双向进料的碟式离心机

286 编辑：中冶有色技术网来源：中国船舶工业系统工程研究院

2023-12-04 11:46:38

权利要求书： 1.一种双向进料的碟式离心机，其特征在于，包括：进料口，所述进料口分为外层进料口和内层进料口；碟片分布从上到下依次为顶层碟片、上层碟片组、中间碟片、下层碟片组和底层碟片；还包括：转鼓、轻相向心泵、重相向心泵、轻相出口、重相出口和立轴；

其中，所述底层碟片、下层碟片、上层碟片均设有中性孔；所述中间碟片为无孔碟片；所述顶层碟片为腔体结构，在所述顶层碟片的下表面上设有中性孔；所述底层碟片、下层碟片、上层碟片和中间碟片内外径尺寸相同，在内径位置通过卡槽结构与分配器进行紧固连接；所述顶层碟片通过外径将下部四种碟片进行覆盖；所述外进料口与顶层碟片连通，通过中性孔实现与上层碟片组间隙的流通，内层进料口与分配器内部连通，通过转鼓内壁的导流，将流体导入底层碟片，并经中性孔流入下层碟片组间隙；所述中间碟片将上下两层碟片内的流体进行分隔，顶层碟片与转鼓之间的空间部分形成重相分离通道，该分离通道的顶部与重相向心泵连通，最终通过重相出口流出，分配器外壁与顶层碟片内壁直径形成轻相分离通道，该分离通道的顶部与轻相向心泵连通，最终通过轻相出口流出。

2.根据权利要求1所述的双向进料的碟式离心机，其特征在于，油水混合液分别通过外层进料口和内层进料口进入离心机内部，其中，外层进料口的混合液沿外层流道进入顶层碟片腔体，经顶层中性孔，进入上层碟片的间隙，内层进料口的混合液沿内层流道流经底层中性孔，进入下层碟片的间隙，内外层进料口进入的混合液在中间碟片进行分隔，通过内外两层进料结构分别连通下上两层碟片组，实现离心机内部碟片间隙流量的均匀分配。

3.根据权利要求2所述的双向进料的碟式离心机，其特征在于，所述碟片间隙内的混合液在碟片带动下，进行离心运动，最终在中性孔和附近形成稳定的油水分界面，重相水沿碟片向外径方向流动，通过重相分离通道进入重相向心泵。

4.根据权利要求3所述的双向进料的碟式离心机，其特征在于，所述向心泵为渐扩结构，能够将流体动能转化为压力势能，具备一定压力的重相水经过重相出口流出离心机。

5.根据权利要求4所述的双向进料的碟式离心机，其特征在于，轻相油沿碟片内径方向流动，通过轻相分离通道进入轻相向心泵，具备一定压力的轻相油沿轻相出口流出离心机。

6.根据权利要求5所述的双向进料的碟式离心机，其特征在于，所述顶层碟片为中空的腔体结构。

说明书：一种双向进料的碟式离心机技术领域[0001] 本发明涉及碟式离心机技术领域，尤其涉及一种双向进料的碟式离心机。背景技术[0002] 碟式离心机是利用离心作用下混合液中具有不同密度、互不相溶的轻、重液相和固相具有不同的沉降速度的原理，达到分离分层或使固体颗粒沉降的目的。由于其自动化

水平高、结构紧凑、体积小、分离效率高、连续作业能力强等特点，在石油化工、食品加工、医

药、运输、生物工程等领域得到广泛的应用。

[0003] 参见图1，现有碟式离心机从进料管7流入碟片底部空间，混合液通过中性孔6进入底层碟片8，向上进入碟片4空间，在离心力作用下重相被甩到转鼓6外缘，并沿重相流道3经

重相向心泵1，从重相出口10流出，轻相则沿碟片4向内径方向流动，沿轻相流道流经轻相向

心泵2将动能转化为压力势能，最终从轻相出口9流出。

[0004] 目前，现有技术中的碟式离心机均采用从碟片底部进料的方式，但该结构形式存在流量分配不均的问题，结合图1，由于混合液从碟片底部碟片8的中性孔流入，下层接近进

料口的碟片处理量很大，上层碟片分配的流量很小，据数值计算结果显示，对于一台包含

186层碟片的离心机，下层的50层约30％的碟片分配了约70％的处理量，这样导致下层碟片

负荷过重，上层碟片负荷较轻，而碟式离心机在设计时以各层碟片均匀分配流量的原则进

行计算，这使得实际工作过程与设计值偏离较大，不利于充分发挥碟片的分离效用，从而影

响碟式分离机的分离效率。

发明内容[0005] 为解决上述技术问题，本发明提出了一种双向进料的碟式离心机，通过将碟片束分为上下两层，对应上下两个进料孔进行混合液输送，在上下层碟片交界处采用一层无孔

碟片作为分界，防止上下流体的混合，使各个碟片均匀的分配流量，充分发挥多层碟片的分

离效用，从而提高碟式离心机的分离效率。

[0006] 一种双向进料的碟式离心机，包括：进料口，所述进料口分为外层进料口和内层进料口；碟片分布从上到下依次为顶层碟片、上层碟片组、中间碟片、下层碟片组和底层碟片；

还包括：转鼓、轻相向心泵、重相向心泵、轻相出口、重相出口和立轴；

[0007] 其中，所述底层碟片、下层碟片、上层碟片均设有中性孔；所述中间碟片为无孔碟片；所述顶层碟片为腔体结构，在所述顶层碟片的下表面上设有中性孔；所述底层碟片、下

层碟片、上层碟片和中间碟片内外径尺寸相同，在内径位置通过卡槽结构与分配器进行紧

固连接；所述顶层碟片通过外径将下部四种碟片进行覆盖；所述外进料口与顶层碟片连通，

通过中性孔实现与上层碟片组间隙的流通，内层进料口与分配器内部连通，通过转鼓内壁

的导流，将流体导入底层碟片，并经中性孔流入下层碟片组间隙；所述中间碟片将上下两层

碟片内的流体进行分隔，顶层碟片与转鼓之间的空间部分形成重相分离通道，该分离通道

的顶部与重相向心泵连通，最终通过重相出口流出，分配器外壁与顶层碟片内壁直径形成

轻相分离通道，该分离通道的顶部与轻相向心泵连通，最终通过轻相出口流出。

[0008] 优选地，油水混合液分别通过外层进料口和内层进料口进入离心机内部，其中，外层进料口的混合液沿外层流道进入顶层碟片腔体，经顶层中性孔，进入上层碟片的间隙，内

层进料口的混合液沿内层流道流经底层中性孔，进入下层碟片的间隙，内外层进料口进入

的混合液在中间碟片进行分隔，通过内外两层进料结构分别连通下上两层碟片组，实现离

心机内部碟片间隙流量的均匀分配。

[0009] 其中，所述碟片间隙内的混合液在碟片带动下，进行离心运动，最终在中性孔和附近形成稳定的油水分界面，重相水沿碟片向外径方向流动，通过重相分离通道进入重相向

心泵。

[0010] 优选地，所述向心泵为渐扩结构，能够将流体动能转化为压力势能，具备一定压力的重相水经过重相出口流出离心机。

[0011] 其中，轻相油沿碟片内径方向流动，通过轻相分离通道进入轻相向心泵，具备一定压力的轻相油沿轻相出口流出离心机。

[0012] 优选地，所述顶层碟片为中空的腔体结构。[0013] 本发明实施例提供的双向进料的碟式离心机，通过内外分层的进料结构连通上下两层碟片组，两层碟片在中间碟片处进行分隔，通过调节内外层进料口的尺寸调整内外层

进料量，从而实现对上下层碟片处理量的调节。可以减小下层碟片的工作负荷，提高上层碟

片的使用效率，使不同高度的碟片均匀分配流量，从而提高离心机整机的碟片工作效率。

附图说明[0014] 图1为现有技术中的一种碟式离心机的结构示意图；[0015] 图2为本发明实施例提供的一种双向进料的碟式离心机的结构示意图。具体实施方式[0016] 以下结合附图对本发明的具体实施方式作出详细说明。[0017] 本发明实施例提供了一种双向进料的碟式离心机，主要由外层进料口11、内层进料口12、顶层碟片16、上层碟片组17、中层碟片18、下层碟片组19、底层碟片20、转鼓25、轻相

向心泵15、重相向心泵14、轻相出口20、重相出口13、立轴29和其他附件组成。该碟式离心机

的结构参见图2所示。

[0018] 如图2所示，为一种双向进料的碟式离心机，其包括进料口，进料口分为外层进料口11和内层进料口12，碟片分布从上到下依次为顶层碟片16、上层碟片组17、中间碟片18、

下层碟片组19和底层碟片20，其中底层碟片、下层碟片、上层碟片均为带中性孔27碟片，中

间碟片为无孔碟片，顶层碟片为腔体结构，在其下表面上设有中性孔24，下部四种碟片内外

径尺寸相同，在内径位置通过卡槽结构与分配器26进行紧固连接，顶层碟片16通过较大的

外径将下部四种碟片进行覆盖，外进料口11与顶层碟片16连通，通过中性孔24实现与上层

碟片组17间隙的流通，内层进料口12与分配器26内部连通，通过转鼓25内壁的导流，将流体

导入底层碟片20，并经中性孔27流入下层碟片组19间隙，中间碟片18将上下两层碟片内的

流体进行分隔，顶层碟片16与转鼓25之间的空间部分形成重相分离通道22，该分离通道的

顶部与重相向心泵14连通，最终通过重相出口13流出，分配器26外壁与顶层碟片16内壁直

径形成轻相分离通道23，该分离通道的顶部与轻相向心泵15连通，最终通过轻相出口21流

出。

[0019] 下面以典型的油水分离工况对该型碟式离心机的使用流程进行介绍。先启动双向进料的碟式离心机，待该碟式离心机达到额定转速时，通过注水口向离心机内部注入自来

水，当重相出口出现水分溢流时，停止注水。

[0020] 油水混合液分别通过外层进料口11和内层进料口12进入离心机内部，其中外层进料口11的混合液沿外层流道进入顶层碟片16腔体，经顶层中性孔24，进入上层碟片16的间

隙，内层进料口12的混合液沿内层流道流经底层中性孔27，进入下层碟片19的间隙，内外层

进料口进入的混合液在中间碟片18进行分隔，通过内外两层进料结构分别连通下上两层碟

片组，实现离心机内部碟片间隙流量的均匀分配，减小下层碟片组19的工作负荷，提高上层

碟片组17的使用率，从而提高离心机碟片的工作效率。

[0021] 碟片间隙内的混合液在高速旋转的碟片带动下，进行离心运动，最终在中性孔27和24附近形成稳定的油水分界面28，重相水沿碟片向外径方向流动，通过重相分离通道22

进入重相向心泵14，向心泵为渐扩结构，能够将流体动能转化为压力势能，提高流体出口压

力，最终具备一定压力的重相水经过重相出口13流出离心机。

[0022] 轻相油沿碟片内径方向流动，通过轻相分离通道23进入轻相向心泵15，同样在其内部实现动能向压力势能的转化，具备一定压力的轻相油沿轻相出口21流出离心机。

[0023] 采用双向进料的方式，通过内外层进料口的分配、内外层进料空间的导流，上下层碟片组的均匀分配，使碟式离心机内部不同高度的碟片处理量相对均匀，减小下层碟片组

的工作负荷，提高上层碟片组的使用效率，从而提高碟式离心机的整机工作效率。

[0024] 本发明实施例提供的双向进料的碟式离心机，通过内外分层的进料结构连通上下两层碟片组，两层碟片在中间碟片处进行分隔，通过调节内外层进料口的尺寸调整内外层

进料量，从而实现对上下层碟片处理量的调节。可以减小下层碟片的工作负荷，提高上层碟

片的使用效率，使不同高度的碟片均匀分配流量，从而提高离心机整机的碟片工作效率。

[0025] 对于本领域技术人员而言，显然本发明实施例不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明实施例的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发

明实施例。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本

发明实施例的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同

要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明实施例内。

[0026] 不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统、装置或终端权利要求中陈述的多

个单元、模块或装置也可以由同一个单元、模块或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第

二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

[0027] 最后应说明的是，以上实施方式仅用以说明本发明实施例的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当

理解，可以对本发明实施例的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明实施例的技

术方案的精神和范围。