1項目研制背景
離心機主要用于化工、石油化工、石油煉制、輕工、醫藥、食品、紡織、冶金、煤炭、選礦、船舶、*等各個領域[1],是國民經濟各個部門廣泛應用的一種通用機械。利用離心機可以得到含濕量低的固相和高純度的液相,可以節省勞動力,減輕勞動強度,改善勞動條件,并具有連續運轉、自動控制、操作安全可靠和占地面積小等優點。
目前,離心機的進料方式主要有以下三種[2]。（1）加料管固定在離心機外殼的上蓋上,并伸入離心機轉鼓內,從加料管口單點對轉鼓進行加料。（2）加料管伸入離心機轉鼓,并在氣缸或其它裝置帶動下,沿離心機轉鼓軸線方向移動進行加料。（3）在轉鼓中心大鎖母下,加裝一甩料盤,加料管中的料液流向該甩料盤。甩料盤隨轉鼓一起轉動,借助其產生的離心力,將物料甩向轉鼓。上述三種加料方式會帶來以下問題。
（1）從單一的加料管進行進料,料液流量較大,對離心機會造成強烈沖擊。
（2）加料時,料液只能從單一方向進入離心機轉鼓,會造成布料不均勻。而此時的離心機以較高速度旋轉,布料不均將引起設備振動,帶來安全隱患,并在一定程度上影響設備的使用壽命。
（3）洗滌時,洗滌液并不能*覆蓋轉鼓內壁,如果要達到良好的洗滌效果,就必須延長洗滌時間,勢必增加洗滌液用量。
為了解決現有離心機在布料洗滌方式上存在的問題,尤其是振動引起的安全隱患,遂自行研制了新型均勻布料洗滌裝置,并已于2003年7月獲得國家實用新型（ZL03259574.3）。
2均勻布料洗滌裝置的結構
新型均勻布料洗滌裝置主要由電機、傳動軸及軸承、布料斗、安裝座等部件組成（見圖1）。
根據實際需要,電機可以選用防爆電機,并可選用變頻器控制電機速度,以便獲得較好的布料和洗滌效果。
布料斗呈錐形,其錐形角根據不同的轉鼓尺寸和物料性質等因素確定。一般轉鼓直徑大、物料流動性好時,錐形角可取大值。
布料斗由內錐筒和外錐筒構成。進料管從外錐筒上端開口處插入內外錐筒的夾腔,夾腔在底部間斷焊接,底部開有系列出料孔,物料從出料小孔被離心甩出,進入轉鼓。因為進料管采用直接插入方式,省去了機械密封。
電機直接帶動傳動軸旋轉,傳動軸上裝有軸承,布料斗與傳動軸連接。二者的軸線同心,與轉鼓軸線（豎直方向）呈α角度,該角度需根據轉鼓直徑、轉鼓高度、安裝方位及物料特性等因素綜合考慮進行設計計算,以確保從布料斗中甩出的物料能*覆蓋整個轉鼓內壁。若轉鼓直徑大,轉鼓高度高,物料的流動性好,物料中的固體顆粒沉降速度慢,α角選取大一些。一般在應用中,α角多選取30°左右。進料管和洗滌管插入布料錐筒內,物料或洗滌液通過該管路,進入布料內、外錐筒之間形成的夾腔中,zui后從其底部的出料孔被甩出。
該布料洗滌裝置可以整體安裝、拆卸。通過安裝座固定在離心機機蓋上,安裝座的止口與離心機機蓋的安裝孔形成配合安裝。
3均勻布料洗滌裝置的工作原理
物料通過進料管（洗滌液通過洗滌管）進入布料洗滌裝置的布料斗,布料斗在電機的驅動下作旋轉運動,其旋轉速度和離心機轉鼓的轉速不相等,存在一定速度差,形成相對運動。本裝置的電機速度可根據具體物料的特性,通過變頻器進行任意調節,以適應不同的物料。對于固體顆粒沉降速度快的物料,轉速不宜過高,因為高轉速使固體顆粒易貼附于內錐筒壁上,造成出料不暢,甚至堵塞。物料或洗滌液沿布料斗的錐面向其底部運動,zui后從布料斗底部周向的系列出料孔口中被高速離心甩出,形成傾斜的圓形平面（見圖2）,在離心機轉鼓內壁圓周方向上均勻、高速地進行布料或洗滌。
4影響布料和洗滌效果的關鍵因素
經過實際應用總結,均勻布料洗滌裝置在進行布料時,以下關鍵因素將會影響布料和洗滌效果。
（1）物料特性。本裝置并非適用于所有物料,不適合范圍包括沉降速度非常快的物料、固體顆粒粒徑比較大的物料等。
（2）進料量。若進料量過大,物料尚來不及從錐筒被甩出,將造成跑料現象。
（3）進料速度。若進料速度過快,亦會造成跑料現象。
（4）布料裝置的旋轉速度。若旋轉速度過快,會使物料中的固體顆粒貼附在內錐筒壁上;旋轉速度過慢,被甩出的物料形成的圓形平面有可能無法覆蓋整個轉鼓的圓周面。
（5）布料斗錐的尺寸。包括錐角的選擇、布料斗錐的直徑等,若布料斗錐直徑過小,所形成的離心力小,被甩出的物料形成的圓形平面也相應小。
（6）布料裝置底部出料孔的數量和大小。合適的出料孔數量和大小有利于物料和洗滌液順利、通暢地甩出。
除以上因素外,洗滌時間、洗滌液類型等也將影響洗滌效果。
5均勻布料洗滌裝置的優點
（1）利用該均勻布料洗滌裝置,可以避免離心機在布料時因布料不均造成的振動,以及由此而帶來的安全隱患,尤其適用于無基礎離心機上,可以降低布料沖擊和不均勻引起的振動。
（2）設備的噪聲和溫升低（離心機帶負荷運轉時,主軸承溫升不高于40℃）[3],在國家標準范圍內。
（3）由于洗滌均勻,洗滌液覆蓋面積廣,洗滌液在離心力作用下,穿透力強,所以洗滌效果好,且在很大程度上節約洗滌液用量,降低生產成本。
6典型應用
均勻布料洗滌裝置既可安裝在立式離心機上,也可安裝在臥式離心機上。現以GLZ1250-N型無基礎刮刀卸料離心機安裝該裝置為例（見圖3）。均勻布料洗滌裝置電機功率為1·5kW,轉速為940r/min,可變頻調節,GLZ1250-N離心機的轉速為1000r/min,均勻布料洗滌裝置的軸線與GLZ1250-N離心機的主軸軸線之間的夾角為α=28°,用硅藻土作為物料進行試驗。經檢測,利用該裝置進料,離心機的振動速度為3·5mm/s,噪聲（聲壓級）為76dB（A）。振動速度和噪聲（聲壓級）明顯低于國家標準,即振動速度不大于4·5mm/s,噪聲（聲壓級）不大于85dB（A）。
該裝置安裝方便,通過法蘭止口配合,螺栓連接即可。傳統離心機欲改配此裝置,只需對傳統離心機的蓋板部件進行改動,在適當位置開啟法蘭孔,焊接配對法蘭即可。改動工藝簡單、方便,改動成本低。蓋板改造需注意以下幾點。
（1）考慮到該裝置的自重,需要保證蓋板有足夠強度。改造方案包括*更換全新的、厚度滿足強度要求的蓋板,或在原蓋板上焊接加強筋,以確保其強度能*、有效地支撐該裝置。
（2）在蓋板合適位置開啟法蘭孔,焊接配對法蘭。法蘭孔位置的選擇需要保證布料器甩出物料所形成的錐形面能夠*覆蓋轉鼓內表面。
（3）該裝置如果安裝在刮刀卸料離心機上,應解決刮刀行程與布料斗的干涉問題。可以將該裝置安裝在刮刀旋出行程外的位置,同時也可考慮減小布料斗的直徑。
（4）應充分考慮加裝此裝置對整個設備振動的影響,尤其應避開共振區域。
7小結
無基礎離心機的應用越來越廣,正逐步替代傳統三足離心機。新型均勻布料洗滌裝置結構緊湊,安裝簡單,操作維護方便。可大幅度降低布料不均造成的振動,為離心機的無基礎設計提供了一種選擇。通過在甘肅金川集團精煉廠、三明石化、中禾制藥等現場的實際應用,測算表明,利用該裝置可大大縮短洗滌時間,一般可縮短時間30%~50%,進而節省約50%的洗滌液用量,獲得明顯的經濟效益。
