深入解析翻袋式离心机滤袋翻转机构

过滤式离心机是1种在石油化工、化工、制药及食品产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、洗涤效果佳及操纵弹性大等优点,在石油化工、化工及制药等行业中有着广阔的应用远景。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。

1 操纵原理

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、内轴和滤袋为可以轴向运动部分。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

转鼓盖的打开和封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

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:①旋转的油缸与静止的供油装置动态接触,轻易漏油,污染环境。②活塞杆出进油缸轻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机有正当性。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

德国海因科尔公司自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,使转鼓处于封闭状态,此时可以进行装料或离心过滤过程。