离心机卧式螺旋离心机工作原理

新型卧式螺旋卸料沉降离心机的设计与分析

X鞍山钢铁学院 黄秋波　高兴岐　曾好平

摘　要　结合研究设计新型螺旋卸料沉降离心机的工作实践, 阐述了目前工业生产中较广泛应用的卧式螺旋卸料沉降离心机存在的缺点, 提出了“零转差”螺旋卸料沉降离心机的设想, 并对研制成功的这种离心机的结构原理及特点进行了论述。

关键词　卧螺离心机　零转差　结构

1　概述

1954年出现了螺旋卸料沉降离心机,由于

它独具连续操作、处理量大、单位产量耗电量较

少、适应性强等特点而得到了迅速发展,在四十

多年的发展中,结构、性能、参数变化很大,分离

质量、生产能力不断提高,应用范围更加广泛,在

离心机领域内一直占有重要地位。在各种国际展

览会上,各种各样的螺旋卸料离心机,是离心机

中最引人注目的机型,具有良好的发展前景。

2　卧螺离心机存在的问题

如图1所示,卧螺离心机主要由柱—锥形转鼓、螺旋推料器、差速器、传动装置、机壳和机座等部件组成。

图1　卧螺离心机常用的卧螺离心机是逆流型的,结构原理如

图2所示,供给液从转筒的中央投入,流体的流动方向和被分离的固体物质的流向相反,离心沉

降在转鼓壁上的固体颗粒被螺旋推料器反向推

送,在穿过澄清的分离液的过程中,通过冲击力

X收稿日期:1998-11-10很强的原液输入口,由于悬浮液在这里进入液池时引起液体飞溅,使已经沉降于鼓壁的微细颗粒

因搅动重新浮起、扩散、混合,所以影响分离效

率[1]。

图2　逆流式卧螺离心机原理针对逆流式卧螺离心机存在的问题,我们根

据国外对卧螺离心机研究的最新发展趋势,于

1992年成功地试制了并流式卧螺离心机。并流式卧螺离心机结构原理如图3所示,原液从转鼓

一端(圆柱端)投入,一边流向转鼓的中央,一边

离心沉降。分离出来的固体通过螺旋推料器与液体朝同一方向传送,通过没有冲击流的圆柱转

鼓,再从锥鼓末端排出。分离液通过螺旋推料器

中央的排出管道回到圆柱转鼓端排出。由于原液

的入口由转鼓中央改为转鼓端部,消除了逆流式的乱流区域,扩大了沉降面积,悬浮液在机内停

卧式螺旋沉降离心机原理

卧式螺旋沉降离心机是一种沉降离心机，它以低空气压和低水力损失为特征，由转子、定子、空气冷却装置和涂抹部件组成。其设计的关键是将定子和转子连接在一起，并使得转子具有升降移动的能力，从而可以快速获得可靠的榨液和清洗，从而最大程度地提高产量。

此外，卧式螺旋沉降离心机具有低丢失特性，使用低噪音的技术技术来减少气泡，从而保持全牛奶活性成分。由于定子和转子将被分开，空气冷却装置也有助于提高操作效率，同时可以将温度控制在理想的水平，从而实现节能并保持离心机的可靠性。

此外，对于产量的提高，它的转子之间的螺旋沉降机可以分解部分容积，提高操作效率，从而获得高产量。在释放转子时，转子可以下降到定子的末端，以紧密和完整地连接定子和转子之间。

总之，卧式螺旋沉降离心机具有低空气压，低水力损失和低丢失特性，它可以提高操作效率，从而获得高产量，节约能源，增加可靠性，同时保持牛奶的活性成分。也就是说，它结合了良好的节能效果和高可靠性，可以满足各种应用的需求。

卧式螺旋离心机结构为卧式，是一种可连续操作，利用螺旋进行卸料的沉降设备，属于螺旋卸料沉降离心机，简称为卧螺离心机。

一般来说，卧螺离心机具有结构紧凑、可连续性操作、运转比较平稳并且有较强适应性的特点，并且生产能力大，维修方便，脱水效果好，因此在环保领域的应用也是越来越广泛。

虽然不同生产厂家的不同规格或型号的卧螺具有不同的设备结构、设备材质、规格和运行调整机构等，但是其基本设备原理是相似的，所以小编以行业应用最多的阿法拉伐设备为例，给大家做些简单的介绍，以便于现场用户更好的使用和调整。

卧螺离心机工作原理

卧式螺旋离心机主要由转鼓、螺旋、差速器等组成，转鼓做高速转动，螺旋与转鼓转动方向相同但转速略低，卧式螺旋离心机的结构如图所示。

-图片来源：阿法拉伐卧螺离心机

转鼓—利用高速旋转达到理想的沉降分离； 螺旋—输送和压紧污泥；

差速器—在转鼓和螺旋之间产生转速差；

清液出口—通过溢流回收液相，即清液；

排渣口—通过重力回收固相，即污泥。

卧式螺旋离心机利用固-液比重差以及离心力作用，实现固-液分离，其工作过程如下：

悬浮液连续不断地经进料管（空心转轴）进入转筒，随即被甩入转鼓腔内，转鼓高速转动产生非常强的离心力，固相颗粒（污泥）因离心力作用而贴在转鼓内壁上，并不断堆积，因所形成的固体层为环状，也称为固环层；

液相水也因离心力的作用形成液体层，但因其密度小于固相颗粒，所受到的离心力作用也小于固相颗粒，其位于固环层内侧，称之为液环层。

利用转鼓与螺旋转速差产生的相对运动，把固环层推至转鼓锥端，污泥从锥端分布的排渣口持续不断地排出；液环层转至转鼓大端，在转鼓大端分布有溢流口，液体从溢流口溢出转鼓，并通过排液口排出，形成分离液（即清液）。

影响卧螺离心机分离效果的因素

要了解卧螺离心机的分离效果， 首先了解了其作用原理， 就能够在使用中对其进行有效的掌控。

转鼓转速的调节通常通过变频电机或液压马达来实现。转鼓转速的提高，会提升分离效果，转速越大，离心力越大，有助于提高泥饼含固率。

工作原理及结构示意图：

本机由转筒、螺旋推料器，差速器及动力、机架主要部分组成。

转筒、螺旋推料器同向高速旋转，转筒、螺旋推料器在差速器作用下速差为10-30转/分。分离原液经进料口进入高速转动的转筒内，在离心力的作用下液体中质量大的悬浮物迅速地向筒壁积聚。已分离的滤液由水层内圈之出水孔经出液口排出。沉渣由螺旋推料器推送到转筒的圆锥端经出渣口排出。

污水处理工艺流程是用于某种污水处理的工艺方法的组合。通常根据污水的水质和水量，回收的经济价值，排放标准及其他社会、经济条件，经过分析和比较，必要时，还需要进行试验研究，决定所采用的处理流程。一般原则是：改革工艺，减少污染，回收利用，综合防治，技术先进，经济合理等。在流程选择时应注重整体最优，而不只是追求某一环节的最优。

现代污水处理技术，按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理。

一级处理，主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理的污水，BOD一般可去除30%左右，达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。

二级处理，主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(BOD，COD物质)，去除率可达90%以上，使有机污染物达到排放标准。

三级处理，进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂率法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗分析法等。

整个过程为通过粗格删的原污水经过污水提升泵提升后，经过格删或者筛率器，之后进入沉砂池，经过砂水分离的污水进入初次沉淀池，以上为一级处理(即物理处理)，初沉池的出水进入生物处理设备，有活性污泥法和生物膜法，(其中活性污泥法的反应器有曝气池，氧化沟等，生物膜法包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法和生物流化床)，生物处理设备的出水进入二次沉淀池，二沉池的出水经过消毒排放或者进入三级处理，一级处理结束到此为二级处理，三级处理包括生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗析法。二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物处理设备，一部分进入污泥浓缩池，之后进入污泥消化池，经过脱水和干燥设备后，污泥被最后利用。