臥式螺旋離心機(jī)相關(guān)技術(shù)改進(jìn)淺析
技術(shù)支持
分離設(shè)備在脫水、澄清等工藝的生產(chǎn)過(guò)程中，起著關(guān)鍵作用。在各種分離設(shè)備中，離心機(jī)具有體積小，安裝和使用方便及高純度的液相等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，同時(shí)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和各種智能技術(shù)的發(fā)展，離心機(jī)在自動(dòng)控制上也取得了其他分離設(shè)備所沒(méi)有的進(jìn)展。其中臥式螺旋離心機(jī)的分離因素較高，過(guò)濾強(qiáng)度大，獲得的濾渣含濕量低，同時(shí)速度快，效率高，還有運(yùn)費(fèi)低等優(yōu)點(diǎn)。基于以上各種原因，離心機(jī)在化工、石化、醫(yī)藥和食品等行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。
由于離心機(jī)在整個(gè)生產(chǎn)工藝中處于成品的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，所以對(duì)離心機(jī)的品質(zhì)和技術(shù)的改進(jìn)，直接影響到相關(guān)產(chǎn)品的品質(zhì)和產(chǎn)量。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展以及人們生產(chǎn)、生活理念的改變，對(duì)離心機(jī)的技術(shù)和設(shè)備也提出了一些新的發(fā)展要求。例如在保護(hù)環(huán)境的呼聲越來(lái)越高的情況下，離心機(jī)中節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用與研究成為一個(gè)重要的方面。
本文就以臥式螺旋離心機(jī)中有關(guān)調(diào)速系統(tǒng)的改進(jìn)和節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用為重點(diǎn)，對(duì)臥式螺旋離心機(jī)相關(guān)技術(shù)的改進(jìn)做了探討。
一、調(diào)速系統(tǒng)的改進(jìn)
1.主要結(jié)構(gòu)以及改進(jìn)的必要性
臥式螺旋離心機(jī)主要由轉(zhuǎn)鼓和螺旋輸送器兩大部分組成。螺旋輸送器的主要作用，就是對(duì)沉渣進(jìn)行輸送，從而排掉濾渣。轉(zhuǎn)鼓的錐體以及錐角對(duì)物體的輸送也有很大的影響，例如，如果轉(zhuǎn)鼓的錐角越小，離心機(jī)的沉降面積也就越小，從而對(duì)離心機(jī)的使用效率造成一定的負(fù)面影響。這兩大部分之間的轉(zhuǎn)速差，主要通過(guò)差速器進(jìn)行調(diào)節(jié)。差速器在整個(gè)離心機(jī)工作過(guò)程中起著非常重要的作用，通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速差，從而在轉(zhuǎn)鼓和螺旋推進(jìn)器之間保持一定轉(zhuǎn)速差的同向旋轉(zhuǎn)。
傳統(tǒng)的臥式螺旋離心機(jī)由于本身的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，運(yùn)行能耗及磨損都比較大，所以差速器的工作也就復(fù)雜和繁重。要對(duì)臥式螺旋離心機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，首先要在差速器上著手。設(shè)計(jì)出一種總質(zhì)量小且體積小同時(shí)效率高又耐用的差速器，需要對(duì)傳動(dòng)類(lèi)型進(jìn)行正確的選擇，同時(shí)還要對(duì)相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)而精確的計(jì)算。另外對(duì)于齒輪，轉(zhuǎn)臂等主要的部件的制造，也要做到較大程度上的精密。這樣才能設(shè)計(jì)出保證臥式螺旋離心機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)裝置。但是這樣一來(lái)，離心機(jī)的設(shè)計(jì)和制造成本與難度必然增加，并且還有可能對(duì)分離效果產(chǎn)生一定的制約。如果傳動(dòng)速度無(wú)法任意調(diào)節(jié)，那么在實(shí)際的生產(chǎn)中由于離心機(jī)的處理量小，很容易出現(xiàn)堵塞的現(xiàn)象，從而影響離心機(jī)的使用壽命，造成資源浪費(fèi)。
2.改進(jìn)后的總體設(shè)計(jì)和工作原理
根據(jù)以上的各種分析，一些研究者進(jìn)行了新的探究，從而提出了新的改進(jìn)方式。主要觀(guān)點(diǎn)就是通過(guò)對(duì)雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)和變頻器控制的設(shè)計(jì)，在一定程度上改進(jìn)傳動(dòng)裝置，從而提高離心機(jī)的分離效果，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。
具體設(shè)計(jì)就是通過(guò)對(duì)差速器的去除，將轉(zhuǎn)鼓和螺旋輸送器的旋轉(zhuǎn)用兩個(gè)變頻電機(jī)來(lái)帶動(dòng)，從而產(chǎn)生機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)所需要的動(dòng)力。變頻電機(jī)具有可編程自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)的特點(diǎn)，同時(shí)同步帶不易打滑，所以對(duì)轉(zhuǎn)鼓和螺旋輸送器之間的轉(zhuǎn)速差可以通過(guò)變頻電機(jī)來(lái)調(diào)節(jié)，而且可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速的隨意調(diào)節(jié)。改進(jìn)后，不僅可以對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行自動(dòng)的控制，還可以簡(jiǎn)化整個(gè)離心機(jī)的結(jié)構(gòu)，降低能耗，增強(qiáng)工作的能力和有效性，從而具有更好的分離效果。另外，通過(guò)對(duì)變頻調(diào)速技術(shù)的采用，還可以根據(jù)具體情況和使用環(huán)境的不同，對(duì)離心機(jī)進(jìn)行適時(shí)調(diào)速。
改進(jìn)后的離心機(jī)的工作原理，主要是通過(guò)電動(dòng)機(jī)的同步帶皮帶輪帶動(dòng)轉(zhuǎn)鼓和螺旋輸送器的轉(zhuǎn)動(dòng)。分離物體從進(jìn)料管進(jìn)入分離機(jī)內(nèi)，然后進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓中，在非常強(qiáng)大的離心力的作用下，在轉(zhuǎn)鼓中的表面上留下物體離心沉降形成的沉渣，之后再在螺旋葉片和轉(zhuǎn)鼓相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力的作用下，被送到排渣口排出；而產(chǎn)生的澄清液，從轉(zhuǎn)鼓上的溢流口流出?？梢?jiàn)改進(jìn)后的離心機(jī)不僅可以任意調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速差，還使機(jī)器的結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，從而減少了磨損的范圍，降低了故障發(fā)生的頻率，更加節(jié)省了維修的費(fèi)用和時(shí)間，無(wú)論是在生產(chǎn)能力還是在可靠性上，都得到了一定程度的提高。
二、節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用
隨著一些工業(yè)生產(chǎn)中設(shè)備向大型化方向的發(fā)展，對(duì)臥式螺旋離心機(jī)需求也向大規(guī)格方向發(fā)展，在機(jī)械的尺寸增大的同時(shí)，對(duì)于降低單位能耗的要求也就成為普遍關(guān)注的問(wèn)題。臥式螺旋離心機(jī)能耗的功率主要包括：?jiǎn)?dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)部件所需要的正常啟動(dòng)的功率，將物料運(yùn)送到所需轉(zhuǎn)速的功率，克服各種摩擦的功率，卸出物體的功率等保證機(jī)械正常運(yùn)轉(zhuǎn)的功率。由此可見(jiàn)，要想對(duì)離心機(jī)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)和改進(jìn)，需要在對(duì)機(jī)械消耗功率的具體情況進(jìn)行詳細(xì)分析的前提下，對(duì)結(jié)構(gòu)形式和傳動(dòng)方式兩個(gè)方面做一定的研究和改進(jìn)，從而降低其功率消耗。
1.結(jié)構(gòu)形式的改進(jìn)
傳統(tǒng)的臥式螺旋離心機(jī)，在構(gòu)造上往往呈現(xiàn)圓錐形圓筒的形式，這種構(gòu)造在對(duì)機(jī)械性能的提升上有很大的限制。同時(shí)，為了更好地做到物料的分離，一般要盡量做到分離出的沉渣在液面以上排出，這在實(shí)際的操作中就不可避免地讓沉渣通過(guò)有斜度的錐段。但是沉渣在此處往往出現(xiàn)滑移的現(xiàn)象，結(jié)果反而降低了排渣率，甚至將清液和沉渣一起排出。另外，為了降低直筒段沉渣的含濕量，需要將轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速提到一定的程度，結(jié)果增加了功率的消耗。直筒壓榨式臥螺離心機(jī)的研制和使用，則避免了以上各種弊端。這種結(jié)構(gòu)加上相應(yīng)的壓榨結(jié)構(gòu)，從而可以在緊貼轉(zhuǎn)鼓壁的位置排出沉渣，由于這個(gè)位置的含濕率低，所以可以提高分離效果，再加上一定的壓榨結(jié)構(gòu)，從而可以進(jìn)一步降低含濕率，實(shí)現(xiàn)較好的分離效果。在降低能耗的同時(shí)還延長(zhǎng)了使用的壽命，從而在較大程度上節(jié)省了資源。
2.傳動(dòng)方式的改進(jìn)
上文已提到，臥式螺旋離心機(jī)卸料目的，是通過(guò)轉(zhuǎn)鼓和螺旋輸送器之間的轉(zhuǎn)速差實(shí)現(xiàn)的，所以需要使用差速器作為傳動(dòng)裝置使這兩者之間實(shí)現(xiàn)較佳的轉(zhuǎn)差值。為了實(shí)現(xiàn)離心機(jī)的工作高效率的要求，四川大學(xué)于2004年研發(fā)了液壓控制的臥螺離心機(jī)。這種離心機(jī)在傳動(dòng)動(dòng)力上使用液力傳動(dòng)，從而在螺旋輸送器和轉(zhuǎn)鼓之間實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。具體就是采用調(diào)速型液力耦合器，使用液力對(duì)轉(zhuǎn)鼓進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；使用液壓，實(shí)現(xiàn)螺旋輸送器的驅(qū)動(dòng)。從而大大降低了能耗，這種程度所需要使用的電機(jī)功率相較于普通的電動(dòng)機(jī)功率要小了很多，從而實(shí)現(xiàn)了降低能耗的目的。
三、結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各種建設(shè)和工業(yè)中對(duì)臥式螺旋離心機(jī)的使用也越來(lái)越多。在生產(chǎn)發(fā)展的不斷提出新目標(biāo)的情況下，勢(shì)必對(duì)離心機(jī)提出各方面的改進(jìn)要求，以便適應(yīng)社會(huì)生產(chǎn)發(fā)展和人們生活的需要。無(wú)論是控制系統(tǒng)的改進(jìn)還是節(jié)能技術(shù)的研發(fā)，都對(duì)離心機(jī)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展有非常重要的意義。不僅可以降低能耗，還能減少各種維修費(fèi)用，從而提高生產(chǎn)率，獲得較高的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
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