離心卸料式離心機的設(shè)計探究

　　發(fā)展到現(xiàn)在，離心機已有多種模式，包括立式和臥式、過濾和沉降、上卸料和下卸料、人工卸料和自動卸料。主要有：上懸式離心機、離心力卸料離心機、臥式活塞推料離心機、臥式刮刀卸料離心機、三足離心機、進動卸料離心機、振動卸料離心機、螺旋卸料離心機、管式離心機和碟式離心機等。如何完善離心力卸料離心機對的技術(shù)特點，改進分離質(zhì)量，更好地發(fā)揮離心力卸料離心機的強大功效，成為當(dāng)前需要解決的一個問題。

　　1 離心力卸料離心機及其特點

　　離心力卸料離心機又名錐籃離心機、慣性離心機。該機型是可移動過濾自動連續(xù)離心機中結(jié)構(gòu)最簡單的。其工作原理是：待分離的濾餅，在錐形轉(zhuǎn)鼓中受到自身所受的離心力分力與篩網(wǎng)之間的摩擦力，從錐形轉(zhuǎn)鼓小端沿篩網(wǎng)向大端移動，最終自動排除，是一種無卸料裝置的自動連續(xù)卸料離心機。離心力卸料離心機適用于分離易過濾的含晶體懸浮液，可分離的粒直徑可達到0.2mm及以上。當(dāng)離心機的轉(zhuǎn)鼓角度、運作轉(zhuǎn)速、篩網(wǎng)間隙等參數(shù)確定之后，不同的物料和分離要求只適用于與之相對應(yīng)的物料分離，因此使用范圍會受到一定的限制。

　　早在1889年，西方國家已經(jīng)依據(jù)慣性原理設(shè)計出類似的慣性離心機，但由于當(dāng)時還未能生產(chǎn)出其所需要的篩網(wǎng)而沒有得到推廣。直到1956年,西德對此作出了改進，并把這款離心機正式應(yīng)用于制糖工業(yè)。離心力卸料離心機經(jīng)過幾十年的發(fā)展,其技術(shù)性能和分離效果都有較大的提高，在某些領(lǐng)域中己逐漸取代其他結(jié)構(gòu)復(fù)雜的離心機，并已廣泛使用于制糖、精制鹽、碳酸氰氨等產(chǎn)業(yè)中。

　　如上文所說，離心力卸料離心機并沒有專門的卸料裝置，而是利用未分離的物料在離心機錐型轉(zhuǎn)鼓內(nèi)受到的離心力分力實現(xiàn)自動連續(xù)卸料，因此它脫水效率高，能在較短停留時間內(nèi)獲得含濕量較低的濾餅，具有結(jié)構(gòu)簡單、制造快捷、維修便利、操作自動連續(xù)、處理物料量大、能耗與費用低等優(yōu)點。但其也存在一些弱點，如濾液中含固體多；分離的物料質(zhì)量不穩(wěn)定，分離的固體含濕量高；對物料性質(zhì)與濃度的要求高，適應(yīng)性低；物料停留時間難以控制，易產(chǎn)生跑液；應(yīng)用范圍受到限制等。

　　2 離心機分離質(zhì)量的表現(xiàn)

　　衡量離心分離機分離性能的主要指標(biāo)是分離因數(shù)。它體現(xiàn)了被分離物料在錐型轉(zhuǎn)鼓內(nèi)所受到的離心力與自身重力的比值，通常離心機的分離因數(shù)越大，分離效率越高，分離效果也越好。工業(yè)用離心分離機的分離因數(shù)一般在100～20000范圍內(nèi)，管式超速分離機的分離因數(shù)可高達61000，分析專用超速分離機的分離因數(shù)可高達600000。決定離心分離機分離性能的另一個指標(biāo)是轉(zhuǎn)鼓的工作面積，工作面積越大意味著處理能力也越大。針對離心力卸料離心機，其性能衡量有以下兩個方面。

　　2.1渣的含液量大小

　　渣的含液量大小是評定離心力卸料離心機分離性能好壞的一個重要標(biāo)準(zhǔn)。通常要求離心機分離出來的固相（渣）含液量越小越好，然而離心力卸料離心機分離的固相含液量相對較高，如應(yīng)用于化肥廠的立式離心力卸料離心機，其分離的固相含液量可達4%～5%甚至更高，往往使分離質(zhì)量達不到標(biāo)準(zhǔn)。

　　2.2濾液中含固量多少

　　評價離心機分離質(zhì)量好壞的另一個重要方面是分離的濾液中含固量多少，一般要求離心機分離的濾液含固量越少越好，如果單純?yōu)榱吮苊夤滔嗪毫科?，而選用縫隙較大的篩網(wǎng)使渣的含液量降低，這祥就會導(dǎo)致濾液中含固量升高，分離質(zhì)量也照樣達不到標(biāo)準(zhǔn)。離心力卸料離心機分離的濾液中含固量相比其他離心機偏高，因此，要增強離心機的分離性能，必須同時滿足以上兩個方面的標(biāo)準(zhǔn)，此外，離心力卸料離心機分離質(zhì)量高低還有其它方面的要求，如分離的渣顆粒大小等，這里就不贅述了。

　　綜上所述，離心力卸料離心機是一種用于固液分離的通用設(shè)備。其分離效率與性能通常以濾渣含液量，以及濾液中的固相損失比率等來衡量。如果過濾的目標(biāo)物屬于濾液，通常用濾液澄清度表示其分離質(zhì)量，它們呈負相關(guān)。分離效率與性能是反映離心力卸料離心機工作質(zhì)量的重要性能指標(biāo)，不斷開發(fā)新技術(shù)、設(shè)計高效優(yōu)質(zhì)的離心機，可以直接為工業(yè)生產(chǎn)提供支持。因此，明確影響離心力卸料離心機分離質(zhì)量的因素，也是至關(guān)重要的。經(jīng)過分析，造成離心力卸料離心機分離質(zhì)量差的原因是多方面的，如轉(zhuǎn)鼓末端未能完全密封、物料在錐型轉(zhuǎn)鼓內(nèi)停留時間短、篩網(wǎng)密度選擇不當(dāng)?shù)?。[Page]

　　3 新型離心力卸料離心機的設(shè)計建議

　　根據(jù)上文的分析，提高離心力卸料離心機分離性能的措施必須有針對性，要對不同的影響因素采取與之相對應(yīng)的方法。

　　3.1選擇篩網(wǎng)縫隙，降低濾液含固量

　　針對上文提到的濾液中含固量較多這一因素，主要與篩網(wǎng)縫隙有關(guān)，固相含濕量越低，篩網(wǎng)縫隙越大，細顆粒晶體就易從篩網(wǎng)縫隙漏入濾液中，從而使濾液含固量增多；而倘若篩網(wǎng)縫隙太小，細顆粒就易堵塞篩網(wǎng)縫隙，使固相脫水困難，以至固相濕含量增高，因此篩網(wǎng)縫隙的選擇很關(guān)鍵，要嚴格根據(jù)懸浮液的物料性質(zhì)進行選擇。如根據(jù)懸浮液中固相顆粒的分布與大小，如果顆粒大，就選擇大縫隙的篩網(wǎng)。同時還要考慮懸浮液的固液比，以及懸浮液的粘度等。此外，篩網(wǎng)的制造難易度和使用壽命也要考慮在內(nèi)。建議在設(shè)計新型離心力卸料離心機時，使用金屬條取代板孔網(wǎng)來焊制篩網(wǎng)，在使用過程中有既很少漏晶也不堵塞的優(yōu)勢，而且增加了使用壽命。

　　3.2改進轉(zhuǎn)鼓結(jié)構(gòu)，降低固相濕含量

　　關(guān)于物料在錐型轉(zhuǎn)鼓內(nèi)停留時間較短，分離出的固相濕含量高這一問題，除了選擇合適的篩網(wǎng)之外，還可以通過設(shè)計更合理的錐型轉(zhuǎn)鼓結(jié)構(gòu)，提高物料在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)停留的時間，從而降低固相物料濕含量的途徑來改善。這方面已有一些專利資料，建議研制階梯形轉(zhuǎn)鼓，其轉(zhuǎn)鼓分為三個臺階和四個錐段，不僅可以使物料在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)停留時間提高將近兩倍，而且一旦物料通過臺階時，就會松動濾渣層，更有利于脫水，經(jīng)過實驗，最終可以使固相物料濕含量降低1%～2%。

　　3.3轉(zhuǎn)變密封方式，防止濾液外溢

　　影響離心機分離質(zhì)量的另一個重要部分就是密封部分。轉(zhuǎn)鼓大端密封的好壞程度直接影響分離固相的質(zhì)量，目前國內(nèi)大多采用迷宮密封，但是其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造與安裝不是很方便，最終的密封效果也不理想。經(jīng)過一段時間的改進，出現(xiàn)了不少新式密封結(jié)構(gòu)，有些效果比較好。如仿迷宮式密封以及沉渣小室密封，能有效阻止濾液向濾渣泄漏。

　　4·結(jié)語

　　通過以上分析與設(shè)計研究，離心力卸料離心機分離質(zhì)量提高、分離時間有效縮短，實現(xiàn)了改進的目的。離心力卸料離心機是一種新型高效的設(shè)備，今后將在解決生產(chǎn)難題的同時創(chuàng)造更多的效益。