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蝶式分离机螺旋卸料离心机的工作原理、分类及发展

碟式分离机的发展

我国碟式分离机的研制起步较晚,但发展迅速。自70年代初开始研制,现有的规格品种已居其他离心机之首,在生产数量,各领域的应用覆盖面、出口数量等方面与其他型式离心机相比均名列前茅。我国民营企业的参与,更加重视对碟式分离机技术研发投入,包括对大型锻件和精密铸件的材料研究、分离机主要零部件的应力分析和腐蚀分析,机器的稳定性研究等等,增加了先进的检测仪器装备。在零件加工工艺上,数控技术和加工中心的应用、科学先进的检测手段都对提高国产碟式分离机的质量起到很好的推动作用,目前我国己生产碟式离心机转鼓最大直径1000mm的碟式离心机;许多机型质量已经基本接近欧洲先进水平,越来越受到用户的信赖,基本可替代进口设备。但是对于大型分离机和高速分离机,由于材料和制造精度的原因,与国外相比还存在一定的差距。


蝶式分离机的分类

碟式分离机按分离功能和排渣功能不同进行分类,按分离功能可分为以下三种类型:

1.澄清型用于提高液相的纯度。

2.净化型用于液一液.固的分离,使液相的轻相或重相纯净。

3.浓缩型用于液.液一固和液.液的分离,使重相或轻相浓缩,同时排除固相微粒。

按排渣方法可分为:

1.人工排渣碟式分离机;

2.活塞排渣碟式分离机;

3.喷嘴排渣碟式分离机;

4.活塞与喷嘴结合排渣的碟式分离机。


在大活塞的大端安装有若干个孔径为O.1~1.0mm的喷嘴,在工作中喷嘴可以连续排出部分固形物,又可周期性的通过大活塞来排渣,适合于含固形物比较高的轻液澄清分离。

碟式分离机的传动系统为增速传动,一般常用的增速传动方式有皮带传动和螺旋齿轮传动两种。

螺旋齿轮传动的优点是:加工制造容易,结构紧凑,润滑方便,费用低廉。皮带传动结构简单,与齿轮传动方式相比具有运转平稳、整机振动小等无可比拟的优点,尤其在转鼓排渣时通过皮带能大大缓冲对机座与立轴轴承的冲击力,从而延长机器使用寿命。现各种大功率碟式分离机也己相继使用,且有取代齿轮传动方式趋势。因此新型平皮带传动是碟式分离机传动形式改进与发展的方向。

碟式分离机应用范围较广,其自动控制系统的要求也不太相同。从机器本身的运转要求,除了机器的启动与停机控制(通过PLC控制调整启动时间和最大启动电流),在正常工作时须实时监测机器的工作电流、振动大小,并有超电流和超振动的自动报警,甚至自动停机。对于环阀排渣型碟式分离机,主要是控制电磁阀的打开时间与周期,对于DHZ550等大型碟式分离机,还可以自动调节重相出口向心泵的开启直径,来获得所要求的分离效果。从工艺要求方面,有进料流量的自动控制与检测;出料压力的检测与低压报警。从机器的安全运行方面,可以监测机器工作状况,同时也有报警功能。随着我国自动化控制水平的不断提高,对于大型分离机的自动控制均采用人机界面和国际上先进的电器元件,其控制的可靠性和稳定性都有很好的保证。

磉式分离机的应用

我国碟式分离机开发和制造已经形成系列化,标准化。目前我国已经拥有二十多个系列,一百多种不同规格的碟式分离机。以下就碟式分离机在各个不同应用领域作简单介绍。

①乳品行业

乳品工业用碟式分离机为牛奶的净乳、牛奶的脱脂、无水黄油的精制、牛奶的标准化以及牛奶中细菌的分离。随着我国最近几年乳品工业的大力发展,净乳生产工艺所用碟式分离机的能力最大可以达到60 m3/h,一般的有5 m3/h,如国产的DHN360:DHN470的生产能力为10 m3/h,DHN550的生产能力可达到20 m3/h,它们都具有自动排渣功能,属于两相澄清分离。牛奶的脱脂主要应用在生产脱脂奶和干酪素的工艺,有人工排渣型如DRY366、DRNZ400和自动排渣型如DHNZ470等,属于三相分离。

②油脂工业

碟式分离机在油脂工业中的应用历史久远,适用于大豆油、菜籽油、棉籽油、葵花籽油、米糠油、茶籽油、红花油及亚麻籽油等;动、植物油的脱胶、加碱中和后的脱皂和水洗后的油.水分离等;动物油如猪油的精炼、鱼油的提取和精制。

碟式分离机在油脂工业中的应用有自动排渣和人工清渣两种。都属于三相分离。分离后的轻、重相均由向心泵输出机外。国内的油脂精炼分离机最大为600吨/天,如DHZ700全自动控制油脂专用分离机;该机型具有全自动的排渣控制功能,其每次的排渣量大小基本一致,不受外界水压等条件影响,并且在排渣时其重相向心泵会提前关闭,使液一液分离界面位置缩小,能有效防止跑油现象;该分离机在排渣时无需停止进料,实行部分排渣,可满足连续生产工艺需要。

③淀粉工业

淀粉生产根据原料不同可分为玉米淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉等,淀粉生产工艺中常使用喷嘴型碟式分离机进行淀粉的预浓缩、淀粉与蛋白质的分离、麸质的浓缩以及麸质水的澄清等。以前年产l万吨到3万吨的淀粉厂普遍采用DPF445/10.14.30和DPF500/13.21—3l。随着近几年淀粉工业的大力发展,我国的淀粉生产企业也向规模生产发展,年产6万吨到30万吨的淀粉生产企业越来越多,最大的可达到年产60万吨淀粉。我国已经自行生产的DPF800/130—20.31和DPF935/260—20.3l喷嘴碟式分离机,单机的生产能力可达到年产12万吨,并且运转平稳、性能可靠,既可提高产品得率,又可达到环保和节能要求。

图4所示为DPF935/260.13.3l喷嘴型碟式分离机示意图。转鼓直径1000mm,电机功率为250Kw,

处理量可达到250m3/h。特点:

(1)当量沉降面积大,处理量大。

(2)分离效果好,其底流浓度、底流的蛋白含量、顶流的干物质含量等指标均达到国际先进水平。

(3)运转平稳,振动小,噪音低。

(4)机器自带液压油缸升降系统,在安装、清洗时将转鼓部件升起并回转,方便日常的维护。

(5)机器的自动化控制程度高,具有实时监测机器的各项运行参数,如主机振动烈度显示、报警;轴承温度显示报警;

④酿酒工业和食品饮料工业

葡萄酒生产中葡萄汁的澄清处理,啤酒酿造过程中麦芽汁和啤酒的澄清均采用碟式分离机。果汁行业中果肉与果汁(如橙汁、苹果汁等)的分离、果汁的浓缩,还有茶粉生产工艺中的澄清均采用澄清型碟式分离机。如DHP(Y)616/200.13.3l环阀排渣碟式分离机它采用液压和气动联动控制的排渣控制方法,能准确控制排渣量大小,运行稳定可靠,排渣时不需要停止进料,可以提高料液的收率。

DPF935/260-13-31喷嘴型碟式分离机

图4 DPF935/260-13-31喷嘴型碟式分离机

⑤酿酒工业和食品饮料工业

葡萄酒生产中葡萄汁的澄清处理,啤酒酿造过程中麦芽汁和啤酒的澄清均采用碟式分离机。果汁行业中果肉与果汁(如橙汁、苹果汁等)的分离、果汁的浓缩,还有茶粉生产工艺中的澄清均采用澄清型碟式分离机。如DHP(Y)616/200.13.3 l环阀排渣碟式分离机它采用液压和气动联动控制的排渣控制方法,能准确控制排渣量大小,运行稳定可靠,排渣时不需要停止进料,可以提高料液的收率。


立式碟片螺旋卸料离心机的发展

螺旋卸料沉降离心机受制设备的结构特点,相对于碟式分离机分离因数较低,分离后轻液含固量较高,重液含轻液较多,分离效果不是很好,但是能得到湿度较小的固相;碟式分离机由于分离因数较高,能得到澄清度较好的液体,但它是间歇排渣,固相含湿率较高。

根据两者的特点开发了一种全新的沉降离·1、5,机:立式碟片螺旋卸料离心机,它是一种将碟片与螺旋离心机复合的离心机。

它的传动部件本身是一个由转鼓和螺旋输送器耦合的差速双转子系统,而立式碟片螺旋卸料离心机又将碟片置于螺旋离心机之内,其中碟片支架和转鼓是通过螺栓连接在一起的,两者是同转速的,螺旋输送器为另一个转速,两者的转速差在1~100r/min之间。

工作时物料从机器上端进料口流向转鼓,并通过物料分布器向四周分流,通过底部加速器加速,物料由碟片中心孔进入碟片组,在离心力作用下,物料在碟片间进行固液分离,颗粒被甩向碟片外侧,液体则从锥形碟片间流向中间,并在抽吸泵的作用下从离心机上部流出;沉淀的固体在碟片外侧,并聚集到转鼓内壁上,通过螺旋和转鼓之间转速差,使得沉渣不断被螺旋向下推送,最终从转鼓小端的卸料口排出。分离原理示意见图5。

立式碟片螺旋卸料离心机原理图

图5 立式碟片螺旋卸料离心机原理图

立式碟片螺旋卸料离心机比普通的螺旋离心机拥有更高的分离因数和沉降面积,沉降距离短,螺旋和转鼓的差速可调,使澄清液可以更清,又能得到湿度较小的固相,这是卧螺离心机和碟式分离机无法比拟的优点。该离心机采用直立式结构,通过传动头直接与柔性轴承组件装配在一起,传动头能够随转子一起转动,不会受到力矩或者力的阻碍。立式碟片螺旋离心机适用于易起泡的物料的分离。为防止物料起泡,采用排液向心泵的结构,使机器在一定压力下工作,抑制起泡,以利于提高分离效率。

立式碟片螺旋卸料离心机的分离因数最高可达到8000,适用于:生物制药、氨基酸、抗生素、蛋白质、酶、植物油、疫苗、酵母、维生素、脂肪、饮料、啤酒、精馏酒精、果汁及精细化工等大部分物料行业的液体和固体的分离。

DL400碟式螺旋卸料分离机是一种新型分离机,转鼓内直径400mm,功率50kw,适合处理含固量20—30%的物料分离,最大可达10m3/h,分离后固相含湿量20%左右,液相含固量<0.2%。若需进行固液分离的混合液,选用卧式螺旋沉降离心机分离不清或无法分离;而选用喷嘴或活塞排渣碟式分离机又受含固量太高及排渣固相含湿量高的限制;或对于含湿量高的固体、既无法过滤又无法进一步分离浓缩的、后道工序加工难度很大,采用DL400碟式螺旋卸料分离机,既能达到有效分离又能获得低含湿量的固体,可有效解决这一难题。