關于DPF碟式分離機結構的改進和淺析

(青島高校重工機械制造有限公司 山東 青島 266106)

一、概述

碟式分離機是是一種多功能、高效率的薄層分離機械。碟片與碟片之間留有很小的間隙，懸浮液通過中心的進料管進入到轉鼓當中，當物料經過碟片的間隙時，固體顆粒通過離心機的作用落到碟片上成為沉渣。沉渣通過碟片表面而脫離碟片，最終沉渣積聚到轉鼓內直徑最大的位置，分離出來的液體經過出液口流出轉鼓。上述的碟片是指轉鼓內一組套疊在一起的蝶形零件，其作用是為了縮短固體顆粒的沉落距離和擴大沉降的面積，進而大大的提高離心機的工作效率。碟式分離機的轉速高，分離因數可達4000-10000，當量沉降面積大，可以達到3萬-30萬平方米之間，甚至更高[1]。因此碟式分離機具有體積小，生產能力大，分離效果好等特點，這是其它分離設備無法替代的。

本公司生產的碟式離心機主要適用于部分糧食粉精制工段的初級分離、淀粉洗滌、預濃縮或中間濃縮，同時，也可以用在固體顆粒組成的懸浮液和密度相近的乳濁液。

二、分離機的結構和工作原理

分離機主要由基礎部件、液壓部件、動力部件、傳動部件、轉鼓部件、機殼部件六大部件組成，如圖1所示。液壓部件的液壓缸可轉動橫梁，底座推動支柱和機殼。液壓推動式支柱可以提升轉鼓部件，安裝和維修極為方便；分離機經過出料管，分離機轉鼓底部裝配回流葉輪，使得組成內循環的整個系統。本機構通過蝶閥進而控制和調節其濃度和質量。因為物料在機械運行過程中受到強烈沖攪，避免物料的壓實，進而排料順暢，同時，大口徑噴嘴也能夠改善堵塞問題。即使噴嘴堵塞，對回流管路注入高壓水進行清洗，使得清洗更加方便。轉鼓軸與主軸通過錐面張緊聯接，機構通過防松裝置促進轉鼓的平穩工作。另外，皮帶的張緊裝置和主動軸的減震消除過大的振動，保證整個機構的正常運行。軸承通過可調的油速對其進行連續供油方法潤滑。

圖1 分離機主要結構示意圖

分離機在工作的過程中，物料由轉鼓頂部進入物料管，通過分配進入碟片組。由于物料之間的比重不同，物料在離心機作用下分成兩組，物料重的沿碟片下表面移動，通過噴嘴連續噴出，之后進入蝸殼形成底流。之后一部分排出，另一部分返回轉鼓，從而增加底流濃度。物料輕的沿碟片向轉鼓中心流動，然后排出后形成頂流，整個過程便是物料的濃縮分離。

三、DPF碟式分離機結構的設計改進

該結構設有直徑五種孔徑的噴嘴，安裝數量為30個。客戶能夠1根據所需選擇一組或兩組混合機使用。轉鼓體安置29寸、23.630寸、三組碟片束，碟片的數量80多片，這些可以提高物料的沉降面積，進而提升機構的工作效率。因為碟片間隙小，能夠實現流動的穩定性，確保分離效果。對于分離機要選擇合適噴嘴數目和孔徑。為了防止分離機的堵塞，進機器的物料必須經過過濾。經過客戶的普遍反映，分離機一般連續24小時工作，所以噴嘴的更換比較頻繁，造成工作效率的低下，而且客戶對噴嘴缺少儲備，必須要臨時購買，從而影響了整個生產的效率。

噴嘴傳統的結構采用螺紋安裝，加工方法簡便，材質為不銹鋼。因為整體的機構復雜，而且客戶的物料預處理情況不一樣，造成運行時間長了以后噴嘴磨損和腐蝕。噴嘴出口方向情況較復雜，造成裝配后的轉動失衡，進而造成機器的強烈振動。

后經過成本核算，及生產現場經驗、客戶使用情況等綜合因素考慮，最終確定噴嘴結構采用粉末冶金方法，材質為硬質合金，如圖2所示。

圖2 噴嘴結構與材料

第二次改進后的噴嘴，因是整體硬質合金粉末壓鑄，結構強度、耐磨性能大幅提高，使用壽命是老結構噴嘴使用壽命的10到20倍，也就是說加工一個改進后的噴嘴成本還略低于加工10批前期噴嘴的成本，使用客戶裝拆維護方便，噴嘴體的設計則很巧，它只需用專用工具將噴嘴扭轉1800，即可裝拆，非常簡便。噴嘴裝配時，用工具將噴嘴裝入轉鼓體噴嘴孔后，噴嘴出口方向一致，這樣轉鼓所受力的方向一致，轉鼓運轉平穩。支撐立柱部件和傳動部件乃至整個設備使用壽命增加。

結論

本文主要闡述了公司獨立設計的DPF碟式分離機的結構及工作原理，重點是根據客戶的需求進行了結構上的改進，大大提高了分離機的工作效率，也對未來的分離機研究提供幫助。相信在我們的不懈努力之下一定能設計并生產出更加優秀的產品。