轉(zhuǎn)鼓式離心機(jī)與其他分離設(shè)備相比，不僅可以得到含濕量較低的固相物質(zhì)和高純度的液相物質(zhì)，而且設(shè)備的體積小，重量輕，密封性能好，可以連續(xù)運(yùn)行，易于實(shí)現(xiàn)自動化和自動控制，可以實(shí)現(xiàn)大的生產(chǎn)能力，在石油化工及其他行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，其主要作用是脫水、澄清、濃縮、分級、分離等。離心機(jī)就是利用轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的強(qiáng)大的離心力，加快液體中顆粒的沉降速度，把樣品中不同沉降系數(shù)和浮力密度的物質(zhì)分離開。離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓以w的角速度旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)鼓中的懸浮液，跟著轉(zhuǎn)鼓也以w的角速度旋轉(zhuǎn)，當(dāng)w達(dá)到一定的值以后，懸浮液中的固相和液相由于密度不同，會分出兩層，即離心沉降。由于離心加速度比重力加速度大得多，固相沉降速度也大得多。提高轉(zhuǎn)速比增大半徑效果要好得多，但速度提高以后，需要轉(zhuǎn)鼓材料的強(qiáng)度要高，轉(zhuǎn)鼓的動平衡精度也要高。

塑料廠低壓聚乙烯裝置，采用釜式反應(yīng)器，己烷作為母液，起到輸送物料的目的，離心機(jī)是裝置上的關(guān)鍵設(shè)備，其作用是將聚合反應(yīng)生成的固相塑料粉末和液相己烷進(jìn)行分離，塑料粉末經(jīng)干燥后進(jìn)入造粒系統(tǒng)，生產(chǎn)出塑料顆粒。己烷進(jìn)入回收系統(tǒng)，重新利用。離心機(jī)為螺旋卸料沉降式離心機(jī)，采用臥式結(jié)構(gòu)。下面以塑料廠低壓聚乙烯裝置為例進(jìn)行說明，現(xiàn)場使用的離心機(jī)如圖1所示，離心機(jī)參數(shù)如下：

型號：LBM40×60； 轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速：1450r/min；
功率：150kW； 長度: 4300mm；
轉(zhuǎn)鼓直徑：1048mm； 電動機(jī)電壓：6000V；
介質(zhì)溫度：80℃； 介質(zhì)壓力：2kPa。

圖1 現(xiàn)場使用的離心機(jī)

此種形式的離心機(jī)工作原理如圖2所示，塑料粉末和己烷的混合液經(jīng)進(jìn)料管7連續(xù)進(jìn)入機(jī)內(nèi)，經(jīng)螺旋輸送器5的內(nèi)筒出料口進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，在離心力的作用下，混合物在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)形成環(huán)形液流，塑料粉末在離心力的作用下，沉降到轉(zhuǎn)鼓4的內(nèi)壁上，由于差速器2的差動作用，使螺旋輸送器和轉(zhuǎn)鼓之間形成相對運(yùn)動，塑料粉末被推送到轉(zhuǎn)鼓小端，經(jīng)出口排出；液相己烷形成一個內(nèi)環(huán)，環(huán)形液層深度通過轉(zhuǎn)鼓大端的溢流擋板進(jìn)行調(diào)節(jié)，分離后的液體經(jīng)溢流孔排出，沉渣即塑料粉末和己烷液體，分別收集在機(jī)殼3內(nèi)的粉料和液體隔倉內(nèi)，由重力卸出機(jī)殼。此種類型的離心機(jī)，適用于分離固相顆粒直徑>5μm的混合液，以及固相濃度和顆粒度變化范圍較大的混合液，對于較細(xì)、較黏物料，分離后固相濕度大，處理量減小。此種分離設(shè)備處理量大，密閉性好，聚烯烴行業(yè)大部分用此類型的離心機(jī)。

圖2 離心機(jī)工作原理示意圖

1—安全裝置 2—差速器 3—機(jī)殼 4—轉(zhuǎn)鼓 5—螺旋輸送器 6—帶輪 7—進(jìn)料管 8—軸承座

離心機(jī)內(nèi)的沉渣在筒體內(nèi)的軸向移動，是靠螺旋與轉(zhuǎn)鼓之間的相對運(yùn)動即轉(zhuǎn)速差來實(shí)現(xiàn)的，轉(zhuǎn)速差靠差速器實(shí)現(xiàn)，圖3為差速器的實(shí)物圖片。差速器采用行星齒輪傳動，其原理如圖4 所示。由轉(zhuǎn)鼓1驅(qū)動差速器，通過行星輪變速以后，帶動推料螺旋2轉(zhuǎn)動。

圖3 差速器

圖4 差速器原理圖

1—轉(zhuǎn)鼓 2—推料螺旋 a1、a2—太陽輪 b1、b2—內(nèi)齒圈 g1、g2—高低速級行星輪 H1、H2—高低速級轉(zhuǎn)臂

下面介紹離心機(jī)的主要部件：

1. 離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓

離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓是其重要部件，其結(jié)構(gòu)形狀和技術(shù)參數(shù)，在很大程度上決定了該離心機(jī)的性能。最初設(shè)計(jì)的這種臥式形式的離心機(jī)，轉(zhuǎn)鼓是一個錐形筒體。為了提高筒體內(nèi)混合液的容量，提高處理能力和分離效果，有利于增大長徑比，現(xiàn)在都采用圓柱筒體和圓錐筒體一起構(gòu)成轉(zhuǎn)鼓，這兩個筒體通過法蘭連接起來。該裝置使用的臥式離心機(jī)即為圓錐、圓柱筒體結(jié)構(gòu)，兩個筒體用法蘭連接。在圓柱筒體側(cè)為混合液進(jìn)料端，在圓錐側(cè)為固相出料端，靠差速器推動螺旋推料，如果把筒體看做靜止，推料螺旋的轉(zhuǎn)速為18r/min，轉(zhuǎn)速差通過差速器來實(shí)現(xiàn)。

液相由圓柱筒體一側(cè)排出，在筒體端面設(shè)有溢流孔，孔的位置和大小可以調(diào)節(jié)，以滿足不同的分離能力。

2. 螺旋推料器

離心機(jī)的推料螺旋采用連續(xù)整體螺旋葉片，與螺旋軸焊接在一起，焊縫的位置，要進(jìn)行拋光處理，這種形式加工簡單，即使出現(xiàn)葉片變形，修理也相對容易。螺旋葉片頭數(shù)為單頭螺旋，材質(zhì)為不銹鋼。雙頭螺旋輸送固相效率高，但對筒體內(nèi)的攪動大，會使液體中含有固相，分離效果變差，因此，在聚烯烴行業(yè)，大多采用單頭螺旋形式。

在推料過程中，螺旋輸送葉片，會受到物料的磨損，特別是在推料段，這個問題更為突出，因此，要對葉片進(jìn)行硬化處理，在其表面噴涂高硬度金屬合金，以提高耐磨性能。

3. 軸承

離心機(jī)的主軸承采用滾動軸承，安裝在圖2機(jī)座的位置，用齒輪泵進(jìn)行強(qiáng)制潤滑。在帶輪側(cè)的軸承起到軸向定位作用，在離心機(jī)運(yùn)行以后，物料的溫度達(dá)到80℃，使得整個筒體的溫度也達(dá)到80℃，熱膨脹伸長量會使筒體向差速器側(cè)移動，因此，安裝差速器時要留出軸向余量。

轉(zhuǎn)鼓與推料螺旋之間的轉(zhuǎn)速差為18r/min，也就是說，螺旋的轉(zhuǎn)速為18r/min，雖然轉(zhuǎn)速低，但承重較大。現(xiàn)場采用滑動軸承，用油脂潤滑，軸瓦的材質(zhì)為磷青銅，為了提高自潤滑性能，在軸瓦的內(nèi)表面鑲嵌了柔性浸油石墨柱，如圖5所示。

圖5 鑲嵌石墨柱的軸瓦