关于DPF碟式分离机结构的改进和浅析

(青岛高校重工机械制造有限公司 山东 青岛 266106)

一、概述

碟式分离机是是一种多功能、高效率的薄层分离机械。碟片与碟片之间留有很小的间隙，悬浮液通过中心的进料管进入到转鼓当中，当物料经过碟片的间隙时，固体颗粒通过离心机的作用落到碟片上成为沉渣。沉渣通过碟片表面而脱离碟片，最终沉渣积聚到转鼓内直径最大的位置，分离出来的液体经过出液口流出转鼓。上述的碟片是指转鼓内一组套叠在一起的蝶形零件，其作用是为了缩短固体颗粒的沉落距离和扩大沉降的面积，进而大大的提高离心机的工作效率。碟式分离机的转速高，分离因数可达4000-10000，当量沉降面积大，可以达到3万-30万平方米之间，甚至更高[1]。因此碟式分离机具有体积小，生产能力大，分离效果好等特点，这是其它分离设备无法替代的。

本公司生产的碟式离心机主要适用于部分粮食粉精制工段的初级分离、淀粉洗涤、预浓缩或中间浓缩，同时，也可以用在固体颗粒组成的悬浮液和密度相近的乳浊液。

二、分离机的结构和工作原理

分离机主要由基础部件、液压部件、动力部件、传动部件、转鼓部件、机壳部件六大部件组成，如图1所示。液压部件的液压缸可转动横梁，底座推动支柱和机壳。液压推动式支柱可以提升转鼓部件，安装和维修极为方便；分离机经过出料管，分离机转鼓底部装配回流叶轮，使得组成内循环的整个系统。本机构通过蝶阀进而控制和调节其浓度和质量。因为物料在机械运行过程中受到强烈冲搅，避免物料的压实，进而排料顺畅，同时，大口径喷嘴也能够改善堵塞问题。即使喷嘴堵塞，对回流管路注入高压水进行清洗，使得清洗更加方便。转鼓轴与主轴通过锥面张紧联接，机构通过防松装置促进转鼓的平稳工作。另外，皮带的张紧装置和主动轴的减震消除过大的振动，保证整个机构的正常运行。轴承通过可调的油速对其进行连续供油方法润滑。

图1 分离机主要结构示意图

分离机在工作的过程中，物料由转鼓顶部进入物料管，通过分配进入碟片组。由于物料之间的比重不同，物料在离心机作用下分成两组，物料重的沿碟片下表面移动，通过喷嘴连续喷出，之后进入蜗壳形成底流。之后一部分排出，另一部分返回转鼓，从而增加底流浓度。物料轻的沿碟片向转鼓中心流动，然后排出后形成顶流，整个过程便是物料的浓缩分离。

三、DPF碟式分离机结构的设计改进

该结构设有直径五种孔径的喷嘴，安装数量为30个。客户能够1根据所需选择一组或两组混合机使用。转鼓体安置29寸、23.630寸、三组碟片束，碟片的数量80多片，这些可以提高物料的沉降面积，进而提升机构的工作效率。因为碟片间隙小，能够实现流动的稳定性，确保分离效果。对于分离机要选择合适喷嘴数目和孔径。为了防止分离机的堵塞，进机器的物料必须经过过滤。经过客户的普遍反映，分离机一般连续24小时工作，所以喷嘴的更换比较频繁，造成工作效率的低下，而且客户对喷嘴缺少储备，必须要临时购买，从而影响了整个生产的效率。

喷嘴传统的结构采用螺纹安装，加工方法简便，材质为不锈钢。因为整体的机构复杂，而且客户的物料预处理情况不一样，造成运行时间长了以后喷嘴磨损和腐蚀。喷嘴出口方向情况较复杂，造成装配后的转动失衡，进而造成机器的强烈振动。

后经过成本核算，及生产现场经验、客户使用情况等综合因素考虑，最终确定喷嘴结构采用粉末冶金方法，材质为硬质合金，如图2所示。

图2 喷嘴结构与材料

第二次改进后的喷嘴，因是整体硬质合金粉末压铸，结构强度、耐磨性能大幅提高，使用寿命是老结构喷嘴使用寿命的10到20倍，也就是说加工一个改进后的喷嘴成本还略低于加工10批前期喷嘴的成本，使用客户装拆维护方便，喷嘴体的设计则很巧，它只需用专用工具将喷嘴扭转1800，即可装拆，非常简便。喷嘴装配时，用工具将喷嘴装入转鼓体喷嘴孔后，喷嘴出口方向一致，这样转鼓所受力的方向一致，转鼓运转平稳。支撑立柱部件和传动部件乃至整个设备使用寿命增加。

结论

本文主要阐述了公司独立设计的DPF碟式分离机的结构及工作原理，重点是根据客户的需求进行了结构上的改进，大大提高了分离机的工作效率，也对未来的分离机研究提供帮助。相信在我们的不懈努力之下一定能设计并生产出更加优秀的产品。