臥式螺旋離心機相關技術改進淺析

于惠

（黑龍江龍煤股份有限公司 鶴崗分公司 興安選煤廠，黑龍江 鶴崗 154102）

分離設備在脫水、澄清等工藝的生產過程中，起著關鍵作用。在各種分離設備中，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勢，同時隨著計算機技術和各種智能技術的發展，離心機在自動控制上也取得了其他分離設備所沒有的進展。其中臥式螺旋離心機的分離因數較高，過濾強度大，獲得的濾渣含濕量低，同時速度快，效率高，還有運費低等優點。基于以上各種原因，離心機在化工、石化和醫藥、食品等行業中得到廣泛的應用。

由于離心機在整個生產工藝中處于成品的生產環節，所以對離心機的品質和技術的改進，直接影響到相關產品的最終的品質和產量。隨著社會經濟的不斷發展以及人們生產、生活理念的改變，對離心機的技術和設備也提出了一些新的發展要求。例如在保護環境的呼聲越來越高的情況下，離心機中節能技術的應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調速系統的改進和節能技術的應用為重點，對臥式螺旋離心機相關技術的改進做了探討。

1 調速系統的改進

1.1 主要結構以及改進的必要性

臥式螺旋離心機主要由轉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速差，主要通過差速器進行調節。差速器在整個離心機工作過程中起著非常重要的作用，通過調節轉速差，從而在轉鼓和螺旋推進器之間保持一定轉速差的同向旋轉。傳統的臥式螺旋離心機由于本身的結構比較復雜，運行能耗及磨損都比較大，所以差速器的工作也就復雜和繁重。要對臥式螺旋離心機的調速系統進行改進，首先要在差速器上著手。設計出一種總質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，同時還要對相關結構設計進行詳細而精確的計算。另外對于齒輪、轉臂等主要的部件的制造，也要做到最大程度上的精密。這樣才能最終設計出保證臥式螺旋離心機正常運轉的傳動裝置。但是這樣一來，離心機的設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生一定的制約。如果傳動速度無法任意調節，那么在實際的生產中由于離心機的處理量小，很容易出現堵塞的現象，從而影響離心機的使用壽命，造成資源浪費。

1.2 改進后的總體設計和工作原理

根據以上的各種分析，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動和變頻器控制的設計，在一定程度上改進傳動裝置，從而提高離心機的分離效果，實現無級調速。

具體設計就是通過對差速器的去除，將轉鼓和螺旋輸送器的旋轉用兩個變頻電機來帶動，從而產生機械運轉所需要的動力。變頻電機具有可編程自動運轉的特點，同時同步帶不易打滑，所以對轉鼓和螺旋輸送器之間的轉速差可以通過變頻電機來調節，而且可以實現無極調速的隨意調節。改進后，不僅可以對轉速進行自動的控制，還可以簡化整個離心機的結構，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，通過對變頻調速技術的采用，還可以根據具體情況和使用環境的不同，對離心機進行適時調速。

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鼓和螺旋輸送器的轉動。分離物體從進料管進入分離機內，然后進入轉鼓中，在非常強大的離心力的作用下，在轉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鼓相對運動的力的作用下，被送到排渣口排出；而產生的澄清液，從轉鼓上的溢流口流出。可見改進后的離心機不僅可以任意調節轉速差，還使機器的結構結構更加簡單，從而減少了磨損的范圍，降低了故障發生的頻率，更加節省了維修的費用和時間，無論是在生產能力還是在可靠性上，都得到了一定程度的提高。

2 節能技術的應用

隨著一些工業生產中設備向大型化方向的發展，對臥式螺旋離心機需求也向大規格方向發展，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注的問題。臥式螺旋離心機能耗的功率主要包括：啟動轉動部件所需要的正常啟動的功率，將物料運送到所需轉速的功率，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的功率。由此可見，要想對離心機進行節能設計和改進，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，對結構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。

2.1 結構形式的改進

傳統的臥式螺旋離心機，在構造上往往呈現圓錐形圓筒的形式，這種構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滑移的現象，結果反而降低了排渣率，甚至將清夜和沉渣一起排出。另外，為了降低直筒段沉渣的含濕量，需要將轉鼓的轉速提到一定的程度，結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。這種結構加上相應的壓榨結構，從而可以在緊貼轉鼓壁的位置排出沉渣，由于這個位置的含濕率最低，所以可以提高分離效果，再加上一定的壓榨結構，從而可以進一步降低含濕率，實現最好的分離效果。在降低能耗的同時還延長了使用的壽命，從而在最大程度上節省了資源。

2.2 傳動方式的改進

上文已提到，臥式螺旋離心機卸料目的，是通過轉鼓和螺旋輸送器之間的轉速差實現的，所以需要使用差速器作為傳動裝置使這兩者之間實現最佳的轉差值。為了實現離心機的工作高效率的要求，四川大學于2004年研發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鼓之間實現無級調速。具體就是采用調速型液力偶合器，使用液力對轉鼓進行驅動；使用液壓馬達實現螺旋輸送器的驅動。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，從而實現了降低能耗的目的。

3 結束語

綜上所述，隨著社會經濟的發展，各種建設和工業中對臥式螺旋離心機的使用也越來越多。在生產發展的不斷提出新目標的情況下，勢必對離心機提出各方面的改進要求，以便適應社會生產發展和人民生活的需要。無論是控制系統的改進還是節能技術的研發，都對離心機的長遠發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，從而提高生產率，獲得較高的經濟和社會效益。

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