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转鼓式离心机与其他分离设备相比，不仅可以得到含湿量较低的固相物质和高纯度的液相物质，而且设备的体积小，重量轻，密封性能好，可以连续运行，易于实现自动化和自动控制，可以实现大的生产能力，在石油化工及其他行业得到广泛应用，其主要作用是脱水、澄清、浓缩、分级、分离等。离心机就是利用转子高速旋转产生的强大的离心力，加快液体中颗粒的沉降速度，把样品中不同沉降系数和浮力密度的物质分离开。离心机转鼓以w的角速度旋转，转鼓中的悬浮液，跟着转鼓也以w的角速度旋转，当w达到一定的值以后，悬浮液中的固相和液相由于密度不同，会分出两层，即离心沉降。由于离心加速度比重力加速度大得多，固相沉降速度也大得多。提高转速比增大半径效果要好得多，但速度提高以后，需要转鼓材料的强度要高，转鼓的动平衡精度也要高。

塑料厂低压聚乙烯装置，采用釜式反应器，己烷作为母液，起到输送物料的目的，离心机是装置上的关键设备，其作用是将聚合反应生成的固相塑料粉末和液相己烷进行分离，塑料粉末经干燥后进入造粒系统，生产出塑料颗粒。己烷进入回收系统，重新利用。离心机为螺旋卸料沉降式离心机，采用卧式结构。下面以塑料厂低压聚乙烯装置为例进行说明，现场使用的离心机如图1所示，离心机参数如下：

型号：LBM40×60； 转鼓转速：1450r/min；

功率：150kW； 长度: 4300mm；

转鼓直径：1048mm； 电动机电压：6000V；

介质温度：80℃； 介质压力：2kPa。

图1 现场使用的离心机

此种形式的离心机工作原理如图2所示，塑料粉末和己烷的混合液经进料管7连续进入机内，经螺旋输送器5的内筒出料口进入转鼓内，在离心力的作用下，混合物在转鼓内形成环形液流，塑料粉末在离心力的作用下，沉降到转鼓4的内壁上，由于差速器2的差动作用，使螺旋输送器和转鼓之间形成相对运动，塑料粉末被推送到转鼓小端，经出口排出；液相己烷形成一个内环，环形液层深度通过转鼓大端的溢流挡板进行调节，分离后的液体经溢流孔排出，沉渣即塑料粉末和己烷液体，分别收集在机壳3内的粉料和液体隔仓内，由重力卸出机壳。此种类型的离心机，适用于分离固相颗粒直径>5μm的混合液，以及固相浓度和颗粒度变化范围较大的混合液，对于较细、较黏物料，分离后固相湿度大，处理量减小。此种分离设备处理量大，密闭性好，聚烯烃行业大部分用此类型的离心机。

图2 离心机工作原理示意图

1—安全装置 2—差速器 3—机壳 4—转鼓 5—螺旋输送器 6—带轮 7—进料管 8—轴承座

离心机内的沉渣在筒体内的轴向移动，是靠螺旋与转鼓之间的相对运动即转速差来实现的，转速差靠差速器实现，图3为差速器的实物图片。差速器采用行星齿轮传动，其原理如图4 所示。由转鼓1驱动差速器，通过行星轮变速以后，带动推料螺旋2转动。

图3 差速器

图4 差速器原理图

1—转鼓 2—推料螺旋 a1、a2—太阳轮 b1、b2—内齿圈 g1、g2—高低速级行星轮 H1、H2—高低速级转臂

下面介绍离心机的主要部件：

1. 离心机转鼓

离心机转鼓是其重要部件，其结构形状和技术参数，在很大程度上决定了该离心机的性能。最初设计的这种卧式形式的离心机，转鼓是一个锥形筒体。为了提高筒体内混合液的容量，提高处理能力和分离效果，有利于增大长径比，现在都采用圆柱筒体和圆锥筒体一起构成转鼓，这两个筒体通过法兰连接起来。该装置使用的卧式离心机即为圆锥、圆柱筒体结构，两个筒体用法兰连接。在圆柱筒体侧为混合液进料端，在圆锥侧为固相出料端，靠差速器推动螺旋推料，如果把筒体看做静止，推料螺旋的转速为18r/min，转速差通过差速器来实现。

液相由圆柱筒体一侧排出，在筒体端面设有溢流孔，孔的位置和大小可以调节，以满足不同的分离能力。

2. 螺旋推料器

离心机的推料螺旋采用连续整体螺旋叶片，与螺旋轴焊接在一起，焊缝的位置，要进行抛光处理，这种形式加工简单，即使出现叶片变形，修理也相对容易。螺旋叶片头数为单头螺旋，材质为不锈钢。双头螺旋输送固相效率高，但对筒体内的搅动大，会使液体中含有固相，分离效果变差，因此，在聚烯烃行业，大多采用单头螺旋形式。

在推料过程中，螺旋输送叶片，会受到物料的磨损，特别是在推料段，这个问题更为突出，因此，要对叶片进行硬化处理，在其表面喷涂高硬度金属合金，以提高耐磨性能。

3. 轴承

离心机的主轴承采用滚动轴承，安装在图2机座的位置，用齿轮泵进行强制润滑。在带轮侧的轴承起到轴向定位作用，在离心机运行以后，物料的温度达到80℃，使得整个筒体的温度也达到80℃，热膨胀伸长量会使筒体向差速器侧移动，因此，安装差速器时要留出轴向余量。

转鼓与推料螺旋之间的转速差为18r/min，也就是说，螺旋的转速为18r/min，虽然转速低，但承重较大。现场采用滑动轴承，用油脂润滑，轴瓦的材质为磷青铜，为了提高自润滑性能，在轴瓦的内表面镶嵌了柔性浸油石墨柱，如图5所示。

图5 镶嵌石墨柱的轴瓦