摘要:臥式虹吸刮刀卸料離心機是一種新型的離心機,它將虹吸原理應用于過濾式刮刀卸料離心機,大大增強了離心機的過濾推動力,這對于提高離心機生產能力及增強離心機分離效果都是重大的突破。對虹吸原理進行了詳細的分析,以實現該機型的國產化并替代進口產品。
臥式虹吸刮刀卸料離心機是利用旋轉的轉鼓帶動轉鼓內物料作高速旋轉時產生的離心力將兩種密度不同且互不相溶的液體與固體顆粒的懸浮液進行分離的機械。它是德國ＫＲＡＵＳＳＭＡＦＦＥＩ公司的專利產品,開發三、四年后就有了系列產品,目前德國、法國和日本等國家都在生產并向提高技術參數、系列化、自動化方向發展。我國目前對該機型的需求較大且主要靠引進。因此,實現其國產化尤為重要。
1、虹吸原理
臥式虹吸刮刀卸料離心機與普通刮刀離心機相比增加了一個虹吸室和虹吸管裝置。過濾時,濾液經濾布通過轉鼓上的側孔流入虹吸室,由一根固定不動的撇液虹吸管將虹吸室內的濾液引出。撇液虹吸管外部與一液壓機構連接,通過液壓調節撇液虹吸管位置來控制虹吸室內的液面。設濾渣層的厚度為Ｈ′、過濾介質兩邊的壓力差為Δｐ,則過濾速度ｖ=ｋ′ΔｐＨ′(式中ｋ′為比例常數)。即過濾速度ｖ與過濾介質兩邊的壓力差Δｐ成正比,與濾渣層的厚度Ｈ′成反比。過濾虹吸刮刀離心機就是在過濾介質的另一側采用虹吸原理,增加過濾介質兩側的壓力差,從而提高過濾速度ｖ。因此,虹吸式刮刀離心機與普通過濾刮刀離心機相比,其優點是顯著的。懸浮液的過濾情況分為兩個相繼發生的階段:懸浮液液面降到濾渣層表面和濾液在濾渣層中繼續降落。濾液連續通過阻力不同的濾渣層,即正常濾渣層和刮刀壓實的濾渣層(硬渣層)。不同階段的過濾時間須分別計算,同時考慮不同濾渣層的總阻力。在相同條件下,虹吸刮刀離心機過濾速度比普通刮刀離心機快,且根據各操作階段的不同要求,過濾、甩干、洗滌等速度也很容易調節。
從圖1可以看出,透過介質的濾液全部進入濾液室,濾液通過撇液管排出轉鼓,改變撇掖管位置即可控制虹吸室內液面位置,即控制Ｈμ值。圖中Ｈ0介質以上液層高度;Ｈμ虹吸室液面至過濾介質的距離。虹吸式刮刀離心機的操作方式及其優點是:
(1)進料階段減少Ｈμ值(至少可以向虹吸室充濾液使Ｈμ為負值),降低過濾速度以形成厚度較均勻的濾餅。
(2)過濾階段增大Ｈμ值,提高過濾速度,以提高單位時間處理量。
(3)洗滌階段減小Ｈμ值,降低過濾速度,使洗滌液緩慢通過濾餅,延長洗滌液在濾渣中的停留時間,減少洗滌液的消耗量、取得良好的洗滌效果、提高洗滌效率。
(4)甩干階段使Ｈμ達到最大值,過濾推動力最大,獲得含液量低的濾餅。
(5)過濾介質再生階段從外部向虹吸室沖洗液,沖洗液從濾液室經過濾餅介質流向轉鼓內部,實現過濾介質的反向沖洗,使過濾介質恢復過濾性能。
由上述可知,同普通刮刀過濾離心機相比,虹吸式刮刀卸料離心機可通過調節虹吸管吸液口的位置來調節過濾速度而不必改變轉鼓轉速,況且改變轉鼓速度是比較困難的。
用虹吸刮刀離心機進行分離粒度為20μｍ的白堊懸浮液的試驗,在分離因數為500、Ｈ0=47ｍｍ時,當Ｈμ=0(即與普通刮刀離心機一樣,無虹吸作用),分離3Ｌ這種懸浮液需要50ｓ;當Ｈμ=38ｍｍ時,分離時間只需12ｓ。虹吸刮刀卸料離心機與普通刮刀卸料離心機相比,不僅有較高的生產能力和較佳的分離效果,而且對物料的適應性強,可分離含中等顆粒或細顆粒(0.01ｍｍ～5ｍｍ)的懸浮液,也可分離含短纖維(纖維長度小于4ｍｍ)的懸浮液,懸浮液的濃度范圍10%～60%。虹吸式刮刀離心機對懸浮液濃度或進料量的波動不敏感,操作中各工序的持續時間可任意調節;還可對濾餅進行良好的洗滌。
2、結論
這種新型的刮刀卸料離心機無論用于低溫還是較高的溫度(受料液蒸汽壓的限制),工作都很穩定。特別適用于需要充分洗滌以及固相含量低的場合。目前已用來分離聚丙西晴、維生素Ｂ、小蘇打、過硼酸鈉、磷酸鈣等多種物料。虹吸刮刀離心機隨著現代工業的發展在其系列化、國產化的道路上正穩步前進,在為國家節省大量外匯的同時也為企業帶來一定的經濟效益。