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楼主:发表于:2024/4/3 12:02:38,查看10次

转鼓式离心机与其他分离设备相比,不仅可以得到含湿量较低的固相物质和高纯度的液相物质,而且设备的体积小,重量轻,密封性能好,可以连续运行,易于实现自动化和自动控制,可以实现大的生产能力,在石油化工及其他行业得到广泛应用,其主要作用是脱水、澄清、浓缩、分级、分离等。离心机就是利用转子高速旋转产生的强大的离心力,加快液体中颗粒的沉降速度,把样品中不同沉降系数和浮力密度的物质分离开。离心机转鼓以w的角速度旋转,转鼓中的悬浮液,跟着转鼓也以w的角速度旋转,当w达到一定的值以后,悬浮液中的固相和液相由于密度不同,会分出两层,即离心沉降。由于离心加速度比重力加速度大得多,固相沉降速度也大得多。提高转速比增大半径效果要好得多,但速度提高以后,需要转鼓材料的强度要高,转鼓的动平衡精度也要高。


塑料厂低压聚乙烯装置,采用釜式反应器,己烷作为母液,起到输送物料的目的,离心机是装置上的关键设备,其作用是将聚合反应生成的固相塑料粉末和液相己烷进行分离,塑料粉末经干燥后进入造粒系统,生产出塑料颗粒。己烷进入回收系统,重新利用。离心机为螺旋卸料沉降式离心机,采用卧式结构。下面以塑料厂低压聚乙烯装置为例进行说明,现场使用的离心机如图1所示,离心机参数如下:

型号:LBM40×60; 转鼓转速:1450r/min;

功率:150kW; 长度: 4300mm;

转鼓直径:1048mm; 电动机电压:6000V;

介质温度:80℃; 介质压力:2kPa。


图1 现场使用的离心机


此种形式的离心机工作原理如图2所示,塑料粉末和己烷的混合液经进料管7连续进入机内,经螺旋输送器5的内筒出料口进入转鼓内,在离心力的作用下,混合物在转鼓内形成环形液流,塑料粉末在离心力的作用下,沉降到转鼓4的内壁上,由于差速器2的差动作用,使螺旋输送器和转鼓之间形成相对运动,塑料粉末被推送到转鼓小端,经出口排出;液相己烷形成一个内环,环形液层深度通过转鼓大端的溢流挡板进行调节,分离后的液体经溢流孔排出,沉渣即塑料粉末和己烷液体,分别收集在机壳3内的粉料和液体隔仓内,由重力卸出机壳。此种类型的离心机,适用于分离固相颗粒直径>5μm的混合液,以及固相浓度和颗粒度变化范围较大的混合液,对于较细、较黏物料,分离后固相湿度大,处理量减小。此种分离设备处理量大,密闭性好,聚烯烃行业大部分用此类型的离心机。


图2 离心机工作原理示意图

1—安全装置 2—差速器 3—机壳 4—转鼓 5—螺旋输送器 6—带轮 7—进料管 8—轴承座


离心机内的沉渣在筒体内的轴向移动,是靠螺旋与转鼓之间的相对运动即转速差来实现的,转速差靠差速器实现,图3为差速器的实物图片。差速器采用行星齿轮传动,其原理如图4 所示。由转鼓1驱动差速器,通过行星轮变速以后,带动推料螺旋2转动。

图3 差速器


图4 差速器原理图

1—转鼓 2—推料螺旋 a1、a2—太阳轮 b1、b2—内齿圈 g1、g2—高低速级行星轮 H1、H2—高低速级转臂


下面介绍离心机的主要部件:

1. 离心机转鼓

离心机转鼓是其重要部件,其结构形状和技术参数,在很大程度上决定了该离心机的性能。最初设计的这种卧式形式的离心机,转鼓是一个锥形筒体。为了提高筒体内混合液的容量,提高处理能力和分离效果,有利于增大长径比,现在都采用圆柱筒体和圆锥筒体一起构成转鼓,这两个筒体通过法兰连接起来。该装置使用的卧式离心机即为圆锥、圆柱筒体结构,两个筒体用法兰连接。在圆柱筒体侧为混合液进料端,在圆锥侧为固相出料端,靠差速器推动螺旋推料,如果把筒体看做静止,推料螺旋的转速为18r/min,转速差通过差速器来实现。

液相由圆柱筒体一侧排出,在筒体端面设有溢流孔,孔的位置和大小可以调节,以满足不同的分离能力。

2. 螺旋推料器

离心机的推料螺旋采用连续整体螺旋叶片,与螺旋轴焊接在一起,焊缝的位置,要进行抛光处理,这种形式加工简单,即使出现叶片变形,修理也相对容易。螺旋叶片头数为单头螺旋,材质为不锈钢。双头螺旋输送固相效率高,但对筒体内的搅动大,会使液体中含有固相,分离效果变差,因此,在聚烯烃行业,大多采用单头螺旋形式。

在推料过程中,螺旋输送叶片,会受到物料的磨损,特别是在推料段,这个问题更为突出,因此,要对叶片进行硬化处理,在其表面喷涂高硬度金属合金,以提高耐磨性能。

3. 轴承

离心机的主轴承采用滚动轴承,安装在图2机座的位置,用齿轮泵进行强制润滑。在带轮侧的轴承起到轴向定位作用,在离心机运行以后,物料的温度达到80℃,使得整个筒体的温度也达到80℃,热膨胀伸长量会使筒体向差速器侧移动,因此,安装差速器时要留出轴向余量。

转鼓与推料螺旋之间的转速差为18r/min,也就是说,螺旋的转速为18r/min,虽然转速低,但承重较大。现场采用滑动轴承,用油脂润滑,轴瓦的材质为磷青铜,为了提高自润滑性能,在轴瓦的内表面镶嵌了柔性浸油石墨柱,如图5所示。

图5 镶嵌石墨柱的轴瓦



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