碟式分離機的原理及特點分析

碟式分離機的原理及特點分析摘要：在化工行業(yè)使用的分離機中，由于分離機內(nèi)部零部件及密封點較多而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在日常生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)不排渣、不密封或振動超標的故障現(xiàn)象。文章以某廠設(shè)備為例，通過對分離機的運行狀況及結(jié)構(gòu)分析，及時采取相應(yīng)措施，大大降低了分離機的故障率。對同類設(shè)備的使用及維護均具有一定的借鑒意義。關(guān)鍵詞:離心分離；蝶式分離機；維護前言離心分離是在液相非均勻體系中，利用離心力來達到液液分離、液固分離的方法，統(tǒng)稱為離心分離。當懸浮液在動壓頭的作用下，經(jīng)中心管流入高速旋轉(zhuǎn)的碟片之間的間隙時，便產(chǎn)生了慣性離心力，其中密度較大的固體顆粒在離心力作用下向上層碟片的下表面運動，而后在離心力作用下被向外甩出沿碟片下表面向轉(zhuǎn)子外圍下滑，而液體則由于密度小，在后續(xù)液體的推動下沿著碟片的隙道向轉(zhuǎn)子中心流動然后沿中心軸上升，從套管中排出，達到分離的目的。碟式分離機的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)有數(shù)十個或數(shù)百個形狀和尺寸相同、錐角60°～120°的錐形碟片，碟片之間的間隙用碟片背面的狹條來控制，一般碟片間的間隙約0.5～2.5mm。當具有一定壓力和流速的懸浮液進入離心機后，就會從碟片組外緣進入各相鄰碟片間的薄層隙道，由于離心機高速旋轉(zhuǎn)，這時懸浮液也被帶著高速旋轉(zhuǎn)，具有了離心力。此時固體和液體因密度不同而獲得的離心沉降速度的不同，在碟片之間的間隙內(nèi)出現(xiàn)了不同的情況。固體顆粒獲得的離心沉降速度大于后續(xù)液體的流速，則有向外運動的趨勢，就沿碟片下表面離開軸線向外運動，并連續(xù)向鼓壁沉降；澄清液獲得的離心沉降速度小于后續(xù)液體的流速，則在后續(xù)液體的推動下被迫反方向向軸心方向流動，移動至轉(zhuǎn)鼓中心的進液管周圍，并連續(xù)被排出。這樣，固體和液體就在碟片之間的間隙內(nèi)流動的過程中被分開。一、碟式分離機的基本結(jié)構(gòu)與功能碟式分離機一般由以下幾部分組成：進出口裝置，轉(zhuǎn)鼓，配水裝置，垂直軸系，水平軸系，測速裝置，剎車裝置，機架，電機。轉(zhuǎn)鼓部件是分離機的最主要部分，它包括轉(zhuǎn)鼓體、轉(zhuǎn)鼓蓋、碟片組、分配器、密封閥組件等，轉(zhuǎn)鼓體和轉(zhuǎn)鼓蓋由主鎖環(huán)鎖緊在一起。轉(zhuǎn)鼓內(nèi)裝有分配器和碟片組。碟片組上是碟片頂蓋，碟片頂蓋頸部與液位環(huán)之間組成輕相泵室，轉(zhuǎn)鼓內(nèi)還裝有活塞和小閥結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)鼓體與活塞底部組成密封水腔。分離機啟動為變頻啟動，變頻器控制電動機帶動齒輪副，然后傳遞到垂直軸系帶轉(zhuǎn)鼓運轉(zhuǎn)。為了減少損磨和轉(zhuǎn)鼓振動對整機的影響，垂直軸系采用緩沖器座彈性支承結(jié)構(gòu)。二、分離機運行狀況分析某廠單體車間的反應(yīng)液分離機運行時通常把分離時間設(shè)為30分鐘，即分離機在運行時每隔30分鐘進行排渣一次，而分離機的排渣過程是通過機體內(nèi)密封小閥在排渣水的作用下打開，使排渣水進入活塞體內(nèi)，使活塞下沉，排渣口打開，從而實現(xiàn)排渣。密封小閥在運行過程中，動作比較頻繁，閥體內(nèi)的密封圈易磨損，造成密封不嚴，導(dǎo)致分離機經(jīng)常出現(xiàn)不排渣現(xiàn)象。另外，分離機的轉(zhuǎn)鼓體與閥體配合的孔，由于設(shè)備長期運行表面也產(chǎn)生磨損，導(dǎo)致與閥體配合的間隙超標，最終都會引起分離機不排渣。分離機運行轉(zhuǎn)速較高，為5600r/min。運行過程中如果排渣不徹底，就會造成積渣現(xiàn)象，影響整個轉(zhuǎn)子的動平衡，導(dǎo)致分離機振動、過載停機。另外，分離機的轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速高、轉(zhuǎn)動慣性大，長期的運行磨損及物料沖刷，也會影響轉(zhuǎn)鼓的動平衡，導(dǎo)致分離機振動。分離機垂直軸與轉(zhuǎn)鼓定位錐面配合要求比較嚴密，長期運行會出現(xiàn)不同程度磨損，另外，在拆裝過不允許有缺陷，每次拆裝時要注意保護不受損傷。三、分離機的臨界轉(zhuǎn)速與工作轉(zhuǎn)速在分離機中，軸的撓度f為：f=Meω2/(a-Mω2)。分離機啟動后，隨著ω的增加，f增大，當ω大到使Mω2＝a時，從理論上講，離心速度達到臨界角速度ωe時軸的撓度f趨向于無窮大，軸就被破壞。而實際上離心機啟動后在很短的時間里就通過臨界角速度ωe，此時，軸的撓度還來不及達到危險的數(shù)值，只會發(fā)生震動，而軸的中間軸承周圍以及底部的止推軸承的下部均裝有彈性減震器，可以減輕軸的沖擊，改善軸的工作條件。當ω通過ωe繼續(xù)增大時，撓度f與e具有如下關(guān)系：f=e/(1-a/Mω2)可知，ω繼續(xù)增加，f減小，直到f＝e。這個現(xiàn)象稱為自動對中現(xiàn)象。實際上當ω達到(3～4)ωe時，分離機的工作就已經(jīng)平穩(wěn)了，沒有震動。由此可見只要在離心機啟動或停車時，盡快越過其臨界轉(zhuǎn)速，這樣軸就不會被破壞。四、分離機在日常運行中應(yīng)注意的事項（一）分離機運轉(zhuǎn)速度較高，停機后由于轉(zhuǎn)鼓慣性大，惰走時間長，在沒能停穩(wěn)前，決不允許再次啟機，否則會影響摩擦筒的傳動銷及螺旋傳動齒輪。（二）分離機在運行過程中要嚴格執(zhí)行自動排渣操作，運行人員要加強巡檢，發(fā)現(xiàn)不正常要手動排渣并沖洗，避免機體內(nèi)部積渣，影響轉(zhuǎn)鼓動平衡。（三）分離機裝配時應(yīng)用手盤動轉(zhuǎn)鼓，靈活、無卡住現(xiàn)象，碟片組必須充分壓緊，否則會破壞轉(zhuǎn)鼓動平衡，引起機器不正常振動。如果裝配時主鎖環(huán)不費力就將轉(zhuǎn)鼓蓋鎖緊，標記對齊，則碟片壓力不夠，應(yīng)增加碟片數(shù)量，保證主鎖環(huán)標記錯開角度小于25°。（四）啟動分離機前，應(yīng)檢查制動器（剎車）是否松開、齒輪箱內(nèi)油位是否正確以及電機轉(zhuǎn)向尤其是第一次啟動或電機設(shè)備檢修后。由于分離機轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)動慣量較大，其啟動電流大，持續(xù)時間較長，故電氣設(shè)備及線路應(yīng)能承載較大的負荷。（五）轉(zhuǎn)鼓部分是分離機最重要部件，轉(zhuǎn)鼓上的零件不允許與其它分離機上轉(zhuǎn)鼓的零件互換，長期工作后應(yīng)返廠進行無損探傷及動平衡檢查，包括零件清洗及表面處理，以確保轉(zhuǎn)鼓工作正常。（六）垂直軸與轉(zhuǎn)鼓定位的錐面不允許有缺陷，每次拆裝時要