第十章 离心机 风机2 5(修改)

-401-第十章离心机、风机第一节离心机一、概述离心机是利用离心力来分离液相非均一系混合物的一种机器。液相非均一系有液——液系统（是由两种或几种互不相溶的液体所组成的乳浊液）、液——固系统（在液体中含有悬浮固体的悬浮液）和液——液——固系统等。二、离心机工作原理采用离心机分离，是把多相混合物料放在回转的转鼓内使其处于离心力场中，利用离心力使液相非均一系物料分离。由于离心力是由物料本身的质量在转鼓内高速旋转所产生，当旋转半径一定时．转速越高，离心力越大。在离心力场的推动力作用下，可以使固体粒度细、液相黏度大的液相非均一系物料，在离心力场中得到较好的分离。离心力场的另一特点是离心力的大小可以改变，所以对于不同物料的分离可以采用不同大小的离心力场来进行。当转鼓直径一定时，可选择不同的转速来实现离心力场的改变，但在确定转速时应充分考虑经济性和合理性。（一）离心机的三个工作过程1、离心过滤过程常被用于分离含有固体量较多，且粒度较大的悬浮液。如过滤式离心机，在其转鼓上开有许多小孔，鼓壁内衬以金属底网和滤布。当转鼓高速旋转时，悬浮液在转鼓内由于离心力的作用被甩在滤布上，固体颗粒便被滤积在滤布上形成滤渣层，而滤液则透过滤渣、滤布的孔隙和鼓壁上的小孔被甩出转鼓。随着过程的继续，滤渣层在离心力作用下逐渐被压紧，而滤渣空隙中的液体继续被排出转鼓，直到因滤渣中毛细管作用只残留下不能再分出的微量液体为止；此过程称作脱液过程。离心过滤不但推动力大，而且可以获得比一般的重力或真空过滤更为干燥的滤渣，但对于粘滤布的物料则不适合。2、离心沉降过程它常用于分离含固体量较少、粒度较细的悬浮液。在离心机的转鼓壁上不开孔，也不用滤布。当悬浮液随着转鼓一起高速旋转时，由于离心力的作用，使悬浮液中的物料按重度的大小分层沉淀，重度大的固体沉积在最外层，而液体则在里层，用引流装置将其排出转鼓。离心过滤和离心沉降都必须考虑间歇或连续排渣的问题。3、离心分离过程它是用以分离两种重度不同的液体所形成的乳浊液，或者含有极微量固体的乳浊液，或者对含极微量固体的液相澄清〈液——液、液——固）。此三种情况的操作原理都与离心沉降相同。其转鼓也不开孔，乳浊液在离心力作用下，按重度大小分为两层或二层，重液在外层，轻液在里层，而微量固相物则沉积于鼓壁。对于液相分层物，可通过一定的装置分别被引出转鼓；对于固相沉积物，则用间歇或连续的方法排出。应用这种分离过程的离心机，通常被称为分离机。-402-三、离心机的分类离心机是利用离心力分离非均匀液体混合物的机器。在离心力场中，悬浮液中的固体和液体组分（或乳浊液中互相不溶的液体轻重相组分）由于本身质量不同而产生的离心力各不相同，因而得以分离。物料在离心力场中所受的离心力与其在重力场中所受的重力之比，称为分离因数，用Fr表示，分离因数也可以说是物料的离心加速度与重力加速度g的比值，它反映离心分离的强度，是离心机的主要性能参数，计算公式为：（10-1）式中R——离心机转鼓半径，m；ω——离心机转鼓的角速度，rad／s；g——重力加速度，9.81m／s2；n——离心机转鼓的转数，r／min；分离因数值越大，离心机的分离能力越高。因此，物料的颗粒越小，或物料限度越大（即物料越难分离），一般都采用分离因数较大的离心机，但有的物料对分离因数则用于一定的范围，分离因数大了，反而分离效果不好。在工业离心机中，分离因数Fr可由数百到数万，最新式的超高速离心机的分离因数可达十万，由于离心力大大超过重力，因此重力的影响可以忽略不计。在分离设备中，离心机具有分离效率高，适用范围广，生产能力大，占地面积小等优点。虽然设备比较复杂，但随着工业生产的发展而日益广泛使用。（一）按分离因素Fr值，可将离心机分为以下几种型式。1、常速离心机Fr≤3500（一般为600～1200），这种离心机的转速较低、直径较大。2、高速离心机3500≤Fr≤50000、这种离心机的转速较高，一般转鼓直径较小，而长度较长。3、超高速离心机Fr≥50000，由于转速很高（每分钟几万转以上），所以转鼓做成细长管式．（二）按操作方式可将离心机分为以下型式。1、间歇式离心机其加料、分离、洗涤和卸渣等过程都是间歇操作并采用人工、重力或机械方法卸渣，如三足式和上悬式离心机．2、连续式离心机其进料、分离、洗涤和卸渣等过程，有间歇自动进行和连续自动进行两种。3、按卸渣方式可将离心机分为以下型式。①刮刀卸料离心机：工序间接，操作自动。②活塞推料离心机：工序半连续，操作自动③螺旋卸料离心机：工序连续，操作自动。④离心卸料离心机：工序连续，操作自动。⑤振动卸料离心机：工序连续，操作自动。⑥颠动卸料离心机：工序连续，操作自动。（四）按工艺用途可将离心机分为：过滤式离心机、沉降式离心机、离心分离机。（五）按安装的方式离心机转鼓轴线及支座在空间的位置还可将其分为立式、卧式、倾斜式、上悬式和三足式等。四、离心机的结构（一）卧式活塞推料离心机的结构卧式活塞推料离心机是一种自动操作、连续运转、脉动卸料的过滤式离心机，在运行时Fr=Rω2／g=1.12×10-3Rn2-403-机器连续操作，借转鼓内推盘的往复脉动，将转鼓内滤后的固体物料沿轴线不断地向前推送，这种离心机适用于分离过滤性能良好、含粗粒子结晶物或短纤维状物的浓缩悬浮液，特别适用于晶粒在卸料时不允许被粉碎或较少被粉碎的物料，具有在全速下完成进料、分离、滤饼洗涤、甩干和卸料等工序的特点。卧式活塞推料离心机有单级、双级和多级之分，也有柱锥双级的形式。卧式单级活塞推料离心机结构如图10-1所示。主要由机座、回转体、机壳、液压自动控制系统、卸料机构、传动装置、驱动机及其他附件等部分组成，由于各种机型的工作原理和用途不尽相同，其具体结构亦不尽相同，现分述如下。（1）机座机座（油箱）在轴承箱的下面，中层内装液压自动控制机构，最下层是油池与水冷式油冷却器，机座后侧的上层装有皮带轮及主电机，下层装有油泵及油泵电机。（2）回转体如图10-1所示，回转体包括转鼓6、主轴4、复合油缸2及推料盘12等。主轴水平支撑在两滚动轴承上，转鼓悬臂支撑于主轴的外伸端。转鼓系一有底的圆筒体，壁上开有密集的小孔，转鼓内装滤网，在转鼓底部中心由盖帽螺母将转鼓固定在空心的主轴上，转鼓和与被处理的物料直接接触的零件均采用1Crl8Ni9Ti或1Cr18Ni12Mo2Ti等不锈钢制成。（3）液压控制系统液压控制系统包括油泵、滤油器、液压操作箱、配油器、换向滑块和管道等，其中液压操作箱是离心机的关键部件，它控制整个自动系统的启动、停止、换向调速等动作。（4）传动装置图10-1卧式单级活塞推料离心机结构1—机座；2一复合油缸；3一推杆；4一主轴；5一轴承箱；6一转鼓；7一筛网；8一中机壳；9一布料斗；10一进料管；11一前机壳；12一推料盘；13一活塞；14一冷却器-404-图10-3立式离心力卸料离心机的结构1一电机；2一机座；3一吸振圈；4一传动座；5一轴承；6一主轴；7一转鼓；8一内机壳；9一外机壳；10一排液管；11一蒸汽管；12一布料器；13一进料管；14一洗涤管；15一花篮；16一筛网传动装置包括主电机、离合器、v带轮、制动器、防护罩等。离合器装于主电机轴端的主动皮带轮内，由四个离心滑块组成，启动时，离心力使滑块紧贴在皮带轮内壁上，借摩擦力带动皮带轮旋转。制动器为带式制动器（刹车带），包在主轴油缸的外圆面上，一端铰接在机座上，另一端连接丝杆螺母，装有手轮的丝杆使螺母移动，从而收紧或松开刹车带。油泵由油泵电机借弹性联轴器直连驱动。（二）卧式活塞推料离心机的工作原理如图10-2所示，转鼓全速运转后，悬浮液通过进料管1连续进人装在推料盘上的圆锥形布料斗2中，在离心力的作用下，悬浮液经布料斗均匀地进人转鼓3中，滤液经筛网网隙和转鼓壁上的过滤孔甩出转鼓外，固相被截留在筛网上形成圆筒状滤饼层。推料盘借助于液压系统控制作往复运动，当推料盘向前移动时，滤饼层被向前推动一段距离，推料盘向后移动后，空出的筛网上又形成新的滤饼层，因推料盘不停的往复运动，滤饼层则被不断地沿转鼓壁轴向向前推移，最后被推出转鼓。经机壳的排料槽4排出机外，而液相则被收集在机壳内，通过机壳的排液口6排出。若滤饼需在机内洗涤，洗涤液通过洗涤管5或其他的冲洗设备连续喷在滤饼层上，洗涤液连同分离液由机壳排液口6排出。（三）立式离心机的结构立式离心力卸料离心机结构如图10-3所示。主要由转鼓组件（包括筛篮、篮底、衬网、面网、筛网压环、分配器、加速器及回转盘等图10-2卧式单级活塞推料离心机工作原理1一进料管；2一布料斗；3一鼓；4一排料槽；5一洗涤管；6一排液口-405-件）、主轴组件（包括主轴、轴承箱、轴承、从动皮带轮等件）、机壳部件（包括上盖、气体洗涤管、液体洗涤管、机壳）、机座组件（机座、电机、电机支架、主动带轮、减振器、底版、排液管等件）等组成。五、离心机的检修（一）卧式活塞推料离心机的检修1、转鼓转鼓上的裂纹、点蚀等缺陷可采用补焊修复；补焊的总长度不应超过转鼓上焊缝总长度的8％；焊缝应用放大镜进行宏观质量检查，不应有气孔、夹渣、裂纹等缺陷；焊缝咬边深度应不大于0.5mm。同一处的焊缝允许修补次数，不锈钢为1次，碳钢为2次；修补的焊缝较长时，转鼓要经热处理和校验静平衡。转鼓壁厚减薄1／3时，应予以更换；更新的转鼓，一般应将转鼓与主轴前后段（包括活塞油缸）、滤网、迷宫密封等组装在一起进行动平衡校验。为保证动平衡能达到较理想的效果，组装时应将转鼓口密封圈固定螺钉分别进行称重，每件质量差应不大于5g。滤网板条共6块，每块的筛系根数应相等，缝隙宽度应相同，对称安装滤网的质量应相等。转鼓的圆度误差和径向跳动，都应不大于0.0002D（D为转鼓内径）。2、空心轴空心主轴应进行探伤检查，不得有裂纹、腐蚀等缺陷；主轴上的缺陷，不准修补。主轴中心线的不直度，不应大于0.0lmm；主轴轴颈部分与主轴中心线的不同轴度，应不大于0.01mm；空心主轴上的各加工配合面的表面粗糙度应符合要求。3、回转体的组装要求（1）组装转鼓与主轴时，应保证空心主轴的锥形轴头与转鼓的内孔锥面配合良好，接触面在主轴的长度方向不少于75％，圆周方向不少于85％；在靠大端轴向全长1／4长度内应达90％，特别不允许只在锥体的小头端贴合。在转鼓内，连接转鼓与空心主轴的盖帽螺母下面应装有止动垫片，并用止动垫片将盖帽螺母锁紧．以防止转鼓松动。（2）主轴颈与轴承的配合采用过度配合H7／js6；轴承必须装到紧靠轴肩的位置，如用热套组装，油浴温度应为100～120℃。（3）活塞装人油缸中的装配间隙应为0.022～0.060mm，若间隙过大，液压油易泄漏，并使推料速度下降。因磨损使活塞装在油缸中的间隙超标时，可将活塞外圆车毛，用铜堆焊后再精加工至需要的尺寸。（4）转鼓和主轴装配好后，转鼓端部的径向跳动量应不大于0.16mm。4、液压控制系统该系统一般磨损较小，检修中主要对系统各部分进行严格的清洗，以保证油路畅通；检修时需检查各滑阀的阀芯在阀腔中的间隙，其值应控制在0.06～0.08mm范围内，并能自由转动，若不符合要求应更换；耐油橡胶密封环在每次检修时都应更换；检查油质，不符合要求的应换新的合格用油。（二）卧式刮刀卸料离心机的检修1、转鼓转鼓上的裂纹、点蚀的焊补和要求及判废标准等与卧式活塞推料离心机相同；转鼓中如装有滤布，更换滤布时应仔细拆装压条，推荐采用A型三角皮带作压条，它比圆形截面的橡胶压条密封效果更好。2、主轴主轴应进行调质处理和探伤检查不得有裂纹、夹层、疏松等缺陷；主轴上的缺陷，不准修补。主轴中心线的不直度，应不大0.05mm／m，主轴颈与主轴中心线的不同轴度应不大于0.0lmm。主轴与轴承配合的轴颈处以及各加工配合面的表面粗糙度不粗于Ra1.6，并不得有划痕、沟槽等缺陷。-406-3、回转体的组装要求(1)组装转鼓与主轴的要求与卧式活塞推料离心机相同；(2)主轴颈与轴承的配合采用品，轴承必须紧靠轴肩；轴承与主轴采用热套组装时，油浴温度为100～120℃；(3)转鼓和主轴装配后，检测转鼓端径向跳动量应不大于0