沉降式离心机 【技术领域】
本发明涉及一种沉降式离心机，它用于将供给的物料分离为轻相和重相，包括围绕它的纵轴转动的细长转筒，所述转筒有分离室，在分离室中装设与转筒同轴的螺旋输送器，所述螺旋输送器包括主体，主体装有包括一个或几个螺旋片的螺杆和有沿着纵轴变化的标定传送速度，在螺旋输送器中有用于供给要分离物料的至少一个入口开孔的入口，和用于在螺旋输送器一端转筒中的重相的至少一个排放开孔，其中使螺旋输送器相对转筒转动以便将重相输送到重相的排放开孔，其中螺旋输送器装有定位在入口开孔和排放开孔之间的挡板，所述挡板将分离室分割成基本上圆筒形的分离部分和至少部分圆锥形的排放部分，重相的排放开孔定位在排放部分中，入口开孔定位在相对所述排放开孔挡板的相反一侧。
背景技术
从专利WO-A-97/22411号已知这类的沉降式离心机，它公开一种有形如肋地挡板的沉降式离心机。肋作为比螺杆有更大螺距的圈的一部分从螺旋圈的上游侧，从它的起始点以一定的轴向距离伸展到螺旋圈的下游侧。
专利US-A-3 934 792号公开一种沉降式离心机，它有挡板轴向从螺旋圈的上游侧伸展到邻近螺旋圈的下游侧。专利US-A-5 653 673号描述了相似的挡板。
专利US-A-3 885 734、US-A-4 245 777和US-A-4 381 849公开了围绕螺旋输送器切向伸展的各种挡板。
螺旋输送器的螺旋片或各个螺旋片限定相邻圈之间的通道，在沉降式离心机运行时物料经过该通道流入。挡板通常是一个部件挡住该通道的一部截面，与转筒的内壁有一定的距离。如果仅装设一个螺旋片，则形成围绕螺旋输送器主体缠绕的单个通道，和挡板仅包括单个部件。如果装设几个螺旋片，在它们之间将限定相似数目的通道，因此在每个通道中挡板将包括一个部件。
在沉降式离心机中重相和轻相的分离产生在分离部分内，如轻相可以是水和重相可以是待脱水的泥浆。通过螺杆将脱水的泥浆经过转筒传送到挡板，在挡板下，即在挡板和转筒的内壁之间，和传送到排放开孔，在那里比较干燥的泥浆离开离心机，挡板防止水或轻相到达重相的排放开孔。
为了获得最大可能的排水效率设计分离部分和螺杆部分。但是，刚好在挡板之前可能发生重相的堆积，部分是由于挡板造成的重相流通面积的节流，部分是由于圆锥形排放部分面积的减小，这就使分离部分中的分离过程并没有完成预定的路径，因此这必然带来较差的工艺经济性和较差的脱水，这些都是缺点。
【发明内容】
本发明的目的是克服这个问题。
按照本发明达到了这个目的，本发明中相对传送方向看在紧接挡板的上游，在分离部分和排放部分之间装设过渡部分，螺旋输送器在过渡部分中比紧接过渡部分前面的分离部分有更大的标定传送速度，通过螺距的改变获得螺杆标定传送速度从紧接过渡部分前面的分离部分中的标定传送速度变化到过渡部分中较高的标定传送速度。
对螺杆的标定传送速度应理解为这个速度，螺杆的给定部分将以这个速度输送重相而没有从螺杆的周围各部分来的扰动，如重相在下游的堆积。标定的传送速度以非线性的方式取决于螺杆的螺距，在螺距角相对切线方向近似为45°时速度最大。
按照本发明设计的螺杆将获得这样的效果，在排放部分重相的堆积将大为减轻，不然的话会产生问题。将挡板前的传送速度增加使重相拉成块状的风险减至最小，在这点上重相有粘结成饼的特性，这必然带来轻相会渗透到排放部分的风险，必须避免这样的情况产生，因为这相当于刚脱水的重相重新变湿。
螺距的变化可以是突变的，从结构的观点这很容易做到，但另外一种螺距的改变可以是渐进的。
在优选的实施例中螺杆在分离部分的螺距角相对切向是显著地小于45°，螺距从分离部分到过渡部分的变化是增加。这种增加优选地是40-80％。
在另一个实施例中螺杆在分离部分的螺距角相对切向是显著地大于45°，螺距从分离部分到过渡部分的变化是减小。
为了获得本发明的全部效果，朝挡板传送的重相应在挡板整个外周边的延伸部分上以增加的速度传送。因此，在挡板前至少在1/3×1/n圈上螺杆有较大的标定传送速度，优选地近似在2/3×1/n圈上，n是螺旋片数，如果只有一个螺旋片对应于过渡部分中螺距的轴向长度1/3，优选地是2/3，如果有几个螺旋片则对应于两个相邻圈之间的轴向距离。
在一个实施例中，挡板有轴向延伸，挡板轴向延伸的中心点被认为是排放部分和过渡部分的边界。
优选地将入口设置在过渡部分的上游在分离部分中。在这种方式消除由于速度的变化对入口流量的扰动引起湍流的风险。
在分离部分中可以在离开过渡部分的方向上增加螺距。以这种本身已知的方式补偿在离开入口和排放部分的方向上重相浓度的减小。
【附图说明】
下面通过各实施例的某些实例和参考附图将详细解释本发明，附图有：
图1是有点示意形式表示的已知沉降式离心机的纵向剖面图。离心机有带螺旋输送器的转筒，输送器有环形挡板盘，和
图2是本发明第一实施例中的螺旋输送器，
图3是按照第二实施例的螺旋输送器，和
图4是按照本发明的第三实施例中的螺旋输送器。
【具体实施方式】
图1中的沉降式离心机1有带分离室的中空转筒2，分离室中有螺旋输送器3，它有带螺杆的主体4，螺杆有螺旋片7缠绕好几圈。主体4基本上是圆筒形的和在其一端有圆锥部分5。在螺旋输送器3中装设要分离物料的入口开孔6，在转筒2中装设分离的重相的排放开孔14。如图中表示那样，将轻相12定位在最接近螺旋输送器的主体4处，而将重相13定位在转筒2的内侧。通过转筒上的排放侧面10取走轻相。通过螺杆的圈将重相输送到转筒圆锥端中的排放开孔14。该图表示挡板8是环形的盘，垂直于螺旋输送器的纵轴或轴向。
图2表示螺旋输送器3，它与图1中螺旋输送器一样装有环形盘形状的挡板8和入口开孔6。图2用虚线表示螺旋片7的螺旋圈的包络表面。该包络表面包括圆筒形部分15和圆锥形部分16。包络表面对应于带合适间隙的转筒形状，而螺旋输送器将安装在该转筒中。
将挡板8定位在圆锥部分16和圆筒部分15之间的过渡区附近，它将离心机或分离室基本上分割成圆筒形分离部分17和圆锥形排放部分18。但是，在该实施例中排放部分18包括圆筒部分15很短的一段。
螺旋圈的螺距沿着螺旋输送器3它的轴向20变化。因此有一点或在轴向位置21螺距的突变跳跃约58％。由于跳跃所造成的变化，位置21标志出在分离部分17和排放部分18之间的过渡部分19与分离部分17之间的分割线。
在该实施例中螺距从位置21到重相的排放开孔是不变的。
这个例子中在分离部分17内螺旋圈的螺距在轴向是减小的使得刚好在过渡部分19前面的螺距最小。入口6位于分离部分17中离过渡部分前面不远处。
图3表示有轴向伸展的挡板8的另一个实施例。螺旋输送器3的螺旋片7在位置21处有螺距的突变，从而使过渡部分19中的螺距大于分离部分17中的螺距。在分离部分17中螺距是不变的。由于挡板8是轴向延伸，所以考虑在过渡部分19和排放部分18之间的分割线位于挡板的轴向中心点23。因为位置21处于挡板开始点24的略为下游，所以位置21是在挡板中心点23之前稍为大于半个螺距处。在至今所描述的螺旋输送器中，螺旋片7的螺路等于在螺旋片7邻近圈之间形成的通道的轴向尺寸，在分离部分17中螺旋片7相对切向的螺距角基本上小于45°。
图4表示一个实施例，其中螺旋输送器3的螺杆有3个螺旋片7′，在分离部分17中它们相对切向的螺距角基本上大于45°。在轴向位置21′改变螺距，使螺距角改变到45°方向，从而使标定传送速度增加。
在位置21′从每个螺旋片7′伸出挡板部件8′，所述挡板部件作为比过渡部分19和排放部分18中螺旋片7′有更大螺距的圈的一部分伸展，但是因为有相同的转动方向使得挡板部件8′从螺旋片7′的下游侧表面26伸展到邻近螺旋片7′的上游侧表面27。在图4表示的实施例中，挡板部件8′与在分离部分中螺旋片7′有相同的螺距，但这并不是必需的。
挡板部分8′从位置21′伸出，并有小于90°(轴向方向)的螺距，在过渡部分19和排放部分18之间的分割线被指望位于挡板部件的轴向中心点23，对标定传送速度的跳变发生在过渡部分螺旋片上游的大于1/6处[1/2×1/3(3＝螺旋片数)]。对应于过渡部分中两个邻近螺旋片7′之间通道25轴向伸展的一半以上。
按照本发明的有螺旋输送器的离心机是以下述方式工作。
将要分离的物料，如含水泥浆，通过入口6送入到分离室中。泥浆流过螺旋圈的螺旋片7构成的通道25，或者由螺旋片7′构成的各个通道25，流向各图的左边。在它的路程中，重相沉淀，即泥浆，如在图1中所示。
由于螺旋输送器3相对转筒2的转动，它将沉淀的泥浆推向各图的右边(下游方向)。在分离部分15中泥浆被压缩直到轴向位置21。在这一点，泥浆形成粘结的相对较干的饼。
由于螺旋片7或各螺旋片7′的螺距改变，从位置21开始泥浆被加速。在图2的实施例中位置21被定位在螺旋圈7和挡板8的交叉点之前约2/3圈处，对应于位置21和螺旋圈螺距2/3处的点22或在这点上通道的轴向尺寸之间的轴向距离。在图3和4的实施例中，位置21被定位在挡板8或挡板部件8′轴向中心点23的上游，略为大于1/2通道25的轴向尺寸处。以这种方式使传送速度的改变点离挡板8、8′足够远，以便用增加的速度沿着整个挡板的外周边输送泥浆。
在挡板8的外周边和转筒2的内壁之间的空间是小于在点21处泥浆的厚度。在过渡部分19中增加的速度对这个差别给予一定程度的补偿。但是，补偿是略低于100％，因为100％或更大的补偿可能会带来如下的风险，泥浆饼会被拉成块状，可能导致轻相渗漏到挡板之下或通过挡板8。
增加的速度还补偿了转筒2在排放部分18中圆锥部分的横截面的减小。
这里已经描述了按照本发明各个螺旋输送器3的不同实施例，所述实施例有螺旋片数和螺距角和挡板类型的不同组合，应该理解在本发明的范畴内可以用任何方式组合特定的螺旋片螺距角和挡板类型。