臥式螺旋離心機相關(guān)技術(shù)改進淺析
技術(shù)支持
分離設(shè)備在脫水、澄清等工藝的生產(chǎn)過程中，起著關(guān)鍵作用。在各種分離設(shè)備中，離心機具有體積小，安裝和使用方便及高純度的液相等獨特優(yōu)勢，同時隨著計算機技術(shù)和各種智能技術(shù)的發(fā)展，離心機在自動控制上也取得了其他分離設(shè)備所沒有的進展。其中臥式螺旋離心機的分離因素較高，過濾強度大，獲得的濾渣含濕量低，同時速度快，效率高，還有運費低等優(yōu)點?；谝陨细鞣N原因，離心機在化工、石化、醫(yī)藥和食品等行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。
由于離心機在整個生產(chǎn)工藝中處于成品的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，所以對離心機的品質(zhì)和技術(shù)的改進，直接影響到相關(guān)產(chǎn)品的品質(zhì)和產(chǎn)量。隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展以及人們生產(chǎn)、生活理念的改變，對離心機的技術(shù)和設(shè)備也提出了一些新的發(fā)展要求。例如在保護環(huán)境的呼聲越來越高的情況下，離心機中節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用與研究成為一個重要的方面。
本文就以臥式螺旋離心機中有關(guān)調(diào)速系統(tǒng)的改進和節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用為重點，對臥式螺旋離心機相關(guān)技術(shù)的改進做了探討。
一、調(diào)速系統(tǒng)的改進
1.主要結(jié)構(gòu)以及改進的必要性
臥式螺旋離心機主要由轉(zhuǎn)鼓和螺旋輸送器兩大部分組成。螺旋輸送器的主要作用，就是對沉渣進行輸送，從而排掉濾渣。轉(zhuǎn)鼓的錐體以及錐角對物體的輸送也有很大的影響，例如，如果轉(zhuǎn)鼓的錐角越小，離心機的沉降面積也就越小，從而對離心機的使用效率造成一定的負面影響。這兩大部分之間的轉(zhuǎn)速差，主要通過差速器進行調(diào)節(jié)。差速器在整個離心機工作過程中起著非常重要的作用，通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速差，從而在轉(zhuǎn)鼓和螺旋推進器之間保持一定轉(zhuǎn)速差的同向旋轉(zhuǎn)。
傳統(tǒng)的臥式螺旋離心機由于本身的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，運行能耗及磨損都比較大，所以差速器的工作也就復(fù)雜和繁重。要對臥式螺旋離心機的調(diào)速系統(tǒng)進行改進，首先要在差速器上著手。設(shè)計出一種總質(zhì)量小且體積小同時效率高又耐用的差速器，需要對傳動類型進行正確的選擇，同時還要對相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計進行詳細而精確的計算。另外對于齒輪，轉(zhuǎn)臂等主要的部件的制造，也要做到較大程度上的精密。這樣才能設(shè)計出保證臥式螺旋離心機正常轉(zhuǎn)動的傳動裝置。但是這樣一來，離心機的設(shè)計和制造成本與難度必然增加，并且還有可能對分離效果產(chǎn)生一定的制約。如果傳動速度無法任意調(diào)節(jié)，那么在實際的生產(chǎn)中由于離心機的處理量小，很容易出現(xiàn)堵塞的現(xiàn)象，從而影響離心機的使用壽命，造成資源浪費。
2.改進后的總體設(shè)計和工作原理
根據(jù)以上的各種分析，一些研究者進行了新的探究，從而提出了新的改進方式。主要觀點就是通過對雙電機驅(qū)動和變頻器控制的設(shè)計，在一定程度上改進傳動裝置，從而提高離心機的分離效果，實現(xiàn)無級調(diào)速。
具體設(shè)計就是通過對差速器的去除，將轉(zhuǎn)鼓和螺旋輸送器的旋轉(zhuǎn)用兩個變頻電機來帶動，從而產(chǎn)生機械運轉(zhuǎn)所需要的動力。變頻電機具有可編程自動運轉(zhuǎn)的特點，同時同步帶不易打滑，所以對轉(zhuǎn)鼓和螺旋輸送器之間的轉(zhuǎn)速差可以通過變頻電機來調(diào)節(jié)，而且可以實現(xiàn)無級調(diào)速的隨意調(diào)節(jié)。改進后，不僅可以對轉(zhuǎn)速進行自動的控制，還可以簡化整個離心機的結(jié)構(gòu)，降低能耗，增強工作的能力和有效性，從而具有更好的分離效果。另外，通過對變頻調(diào)速技術(shù)的采用，還可以根據(jù)具體情況和使用環(huán)境的不同，對離心機進行適時調(diào)速。
改進后的離心機的工作原理，主要是通過電動機的同步帶皮帶輪帶動轉(zhuǎn)鼓和螺旋輸送器的轉(zhuǎn)動。分離物體從進料管進入分離機內(nèi)，然后進入轉(zhuǎn)鼓中，在非常強大的離心力的作用下，在轉(zhuǎn)鼓中的表面上留下物體離心沉降形成的沉渣，之后再在螺旋葉片和轉(zhuǎn)鼓相對運動的力的作用下，被送到排渣口排出；而產(chǎn)生的澄清液，從轉(zhuǎn)鼓上的溢流口流出?？梢姼倪M后的離心機不僅可以任意調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速差，還使機器的結(jié)構(gòu)更加簡單，從而減少了磨損的范圍，降低了故障發(fā)生的頻率，更加節(jié)省了維修的費用和時間，無論是在生產(chǎn)能力還是在可靠性上，都得到了一定程度的提高。
二、節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用
隨著一些工業(yè)生產(chǎn)中設(shè)備向大型化方向的發(fā)展，對臥式螺旋離心機需求也向大規(guī)格方向發(fā)展，在機械的尺寸增大的同時，對于降低單位能耗的要求也就成為普遍關(guān)注的問題。臥式螺旋離心機能耗的功率主要包括：啟動轉(zhuǎn)動部件所需要的正常啟動的功率，將物料運送到所需轉(zhuǎn)速的功率，克服各種摩擦的功率，卸出物體的功率等保證機械正常運轉(zhuǎn)的功率。由此可見，要想對離心機進行節(jié)能設(shè)計和改進，需要在對機械消耗功率的具體情況進行詳細分析的前提下，對結(jié)構(gòu)形式和傳動方式兩個方面做一定的研究和改進，從而降低其功率消耗。
1.結(jié)構(gòu)形式的改進
傳統(tǒng)的臥式螺旋離心機，在構(gòu)造上往往呈現(xiàn)圓錐形圓筒的形式，這種構(gòu)造在對機械性能的提升上有很大的限制。同時，為了更好地做到物料的分離，一般要盡量做到分離出的沉渣在液面以上排出，這在實際的操作中就不可避免地讓沉渣通過有斜度的錐段。但是沉渣在此處往往出現(xiàn)滑移的現(xiàn)象，結(jié)果反而降低了排渣率，甚至將清液和沉渣一起排出。另外，為了降低直筒段沉渣的含濕量，需要將轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速提到一定的程度，結(jié)果增加了功率的消耗。直筒壓榨式臥螺離心機的研制和使用，則避免了以上各種弊端。這種結(jié)構(gòu)加上相應(yīng)的壓榨結(jié)構(gòu)，從而可以在緊貼轉(zhuǎn)鼓壁的位置排出沉渣，由于這個位置的含濕率低，所以可以提高分離效果，再加上一定的壓榨結(jié)構(gòu)，從而可以進一步降低含濕率，實現(xiàn)較好的分離效果。在降低能耗的同時還延長了使用的壽命，從而在較大程度上節(jié)省了資源。
2.傳動方式的改進
上文已提到，臥式螺旋離心機卸料目的，是通過轉(zhuǎn)鼓和螺旋輸送器之間的轉(zhuǎn)速差實現(xiàn)的，所以需要使用差速器作為傳動裝置使這兩者之間實現(xiàn)較佳的轉(zhuǎn)差值。為了實現(xiàn)離心機的工作高效率的要求，四川大學(xué)于2004年研發(fā)了液壓控制的臥螺離心機。這種離心機在傳動動力上使用液力傳動，從而在螺旋輸送器和轉(zhuǎn)鼓之間實現(xiàn)無級調(diào)速。具體就是采用調(diào)速型液力耦合器，使用液力對轉(zhuǎn)鼓進行驅(qū)動；使用液壓，實現(xiàn)螺旋輸送器的驅(qū)動。從而大大降低了能耗，這種程度所需要使用的電機功率相較于普通的電動機功率要小了很多，從而實現(xiàn)了降低能耗的目的。
三、結(jié)束語
綜上所述，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，各種建設(shè)和工業(yè)中對臥式螺旋離心機的使用也越來越多。在生產(chǎn)發(fā)展的不斷提出新目標(biāo)的情況下，勢必對離心機提出各方面的改進要求，以便適應(yīng)社會生產(chǎn)發(fā)展和人們生活的需要。無論是控制系統(tǒng)的改進還是節(jié)能技術(shù)的研發(fā)，都對離心機的長遠發(fā)展有非常重要的意義。不僅可以降低能耗，還能減少各種維修費用，從而提高生產(chǎn)率，獲得較高的經(jīng)濟和社會效益。
