過(guò)濾式離心機(jī)是1種在石油化工、化工、制藥及食品產(chǎn)業(yè)中廣泛應(yīng)用的過(guò)濾設(shè)備。在過(guò)濾式離心機(jī)的發(fā)展過(guò)程中,人們對(duì)濾渣的卸出方法極為重視,很多離心機(jī)以濾渣的卸出方式命名,如刮刀離心機(jī)、活塞推料離心機(jī)和螺旋卸料離心機(jī)等。翻袋式離心機(jī)是1種新型過(guò)濾式離心機(jī),它有一特殊的固相物料排出機(jī)構(gòu)即濾袋翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。離心機(jī)中的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)有一濾袋,排渣時(shí),濾袋翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)將濾袋翻轉(zhuǎn),濾袋的內(nèi)表面變?yōu)橥獗砻?使固相物料在離心力作用下脫離濾袋。與刮刀離心機(jī)、活塞推料離心機(jī)和螺旋卸料離心機(jī)等相比,翻袋式離心機(jī)的過(guò)濾表面殘留物少,從而過(guò)濾阻力較小。翻袋式離心機(jī)具有余濕量小、洗滌效果佳及操縱彈性大等優(yōu)點(diǎn),在石油化工、化工及制藥等行業(yè)中有著廣闊的應(yīng)用遠(yuǎn)景。為在我國(guó)發(fā)展翻袋式離心機(jī),作者研究了現(xiàn)有的2種濾袋翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),并提出了1種新的結(jié)構(gòu)。 
    1·操縱原理 
    翻袋式離心機(jī)的轉(zhuǎn)鼓分為固定部分和可以進(jìn)行軸向運(yùn)動(dòng)的部分,見(jiàn)圖1。其中轉(zhuǎn)鼓蓋、轉(zhuǎn)鼓蓋連桿、濾布固定板、內(nèi)軸和濾袋為可以軸向運(yùn)動(dòng)部分。進(jìn)料管用來(lái)輸送懸浮液,轉(zhuǎn)鼓蓋在裝料或離心過(guò)濾過(guò)程中封閉轉(zhuǎn)鼓,見(jiàn)圖1a。轉(zhuǎn)鼓蓋由轉(zhuǎn)鼓蓋連桿與濾布固定板相連,濾布固定板由內(nèi)軸牽拉。轉(zhuǎn)鼓與外軸相連并由電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。內(nèi)軸與外軸可相對(duì)滑動(dòng),在固相排出階段,內(nèi)軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)鼓蓋、轉(zhuǎn)鼓蓋連桿、濾布固定板和濾布移出轉(zhuǎn)鼓,濾布的內(nèi)表面變成了外表面,在高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下將沉積物甩出(圖1b)。 
    2·幾種翻袋機(jī)構(gòu)比較 
    轉(zhuǎn)鼓蓋的打開(kāi)和封閉來(lái)自內(nèi)軸與外軸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。牽動(dòng)內(nèi)軸的方式不同,就會(huì)產(chǎn)生不同的濾袋翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。濾袋翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)決定著轉(zhuǎn)鼓在脫水狀態(tài)時(shí)能否密封和在排渣狀態(tài)時(shí)濾袋能否翻轉(zhuǎn)并順利排渣,因此是此機(jī)型發(fā)展的關(guān)鍵部件。 
    2.1油缸驅(qū)動(dòng)式濾袋翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 
    油缸驅(qū)動(dòng)式濾袋翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是翻袋式離心機(jī)最早的結(jié)構(gòu),帶動(dòng)濾袋翻轉(zhuǎn)的內(nèi)軸與油缸的活塞桿成為一體并與活塞相連,油缸與轉(zhuǎn)鼓同速轉(zhuǎn)動(dòng),以控制液壓油的進(jìn)出方向來(lái)控制濾袋的翻出或返回。此種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn):①旋轉(zhuǎn)的油缸與靜止的供油裝置動(dòng)態(tài)接觸,輕易漏油,污染環(huán)境。②活塞桿出進(jìn)油缸輕易污染所分離的產(chǎn)品和環(huán)境。③旋轉(zhuǎn)的油缸有較大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,會(huì)降低軸的臨界轉(zhuǎn)速。 
    油缸驅(qū)動(dòng)式濾袋翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)近年來(lái)已被逐步淘汰。但我國(guó)有些離心機(jī)制造廠商仍在計(jì)劃生產(chǎn)使用油缸驅(qū)動(dòng)式濾袋翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的翻袋式離心機(jī),原因是有關(guān)專利剛剛過(guò)期,生產(chǎn)此種結(jié)構(gòu)的離心機(jī)有正當(dāng)性。此種作法的弊端是降低了產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)能力。 
    2.2海因科爾機(jī)械驅(qū)動(dòng)式濾袋翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 
    德國(guó)海因科爾公司自1994年以來(lái),逐步用機(jī)械驅(qū)動(dòng)式濾袋翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)取代油缸驅(qū)動(dòng)式濾袋翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),此種機(jī)械驅(qū)動(dòng)式濾袋翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)見(jiàn)圖2。電機(jī)通過(guò)帶輪驅(qū)動(dòng)外軸,另一個(gè)電機(jī)通過(guò)帶輪驅(qū)動(dòng)螺紋軸。當(dāng)驅(qū)動(dòng)外軸的電機(jī)速度大于驅(qū)動(dòng)螺紋軸電機(jī)的速度時(shí),螺紋軸會(huì)相對(duì)滑動(dòng)螺母旋轉(zhuǎn)。滑動(dòng)螺母由于導(dǎo)向圓筒和導(dǎo)向鍵的限制作用不能旋轉(zhuǎn),故只能使螺紋軸作軸向運(yùn)動(dòng)并拉動(dòng)內(nèi)軸做軸向運(yùn)動(dòng)。在內(nèi)軸的拉動(dòng)下轉(zhuǎn)鼓蓋密封轉(zhuǎn)鼓,使轉(zhuǎn)鼓處于封閉狀態(tài),此時(shí)可以進(jìn)行裝料或離心過(guò)濾過(guò)程。 
    相反,當(dāng)螺紋軸電機(jī)的速度大于外軸電機(jī)的速度時(shí),轉(zhuǎn)鼓蓋離開(kāi)轉(zhuǎn)鼓,離心機(jī)處于卸料狀態(tài)。在圖2中,皮帶輪1右面的所有零件除支座外,均為高速旋轉(zhuǎn)件,這些零件在加料、過(guò)濾和洗滌等工況時(shí)與轉(zhuǎn)鼓同速。為控制內(nèi)軸的進(jìn)退,不但要正確地控制螺紋軸電機(jī)及外軸電機(jī)各自的速度,還要控制它們的相對(duì)速度。此結(jié)構(gòu)的題目是旋轉(zhuǎn)件多,影響軸的振動(dòng)性能,增加了制造難度和機(jī)器本錢,且控制難度大。 
    2.3隔離式機(jī)械濾袋翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 
    我們?cè)谏钸M(jìn)地研究了上述2種機(jī)構(gòu)后[3,4],設(shè)計(jì)了隔離式機(jī)械濾袋翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),見(jiàn)圖3[5]。此種機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是旋轉(zhuǎn)件數(shù)目大幅減少。在圖3中,與外軸固定的帶輪1與導(dǎo)向圓筒之間的軸承使得導(dǎo)向圓筒不再隨外軸一同轉(zhuǎn)動(dòng)。滑動(dòng)螺母與內(nèi)軸之間的軸承使得滑動(dòng)螺母和螺紋軸等零件也不再隨內(nèi)軸一同轉(zhuǎn)動(dòng)。軸承可傳遞軸向力,但隔離了前后零件之間的轉(zhuǎn)動(dòng)。 
    螺紋軸在帶輪的帶動(dòng)下順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),從而帶動(dòng)內(nèi)軸在外軸內(nèi)滑動(dòng)。此結(jié)構(gòu)的特點(diǎn):內(nèi)軸的進(jìn)退與外軸的轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān),使機(jī)構(gòu)更易控制。旋轉(zhuǎn)件減少,降低了制造難度并進(jìn)步機(jī)器的可靠性。轉(zhuǎn)軸長(zhǎng)度縮短,使軸的振動(dòng)性能得到改善。 
    3·結(jié)語(yǔ) 
    通過(guò)分析已有的2種濾袋翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),提出了1種新的機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)具有旋轉(zhuǎn)零件少、輕易控制以及制造本錢低等優(yōu)點(diǎn)。此外,新機(jī)構(gòu)還縮短了轉(zhuǎn)軸的長(zhǎng)度,使軸系的剛度增加,進(jìn)步了臨界轉(zhuǎn)速,使機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)更加平穩(wěn)。因此種結(jié)構(gòu)與外國(guó)專利無(wú)關(guān),有理由成為我國(guó)離心機(jī)制造廠商生產(chǎn)此種離心機(jī)的首選結(jié)構(gòu)。