新型卧式螺旋卸料沉降离心机的设计与分析.pdf

3 结论 1 由于输送物体的液压差而产生的横向力 和倾倒力矩以及万向联轴器离心力的联合作用 使得定子截面出现较大的对角磨损 2 由于输送物体的压力差分布不均匀以及 万向联轴器的离心力作用产生的附加弯矩作用 使得磨损轴向分布呈喇叭状 3 研究表明 要解决定子磨损问题应该从 提高定子材料在湿磨粒磨损条件下的耐磨性的 角度考虑 参 考 文 献 1 梁肇基等 单螺杆泵定子磨损的分析及改善 措施 流体工程 1991 7 2 万邦烈 单螺杆式水力机械 山东 石油大学 出版社 1993 13 151 289 3 葛占玉等 单头单螺杆式水力机械螺杆 衬 套副的啮合理论及其作用力 石油大学学报 自然科学版 1990 5 33 4 T reloar L R G 橡胶弹性物理学 中译本 北 京 轻工业出版社 1957 杨兆春 102600北京市大兴县北京石油化工学院机械系 新型卧式螺旋卸料沉降离心机的设计与分析 鞍山钢铁学院 黄秋波 高兴岐 曾好平 摘 要 结合研究设计新型螺旋卸料沉降离心机的工作实践 阐述了目前工业生产 中较广泛应用的卧式螺旋卸料沉降离心机存在的缺点 提出了 零转差 螺旋卸料沉降离 心机的设想 并对研制成功的这种离心机的结构原理及特点进行了论述 关键词 卧螺离心机 零转差 结构 1 概述 1954年出现了螺旋卸料沉降离心机 由于 它独具连续操作 处理量大 单位产量耗电量较 少 适应性强等特点而得到了迅速发展 在四十 多年的发展中 结构 性能 参数变化很大 分离 质量 生产能力不断提高 应用范围更加广泛 在 离心机领域内一直占有重要地位 在各种国际展 览会上 各种各样的螺旋卸料离心机 是离心机 中最引人注目的机型 具有良好的发展前景 2 卧螺离心机存在的问题 如图1所示 卧螺离心机主要由柱 锥形转 鼓 螺旋推料器 差速器 传动装置 机壳和机座 等部件组成 图1 卧螺离心机 常用的卧螺离心机是逆流型的 结构原理如 图2所示 供给液从转筒的中央投入 流体的流 动方向和被分离的固体物质的流向相反 离心沉 降在转鼓壁上的固体颗粒被螺旋推料器反向推 送 在穿过澄清的分离液的过程中 通过冲击力 32 第27卷 第7期 流 体 机 械 收稿日期 1998 11 10 很强的原液输入口 由于悬浮液在这里进入液池 时引起液体飞溅 使已经沉降于鼓壁的微细颗粒 因搅动重新浮起 扩散 混合 所以影响分离效 率 1 图2 逆流式卧螺离心机原理 针对逆流式卧螺离心机存在的问题 我们根 据国外对卧螺离心机研究的最新发展趋势 于 1992年成功地试制了并流式卧螺离心机 并流 式卧螺离心机结构原理如图3所示 原液从转鼓 一端 圆柱端 投入 一边流向转鼓的中央 一边 离心沉降 分离出来的固体通过螺旋推料器与液 体朝同一方向传送 通过没有冲击流的圆柱转 鼓 再从锥鼓末端排出 分离液通过螺旋推料器 中央的排出管道回到圆柱转鼓端排出 由于原液 的入口由转鼓中央改为转鼓端部 消除了逆流式 的乱流区域 扩大了沉降面积 悬浮液在机内停 留时间增长 从而使分离效率得到提高 1 但该 机在用于含极细碳渣的悬浮液的澄清时 清液的 澄清度仍不能满足要求 可见 对固相颗粒较细 固液相比重差小的较难分离的物料 尤其是对分 离滤液澄清度要求较高的悬浮液 普通卧螺离心 机的分离效果并不理想 图3 并流式卧螺离心机原理 针对实际使用中存在的问题 通过资料分 析 实验机和实物的对比实验 找出了影响分离 效果的主要原因 为了适应难以分离或对清液澄 清度要求较高的物料分离 提出了 零转差 卧螺 离心机的设想 并在并流式卧螺离心机上改制成 功 3 零转差 卧螺离心机结构原理 图4 零转差并流式卧螺离心机的结构 螺旋卸料沉降式离心机是利用螺旋与转鼓 的转速差达到连续卸料的目的 但螺旋叶片对液 层的扰动 降低了澄清效果 实验证明 差转速越 大 澄清效果越差 所以 无论是并流式还是逆流 式卧螺离心机 由于螺旋与转鼓之间有相对运 动 进入转鼓的液体除沿转鼓轴向作层流运动 外 处于螺旋转鼓外壁处的液体还具有与螺旋一 样的相对于转鼓的角速度和轴向速度 2 螺旋的 搅动产生湍流 使已经沉降的粒子重新浮起 为 避免螺旋相对转鼓旋转 造成的不良效果 在现 有并流式卧螺离心机的基础上 对其结构进行了 部分改进设计 改进设计后的 零转差 卧螺离心 机如图4所示 主要由柱 锥形转鼓 螺旋推料 器 特制摆线针轮差速器 传动装置 机壳和机座 等部件组成 转鼓通过两端主轴承水平安装在机 座上 并通过连接盘与差速器针齿壳相连 螺旋 推料器的两端通过两个轴承同心安装在转鼓内 并通过外花键与差速器输出轴内花键相连 特制 差速器是将摆线针轮差速器与超越离合器制成 一体 其运动如图5所示 差速器的针齿壳通过 压盖与离合器的外套连接 差速器的输入轴与离 合器星轮用键连接 传动装置采用两种速比的带 传动 分别用主辅电动机驱动 主电动机通过带 传动带动差速器针齿壳 辅助电动机通过带传动 带动差速器输入轴 离合器的作用是当外套为主 动时 可带动星轮与其同速旋转 当星轮转速高 于外套转速时 外套与星轮自动脱开 各自以自 己的速度回转 这种离心机的工作方式是连续进 料 分离 排液与卸渣交替进行 供入悬浮液并进 42流 体 机 械 1999年7月 行固液分离过程中 采用 零转差 工作 辅助电 动机不开动 主电动机通过带传动带动差速器针 齿壳 通过离合器的作用使差速器整体旋转 如 图5所示 图5 特制差速器的运动 n4 d d n n1 n2 nH n3 n4 n5 n6 由 i H 45 n4 nH n5 nH z5 z4 得 n4 nH z4 n5 nH z5 当 n4 nH时 若使等式成立 则 n5 nH 即 n4 n5 n6 nH d d n 此时差转速 n n4 n6 0 由于差速器内部无相对运动 不起差速作 用 转鼓和螺旋叶片以相同的速度同向旋转 在 分离过程中 同时并连续进料和排出分离液 当 沉降在转鼓内的沉渣层积累到一定厚度时 停止 供料和排液 并在全速运转条件下起动辅助电动 机 通过另一套带传动带动差速器输入轴 即 n1 nH d d n 当 n1 n4时离合器自动脱开 n 4 nH n5 nH z5 z4 i H 45 n5 n4 nH i H 45 nH n n4 n6 n4 n4 nH i H 45 nH 1 i H 54 n4 i H 54 1 nH 1 z4 z5 d d n z4 z5 1 d d n 0 由于差速器的变速作用 螺旋以一定的差转 速 n滞后于转鼓同向旋转 从而将沉渣从转鼓 锥端出渣口卸出 这种结构的离心机 由于悬浮 液在分离和排液过程中 转鼓与螺旋叶片无相对 运动 液体沿螺旋通道流动时沿转鼓轴向作层流 运动 延长了液体在转鼓内的停留时间 避免已 经沉降的粒子重新浮起 分离效率显著提高 用 普通并流式卧螺离心机和同规格的 零转差 并 流式卧螺离心机在相同的条件下分离含碳渣的 悬浮液 将其澄清液再用白色滤纸过滤 从滤纸 颜色的明显差异证明 零转差 卧螺离心机分离 效果比同型号有转差卧螺离心机显著提高 这种 型式的离心机既可在 零转差 的条件下工作 也 可在定转差条件下工作 用于固相浓度很低的悬 浮液澄清时 用 零转差 和定转差交替工作 定 时卸渣 因为固相浓度很低 工作时间长 而且卸 渣时停止供料和排液 可以提高差转速 缩短排 渣时间 所以对生产能力影响很小 分离固相含 量小于5 的悬浮液 生产能力降低不超过 3 用于高浓度悬浮液固相浓缩时 则与普通 离心机一样应用定转差连续进料 分离和卸料 都能获得满意的分离效果 适应性更强 而且只 改变局部结构 技术上容易实现 不增加制造成 本 无论用于逆流式卧螺离心机还是并流式卧螺 离心机都能获得比原机型更理想的分离效果 而 且保留原机型的功能 由于定时卸料 减少了能 源消耗 零转差 卧螺离心机可以用较低的分离 因数得到与普通 逆流式 并流式 卧螺离心机完 全相同的分离效果 由于工作转速低 能耗 振 动 噪声大大降低 零件的使用寿命长 维修费用 低 适用范围同普通卧螺离心机一样 但更适用 于低浓度 难分离及固相颗粒较细的悬浮液的液 相澄清 4 应用实例 零转差 卧螺离心机在LWB350 950 N 并流式卧式螺旋卸料沉降离心机上改制成功 主 52 第27卷 第7期 流 体 机 械 要技术参数为 转鼓直径350mm 长径比2171 分离因数1650 转鼓转速2900r m in 螺旋差转 速35 处理能力 4m 3 h 主电动机功率11kW 辅 助电动机功率4kW 用改制前后的两种离心机 分离含碳渣的悬浮液 并将分离后的澄清液用白 色滤纸过滤 其结果后者分离效果明显提高 5 结论 1 零转差 卧螺离心机分离效率比同型号 的普通卧螺离心机显著提高 更适用于低浓度 难分离及固相颗粒较细的悬浮液的液相澄清 2 零转差 卧螺离心机可在普通卧螺离心 机上改制 技术上容易实现 参 考 文 献 1 KOTOBU KI2HUMBOLDT转筒式离心分离 机 KOTOBU KI技研工业株式会社 2 孙启才 金鼎五 离心机原理结构与设计计 算 机械工业出版社 1987 黄秋波 114002辽宁鞍山市铁东区南中华路49号鞍山钢铁 学院机械设计教研室 双风道旋风式微细粉分级机的设计和研制 山东建材学院 陶珍东 郑少华 刘福田 王金祥 匡 琦 摘 要 介绍了双风道旋风式微细粉分级机的结构特点和工作原理 并用碳化硅微 细粉进行了分级试验 试验结果表明 该分级机的分级效果令人满意 关键词 分级机 微细粉 分级 1 前言 随着许多行业对微细粉需求的日益迫切 自 80年代以来 微细粉分级机的开发研究异常活 跃 在已发表的文献中 微细粉分级机的类型就 其作用原理而言 可分为重力式 如A TP分级 机 离心式 又分为自由涡和强制涡二类 前者如 旋风式 DS型 LM C型等 后者如M S系列 M P 系列 A lplineM ikroplex型 A cucut型等 惯性 式 如有效碰撞式 V irtual I mpactor 叉流弯管 式 Cross Flow Classifier 射流式等主要类 型 1 其中旋风分离器由于结构简单 工作可靠 受到了越来越多的关注 小川明对旋风分离器的 分级性能进行了系统的研究和阐述 提出了用旋 风分离器进行微细分级的可行性 2 Svarovsky 曾用预分级机和旋风分离器组合的分级装置进 行了氧化铝粉的分级试验 并获得了切割粒径为 0155m 分级精度为d25 d75 0 33的效果 3 以 旋