4的第二截头圆锥形发散部分10。第二截头圆锥形发散部分10的发散斜坡是筛网（由虚线所示），以允许液体28通过并且使固体作为块状物留在该筛网上。输送机12的叶片16将固体沿着斜坡向下移动到滚筒4的排出端32处的第二截头圆锥形发散筛网部分10的固体出口30。

输送机叶片6几乎沿着输送机12的输送机毂14的整个轴线长度延伸。输送机叶片16的沿着输送机毂14的整个长度的设置要求驱动单元38能够输出转动叶片所需的高转矩。该高转矩要求导致与驱动单元38相关的齿轮箱的尺寸和成本增加。输送机叶片16的几乎沿着输送机毂14的整个长度的设置还增加了输送机的重量，这导致轴承18和输送机面的磨损增加。