具有高耐磨性能的碟片分離機(jī)的噴嘴設(shè)計(jì)探析

摘 要： 噴嘴結(jié)構(gòu)的分離機(jī)在高嶺土、羊毛脂等行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，但該結(jié)構(gòu)的噴嘴易出現(xiàn)噴嘴入口的磨損問(wèn)題。文章結(jié)合碟片分離機(jī)噴嘴設(shè)計(jì)項(xiàng)目，分析了具有高耐磨性能的碟片分離機(jī)的噴嘴設(shè)計(jì)要點(diǎn)。為避免噴出的物料磨損噴嘴體，項(xiàng)目采用一級(jí)膠塞和二級(jí)膠塞保護(hù)噴嘴體，同時(shí)噴嘴芯設(shè)置于定位臺(tái)階里，避免側(cè)漏現(xiàn)象的產(chǎn)生，進(jìn)而提升物料的分離效果，提高碟片分離機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞： 高耐磨性能;碟片分離機(jī);噴嘴設(shè)計(jì)

一、 引言

噴嘴結(jié)構(gòu)的分離機(jī)廣泛用于高嶺土、膨潤(rùn)土、淀粉、羊毛脂等行業(yè)，進(jìn)行液—固或

液—液—固分離。由于噴嘴入口處的離心力非常大，該結(jié)構(gòu)的噴嘴易出現(xiàn)噴嘴入口的磨損，進(jìn)而影響到轉(zhuǎn)鼓體的磨損。因此，如何設(shè)計(jì)出具有高耐磨性的噴嘴是提升碟片離心機(jī)物料分離效果的關(guān)鍵。

二、 項(xiàng)目概況

噴嘴結(jié)構(gòu)的分離機(jī)一般設(shè)置2～12個(gè)噴嘴，噴嘴口徑各不相同，被分離的液料經(jīng)過(guò)高速旋轉(zhuǎn)之后，會(huì)產(chǎn)生非常大的離心力，在離心力的作用下高密度的固相會(huì)噴出，以達(dá)到分離物料的目的。由于碟片分離機(jī)的運(yùn)行速度較高，轉(zhuǎn)速高達(dá)6000rpm，半徑225mm，因而噴嘴入口位置的離心力最大，使得噴嘴入口磨損嚴(yán)重，會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)鼓體出現(xiàn)磨損，一定程度上縮短了噴嘴的使用壽命。相較于碟片分離機(jī)其他結(jié)構(gòu)而言，噴嘴結(jié)構(gòu)耐磨程度較低，更換較為頻繁，這一情況嚴(yán)重降低了生產(chǎn)效率。為了解決上述問(wèn)題，公司開(kāi)展了一種具有高耐磨性能的碟片分離機(jī)的噴嘴設(shè)計(jì)項(xiàng)目。該項(xiàng)目采用二級(jí)膠塞、一級(jí)膠塞保護(hù)噴嘴體，有效避免物料磨損噴嘴體。此外，將噴嘴芯設(shè)置于定位臺(tái)階，保證物料分離操作期間噴嘴芯始終緊貼噴嘴體，并且兩者之間的接觸面積較小，最大限度上降低了噴嘴芯出現(xiàn)側(cè)漏問(wèn)題的概率。

三、 具有高耐磨性能的碟片分離機(jī)的噴嘴設(shè)計(jì)要點(diǎn)

進(jìn)行噴嘴體和噴嘴芯設(shè)計(jì)時(shí)，我們?cè)趪娮祗w上設(shè)置一級(jí)卡槽、二級(jí)卡槽和噴嘴芯卡槽，在一級(jí)卡槽的內(nèi)部安裝一級(jí)膠塞，在二級(jí)卡槽內(nèi)部安裝二級(jí)膠塞，在噴嘴芯卡槽內(nèi)部安裝噴嘴芯，噴嘴芯的底部要始終與噴嘴芯卡槽底部接觸，并在噴嘴芯底部外緣設(shè)置定位臺(tái)階。定位臺(tái)階的上表面始終與噴嘴芯卡槽的底面連接，噴嘴芯底部始終與定位臺(tái)階底面齊平，兩者間的接縫處要采用橡膠墊黏結(jié)在一起，二級(jí)膠塞，以及膠塞、噴嘴芯之間按照從上到下的順序設(shè)置物料通道，物料通道為同心通道。該項(xiàng)目的這種設(shè)計(jì)方式能夠有效避免物料噴出時(shí)磨損噴嘴體表面，將噴嘴芯放置在定位臺(tái)階里，在離心力的作用下噴嘴體與噴嘴芯始終處于緊密相連的狀態(tài)，兩者的接觸面積較小，能夠最大限度上避免碟片分離機(jī)運(yùn)行期間出現(xiàn)側(cè)漏等問(wèn)題。

（一）噴嘴體設(shè)計(jì)要點(diǎn)

項(xiàng)目噴嘴體上設(shè)置有一級(jí)卡槽、二級(jí)卡槽和噴嘴芯卡槽，在噴嘴體的外壁和噴嘴芯的外壁打入二級(jí)固定銷，要求二級(jí)固定銷必須穿過(guò)定位臺(tái)階，并抵住噴嘴芯的外壁。設(shè)置一級(jí)膠塞時(shí)，膠塞的外徑要始終大于一級(jí)卡槽，二級(jí)膠塞外徑大于二級(jí)卡槽，二級(jí)膠塞和以及膠塞外壁上設(shè)置有不規(guī)則的紋路。一級(jí)卡槽設(shè)置為圓臺(tái)柱，臺(tái)柱的形狀為從上至下逐漸減小，噴嘴芯卡槽和二級(jí)卡槽均設(shè)置為圓柱體，要求噴嘴體內(nèi)部的通道要貫穿于噴嘴體殼，并延伸至噴嘴體殼內(nèi)部，在通道兩側(cè)設(shè)置緩震墊，即膠塞，要求緩震墊始終與噴嘴體殼內(nèi)壁處于連接狀態(tài)，能夠有效引導(dǎo)外界注入的水流，防止外界物料出現(xiàn)散出情況，降低噴射操作的效果。此外，在物料通道的頂部設(shè)置物料出口，底部位設(shè)置物料入口。

進(jìn)行噴嘴體設(shè)計(jì)期間，設(shè)計(jì)人員要在噴嘴體連接水管的一端設(shè)置錐形螺紋孔，采用這種方式降低物料對(duì)噴嘴體的磨損?？紤]到該項(xiàng)目碟片分離機(jī)主要應(yīng)用于淀粉、膨潤(rùn)土、高嶺土等行業(yè)中，選擇的噴嘴孔徑為3.2～0.5mm，噴嘴數(shù)量為2～12個(gè)，優(yōu)先選擇耐磨性能較高的OCr18Ni9不銹鋼，以期能夠延長(zhǎng)噴嘴體的使用壽命。

（二）噴嘴芯設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

本次高耐磨性碟片分離機(jī)的噴嘴芯安裝在相應(yīng)的噴嘴卡槽內(nèi)，噴嘴芯的底部結(jié)構(gòu)要比噴嘴芯卡槽多延伸出一部分，且底部結(jié)構(gòu)外緣還與定位臺(tái)階相連，二者位置設(shè)置為齊平狀態(tài)。接縫處使用橡膠墊作為過(guò)渡材料，定位臺(tái)階的另外一端，也就是上部結(jié)構(gòu)，則直接與噴嘴芯卡槽底部結(jié)構(gòu)相連。與此同時(shí)，本次噴嘴芯設(shè)計(jì)中還使用了若干個(gè)一級(jí)固定銷對(duì)自定位臺(tái)階與噴嘴芯進(jìn)行了固定處理，固定方法為從自定位臺(tái)階的外邊緣向內(nèi)釘入，穿過(guò)自定位臺(tái)階外壁直至噴嘴芯的外壁邊緣，在中間形成抵靠介質(zhì)。噴嘴芯自上而下還設(shè)置有相應(yīng)的同心運(yùn)動(dòng)物料通道，該物料通道與另一物料入口相連，另一物料入口則再與其他一物料出口相連，這樣就形成了循環(huán)式的物料進(jìn)出裝置。另外，噴嘴芯外壁部位按照從上向下的方向還設(shè)置有卡條，與之配套的噴嘴芯卡槽則在內(nèi)壁部位按照從上到下的方向設(shè)置有卡槽。當(dāng)噴嘴芯卡到噴嘴芯卡槽中之后，二者所攜帶的卡條和卡條槽也會(huì)卡到一起，其中后兩者形成的結(jié)構(gòu)橫截面呈現(xiàn)為梯形狀態(tài)，可以大大增加零件之間的契合度和穩(wěn)定性。碟片分離機(jī)的噴嘴與卡條槽分別均勻分布在噴嘴芯的外壁位置。項(xiàng)目碟片分離機(jī)的噴嘴體材質(zhì)為不銹鋼，為了提高分離裝置的整體性能，噴嘴芯部分采用了硬質(zhì)合金材質(zhì)，有效提高了噴嘴芯的耐磨性能。

相比較于傳統(tǒng)分離機(jī)設(shè)備而言，該噴嘴結(jié)構(gòu)的分離機(jī)有效避免了噴出物與噴嘴體的直接接觸，進(jìn)而減少了噴出物對(duì)噴嘴體的磨損。此外，噴嘴芯設(shè)置在了定位臺(tái)階里面，啟動(dòng)離心運(yùn)動(dòng)之后，噴嘴芯就會(huì)與噴嘴體緊密相貼，但是因?yàn)槎叩慕佑|面積比較小，所以不會(huì)存在明顯的側(cè)漏問(wèn)題。這樣就同時(shí)解決了傳統(tǒng)離心機(jī)設(shè)備磨損嚴(yán)重和側(cè)漏問(wèn)題現(xiàn)象頻發(fā)的問(wèn)題，而且還有助于延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。經(jīng)過(guò)精密計(jì)算，本次對(duì)分離機(jī)噴嘴芯進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)設(shè)計(jì)之后，分離機(jī)整體的高耐磨性能得到顯著提升，可以在保證生產(chǎn)質(zhì)量的同時(shí)，讓生產(chǎn)效率至少提高三倍以上，具有很強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，值得被廣泛推廣。

四、總結(jié)

為提高碟片分離機(jī)噴嘴的耐磨性能，進(jìn)行碟片式分離機(jī)噴嘴設(shè)計(jì)時(shí)，可以采用一級(jí)膠塞和二級(jí)膠塞保護(hù)噴嘴體，最大限度上降低物料對(duì)噴嘴體的磨損;通過(guò)將噴嘴芯設(shè)置在定位臺(tái)里，保證蝶式分離機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，噴嘴芯始終與噴嘴體處于緊貼狀態(tài)，有效避免了側(cè)漏等問(wèn)題的出現(xiàn)，提升碟片分離機(jī)的整體性能。

參考文獻(xiàn)：

[1]何志華.淺談碟片式分離機(jī)碟片制造工藝[J].科技傳播，2016（19）：281-282.

作者簡(jiǎn)介：? 孔德義，南京五創(chuàng)機(jī)械制造有限公司。