过程流体机械——过滤离心机

过程流体机械过滤离心机及离心机选型装备91 阎鹏

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1 概念依靠滤网和离心力作用的离心机为过滤离心机。

2 分类按照转鼓形式可分为： A圆柱形：典型代表是三足式离心机，也称篮式离心机 B圆锥形：主要是离心力卸料离心机(简称锥篮离心机) 及由此派生出来的扭振式和轴振式离心机、 反跳环离心机、螺旋过滤式离心机、进动式 离心机等2

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按照操作方式可分为： A间歇操作：特点是具有操作弹性，因此有可能在一定 程度上进行有效的过程控制，每个操作的、 持续时间和转鼓速度都能调节，这就便于 所处理的产品质量最佳化，也有利于调整 产品参数。 B连续操作：特点是用于过滤洗涤和甩干的时间，其调 节余地很小，在过程控制上受到相当限制， 而且连续式的所有操作都在一个恒定的转 速下进行。3

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3 典型类型3.1三足式离心机三足式离心机是一种立式离心机，有过滤与沉降 两种结构形式，但绝大部分是过滤式结构。 用途：广泛应用于化工、制药、食品和纤维等工业部 门，用作分离悬浮液或成件、成束的纤维物料的脱水。 基本参数：转鼓直径335-2000mm 容积7.5-100L 转鼓转速600-3350r/min 分离因数400-21200 主电动机功率2.2-37kW4

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3.1.1结构 它具有竖轴、实底和半封闭顶的圆柱状转鼓、鼓 缘(顶部的围边)、三足架、滤网、主轴、电机等。

3.1.2工作原理 在一般情况下，转鼓罩面上钻有很多小孔，内侧 覆有一层或多层大孔金属滤网，作为装在转鼓中的袋 状滤布的支撑。在启动前或启动后，将悬浮液自顶部 导人转鼓，使滤液通过罩面流出，而固体颗粒则被截 留在滤布上。

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滤渣可以采用人工卸料，也可以采用用犁形刀片 卸料(先进，全部操作自动进行),两种卸料的三足 式离心机示意图如下：

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3.1.3典型操作循环 ①第一个加速周期：转鼓启动，加速到喂料所必需的 一个中等转速。所需时间一般是固定的并可作为机器 的机械特性及电机特性的函数。 ②喂料阶段：在中等转速下加入进料悬浮液，并在中 等转速下过滤悬浮液。其中，喂料速率的选择十分重 要，它很大程度上依赖于所需功率和有用功率的均衡。 此外，还需考虑滤饼的分布状况。 ③第二个加速周期：当喂料阶段停止后，篮筐已被加 速至最大速率，以便尽快卸除剩余母液。7

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3.1.3典型操作循环 ④理想旋转阶段：此阶段，转鼓一直保持在高速旋转 下进行脱水，直至液面高度降落到滤渣表面为止。

⑤漂清阶段：当第

④阶段终止时，漂清液开始喷洒到 滤饼上，以便除去剩余母液或母液中不需要的污物， 此时通过滤饼的流动为“塞流”。 当液面高度降至滤饼表面时此阶段结束，漂清速 率由主电机来控制，而漂清的理想旋转时间通常比较 低。

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3.1.3典型操作循环 ⑥旋转甩干：最后的过滤阶段称为旋转甩干，此时有 效的滤饼厚度将随液面高度的减小而减小；压头也相 应地按正比关系减小。 ⑦刹车：刹车所需时间，应由传动系统和使用工况的 特性来决定，某些情况下设备的刹车时间可以长达50250s。 ⑧卸载：卸载时间，也依赖于传动系统和使用工况， 通常需要5-60s,或更长一些，特别是对于那些刮动较 困难的物料。9

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3.1.4技术发展方向 ①人工上卸料：三足离心机目前仍获得广泛应用，其 主要原因是产品不受损伤，晶体不遭破坏。吊袋式上 卸料装置既可保证上述要求，又大大减轻了劳动强度。 ②传动的改进：采用具有无级调速特点的变容积式液 压传动，可以满足三足离心机的变速要求:在分离时要 求高速运转，而在卸料时则要求低速旋转以便刮刀对 产品粒度的破坏最小、振动最小，并能保证最大的刮 削力。

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3.1.4技术发展方向 ③自控：关于三足离心机的全自动化操作(包括自动给 液机构、给液检测计和滤饼厚度检测计、自动刮料机 构以及程序控制装置等)的研究，目前已取得了长足的 进展。 在自控技术发展中，控制部分通常采用电动单元 仪表，执行机构则一般需用气动装置，中间通过气-电 转换。这样既可使动作平稳可靠，能适应防爆要求， 同时又可保证系统进行电子计算机监视，这是当前国 际新技术发展的主要趋向。

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3.1.4技术发展方向 ④对放射性污水的处理：将蛙石垫附设于立式的篮筐 壁，依靠离心力使污水通过该垫。与采用交换柱所进 行的离子交换处理方 法相比，此项新技术 的最大优点是接触时 间短，从而大大减少 了辐射的危险；并且 垫的处理较简单。

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3.1.5产品实例 ① SG系列手动刮刀下部卸料离心机 它具有三足式离心机的传统优点外，还具有如下 特点： 采用手动刮刀下部卸料。可使操作者不接触物料， 不仅减轻了劳动强度。改善了操作条件，还可提高生 产效率;采用刮刀低速卸料，卸料一振动小，晶粒不易 破碎，机件不易损坏，延长了使用寿命。该离心机与 物料接触零部件均采用1Cr18Ni9Ti不锈钢制造。可耐 一般酸性腐蚀，亦可根据用户要求用特定材料制作。

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3.1.5产品实例 ② SXZ-1000三足式下部卸料自动离心机 该机是现代化工、食品、制药等行业改善生产条 件、提高质量、保证产品质量、实现自动化生产较为 理想的固/液相混合物料的处理设备。可用于分离细粒 度、中等粒度的颗粒状结晶或短纤维状的悬浮液，具 有工作性能可靠、分离效果很好、处理能力较大、操 作维修方便等优点，成功地应用于国内外各现代工业 部门。例如适用于轻质碳酸钙、纯碱、淀粉、蛋白质、 氟硅酸钠、二氧化硅等上百种物料的分离。

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3.2卧式刮刀卸料离心机它是一种比较先进的过滤式离心机，形成的滤饼 可在转鼓全速转动下，由一把称为“刮刀”的坚固刀 片来卸除。一般地说，这种刮刀卸料离心机都是在恒 定的转速下操作的，因而就没有用来加速和减速的非 生产时间。 可见，在过 滤和脱水阶 段较短的情 况下，这种 离心机具有 较大的优势。17

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3.2.1结构 它由转鼓、滤网、加料管、刮刀机构、卸料槽、 外壳、机体、主轴和电机等组成。 3.2.2用途 广泛用于：化工、制药、轻工、食品等行业。 3.2.3优点 ① 对物料适应性强。可处理粗、中、细颗粒的悬浮液。 ② 对过滤、洗涤、分离、卸料过程时间可任意调节。 ③ 运转连续，速度均匀，效率高。 3.2.4缺点 刮刀磨损较快，易产生冲击。18

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3.2.5产品实例 卧式刮刀卸料式离心机 该机的优点是可在全速下进行各工序的工作，产 量大，分离洗涤效果好，各工序所需的时间和操作周 期的长短可视物料的工艺要求而定，适应性较好，工 作可靠。 缺点是刮刀卸料时易使物料破碎，振动较大，刮 刀易磨损。由于刮刀卸料后，转鼓网上仍保留一薄层 滤渣对分离不利，当处理易堵塞滤网而又无法再生的 物料时，不能使用。此外，操作过程是间歇的，功 率消耗不均匀。