微正压气密封型翻袋式自动离心机

技术领域

本发明涉及离心领域，具体是微正压气密封型翻袋式自动离心机。

背景技术

翻袋式自动离心机(以下简称翻袋离心机)作为一种间歇式、离心过滤用、固液分离设备，具有密闭、自动卸料、无机械刮削、无残余滤饼、不破坏物料晶体形状、自动化程度高等优点，广泛应用于制药、化工、生物、食品等行业。

在实际生产中，翻袋离心机常需处理易燃、易爆、易挥发、有毒等特殊物料，如在化工行业的各类溶剂、含能材料等，处理该类危险物料时，需考虑如何改变离心机内的含氧量来提高离心机工作时的安全性，且对离心机内的密封性提出了极高的要求，因此离心机的结构亟待优化。

发明内容

为了避免和克服现有技术中存在的技术问题，本发明提供了微正压气密封型翻袋式自动离心机。本发明通过驱动轴部带动离心机内的离心组件旋转从而实现对物料的离心作业，并在离心机内填充非活性气体，以达到增压效果，使离心机内的氧气浓度降低，提高了离心作业时的安全性；离心机内增压处理的同时，也防止了外部空气进入离心机内；在离心机内已然是高压环境的基础上，向驱动轴与离心机外壳接触面间的间隙填充非活性气体增压处理，使驱动轴与离心机外壳接触面间间隙内的压强大于离心机内的压强，形成压强差，以防止离心机内的物料进入驱动轴的轴系内。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

微正压气密封型翻袋式自动离心机，包括密封的离心机，所述离心机内设置有离心组件，驱动轴部穿过离心机外壳并带动离心组件旋转，以实现对离心组件内物料的离心处理；所述离心机内设置有对其内部增压的第一增压部，所述离心机上还设置有对驱动轴部和离心机外壳接触面间的间隙增压的第二增压部，所述第一增压部和第二增压部均填充非活性气体增压，且驱动轴部和离心机外壳接触面间间隙内的压强大于离心机内的压强。

作为本发明进一步的方案：所述离心机外壳上设置有轴承座，轴承座内安装有支撑轴承以实现对驱动轴部的支撑固定；所述轴承座上开设有轴承腔进气口以向轴承腔内引入非活性气体实现增压过程，驱动轴部和离心机外壳接触面间的间隙与轴承腔相连通，所述轴承腔进气口即为第二增压部。

作为本发明再进一步的方案：所述轴承座与离心机内腔相连通的口部设置有迷宫密封，所述迷宫密封沿驱动轴部轴向呈阶梯式排布。

作为本发明再进一步的方案：所述离心组件包括推盘以及与推盘相配合转动的转鼓体，所述推盘与转鼓体二者同轴设置并围合形成离心腔；所述推盘包括前推盘、后推盘以及连接前推盘和后推盘的连杆,所述前推盘与转鼓体间隙配合且二者的接触面密封设置，且所述后推盘与转鼓体之间设置有连接二者的可翻转的滤布；

所述驱动轴部包括与转鼓体固定连接的驱动轴，还包括与后推盘固定连接的推盘轴；所述驱动轴为中空套管，所述推盘轴套设于驱动轴中，所述驱动轴和推盘轴在各自动力机构的作用下同步转动，且所述推盘轴还可在相应动力机构的作用下沿驱动轴轴向运动，从而将滤布翻转带出或带回转鼓体。

作为本发明再进一步的方案：推盘轴和驱动轴之间的间隙与轴承腔或外接的高压惰性气源相连通，所述推盘轴和驱动轴之间间隙内的压强大于离心机内的压强。

作为本发明再进一步的方案：所述推盘轴和驱动轴之间通过滑动轴承连接，所述推盘轴上设置有推盘轴密封部，以防止离心机内的物料进入推盘轴和驱动轴之间的间隙中，所述推盘轴密封部和滑动轴承之间围合形成隔离腔，所述驱动轴上开设有气道将隔离腔以及轴承腔相连通。

作为本发明再进一步的方案：所述离心机外壳呈敞口状，所述转鼓体与离心机外壳的开口部构成间隙配合且接触面密封设置，转鼓体与离心机外壳围合形成母液收集腔；所述离心机外壳上设置有吹扫口，对转鼓体与离心机外壳间密封面上粘结的物料进行吹扫处理；所述离心机外壳内于轴承座所在侧的壳壁上设置有与驱动轴同轴的挡水环。

作为本发明再进一步的方案：所述转鼓体与推盘均设置在密封的壳体内；离心作业时，所述转鼓体与推盘与壳体配合将壳体内腔一分为二，其中一侧为离心机，另一侧为滤饼收集腔，所述壳体即为离心机外壳；所述壳体上设置有进气口向离心机和滤饼收集腔内引入高压非活性气体，所述进气口即为第一增压部；所述非活性气体用于将离心机内的氧气浓度降至爆炸限值以下。

作为本发明再进一步的方案：与驱动轴同轴的进料管依次穿过壳体以及前推盘与离心腔相连通，从而向离心腔内引入悬浮液物料，所述进料管与前推盘的接触面密封设置；所述壳体内滤饼收集腔的底部设置有滤饼出口，滤饼出口通过出料阀控制启闭；所述壳体上设置有回收口，回收口与气体回收管一端相连，气体回收管的另一端与气液分离器的气相出口连通以回收非活性气体；所述气体回收管上设置有压力传感器。

作为本发明再进一步的方案：所述离心机上设置有气液分离器，气液分离器包括与离心机内母液收集腔相连通的筒体，所述筒体底部为通过出液阀控制启闭的锥形出液口，所述筒体的顶部设置有出气口将非活性气体排出回收；所述筒体上设置有气液进口，所述离心机上设置有与母液收集腔相连通的气液出口，所述气液出口沿远离离心机方向管口逐渐变窄，气液出口与气液进口相连通。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过驱动轴部带动离心机内的离心组件旋转从而实现对物料的离心作业，并在离心机内填充非活性气体，以达到增压效果，使离心机内的氧气浓度降低，提高了离心作业时的安全性；需要说明的是，只要离心机内的气压增强，氧气含量减少，离心机运行时的安全性就会得到提高。当然，所充入的非活性气体的量将离心机内的氧气浓度降至爆炸限值以下时，离心机的安全性能达到最优。离心机内增压处理的同时，也防止了外部空气进入离心机内；在离心机内已然是高压环境的基础上，向驱动轴部与离心机外壳接触面间的间隙填充非活性气体增压处理，使驱动轴部与离心机外壳接触面间间隙内的压强大于离心机内的压强，形成压强差，以防止离心机内的物料进入驱动轴部的轴系内；本发明中的非活性气体的主要功能是指既可以增强离心机内部以及离心机开口处的压强，又可以降低离心机内的氧气含量，且又不会与离心机内的物料发生反应。通常来说，本发明中的非活性气体优选惰性气体以及氮气。

2、本发明通过在离心机上设置轴承座，并在轴承座内安装支撑轴承以实现对驱动轴部的固定；通过轴承腔进气口向轴承腔中引入高压的非活性气体即可使高压的非活性气体流动到驱动轴与离心机外壳接触面的间隙内，实现增压过程；在轴承座与离心机内腔相连通的口部设置有迷宫密封，使迷宫密封沿驱动轴轴向阶梯排布，通过间隙变化产生逐级节流效应，达到最佳的密封效果。

3、本发明通过转鼓体以及推盘的配合，实现离心以及卸料的过程，二者围合即形成离心腔提供离心环境；通过动力机构的作用，使推盘轴带动推盘沿驱动轴轴向运动，将滤布带出或带回转鼓体，即可实现离心和卸料过程的切换。

4、本发明的驱动轴内部空心以提供推盘轴的安装环境；使推盘轴密封部和滑动轴承围合形成隔离腔，通过在驱动轴上开设气道，即可实现隔离腔与轴承腔的连通，从而将高压非活性气体引入推盘轴的轴系内，使推盘轴和驱动轴之间的间隙内处于高压状态，防止物料进入推盘轴的轴系内，防止物料与轴系摩擦发热，提高了离心过程的安全系数。

5、本发明在离心时转鼓体和推盘与壳体相配合，将壳体内腔一分为二，一侧为离心机，另一侧为滤饼收集腔，离心完成后即可直接将滤饼卸料到壳体内的滤饼收集腔中；滤饼收集腔内同样填充有非活性气体增压处理，以确保壳体内含氧量降至爆炸限值以下，提高了离心作业时的安全性。通过引入进料管，即可在离心作业的同时不断补充悬浮液物料，可长久不停机作业，提高了离心效率。

6、本发明通过设置吹扫口，对转鼓体与壳体接触面两侧的密封部位吹扫处理，吹去密封面上粘结的物料，以提高密封的使用寿命；挡水环的设置，对转鼓体甩出的母液起到阻挡作用，使母液可顺利流入母液收集腔中，防止母液撒落在后盖板上，对轴系间的密封造成压力。

7、本发明通过设置气液分离器，使其与母液收集腔相连通，母液收集腔内的母液甩入气液分离器后，受重力影响，母液向下流动，被收集或排出；母液中混杂的非活性气体，向上排出，并通过气体回收管重新回到壳体内，实现了非活性气体的循环利用，确保整个装置内保持在预定压强状态，也使非活性气体保持在平衡状态。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中的侧视图。

图3为卸料状态时本发明的结构示意图。

图4为图1中A处的放大示意图。

图5为图1中B处的放大示意图。

图中：1、出料阀；2、滤饼出口；3、滤饼收集腔；4、推盘；41、前推盘；42、后推盘；43、连杆；5、第一静密封；6、悬浮液物料；7、进料管；8、壳体；81、后盖板；9、回收口；10、气体回收管；11、进气口；12、第二静密封；13、锥形密封；14、转鼓体；15、滤布；16、挡水环；17、迷宫密封；171、第一径向曲折型迷宫密封；172、第二轴向直通型迷宫密封；173、第三径向曲折型迷宫密封；18、填料盘根；181、左填料盘根；182、右填料盘根；19、支撑轴承；20、轴承腔进气口；21、轴承座；22、双层油封；23、滤饼；24、母液收集腔；25、气道；26、滑动轴承；27、套管；28、隔离腔；29、压环；30、总进气口；31、压力传感器；32、气液分离器；321、筒体；3211、锥形出液口；3212、出液阀；322、气液进口；323、出气口；33、气液出口；34、吹扫口；35、驱动轴；36、推盘轴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～5，本发明实施例中，微正压气密封型翻袋式自动离心机，包括密封设置的壳体8，壳体8一侧开口，开口处通过后盖板81盖合密封。壳体8内设置有转鼓体14以及推盘4，推盘4前端和转鼓体14的前端间隙配合时，推盘4、转鼓体14、壳体8以及后盖板81共同围合形成离心机；推盘4包括前推盘41、后推盘42以及连接前推盘41和后推盘42的连杆43，推盘4与转鼓体14的接触面设置有第二静密封12以实现密封效果。第二静密封12材质为氟橡胶等各类橡胶或聚四氟乙烯PTFE，根据物料特性进行选择，形状优选为环状。

其中推盘4与转鼓体14围合形成离心腔，离心腔内设置有用于截留离心作业时固体残留物的滤布15，转鼓体14与壳体8以及后盖板811围合形成母液收集腔24。

壳体8内沿径向延伸形成环状的延伸段与转鼓体14的前端间隙配合，且接触面密封设置；优选为在转鼓体14和外壳8接触面的两侧设置锥形密封13以实现密封功能，两锥形密封13的尖端贴附在壳体8和转鼓体14的接触面上。同时外壳8上设置有吹扫口34，对两锥形密封13上粘结的物料进行吹扫处理。

滤布15的边缘固定在转鼓体14的前端，推盘4的推盘轴36所在端与滤布15布面固定连接。推盘4与滤布15配合以实现如下两种工作过程：

离心作业时，相应动力机构带动推盘轴36沿轴向运动，带动推盘4将滤布推入转鼓体14中，转鼓体14与推盘4在各自动力机构的作用下同步转动，悬浮液物料6在离心腔内离心，滤布15截留固体残留物以形成滤饼23，悬浮液物料6中的母液透过滤布15，并穿过转鼓体14上的孔洞，进入母液收集腔24中；

离心结束后，相应动力机构带动推盘轴36沿轴向运动，使推盘轴36以及推盘带动滤布15退离离心腔，使滤布15的内滤面翻转暴露在滤饼收集腔3中，滤饼23受重力落入滤饼收集腔3中。

壳体8内除离心机以外的区域均为滤饼收集腔3，壳体8上开设有两个进气口11分别与滤饼收集腔3以及母液收集腔24相连通，并向两个腔室内充入非活性气体，充入气体的压强保持在3-4KPa。本发明中的非活性气体的主要功能是指既可以增强离心机内部以及离心机开口处的压强，又可以降低离心机内的氧气含量，且又不会与离心机内的物料发生反应。通常来说，本发明中的非活性气体优选惰性气体以及氮气，通过不断填充非活性气体可将离心机内的氧气浓度降至爆炸限值以下。两个进气口11可通过总进气口30连通，从而同时充气，保持压强一致；两个进气口11亦可单独充气。

本发明中所述的高压，是指所充入的非活性气体的压强至少大于离心机正常工作时的离心机内部的压强，当然，所充入的非活性气体的压强可以根据实际生产情况确定。

转鼓体14通过驱动轴35驱动其旋转，推盘4通过推盘轴36驱动其旋转。驱动轴35与推盘轴36同轴设置，驱动轴35为中心套管供推盘轴36装入其中，推盘轴36的一端穿过轴腔与相应的动力机构相连。

后盖板81板身沿驱动轴35轴向延伸以形成轴承座21，轴承座21内安装有支撑轴承19以实现对驱动轴的支撑固定。支撑轴承19优选为两个，布置在轴承座21内左右两侧以形成双点支撑，两支撑轴承19与轴承座21围合形成轴承腔；实际工作过程中，支撑轴承19数量不限。

两支撑轴承19远离轴承腔的一侧均固定有双层油封22，双层油封22包括左油封和右油封，左油封和右油封的唇口彼此背对。

为了防止离心机内的物料进入轴承腔中，优选为在轴承座21上设置有轴承腔进气口20，从而向轴承腔内引入非活性气体，充入气体的压强保持在3～4KPa+0.2～0.5KPa，非活性气体同样优选为氮气；通过其他方式直接将高压非活性气体引入驱动轴35和外壳8接触面间的间隙中，可达到相同的密封效果。

为了提高密封效果，轴承座21与与离心机内腔相连通的口部设置有沿驱动轴35轴向阶梯式排布的迷宫密封17，迷宫密封17位于支撑轴承19和离心机之间。优选的实施例为，迷宫密封17包括沿远离离心机方向依次相连的第一径向曲折型迷宫密封171、第二轴向直通型迷宫密封172以及第三径向曲折型迷宫密封173。实际使用时，迷宫密封17数量不限。

推盘轴36和驱动轴35之间设置有滑动轴承26对推盘轴35支撑定位；推盘轴36与驱动轴35相邻离心机一侧的间隙内固定有填料盘根18以实现密封效果。

填料盘根18包括左填料盘根181以及右填料盘根182，左填料盘根181和右填料盘根182之间夹持固定有环绕推盘轴的套管27；右填料盘根182远离隔离腔28的一端与滑动轴承26抵接，左填料盘根181远离隔离腔28的一端通过压环29压紧固定。左填料盘根181、右填料盘根182以及套管27围合形成隔离腔28，驱动轴35上开设有气道25将隔离腔28以及轴承腔相连通，将高压的非活性气体引入推盘轴和驱动轴之间的间隙内。

实际使用过程中，填料盘根18更换为任意密封，使任意密封和滑动轴承26之间围合形成隔离腔28，使隔离腔28以及轴承腔相连通同样可行；或使隔离腔28与外部的高压惰性气源相连通同样可行。

与驱动轴35同轴的进料管7依次穿过壳体8以及前推盘41与离心腔相连通，从而向离心腔内引入悬浮液物料6，进料管7与前推盘41的接触面密封设置，通常设置第一静密封5密封。第1静密封5材质为氟橡胶等各类橡胶或聚四氟乙烯PTFE，根据物料特性进行选择，形状优选为环状。

壳体8内于轴承座21所在侧的壳壁上设置有与驱动轴35同轴的挡水环16，对母液起阻挡作用，防止其流到后盖板81上对密封结构造成影响。

壳体8内滤饼收集腔3的底部设置有滤饼出口2，滤饼出口2通过出料阀1控制启闭，在离心过程中出料阀1处于关闭状态；离心结束后，离心机内的滤饼排放到滤饼收集腔3内。

气液分离器32包括与离心机内母液收集腔24相连通的筒体321，筒体321为立式筒体，筒体321底部为通过出液阀3212控制启闭的锥形出液口3211，筒体321的顶部设置有出气口323将非活性气体排出回收；筒体321上沿切向设置有气液进口322，壳体8上沿切向设置有与母液收集腔24相连通的气液出口33，气液出口33沿远离离心机方向管口逐渐变窄，气液出口33与气液进口322相连通。

壳体8上设置有回收口9，回收口9与气体回收管10一端相连，气体回收管10的另一端与气液分离器32的出气口323相连以回收非活性气体；气体回收管10上设置有压力传感器31对压强进行实时监控，当壳体8内压强低于设定值时，进气口11自动补气；当压力传感器31感应到压力值达到设定值后，进气口11停止进气。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。