一种具有清网功能的磁悬浮驱动旋转振动筛

技术领域

本发明涉及固液分离设备技术领域，具体涉及一种具有清网功能的磁悬浮驱动旋转振动筛。

背景技术

钻井液振动筛是钻井泥浆净化系统的第一级固控设备，主要用于清除钻井液中的岩屑和其他有害固相颗粒，回收高成本的钻井液。现有技术的大部分振动筛采用激振电机产生激振力，选用长方形筛网，激振力合成对筛面形成一定轨迹，大颗粒固相在振动低端被清除，小尺寸固相和钻井液流经筛面重新进入循环系统。上述的大部分振动筛不足之处在于，筛网规律的运动形式使得颗粒所受惯性力保持不变，增加了筛堵和卡网的概率，如果单纯地增大振动频率和振幅，一定程度上增大了临界颗粒所受的惯性力，但筛面上物料对筛网的冲击增大，筛网的寿命会缩短。

而现有技术的旋转筛，还没有在钻井液技术领域进行成熟应用的，现有技术也不能针对钻井液的筛分，而兼顾高效工作和筛网清理。

本申请利用的旋转振动筛是模拟人工筛分形式的筛分装置，钻井液从筛盖进料并向筛网四周分散，钻井液及小颗粒通过筛网落下，伴随筛面摇摆运动，大颗粒向筛网边缘移动，上下振动幅度小，对筛网冲击小，相对于传统振动筛，具有较高的筛分效率。

发明内容

为了保证振动筛高效工作，同时兼顾筛网清理，本发明提供了一种具有清网功能的磁悬浮驱动旋转振动筛，摒弃激振电机和电机座配件，利用偏心驱动形式，结合磁悬浮技术，将驱动装置巧妙得安装在筛箱底部，结构设计更紧凑，同时驱动装置采用磁性有轨设计，使得筛箱运行更平稳，解决了现有钻井液振动筛筛网难清理的问题，能够有效对筛网进行清理，清理效率高、效果好，可连续作业，筛网使用寿命较长。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种具有清网功能的磁悬浮驱动旋转振动筛，其包括内设有多片筛网的上筛箱体、内设有通电螺线管的筛网驱动组件、内设有环形导向磁铁的磁悬浮驱动偏心块组件，通电螺线管带有内嵌电磁铁动块；磁悬浮驱动偏心块组件呈环形且筛网驱动组件位于环形中心，多片筛网呈辐射状分布，每片筛网设有用于铰接支撑震动棒的连接部件，多个支撑震动棒的底端铰接至筛网驱动组件的顶端，呈辐射状连接，筛网通过筛网驱动组件带动而相对于上筛箱体可同步收拢或展开，收拢或展开的方式呈伞状收缩与展开，利用通电螺线管产生电磁力，通过磁悬浮驱动偏心块组件驱动筛网驱动组件在竖直方向上作来回的上下移动，而筛网驱动组件带动筛网的连接部件，筛网随连接部件一起作向中心靠拢的收拢和向四周展开的运动，这样利用电磁铁充电和放电，进行筛网的水平方向来回移动，进而实现清理的效果。

在本发明较佳的实施例中，上述上筛箱体呈环状结构，且上筛箱体设置有从环状中心处呈辐射状连接在环状结构内侧的筛箱体安装骨架，连接部件为连接在筛网边缘的筛网扇形安装骨架，筛箱体安装骨架设有卡入筛网扇形安装骨架的滑槽，筛箱体安装骨架将上筛箱体的环内分隔为多个扇形区域，使得多个筛网收拢时，筛网和筛网扇形安装骨架一起将扇形区域填充而无缝隙，液体仅从筛网通过，这样便于从上筛箱体抽出筛网，直接抽出就能进行更换。

在本发明较佳的实施例中，上述筛箱体安装骨架设置有用于缓冲连接部件的缓冲连接部分，缓冲连接部分包括弹簧网和橡胶，橡胶设置在弹簧网的顶底两面，多个筛网收拢时，筛网扇形安装骨架压在弹簧网两侧并压缩弹簧网和橡胶，这样对筛网扇形安装骨架起到减震缓冲的作用。

在本发明较佳的实施例中，上述上筛箱体为组合呈环形结构的多个分离式结构，相邻分离式结构之间通过耳座螺栓连接组件连接，当旋转振动筛出现故障时可将四分一筛箱体，即分离式结构抽出进行检修故障，分离式结构包括上筛箱外壳和上筛箱内壳，将箱体的结构分为了内外两部分，有效的防止未过滤泥沙流入下层，而上筛箱外壳设置有抽放窗口，以供筛网插入或抽出上筛箱体，当筛网损坏，需要更换时，筛网可从上筛箱体外侧方便快捷抽取出来，便于更换筛网，上筛箱外壳和上筛箱内壳之间连接有缓冲连接部分，起到减震缓冲作用。

在本发明较佳的实施例中，上述筛网驱动组件包括支撑震动盘、光电套筒、内嵌电磁铁动块、直线滑动轴承，支撑震动盘和直线滑动轴承分别连接在光电套筒的顶底两端，通电螺线管的顶端连接在直线滑动轴承，通电螺线管的底端还设有散热风扇，为旋转振动筛提供了驱动力，同时运动限制在竖直方向，驱动过程更稳固。

在本发明较佳的实施例中，上述磁悬浮驱动偏心块组件还包括筛箱体支座、偏心块和导轨，筛箱体支座呈环形且底部凹设有环形槽，导轨呈环形且置于筛箱体支座的环形槽内，环形导向磁铁的环形外侧靠在导轨上，偏心块呈弧形且置于环形导向磁铁内侧并固定；利用长定子直线同步电机，即筛网驱动组件和磁悬浮驱动偏心块组件组成的结构，产生的电磁悬浮力、导向力和驱动力实现环形导向磁铁带动偏心块进行转动，达到偏心效果，引起震动。

在本发明较佳的实施例中，上述上筛箱外壳还设置有用于液体进入的进料口，进料口位于抽放窗口的上方，便于混有泥沙的液体进入旋转振动筛，上筛箱外壳的顶部还连接有筛盖，筛盖的顶部具有空气流通的通孔，保持内外空气流通。

在本发明较佳的实施例中，上述旋转振动筛还包括筛箱体底盖、橡胶弹簧和底座，底盖连接在筛箱体支座的底部，筛箱体底盖设置有液体通过的通孔，多根橡胶弹簧连接在筛箱体底盖和底座之间，使得旋转振动筛能够进行稳定的振动，进而对固液进行分离。

在本发明较佳的实施例中，上述旋转振动筛还包括下筛箱体，下筛箱体包括呈环形的外环和连接在环形内的框架结构，框架结构呈辐射状，在框架结构的辐射状中心处设置有轴承孔，筛网驱动组件置于轴承孔内并相对于下筛箱体可上下移动，将筛网驱动组件的运动限定在直线方向，类似直线轴承的作用，外环的底部设有环形空间，磁悬浮驱动偏心块组件置于环形空间内，而在下筛箱体的顶部设置有阶梯槽，上筛箱体坐于阶梯槽上，在阶梯槽上设置一圈橡胶进行密封，对旋转振动筛进行了严密的密封，避免液体泄漏。

在本发明较佳的实施例中，上述筛箱体安装骨架为筛箱体十字安装骨架，筛箱体十字安装骨架呈十字形，筛网、筛网扇形安装骨架和支撑震动棒分别设置有4个，筛网和扇形区域均呈1/4圆的扇形，通过4个分离式和辐射状的结构，同步进行收拢和展开，对筛网进行有效的清理，清理效果好。

本发明具有以下有益效果：

(1)筛分效率调节可控；(2)筛网更换以及清理，方便、快捷、省力；(3)筛箱体可分离抽出，方便维修检查；(4)筛网清理效率高，筛分效果好；(5)可连续作业、生产效益高；(6)维护保养简单方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。

图1为本发明具有清网功能的磁悬浮驱动旋转振动筛的爆炸示意图；

图2为本发明具有清网功能的磁悬浮驱动旋转振动筛的组合示意图；

图3为本发明上筛箱体的立体示意图；

图4为本发明上筛箱体的爆炸示意图；

图5为本发明缓冲连接部分的示意图；

图6为本发明缓冲连接部分的局部示意图；

图7为本发明筛网驱动组件的连接局部示意图；

图8为本发明筛网驱动组件的正视图；

图9为本发明磁悬浮驱动偏心块组件及其连接部件的立体图；

图10为本发明磁悬浮驱动偏心块组件及其连接部件的剖面图；

图标：1-筛盖；2-上筛箱体；3-下筛箱体；4-筛网驱动组件；5-磁悬浮驱动偏心块组件；6-筛箱体底盖；7-橡胶弹簧；8-底座；9-耳座螺栓连接组件；10-筛网；11-支撑震动棒；12-上筛箱外壳；13-上筛箱内壳；14-筛箱体十字安装骨架；15-缓冲连接部分；16-筛网扇形安装骨架；401-支撑震动盘；402-光电套筒；403-内嵌电磁铁动块；404-直线滑动轴承；405-通电螺线管；406-散热风扇；501-筛箱体支座；502-偏心块；503-导轨；504-环形导向磁铁；151-弹簧网；152-橡胶。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和表示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

实施例

请参照图1，一种具有清网功能的磁悬浮驱动旋转振动筛，其包括筛盖1、上筛箱体2、下筛箱体3、筛网驱动组件4、磁悬浮驱动偏心块组件5、筛箱体底盖6、橡胶弹簧7、底座8和耳座螺栓连接组件9，而上筛箱体2为4个分离式结构组合而成，分离式结构包括上筛箱外壳12和上筛箱内壳13，分离式结构内部设置有筛网10、支撑震动棒11、筛网扇形安装骨架16、筛箱体十字安装骨架14、缓冲连接部分15，筛网驱动组件4包括支撑震动盘401、光电套筒402、内嵌电磁铁动块403、直线滑动轴承404、通电螺线管405和散热风扇406，磁悬浮驱动偏心块组件5包括筛箱体支座501、偏心块502、导轨503和环形导向磁铁504，而缓冲连接部分15包括弹簧网151和橡胶152，筛网10底部设置的连接部件为筛网扇形安装骨架16，筛箱体安装骨架呈十字状；该结构利用通电螺线管405、内嵌电磁铁动块403产生电磁力，通过驱动磁悬浮驱动偏心块组件5进行转动，而磁悬浮驱动偏心块组件5由于偏心的设置产生了震动，而驱动筛网驱动组件4通过电磁铁充电放电产生上下移动的力，在竖直方向上作往复式的上下移动，进而筛网驱动组件4带动筛网10的连接部件，筛网10随连接部件一起作向中心靠拢的收拢和向四周展开的运动，这样利用电磁铁充电和放电，进行筛网10的收拢和展开来回移动，进而实现清理筛网10的效果。

请参照图2，本实施例的整体结构，从顶部至底部依次是：筛盖1、上筛箱体2、下筛箱体3、筛箱体底盖6、橡胶弹簧7和底座8，而筛网驱动组件4设置在下筛箱体3的中部，磁悬浮驱动偏心块组件5设置在下筛箱体3的内部；筛盖1的顶部呈向外凸出的弧形面，其中部设置有供空气流通的通孔，同样地，筛箱体底盖6也设置有通孔，以供液体通过，筛箱体底盖6的顶部边缘焊接固定至下筛箱体3的底部，筛箱体底盖6与下筛箱体3一起进行振荡，筛箱体底盖6的底部边缘设置有片状槽，而橡胶弹簧7的顶部嵌入在片状槽内，使得橡胶弹簧7连接在筛箱体底盖6的底部，而橡胶弹簧7的底端嵌入在底座8的顶部，橡胶弹簧7共设有8根，8根橡胶弹簧7连接在筛箱体底盖6和底座8之间，达到运行更平稳、结构更紧凑，使得旋转振动筛能够进行稳定的振动，进而对固液进行分离。

请参照图3和图4，上筛箱体2由4个分离式结构组成，4个分离式结构首尾拼接并在外侧通过耳座螺栓连接组件9连接固定，这样组合为环状结构，通过4个分离式结构便于拆卸，当旋转振动筛出现故障时可将1/4的上筛箱体2，即分离式结构抽出进行检修故障，分离式结构包括上筛箱外壳12和上筛箱内壳13，上筛箱内壳13位于上筛箱外壳12的内侧，而环状结构的顶部具有由上筛箱外壳12和上筛箱内壳13围绕一周形成的凹槽，而筛盖1的底部边缘处设置有环形的凸起，该凸起卡入凹槽内，使筛盖1和上筛箱体2匹配连接；上筛箱外壳12位于上筛箱内壳13的外侧，内外的分隔有效地防止未过滤泥沙流入下层，上筛箱外壳12和上筛箱内壳13之间通过设置缓冲连接部分15进行缓冲振动，在本实施例中，该处设置的弹簧网151两端分别焊接固定在上筛箱外壳12的内壁和上筛箱内壳13的外壁，而橡胶152呈片状且分别压在弹簧网151的两侧；上筛箱体2的相邻分离式结构的外侧，即相邻上筛箱外壳12的连接处固定设置有耳座螺栓连接组件9，本实施例中，在上述连接处的位置设置有耳座，耳座设有螺纹孔，通过螺栓将相邻的上筛箱外壳12连接固定成环状结构，上筛箱外壳12还设置有用于钻井液进入的进料口，该进料口由上筛箱外壳12的外壁向外延伸形成，而该进料口的内端穿过上筛箱内壳13连通至上筛箱内壳13的环形内侧，便于混有泥沙、钻屑的钻井液进入旋转振动筛，钻井液及小颗粒通过筛网10落下，伴随筛网10的筛面摇摆运动，大颗粒向筛网10边缘移动；上筛箱外壳12和上筛箱内壳13设置有抽放窗口，该抽放窗口连通至上筛箱内壳13的内部，上述的进料口位于抽放窗口的上方，抽放窗口的长度正好使筛网10插入后将筛网10两边抵住，而抽放窗口的宽度与筛网10的厚度相匹配，仅容一张筛网10通过，抽放窗口供筛网10插入或抽出上筛箱体2，当筛网10损坏，需要更换时，筛网10可从上筛箱体2外侧方便快捷抽取出来，直接抽出就能进行更换。

请参照图5和图6，上筛箱体2设置有从环状结构中心处呈辐射状连接在上筛箱内壳13内壁的筛箱体安装骨架，本实施例中筛箱体安装骨架为筛箱体十字安装骨架14，其呈十字形，筛箱体十字安装骨架14设有卡入筛网扇形安装骨架16的滑槽，筛箱体十字安装骨架14分为上下两片，该两片结构之间贴附设置有橡胶152，而橡胶152之间设置弹簧网151，弹簧网151的两侧正好用于抵靠筛网扇形安装骨架16，由于筛箱体十字安装骨架14的上下两片和其之间设置的弹簧网151和橡胶152，而形成了筛箱体十字安装骨架14在两侧凹设的滑槽，而筛网10收拢时，筛网扇形安装骨架16卡入滑槽内，弹簧网151和橡胶152组成了缓冲连接部分15，缓冲连接部分15沿筛箱体十字安装骨架14的十字各方向延伸，而缓冲连接部分15的端部设置为竖直方向，使得缓冲连接部分15在四个方向的端部向上弯曲呈L形，而位于端部的弹簧网151和橡胶152位于相邻的分离式结构之间，这样，4个分离式结构连接时，正好将弹簧网151和其侧面的两片橡胶152压住，有助于减震和缓冲；筛网10、筛网扇形安装骨架16和支撑震动棒11分别设置有4个，筛箱体十字安装骨架14将上筛箱体2的环内分隔为4个扇形区域，筛网10和扇形区域均呈1/4圆的扇形，每片筛网10底部边缘处卡入筛网扇形安装骨架16并焊接固定，筛网扇形安装骨架16由三根支架连接一体成型，其中两根支架互成90°，而第三根支架的两端分别连接上述两根支架，且第三根支架位于直角的靠内端，而上述的互成直角的两根支架内侧用于卡入筛网10，筛网10的扇形结构尖角的两边卡在上述支架的边缘并焊接固定，使得筛网10与筛网扇形安装骨架16固定，4片筛网10呈辐射状分布，筛网扇形安装骨架16的第三根支架底部凸设有用于铰接支撑震动棒11的顶端的铰接座，铰接座设置有铰接孔，利用销钉将支撑震动棒11与筛网扇形安装骨架16的铰接孔连接，而4个支撑震动棒11的底端呈辐射状铰接至筛网驱动组件4的顶端，筛网驱动组件4的顶端为支撑震动盘401，支撑震动盘401的边缘向四周凸设有四个U形座，且U形座设置有位置相对的对孔，使用销钉穿过支撑震动棒11的底端的销孔并连接至对孔，这样将支撑震动棒11与支撑震动盘401连接；而连接后，4个筛网10收拢时，筛网扇形安装骨架16压在弹簧网151两侧并压缩弹簧，这样对筛网扇形安装骨架16起到减震缓冲的作用，筛网10通过筛网驱动组件4带动而相对于上筛箱体2可同步收拢或展开，收拢或展开的方式呈伞状收缩与展开，通过筛网10和同步进行收拢和展开，对筛网10进行有效的清理，清理效果好，而4个筛网10收拢时，筛网10和筛网扇形安装骨架16一起将扇形区域填充而无缝隙，液体仅从筛网10通过。

本实施例的下筛箱体3为中部的框架结构和外环两部分组成，其框架结构且呈辐射状分布且具有5个支杆，该5个支杆连接在中心处形成辐射状，而各支杆的另一端与外环的环内壁连接固定，框架结构的中心处设置有从顶部向内凹设的轴承孔，外环呈环形，而框架结构与外环是一体成型的，筛网驱动组件4通过轴承孔置于轴承孔内并相对于下筛箱体3可上下移动，这样将筛网驱动组件4的运动限定在直线方向，类似直线轴承的作用，外环的底部向内凹设有环形空间，磁悬浮驱动偏心块组件5置于该环形空间内；在下筛箱体3的顶部，即外环的顶部边缘设置有阶梯槽，该阶梯槽的形状与上筛箱外壳12和上筛箱内壳13的底部相互匹配，使得上筛箱体2坐于阶梯槽上，在阶梯槽上设置一圈橡胶152进行密封，这样对旋转振动筛进行了严密的密封，避免液体泄漏。

请参照图7和图8，筛网驱动组件4置于下筛箱体3的框架结构的轴承孔内，其中，光电套筒402、直线滑动轴承404、内嵌电磁铁动块403、通电螺线管405和散热风扇406置于轴承孔内，而支撑震动盘401的底部靠在轴承孔的顶部，使得支撑震动盘401始终露出轴承孔，而支撑震动盘401通过其四周设置的U形座与支撑震动棒11连接，支撑震动盘401和直线滑动轴承404分别位于在光电套筒402的顶底两端，而光电套筒402呈环状，直线滑动轴承404的轴穿过光电套筒402的环状连接至支撑震动盘401，光电套筒402相对于直线滑动轴承404可转动，光电套筒402的外侧向外凸设有卡住轴承孔的杆状结构，这样光电套筒402和框架结构一起转动，通电螺线管405内设置内嵌电磁铁动块403，这样组成了电磁铁，而通电螺线管405的顶端连接在直线滑动轴承404，通电螺线管405的底端还设有散热风扇406，散热风扇406与通电螺线管405之间具有间隙，散热风扇406固定在轴承孔的底端，通电螺线管405、内嵌电磁铁动块403和直线滑动轴承404组成的结构为筛网10的收拢和展开提供了驱动力，同时运动限制在竖直方向，驱动过程更稳固。

请参照图9和图10，磁悬浮驱动偏心块组件5呈环形且筛网驱动组件4位于该环形的中心处，即筛网驱动组件4位于下筛箱体3的轴承孔内，而磁悬浮驱动偏心块组件5置于下筛箱体3底部的环形空间，筛箱体支座501置于该环形空间的靠外环位置，筛箱体支座501的底部凹设有环形槽，而偏心块502、导轨503和环形导向磁铁504位于该环形槽内，这样，筛箱体支座501将偏心块502、导轨503和环形导向磁铁504封在筛箱体底盖6的顶部，而筛箱体支座501的底部与筛箱体底盖6焊接固定，导轨503呈环形且置于筛箱体支座501的环形槽的靠外侧处，环形导向磁铁504的环形外侧靠在导轨503上，而导轨503的内侧向内凸设有条状结构，环形导向磁铁504的外侧设置有与条状结构相匹配的U形槽，这样导轨503与环形导向磁铁504相互卡住，不产生相对的上下移动，限制了自由度，这样环形导向磁铁504可在导轨503上相对于导轨503进行转动，而偏心块502呈弧形且置于环形导向磁铁504内侧，偏心块502与环形导向磁铁504贴附连接为一整体，而偏心块502的弧度小于1/2的圆，偏心块502的设置，使环形导向磁铁504在转动时产生不平衡的偏心力，导致了旋转振动筛的震动；该结构利用长定子直线同步电机，即筛网驱动组件4和磁悬浮驱动偏心块组件产生的电磁悬浮力、导向力和驱动力实现环形导向磁铁504带动偏心块502进行转动，达到偏心效果，引起震动。

综上所述，该发明通过进料口将液体导流至上筛箱体内，而通过筛网可抽出和插入进行更换，通过筛网驱动组件在轴承孔内运动而带动支撑震动棒，通过支撑震动棒带动筛网收拢和展开，进而进行筛网清理，而筛网驱动组件通过内嵌电磁铁动块和通电螺线管产生电磁力，通过环形导向磁铁的电磁力作用而转动，通过偏心块产生偏心力而震动，通过橡胶弹簧进行震动缓冲；该振动筛能够解决现有钻井液振动筛筛网难清理的问题，能够有效对筛网进行清理，清理效率高、效果好，可连续作业，使得筛网使用寿命较长。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不意味着这些实施例说明并描述了本发明的所有可能形式。本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。