一种卧式结构离心凝聚型分离机及其分离方法技术

一种卧式结构离心凝聚型分离机及其分离方法，属于非均相液‑液物系分离装备及应用技术领域。该分离机是一种依靠高速产生的强大离心力并利用两种互不相溶液相之间的密度差去完成微小液滴的凝聚、粗粒化的分离机械，其重要部件转鼓的内部分为初分离室、凝聚室和终分离室，初、终分离室有相同的分离叶轮，凝聚器为薄钢板缠绕卷制；物料通过转鼓二端的专用泵提供驱动力，不仅有效地分离了轻液和重液，且节省了设备功耗，工作时尾端的抽吸泵静止不动，而物料则随转鼓和主轴高速旋转，产生输送的动能和扬程；机器两端均设置有轴承箱以方便更换轴承；中间采用多部机械密封的结构形式以解决轻、重液和润滑脂掺混的问题。

A centrifugal condensing separator with horizontal structure and its separation method

A kind of horizontal centrifugal separator and condensed type separation method, belonging to the non homogeneous liquid liquid separation equipment system and application technology. The separator is a powerful centrifugal force on a high speed and produced with two incompatible solution phase density difference between complete separation of mechanical cohesion, coarse-grained droplet, the important parts of the internal drum is divided into early separation chamber and a condensing chamber and final separation chamber, the initial and final separation chamber separation of the same impeller, the accumulator for thin plate winding coiling material; provide the driving force through a dedicated pump drum two terminal, not only effectively separates the light liquid and the heavy liquid, and save the power consumption, the end of the static suction pump is not moved, and the material with the drum and the rotating speed is high that produces the energy and lift; machines are arranged on both ends of a bearing box to facilitate the replacement of bearings; the middle structure of mechanical seal to solve the light and heavy liquid and grease mixing problem.

【技术实现步骤摘要】
一种卧式结构离心凝聚型分离机及其分离方法
本专利技术涉及一种卧式结构离心凝聚型分离机，属于非均相液-液物料分离装备及应用

技术介绍
离心分离技术是当今非均相物料分离领域中广泛应用的技术，一般包括有：离心沉降和离心分离等。而离心机即是通过借助其转鼓高速旋转所产生的强大离心力来实现物料的分离或浓缩的一种通用机械。由于各种沉降式离心机一般均有一个随主轴高速旋转的回转筒体，常被称为转鼓。工作时其往往能够产生相当高的旋转角速度，并且离心力远大于重力，又由于比重不同的物质所受到的离心力不同，于是流体溶液中的悬浮物便易于沉淀析出。根据沉降速度不同，从而能使密度不同的物质达到分离。故而此类沉降式离心机常用于分离两种以上密度不同、又互不相容的悬浮液或乳浊液，如：固-液、液-液和液-液-固等的分离过程。非均相液-液物系的分离在石油和化工行业占有重要的地位，是工艺保障、设备保护、流体净化、液体回收以及成品提纯等必不可缺的关键单元操作。近年来随着我国石油炼制以及石油下游产品加工规模的扩大，如何更加经济有效地实现非均相液-液两相的分离，降低能耗，提高效率和保障安全越来越受到人们的关注。进入20世纪之后，随着石油综合利用的发展，要求把采收油中的水、固体杂质、焦油状物质等除去，以便使重油当作燃料油使用，还有近代随着环境保护、三废治理发展的需要，对于工业废水和污泥脱水处理的要求都很高，因此促使各种沉降式离心机有了进一步的发展，特别是螺旋沉降离心机和碟式分离机的发展尤为迅速。长期以来能够有效用于实现液-液两相和液-液-固三相分离的设备主要有碟式分离机。碟式分离机即是—种高速转动的沉降离心机，它是利用转鼓及其内的一组锥形碟片高速旋转产生的强大离心力。悬浮液在相邻两碟片的通道内流动，由于碟片间的间隙很小，颗粒的沉降距离极短，可形成薄层流动，悬浮液中的细小颗粒或两种液体在极短的时间内被分离。密度大的相离心力大，处于外层；密度小的相离心力小，位于内层；两相之间的分界面，称为中性层。使用时，当碟片中间的进料孔正好与中性层位置一致时，混合液从通液孔进入碟片间，重液向外运动，轻液向内运动，从而进行分离。碟式分离机是高速分离机中应用最为广泛的一种，其转速高，分离因数大，能很好地实现含有两种不同密度液体乳浊液的分离和高分散固相含量少的悬浮液的澄清。但由于某些行业的特殊性，所需要流体的洁净度有着严格的限制，另一方面由于流体本身的性质，导致溶解在其中的一些无用的流体很难去除，如各类油水混合物。在恒定的压力下，煤油、汽油和柴油中溶解水的含量随温度变化的关系是固定的。煤油会从大气中吸收水分，达到溶解平衡，但当温度降低时，就会有自由水生成，如此反复进行。从碟式分离机的使用情况看还不能完全达到所有的应用要求。因此必须要采取更高效经济的分离措施手段，使用正确的分离设备，以确保油品的质量满足要求。影响液-液两相分离的实际因素很多，如流体的物性、实际操作工况等，为了更加经济有效地实现液-液两相分离，需在实际应用中仔细地分析和研究最终影响液-液两相分离的关键因素，研究离心分离的过程等。强化分离性能包括提高转鼓转速；在离心分离过程中增加新的推动力；如：加快分离速度；增大转鼓长度使离心沉降分离的时间延长等。液-液两相分离过程一般包括这样二个阶段：首先凝聚阶段是初级阶段，也是其中最重要的阶段。分散相小液滴在流体推动下沿着流动方向互相撞击、聚合，从而凝集变大。如果液滴在凝聚阶段没有很好地凝集，那么就很难依靠自身重力沉降下来。颗粒大小不同的液滴碰撞并聚集在一起，然后移动、碰撞、再凝聚，直到液滴变大到依靠自身重力沉降下来。这种先润湿后碰撞的凝聚机理要求所选用的凝聚方式应对液滴具有很强的捕集能力，它关系到整个凝聚后分离的成败。第二个是分离阶段，液-液两相间的界面张力越大，分散相越容易形成大的液滴，两相也越容易分离。从而提高凝聚效果。在液滴沉降阶段，根据斯托可思定律，液滴的沉降速度将很小，因此导致分散相沉降浮升时间变长。可采用加热流体和循环通过分离设备的方式，达到最经济有效的分离目的。两相密度差是实现液-液两相分离的前提，两相的密度差越大，沉降速度就越快，停留时间就越短，处理的流量就越大，从而设备的体积就越小。除上述几项影响聚集分离效果的因素外，还有如：设备的结构形式、实际操作条件等等。专利技术內容本专利技术的目的就是要提供一种可完成较难分离处理液-液两相物料、性能稳定且结构合理的卧式结构离心凝聚型分离机。该分离机具备组合式、集成式以及撬装化、可拆卸等优点，适用于各种不同种类液相的分离，其在不同部位分别具有极强的离心力，并利用二种液体之间的密度差有效地分离液体。本专利技术的技术解决方案是：一种卧式结构离心凝聚型分离机，它包括机体、主轴、左轴承座、左端进料封盖、机械密封Ⅰ、轴承、骨架密封、转鼓左封盖、泵浆叶、转鼓筒体、初分离室叶轮轮毂、初分离室离心叶轮叶片、凝聚腔室内筒壁、凝聚腔室缠绕卷筒、终分离室离心叶轮叶片、终分离室叶轮轮毂、泵轮轴承座、转鼓右封盖、右封盖、右侧内嵌小压盖、机械密封座、机械密封Ⅳ、机械密封Ⅲ、机械密封Ⅱ、右端封盖、带轮和电机；所述离心凝聚型分离机采用卧式结构，在静止的机壳内装有高速转动的转鼓总成，转鼓总成包括有：主轴、转鼓外壳和转鼓内件；转鼓外壳包含转鼓筒体、转鼓左封盖和转鼓右封盖，转鼓内件包含初分离室离心叶轮叶片、初分离室叶轮轮毂、凝聚腔室内筒壁、凝聚腔室缠绕卷筒、终分离室离心叶轮叶片和终分离室叶轮轮毂；转鼓左封盖和转鼓右封盖分别与主轴有配合和密封关系，转鼓筒体则与各转鼓内件互有配合关系；由于转鼓总成是安装在主轴之上的，故在主轴上也是在对应的转鼓筒体内自左至右分别安装有：初分离室离心叶轮、凝聚腔室缠绕卷筒以及终分离室离心叶轮。所述转鼓总成内腔被划分成初分离室、凝聚室和终分离室三部分，在左侧的初分离室由初分离室离心叶轮叶片、初分离室叶轮轮毂及转鼓筒体构成，位于转鼓右侧的终分离室则包含终分离室离心叶轮叶片和终分离室叶轮轮毂，它们分别组成了初分离叶轮和终分离叶轮，初分离室与终分离室的构造相同，其中的分离叶轮是由终分离室叶轮轮毂和初分离室叶轮轮毂上面分别开有一周的插槽，初分离室离心叶轮叶片和终分离室离心叶轮叶片均是由对称于主轴且每一叶片均按照设定的角度排列成放射状的薄板构成，叶片的数量为20-120片，叶轮的叶片全都固定在叶轮轮毂的插槽中，并在叶轮外表面被缠绕卡箍的钢带限制，将叶片紧固在插槽中；在初分离室与终分离室之间设有一个凝聚室，其核心部件为凝聚器，凝聚器包含凝聚腔室内筒壁和凝聚腔室缠绕卷筒，而凝聚器内凝聚腔室缠绕卷筒是由薄钢板卷制成螺旋缠绕状的重叠式旋转筒制成，卷筒重叠的层数为30-180层，且卷筒上每一层板都前后左右均间隔80-100毫米设置排满直径为直径2-3毫米，高0.7毫米的凸状小孔；层板间隙较小但要确保均匀，为定层板间距，用金属板条定距以保证液体与转鼓同步旋转；定距条按左右前后顺流流动方向排列，转鼓总成与主轴一起同步高速旋转，其内件：初分离室叶轮轮毂、终分离室叶轮轮毂以及凝聚腔室内筒壁分别与主轴通过键联接方式同步转动。在靠近机器左右两端处分别设置了方便更换轴承的轴承座，其中左轴承座，开口朝左，在最里端安装有骨架密封，然后再将一对轴承顺序装入其内，轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种卧式结构离心凝聚型分离机，它包括机体（1）、主轴（59）、左轴承座（5）、左端进料封盖（6）、机械密封Ⅰ（13）、轴承（15）、骨架密封（16）、转鼓左封盖（20）、泵浆叶（21）、转鼓筒体（26）、初分离室叶轮轮毂（27）、初分离室离心叶轮叶片（28）、凝聚腔室内筒壁（30）、凝聚腔室缠绕卷筒（31）、终分离室离心叶轮叶片（32）、终分离室叶轮轮毂（33）、泵轮轴承座（34）、转鼓右封盖（35）、右封盖（36）、右侧内嵌小压盖（43）、机械密封座（40）、机械密封Ⅳ（49）、机械密封Ⅲ（52）、机械密封Ⅱ（54）、右端封盖（45）、带轮（46）和电机（58）；其特征是：所述离心凝聚型分离机采用卧式结构，在静止的机壳内装有高速转动的转鼓总成，转鼓总成包括有：主轴（59）、转鼓外壳和转鼓内件；转鼓外壳包含转鼓筒体（26）、转鼓左封盖（20）和转鼓右封盖（35），转鼓内件包含初分离室离心叶轮叶片（28）、初分离室叶轮轮毂（27）、凝聚腔室内筒壁（30）、凝聚腔室缠绕卷筒（31）、终分离室离心叶轮叶片（32）和终分离室叶轮轮毂（33）；转鼓左封盖（20）和转鼓右封盖（35）分别与主轴（59）有配合和密封关系，转鼓筒体（26）则与各转鼓内件互有配合关系；由于转鼓总成是安装在主轴（59）之上的，故在主轴（59）上也是在对应的转鼓筒体（26）内自左至右分别安装有：初分离室离心叶轮、凝聚腔室缠绕卷筒（30）以及终分离室离心叶轮。...

【技术特征摘要】
1.一种卧式结构离心凝聚型分离机，它包括机体（1）、主轴（59）、左轴承座（5）、左端进料封盖（6）、机械密封Ⅰ（13）、轴承（15）、骨架密封（16）、转鼓左封盖（20）、泵浆叶（21）、转鼓筒体（26）、初分离室叶轮轮毂（27）、初分离室离心叶轮叶片（28）、凝聚腔室内筒壁（30）、凝聚腔室缠绕卷筒（31）、终分离室离心叶轮叶片（32）、终分离室叶轮轮毂（33）、泵轮轴承座（34）、转鼓右封盖（35）、右封盖（36）、右侧内嵌小压盖（43）、机械密封座（40）、机械密封Ⅳ（49）、机械密封Ⅲ（52）、机械密封Ⅱ（54）、右端封盖（45）、带轮（46）和电机（58）；其特征是：所述离心凝聚型分离机采用卧式结构，在静止的机壳内装有高速转动的转鼓总成，转鼓总成包括有：主轴（59）、转鼓外壳和转鼓内件；转鼓外壳包含转鼓筒体（26）、转鼓左封盖（20）和转鼓右封盖（35），转鼓内件包含初分离室离心叶轮叶片（28）、初分离室叶轮轮毂（27）、凝聚腔室内筒壁（30）、凝聚腔室缠绕卷筒（31）、终分离室离心叶轮叶片（32）和终分离室叶轮轮毂（33）；转鼓左封盖（20）和转鼓右封盖（35）分别与主轴（59）有配合和密封关系，转鼓筒体（26）则与各转鼓内件互有配合关系；由于转鼓总成是安装在主轴（59）之上的，故在主轴（59）上也是在对应的转鼓筒体（26）内自左至右分别安装有：初分离室离心叶轮、凝聚腔室缠绕卷筒（30）以及终分离室离心叶轮。2.根据权利要求1所述的一种卧式结构离心凝聚型分离机，其特征是：所述转鼓总成内腔被划分成初分离室、凝聚室和终分离室三部分，在左侧的初分离室由初分离室离心叶轮叶片（28）、初分离室叶轮轮毂（27）及转鼓筒体（26）构成，位于转鼓右侧的终分离室则包含终分离室离心叶轮叶片（32）和终分离室叶轮轮毂（33），它们分别组成了初分离叶轮和终分离叶轮，初分离室与终分离室的构造相同，其中的分离叶轮是由终分离室叶轮轮毂（33）和初分离室叶轮轮毂（27）上面分别开有一周的插槽，初分离室离心叶轮叶片（28）和终分离室离心叶轮叶片（32）均是由对称于主轴（59）且每一叶片均按照设定的角度排列成放射状的薄板构成，叶片的数量为20-120片，叶轮的叶片全都固定在叶轮轮毂的插槽中，并在叶轮外表面被缠绕卡箍（29）的钢带限制，将叶片紧固在插槽中；在初分离室与终分离室之间设有一个凝聚室，其核心部件为凝聚器，凝聚器包含凝聚腔室内筒壁（30）和凝聚腔室缠绕卷筒（31），而凝聚器内凝聚腔室缠绕卷筒（31）是由薄钢板卷制成螺旋缠绕状的重叠式旋转筒制成，卷筒重叠的层数为30-180层，且卷筒上每一层板都前后左右均间隔80-100毫米设置排满直径为直径2-3毫米，高0.7毫米的凸状小孔；层板间隙较小但要确保均匀，为定层板间距，用金属板条定距以保证液体与转鼓同步旋转；定距条按左右前后顺流流动方向排列，转鼓总成与主轴（59）一起同步高速旋转，其内件：初分离室叶轮轮毂（27）、终分离室叶轮轮毂（33）以及凝聚腔室内筒壁（30）分别与主轴（59）通过键联接方式同步转动。3.根据权利要求1所述的一种卧式结构离心凝聚型分离机，其特征是：在靠近机器左右两端处分别设置了方便更换轴承的轴承座，其中左轴承座（5），开口朝左，在最里端安装有骨架密封（16），然后再将一对轴承（15）顺序装入其内，轴承内、外圈分别由内压环（14）和左端进料封盖（6）分别压紧，静止的左端进料封盖（6）与左轴承座（5）连接，在该件上面开孔并连接管（11）以进料，并在其中安装机械密封Ⅰ（13），以防止分离物料与轴承润滑油泄漏掺混；左轴承座（5）同时作为本机器的左端封盖与静止的机体（1）连接，其内一对轴承（15）作为主轴（59）及其转鼓总成的左端支撑而位于左轴承座（5）和主轴（59）之间，转鼓左封盖（20）是背靠轴肩后用圆螺母压帽（17）加止动垫片（18）来定位和防松的；所述的转鼓左封盖（20）内部镶嵌有泵浆叶（21）；在转鼓右侧也设置了封盖、轴承座及其连接件，在转鼓右封盖（35）的里面安装有泵轮轴承座（34），此泵轮轴承座（34）内也同左轴承座（5）一样装有一对轴承（15）起右端支撑的作用，在此轴承外侧隔着一个中间轴肩套设置，在这个泵轮轴承座（34）内还装有机械密封Ⅱ（52），转鼓右封盖（35）通过双头螺柱与转鼓连接，在泵轮轴承座（34）左侧外部加工出泵...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱彻，胡大鹏，代玉强，刘培启，邹久朋，于洋，张大为，张礼鸣，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21