我國碟式分離機(jī)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
行業(yè)動態(tài)
一、概述
碟式分離機(jī)是依靠一組（或幾組）碟片組合，形成液體的分離流道，通過高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓帶動，產(chǎn)生強(qiáng)大的離心力，使得兩種不同比重且互不相溶的液體（以及少量固體）獲得不同的離心機(jī)，從而將液-液或液-液-固分離的精密設(shè)備。
碟式分離機(jī)的轉(zhuǎn)速高，分離因數(shù)大（即離心加速度/重力加速度的值）一般在3000～15000之間。當(dāng)量沉降面積大，可以達(dá)到3萬～30萬平方米之間，甚至更高。因此碟式分離機(jī)具有體積小，生產(chǎn)能力大，分離效果好等特點(diǎn)，具有其它分離設(shè)備無法替代的功能。
碟式分離機(jī)單從使用功能上可分為二相澄清型和三相分離型：
（1）二相澄清機(jī)。即液-固二相分離機(jī)，一般情況是主要為了獲得澄清的液相，而去除液相中懸浮的細(xì)小顆粒的固形物。
（2）三相分離機(jī)。也就是液-液-固三相分離，固相可以通過自動排渣或人工清渣方式獲得。
二、我國碟式分離機(jī)的現(xiàn)狀
我們碟式分離機(jī)研制具有四十多年的歷史經(jīng)驗(yàn)，特別是近十幾年隨著我國制造業(yè)的不斷發(fā)展，碟式分離機(jī)的應(yīng)用量越來越多，應(yīng)用的領(lǐng)域也越來越廣。我國民營企業(yè)的參與，更加重視對碟式分離機(jī)技術(shù)研發(fā)投入，包括對大型鍛件和精密鑄件的材料研究、分離機(jī)主要零部件的應(yīng)力分析和腐蝕分析，機(jī)器的穩(wěn)定性研究等等，增加了先進(jìn)的檢測儀器裝備。在零件加工工藝上，數(shù)控技術(shù)和加工中心的應(yīng)用、科學(xué)先進(jìn)的檢測手段都對提高國產(chǎn)碟式分離機(jī)的質(zhì)量起到很好的推動作用，許多機(jī)型產(chǎn)品質(zhì)量已經(jīng)基本接近歐洲先進(jìn)產(chǎn)品的水平，越來越受到用戶的信賴，基本上可以替代進(jìn)口設(shè)備。對于大型分離機(jī)和高速分離機(jī)，由于國內(nèi)原材料和制造精度的原因，與國外同類產(chǎn)品比，還存在一定的差距。
碟式分離機(jī)品種繁多，我國碟式分離機(jī)開發(fā)和制造已經(jīng)形成系列化，標(biāo)準(zhǔn)化。目前我國已經(jīng)擁有二十多個(gè)系列，一個(gè)多種不同規(guī)格。以下就我國目前在應(yīng)用領(lǐng)域與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)方面對碟式分離機(jī)作簡單介紹：
2.1 從分離機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的不同來分類
主要有：動、植物油脂的精煉中的脫膠、脫酸和水洗工藝，有DHZ和DRZ兩個(gè)系列；乳品制造中乳液的澄清及脂肪分離的DHN和DHNZ系列；生物淀粉行業(yè)中淀粉與蛋白的分離、淀粉與蛋白的濃縮及工藝水澄清度 DPF系列；船用重油和潤滑油的油、水和渣分離的KYDH和KYDR系列；生物柴油中甲脂、粗甘油及渣分離的DHSY系列；果蔬飲料業(yè)中不溶性固形物的澄清與濃縮DBY系列；天然色素萃取液中的色素的提純與澄清DHS系列；生物制藥業(yè)中萃取液及發(fā)酵液的澄清、分離的DBC系列；精細(xì)化工業(yè)中反應(yīng)液的澄清與分離DBH系列；石油化工中原油、水分離DHKY系列；天然橡膠濃縮膠乳，骨膠等膠體物質(zhì)分離LX系列；羊毛脂分離和濃縮，在洗毛污水中提取羊毛脂的DPM和DHM系列；干酪素中脂肪的分離DHNZS系列；中成藥業(yè)的澄清和提純；葡萄酒的澄清與分離JMDB系列；魚油精制業(yè)中油與水及渣分離DHYY和DRYY系列等等。以下分別介紹幾個(gè)常用行業(yè)的碟式分離機(jī)主要規(guī)格：
（1）油脂專用分離機(jī)。在現(xiàn)代植物油精煉工藝中，碟式分離機(jī)是必不可少的關(guān)鍵設(shè)備。主要用它來分離植物油中的膠質(zhì)、游離脂肪酸的皂化物及油脂的水洗。日處理能力從30噸～600噸，適用于大豆油、菜籽油、棉籽油、葵花籽油、米糠油、茶籽油、紅花油及亞麻籽油等。
油脂精煉分離機(jī)分自動排渣型和人工清渣型兩類，其中自動排渣型的規(guī)格與生產(chǎn)能力為如下：DHZ360：30～60噸/日；DHZ470:50～150噸/日；DHZ550A：150～200噸/日；DHZ550：200～300噸/日；DRZ550A：200噸/日；DRZ550：300噸/日；DRZ550E：600噸/日。
（2）淀粉專用分離機(jī)。由于我國淀粉加工企業(yè)的大型化發(fā)展需要，原來的淀粉分離機(jī)（DPF445和DPF550）已經(jīng)滿足不了生產(chǎn)能力的要求，在本世紀(jì)初我國開發(fā)了大型淀粉分離和濃縮機(jī)DPF800和DPF935二大系列。該機(jī)型采用上皮帶傳動，下懸式轉(zhuǎn)鼓和短軸連接設(shè)計(jì)，并且可以通過調(diào)節(jié)內(nèi)循環(huán)量獲得較佳分離效果。軸承的潤滑則采用外循環(huán)油泵強(qiáng)制潤滑。其中的DPF935型，轉(zhuǎn)鼓直徑達(dá)到1000mm以上，電機(jī)功率為250Kw，物料的流量可達(dá)到250m3/h。特點(diǎn)：
①當(dāng)量沉降面積大，處理量大。
②分離效果好，其底流濃度、底流的蛋白含量、頂流的干物質(zhì)含量等指標(biāo)均達(dá)到國際先進(jìn)水平。
③運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，振動小，噪音低。
④機(jī)器自帶液壓油缸升降系統(tǒng)，在安裝、清洗時(shí)將轉(zhuǎn)鼓部件升起并回轉(zhuǎn)，方便日常的維護(hù)。
⑤機(jī)器的自動化控制程度高，具有實(shí)時(shí)監(jiān)測機(jī)器的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)，如主機(jī)振動烈度顯示、報(bào)警；軸承溫度顯示報(bào)警；潤滑油路自動控制；即時(shí)流量顯示，累積流量顯示等。
2.2 從分離機(jī)的轉(zhuǎn)鼓排渣形式上來分
有環(huán)閥排渣型、噴嘴排渣型、環(huán)閥與噴嘴組合型和人工清渣型。轉(zhuǎn)鼓部件通常由轉(zhuǎn)鼓體、轉(zhuǎn)鼓蓋、碟片組及排渣系統(tǒng)組成，是高速旋轉(zhuǎn)部件。
（1）環(huán)閥排渣型分離機(jī)的轉(zhuǎn)鼓均為錐形結(jié)構(gòu)，既有大的沉渣貯存容積，也便于渣的濃縮與流出。動作方式有二種：一種是由小活塞所產(chǎn)生的離心力與操作水壓力之間的作用來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)鼓的密封和排渣動作；另一種是利用一組彈簧的壓力與操作水的壓力的作用來實(shí)現(xiàn)密封與排渣。這兩種均能進(jìn)行全部排渣和部分排渣。主要應(yīng)用于固形物含量不太高的液-液-固分離和液-固澄清。
（2）噴嘴排渣型分離機(jī)的轉(zhuǎn)鼓與上述的一樣為錐形結(jié)構(gòu)。排渣口或噴嘴位于錐端部位，如淀粉、蛋白分離機(jī)DPF系列，其噴嘴排出的渣比較稀，會使料液較多地隨沉渣排出，為了減少料液損失，提高底流排出物濃度，可用底流部分再循環(huán)的方法。也有的噴嘴裝置設(shè)計(jì)在轉(zhuǎn)鼓底部附近，如酵母濃縮分離機(jī)D-424。
噴嘴排渣型分離機(jī)固形含量比較高的液-固濃縮、澄清，及液-液-固的分離。具有處理能力大，設(shè)備占地小等優(yōu)勢。
（3）環(huán)閥與噴嘴組合型。該機(jī)器的噴嘴設(shè)計(jì)在環(huán)閥上，噴嘴直徑一般較?。?.5mm），其數(shù)量也可以通過采用無孔噴嘴調(diào)節(jié)，從噴嘴流出的量較小，分離機(jī)同時(shí)也通過環(huán)閥的定時(shí)排渣，來獲得澄清的液體。適合于一些含固形物比較高的醫(yī)藥發(fā)酵液的澄清分離。由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，主要適合轉(zhuǎn)鼓直徑較大的分離機(jī)，如DHX616。
（4）人工清渣型分離機(jī)。轉(zhuǎn)鼓由圓柱形筒體，錐形轉(zhuǎn)鼓蓋和一組碟片等組成，由于轉(zhuǎn)鼓的沉渣空間小，對含固形物量較高的液體會容易堵塞，適合于含微量固形物的液-液分離。如DRZ何KYDR系列分離機(jī)。
2.3 從分離機(jī)傳動方式的不同可分為：螺旋齒輪傳動和皮帶傳動兩種
（1）螺旋齒輪傳動。分離機(jī)的水平軸與立軸之間通過一對高精度、大螺旋角的增速齒輪，將分離機(jī)的轉(zhuǎn)鼓提高到額定轉(zhuǎn)速。其水平軸與電機(jī)又有三種不同的連接方式：
①電機(jī)通過液力耦合器傳遞動力，液力耦合器是依靠主、從動葉片間的液力傳動油傳遞扭矩，是一種低扭矩啟動，慢慢加速使得分離機(jī)平穩(wěn)地達(dá)到全速。在工作過程中還具有過載保護(hù)功能，無易損配件。
②摩擦片啟動。利用一組摩擦離合片的離心力與摩擦輪之間的摩擦力來傳遞扭矩，帶動螺旋齒輪和轉(zhuǎn)鼓。需要定期更換摩擦片，且不適合在要求防爆的現(xiàn)場使用，主要應(yīng)用在小型碟式分離機(jī)上。
③電機(jī)與水平軸通過彈性聯(lián)軸器直接連結(jié)，分離機(jī)的啟動采用變頻器等扭矩慢慢啟動到全速，然后再將變頻器與電機(jī)脫開。其特點(diǎn)為：結(jié)構(gòu)緊湊，分離效果比較穩(wěn)定，但同時(shí)大螺旋齒輪的磨損會加快。
三相分離機(jī)和大部分的二相澄清分離機(jī)均采用液力耦合器或摩擦片連接起動，也可采用直連式起動的形式。
（2）皮帶傳動。分離機(jī)的驅(qū)動電機(jī)與轉(zhuǎn)鼓主軸通過一組三角皮帶或者平皮帶傳遞扭矩，皮帶傳動又分上皮帶傳動，如DPF800和DPF935淀粉分離機(jī)，分別采用五根一組和十根一組三角皮帶，并有皮帶自動張緊裝置和液壓升降油缸，方便了轉(zhuǎn)鼓的安裝和維護(hù)；另一種是下皮帶傳動，如DHC616和DHC614澄清型分離機(jī)，轉(zhuǎn)鼓為上懸式，三角皮帶傳動，結(jié)構(gòu)緊湊，適合于含固量較高液-固澄清。
皮帶傳動結(jié)構(gòu)分離機(jī)的啟動方式有變頻啟動和降壓啟動兩種。分離機(jī)的主軸軸承潤滑有自吸油潤滑和外接潤滑油泵強(qiáng)制循環(huán)潤滑兩種。
2.4 從機(jī)座和機(jī)殼上，有普通型、帶冷卻夾套型和充惰性氣體保護(hù)型
隨著生物技術(shù)、醫(yī)藥行業(yè)和石油化工不斷發(fā)展的需要，在生產(chǎn)工藝過程中，對分離物料溫度的控制愈來愈重要，如DBC311和DBC314分離機(jī)，需在機(jī)蓋上設(shè)計(jì)夾套，并通過冷卻水（或冷凍液），防止因高速旋轉(zhuǎn)的氣流而使機(jī)器溫度升高。
而對于要求分離含有易燃易爆的物料，或環(huán)境要求防爆的場合，則分離機(jī)進(jìn)行氣密性設(shè)置。確保分離機(jī)的安全運(yùn)行。如DBH314B分離機(jī)。
2.5 碟式分離機(jī)的自動控制現(xiàn)狀
碟式分離機(jī)種類繁多，其控制系統(tǒng)的要求也不太相同。
從機(jī)器本身的運(yùn)轉(zhuǎn)要求，除了機(jī)器的啟動與停機(jī)控制（通過PLC控制調(diào)整啟動時(shí)間和啟動電流），在正產(chǎn)工作時(shí)須實(shí)時(shí)監(jiān)測機(jī)器的工作電流、振動大小，并有超電流和超振動的自動報(bào)警，甚至自動停機(jī)。對于環(huán)閥排渣型碟式分離機(jī)，主要是控制電磁閥的打開時(shí)間與周期，對于DHZ550等大型碟式分離機(jī)，還可以自動調(diào)節(jié)重相出口向心泵的開啟直徑，來獲得所要求的分離效果。
從工藝要求方面，有進(jìn)料流量的自動控制與檢測；出料壓力的檢測與低壓報(bào)警。
從機(jī)器的安全運(yùn)行方面，可以檢測機(jī)器工作狀況，同時(shí)也有報(bào)警功能。
隨著我國自動化控制水平的不斷提高，對于大型分離機(jī)的自動控制均采用人機(jī)界面和國際上先進(jìn)的電器元件，其控制的可靠性和穩(wěn)定性都有很好的保證。
三、碟式分離機(jī)的發(fā)展
當(dāng)前國內(nèi)分離機(jī)縮小了與歐洲產(chǎn)品的差距。但作為目前從事分離機(jī)研制企業(yè)和科技人員，還是任重而道遠(yuǎn)的，主要有以下幾方面的問題：
（1）要不斷的開發(fā)碟式分離機(jī)的應(yīng)用行業(yè)，增加分離機(jī)的品種的數(shù)量。
（2）必須進(jìn)一步加強(qiáng)碟式分離機(jī)的基礎(chǔ)理論與實(shí)踐相結(jié)合原則，通過企業(yè)與大專科研院校的合作，對分離機(jī)主要零件的材料選用，計(jì)算與檢測，要確保碟式分離機(jī)的安全可靠運(yùn)行。
（3）要建立碟式分離機(jī)液體動力學(xué)與分離原理模型，來正確指導(dǎo)產(chǎn)品的研究與開發(fā)。
（4）環(huán)閥排渣型碟式分離機(jī)的排渣控制目前還停留在依靠經(jīng)驗(yàn)法，通過設(shè)定時(shí)間周期控制，如果要做到更加精密的控制排渣量，減少料液損失，應(yīng)該采用對轉(zhuǎn)鼓沉渣區(qū)的填充度，即“自思維”控制系統(tǒng)，讓轉(zhuǎn)鼓自動發(fā)出排渣信號并自動完成排渣動作。
