一种新型进料方式的卧式螺旋离心机

1.本发明涉及卧式螺旋离心机待分离物料的进料系统，具体而言，涉及一种新型进料方式的卧式螺旋离心机。


背景技术：

2.卧式螺旋离心机是现代工业中常用的一种分离机械，用于分离混合相，比如固——液、液——固、固——液——液及液——液——固的分离，主要用于脱水、浓缩、分离、澄清、净化及固体颗粒分级等工艺过程。与其他分离机械相比，离心机不仅能得到含湿量低的固相和高纯度的液相，而且能够节省劳力、减轻劳动强度、改善劳动条件，并且具有连续运转、自动遥控、操作安全可靠和占地面积小等优点。
3.目前，卧式螺旋离心机应用已十分广泛，主要应用在石油、化工、食品、医药等行业，尤其在石油行业中，作为钻井液固控系统的重要组成部分，卧式螺旋离心机主要由高转速的转鼓、与转鼓转向相同且转速比转鼓略低的带空心转轴的螺旋推料器和差速器等部件组成，它的基本工作原理是：外壳内两个同心安装在主轴承上的旋转部件，外面是无孔转鼓，里面是带有螺旋叶片的推料器，电机带动转鼓及螺旋推料器以一定的差转速同向旋转，钻井液由进料口通过进料管输送到转鼓内部，由于受到离心力作用，较重的固相颗粒被甩到转鼓壁上沉积形成沉渣层，较轻的液相则形成内层液环，在转速差的作用下，固相沉渣由螺旋推送器不断推送至转鼓锥段末端，由排渣口排出机外，液相则通过大端溢流口溢流出机外，在工作过程中，进料、排液和排固连续进行。
4.但是，随着钻井工艺与新技术的高速发展，以及固控系统中各种新固控设备研发成功，随之对固控系统中离心机的工作能力以及处理能力提出了更高的要求，但目前由于待处理钻井液黏度高，造成钻井液在离心机内部流动性差，传送到转鼓上的钻井液，其速度存在一定的周向滞后，滞后现象越严重，导致沉降分离效率越低，进料扩散慢，物料分布不均等问题。同时，由于在钻井过程中钻井液的参数不断的变化，这就对离心机的适应性有很高的要求，但实际上，每一款离心机不可能满足所有的工况要求，离心机在处理泥浆都会有一定的缺陷，所以实际工作中就会出现一些问题，如处理量小、振动大、噪音大、分离效果不明显等等。离心机现场使用过程中产生的卸料堵塞问题、处理量偏小、振动大等都限制了离心机的应用与发展。
5.因此，为满足现场应用要求，通过提供一种新型的进料方式来解决上述问题。


技术实现要素：

6.为解决上述提出的问题，本发明提供一种新型进料方式的卧式螺旋机离心机，能够对进料进行导流及扩散加速，提高离心机分离效率，提高离心机对物料变化参数的适应性。一种新型进料方式的卧式螺旋离心机，其特征在于，包括有机座，机座顶部通过螺栓与外壳相连，机座右部设置有用于驱动转鼓转动的主电动机，转鼓分别与外壳和机座转动连接，转鼓内侧有螺旋推料器，转鼓直径较大的一侧周向等距离设置有溢流孔，转鼓直径较小
的一侧周向等距设置有出料孔，螺旋推料器设置有进料腔，螺旋推料器周向等距离设置有与进料腔连通的布料器，螺旋推料器转动设置有与进料腔连通的进料管，进料腔中靠近挡板设置有加速盘，加速盘周向等距的焊接有加速叶轮，机座左上部设置有副电动机，副电动机输出轴与差速器输入轴连接，差速器输出轴与螺旋推料器连接，机座左下部设置有加速电动机，加速电动机输出轴上固接有加速主动带轮，加速主动轮通过v带与加速从动轮连接，加速电动机通过带传动连接加速轴，加速轴右部轴端连接加速盘。
7.本发明一个较佳实施例中，所述的机座上设置有主电动机、副电动机、加速电动机，主电动机驱动转鼓同时带动差速器外壳旋转，副电动机连接差速器输入轴，加速电动机驱动加速装置转动。
8.本发明一个较佳实施例中，所述的加速电动机为减速电机，输出轴固接加速主动带轮，通过v带连接加速从动带轮。
9.本发明一个较佳实施例中，所述的加速从动带轮通过键固接在加速轴上，通过加速电动机驱动加速轴旋转。
10.本发明一个较佳实施例中，所述的加速轴为直轴，加速轴穿过差速器、螺旋推料器空腔，螺旋推料器空腔中隔板和挡板起到固定加速轴作用，加速轴右轴端焊接有加速盘。
11.本发明一个较佳实施例中，所述的加速盘为圆柱形，设置在进料腔靠近挡板处，加速盘直径与进料腔内径相等，长度与挡板一样，防止物料进入离心机其他部件。
12.本发明一个较佳实施例中，所述的进料腔设置在螺旋推料器空腔中，为圆柱体形状，物料通过进料管进入圆柱形进料腔再通过加速叶轮搅拌，经布料口向转鼓内扩散。
13.本发明一个较佳实施例中，所述的加速叶片为圆柱叶片，对物料径向加速效果较好，湍流强度也较小，加速叶轮焊接在加速盘上通过加速电动机驱动，提高离心机对物料参数变化的适应性，加速叶轮出口直径与进料腔内径一样大，增加扩散物料面积，加速叶轮入口直径比进料管大20～30mm，减小物料对加速叶轮冲蚀作用。
14.本发明一个较佳实施例中，所述的布料器为长条形，避免对加速后的流体产生较大的扰动。
15.本发明一个较佳实施例中，所述的进料管中通入的物料为钻井液。
16.与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：
17.本发明通过在卧式螺旋离心机进料腔中设置有加速叶轮，在物料通过进料管进入进料腔中，对物料进行导流及扩散加速，随着加速电动机的驱动，加速叶片对物料进行搅动，对物料进行均匀快速地扩散并增加物料的速度，加速物料的快速扩散，减小物料在到达转鼓时与转鼓的切向速差，使其能够快速达到转鼓速度，加快物料由轴向高速运动转变为径向高速运动，快速沉降，避免进料堵塞，减少进料产生的湍流，且加速叶轮周向对称布置，有利于改善物料在经布料器进入转鼓时的分布不均问题，减小离心机的振动问题，提高离心机实际分离效率。
18.本发明通过在卧式螺旋离心机机座上设置有加速电动机，由加速电动机驱动加速主动带轮转动，加速主动带轮通过v带连接驱动加速从动带轮转动，加速从动带轮固接在加速轴上，加速电动机驱动加速轴转动，加速轴通过转动连接加速盘旋转，加速盘上焊接有加速叶轮，加速叶轮可通过加速电动机来间接调节转速，对卧式螺旋离心机在不同工作情况下，可通过调节加速电动机来调节加速叶轮转速，改善加速叶轮与转鼓之间的速差，增加离
心机对不同工况下的适应能力，提高离心机对物料变化参数的适应性。
附图说明
19.构成本发明的一部分说明书附图用来提供对本发明的进一步理解。
20.图1是本发明的整体结构示意图。
21.图2是本发明的图1的a处局部放大图。
22.图3是本发明的加速装置侧视图。
23.图4是本发明的加速装置和加速电动机连接示意图。
24.图5是本发明的加速轴和轴承配合的局部结构示意图。
25.附图中各部件的标记如下：1、主电动机，2、机座，3、外壳，4、转鼓，5、螺旋推料器，6、差速器、7、副电动机，8、加速主动带轮，9、加速电动机，10、加速从动带轮，11、加速轴，12、进料腔，1201、加速叶轮，1202、加速盘，13、进料管，14、布料器，15、挡板，16、v带。
具体实施方式
26.下面，结合本发明实施例中的附图，对本发明进行具体详细阐述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实例，而不是全部的实例。在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有“左”、“右”、“左上”、“左下”、“内”、“外”、“长度”、“长”、“短”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述和简化描述，而不是为了指示或暗示的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。
27.一种新型进料方式的卧式螺旋离心机，如图1-图5所示，包括有机座2，机座2顶部通过螺栓连接有外壳3，机座2右部有通过螺栓安装的主电动机1，主电动机1为减速电机，主电动机1的输出轴固接有主电机皮带轮，通过皮带传动连接有转鼓皮带轮，主电动机1通过带传动驱动转鼓4转动，转鼓4与差速器6的外壳相连接，主电动机1驱动转鼓4旋转的同时也带动差速器6外壳的旋转，机座2左上部有通过螺栓安装的副电动机7，副电动机7为减速电机，副电动机7输出轴固接有副电机皮带轮，副电动机7通过皮带与差速器6输入轴相连，副电动机7通过传动装置驱动差速器6工作，差速器6输出轴与螺旋推料器5连接，差速器6工作使螺旋推料器5与转鼓4之间产生恒定的差转速，机座2左下部有通过螺栓安装有加速电动机9，加速电动机9输出轴固接有加速主动带轮10，加速主动带轮10通过v带16连接有加速从动带轮8，加速从动带轮8通过键安装在加速轴11左轴端，加速电动机9通过带传动驱动加速轴11旋转，加速轴11穿过差速器6和螺旋推料器5内部空腔，加速轴11穿过挡板15焊接有加速盘1202，螺旋推料器5中隔板和挡板15起到固定加速轴11作用，加速盘1202设置在进料腔12中靠近挡板15处，加速盘1202上焊接有加速叶轮1201，进料腔12设置在螺旋推料器5中，螺旋推料器5外侧套有转鼓4，转鼓4与机座2和外壳3转动连接，转鼓4直径较小一侧设有周向等距出料口，转鼓4直径较大一侧周向等距设置有溢流孔，螺旋推料器5周向等距设置有与进料腔12连通的布料器14，螺旋推料器5转动设置有与进料腔12连通的进料管13，转鼓4转动使物料产生离心力，因比重的不同，固体会率先与转鼓4接触并沉积在转鼓内壁形成沉渣层，液相则形成内层液环，随后螺旋推料器5将固体向右移动，经出料孔排出机外，而液体通过溢流孔流出机外。
28.进一步地，所述加速盘1202为圆柱形，设置在进料腔12靠近挡板14处，加速盘1202直径与进料腔12内径一样，加速盘1202长度与挡板14一样，保证物料在加速盘1202和进料腔之间流动，加速叶轮1201为圆柱叶片，保证物料有较好径向急速且较小的湍流强度，加速叶轮1201焊接在加速盘1202上，加速叶轮1201出口直径与进料腔12内径一样，增大物料扩散面积，加速叶轮1201入口直径比进料管13直径大20～30mm，减小物料对加速叶轮1201的冲蚀作用，加速叶轮1202至少设置6～8个才能保证较好的加速效果，具体数量由混合物种的类决定，加速叶轮1201的长度略短于进料腔12，保证物料在进料腔中有足够的空间加速，加速物料由高速的轴向运动转变为径向运动，加速叶轮1201长于布料器14，使得物料到达转鼓时较为均匀，布料器14设置为长条形，一般设置4～6个，避免产生扰动，加速叶轮1201在进料腔12中对物料进行导流及扩散加速，物料经预加速从布料器14较为均匀的排到转鼓4中。
29.进一步地，所述加速电动机9为减速电机，加速电动机9输出轴固接有加速主动带轮10，加速主动带轮10通过v带16连接加速从动带轮8，加速从动带轮8通过键安装在加速轴11上，加速轴11设置为直轴圆柱形，加速轴11穿过差速器6和螺旋推料器5空腔，螺旋推料器5中隔板和挡板15起到固定加速轴11的作用，加速轴11右轴端焊接有加速盘1202，加速盘1202上焊接有加速叶轮1201，通过加速电动机9来驱动加速叶轮1201对物料进行搅动，对物料进行均匀快速地扩散并增加物料的速度，通过调节加速电动机9独立控制加速叶轮1201，改善加速叶轮与转鼓之间的速差，增加离心机对不同工况下的适应能力，提高离心机对物料变化参数的适应性。
30.进一步地，所述加速物料扩散的卧式螺旋离心机的进料管13穿过隔板伸入进料腔12中，因此隔板起到固定进料管的作用，在主电动机1驱动转鼓4沿高速轴向旋转的同时带动差速器6外壳的转动，副电动机7通过传动装置驱动差速器6，差速器6输出轴按一定的差速输出扭矩到螺旋推料器5，使得螺旋推料器5与转鼓4存在一定的转速差，加速电动机9通过带传动驱动加速轴11转动，加速轴11同时带动加速盘1202和加速叶轮1201的转动，通过加速电动机9独立调控加速叶轮1201转动，物料由进料口通过进料管13输送到进料腔12内部，加速叶轮1201通过加速电动机9驱动，在进料腔12中对物料进行搅动，物料进行均匀快速地扩散并增加物料的速度，物料经过一定时间的转动加速后，物料从高速轴向运动转变为径向运动，通过加速叶轮1201加速到与转鼓4的速度同步时，物料经布料器14排出，并分成几股液流快速均匀地分布到转鼓4分离区，由于受到离心力作用，较重的固相颗粒被甩到转鼓4内壁上沉积形成沉渣层，较轻的液相则形成内层液环，在转速差的作用下，固相沉渣由螺旋推送器5不断推送至转鼓4锥段末端，由排渣口排出机外，液相则通过大端溢流口溢流出机外。
31.以上所述的实例属于示意性，并非对本发明的限制性，本领域的普通技术人员在不脱离本发明说明书及附图内容所作的结构或等效结构，均包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种新型进料方式的卧式螺旋离心机，其特征在于，包括有机座(2)，机座(2)顶部通过螺栓与外壳(3)相连，机座(2)右部设置有用于驱动转鼓(4)转动的主电动机(1)，转鼓(4)分别与外壳(3)和机座(2)转动连接，转鼓(4)内侧有螺旋推料器(5)，转鼓(4)直径较大的一侧周向等距离设置有溢流孔，转鼓(4)直径较小的一侧周向等距设置有出料孔，螺旋推料器(5)设置有进料腔(12)，螺旋推料器(5)周向等离设置有与进料腔(12)连通的布料器(14)，螺旋推料器(5)转动设置有与进料腔(12)连通的进料管(13)，进料腔(12)中靠近挡板(15)设置有加速盘(1202)，加速盘(1202)周向等距的焊接有加速叶轮(1201)，机座(2)左上部设置有副电动机(7)，副电动机(7)输出轴与差速器(6)输入轴连接，差速器(6)输出轴与螺旋推料器(5)连接，机座(2)左下部设置有加速电动机(9)，加速电动机(9)输出轴固接有加速主动带轮(10)，加速主动带轮(10)通过v带(16)与加速从动带轮(8)连接，加速从动带轮(8)安装在加速轴(11)上，加速电动机(9)通过带传动连接加速轴(11)，加速轴(11)右部轴端连接加速盘(1202)。2.根据权利要求1所述的新型进料方式的卧式螺旋离心机，其特征在于，所述的机座(2)上设置有主电动机(1)，副电动机(7)，加速电动机(9)。3.根据权利要求1所述的新型进料方式的卧式螺旋离心机，其特征在于，所述的加速电动机(9)为减速电机，输出轴固接加速主动带轮(10)，通过v带(16)连接加速从动带轮(8)。4.根据权利要求1所述的新型进料方式的卧式螺旋离心机，其特征在于，所述的加速从动带轮(8)通过键固接在加速轴(11)上，通过加速电动机(9)驱动加速轴(11)旋转。5.根据权利要求1所述的新型进料方式的卧式螺旋离心机，其特征在于，所述的加速轴(11)为直轴，加速轴(11)穿过差速器(6)、螺旋推料器(5)空腔，螺旋推料器(5)空腔中隔板和挡板(15)起到固定加速轴(11)作用，加速轴(11)右轴端焊接有加速盘(1201)。6.根据权利要求1所述的新型进料方式的卧式螺旋离心机，其特征在于，所述的加速盘(1201)为圆柱形，设置在进料腔(12)靠近挡板(15)处，加速盘(1201)直径与进料腔(12)内径相等，长度与挡板(15)一样。7.根据权利要求1所述的新型进料方式的卧式螺旋离心机，其特征在于，所述的进料腔(12)设置在螺旋推料器(5)空腔中，为圆柱体形状，物料通过进料管(13)进入圆柱形进料腔(12)再通过加速叶轮(1201)搅拌，经布料器(14)向转鼓(4)内扩散。8.根据权利要求1所述的新型进料方式的卧式螺旋离心机，其特征在于，所述的加速叶轮(1201)为圆柱叶片，加速叶轮(1201)焊接在加速盘(1202)上通过加速电动机(9)驱动，加速叶轮(1201)出口直径与进料腔(12)内径一样大，增加扩散物料面积，加速叶轮(1201)入口直径比进料管(13)大20～30mm，减小物料对加速叶轮(1201)冲蚀作用。9.根据权利要求1所述的新型进料方式的卧式螺旋离心机，其特征在于，所述的布料器(14)为长条形，避免对加速后物料产生较大的扰动。10.根据权利要求1所述的新型进料方式的卧式螺旋离心机，其特征在于，所述的进料管(13)中通入的物料为钻井液。

技术总结
本发明提供一种新型进料方式的卧式螺旋离心机。其中包括有机座，机座通过螺栓连接外壳，机座设置有主电动机，主电动机驱动转鼓旋转同时带动差速器外壳转动，转鼓内侧有螺旋推料器，螺旋推料器周向设置有布料器，螺旋推料器设置有与进料腔相连通的进料管，机座设置有加速电机，加速电机驱动加速轴，同时带动加速盘旋转，加速盘设置在进料腔靠近挡板处，加速盘上设置有加速叶轮，机座设置有副电动机，副电动机连接差速器输入轴，差速器输出轴连接螺旋体。本发明通过加速电动机驱动加速装置，将进入物料提前旋转加速，加快物料的分散，减小物料速度的周向滞后，改善物料分布不均，提高离心机的实际分离效率，提高离心机对物料参数变化的适应性。变化的适应性。变化的适应性。


技术研发人员：刘洪斌 吴俊
受保护的技术使用者：西南石油大学
技术研发日：2023.05.18
技术公布日：2023/8/16