摘要:卧式虹吸刮刀卸料离心机是一种新型的离心机,它将虹吸原理应用于过滤式刮刀卸料离心机,大大增强了离心机的过滤推动力,这对于提高离心机生产能力及增强离心机分离效果都是重大的突破。对虹吸原理进行了详细的分析,以实现该机型的国产化并替代进口产品。

关键词:虹吸离心机;虹吸原理;悬浮液;过滤速度

中图分类号:ＴＨ69　　　　文献标识码:Ａ

        卧式虹吸刮刀卸料离心机是利用旋转的转鼓带动转鼓内物料作高速旋转时产生的离心力将两种密度不同且互不相溶的液体与固体颗粒的悬浮液进行分离的机械。它是德国ＫＲＡＵＳＳ ＭＡＦＦＥＩ公司的产品,开发三、四年后就有了系列产品,目前德国、法国和日本等国家都在生产并向提高技术参数、系列化、自动化方向发展。我国目前对该机型的需求较大且主要靠引进。因此,实现其国产化尤为重要。

        1　虹吸原理

        卧式虹吸刮刀卸料离心机与普通刮刀离心机相比增加了一个虹吸室和虹吸管装置。过滤时,滤液经滤布通过转鼓上的侧孔流入虹吸室,由一根固定不动的撇液虹吸管将虹吸室内的滤液引出。撇液虹吸管外部与一液压机构连接,通过液压调节撇液虹吸管位置来控制虹吸室内的液面。设滤渣层的厚度为Ｈ′、过滤介质两边的压力差为Δｐ,则过滤速度ｖ=ｋ′ΔｐＨ′（式中ｋ′为比例常数）。即过滤速度ｖ与过滤介质两边的压力差Δｐ成正比,与滤渣层的厚度Ｈ′成反比。过滤虹吸刮刀离心机就是在过滤介质的另一侧采用虹吸原理,增加过滤介质两侧的压力差,从而提高过滤速度ｖ。因此,虹吸式刮刀离心机与普通过滤刮刀离心机相比,其优点是显著的。悬浮液的过滤情况分为两个相继发生的阶段:悬浮液液面降到滤渣层表面和滤液在滤渣层中继续降落。滤液连续通过阻力不同的滤渣层,即正常滤渣层和刮刀压实的滤渣层（硬渣层）。不同阶段的过滤时间须分别计算,同时考虑不同滤渣层的总阻力。在相同条件下,虹吸刮刀离心机过滤速度比普通刮刀离心机快,且根据各操作阶段的不同要求,过滤、甩干、洗涤等速度也很容易调节。

                      

        从图1可以看出,透过介质的滤液全部进入滤液室,滤液通过撇液管排出转鼓,改变撇掖管位置即可控制虹吸室内液面位置,即控制Ｈμ值。图中Ｈ0 介质以上液层高度;Ｈμ 虹吸室液面至过滤介质的距离。虹吸式刮刀离心机的操作方式及其优点是:

        （1）进料阶段　减少Ｈμ值（至少可以向虹吸室充滤液使Ｈμ为负值）,降低过滤速度以形成厚度较均匀的滤饼。

        （2）过滤阶段　增大Ｈμ值,提高过滤速度,以提高单位时间处理量。

        （3）洗涤阶段　减小Ｈμ值,降低过滤速度,使洗涤液缓慢通过滤饼,延长洗涤液在滤渣中的停留时间,减少洗涤液的消耗量、取得良好的洗涤效果、提高洗涤效率。

        （4）甩干阶段　使Ｈμ达到zui大值,过滤推动力zui大,获得含液量低的滤饼。

        （5）过滤介质再生阶段　从外部向虹吸室冲洗液,冲洗液从滤液室经过滤饼介质流向转鼓内部,实现过滤介质的反向冲洗,使过滤介质恢复过滤性能。

        由上述可知,同普通刮刀过滤离心机相比,虹吸式刮刀离心机可通过调节虹吸管吸液口的位置来调节过滤速度而不必改变转鼓转速,况且改变转鼓速度是比较困难的。用虹吸刮刀离心机进行分离粒度为20μｍ的白垩悬浮液的试验,在分离因数为500、Ｈ0=47ｍｍ时,当Ｈμ=0（即与普通刮刀离心机一样,无虹吸作用）,分离3Ｌ这种悬浮液需要50ｓ;当Ｈμ=38ｍｍ时,分离时间只需12ｓ。虹吸刮刀卸料离心机与普通刮刀卸料离心机相比,不仅有较高的生产能力和较佳的分离效果,而且对物料的适应性强,可分离含中等颗粒或细颗粒（0.01ｍｍ～5ｍｍ）的悬浮液,也可分离含短纤维（纤维长度小于4ｍｍ）的悬浮液,悬浮液的浓度范围10%～60%。虹吸式刮刀离心机对悬浮液浓度或进料量的波动不敏感,操作中各工序的持续时间可任意调节;还可对滤饼进行良好的洗涤。

        2　结　论

        这种新型的离心机无论用于低温还是较高的温度（受料液蒸汽压的限制）,工作都很稳定。特别适用于需要充分洗涤以及固相含量低的场合。目前已用来分离聚丙西晴、维生素Ｂ、小苏打、过硼酸钠、磷酸钙等多种物料。虹吸刮刀离心机随着现代工业的发展在其系列化、国产化的道路上正稳步前进,在为国家节省大量外汇的同时也为企业带来一定的经济效益。