不同类型离心机的转鼓结构设计与其分离原理、物料特性及功能需求密切相关,直接影响分离效率、卸料方式和适用场景。以下是常见离心机转鼓结构的核心区别:
一、过滤式离心机:带滤孔的分离载体
核心功能:通过滤布截留固体颗粒,实现固液分离。
转鼓结构特点:
1. 滤孔与滤布支撑
① 转鼓壁开有均匀滤孔(孔径 2-5mm),内侧衬有滤布支撑网(如金属丝网),防止滤布被离心力冲破。
② 例:PGZ 平板刮刀离心机转鼓滤孔密度约 20-30 个 / 平方英寸,滤布通过压板或卡箍固定于转鼓边缘。
2. 卸料辅助结构
① 刮刀卸料型:转鼓底部开口,配备可升降刮刀(材质多为不锈钢或硬质合金),卸料时刮刀伸入转鼓刮除滤饼(如右图所示)。
② 拉袋卸料型(如 PLD 系列):滤布底部与拉袋装置连接,卸料时通过气缸或电机拉动滤布振动,清除残余滤饼(残留率<1%)。
3. 密封与清洗
① 全翻盖或侧开式结构,便于拆卸清洗滤布;部分机型配备在线清洗(CIP)喷嘴,可自动冲洗转鼓内壁。
二、沉降式离心机:无滤孔的沉降空间
核心功能:依靠离心力使不同密度物料沉降分层,适用于细颗粒或低浓度悬浮液。
转鼓结构特点:
1. 无滤孔光滑内壁
① 转鼓为密闭圆筒,内壁抛光(粗糙度 Ra≤0.8μm),避免物料粘附。
② 例:LW 卧螺离心机转鼓长径比可达 3:1-4:1,延长物料沉降路径,提高细颗粒截留率。
2. 螺旋推料器
① 转鼓内同轴安装螺旋输送器,与转鼓存在 3-50rpm 的差速(通过差速器控制),用于推送沉降至转鼓壁的固相沉渣。
② 螺旋叶片材质:碳化钨涂层或陶瓷贴片,应对高硬度物料磨损(如矿浆分离)。
3. 溢流堰与排渣口
① 溢流堰:转鼓大端设置可调节高度的堰板,控制液相澄清度(堰板越高,液相停留时间越长,澄清度越高)。
② 排渣口:转鼓小端开口,螺旋推送的沉渣由此排出(如污泥脱水时含水率可降至 60-80%)。
三、分离式离心机:高精度液液分层工具
核心功能:分离互不相溶的液体(如油 / 水)或液固微颗粒(如病毒 / 蛋白质)。
转鼓结构特点:
1. 碟片堆叠结构
① 转鼓内叠放数十片锥形碟片(间距 0.5-2mm),形成薄层分离空间,缩短颗粒沉降距离(如 Alfa Laval 碟式离心机碟片数量可达 100 片以上)。
② 碟片边缘开有均布孔(导流孔),引导物料向转鼓壁运动。
2. 高速旋转与密封
① 转速高达 10,000-50,000r/min,分离因数(Kc)可达 10,000-100,000g,强化液液分层效果。
② 转鼓为全密闭结构,进料与出料通过顶部中心管及侧部堰板控制,避免湍流影响分离精度。
3. 固相排出设计
① 人工排渣型:停机后拆卸转鼓清除沉渣(适合低固含量物料)。
② 自动排渣型:转鼓底部设活塞式排渣口,通过液压控制周期性排渣(如每 30 分钟一次,用于含固量<5% 的场景)。
四、特殊场景转鼓设计
1. 防爆场景
① 转鼓采用导电材质(如不锈钢)并接地,内壁抛光消除静电积聚;配备氮气吹扫接口,维持氧含量<1%(如化工行业处理溶剂型物料)。
2. 高温物料
① 转鼓夹套设计,可通入蒸汽或导热油(如处理熔融态沥青,温度需维持 150-200℃)。
3. 超高速分离
① 管式离心机转鼓为细长圆筒(长径比>8:1),材质采用碳纤维增强复合材料,耐受超高速旋转产生的离心应力(如分离病毒时转速可达 100,000r/min)。
五、结构设计对分离效果的影响
1. 过滤式转鼓:滤孔密度与滤布孔径决定固相截留精度,拉袋结构可提升残留滤饼清除效率(如制药行业要求残留率<0.1%)。
2. 沉降式转鼓:长径比越大,细颗粒沉降时间越长,分离效率越高(如 LW520 型卧螺离心机处理 5μm 颗粒时回收率可达 95%)。
3. 分离式转鼓:碟片间距越小,液液分界面越清晰(如间距 1mm 时,油中水分可降至 50ppm 以下)。
总结:结构设计的核心逻辑
转鼓结构∝分离原理+物料特性+工艺需求
1. 过滤式:侧重滤材适配与卸料彻底性;
2. 沉降式:强化沉降路径与推料效率;
3. 分离式:追求高转速下的层流稳定性。
选型时需结合物料颗粒大小、密度、处理量及卫生要求,通过转鼓结构的针对性设计实现分离效果***大化。 标签:离心机
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