關(guān)于DPF碟式分離機(jī)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)和淺析

(青島高校重工機(jī)械制造有限公司 山東 青島 266106)

一、概述

碟式分離機(jī)是是一種多功能、高效率的薄層分離機(jī)械。碟片與碟片之間留有很小的間隙，懸浮液通過(guò)中心的進(jìn)料管進(jìn)入到轉(zhuǎn)鼓當(dāng)中，當(dāng)物料經(jīng)過(guò)碟片的間隙時(shí)，固體顆粒通過(guò)離心機(jī)的作用落到碟片上成為沉渣。沉渣通過(guò)碟片表面而脫離碟片，最終沉渣積聚到轉(zhuǎn)鼓內(nèi)直徑最大的位置，分離出來(lái)的液體經(jīng)過(guò)出液口流出轉(zhuǎn)鼓。上述的碟片是指轉(zhuǎn)鼓內(nèi)一組套疊在一起的蝶形零件，其作用是為了縮短固體顆粒的沉落距離和擴(kuò)大沉降的面積，進(jìn)而大大的提高離心機(jī)的工作效率。碟式分離機(jī)的轉(zhuǎn)速高，分離因數(shù)可達(dá)4000-10000，當(dāng)量沉降面積大，可以達(dá)到3萬(wàn)-30萬(wàn)平方米之間，甚至更高[1]。因此碟式分離機(jī)具有體積小，生產(chǎn)能力大，分離效果好等特點(diǎn)，這是其它分離設(shè)備無(wú)法替代的。

本公司生產(chǎn)的碟式離心機(jī)主要適用于部分糧食粉精制工段的初級(jí)分離、淀粉洗滌、預(yù)濃縮或中間濃縮，同時(shí)，也可以用在固體顆粒組成的懸浮液和密度相近的乳濁液。

二、分離機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理

分離機(jī)主要由基礎(chǔ)部件、液壓部件、動(dòng)力部件、傳動(dòng)部件、轉(zhuǎn)鼓部件、機(jī)殼部件六大部件組成，如圖1所示。液壓部件的液壓缸可轉(zhuǎn)動(dòng)橫梁，底座推動(dòng)支柱和機(jī)殼。液壓推動(dòng)式支柱可以提升轉(zhuǎn)鼓部件，安裝和維修極為方便；分離機(jī)經(jīng)過(guò)出料管，分離機(jī)轉(zhuǎn)鼓底部裝配回流葉輪，使得組成內(nèi)循環(huán)的整個(gè)系統(tǒng)。本機(jī)構(gòu)通過(guò)蝶閥進(jìn)而控制和調(diào)節(jié)其濃度和質(zhì)量。因?yàn)槲锪显跈C(jī)械運(yùn)行過(guò)程中受到強(qiáng)烈沖攪，避免物料的壓實(shí)，進(jìn)而排料順暢，同時(shí)，大口徑噴嘴也能夠改善堵塞問(wèn)題。即使噴嘴堵塞，對(duì)回流管路注入高壓水進(jìn)行清洗，使得清洗更加方便。轉(zhuǎn)鼓軸與主軸通過(guò)錐面張緊聯(lián)接，機(jī)構(gòu)通過(guò)防松裝置促進(jìn)轉(zhuǎn)鼓的平穩(wěn)工作。另外，皮帶的張緊裝置和主動(dòng)軸的減震消除過(guò)大的振動(dòng)，保證整個(gè)機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)行。軸承通過(guò)可調(diào)的油速對(duì)其進(jìn)行連續(xù)供油方法潤(rùn)滑。

圖1 分離機(jī)主要結(jié)構(gòu)示意圖

分離機(jī)在工作的過(guò)程中，物料由轉(zhuǎn)鼓頂部進(jìn)入物料管，通過(guò)分配進(jìn)入碟片組。由于物料之間的比重不同，物料在離心機(jī)作用下分成兩組，物料重的沿碟片下表面移動(dòng)，通過(guò)噴嘴連續(xù)噴出，之后進(jìn)入蝸殼形成底流。之后一部分排出，另一部分返回轉(zhuǎn)鼓，從而增加底流濃度。物料輕的沿碟片向轉(zhuǎn)鼓中心流動(dòng)，然后排出后形成頂流，整個(gè)過(guò)程便是物料的濃縮分離。

三、DPF碟式分離機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)改進(jìn)

該結(jié)構(gòu)設(shè)有直徑五種孔徑的噴嘴，安裝數(shù)量為30個(gè)?？蛻?hù)能夠1根據(jù)所需選擇一組或兩組混合機(jī)使用。轉(zhuǎn)鼓體安置29寸、23.630寸、三組碟片束，碟片的數(shù)量80多片，這些可以提高物料的沉降面積，進(jìn)而提升機(jī)構(gòu)的工作效率。因?yàn)榈g隙小，能夠?qū)崿F(xiàn)流動(dòng)的穩(wěn)定性，確保分離效果。對(duì)于分離機(jī)要選擇合適噴嘴數(shù)目和孔徑。為了防止分離機(jī)的堵塞，進(jìn)機(jī)器的物料必須經(jīng)過(guò)過(guò)濾。經(jīng)過(guò)客戶(hù)的普遍反映，分離機(jī)一般連續(xù)24小時(shí)工作，所以噴嘴的更換比較頻繁，造成工作效率的低下，而且客戶(hù)對(duì)噴嘴缺少儲(chǔ)備，必須要臨時(shí)購(gòu)買(mǎi)，從而影響了整個(gè)生產(chǎn)的效率。

噴嘴傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)采用螺紋安裝，加工方法簡(jiǎn)便，材質(zhì)為不銹鋼。因?yàn)檎w的機(jī)構(gòu)復(fù)雜，而且客戶(hù)的物料預(yù)處理情況不一樣，造成運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)了以后噴嘴磨損和腐蝕。噴嘴出口方向情況較復(fù)雜，造成裝配后的轉(zhuǎn)動(dòng)失衡，進(jìn)而造成機(jī)器的強(qiáng)烈振動(dòng)。

后經(jīng)過(guò)成本核算，及生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)、客戶(hù)使用情況等綜合因素考慮，最終確定噴嘴結(jié)構(gòu)采用粉末冶金方法，材質(zhì)為硬質(zhì)合金，如圖2所示。

圖2 噴嘴結(jié)構(gòu)與材料

第二次改進(jìn)后的噴嘴，因是整體硬質(zhì)合金粉末壓鑄，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、耐磨性能大幅提高，使用壽命是老結(jié)構(gòu)噴嘴使用壽命的10到20倍，也就是說(shuō)加工一個(gè)改進(jìn)后的噴嘴成本還略低于加工10批前期噴嘴的成本，使用客戶(hù)裝拆維護(hù)方便，噴嘴體的設(shè)計(jì)則很巧，它只需用專(zhuān)用工具將噴嘴扭轉(zhuǎn)1800，即可裝拆，非常簡(jiǎn)便。噴嘴裝配時(shí)，用工具將噴嘴裝入轉(zhuǎn)鼓體噴嘴孔后，噴嘴出口方向一致，這樣轉(zhuǎn)鼓所受力的方向一致，轉(zhuǎn)鼓運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。支撐立柱部件和傳動(dòng)部件乃至整個(gè)設(shè)備使用壽命增加。

結(jié)論

本文主要闡述了公司獨(dú)立設(shè)計(jì)的DPF碟式分離機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理，重點(diǎn)是根據(jù)客戶(hù)的需求進(jìn)行了結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)，大大提高了分離機(jī)的工作效率，也對(duì)未來(lái)的分離機(jī)研究提供幫助。相信在我們的不懈努力之下一定能設(shè)計(jì)并生產(chǎn)出更加優(yōu)秀的產(chǎn)品。