我國碟式分離機的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
行業(yè)動態(tài)
一、概述
碟式分離機是依靠一組（或幾組）碟片組合，形成液體的分離流道，通過高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓帶動，產(chǎn)生強大的離心力，使得兩種不同比重且互不相溶的液體（以及少量固體）獲得不同的離心機，從而將液-液或液-液-固分離的精密設(shè)備。
碟式分離機的轉(zhuǎn)速高，分離因數(shù)大（即離心加速度/重力加速度的值）一般在3000～15000之間。當(dāng)量沉降面積大，可以達到3萬～30萬平方米之間，甚至更高。因此碟式分離機具有體積小，生產(chǎn)能力大，分離效果好等特點，具有其它分離設(shè)備無法替代的功能。
碟式分離機單從使用功能上可分為二相澄清型和三相分離型：
（1）二相澄清機。即液-固二相分離機，一般情況是主要為了獲得澄清的液相，而去除液相中懸浮的細小顆粒的固形物。
（2）三相分離機。也就是液-液-固三相分離，固相可以通過自動排渣或人工清渣方式獲得。
二、我國碟式分離機的現(xiàn)狀
我們碟式分離機研制具有四十多年的歷史經(jīng)驗，特別是近十幾年隨著我國制造業(yè)的不斷發(fā)展，碟式分離機的應(yīng)用量越來越多，應(yīng)用的領(lǐng)域也越來越廣。我國民營企業(yè)的參與，更加重視對碟式分離機技術(shù)研發(fā)投入，包括對大型鍛件和精密鑄件的材料研究、分離機主要零部件的應(yīng)力分析和腐蝕分析，機器的穩(wěn)定性研究等等，增加了先進的檢測儀器裝備。在零件加工工藝上，數(shù)控技術(shù)和加工中心的應(yīng)用、科學(xué)先進的檢測手段都對提高國產(chǎn)碟式分離機的質(zhì)量起到很好的推動作用，許多機型產(chǎn)品質(zhì)量已經(jīng)基本接近歐洲先進產(chǎn)品的水平，越來越受到用戶的信賴，基本上可以替代進口設(shè)備。對于大型分離機和高速分離機，由于國內(nèi)原材料和制造精度的原因，與國外同類產(chǎn)品比，還存在一定的差距。
碟式分離機品種繁多，我國碟式分離機開發(fā)和制造已經(jīng)形成系列化，標(biāo)準(zhǔn)化。目前我國已經(jīng)擁有二十多個系列，一個多種不同規(guī)格。以下就我國目前在應(yīng)用領(lǐng)域與結(jié)構(gòu)特點方面對碟式分離機作簡單介紹：
2.1 從分離機應(yīng)用領(lǐng)域的不同來分類
主要有：動、植物油脂的精煉中的脫膠、脫酸和水洗工藝，有DHZ和DRZ兩個系列；乳品制造中乳液的澄清及脂肪分離的DHN和DHNZ系列；生物淀粉行業(yè)中淀粉與蛋白的分離、淀粉與蛋白的濃縮及工藝水澄清度 DPF系列；船用重油和潤滑油的油、水和渣分離的KYDH和KYDR系列；生物柴油中甲脂、粗甘油及渣分離的DHSY系列；果蔬飲料業(yè)中不溶性固形物的澄清與濃縮DBY系列；天然色素萃取液中的色素的提純與澄清DHS系列；生物制藥業(yè)中萃取液及發(fā)酵液的澄清、分離的DBC系列；精細化工業(yè)中反應(yīng)液的澄清與分離DBH系列；石油化工中原油、水分離DHKY系列；天然橡膠濃縮膠乳，骨膠等膠體物質(zhì)分離LX系列；羊毛脂分離和濃縮，在洗毛污水中提取羊毛脂的DPM和DHM系列；干酪素中脂肪的分離DHNZS系列；中成藥業(yè)的澄清和提純；葡萄酒的澄清與分離JMDB系列；魚油精制業(yè)中油與水及渣分離DHYY和DRYY系列等等。以下分別介紹幾個常用行業(yè)的碟式分離機主要規(guī)格：
（1）油脂專用分離機。在現(xiàn)代植物油精煉工藝中，碟式分離機是必不可少的關(guān)鍵設(shè)備。主要用它來分離植物油中的膠質(zhì)、游離脂肪酸的皂化物及油脂的水洗。日處理能力從30噸～600噸，適用于大豆油、菜籽油、棉籽油、葵花籽油、米糠油、茶籽油、紅花油及亞麻籽油等。
油脂精煉分離機分自動排渣型和人工清渣型兩類，其中自動排渣型的規(guī)格與生產(chǎn)能力為如下：DHZ360：30～60噸/日；DHZ470:50～150噸/日；DHZ550A：150～200噸/日；DHZ550：200～300噸/日；DRZ550A：200噸/日；DRZ550：300噸/日；DRZ550E：600噸/日。
（2）淀粉專用分離機。由于我國淀粉加工企業(yè)的大型化發(fā)展需要，原來的淀粉分離機（DPF445和DPF550）已經(jīng)滿足不了生產(chǎn)能力的要求，在本世紀初我國開發(fā)了大型淀粉分離和濃縮機DPF800和DPF935二大系列。該機型采用上皮帶傳動，下懸式轉(zhuǎn)鼓和短軸連接設(shè)計，并且可以通過調(diào)節(jié)內(nèi)循環(huán)量獲得較佳分離效果。軸承的潤滑則采用外循環(huán)油泵強制潤滑。其中的DPF935型，轉(zhuǎn)鼓直徑達到1000mm以上，電機功率為250Kw，物料的流量可達到250m3/h。特點：
①當(dāng)量沉降面積大，處理量大。
②分離效果好，其底流濃度、底流的蛋白含量、頂流的干物質(zhì)含量等指標(biāo)均達到國際先進水平。
③運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，振動小，噪音低。
④機器自帶液壓油缸升降系統(tǒng)，在安裝、清洗時將轉(zhuǎn)鼓部件升起并回轉(zhuǎn)，方便日常的維護。
⑤機器的自動化控制程度高，具有實時監(jiān)測機器的各項運行參數(shù)，如主機振動烈度顯示、報警；軸承溫度顯示報警；潤滑油路自動控制；即時流量顯示，累積流量顯示等。
2.2 從分離機的轉(zhuǎn)鼓排渣形式上來分
有環(huán)閥排渣型、噴嘴排渣型、環(huán)閥與噴嘴組合型和人工清渣型。轉(zhuǎn)鼓部件通常由轉(zhuǎn)鼓體、轉(zhuǎn)鼓蓋、碟片組及排渣系統(tǒng)組成，是高速旋轉(zhuǎn)部件。
（1）環(huán)閥排渣型分離機的轉(zhuǎn)鼓均為錐形結(jié)構(gòu)，既有大的沉渣貯存容積，也便于渣的濃縮與流出。動作方式有二種：一種是由小活塞所產(chǎn)生的離心力與操作水壓力之間的作用來實現(xiàn)轉(zhuǎn)鼓的密封和排渣動作；另一種是利用一組彈簧的壓力與操作水的壓力的作用來實現(xiàn)密封與排渣。這兩種均能進行全部排渣和部分排渣。主要應(yīng)用于固形物含量不太高的液-液-固分離和液-固澄清。
（2）噴嘴排渣型分離機的轉(zhuǎn)鼓與上述的一樣為錐形結(jié)構(gòu)。排渣口或噴嘴位于錐端部位，如淀粉、蛋白分離機DPF系列，其噴嘴排出的渣比較稀，會使料液較多地隨沉渣排出，為了減少料液損失，提高底流排出物濃度，可用底流部分再循環(huán)的方法。也有的噴嘴裝置設(shè)計在轉(zhuǎn)鼓底部附近，如酵母濃縮分離機D-424。
噴嘴排渣型分離機固形含量比較高的液-固濃縮、澄清，及液-液-固的分離。具有處理能力大，設(shè)備占地小等優(yōu)勢。
（3）環(huán)閥與噴嘴組合型。該機器的噴嘴設(shè)計在環(huán)閥上，噴嘴直徑一般較?。?.5mm），其數(shù)量也可以通過采用無孔噴嘴調(diào)節(jié)，從噴嘴流出的量較小，分離機同時也通過環(huán)閥的定時排渣，來獲得澄清的液體。適合于一些含固形物比較高的醫(yī)藥發(fā)酵液的澄清分離。由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，主要適合轉(zhuǎn)鼓直徑較大的分離機，如DHX616。
（4）人工清渣型分離機。轉(zhuǎn)鼓由圓柱形筒體，錐形轉(zhuǎn)鼓蓋和一組碟片等組成，由于轉(zhuǎn)鼓的沉渣空間小，對含固形物量較高的液體會容易堵塞，適合于含微量固形物的液-液分離。如DRZ何KYDR系列分離機。
2.3 從分離機傳動方式的不同可分為：螺旋齒輪傳動和皮帶傳動兩種
（1）螺旋齒輪傳動。分離機的水平軸與立軸之間通過一對高精度、大螺旋角的增速齒輪，將分離機的轉(zhuǎn)鼓提高到額定轉(zhuǎn)速。其水平軸與電機又有三種不同的連接方式：
①電機通過液力耦合器傳遞動力，液力耦合器是依靠主、從動葉片間的液力傳動油傳遞扭矩，是一種低扭矩啟動，慢慢加速使得分離機平穩(wěn)地達到全速。在工作過程中還具有過載保護功能，無易損配件。
②摩擦片啟動。利用一組摩擦離合片的離心力與摩擦輪之間的摩擦力來傳遞扭矩，帶動螺旋齒輪和轉(zhuǎn)鼓。需要定期更換摩擦片，且不適合在要求防爆的現(xiàn)場使用，主要應(yīng)用在小型碟式分離機上。
③電機與水平軸通過彈性聯(lián)軸器直接連結(jié)，分離機的啟動采用變頻器等扭矩慢慢啟動到全速，然后再將變頻器與電機脫開。其特點為：結(jié)構(gòu)緊湊，分離效果比較穩(wěn)定，但同時大螺旋齒輪的磨損會加快。
三相分離機和大部分的二相澄清分離機均采用液力耦合器或摩擦片連接起動，也可采用直連式起動的形式。
（2）皮帶傳動。分離機的驅(qū)動電機與轉(zhuǎn)鼓主軸通過一組三角皮帶或者平皮帶傳遞扭矩，皮帶傳動又分上皮帶傳動，如DPF800和DPF935淀粉分離機，分別采用五根一組和十根一組三角皮帶，并有皮帶自動張緊裝置和液壓升降油缸，方便了轉(zhuǎn)鼓的安裝和維護；另一種是下皮帶傳動，如DHC616和DHC614澄清型分離機，轉(zhuǎn)鼓為上懸式，三角皮帶傳動，結(jié)構(gòu)緊湊，適合于含固量較高液-固澄清。
皮帶傳動結(jié)構(gòu)分離機的啟動方式有變頻啟動和降壓啟動兩種。分離機的主軸軸承潤滑有自吸油潤滑和外接潤滑油泵強制循環(huán)潤滑兩種。
2.4 從機座和機殼上，有普通型、帶冷卻夾套型和充惰性氣體保護型
隨著生物技術(shù)、醫(yī)藥行業(yè)和石油化工不斷發(fā)展的需要，在生產(chǎn)工藝過程中，對分離物料溫度的控制愈來愈重要，如DBC311和DBC314分離機，需在機蓋上設(shè)計夾套，并通過冷卻水（或冷凍液），防止因高速旋轉(zhuǎn)的氣流而使機器溫度升高。
而對于要求分離含有易燃易爆的物料，或環(huán)境要求防爆的場合，則分離機進行氣密性設(shè)置。確保分離機的安全運行。如DBH314B分離機。
2.5 碟式分離機的自動控制現(xiàn)狀
碟式分離機種類繁多，其控制系統(tǒng)的要求也不太相同。
從機器本身的運轉(zhuǎn)要求，除了機器的啟動與停機控制（通過PLC控制調(diào)整啟動時間和啟動電流），在正產(chǎn)工作時須實時監(jiān)測機器的工作電流、振動大小，并有超電流和超振動的自動報警，甚至自動停機。對于環(huán)閥排渣型碟式分離機，主要是控制電磁閥的打開時間與周期，對于DHZ550等大型碟式分離機，還可以自動調(diào)節(jié)重相出口向心泵的開啟直徑，來獲得所要求的分離效果。
從工藝要求方面，有進料流量的自動控制與檢測；出料壓力的檢測與低壓報警。
從機器的安全運行方面，可以檢測機器工作狀況，同時也有報警功能。
隨著我國自動化控制水平的不斷提高，對于大型分離機的自動控制均采用人機界面和國際上先進的電器元件，其控制的可靠性和穩(wěn)定性都有很好的保證。
三、碟式分離機的發(fā)展
當(dāng)前國內(nèi)分離機縮小了與歐洲產(chǎn)品的差距。但作為目前從事分離機研制企業(yè)和科技人員，還是任重而道遠的，主要有以下幾方面的問題：
（1）要不斷的開發(fā)碟式分離機的應(yīng)用行業(yè)，增加分離機的品種的數(shù)量。
（2）必須進一步加強碟式分離機的基礎(chǔ)理論與實踐相結(jié)合原則，通過企業(yè)與大?？蒲性盒５暮献鳎瑢Ψ蛛x機主要零件的材料選用，計算與檢測，要確保碟式分離機的安全可靠運行。
（3）要建立碟式分離機液體動力學(xué)與分離原理模型，來正確指導(dǎo)產(chǎn)品的研究與開發(fā)。
（4）環(huán)閥排渣型碟式分離機的排渣控制目前還停留在依靠經(jīng)驗法，通過設(shè)定時間周期控制，如果要做到更加精密的控制排渣量，減少料液損失，應(yīng)該采用對轉(zhuǎn)鼓沉渣區(qū)的填充度，即“自思維”控制系統(tǒng)，讓轉(zhuǎn)鼓自動發(fā)出排渣信號并自動完成排渣動作。
