翻袋式离心机滤袋翻转机构研究

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工况时与转鼓同速。为控制内轴的进退,不但要
准确地控制螺纹轴电机及外轴电机各自的速度, 还要控制它们的相对速度。此结构的问题是旋转
件多,影响轴的振动性能,增加了制造难度和机
器成本,且控制难度大。
2.3 隔离式机械滤袋翻转机构
我们在深入地研究了上述 2 种机构后[3,4], 设计了隔离式机械滤袋翻转机构,见图 3[5]。此
旋转的油缸与静止的供油装置动态接触,容
易漏油,污染环境。②活塞杆出入油缸容易污染 所分离的产品和环境。③旋转的油缸有较大的转
动惯量,会降低轴的临界转速。 油缸驱动式滤袋翻转机构近年来已被逐步
淘汰。但我国有些离心机制造厂商仍在计划生产 使用油缸驱动式滤袋翻转机构的翻袋式离心机,
原因是有关专利刚刚过期,生产此种结构的离心
过滤式离心机是 1 种在石油化工、化工、制
药及食品工业中广泛应用的过滤设备。在过滤式 离心机的发展过程中,人们对滤渣的卸出方法极
为重视,很多离心机以滤渣的卸出方式命名,如
刮刀离心机、活塞推料离心机和螺旋卸料离心机 等。翻袋式离心机是 1 种新型过滤式离心机,它 有一特殊的固相物料排出机构即滤袋翻转机构。 离心机中的转鼓内有一滤袋,排渣时,滤袋翻转 机构将滤袋翻转,滤袋的内表面变为外表面,使
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机有合法性。此种作法的弊端是降低了产品的竞
争能力。
2.2 海因科尔机械驱动式滤袋翻转机构[2]
德国海因科尔自 1994 年以来,逐步用机械驱 动式滤袋翻转机构取代油缸驱动式滤袋翻转机 构,此种机械驱动式滤袋翻转机构见图 2。电机通 过带轮驱动外轴,另一个电机通过带轮驱动螺纹 轴。当驱动外轴的电机速度大于驱动螺纹轴电机
种机构的特点是旋转件数量大幅减少。在图 3 中,
与外轴固定的带轮 1 与导向圆筒之间的轴承使得 导向圆筒不再随外轴一同转动。滑动螺母与内轴
之间的轴承使得滑动螺母和螺纹轴等零件也不
再随内轴一同转动。轴承可传递轴向力,但隔离 了前后零件之间的转动。 螺纹轴在带轮的带动下顺时针或逆时针旋
转,从而带动内轴在外轴内滑动。此结构的特点:
固相物料在离心力作用下脱离滤袋。与刮刀离心
机、活塞推料离心机和螺旋卸料离心机等相比, 翻袋式离心机的过滤表面残留物少,从而过滤阻
力较小。翻袋式离心机具有余湿量小、洗涤效果
佳及操作弹性大等优点,在石油化工、化工及制 药等行业中有着广阔的应用前景。为在我国发展 翻袋式离心机,作者研究了现有的 2 种滤袋翻转 机构,并提出了 1 种新的结构。
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状态时能否密封和在排渣状态时滤袋能否翻转
并顺利排渣,因此是此机型发展的关键部件。
2.1 油缸驱动式滤袋翻转机构[1]
油缸驱动式滤袋翻转机构是翻袋式离心机 最早的结构,带动滤袋翻转的内轴与油缸的活塞 杆成为一体并与活塞相连,油缸与转鼓同速转动, 以控制液压油的进出方向来控制滤袋的翻出或 返回。此种结构的缺点:
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内轴的进退与外轴的转速无关,使机构更易控
制。旋转件减少,降低了制造难度并提高机器的 可靠性。转轴长度缩短,使轴的振动性能得到改
善。 3 结语
通过分析已有的2种滤袋翻转机构,提出了1 种新的机构。该机构具有旋转零件少、容易控制 以及制造成本低等优点。此外,新机构还缩短了
转轴的长度,使轴系的刚度增加,提高了临界转
速,使机器运转更加平稳。因此种结构与外国专 利无关,有理由成为我国离心机制造厂商生产此
种离心机的首选结构。
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轴牵拉。转鼓与外轴相连并由电机带动旋转。内
轴与外轴可相对滑动,在固相排出阶段,内轴带
动转鼓盖、转鼓盖连杆、滤布固定板和滤布移出 转鼓,滤布的内表面变成了外表面,在高速旋转
状态下将沉积物甩出(图 1b)。 2 几种翻袋机构比较
转鼓盖的打开和关闭来自内轴与外轴的相 对运动。牵动内轴的方式不同,就会产生不同的 滤袋翻转机构。滤袋翻转机构决定着转鼓在脱水
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1 操作原理
翻袋式离心机的转鼓分为固定部分和可以 进行轴向运动的部分,见图 1。其中转鼓盖、转鼓
盖连杆、滤布固定板、内轴和滤袋为可Байду номын сангаас轴向运
动部分。进料管用来输送悬浮液,转鼓盖在装料 或离心过滤过程中封闭转鼓,见图 1a。转鼓盖由
转鼓盖连杆与滤布固定板相连,滤布固定板由内
的速度时,螺纹轴会相对滑动螺母旋转。滑动螺
母由于导向圆筒和导向键的限制作用不能旋转, 故只能使螺纹轴作轴向运动并拉动内轴做轴向
运动。在内轴的拉动下转鼓盖密封转鼓,使转鼓
处于关闭状态,此时可以进行装料或离心过滤过 程。相反,当螺纹轴电机的速度大于外轴电机的 速度时,转鼓盖离开转鼓,离心机处于卸料状态。 在图 2 中,皮带轮 1 右面的所有零件除支座外,均 为高速旋转件,这些零件在加料、过滤和洗涤等