本發(fā)明涉及一種立式穹頂向心凝聚型分離機(jī)及其分離方法，屬于非均相液-液物系分離裝備及應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

離心分離技術(shù)是一種發(fā)展歷史比較久遠(yuǎn)的技術(shù)，其中有的離心機(jī)通過(guò)借助于其轉(zhuǎn)鼓高速轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的離心力來(lái)實(shí)現(xiàn)物料的分離或濃縮的技術(shù)，常用于分離兩種以上密度不同、又互不相容的懸浮液或乳濁液，如：固液、液液、固液液的分離過(guò)程。

離心分離技術(shù)包括有：離心沉降和離心分離等。

由于離心機(jī)等設(shè)備可產(chǎn)生相當(dāng)高的旋轉(zhuǎn)角速度，使離心力遠(yuǎn)大于重力，于是流體溶液中的懸浮物便易于沉淀析出，又由于比重不同的物質(zhì)所受到的離心力不同，從而沉降速度不同，能使比重不同的物質(zhì)達(dá)到分離。

離心機(jī)就是利用轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生強(qiáng)大的離心力來(lái)分離非均相物系（液液、液固、液液固）的一種通用機(jī)械。其主要用于將懸浮液中的固體顆粒與液體分開(kāi)；或?qū)⑷闈嵋褐袃煞N密度不同，又互不相溶的液體分開(kāi)，例如從牛奶中分離出奶油。

離心機(jī)有一個(gè)圍繞自己的主軸筒高速旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)筒體，一般稱為轉(zhuǎn)鼓。通常由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，與其他分離機(jī)械相比，離心機(jī)一般具有分離效率高、體積小、密封可靠、附屬設(shè)備少等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛應(yīng)用于化工、石油、輕工、醫(yī)藥、食品、紡織、冶金、煤炭、選礦、船舶、軍工及環(huán)保等各個(gè)領(lǐng)域。

進(jìn)入20世紀(jì)之后，隨著石油綜合利用的發(fā)展，要求把水、固體雜質(zhì)、焦油狀物質(zhì)等除去，以便使重油當(dāng)作燃料油使用，50年代研制成功了自動(dòng)排渣的碟式活塞排渣分離機(jī)，到60年代發(fā)展成完善的系列產(chǎn)品。隨著近代環(huán)境保護(hù)、三廢治理發(fā)展的需要，對(duì)于工業(yè)廢水和污泥脫水處理的要求都很高，因此促使臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)、碟式分離機(jī)和三足式下部卸料沉降離心機(jī)有了進(jìn)一步的發(fā)展，特別是臥式螺旋沉降離心機(jī)和碟式分離機(jī)的發(fā)展尤為迅速。

非均相液-液物系的分離在石油和化工行業(yè)占有重要的地位，是工藝保障、設(shè)備保護(hù)、流體凈化、液體回收以及成品提純等必不可缺的關(guān)鍵單元操作。近年來(lái)隨著我國(guó)石油煉制以及石油下游產(chǎn)品加工規(guī)模的擴(kuò)大，如何更加經(jīng)濟(jì)有效地實(shí)現(xiàn)非均相液-液兩相的分離，降低能耗，提高效率和保障安全越來(lái)越受到人們的關(guān)注。

由于某些行業(yè)的特殊性，所需要的流體潔凈度有著嚴(yán)格的限制，但另一方面，由于流體本身的性質(zhì)，導(dǎo)致溶解在其中的一些無(wú)用的流體很難去除，如各類油水混合物。

在恒定的壓力下，煤油、汽油和柴油中溶解水的含量隨溫度變化的關(guān)系是固定的。煤油會(huì)從大氣中吸收水分，達(dá)到溶解平衡，但當(dāng)溫度降低時(shí)，就會(huì)有自由水生成，如此反復(fù)進(jìn)行。因此必須采取高效經(jīng)濟(jì)的分離措施，使用正確的分離設(shè)備，以確保油品的質(zhì)量滿足要求。

影響液-液兩相分離的實(shí)際因素很多，如凝聚材料自身的特性以及流體的物性、實(shí)際操作工況等，為了更加經(jīng)濟(jì)有效地實(shí)現(xiàn)液-液兩相分離，需在實(shí)際應(yīng)用中仔細(xì)地分析和研究最終影響液-液兩相分離的關(guān)鍵因素，還有研究離心分離過(guò)程最佳化控制技術(shù)等。強(qiáng)化分離性能包括提高轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速；在離心分離過(guò)程中增加新的推動(dòng)力；加快分離速度；增大轉(zhuǎn)鼓長(zhǎng)度使離心沉降分離的時(shí)間延長(zhǎng)等。

液-液兩相分離過(guò)程一般包括這樣二個(gè)階段：

凝聚階段是初級(jí)階段也是其中最重要的階段。分散相小液滴在流體推動(dòng)下沿著纖維方向互相撞擊、聚合，從而凝集變大，如果液滴在凝聚階段沒(méi)有很好地凝集，那么就很難依靠自身重力沉降下來(lái)。

顆粒大小不同的液滴碰撞并聚結(jié)在一起，然后移動(dòng)、碰撞、凝聚，直到液滴變大到依靠自身重力沉降下來(lái)。這種先潤(rùn)濕后碰撞的凝聚機(jī)理要求所選用的凝聚材料應(yīng)對(duì)液滴具有很強(qiáng)的捕集能力，它關(guān)系到整個(gè)凝聚分離的成敗。

第二個(gè)是分離階段，液-液兩相間的界面張力越大，分散相越容易形成大的液滴，兩相也越容易分離。減小設(shè)備中纖維直徑和聚結(jié)材料平均孔徑，以增大對(duì)分散相小液滴的捕集能力，從而提高凝聚效果。

在液滴沉降階段，根據(jù)Stokes 定律，液滴的沉降速度將很小，因此導(dǎo)致分散相沉降浮升時(shí)間變長(zhǎng)?？刹捎眉訜崃黧w和循環(huán)通過(guò)分離設(shè)備的方式，達(dá)到最經(jīng)濟(jì)有效的分離目的。

兩相密度差是實(shí)現(xiàn)液-液兩相分離的前提，兩相的密度差越大，沉降速度就越快，停留時(shí)間就越短，處理的流量就越大，從而設(shè)備的體積就越小。除上述幾項(xiàng)影響聚結(jié)分離效果的因素外，還有如：設(shè)備的結(jié)構(gòu)形式、實(shí)際操作條件等等。

目前能夠用來(lái)實(shí)現(xiàn)液-液兩相分離的設(shè)備主要有：?jiǎn)渭?jí)聚結(jié)器、兩級(jí)聚結(jié)分離器以及三級(jí)過(guò)濾-聚結(jié)分離器，此外還有如：旋流分離器，斜板沉降分離器及碟式分離機(jī)等。

單級(jí)聚結(jié)器的內(nèi)部聚結(jié)元件主要有：濾芯式和填料形式兩種結(jié)構(gòu)形式，所處理的流體可以是純凈的，也可以是含微量固體雜質(zhì)的液-液擴(kuò)散體系。其中有：濾芯式單級(jí)聚結(jié)器和填料式單級(jí)聚結(jié)器。

兩級(jí)凝集分離器指濾芯式兩級(jí)聚結(jié)分離器，適用于連續(xù)相為有機(jī)烴類，分散相為水性的流體，流體中可以含有少量固體顆粒雜質(zhì)。兩級(jí)聚結(jié)分離器內(nèi)部裝有兩種不同功能的濾芯：一級(jí)聚結(jié)濾芯和二級(jí)分離濾芯。

濾芯式兩級(jí)聚結(jié)分離器是目前應(yīng)用范圍最廣，使用效率最高的一種液-液兩相凝集分離器設(shè)備。其處理后的流體分散相含量可達(dá)到<10ppm，甚至可達(dá)到<5ppm 。由于濾芯式凝結(jié)分離器應(yīng)用范圍廣，目前在國(guó)際上其使用的聚結(jié)濾芯規(guī)格基本上實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。流體由內(nèi)向外通過(guò)聚結(jié)濾芯，這樣一方面有利于分散相液滴在聚結(jié)濾芯表面積聚、沉降，另一方面可以提高處理流量，實(shí)現(xiàn)最經(jīng)濟(jì)的兩相分離。

三級(jí)過(guò)濾凝結(jié)分離器適用于流體含有一定量的固體雜質(zhì)。流體通過(guò)一級(jí)過(guò)濾濾芯將固體顆粒污染物截流在濾芯外部，不含固體顆粒的流體再進(jìn)入二級(jí)聚結(jié)濾芯，由內(nèi)向外通過(guò)聚結(jié)濾芯，最后經(jīng)分離濾芯實(shí)現(xiàn)徹底兩相分離。

實(shí)際上三級(jí)凝結(jié)分離是在兩級(jí)聚結(jié)分離基礎(chǔ)上加了一級(jí)預(yù)過(guò)濾，由于流體中固體顆粒的存在，必須先將固體顆粒雜質(zhì)過(guò)濾，這樣就增加了兩相分離難度，同時(shí)，由于聚結(jié)介質(zhì)的孔徑小，容易截留固體顆粒，導(dǎo)致聚結(jié)濾芯壽命變短，增加處理成本。但是為了實(shí)現(xiàn)液-液-固三相分離，提高凝集效率以及節(jié)省分離成本，提高流體的潔凈度可以選擇使用此種分離設(shè)備。

前述的幾種聚結(jié)分離器完全是在重力作用下進(jìn)行分離的靜置式分離設(shè)備，除此之外，用于分離液-液兩相最具代表性的旋轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)分離機(jī)械就是碟式分離機(jī)了。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是要提供一種可完成大流量處理、結(jié)構(gòu)合理可行、裝配操作方便并能確保性能穩(wěn)定的立式穹頂結(jié)構(gòu)向心凝聚型分離機(jī)。該分離機(jī)應(yīng)具備組合式、集成式以及撬裝化、可拆卸等優(yōu)點(diǎn)；適用于各種不同種類液相的分離；

在不同部位分別具有強(qiáng)有力的離心力和向心力的共同作用下利用液體與液體之間的密度差有效地分離液體。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種立式穹頂結(jié)構(gòu)向心凝聚型分離機(jī)，它包括上軸承箱座、穹頂收集封蓋、機(jī)械密封、密封封蓋、軸承、轉(zhuǎn)鼓上蓋、重液向心泵、輕液向心泵、轉(zhuǎn)鼓、初分離室離心葉輪葉片、初分離室葉輪輪轂、終分離室離心葉輪葉片、終分離室葉輪輪轂、機(jī)殼、中心主軸、凝聚腔室內(nèi)筒壁、凝聚腔室纏繞卷筒、轉(zhuǎn)鼓下蓋、下軸承座、下軸承、填料函下端蓋和壓蓋；

所述分離機(jī)采用立式結(jié)構(gòu)，頂部為一穹頂翻蓋結(jié)構(gòu)，左邊是合頁(yè)，右邊為旋緊螺栓，所述穹頂收集封蓋的內(nèi)部被分割成分別走輕液、重液的上下二層腔室，二層腔室互不相通，上層腔室與輕液收集口連接，而下層腔室與重液收集口連接，在穹頂封蓋的頂部下方，設(shè)有一個(gè)薄板擋液罩；所述機(jī)殼為靜止固定的筒體，其上端內(nèi)部設(shè)有一個(gè)輕液向心泵和一個(gè)重液向心泵，輕液向心泵和重液向心泵在機(jī)器中是跟機(jī)殼一樣靜止不動(dòng)，并不隨轉(zhuǎn)鼓、中心主軸、中間各種內(nèi)件及被分離處理物料一起轉(zhuǎn)動(dòng)；待分離物料在高速旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)下被吸入輕液向心泵和重液向心泵，輕液向心泵的結(jié)構(gòu)由位于終分離室葉輪輪轂和輕液導(dǎo)向蓋板構(gòu)成的泵室為主體；而重液向心泵的主體則是由轉(zhuǎn)鼓上蓋和重液導(dǎo)向蓋板構(gòu)成的泵室，輕液、重液向心泵通過(guò)各自吸入口不斷地吸入輕液、重液，從而將輕液和重液分開(kāi)；另外重液向心泵外部與轉(zhuǎn)鼓上蓋采用了機(jī)械密封，重液向心泵的泵體為靜止件，與其接觸的為密封靜環(huán)，這其中還包括壓緊此密封靜環(huán)的彈簧，而通常位于靜環(huán)位置處的密封環(huán)及O形圈由于是靠轉(zhuǎn)鼓上蓋壓緊的，故此密封環(huán)被稱為密封動(dòng)環(huán)；

靜止的機(jī)殼內(nèi)安裝有高速轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)鼓，轉(zhuǎn)鼓部分由中心主軸、轉(zhuǎn)鼓、轉(zhuǎn)鼓上蓋、重液向心泵、重液導(dǎo)向蓋板、輕液導(dǎo)向蓋板、終分離室離心葉輪、終分離室葉輪輪轂、凝聚腔室內(nèi)筒壁、凝聚腔室纏繞卷筒、初分離室離心葉輪、初分離室葉輪輪轂和轉(zhuǎn)鼓下蓋構(gòu)成；轉(zhuǎn)鼓的體內(nèi)被劃分成初分離室、凝聚室和終分離室，在下部的初分離室包含初分離室離心葉輪葉片和初分離室葉輪輪轂，位于轉(zhuǎn)鼓上部的終分離室包含終分離室離心葉輪葉片和終分離室葉輪輪轂，初分離室與終分離室的構(gòu)造是相同的，其中的核心部件分離葉輪是由終分離室葉輪輪轂和初分離室葉輪輪轂上面分別開(kāi)有一周的插槽，終分離室離心葉輪葉片和初分離室離心葉輪葉片均是由對(duì)稱于中心軸且每一片均按照設(shè)定的角度排列成放射狀的薄板構(gòu)成，葉輪的葉片是固定在葉輪插槽中，并在葉輪外表面上纏繞一根設(shè)定寬度的鋼帶，將葉片緊固在插槽中；在初分離室與終分離室之間設(shè)有凝聚室，其核心部件為凝聚器，凝聚器包含由凝聚腔室內(nèi)筒壁和凝聚腔室纏繞卷筒，凝聚器內(nèi)凝聚腔室纏繞卷筒為由薄鋼板卷制成螺旋纏繞狀的重疊式旋轉(zhuǎn)筒，卷筒重疊的層數(shù)為30-180層；且卷筒上每一層板都前后左右均間隔80-100毫米設(shè)置排滿直徑為直徑2-3毫米，高0.7毫米的凸?fàn)钚】?；層板間隙較小但要確保均勻，為定層板間距，用金屬板條定距以保證液體與轉(zhuǎn)鼓同步旋轉(zhuǎn)；定距條按上下順流流動(dòng)方向排列，圓筒高速旋轉(zhuǎn)；初分離室葉輪輪轂、終分離室葉輪輪轂以及凝聚腔室內(nèi)筒壁與中心主軸之間通過(guò)鍵聯(lián)接；此外在上下兩端分別設(shè)置了方便更換軸承的軸承箱，其中上軸承箱座，軸承裝入后其內(nèi)、外圈分別被壓緊螺母壓緊并限位，為躲避翻蓋式穹頂收集封蓋的接觸，壓緊上軸承箱座采用的是沉頭內(nèi)六角螺栓；另外由轉(zhuǎn)鼓上蓋和重液導(dǎo)向蓋板以及轉(zhuǎn)鼓一起構(gòu)成軸承內(nèi)圈的硬支撐；下軸承座的內(nèi)部裝有下軸承，下軸承的內(nèi)圈是靠圓螺母壓帽壓緊止動(dòng)墊片，而軸承的外圈是由填料函下端蓋直接壓緊。

所述的一種立式穹頂結(jié)構(gòu)向心凝聚型分離機(jī)的分離方法，分離方法采用從頂端向下進(jìn)料再返回到上部出料的方式，具體流程和分離過(guò)程為從頂端進(jìn)料管進(jìn)料，物料通過(guò)空心軸的內(nèi)孔向下，在到達(dá)軸底部時(shí)即已獲得了很大的流速且壓力增強(qiáng)，因整個(gè)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部空間被分為初分離室、凝聚室和終分離室，其后在壓力和向心泵揚(yáng)程的提升作用下首先進(jìn)入初分離室，在初分離室內(nèi)的葉輪中進(jìn)行分離，在初分離室離心葉輪和初分離室葉輪輪轂隨轉(zhuǎn)鼓和中心主軸做高速轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)在離心力的作用下，物料將同時(shí)進(jìn)行著軸向、徑向和環(huán)向三種運(yùn)動(dòng)，輕液向中心軸處聚集，重液被甩向轉(zhuǎn)鼓壁一側(cè)；經(jīng)初分離后的重液部分沿著轉(zhuǎn)鼓壁進(jìn)入凝聚器，在凝聚器內(nèi)進(jìn)行凝集，由纏繞卷制薄鋼板而成的凝聚器卷筒板面上開(kāi)有很多小孔，進(jìn)一步分離出來(lái)的輕液通過(guò)小孔層層向內(nèi)并同時(shí)向上流動(dòng)聚集，而初分離后的輕液通過(guò)凝聚器內(nèi)部套筒間隙，流向終分離室；輕液、重液通過(guò)凝聚器后最終都進(jìn)入終分離室內(nèi)，在終分離室的葉輪中完成精分離，分離后的輕液、重液分別到達(dá)輕液、重液向心泵的進(jìn)口處，吸入并向頂部為一穹頂雙層扣蓋位置移動(dòng)，輕液走輕液向心泵即內(nèi)套管與穹頂最上層接駁，而重液經(jīng)重液向心泵與穹頂雙層中的下層接駁；對(duì)于油、水物料，所述分離方法分成三個(gè)階段：

粗分離階段：油和水物料進(jìn)入回轉(zhuǎn)體內(nèi)的初分離室中，由于離心力的方向是由回轉(zhuǎn)軸中心指向轉(zhuǎn)鼓的外側(cè)，按設(shè)定角度排列的葉片之間留有設(shè)定的間隙，原液從間隙中流過(guò)之際，原料液中所含的油滴，由于與水之間存在著密度差就會(huì)浮起；

凝集階段：物料經(jīng)過(guò)初分離室分離后進(jìn)入凝聚室，已經(jīng)初分出來(lái)的油經(jīng)輕液出口進(jìn)入凝聚室入口，初分出來(lái)的水是由初分離室重液出口和凝聚室入口，接著從終分離室重液入口出來(lái)，當(dāng)原液通過(guò)凝聚室中的很小的間隙時(shí)，在前面未能分離出的分散于水中的小油滴會(huì)繼續(xù)朝轉(zhuǎn)軸中心方向游動(dòng)并上??；上浮的小油滴，其流向與原液方向相同即順流，水與油做同一方向流動(dòng)；

精分離階段:通過(guò)凝集室的兩相及部分混合液體進(jìn)入終分離室，終分離室的構(gòu)造與初分離室完全相同，只是尺寸長(zhǎng)度上根據(jù)需要會(huì)有變化或不同；小油滴己在凝集室中凝聚并粗粒化，在終分離室內(nèi)很容易被分離掉；

所述分離方法輕液所走的路徑：a - b - c - e - f - g – k；

所述分離方法重液所走的路徑：a - b - c - d - h - m – n - o – p。

采用上述的技術(shù)方案，立式穹頂結(jié)構(gòu)向心凝聚型分離機(jī)也正是另外一種利用離心力高速旋轉(zhuǎn)的動(dòng)設(shè)備，它相比較前述的靜置式分離設(shè)備，可以顯著提高分離效果，并且具有結(jié)構(gòu)小重量輕的最大特點(diǎn)。其和傳統(tǒng)的液液分離機(jī)又有不同，是一種利用離心力進(jìn)行微小液滴的凝聚、粗?；娜碌母咝阅芊蛛x機(jī)，這種分離機(jī)具有把處理液導(dǎo)入正在旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)體內(nèi)，使其在離心力場(chǎng)中進(jìn)行分離的裝備。

由于這種分離機(jī)的分離原理是利用兩種液體間的比重差，因此能廣泛地應(yīng)用于兩種不相互溶合而具有密度差的液體分離上，如分離水中存在的少量油分或其它成分，分離提取工程中的提取液和水分。

立式穹頂結(jié)構(gòu)向心凝聚型分離機(jī)是一種用于分離液相顆粒的分離機(jī)，只要兩液體顆粒之間存在比重差且相互不溶解，就可以對(duì)它們進(jìn)行分離。像這類液體在產(chǎn)業(yè)界和工業(yè)生產(chǎn)中到處存在，下面所述的是它的主要應(yīng)用范圍：

1、石油開(kāi)采、精制和貯運(yùn)過(guò)程中產(chǎn)生的各種油和水的分離；

2、被回收的海上采出油的分離處理；

3、機(jī)械、鋼鐵、液壓、熱處理、壓延和汽車等產(chǎn)業(yè)中油和水的分離；

4、各種船舶、潛艇壓艙水的處理；

5、制藥、乳制品生產(chǎn)所處的醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)和飲料工業(yè)等場(chǎng)合在抽取、洗凈和水洗過(guò)程中具有比重差的液態(tài)體的分離等等。

立式穹頂結(jié)構(gòu)向心凝聚型分離機(jī)與傳統(tǒng)的液-液分離機(jī)不同，它是一種利用離心力進(jìn)行微小液滴的凝集、粗?；娜碌母咝阅芊蛛x機(jī)，使微小液滴凝聚變粗變大，此種分離機(jī)具有把待分離處理的液體導(dǎo)入正在旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)體內(nèi)，利用兩種液體間的比重差，使其在離心力場(chǎng)中進(jìn)行分離的結(jié)構(gòu)。因而可應(yīng)用于兩種不相互溶合而具有比重差的液體分離上，如分離工業(yè)污水中的油分和水分。

立式穹頂結(jié)構(gòu)向心凝聚型分離機(jī)的設(shè)計(jì)原理為將具有密度差的物料流體置于高轉(zhuǎn)速下的離心力場(chǎng)中，通過(guò)控制調(diào)整不同的轉(zhuǎn)速，改變?cè)O(shè)備離心力和向心力大小的不同從而產(chǎn)生不同的分離效果及作用。

本發(fā)明所能達(dá)到的有益效果是：

1、效率高：該機(jī)分離效率高，具有高質(zhì)量的分離效果；

2、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單：緊湊、小型、體輕，制造周期短，易于安裝、拆卸及維修；

3、制造精度高：升降速快，振動(dòng)小，噪音低，運(yùn)行穩(wěn)定可靠；

4、節(jié)能：通過(guò)選用部分輕型材料，節(jié)省能源，減少運(yùn)行成本；

5、占地少：立式結(jié)構(gòu)，節(jié)省場(chǎng)地；

6、適應(yīng)性強(qiáng)：分離過(guò)程簡(jiǎn)單，操作維護(hù)簡(jiǎn)便；

7、運(yùn)行周期長(zhǎng)：潤(rùn)滑方式為油潤(rùn)滑，軸承與機(jī)械密封共用一套潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng)，充分利用了所處空間位置和和結(jié)構(gòu)，潤(rùn)滑性能得以提高，對(duì)延長(zhǎng)使用壽命有利。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明立式穹頂結(jié)構(gòu)向心凝聚型分離機(jī)的整體結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本發(fā)明立式穹頂結(jié)構(gòu)向心凝聚型分離機(jī)工作原理及流程圖。

圖3是立式穹頂結(jié)構(gòu)向心凝聚型分離機(jī)上部穹頂結(jié)構(gòu)及向心泵剖視圖。

圖4是初、終分離室結(jié)構(gòu)正視正圖。

圖5是初、終分離室結(jié)構(gòu)俯視圖。

圖6是初、終分離室結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。

圖7是凝聚室結(jié)構(gòu)正視圖。

圖8是凝聚室結(jié)構(gòu)俯視圖。

圖1中，1、輕液收集口，2、雙頭螺柱，3、O形密封圈，4、上軸承箱座，5、進(jìn)料管，6、穹頂收集封蓋，7、機(jī)械密封，8、密封封蓋，9、軸承，10、重液收集口，11、轉(zhuǎn)鼓上蓋，12、重液向心泵，13、重液導(dǎo)向蓋板，14、輕液導(dǎo)向蓋板，15、輕液向心泵，16、轉(zhuǎn)鼓，17、終分離室離心葉輪，18、終分離室葉輪輪轂，19、機(jī)殼，20、凝聚腔室內(nèi)筒壁，21、凝聚腔室纏繞卷筒，22、初分離室離心葉輪，23、初分離室葉輪輪轂，24、轉(zhuǎn)鼓下蓋，25、軸用擋圈，26、毛氈，27、下軸承座，28、下軸承，29、止動(dòng)墊片，30、圓螺母壓帽，31、填料函下端蓋，32、填料，33、壓蓋，34、支座，35、帶輪，36、減振墊，37、中心主軸，38、電機(jī)。

圖2中，a、進(jìn)料管，b、初分離室液流入口，c、初分離室輕液出口、凝聚室入口、凝聚室輕液出口或終分離室輕液入口，d、終分離室重液入口、初分離室重液出口或凝聚室入口，e、終分離室輕液出口，f、輕液向心泵入口，g、輕液向心泵出口、穹頂上層入口或穹頂上層出口，h-重液拐彎處，k、輕液出口， m、重液向心泵入口，n、重液向心泵出口或穹頂下層入口，O、穹頂下層出口，p、重液出口。

圖6中，A、初、終分離室葉輪輪轂，B、葉片，C、纏繞鋼帶。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例做進(jìn)一步詳細(xì)的描述：

圖1示出了一種立式穹頂結(jié)構(gòu)向心凝聚型分離機(jī)，主要由上軸承箱座4、穹頂收集封蓋6、機(jī)械密封7、密封封蓋8、軸承9、轉(zhuǎn)鼓上蓋11、重液向心泵12、輕液向心泵15、轉(zhuǎn)鼓16、初分離室離心葉輪葉片22、初分離室葉輪輪轂23、終分離室離心葉輪葉片17、終分離室葉輪輪轂18、機(jī)殼19、中心主軸37、凝聚腔室內(nèi)筒壁20、凝聚腔室纏繞卷筒21、轉(zhuǎn)鼓下蓋24、下軸承座27、下軸承28、填料函下端蓋31、壓蓋33等部分組成。

如圖1所示，本機(jī)為立式結(jié)構(gòu)，機(jī)殼19為靜止固定的筒體，也是作為分離機(jī)的主骨架用以支撐起整個(gè)機(jī)器，其內(nèi)設(shè)有高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓16，轉(zhuǎn)鼓中間有一支與轉(zhuǎn)鼓16同步轉(zhuǎn)動(dòng)的心軸，即中心主軸37，此軸是中空的，被分離物料從上端頂蓋經(jīng)進(jìn)料管5和此中空軸進(jìn)入并降到轉(zhuǎn)鼓內(nèi)腔的底部，轉(zhuǎn)鼓16的內(nèi)部包含有三部分，分別為初分離室、凝聚室和終分離室。初分離室設(shè)置在下部，包含初分離室離心葉輪葉片22和初分離室葉輪輪轂23，終分離室設(shè)置在上部，是由終分離室離心葉輪葉片17和終分離室葉輪輪轂18組成的，初、終分離室的構(gòu)造基本是相同的，其中的核心部件分離葉輪是由對(duì)稱于中心軸且每一片均按照一定的角度排列成放射狀的薄板構(gòu)成，葉輪的葉片是固定在葉輪插槽中，為防止高速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中所產(chǎn)生的離心力造成葉片松脫，需在葉輪表面纏繞一根一定寬度的鋼帶，將葉片更加牢靠地固定在插槽中。在初、終分離室之間設(shè)有凝聚室，其核心部件為凝聚器，它是由凝聚腔室內(nèi)筒壁20和凝聚腔室纏繞卷筒21組成。物料經(jīng)過(guò)初分離室的粗分離后進(jìn)入凝聚室。凝聚室中的凝聚器是分離機(jī)的核心部件，其與中心主軸37配合并通過(guò)鍵連接，凝聚器內(nèi)凝聚腔室纏繞卷筒21的結(jié)構(gòu)為薄鋼板卷制成的數(shù)十層至百余層重疊式旋轉(zhuǎn)筒，呈螺旋纏繞狀，鋼板卷筒上每一層都開(kāi)有固定間隔的小孔，以便于分離時(shí)油水通過(guò)凝聚，層板間隙較小但要確保均勻，用金屬板條定距并保證液體與轉(zhuǎn)鼓同步旋轉(zhuǎn)。定距條按上下順流方向排列，圓筒高速旋轉(zhuǎn)，不同密度和質(zhì)量的油和水在進(jìn)入凝聚室時(shí)有很大一部分在內(nèi)或外不同的卷筒中一邊在做向上的移動(dòng)，一邊在其中進(jìn)一步分離 。為了進(jìn)一步確保層板間有一定的空隙，原液通過(guò)這些薄薄的凝集板間隙時(shí), 先前在預(yù)備分離室中未曾分離、分散于水中的微小的油滴會(huì)朝轉(zhuǎn)軸中心方向浮起。上浮的小油滴與原液的流向同向并流。油滴是沿著浮起速度與原液流速合成的方向流動(dòng)，層板間的小油滴會(huì)朝著凝集板間隙向軸心一側(cè)集中, 從而凝集起來(lái), 形成較大的油滴。此外，油份經(jīng)常都以薄層狀態(tài)存在。該板被沖制成固定間距80-100毫米，直徑2-3毫米，高約0.7毫米的凸?fàn)羁?，卷筒重疊的層數(shù)為30-180層。

立式穹頂結(jié)構(gòu)向心凝聚型分離機(jī)機(jī)器頂部為一穹頂結(jié)構(gòu)，連接有穹頂收集封蓋6，該收集封蓋6的內(nèi)部被分割成上下二層腔室分別走輕液、重液，二層腔室不互通，各自有其排液口，即上一層腔室與輕液收集口1連接，而下一層腔室與重液收集口10連接，在穹頂封蓋的頂部，設(shè)置了一個(gè)擋液罩，輕液向心泵15和重液向心泵12分別為輕液向心泵和重液向心泵，在本機(jī)中分別起著提升輕液和重液向上揚(yáng)程的作用，其在機(jī)器中是隨機(jī)殼等一樣靜止固定的，不隨轉(zhuǎn)鼓16、中心主軸37及中間各種內(nèi)件和被分離處理物料進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。這些待分離物料是被高速旋轉(zhuǎn)帶啟并被帶進(jìn)吸入輕液向心泵15和重液向心泵12，從而將輕液和重液分開(kāi)。

輕液向心泵15的工作是靠其吸入口在由終分離室葉輪輪轂18和輕液導(dǎo)向蓋板14構(gòu)成的泵室內(nèi)進(jìn)行的；而重液向心泵12的工作是靠其吸入口在由轉(zhuǎn)鼓上蓋11和重液導(dǎo)向蓋板13構(gòu)成的泵室內(nèi)進(jìn)行的。為方便更換軸承專門設(shè)置了上軸承箱座4，軸承座內(nèi)裝入軸承后其內(nèi)外圈分別被壓緊螺母壓緊定位，為躲避翻蓋式穹頂收集封蓋6的接觸，壓緊上軸承箱座4采用的是沉頭內(nèi)六角螺栓。另外由轉(zhuǎn)鼓上蓋11和重液導(dǎo)向蓋板13以及轉(zhuǎn)鼓16等三件一起構(gòu)成了本機(jī)軸承9的內(nèi)圈的硬支撐，為防止提升上來(lái)的重液不被吸入到重液向心泵12中而從上部漏出，此處使用了機(jī)械密封，但這里機(jī)械密封的使用與其它地方不太一樣，因本機(jī)的重液向心泵12的泵體為靜止件，故與其接觸的通常為密封動(dòng)環(huán)的零件此時(shí)被改成為密封靜環(huán)，這其中還包括壓緊此密封靜環(huán)的彈簧，而通常位于靜環(huán)位置處的密封環(huán)及O形圈由于是靠轉(zhuǎn)鼓上蓋11壓緊的，故此密封環(huán)可被稱為密封動(dòng)環(huán)。

輕液、重液向心泵出口管道以及進(jìn)料管道采取整體加工和安裝的方法，保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。本機(jī)中，在轉(zhuǎn)鼓頂部，設(shè)置了一個(gè)擋液罩，安裝在終分離室葉輪的上部。

本機(jī)采用了一種向心泵結(jié)構(gòu)形式，通過(guò)其揚(yáng)程以提高輕、重液從分離機(jī)底部向上的高度，可使轉(zhuǎn)鼓結(jié)構(gòu)更緊湊，不僅省去了中間單裝輸液泵裝置，并可回收部分能量；而且也使生產(chǎn)場(chǎng)所變得潔凈；還可滿足被分離液體不與空氣接觸的特殊分離工藝的要求，如采用密閉與半密閉結(jié)構(gòu)。

向心泵的名稱實(shí)際上是相對(duì)于離心泵而起的稱謂，最大的不同在于泵輪不轉(zhuǎn)且間接固定在機(jī)體上，泵室回轉(zhuǎn)。在離心分離機(jī)中，液體已在轉(zhuǎn)鼓中加速，在泵室中使之同步回轉(zhuǎn)，在向心泵泵輪流道中轉(zhuǎn)能，具有小流量高揚(yáng)程的特點(diǎn)。向心泵技術(shù)在離心分離機(jī)中的應(yīng)用有其自身獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，也可以說(shuō)發(fā)揮著極大的作用。向心泵采用葉管式葉輪，葉輪是三維空間葉輪。當(dāng)泵軸帶動(dòng)葉管式葉輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，水流從葉輪最大半徑處進(jìn)入葉管、并沿著葉管作高速向心運(yùn)動(dòng)，水流從泵軸旋轉(zhuǎn)獲得動(dòng)能、在垂直方向得到提升，這就是向心泵的工作原理。

向心泵是專門用于輸送液體，可以是輕液輸出，也可以是重液輸出，或輕、重液都用向心泵輸出。因此，向心泵結(jié)構(gòu)在各種離心分離機(jī)中，均是整機(jī)的重要組成部分。向心泵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理是離心分離機(jī)能否正常運(yùn)行與使用的關(guān)鍵。

向心泵有固定在機(jī)殼上靜止不動(dòng)的葉輪，葉輪外緣浸沒(méi)在與轉(zhuǎn)鼓同步旋轉(zhuǎn)的分離液層內(nèi)﹐分離液由葉輪外緣進(jìn)入弧形流道，流至葉輪中心排液管排出。葉輪將旋轉(zhuǎn)液體的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓﹐降低了壓力損失。本機(jī)有輕液向心泵和重液向心泵，分別排出分離后的油和水。

本機(jī)軸承潤(rùn)滑既可采用油潤(rùn)滑，也可采用脂潤(rùn)滑，脂潤(rùn)滑實(shí)施起來(lái)比較簡(jiǎn)便，只須注入即可。油潤(rùn)滑潤(rùn)滑效果較好，對(duì)于高轉(zhuǎn)速的離心機(jī)在潤(rùn)滑的同時(shí)，還可帶走部分熱量，起到冷卻作用。由于該試驗(yàn)機(jī)轉(zhuǎn)速較高，故對(duì)其軸承采用循環(huán)潤(rùn)滑。潤(rùn)滑油箱為密閉式，在潤(rùn)滑油回游管線上有透氣孔，可使回油有效地返回油箱。為防止?jié)櫥陀蜏剡^(guò)高，在油箱上裝有冷卻器以降低潤(rùn)滑油溫度。

圖2是立式穹頂結(jié)構(gòu)向心凝聚型分離機(jī)工作原理及流程圖。此圖描述了本機(jī)分離過(guò)程中輕液所走的路徑是：a - b - c - e - f - g - k；還有重液所走的路徑為：a - b - c - d - h - m - n - o - p。

圖3是立式穹頂結(jié)構(gòu)向心凝聚型分離機(jī)上部穹頂結(jié)構(gòu)及向心泵剖視圖。該圖放大了機(jī)器上部，描繪了輕液向心泵與穹頂最上一層的聯(lián)系通道及其輕液出口，還有重液向心泵與穹頂下面一層的聯(lián)系通道及重液的最終出口。

圖4是初、終分離室中分離葉輪的結(jié)構(gòu)正視圖，從中可以看到初、終分離室中葉輪輪轂、葉片、纏繞鋼帶。

圖5是初、終分離室中分離葉輪的結(jié)構(gòu)俯視圖，從另一個(gè)側(cè)面可以看到初、終分離室中葉輪輪轂、葉片、纏繞鋼帶。

圖6是初、終分離室中分離葉輪的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖，圖中所標(biāo)注的A為初、終分離室葉輪輪轂，B為葉片，C為纏繞鋼帶。

圖7是本機(jī)凝聚器的結(jié)構(gòu)正視圖，凝聚器由薄鋼板纏繞卷制而成，各層之間加有定距條。

圖8是本機(jī)凝聚器的結(jié)構(gòu)俯視圖，凝聚器由薄鋼板纏繞卷制而成，各層之間加有定距條。