沉降式离心机

沉降式离心机

化机2010 张华学号2010207416

摘要：阐述了沉降离心机的结构、工作原理及用途，并对螺旋卸料式、三足沉降式、管式、碟式沉降离心机就各自的结构、应用场合、分离能力做了较为详细的介绍。结果表明，单从分离能力比较，管式最大，然后依次是碟式，螺旋卸料式，三足沉降式。

关键词：沉降式离心机；螺旋卸料式；三足式；管式；碟式；分离能力。

1概述

1.1概念及存在意义

沉降式离心机鼓壁上无孔，受离心力作用，混合物内的相按密度或粒度大小分层。密度或粒度大者富集于鼓壁，密度或粒度小者富集于中央，从而实现物料的分离。

当离心过滤中因固体颗粒易堵塞过滤介质而过滤阻力过大时或细颗粒漏失过多时，过滤式离心机就无法达到理想的分离效果，此时沉降式离心机就具有了过滤式不可比拟的优势。利用离心沉降原理，可以把粒径很小的固相颗粒从液相中分离开来。

1.2工作原理及用途

加入转鼓中的悬浮液在离心力作用下形成环状液层，其中的固体颗粒沉降到转鼓壁上，形成沉渣。澄清的液体经转鼓溢流口或吸液管排出，称分离液。分离结束时用人工或机械方法卸出沉渣。固体颗粒在向转鼓壁沉降的过程中，还随液体流作轴向运动，进料量过大时，随液体流动至溢流口，而尚未沉降到鼓壁的细颗粒则随分离液排出转鼓，使分离液混浊。对固液相密度差小、固体颗粒小或液体粘度大的难分离悬浮液应选择分离因数高的沉降离心机，延长悬浮液在转鼓中停留的时间（例如减小进料量或采用长转鼓等），方能保证分离液澄清。沉降离心机用途较广，尤其适用于离心过滤中因固体颗粒易堵塞过滤介质而过滤阻力过大时或细颗粒漏失过多时的悬浮液分离，但沉渣的含湿量偏高。沉降离心机可用于结晶、化学沉淀物、煤粉等悬浮液的分离、各种污水污泥的脱水以及动植物油的除渣澄清等。

1.3几种类型

本论文主要讲螺旋卸料式离心机，三足式沉降离心机，管式离心机，碟式分离机这四种沉降式离心机。其中螺旋卸料式属于连续式离心机，三足式、管式、碟式属于间歇式离心机。需要强调的是螺旋卸料式离心机占离心机销售额的一半左右，可见其工业用途十分广泛。

2螺旋卸料式离心机

2.1整体构造及工作原理

螺旋卸料式离心机分立式和卧式两种，但工业上以卧式为主，简称“卧螺”。其结构示意图如图2-1.

图2-1 螺旋卸料式离心机的整体构造示意图

基本工作原理:

卧式螺旋卸料离心机主要由高转速的转鼓、与转鼓转向相同且转速比转鼓略高或略低的螺旋和差速器等部件组成。当要分离的悬浮液进入离心机转鼓后，高速旋转的转鼓产生强大的离心力把比液相密度大的固相颗粒沉降到转鼓内壁，由于螺旋和转鼓的转速不同，二者存在有相对运动（即转速差），利用螺旋和转鼓的相对运动把沉积在转鼓内壁的固相推向转鼓小端出口处排出，分离后的清液从离心机另一端排出。差速器（齿轮箱）的作用是使转鼓和螺旋之间形成一定的转速差。

主要的脱水流程可以简述为：

悬浮液从进料管进入转鼓，固相颗粒在离心力场作用下受到离心力的加速沉降至转鼓内壁，沉降的颗粒在螺旋输送器叶片的推动下，从（直筒段）沉降区通过（锥段）干燥区至固相出口排出；经澄清的液相从溢流孔溢出。从而实现固、液相自动、连续的分离。

2.2 重要部件的简单介绍

2.2.1 转鼓

转鼓的形式大体有三种，圆筒形；圆锥形；筒锥组合形。一般来说，圆筒形利于液相的澄清；圆锥形利于固相的脱水；而筒锥组合形兼具两者优点。

转鼓的长径比一般为1~2（或1~1.5），圆锥筒锥角一般为10°~11°；

易于输渣锥角一般为5°~18°。

转鼓材料一般为不锈钢，高强不锈钢，钛钢，玻璃钢。转鼓为整体铸造或焊接而成。

转鼓主要结构参数包括转鼓直径、转鼓长度、转鼓锥角、溢流口直径、出渣口直径。这些参数直接影响螺旋卸料离心机的分离能力、处理能力和输渣能力。出渣口与渣的摩擦程度比任何部分都大，为保护出渣口常采用喷涂耐磨材料或可拆换的耐磨衬套。

2.2.2螺旋输送器

结构形式如图2-2

图2-2 螺旋输送器

主要组成部件包括螺旋叶片，内管，进料室。

螺旋叶片形式大致分为整体形；带状形；断开形。分单头、双头，左旋式，右旋式。

螺旋输送器是利用螺旋与转鼓之间的转速差将转鼓壁上的沉渣输送到出渣

口排出。当物料中有砂粒存在时，螺旋叶片会磨损，使得输渣能力下降。故要求叶片具有一定的耐磨性。叶片的本体材料一般与转鼓相同，现有三种方法来增加

螺旋叶片的耐磨性。(1)在易磨损处堆焊硬质合金（常用碳化钨）；(2) 采用表面

喷涂技术（火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂、爆炸喷涂）；(3)采用可更换的耐磨扇形片作为螺旋外圈。

2.3 主要特点

优点：自动、连续操作、可长期运行、维修方便。可在加压和低温下工作。单机生产能力大，处理能力0.4~60m3/h 颗粒粒度2 μm~5mm，固相浓度1%~50%、固液密度差大于0.05g/cm3 。分离因数高，转鼓长径比设计范围大，转鼓液池深度可调。因此适用性强，应用范围广。

缺点：沉渣含液量较高。离心机转速高，转动件加工精度要求高，结构复杂，制造成本高。

2.4常用的螺旋卸料式离心机：

脱水型卧螺离心机：分离因数一般小于3000，常用来处理易分离物料，如洗煤厂要浮选的（漂浮选矿）精矿和尾矿。转鼓呈锥形或柱-锥形，转鼓长径比较小，一般为1~2。

澄清型卧螺离心机：分离因数一般大于3000，用于固体细微颗粒、滑腻的悬浮液（如活性污泥）等的澄清，特点是转鼓呈柱—锥形和双锥，长径比一般为2.5~4。

2.5 应用领域

化工（如合成纤维树脂、聚氯乙烯）、煤炭（如煤粉的脱水）、食品（如淀粉的脱水）、制药（如动物油脂的分离）、治金（如矿砂和浸渍液的分离）、环保（如活性污泥的脱水）等。

3三足式沉降离心机

3.1整体构造及工作原理

结构示意图如图3-1.