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基于带式差速的新型污水处理离心机的设计研究
作者:袁夫彩 王… 文章来源:南京蓝污 点击数: 更新时间:2011-7-30
 
                

    优化前后螺旋转矩(M)值的比较,令相对下降幅度为ε,则

    ε=(M0-Mmin)×100%/M0=33%

    输渣功率(P)和螺旋转矩(M)成线性关系。当转速一定时,优化前后输渣功率相对相对下降了33%。

    3 离心机关键部件的设计

    3.1 转鼓的设计

    转鼓是离心机的主要部件,其结构形状和技术参数在很大程度上体现了离心机的特点和使用效果。设计采用柱—锥形结构,该结构能增加离心机内液池容量,提高处理能力和澄清效果,也有利于增大长径比,其结构如图2所示。

                

    转鼓材料选为1Crl8Ni9Ti,取转鼓壁厚为12mm。为了保护转鼓,在转鼓的内表面拉槽,利用沉降在转鼓内壁的污泥,减少转鼓与螺旋推料器之间的摩擦。

    3.2 螺旋推料器设计

    螺旋推料器的作用是利用螺旋与转鼓之间的转速差,将沉降在转鼓壁上的沉渣输送到转鼓小端的出渣口排出。它由左右轴颈、螺旋叶片、螺旋筒体、进料仓等组成。螺旋叶片采用连续式整体叶片,结构示意图如图3所示。

                 

    3.3 带式差速器设计

    目前世界上应用最广泛的差速器有机械式行星传动差速器、电磁变频调速差速器和液压马达差速器。变频调速差速器有大量滑动,效率大致与输出转速呈线性变化,低输出转速时,效率极低,发热严重,应采取冷却措施,价格较高。液压马达调速差速器虽具有体积紧凑、惯性小的优点,但制造精度高、容易泄漏、噪声大,不宜用于高温及低温场合。机械式行星传动差速器中使用最广泛的当属渐开线行星齿轮差速器。渐开线行星齿轮差速器具有承载能力高、体积小、结构紧凑的优点,但价格贵、制造精度高、噪声大。综合上述情况,结合本课题的实际,设计带式差速器,带式差速器结构示意图如图4所示[6]。

                 

    带式差速器的工作原理为,转鼓和电机带轮直径不变,螺旋带轮直径可调。螺旋增速时,逆时针转动手柄,让动片往外拉,从而使螺旋带轮直径变小,使螺旋转速增高;螺旋减速时,顺时针转动手柄,让动片往里推,从而使螺旋带轮直径变大,使螺旋转速降低。特别是由于采用配重张紧,工作中也可自动调整差速。

    4 结论

    分析了螺旋卸料沉降离心机的国内外发展现状,运用优化设计方法确定了卧式螺旋卸料离心机的结构和工艺参数,基于技术指标的要求设计了离心机的转鼓、螺旋和带式差速器等部件,其具体结论如下:

    (1)提出了基于带式差速的新型污水处理离心机的构型,该离心机具有自动差速和过载保护功能;

    (2)通过优化设计,优化后输渣功率比优化前相对下降了33%,达到了节能降耗的效果;

    (3)研制的该离心机样机已在石化厂污水处理车间进行了试验,各项性能指标达到了设计的要求。下一步工作,即有待于进一步产业化运作。

    参考文献

[1] 顾世刚,赵文梅.我国污泥处理处置的现状与发展[C]∥2009国际水协污泥会议论文集.哈尔滨:国际水协与哈尔滨工业大学主办,2009:410-416.

[2] 孙启才,金鼎五.离心机原理结构与设计计算[M].北京:机械工业出版社,1983:2-16.

[3]Anon.Ensuring centrifuge efficiency[J]. MER-Marine Engineers Re-view,

2006:30-33.

[4] 李瑜,张剑鸣.卧螺离心机在低浓度市政污泥脱水中的应用[J].过滤与分离,2006(3):39-41.

[5] 熊诚,杨小红.低能耗高干度污泥脱水离心机[J].中国给水排水,2005(1):104-108.

[6] 袁夫彩. WL-600卧螺离心机的研究[D].哈尔滨:哈尔滨建筑大学,1999:71-73.基金项目:河南工业大学校人才基金(2009BS003)作者简介:袁夫彩(1964- ),男,江苏新沂人,副教授,博士

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