離心式濾油機主要部件的設計

宋今朝

【摘要】在現有離心式濾油機技術基礎上，進行整體優化設計，主要是對濾油機的主要部件轉鼓進行優化，以便更好的提高其使用性能。

【關鍵詞】離心式濾油機優化設計轉鼓

一、概述

離心分離式濾油機在其內部有一個帶有雙噴式噴嘴的轉子，只需由機油所產生的壓力提供驅動力。設備開啟后，通過泵將油箱內機油送至轉子內，待機油充滿轉子后就沿轉盤下部噴油嘴噴出，既而產生驅動力使轉子高速旋轉。它的轉速能達到4000-6000r.p.m以上，以離心力的原理直接驅使雜質自機油中分離出來。即使是1μm那樣的大小亦能被取出。分離出來的雜質附著在轉子內的雜質收集蓋內，只需定期清洗即可。

二、離心式濾油機的機構

（1）濾油機機殼、納污室。濾油機的機殼為一承力構件。在機殼的前面是一個小室——納污室。該納污室被一個蓋封閉，蓋上有放油口，打開放油口可以倒出納污室中的液體。蓋上還帶有一個觀察窗口，通過該窗口可觀察納污室中的沉淀物量。在納污室上方的膜片式襯墊上放置帶有轉子的離心機，離心機被保護罩起來，外殼上帶有可快速拆卸的蓋。（2）儀表箱。面板上安裝有流量調節閥門、壓力表、溫度計、電源指示燈、齒輪泵開關、離心機啟動和停止按鈕。在框架內部還固定有一個電源開關（手柄外置于后面板右上部），一個安裝有電器設備的配電盤及線路，壓力繼電器，一個溫度計傳感器，一個齒輪泵、進出油管路等。（3）泵。第一次起動濾油機時，齒輪泵用于為濾油機整個液壓系統（納污室、離心機和所有管路）填充液體。當離心機充滿油液后需要排除油液中的氣體，齒輪泵用于在液壓系統內建立一定的壓力。（4）液壓管路。在機殼和框架的內部是液體管路系統，沿外部汲取管路將被凈化液體提供給離心機，然后由與之相連的輸出軟管將被凈化液體從離心機中排出。

三、濾油主要部件的設計

3.1法蘭

法蘭連接就是把兩個管道、管件或器材，先各自固定在一個法蘭盤上，兩個法蘭盤之間，加上法蘭墊，用螺栓緊固在一起。設計的離心機工作時的壓力范圍是0.05—0.25Mpa。根據壓力管道標準（中國管道標準體系）選擇公稱直徑為DN25（一寸）的（不銹鋼）管，管徑：一寸； 工作介質：液壓油； 壓力：0.05-0.2 Mpa；管為DN25 所以公稱通徑為33.7mm 即公稱通徑為DN25的法蘭（歐洲體系1），確定公稱壓力，因為工作時壓力一般為0.25 Mpa，法蘭材料一般和管材質相同，所以選不銹鋼。螺栓由原來的四個改為了八個，提高了法蘭的密閉性能也更穩固了。

3.2轉鼓

（1）轉鼓是離心機的關鍵部件之一。進行轉鼓應力計算時, 主要考慮了由轉鼓體自身質量、轉鼓內的篩網質量以及物料質量因高速旋轉所產生的離心力作用下的應力。轉鼓旋轉時由自身質量引起的離心力所產生的周向應力為R1′= 10- 9qQ0R 2X3。式中：q ——轉鼓體上開孔引起的密度減少系數, q=1-（Pd 2/4b1b2·sinA），其中d、b1、b2、A為轉鼓上開孔的布置尺寸，X：角速度；Q0：轉鼓體材料密度；R：轉鼓內半徑。（2）轉鼓內部葉輪部分整體化設計。原來的葉輪采用的是閉式葉輪由葉片，前后葉蓋組成，此葉輪效率較高，但其制造難度較大，也只能運送清水、溶液等粘稠度較小的不含顆粒的較清潔液體。還有一種葉輪就是半開式葉輪，它的不足之處是:也只能輸送粘稠度較小的液體，而且工作效率不是很高。要是想運送粘稠度高的液壓油等液體，開式葉片是很好的首選，可開式葉輪也片較少，效率較低、應用少。綜上所比較，在原有基礎上設計了一種含上下兩個葉輪的葉輪組，上邊的葉輪起到了二次運送、二次分離的功效，兩組葉輪的配合還大大提高了密閉性，同時這樣也能提高工作效率，還能保證工作質量。此外，對葉片也進行了優化，從原來的平直葉片改為現在的后彎式葉片，而且從原來的圓柱形改為扭曲型，通過多次試驗和與原有的進行比對，證明了后彎式扭曲型葉片對提高效率、減少葉片的負荷起到很大作用，同時我們還發現吸入性能也隨之升高了。（3）轉鼓內部離心機的設計。離心機的結構，離心機由兩部分組成：靜止部分和轉動部分——轉子離心機的轉子決定了它的轉速，由有限元分析結果可知，應力峰值出現在轉子頭的圓盤根部。在轉動過程中，圓盤根部產生循環的拉壓應力，結合在役設備在轉子頭圓盤根部產生裂紋的情況，可以確定裂紋是由于金屬疲勞引起的。為提高其抗疲勞能力，設計中在圓盤根部圓錐過渡的同時，增大過渡圓角的半徑，從而改善了根部的結構，降低了根部的應力峰值，因此大大延長了轉子頭的壽命。靜止部分包括具有輸入管接頭和輸出管接頭的離心機基座、空心軸。在軸和基座之間有一個液體流動的管路。基座固定到橡膠膜片襯墊上，橡膠膜片襯墊固定到濾油機的機殼上。在基座和膜片中心均有一個孔，這些孔用于連通離心機的內部空腔和濾油機的納污室，包括圓錐形底板、帶有軸承的軸套、帶有塞子的外罩、盤形插入件。在塞子上有一個放氣閥門，當用液體充填離心機時通過該閥門排出離心機中的氣體。