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臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)(下稱“臥螺離心機(jī)”)自1954年出現(xiàn)后，由于它具有單機(jī)處理能力大、操作方便、能連續(xù)自動操作、勞動強(qiáng)度低、占地面積少以及維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，得到了迅速發(fā)展，廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、醫(yī)藥、食品、輕工等部門。由于懸浮液的沉降、沉渣的輸送和脫水都在轉(zhuǎn)鼓中完成，因此轉(zhuǎn)鼓部件是臥螺離心機(jī)的主要部件。因臥螺離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，用傳統(tǒng)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算方法，對轉(zhuǎn)鼓各部位的應(yīng)力往往得不到正確的估價從而影響離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓使用的安全性，并且按此算法設(shè)計(jì)的離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓系相關(guān)尺寸有較大富裕，造成材料的浪費(fèi)，是很不經(jīng)濟(jì)的。采用有限元分析設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)鼓是解決這個問題的有效手段，它不受幾何形狀的限制，可以直接對轉(zhuǎn)鼓整體的各部分進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算，使設(shè)計(jì)者對整個轉(zhuǎn)鼓各部分的應(yīng)力狀態(tài)非常了解，為工程技術(shù)人員能夠迅速、準(zhǔn)確地分析、預(yù)測臥螺離心機(jī)的動力學(xué)特性，具有重要實(shí)際工程價值。
臥螺離心機(jī)的主要構(gòu)件有轉(zhuǎn)鼓、螺旋輸送器、差速器、過載保護(hù)裝置和泄渣裝置等。機(jī)殼內(nèi)的轉(zhuǎn)鼓和螺旋輸送器由兩個同心軸承相連接，轉(zhuǎn)鼓通過左軸承處的空心軸與行星差速器的外殼相連接，行星差速器的輸出軸帶動螺旋輸送器與轉(zhuǎn)鼓作同向轉(zhuǎn)動，但轉(zhuǎn)速不同。懸浮液從右端的中心進(jìn)料管連續(xù)送入機(jī)內(nèi)，經(jīng)過螺旋輸送器內(nèi)筒加料隔倉的進(jìn)料孔進(jìn)到轉(zhuǎn)鼓內(nèi)。在離心力的作用下轉(zhuǎn)鼓內(nèi)形成環(huán)形液池，重相固體粒子離心沉降到轉(zhuǎn)鼓內(nèi)表面而形成沉渣，由于螺旋葉片與轉(zhuǎn)鼓的相對運(yùn)動，沉渣被螺旋葉片推送到轉(zhuǎn)鼓的小端，送出液面并從排渣孔甩出。在轉(zhuǎn)鼓的大端蓋上開設(shè)有若干溢流孔澄清液便從此處流出，經(jīng)機(jī)殼的排液室排出。通過調(diào)節(jié)溢流擋板溢流口位置、機(jī)器轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)鼓與螺旋輸送器的差速、進(jìn)料速度，就可以改變沉渣的含濕量和澄清液含固量。當(dāng)過載或螺旋輸送器意外卡住時，保護(hù)裝置能自動斷開主電動機(jī)的電源停止進(jìn)料防止事故發(fā)生。為了讓臥螺離心機(jī)有更高的分離能力，許多學(xué)者對臥螺離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。
日本研制了雙錐角臥螺離心機(jī)，雙錐角結(jié)構(gòu)既能保證沉渣的輸送又能提高生產(chǎn)能力；丹麥進(jìn)行了大長徑比臥螺離心機(jī)的理論與實(shí)踐研究，為大長徑比臥螺離心機(jī)的制造提供了理論基礎(chǔ)；Woon-FongLeung等在轉(zhuǎn)鼓錐段排出口附近的內(nèi)筒上安裝流動控制結(jié)構(gòu)，獲得了更干燥的濾渣；日本TetsuoOhinata等開發(fā)了直筒壓榨式臥螺離心機(jī)，這種新型的臥螺離心機(jī)采用直筒式圓筒，實(shí)現(xiàn)了在含濕率最低的位置即緊貼轉(zhuǎn)鼓壁的位置排出沉渣，并且通過特殊的壓榨結(jié)構(gòu)，使含濕率進(jìn)一步降低，提高了分離效率，達(dá)到了最大的分離效果。對臥螺離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度的分析，由于其結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，使得適合分析復(fù)雜結(jié)構(gòu)的有限元分析方法得到了廣泛應(yīng)用。從1983年起，英國BS767“工業(yè)及商業(yè)用過濾式離心機(jī)和沉降式離心機(jī)”標(biāo)準(zhǔn)就明確指出，對于旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)鼓的應(yīng)力分析，最合適的方法是有限元分析方法。
為探求合理的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，我國從20世紀(jì)80年代起，也開始將有限元法用于離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓的應(yīng)力分析。為了讓臥螺離心機(jī)有更高的分離能力，許多學(xué)者對臥螺離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。日本SourokuSuzuki研制了雙錐角臥螺離心機(jī)，雙錐角結(jié)構(gòu)既能保證沉渣的輸送又能提高生產(chǎn)能力；丹麥NielsFl.Madsen進(jìn)行了大長徑比臥螺離心機(jī)的理論與實(shí)踐研究，為大長徑比臥螺離心機(jī)的制造提供了理論基礎(chǔ)；Woon-FongLeung等在轉(zhuǎn)鼓錐段排出口附近的內(nèi)筒上安裝流動控制結(jié)構(gòu)，獲得了更干燥的濾渣；日本TetsuoOhinata等開發(fā)了直筒壓榨式臥螺離心機(jī)，這種新型的臥螺離心機(jī)采用直筒式圓筒，實(shí)現(xiàn)了在含濕率最低的位置即緊貼轉(zhuǎn)鼓壁的位置排出沉渣，并且通過特殊的壓榨結(jié)構(gòu)，使含濕率進(jìn)一步降低，提高了分離效率，達(dá)到了最大的分離效果。對臥螺離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度分析，由于其結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，使得適合分析復(fù)雜結(jié)構(gòu)的有限元分析方法得到了廣泛應(yīng)用。從1983年起，英國BS767“工業(yè)及商業(yè)用過濾式離心機(jī)和沉降式離心機(jī)”標(biāo)準(zhǔn)就明確指出，對于旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)鼓的應(yīng)力分析，最合適的方法是有限元分析方法。為探求合理的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，我國從20世紀(jì)80年代起，也開始將有限元法用于離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓的應(yīng)力分析。
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