离心卸料式离心机的设计探究

余耀佳

摘要：离心力卸料离心机是一种新型高效的设备，其原理是利用未分离的物料在离心机锥型转鼓内受到的离心力进行卸料的自动连续卸料离心机。本文在分析卸料式离心机的主要技术特点以及存在的不足的基础上，提出了新的设计意见，并作了详细的阐述和分析。

中图分类号：TH39文献标识码：A文章编号：1672-3791(2011)04(a)-0000-00

发展到现在，离心机已有多种模式，包括立式和卧式、过滤和沉降、上卸料和下卸料、人工卸料和自动卸料。主要有：上悬式离心机、离心力卸料离心机、卧式活塞推料离心机、卧式刮刀卸料离心机、三足离心机、进动卸料离心机、振动卸料离心机、螺旋卸料离心机、管式离心机和碟式离心机等。

如何完善离心力卸料离心机对的技术特点，改进分离质量，更好地发挥离心力卸料离心机的强大功效，成为当前需要解决的一个问题。

1离心力卸料离心机及其特点

离心力卸料离心机又名锥篮离心机、惯性离心机。该机型是可移动过滤自动连续离心机中结构最简单的。其工作原理是：待分离的滤饼，在锥形转鼓中受到自身所受的离心力分力与筛网之间的摩擦力，从锥形转鼓小端沿筛网向大端移动，最终自动排除，是一种无卸料装置的自动连续卸料离心机。离心力卸料离心机适用于分离易过滤的含晶体悬浮液，可分离的粒直径可达到0.2mm及以上。当离心机的转鼓角度、运作转速、筛网间隙等参数确定之后，不同的物料和分离要求只适用于与之相对应的物料分离，因此使用范围会受到一定的限制。

早在1889年，西方国家已经依据惯性原理设计出类似的惯性离心机，但由于当时还未能生产出其所需要的筛网而没有得到推广。直到1956年，西德对此作出了改进，并把这款离心机正式应用于制糖工业。离心力卸料离心机经过几十年的发展，其技术性能和分离效果都有较大的提高，在某些领域中己逐渐取代其他结构复杂的离心机，并已广泛使用于制糖、精制盐、碳酸氰氨等产业中。

如上文所说，离心力卸料离心机并没有专门的卸料装置，而是利用未分离的物料在离心机锥型转鼓内受到的离心力分力实现自动连续卸料，因此它脱水效率高，能在较短停留时间内获得含湿量较低的滤饼，具有结构简单、制造快捷、维修便利、操作自动连续、处理物料量大、能耗与费用低等优点。但其也存在一些弱点，如滤液中含固体多；分离的物料质量不稳定，分离的固体含湿量高；对物料性质与浓度的要求高，适应性低；物料停留时间难以控制，易产生跑液；应用范围受到限制等。

2离心机分离质量的表现

衡量离心分离机分离性能的主要指标是分离因数。它体现了被分离物料在锥型转鼓内所受到的离心力与自身重力的比值，通常离心机的分离因数越大，分离效率越高，分离效果也越好。工业用离心分离机的分离因数一般在100～20000范围内，管式超速分离机的分离因数可高达61000，分析专用超速分离机的分离因数可高达600000。决定离心分离机分离性能的另一个指标是转鼓的工作面积，工作面积越大意味着处理能力也越大。针对离心力卸料离心机，其性能衡量有以下两个方面。

2.1渣的含液量大小

渣的含液量大小是评定离心力卸料离心机分离性能好坏的一个重要标准。通常要求离心机分离出来的固相（渣）含液量越小越好，然而离心力卸料离心机分离的固相含液量相对较高，如应用于化肥厂的立式离心力卸料离心机，其分离的固相含液量可达4%—5%甚至更高，往往使分离质量达不到标准。

2.2滤液中含固量多少

评价离心机分离质量好坏的另一个重要方面是分离的滤液中含固量多少，一般要求离心机分离的滤液含固量越少越好，如果单纯为了避免固相含液量偏高，而选用缝隙较大的筛网使渣的含液量降低，这祥就会导致滤液中含固量升高，分离质量也照样达不到标准。离心力卸料离心机分离的滤液中含固量相比其他离心机偏高，因此，要增强离心机的分离性能，必须同时满足以上两个方面的标准，此外，离心力卸料离心机分离质量高低还有其它方面的要求，如分离的渣颗粒大小等，这里就不赘述了。

综上所述，离心力卸料离心机是一种用于固液分离的通用设备。其分离效率与性能通常以滤渣含液量，以及滤液中的固相损失比率等来衡量。如果过滤的目标物属于滤液，通常用滤液澄清度表示其分离质量，它们呈负相关。分离效率与性能是反映离心力卸料离心机工作质量的重要性能指标，不断开发新技术、设计高效优质的离心机，可以直接为工业生产提供支持。因此，明确影响离心力卸料离心机分离质量的因素，也是至关重要的。经过分析，造成离心力卸料离心机分离质量差的原因是多方面的，如转鼓末端未能完全密封、物料在锥型转鼓内停留时间短、筛网密度选择不当等。

3新型离心力卸料离心机的设计建议

根据上文的分析，提高离心力卸料离心机分离性能的措施必须有针对性，要对不同的影响因素采取与之相对应的方法。

3.1选择筛网缝隙，降低滤液含固量

针对上文提到的滤液中含固量较多这一因素，主要与筛网缝隙有关，固相含湿量越低，筛网缝隙越大，细颗粒晶体就易从筛网缝隙漏入滤液中，从而使滤液含固量增多；而倘若筛网缝隙太小，细颗粒就易堵塞筛网缝隙，使固相脱水困难，以至固相湿含量增高，因此筛网缝隙的选择很关键，要严格根据悬浮液的物料性质进行选择。如根据悬浮液中固相颗粒的分布与大小，如果颗粒大，就选择大缝隙的筛网。同时还要考虑悬浮液的固液比，以及悬浮液的粘度等。此外，筛网的制造难易度和使用寿命也要考虑在内。建议在设计新型离心力卸料离心机时，使用金属条取代板孔网来焊制筛网，在使用过程中有既很少漏晶也不堵塞的优势,而且增加了使用寿命。

3.2改进转鼓结构，降低固相湿含量

关于物料在锥型转鼓内停留时间较短，分离出的固相湿含量高这一问题，除了选择合适的筛网之外，还可以通过设计更合理的锥型转鼓结构，提高物料在转鼓内停留的时间，从而降低固相物料湿含量的途径来改善。这方面已有一些专利资料，建议研制阶梯形转鼓，其转鼓分为三个台阶和四个锥段，不仅可以使物料在转鼓内停留时间提高将近两倍，而且一旦物料通过台阶时，就会松动滤渣层，更有利于脱水，经过实验，最终可以使固相物料湿含量降低1%至2%。

3.3转变密封方式，防止滤液外溢

影响离心机分离质量的另一个重要部分就是密封部分。转鼓大端密封的好坏程度直接影响分离固相的质量，目前国内大多采用迷宫密封，但是其结构比较复杂，制造与安装不是很方便，最终的密封效果也不理想。经过一段时间的改进，出现了不少新式密封结构，有些效果比较好。如仿迷宫式密封以及沉渣小室密封，能有效阻止滤液向滤渣泄漏。

4结论

通过以上分析与设计研究，离心力卸料离心机分离质量提高、分离时间有效缩短，实现了改进的目的。离心力卸料离心机是一种新型高效的设备，今后将在解决生产难题的同时创造更多的效益。

参考文献:

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