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三相卧螺离心机原理图(卧式螺旋卸料沉降离心机)
来源:鼎博什么网址版    发布时间:2024-11-08 16:23:49

  

三相卧螺离心机原理图(卧式螺旋卸料沉降离心机)

  卧式螺旋沉降离心机简称为卧螺离心机,它是一种高效的离心分离设备。卧螺离心机是一种卧式螺旋卸料、连续操作的沉降设备。本类离心机工作原理为:转鼓与螺旋以一定差速同向非常快速地旋转,物料由进料管连续引入输料螺旋内筒,加速后进入转鼓,在离心力场作用下,较重的固相物沉积在转鼓壁上形成沉渣层。输料螺旋将沉积的固相物连续不断地推至转鼓锥端,经排渣口排出机外。较轻的液相物则形成内层液环,由转鼓大端溢流口连续溢出转鼓,经排液口排出机外。本机能在全速运转下,连续进料、分离、洗涤和卸料。具有结构紧密相连、连续操作、运转平稳、适应能力强、生产能力大、维修方便等特点。

  卧螺沉降离心机能在全速运转下,连续进料、分离、洗涤和卸料。具有结构紧密相连、连续操作、运转平稳、适应能力强、生产能力大、维修方便等特点。适合分离含固相物粒度大于0.005mm,浓度范围为2-40%的悬浮液。大范围的使用在化工、轻工、制药、食品、环保等行业。

  卧螺沉降离心机由于其先天具有处理量大、自动化操作、脱水效果好等特点,在环境保护领域得到了广泛的使用和推广。卧螺离心机单品销售额占到了所有离心机产品的一半左右,奠定了其的地位。

  卧式螺旋卸料沉降离心机,由于具有无滤网滤布,能自动连续操作,体积小,功耗省,不需附属设备和分离效率高等优点,大范围的使用在化工、制药、轻工、食品、冶金等行业悬浮液的分离,也用于非金属矿产加工(如高岭土、海泡石、膨润土、硅藻土等)的粒子分级、产品提纯和浓缩脱水,国外还用于城市污泥和工业污泥的浓缩脱水。

  卧式螺旋卸料沉降离心机由转鼓、螺旋、差速器、主轴承、机壳、机座、电机等部分所组成。如图5-14所示。

  转鼓锥体部分有两个锥角,锥角的大小按照能获得较深的液池及较长的干燥区来选定。转鼓的锥段小端有四个排渣孔,为了改善排渣,锥端内壁焊有筋条。转鼓柱段大端上有四个偏心可调的溢流板可调节液层深度。小端盖与左边轴颈连成一体,通过传动,端盖与差速器连接。螺旋是与转鼓相配的柱锥形螺旋叶片焊在螺旋筒体上,在螺旋筒体内焊有,螺旋与转鼓的间隙为0.5~0.75mm。

  差速器采用摆线针轮式,为实现一定的差转速,可选择相配的速比安装。主轴承为滚动轴承,采用高速润滑脂润滑,与稀油润滑相比,结构相对比较简单,密封效果好。

  物料由加料管加入,经螺旋筒体上的加速后,通过筒体上的加料孔进入转鼓,受离心力的作用,悬浮液中的固体沉积在转鼓内壁,由与转鼓同向运转但有一定差转速的螺旋输送器推向转鼓小端,从排渣孔排出。悬浮液中的澄清液,在离心力的作用下,处于转鼓内层,沿着清液通道,从转鼓大端的溢流孔流出。

  通过更换溢流档环能调节转鼓的液层深度。如果希望获得含固率低的清液,则可更换内径较小的溢流档环,即增加液层深度;如果希望获得较干的固相,则可更换内径较大的溢流档环。

  为了保证转鼓与螺旋的转速差,使用了差速器,差速器的针轮与转鼓同联,输出轴与螺旋相联,通过皮带轮及摆线针轮传动,使螺旋以一定的差转速与转鼓同向旋转。其转鼓转速为1500~6000转/分,分离因数为2500~4000。

  液压差速器是一种变容径向活塞马达。通过凸传递泵站进油施加在活塞球上的压力。同时切向分离引起转子旋转。通过分配器提供压力施加给活塞,引起活塞运动。再通过回路将液压油输回到液压泵站,油缸交替地将进油系统的高压作用于差速器,从而驱动差速器活塞运动,进而产生差速器运转。进油的高压经过做功后泄压,再输回泵站。

  使螺旋与转鼓产生一个恒定的差转速,将脱水后的固相沉渣从圆锥转鼓的小端出渣口推出,而比重轻的澄清液从圆柱端的溢流口流出。

  他的原理格外的简单,电机带动转鼓,固料贴在转鼓内表面,由差速器带动的刮刀螺旋刮出;

  你回去自己做个试验,用杯子装半杯水,然后顺时针晃动,到一定速度,是不是水从杯口溢出??

  卧螺离心机的工作原理要分离的悬浮液经进料管1连续输送到机内,经螺旋输送器4的出料口,进入非常快速地旋转的转鼓3内,在离心力场作用下,悬浮液在转鼓内形成环形液流,固相颗粒在离心力作用下快速降到转鼓3的内壁上,由差速器5产生转鼓和螺旋输送器的差速,由螺旋输送器将沉渣推送到转鼓锥端的干燥区,经过螺旋输送器推力和沉渣离心分力的双向挤压,使沉渣得到进一步挤压脱水后,从转鼓小端排渣口排出。环形液流的液层深度,可通过转鼓大端的溢流挡板进行调节,以获得沉渣和清液各自的分离效果。分离后的清液经溢流口排出,沉渣和分离液分别被收集到机壳2内各自仓内,在重力作用下排出机外。

  在某些悬浮液固、液分离中,经过适当地选择絮凝剂类型和特性,并加入进料中曲,絮凝剂可以在一定程度上促进悬浮固体颗粒聚集成团,加快颗粒沉降,以进一步提升固、液分离的效果。

  随着人们环保意识的慢慢地增加和我国环 保政策和法规的逐渐完备,各行各业污水处理 项目和工程急剧增多,各种各样的固液分离设 备也随之不断地应用于工程实践。科学技术的 慢慢的提升,新产品、新技术、新材料不断涌现,以 及工程建设项目对服务设备的经济技术、投资所需成本 指标等要求的逐步的提升,各个工程建设项目中所有 设备的开机率和连续上班时间也都大幅度的提 高,这就给在污泥脱水领域中的卧螺离心机提 出了新的更高的要求。

  我国自20世纪80年代末开始引进应用、 消化吸收国外的先进的技术,同时开发拥有自主 技术的同类设备。卧螺离心机作为污泥脱水工 艺过程中新兴的主导设备,其对具体工艺条件 的适应性和本身 工作的可靠性能否达到预 期的设计指标、满足工艺技术要求,受到了实实在在 的考核与验证,就此情况对卧螺离心机的结构 进行简单分析。

  卧螺离心机是依靠固液两相的密度差,在 离心力的作用下,加快固相颗粒的沉降速度来 实现固液分离的 转鼓前方设计有一个锥段,根据物料性质 的不同,按照设定的速度非常快速地旋转,物料在转鼓 内壁以设计速度旋转,沿着转鼓壳体形成一同 心液层,称为液环层。物料内所含的固体在离心 力的作用下沉积到转鼓壁上,再通过螺旋的运 转将干物料推出转鼓。转鼓的运转速度直接决 定分离因数,而螺旋的速差则直接影响被输送 到转鼓外的固体含水率。它对处理量、停滞时间 和固体排出都有直接影响。

  2.1转筒直径。卧螺离心机的直径为180~ 920mm,这就从另一方面代表着在径(考试大)长比相同的情况下,理 论上的体积分离范围为1∶130.

  卧螺离心机的直径不可能无限制地增加, 因为随着直径的增加可允许的速度会由于 材料坚固性的降低而降低,从而离心力也相应 降低。从经济的角度讲,不能通过增加卧螺离心 机的直径来增加其流量。

  2.2转筒直径和长度之比。过去径长比一 直保持在1∶2,而现在已能达到1∶3或1∶4( 甚至更高)。径长比对物料在澄清区的停留时间 有影响,它确定了离心机的体积流量。径长比对 固体流量没有很大的影响,但是它对泥饼的含 湿量有影响。

  2.3转筒圆锥角度。圆锥角度对固体流量 的性能具备极其重大影响,由于离心力的作用,当颗 粒到达转筒内壁并被螺旋向前输送的同时也具 有向后流动的趋势,而向后流动的速度与螺旋 斜角有关,体现在锥角 上。两者对固体颗粒的输送性 能产生直接的影响,即随着回 流速度的增加则固体输送速 度下降。

  2.4机器制造材料。材料 的坚固性体现在离心机的转 速上,它也直接对体积流量和 质量流量产生一定的影响,此外离心 机的腐蚀也与其材料结构有 关。

  2.5 BD挡板结构或压榨 式螺旋设计,见图2,即在离心 机锥段的螺旋出料端设置一 个特殊挡板,即BD挡板,或增 大锥段螺旋设计(内锥体),可 使离心机处于超深液池状态, 使池中液面处于高于固体排 放面状态下运行,并在锥段减小污泥空间体积, 增加对泥饼的压力,并且只输送下部沉渣,而将 上部含水率高的污泥截留在压榨锥段外侧,实 现压榨脱水(类似于螺旋压榨脱水机),使出泥 更干。螺旋输送器的螺旋叶片设计成螺距渐变 的形式,螺距从转鼓大端至小端逐渐减小,使沉 渣在输送时出受到径向的离心力压实外,还受 到轴向的双向挤压作用,沿轴向产生挤压力。于 是沉渣的毛细孔隙减小,所含的水分向外排放, 从而使沉渣的含水量降低。另一种是在螺旋筒 体上设置横截面为阿基米德螺线.当沉渣从螺旋圆柱段推向锥段时,螺线 形压榨板将沉渣逐渐压缩。由于压榨板与转鼓 筒体形成楔形通道压渣压力逐渐升高,在出口 处达到,并将滤液沿楔形间隙的切线方向 从较宽的方向排出。

  3.1混合驱动系统。采用有变频器的驱动 系统可使转筒速度在运行中无级调节,而螺旋 差速也随着转筒速度而相应变化。在机器停机 的时候,还能够最终靠调换不同的皮带轮组来获 得不同的速度。

  采用液压驱动系统来驱动螺旋可使差速 在运行中无级调节,而液压油直接与螺旋驱动 的力矩相对应,即它与转筒内部所沉降的物料 成正比。

  这种互连系统是一种闭路控制系统,可以 根据转筒内沉降的固体输送的要求而独立地控 制螺旋差速。如果力矩增加则螺旋的差速也成 正比地增加,而转筒速度可以保持不变(从而使 排出转筒的固体干度保持恒定)。

  可变泵式叶轮技术可在机器运行的情况 下调节机内(考试大)液层厚度以使卧螺离心机无需停机 即可进行快速调节以达到的分离效果。

  3.2新型独立驱动系统。新型的独立驱动 系统的结构特点为转筒和螺旋的驱动分别由两 *立的变频电机来驱动。

  采用新型齿轮箱连接转筒和螺旋,这种齿 轮箱除了能承受高扭矩外,还能够在转筒不转 动的情况下独立转动螺旋。

  该驱动系统除了能保持液压系统承受大 扭矩外,还能使差速达到更加的程度并能 限度地降低甚至消除启动电流峰值和震 动。具体表现在:在离心机启动时首先启动螺 旋,这样可以排除上次运行中可能留下的残余 物质从而避免了转筒启动时可能发生的由于残 留物分布不均匀而造成的启动震动大的情况; 同时,在关闭机器时首先将转筒速度降低,然后 由螺旋继续将残余物质排出机外。 这种转筒和螺旋分开独立驱动的系统还 可以在机器堵塞时单独启动螺旋,在低速的情 况下排出停留在机内的残余物质,从而简化了 保养和维修的过程。

  通过以上讨论和分析不难看出,结构设计 对卧螺离心机处理能力的影响主要体现在机械 参数和相应的辅助设备的选择与设计等方面。 如果将每一个问题都考虑的即全面具体,又能;系,就能够更好地使卧螺离心机很好的服务于 我国各行业的固液分离领域。

  固液分离的目的是回收悬浮液中的有用物质,它可以是悬浮液中的一相,也可以是两相。为达到固液分离的目的而采用的主要操作方法有重力沉降、离心分离和过滤。

  悬浮液中固体颗粒的密度比液相大,它在重力的作用下发生相对运动而达到两相分离。

  过滤是以某种多孔物质为介质,在外力作用下,悬浮液中固体颗粒被截留,液相通过介质的孔道流出而实现固液分离的方法。外力可以是重力、离心力和用机械方法在多孔物质的上、下游两侧施加的压强差。常见的过滤设备有真空过滤机、板框压滤机、离心式过滤机等。

  过滤主要有两种方式:一种为深层过滤,其过滤机理见图5-1。特点是固体颗粒黏附在过滤介质的孔洞内,适用于固体颗粒粒径小于过滤介质的孔洞直径,并且含固量小于0.1%的悬浮液。另一种为滤饼过滤,它应用织物、多孔固体或孔膜等作为过滤介质,这些介质的孔一般小于颗粒,过滤时流体可以通过介质的小孔,颗粒的尺寸大,不能进入小孔而被过滤介质截留形成滤饼。因此,颗粒的截留主要依靠筛分作用,见图5-2。其特点是固体颗粒呈饼状沉积在过滤介质上游一侧,适用固含量较高的悬浮液。

  织物介质:又称滤布,包括由棉、毛、丝、麻等天然纤维及由各种合成纤维制成的织造和非织造滤布,以及由金属或非金属材料织成的网。此类过滤介质在工业上应用最广。

  粒状介质:包括砂、木炭、石棉、硅藻土、珍珠岩等坚硬颗粒物质,多用于深床过滤和助滤剂。

  多孔类固体介质:它是一种具有很多微细孔道的固体材料,如多孔陶瓷、多孔塑料、多孔氧化铝、多孔金属等制成的管和板。适用于处理只含少量细小颗粒的悬浮液。

  恒压过滤:它是在恒定压强差下进行的,是一种最常见的过滤操作方式。连续式过滤机上进行的过滤都是恒压过滤;间歇式过滤机上进行的过滤也多为恒压过滤。在恒压过滤时,因滤饼不断增厚,致使过滤阻力逐渐增加,但由于施加的压差是恒定的,故过滤速率逐渐减小。

  恒速过滤:它是指过滤速率维持恒定的过滤操作方式。如板框压滤机,它的内部空间是一定的,当悬浮液充满内部空间后,继续以恒速供料保持滤液流量的恒定。恒速过滤时,因滤饼的厚度在不断增加,滤饼的过滤阻力也随之增加,要维持恒速过滤就必须不断提高过滤压力克服过滤阻力。所以实际操作上是不可能将恒速过滤进行到底的。

  先恒速后恒压过滤:它是将恒压过滤和恒速过滤合理结合起来的过滤操作方式。一般是在过滤开始时先进行恒速过滤,避免滤液的浑浊和过滤介质孔洞的阻塞,当到达一定压力后进行恒压过滤以提高滤饼的固含量。

  过滤过程中常会遇到过滤速率低,滤饼呈胶体或凝胶状态,滤液浑浊等现象。为了尽量避免这些情况的出现,提高设备的过滤效率,就需要对悬浮液进行预处理。预处理的方法有化学法和物理法两种。

  凝聚:在悬浮液中加入无机电解质,如明矾、石灰、铝离子和铁离子等,使颗粒相互黏结成较大颗粒而易于过滤分离。

  絮凝:在悬浮液中加入高分子絮凝剂,使颗粒在絮凝剂作用下聚集成大颗粒或絮团,以利于过滤分离。絮凝剂有天然和合成的两种,如动物胶、淀粉、聚酸胺等。常用的合成高分子絮凝剂有以下三类。

  阳离子型:聚胺、聚2-羟丙基-N-甲基氯化铵、聚2-羟丙基-l、聚酸胺曼尼希反应衍生物、-N。

  改变表面张力:在悬浮液中加入表面活性剂降低液体的表面张力,使分离后滤饼中残存水分减少,固含量提高。

  板框压滤机是由许多块滤板和滤框交替排列而成,板和框都用支耳架在一对横梁上,可用压紧装置压紧和拉开。板框压滤机的结构及工作原理见图5-3。板框自动压滤机外形见图5-4。

  板和框多做成正方形,板和框的角端开有工艺用孔,孔的数目同工艺要求有关,从2个到4个不等,板框合并压紧后即构成供滤液、洗液和悬浮液流通的孔道。框的两侧覆以滤布,空框与滤布围成了容纳待滤液及滤饼的空间。滤板的作用有两点:一点是支撑滤布;另一点是提供滤液通道。为此滤板上制成各种凹凸纹路,凸者支撑滤布,凹者形成滤液通道。对于可洗滤饼的板框压滤机,滤板又分为洗涤板和非洗涤板两种,两种滤板的结构和作用有所不同。

  板框压滤机的操作十分重要。过滤时进料的压力应逐步缓慢增加,防止压力过大导致滤布表面的孔隙被堵塞,过滤不能正常进行。

  板框压滤机的滤液排出方式分为明流和暗流两种。若滤液由每块滤板底部直接排出称为明流。明流的优点是便于观察各滤板的工作情况。若滤液不宜暴露于空气中,则需要将各板排出的滤液汇集后经总管排出,称为暗流。

  板框压滤机具有结构简单,制造方便,附属设备少,单位过滤面积较大,过滤压力高,对各种悬浮液适应性强等特点,应用比较广泛。但因为是间歇操作,故生产效率低,劳动强度大,滤布损耗严重,洗涤效果较差。

  箱式压滤机是板框压滤机的改进型式,国外称为凹板压滤机,它保留了板框压滤机的优点,克服了板框压滤机的一些缺点,它可以在过滤中对滤饼进行洗涤。箱式压滤机结构及工作原理见图5-5。

  带式压滤机是一种结构简单,操作方便,性能优良的连续压滤机。它在结构上借鉴了造纸机连续滚压的机构;各种聚合电解质絮凝剂的应用,为带式压滤机提供了工艺上的条件;多聚酯纤维滤网为它提供了良好的滤带,这三个因素创造了带式压滤机出现和应用的条件。

  目前,带式压滤机被广泛应用于过滤各种污泥、选煤产品、湿法冶金的残渣、管道输送的物料等。但在选矿产品中应用较少。

  带式压滤机主要由一系列按顺序排列的、直径大小不同的辊轮、两条缠在这系列辊轮上的过滤带,以及给料装置、滤布清洗装置、高速调偏装置、张紧装置等部分组成。

  带式压滤机的工作包括四个基本的过程:絮凝和给料,重力脱水,挤压脱水,卸料和清洗滤带。带式压滤机的结构和工作原理见图5-6,对置滚压式带滤机结构及工作原理见图5-7。

  转鼓真空过滤机是一种连续操作的过滤设备。广泛用于矿物加工和化工等部门。它主要适用于固体颗粒粒径在0.01~1mm的悬浮液的过滤。设备的主体是一个能转动的水平圆筒,圆筒表面为有孔的金属板或金属丝网,网上再覆盖滤布,悬浮液在圆筒的下部与圆筒接触。接触的部位可以是圆筒的内表面,也可是外表面,工业上最常见的是外表面接触。转鼓线 转鼓真空过滤机工作原理

  转鼓内部沿径向分隔成若干扇形格,每格均有单独孔通道通向分配头。当转鼓转动时,凭借分配头的作用使这些孔道依次与真空管及压缩空气相通,故转鼓在回转一周的过程中每个扇格可按顺序进行过滤、洗涤、脱水、吹松、卸饼等操作。分配头由紧密贴合的转动盘和固定盘构成,转动盘随转轴一起旋转,固定盘侧面的各四槽分别与不同作用的管道相通。固定盘有三个凹槽,故整个转鼓可分为三个区域:过滤区、洗涤及脱水区、卸料和再生区。

  动态过滤是在传统固定滤饼层过滤理论上发展起来的,但两者在机理上完全不同。在动态过滤过程中,悬浮液在介质上高速平行流动,当滤液穿过过滤介质时,固体颗粒在介质上不沉积或只有极少量沉积产生极薄的滤饼。因此动态过滤的过滤阻力就主要由过滤介质所决定,这样对于颗粒细小、形成的滤饼为可压缩性滤饼的悬浮液,用动态过滤就可得到快速有效的分离效果。

  动态过滤机的洗涤效果也特别优异。当洗涤液进入过滤机时,由于滤渣是高速流动的,故洗涤液和滤渣能得到充分混合,防止了洗涤液短路和洗涤死区的现象出现,提高了洗涤效率并节省了洗涤液。动态过滤机通过降低过滤阻力使过滤效率有了很大的提高。在相同的过滤面积和操作条件下,动态过滤机的生产能力比板框过滤机的生产能力能提高6倍以上,并且能连续过滤,可实现自动化操作。常见的动态过滤机有旋叶式、旋管式和平板式压滤机。旋叶式过滤机结构见图5-9。三、离心分离方法

  常见的离心分离设备有旋流分离器,沉降离心机等。主要用于脱水、浓缩、分离、澄清、净化及固体颗粒的分级等工艺过程。离心机的主要构件为一快速旋转的转鼓,转鼓安装在垂直或水平的轴上,当料浆进入转鼓内后,随转鼓旋转而旋转,在离心力作用下实现分离。转鼓的外壁分为有孔和无孔两种;有孔的转鼓在内表面覆以滤布,当转鼓快速旋转时滤液在离心力作用下穿过滤布而被甩出,颗粒被滤布所截留,这个操作称为离心过滤;无孔的转鼓是当转鼓快速旋转后料浆在离心力作用下按密度不同而分层,密度大的靠近转鼓外壁,密度小的靠近转鼓中央,这个操作称为离心沉降。离心沉降通常又根据所处理的料浆不同分为两类:一类是对悬浮液进行的离心沉降继续操作,称为离心沉降;另一类是对乳浊液或含有微量团体颗粒的悬浮液进行的离心沉降操作,称为离心分离。

  卧式刮刀卸料离心机是一种间歇式离心机,有过滤式和沉降式两种,以过滤式使用较多。主要用于处理含有中等或小颗粒且颗粒不怕被刮刀破坏的悬浮液。其特点是对料液的浓度和数量变化不敏感;过滤时间、洗涤时间、分离以及卸料时间均可自由调节;滤渣较干;并能得到较好的洗涤效果;操作周期短,生产能力大。但对颗粒破碎严重,电机负荷不均匀,并且滤渣也不能除尽。虹吸刮刀卸料离心机是过滤式刮式刮刀卸料离心机的重要改进型式。它利用虹吸原理增加了过滤的推动力,使生产效率明显提高。并且还能够准确的通过过程的需要自由调节过滤速度,以利滤渣的洗涤和干燥。

  卧式活塞推料离心机是一种连续加料、脉动卸料的过滤式离心机。它具有效率高、产量高、生产连续化、操作稳定可靠等特点。但对料液的浓度变化较敏感,并且需要固体颗粒的粒径较大才能正常进行操作。卧式活塞推料离心机的活塞级数除单级外,还有双级、三级、四级等。我国生产的主要为单级和双级活塞两种。卧式刮刀卸料离心机结构及工作原理见图5-11。

  卧式螺旋卸料沉降离心机简称卧螺离心机。其结构及工作原理见图5-12。它是一种在全速运转条件下连续进料、分离和卸料的连续式沉降离心机。它适用于各种粒径以及固含量为1%~50%的悬浮液的固液分离;对于三相混合物、粒子分级、活性污泥脱水和其他难分离物料的分离也能得到满意的分离效果。它的主要优点是:自动连续操作,无滤网和滤布,能长期运转,维修方便;应用范围广,能完成固相脱水、液相澄清、液-液-固三相分离、粒度分级等工作过程;对物料适应能力强,适用于较宽的粒度分布和较大的浓度波动;结构紧凑,易于密封。某些机型能在加压和低温下操作;单机生产能力大,分离质量高,操作费用低。但卧螺离心机也有不足之处,如沉渣含湿量较高,洗涤效果不好,结构较为复杂,造价高等。

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