臥式螺旋卸料沉降離心機中螺旋推料器的出料口設(shè)計探析
技術(shù)支持
一般來說，螺旋卸料沉降離心設(shè)備是在上世紀六十年代開始出現(xiàn)，由于該種離心機設(shè)備獨具連續(xù)操作、處理量大、單位產(chǎn)量耗電量較少、適應(yīng)性強等特點而得到了迅速發(fā)展，在四十多年的發(fā)展中，沉降離心機設(shè)備的結(jié)構(gòu)、性能、參數(shù)變化很大，分離質(zhì)量、生產(chǎn)能力不斷提高，應(yīng)用范圍更加廣泛，在離心機領(lǐng)域內(nèi)一直占有重要地位。在各種國際展覽會上，各種各樣的螺旋卸料離心機，是離心機中引人注目的機型，具有良好的發(fā)展前景。
1 臥式螺旋卸料沉降離心機結(jié)構(gòu)特點
臥式離心機主要由柱-錐形轉(zhuǎn)鼓、螺旋推料器、差速器、傳動裝置、機殼和機座等部件組成。常用的臥式離心機是逆流型的，結(jié)構(gòu)原理通常如下，供給液從轉(zhuǎn)筒的中央投入，流體的流動方向和被分離的固體物質(zhì)的流向相反，離心沉降在轉(zhuǎn)鼓壁上的固體顆粒被螺旋推料器反向推送，在穿過澄清的分離液的過程中，通過沖擊力很強的原液輸入口，由于懸浮液在這里進入液池時引起液體飛濺，使已經(jīng)沉降于鼓壁的微細顆粒因攪動重新浮起、擴散、混合，所以影響分離效率。
針對逆流式臥式離心機存在的問題，根據(jù)國外對臥螺離心機研究的發(fā)展趨勢，出現(xiàn)了并流式臥螺離心機。并流式臥螺離心機結(jié)構(gòu)原理如下所示，原液從轉(zhuǎn)鼓一端（圓柱端）投入，一邊流向轉(zhuǎn)鼓的中央，一邊離心沉降。分離出來的固體通過螺旋推料器與液體朝同一方向傳送，通過沒有沖擊流的圓柱轉(zhuǎn)鼓，再從錐鼓末端排出。分離液通過螺旋推料器中央的排出管道回到圓柱轉(zhuǎn)鼓端排出。由于原液的入口由轉(zhuǎn)鼓中央改為轉(zhuǎn)鼓端部，消除了逆流式的亂流區(qū)域，擴大了沉降面積，懸浮液在機內(nèi)停留時間增長，而使分離效率得到提高。但該機在用于含極細碳渣的懸浮液的澄清時，清液的澄清度仍不能滿足要求，可見，對固相顆粒較細、固液相比重差小的較難分離的物料，尤其是對分離濾液澄清度要求較高的懸浮液，普通臥螺離心機的分離效果并不理想。螺旋卸料沉降式離心機是利用螺旋與轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速差達到連續(xù)卸料的目的，但螺旋葉片對液層的擾動，降低了澄清效果。實驗證明，差轉(zhuǎn)速越大，澄清效果越差。所以，無論是并流式還是逆流式臥螺離心機，由于螺旋與轉(zhuǎn)鼓之間有相對運動，進入轉(zhuǎn)鼓的液體除沿轉(zhuǎn)鼓軸向作層流運動外，處于螺旋轉(zhuǎn)鼓外壁處的液體還具有與螺旋一樣的相對于轉(zhuǎn)鼓的角速度和軸向速度。螺旋的攪動產(chǎn)生湍流，使已經(jīng)沉降的粒子重新浮起。為避免螺旋相對轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)造成的不良效果，在現(xiàn)有并流式臥螺離心機的基礎(chǔ)上，對其結(jié)構(gòu)進行了部分改進設(shè)計。
臥式螺旋卸料沉降離心機中螺旋推料器的出料口部位，一般的結(jié)構(gòu)為在出料口處噴涂硬質(zhì)合金粉，或者不處理，或是加裝固定的硬質(zhì)合金套或陶瓷套然后用膠進行粘接，這三種結(jié)構(gòu)及方法各有不足，前兩種導(dǎo)致出料口磨損很快，在后續(xù)維修時，也只能采取加焊的方法，加焊后不但表面不好處理其內(nèi)部積料，且導(dǎo)致運行時振動加大，當離心機處理有機物料時，物料殘留變質(zhì)導(dǎo)致產(chǎn)品的品質(zhì)不可控，而且會導(dǎo)致螺旋推料器的精度下降，縮短離心機的使用壽命；第三種方法因為粘接時加膠，導(dǎo)致離心機不能加工食品和其他一些要求高的產(chǎn)品，且損壞后不容易更換，增加離心機的使用成本。因此需要進行推料器出料口的設(shè)計研究。
2 離心機螺旋推料器出料口設(shè)計要點
2.1 進料口本體
臥式螺旋卸料沉降離心機中螺旋推料器的出料口，包括內(nèi)部設(shè)有一個螺旋推料內(nèi)腔的螺旋推料器，螺旋推料內(nèi)腔的底部設(shè)有進料口本體。
2.2 出料口本體
螺旋推料內(nèi)腔的側(cè)壁上設(shè)有出料口本體，出料口本體包括安裝于螺旋推料內(nèi)腔側(cè)壁上的出料口保護套，出料口保護套包括自外而內(nèi)依次套裝的螺旋套管、喇叭形過度套和喇叭形管，螺旋套管套裝于螺旋推料內(nèi)腔的側(cè)壁上。出料口保護套保護了出料口，降低螺旋推料器的使用成本，且出料口保護套采用螺釘固定連接方便拆卸，便于更換，延長了螺旋推料器的使用壽命。螺旋套管與螺旋推料內(nèi)腔的側(cè)壁之間螺紋連接；喇叭形過度套的內(nèi)壁與喇叭形管的外壁為相互匹配的喇叭形結(jié)構(gòu)。喇叭形過度套內(nèi)壁與喇叭形管外壁的橫切面均為喇叭形，且近螺旋推料內(nèi)腔的一端至遠螺旋推料內(nèi)腔的一端喇叭形的開口逐漸減小。喇叭形過度套與喇叭形管之間過盈配合，則無需焊接或膠接等；所述喇叭形過度套和喇叭形管的材質(zhì)為陶瓷。
2.3 出料通孔
喇叭形管上設(shè)有出料通孔，出料通孔連接位于螺旋推料內(nèi)腔內(nèi)壁上的法蘭盤，法蘭盤通過固定螺釘固定于螺旋推料內(nèi)腔的內(nèi)壁上，固定螺釘?shù)墓潭ǚ绞椒譃橐韵氯N， 種情況下，固定螺釘依次穿過限位板和法蘭盤固定于螺旋推料內(nèi)腔的內(nèi)壁上；第二種情況下，固定螺釘還可以直接穿過限位板固定于螺旋推料內(nèi)腔的內(nèi)壁上；第三種情況下，將 種情況和第二種情況進行合并，即固定螺釘分為兩組，一組依次穿過限位板和法蘭盤固定于螺旋推料內(nèi)腔的內(nèi)壁上，另一組直接穿過限位板固定于螺旋推料內(nèi)腔的內(nèi)壁上。進料通孔自下而上直徑逐漸增大；出料通孔為一根左右直徑相同的通孔。
3 結(jié)論
綜上所述，臥式螺旋卸料沉降離心機在城市污泥脫水、水廠排泥脫水、工農(nóng)業(yè)廢水處理、化工、食品、制藥等行業(yè)中廣泛應(yīng)用于固液分離和脫水，需要利用大流量臥式螺旋卸料沉降離心機對于大流量的物料進行固液分離，不過目前臥式螺旋卸料沉降離心機只有一個出料口，當分離液進入螺旋出料腔時，在高離心力的作用下，很容易在螺旋出料腔的死角處形成干固堅硬的固相物，層積在螺旋出料口處，甚至?xí)逊e滿螺旋內(nèi)腔，使得螺旋腔體的分離物料流動性變差，因此應(yīng)當對出料口進行科學(xué)設(shè)計，避免在運行過程中使得螺旋出料腔以及出料口出現(xiàn)嚴重磨損，進而使得離心機設(shè)備無法正常連續(xù)運行，同時也會增加維護費用。
