碟式离心机.docx

摩擦学基础》结课论文课 题：碟式离心机的工作原理和结构设计目前国外的碟式离心机的设计图，原理，及3D模型姓 名：学 号：指导老师：日 期：2013/10/31目录第一章 绪论 21.1主要应用领域 21.2离心机分类 31.3 碟式分离机发展状况 3第二章 碟式离心机分离原理 52.1基本原理 52.2液珠分离和移动原理 7第三章 碟式分离机的结构及工作机理 83.1碟式分离机结构 83.2 DRN200型碟式分离机工作机理3.3分离机安全操作规则 1011第四章碟式分离机的主要参数的设计计算4.1DRN200型碟式分离机的主要参数 114.2碟片的主要尺寸的确定 114. 3碟片内分离过程的强化 14第五章碟式分离机的传动系统 165. 1常用传动系统 165.2 蜗杆涡轮传动结构设计及校核 185.2.1蜗杆传动的特点 18第六章碟式分离机的其它结构 196.1 分配器作用及结构设计 196.2 碟式分离机的向心泵 196. 3横轴联轴器 216. 3. 1联轴器选择 216. 3. 2联轴器的螺栓强度校核 226. 4立轴螺栓 2225第七章目前国外的碟式离心机的设计图，原理，及3D模型7.1国外离心分离技术的发展趋向 257.2Alfa Laval卧螺离心机的设计图 267.3 Alfa Laval卧螺离心机的设计原理 297.4 Alfa Laval卧螺离心机3D模型 30结论 31参考文献 32摘要碟式分离机是立式离心机，转鼓装在立轴上端，通过传动装置由电动机驱动 而高速旋转。

转鼓内有一组互相套叠在一起的碟形零件—碟片碟片与碟片之间留 有很小的间隙悬浮液（或乳浊液）由位于转鼓中心的进料管加入转鼓当悬浮液 （或乳浊液）通过碟片之间的间隙时，固体颗粒（或液滴）在离心机作用下沉降到碟片 上形成沉渣（或液层）沉渣沿碟片表面滑动而脱离碟片并积聚在转鼓内直径最大的 部位，分离后的液体从出液口排出转鼓碟片的作用是缩短固体颗粒（或液滴）的沉 降距离、扩大转鼓的沉降面积，转鼓中由于安装了碟片而大大提高了分离机的生产 能力积聚在转鼓内的固体在分离机停机后拆开转鼓由人工清除，或通过排渣机在 不停机的情况下从转鼓中排出关键词：固液分离；碟式分离机；转鼓；Alfa Laval ；卧螺离心机；第一章 绪论离心分离一般包括在碟式，管式，室式等各种分离机内所进行的过程本章 所述仅研究在碟式分离机内所进行的离心过程在普通离心机内，非粘性液体的澄清过程，常常会有湍流产生，因而影响分 离效率碟式分离机转速高（一般大于 5000 转/分），转鼓内安有锥形碟片束，碟 片间隙很小，非粘性的液体在这样小的碟片间高速流动，比较容易实现稳定层流流 动，从而保证高度分散物系有较好的分离效果碟片间隙内，这种分散相与连续相 的分离过程，也称为薄层离心分离。

碟式分离机的种类和规格很多，但就其分离过程实质而言，基本可分为离心 澄清和离心分离两种过程1.1 主要应用领域1．矿物油行业：船舶主机、陆用柴油机、电站等燃油和润滑油的净化；2．乳制品行业：鲜牛乳的澄清和净化、脱脂；3．植物油行业：棕榈油的净化和澄清，植物油精炼的脱胶、脱皂、脱水和脱 蜡等；4．饮料制品行业：啤酒、果汁、饮料等澄清，植物蛋白的提取、废水处理 等；生物工程发酵液的澄清；5．淀粉行业：淀粉浆的浓缩和分级；6．制药行业：抗生素类、生化制药类药剂萃取过程中的净化或澄清，中药药 剂的澄清等；7．化工行业：化工原料的净化或澄清；8．羊毛脂行业：从洗毛污水中提取和净化羊毛脂；9．胶乳行业：净化和浓缩天然橡胶乳浆；10．其他行业：如实验室、石油、焦化、高岭土、纸浆回收、电解液处理、 废水处理、环保等，以及动植物蛋白的提取、动物脂肪的提取及精炼、混合脂肪酸 的分离船用碟式分离机主要用于清除船舶柴油机等设备燃油和润滑油中的水分和杂 质，以减少机械设备的磨损，延长机械设备的寿命船用碟式分离机的设计、制造 和验收符合GB/T5745-2002船用碟式分离机的标准1.2离心机分类1．按分离因数的大小可分为常速离心机、高速离心机及超高速离心机。

常速离心机：FrV3000，主要用于分离颗粒不大的悬浮液和物料的脱水高速离心机：3000V Fr <50000,主要用于分离乳浊液和细粒悬浮液超高速离心机：Fr >50000,主要用于分离极不易分离的超微细粒悬浮液和 高分子胶体悬浮液2．按操作原理的不同可分为过滤离心机、沉降离心机及分离离心机过滤离心机：转鼓壁上有孔，借离心力实现过滤分离，分离因数不大，适用 于易过滤的晶体悬浮液和较大颗粒悬浮液的分离以及物料的脱水沉降离心机：鼓壁上无孔，借离心力实现沉降分离分离离心机：鼓壁上无孔，分离因数在3000以上，主要用于乳浊液的分离和 悬浮液的增浓或澄清3．按操作方式的不同可分为间歇式离心机和连续式离心机1.3 碟式分离机发展状况在工业生产中，离心机基本上属于后处理设备，主要用于脱水、浓缩 、分 离 、澄清、净化及固体颗粒分级等工艺过程，它是随着各工业部门的发展而相应 发展起来的例如18 世纪产业革命后，随着纺织工业的迅速发展 ， 1836年出现 了棉布脱水机1877年为适应乳酪加工工业的需要 ，发明了用于分离牛奶的离心 机进入20世纪之后，随着石油综合利用的发展 ，要求把水、固体杂质、焦油状 物料等除去，以便使重油当作燃料油使用，50年代研制成功了自动排渣的碟式活 塞排渣分离机，到60年代发展成 完善的系列产品。

随着近代环境保护、三废治理 发展的需要，对 于工业废水和污泥脱水处理的要求都很高，因此促使卧式螺旋卸 料沉降离心机 、碟式分离机和三足式下部卸料沉降离心机有了进一步的发展，特 别是卧式螺旋卸料沉降离心机的发展尤为迅速如今，在合成塑料（聚氯乙烯、聚 丙烯）及合成纤维（聚对苯二甲酸乙二脂）生产的分离设备中，螺旋离心机己成为关 键设备之一我国的碟式分离机研制已经具有四十多年的历史，尤其在近十年来随着机械 制造行业的不断发展，碟式分离机的需求越来越大，应用的领域也在扩大各个企 业都参与进来，更加重视碟式分离机的技术研究投入，包括对大型锻件和精密件的 材料研究、分离机主要部件的应力分析、机器的稳定性等等在零件的加工工艺 上，随着数控技术的发展，碟式分离机的质量得到很大的提高，许多的机型能达到 国外先进水平随着碟式分离机的发展，越来越多的用户都选择我国的碟式分离 机，我国国内用的碟式分离机基本不再靠国外进口但是，对于大型的碟式分离 机，由于国外原材料和制造水平的原因，与国外同类产品还有一定的差距我国真正具有现代实用价值的第一台螺旋离心机是1954年制造的，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，在离心机领域中一直占有重要地位。

在各种国际展览会 上，各种各样的螺旋离心机，是所展出的离心机中最吸引人的机型，具有良好的发 展前景我国从七十年代末开始引进螺旋离心机，对国外著名公司生产的多种规格的 卧螺离心机进行了仿制卧螺离心机是原化工部“七五”科技攻关项目，1989年 南京绿洲机器厂仿制了 ALFANx42o型大锥角（（20）离心机（即L201），用于玉米蛋白 的分离，并于1992年制成样机；此后，重庆江北机械厂、解放军第4819厂和金华 铁路机械厂等研制开发了一系列的螺旋卸料沉降离心机，并成功地应用于生产实 践但是就整体水平而言，我国还是远远落后于工业发达国家的随着现代工业文 明的发展和人类对环境以及可持续发展战略的重视，分离效果好，振动小、噪声低 成为离心机能否被市场接受的重要条件这就需要离心机具有良好的动态特性通 常，动态特性包括临界转速、不平衡响应和稳定性等内容卧螺离心机的参数选择 及优化是提高卧螺离心机动态特性的首要环节碟式分离机的种类繁多，我国碟式分离机开发和研制已经逐步实现了系列 化、标准化目前我国已经有一系列的标准，形成了二十多个系列，一百多种规 格随着我国碟式分离机的不断发展，我国将在大型碟式分离机的自动控制和国 际上先进的电器原件有进一步的成就。

第二章 碟式离心机分离原理2.1 基本原理碟式机是沉降式离心机中的一种，用于分离难分离的物料（粘性液体与细小 固体颗粒组成的悬浮液或密度相近的液体组成的乳浊液等）是利用混合液（混浊 液）中具有不同密度且互不相溶的轻、重液和固相，在离心力场中获得不同的沉降 速度的原理，达到分离分层或使液体中固体颗粒沉降的目的分离机中的碟式分离 机是应用最广的沉降离心机1)分离基础-重力沉降一种使悬浮在流体中的固体颗粒下沉而与流体分离的过程它是依靠地球引 力场的作用，利用颗粒与流体的密度差异，使之发生相对运动而沉降，即重力沉 降图 2—1 重力沉降2)增加隔开碟片在沉降槽中安入水平板，则可增加槽面积这样就给出了若干个间隙的分离通道，如N个，每一个的生产能力为，因此沉降槽的总生产能力为Q^v^NA(2—1)其中—沉降速度；A—沉降槽底面积;图 2—2 增加隔开碟片（3）引入离心力 悬浮液由中心进料管进入转鼓，从碟片束外缘经碟片间隙向碟片内缘流动因受离心力作用，固体颗粒在随液体流动的同时沉降到各碟片的内表面，再向碟片 外缘滑动，最后沉积到鼓壁上图 2—3 引入离心力2.2液珠分离和移动原理液珠分离：利用离心力场把不同密度的液珠分层。

液珠移动：利用浮力的分力和摩擦力之和小于离心力向下的分力时，液 珠便 向下移动，反之向上移动如图2—4所示，为轻重液珠在碟片间隙中流动时候的受力分析情况，则有液珠离心力：F = 时 ®(2—2)向下的分力：- Fsin