針對推料離心機篩網磨損嚴重的問題,通過對推料離心機的篩網結構及磨粒磨損原理的研究,得出篩網磨損程度主要取決于顆粒到達篩網表面時,顆粒作用于篩網表面的垂直分力大小,以及篩網表面抗磨損能力。優化設計了布料加速盤的結構,選用了合適的分離轉速并且提高了篩網表面硬度。應用結果表明,采用布料離心加速盤,篩網壽命提高了30% 。采用表面硬化處理 HRC > 70 的篩網的離心機,篩網壽命提高了 400% 。
推料離心機主要應用于化工行業懸浮液的液、固分離,懸浮液在離心力的作用下 ,通過過濾介質—篩網,將 固 相 顆 粒 截 留 在 篩 網 上 形 成 濾 餅層 ,液體通過濾餅層及篩網過濾后實現穿濾,濾餅則依靠推力層層推進,在推進的過程中再進一步分離,最后濾餅脫離篩網進入固體收集腔。在持續運行過程中篩網會出現不同程度的磨損,在某些特殊物料的分離時篩網的磨損尤為嚴重,篩網的磨損不僅會導致篩網間隙的變大,而且會因篩網表面粗糙度的下降造成推料離心機能耗的增加,不僅影響分離效果,甚至失效,同時增加能耗。圖 1 是篩網嚴重磨損后的情況,其表面有嚴重的不光滑及凹凸不平。為了更好地實現分離,延長篩網的使用壽命,文章從推料離心機的離心分離工作原理、篩網結構及磨損機理著手,針對推料離心機篩網磨損的原因進行分析研究及優化應用。
2. 1 推料離心機的離心分離工作原理
推料離心機的工作原理如圖 2,需分離的懸浮液通過進料管自流進入旋轉的轉鼓部件,在離心力的作用下,與轉鼓同步旋轉的布料加速盤將懸浮液加速并將其均勻地分布到轉鼓篩網上。固體顆粒被截留在篩網上形成濾餅 ,母液則通過篩網間隙及轉鼓上的排液孔被排出。轉鼓部件中的推料盤、轉鼓( 或雙級、多級轉鼓) 不僅做同步旋轉運動,同時推料盤與緊鄰轉鼓( 相鄰兩轉鼓) 之間還做軸向相對往復運動。在不斷相對往復運動過程中,濾餅被脈動式層層向前推進,并在下一級轉鼓上獲得更大的離心力,殘余的液體通過下一級轉鼓篩網和下一級轉鼓上的排液孔排出,濾餅則經上一級轉鼓脈動式推向下一級轉鼓,由最后一級轉鼓出口處進入固體收集槽,并經固體出口排出機外。
2. 2 推料離心機的篩網結構
推料離心機采用板狀篩網結構( 見圖 3) ,該板狀篩網由圓筒銑制而成,篩網整個表面光滑連續,間隙精確且背面具有一定的契角。不僅可以控制截留效果,而且便于液體的穿濾。另一個特點是在濾餅與篩網表面接觸處,篩條形狀呈凸圓弧形,有利于液體的排出。從圖 3 可以發現篩網間隙僅由兩個尖角組成,一旦表面或側面有磨損間隙就會增大。如果篩網網條寬度磨損導致凸圓弧形削去甚至出現凹圓弧形,就會造成濾液排出效果的降低,導致固體殘余含濕率偏高,在后序的干燥中浪費能耗。隨著不斷的磨損,篩網的間隙會越來越大,篩網網條的凹圓弧形越來越嚴重。造成母液中的含固量不斷增多,固體的殘余含濕率不斷增加,最后由于分離效果嚴重下降而導致篩網失效。