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    双锥度锥篮离心机的研究

    来宝网2007年11月2日 10:34 点击:1627

    付 伶,王维慧
    摘 要:根据常规锥篮离心机的结构特点,提出新型双锥度锥篮离心机。文章分析了该机的设计思想、实验方案及发展方向,与常规锥篮离心机相比,双锥度锥篮离心机具有较好的分离效
    果。
    关键词:双锥度;锥篮离心机;研究
    1 问题的提出
        与其他形式的离心机相比,锥篮离心机具有结构简单、自动卸料等优点。在相同处理能力的情况下,其功耗?#23665;?#30465;一半左右,目前该机型大量用于制盐、碳铵等化工产品生产及制糖工业中。但由于物料在机内停留时间短,它对物料的适应能力差,有时固相产品的含湿量偏高,这使得它的使用范围受到很大限制。为此,?#25910;?#26681;据锥篮离心机在分离物料方面存在的问题,提出将分离某一物料的卧式或立式锥篮离心机的锥篮做成两段锥形转鼓联接,小端段的锥度大些,大端段的锥度小些,这样可提高这种机型的分离效果。同时,其结构简单、自动卸料的优点仍得?#21592;?#30041;,即具有节能的优点。
    2 解决措施
    2.1 设计思想
        物料颗粒在常规锥篮离心机中的停留时间t1 和物料颗粒在双锥度转鼓内的停留时间t2 是不同的,对此作如下分析计算:

    (1) 物料颗粒在常规锥篮离心机中的停留时间t1(如图1)。
        物料在锥篮中运动属于复?#26174;?#21160;,即锥篮以定角速度ω 旋转,而物料颗粒对锥篮作相对运动,并且该相对运动为加速度?#27426;显?#21152;的变加速运动。
        若忽略重力的作用,并且不考虑物料的环向运动,则由牛顿第二定律可导出物料在锥篮中的停留时间为[1]:
    t1=2.3/W2 sinαsin(α-Φ)lg(1+(1-l0/ l1)1/2) l1/ l0
    符号?#24471;鰨?BR>a — 半锥角
    f — 物料与筛网的摩?#20004;?BR>l0 , l1 — 锥篮小端和大端到锥尖的距离
    (2) 物料颗粒在双锥度转鼓内的停留时间t2 (如图2)。
    t 2 =t2’+2t’(2)
    符号?#24471;?
    t2’ — 物料在小端段的停留时间,可由(1)式计算。
    t2 ’’— 物料在大端段的停留时间。
    t2 ’’可这样定性分析,当物料经过小端段(半锥角为a )分离后,其大部分水份已被脱去,进入干燥区(大端段,其半锥角为a??)后,物料的平均摩?#26009;?#25968;减小,随之大端段的锥度可减小(a >a??),这样一方面使得物料在该段的行程长度增加,另一方面物料在锥篮中的运动方向发生改变,使得物料颗粒的运动速度降低至零,从而使总的停留时间t2 > t1 。
    2.2 拟定实验方案
        以分离盐浆物料(悬浮液的浓度为50%~60%)的锥篮离心机为例,常规锥篮半锥角a =30°,锥篮总高为H(如图1)。
    (1) 将常规锥篮做成两段锥形转鼓联接,小端段的高为H/2,大端段的高为H/2;取小端段锥体半锥角a =30°,大端段锥体半锥角a??=21°~30°,半锥角的角度变化为3°。(如图2)。
    (2) 在达到自动卸料的条件下,通过?#27426;?#25913;变大端段锥体半锥角a??(在21°~30°范围),计算物料在相应锥角转鼓内的停留时间,并测取物料的含湿量,以确定最佳大端的半锥角。
    (3) 以食盐作物料,可间接测定物料在转鼓内的平均停留时间,为分析物料在转鼓中的运动提供参考依据。由“化工机器”一书查得:连续式离心机、分离机,其物料在转鼓内的平均停留时间t。
    t=Q/ V,(式中Q 为转鼓在单位时间内的出料量,V 为转鼓装料量)。

    2.3 实验设备
        试验装置如图3 所示,试验用的样机由化机工厂制作。以食盐作物料,转鼓用钢板卷制而成。初定具体尺寸,在试验中探索改进。所需筛网为特型产品,拟与盐厂联系购买。电机为2.4kw 的直流电机,用联轴器与轴相连,为满足不同转速下数据的测取,要求机器有?#27426;?#30340;变速,为?#25628;?#29992;“可控硅无级变速法”,其它器具届时逐一添置。
    3 发展方向
    3.1 从理论分析可看出,此研究方向的构思是正确的,可行的。如物料在两段联接处出现堆积现象,则可采用如下方法解决。
    (1) 当两段锥角差较小时,在联接处采用堆焊焊接,然后将焊缝打磨光滑,以?#19981;?#36807;渡。
    (2) 当两段锥角差较大时,在联接处除采用焊接外,还应?#24178;弦欢?#19982;上、下锥体相切的过渡
    ?#19981; ?BR>3.2 在同等分离条件下,该机型若能将盐晶含湿量从5%(自?#36125;?#23433;盐厂)降低到3% 以下,则以年产5 万吨盐为例,其节省的能量为1.88×10-10 千焦,大大提高了经济效益。
    3.3 经?#27426;?#23454;验研究,?#23665;?#24120;规锥篮做成三段、四段甚至是?#19981;?#26354;线转鼓,这样可大大提高其分离效果。
        综上所述,双锥度锥篮离心机有其很大的发展潜力,它的开发具有重要的工程应用价值。
    (来源: 来宝网 )


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