浆化器的设计与改进.docx

浆化器的设计与改进牟晓红3张耀文马卫东(中国铝业山东分公司)摘要从浆化器的初次设计和应用开始,逐步分析浆化器存在的缺陷及原因,并提出相应的改进措施和解决办法,最终将浆化器的设计及使用趋于完善。关键词浆化器联轴器螺旋轴叶片密封装置中图分类号TQ05117+1文献标识码B文章编号025426094(2005)0320178204山东铝业股份有限公司第二氧化铝厂引进西班牙压滤机,用来过滤3#、4#洗涤沉降槽的底流赤泥浆液。由于压滤机自动卸饼速度较快,且过滤后的赤泥滤饼较干较硬,无法形成赤泥浆液向外输送。因此,必须在压滤机后设置一台浆化器,在压滤机卸下滤饼的同时向浆化器内添加碳分母液,用浆化器叶片将滤饼打散。浆化后的赤泥浆液从溢流格栅口卸入下方混合槽后,即可用渣浆泵打入赤泥贮槽,然后送入氧化铝厂通过烧结法进行配料。浆化器是由山东铝业公司自行设计、制造及安装的,但运行一段时间后出现了不少问题,严重影响了生产的正常进行。究其原因,既有制作误差,也有设计不足,给安装拆卸带来了一定困难。本文从浆化器的初次设计、制造和安装等方面,逐步分析原因,并根据现场情况和实际生产要求提出相应改进措施。1设计原则1.1由工艺流程确定布置形式对于较干物料,若要将其迅速浆化,应以卧式壳体布置为佳。因为卧式布置时,物料在壳体中为半槽操作,壳体内物料层比立式布置要浅,叶片与滤饼的接触面积与立式布置相比要大得多,既有利于快速打散滤饼,又可借助叶片的回转使打散后的滤饼能与碳分母液充分混合。根据工艺方案,压滤机滤饼将垂直卸入浆化器内,由浆化器排出的赤泥浆液也是垂直进入下方混合槽,浆化器的进料口与出料口水平错开一定距离,保证滤饼到达出料口前有足够的时间被完全打散、充分浆化、混合均匀。1.2确定浆化器叶片本设计采用多层交叉螺旋式叶片。此叶片可看成是将螺带式叶片切割后所形成的一部分,叶片旋转产生较强的轴向流,推动物料向前移动至出料口,转速越高,轴向流越强;而叶片的多层交叉形式在打散固相物料方面效率极高,完全可以在进料区内就将滤饼打散,从而保证滤饼到达下料口前能被充分浆化。叶片边缘与壳体内壁的间隙值确定很重要。如果间隙较大,较干的滤饼会滞流于该空隙内,严重影响物料向外输送;如果间隙过小,叶片所受阻力将大大增加,达到同样的浆化效果所耗功率较大。最后参考先进混合设备资料,根据现有料浆特性,将叶片外径d与壳体内径D之比定为0.9。1.3传动装置与壳体间的轴封方式的确定由于压滤机滤饼较干较硬,因而对于磨损力强且需时常更换密封的复杂物料来说,从备件制作和生产成本上考虑,还是选择结构简单、运行可靠以及经济实用的填料密封为佳。2初次设计方案及存在问题2.1初次设计方案图1所示为浆化器初次设计方案。该浆化3牟晓红,女,1970年5月生,高级工程师。山东省淄博市,255052。第32卷第3期化工机械179器主要由传动装置、螺旋装置、密封装置及壳体组成。图1浆化器初次设计装配图浆化器的设计生产能力为40m3/h,考虑到生产上物料流量波动,传动部分采用电机调速装置。根据计算,浆化器传动主轴转速范围确定为40～100r/min。电磁调速电机YCT25022kW,额定转矩137N·m,调速范围1320～132r/min,齿箱a.整套传动较为单薄,不易带动,尤其当转速较高、流量较大以及压滤机所卸滤饼较干较硬时更为突出,增加了浆化器的运转阻力。b.壳体内滞留大量物料,残余物料较难清理干净,给检修维护等各项相关工作带来极大不便。ZL60242I,传动比螺旋尺寸为i=9.92。600mm×6470mm,螺旋轴由浆化器运行过程中,物料从上盖板向外泄c.273mm×15mm的钢管加工而成,叶片规则焊于钢管上。螺旋叶片有两种尺寸,其叶片宽度和倾斜角度不同:大叶片安装倾角为45°,小叶片安装倾角为60°。每组均由两个相同尺寸的叶片对称安装于螺旋轴上,按相邻两组叶片的对称轴线成90°角水平排列布置。大叶片的倾斜方向与物料轴流方向相同,主要是向出料口带料,也可打散滤饼;小叶片的倾斜方向与物料轴流方向相反,主要用来反相打散滤饼。在初次设计方案中,每隔两组大叶片安装一组小叶片。密封装置选用盘根密封。为便于更换盘根,设计时预留了充分的安装拆卸空间,也方便了维护与检修。另外还设计了一条细管直通螺旋轴,必要时内通冷却水,既能对轴封起到一定的冷却作用,又可用作密封液,防止外界颗粒进入密封面。2.2存在问题浆化器制作安装完毕,运转很短一段时间后就发现了不少问题:漏现象时有发生,转速较高进料较多时更为严重,乃上盖板所留间隙较大且密封不严所致;而且物料结硬后会堵住壳体,给拆卸螺栓造成不便。d.螺旋轴很长,刚性差,整套浆化器仅靠3个位于中端的支座支撑不稳定,螺旋轴易产生径向跳动。e.与两轴承座相配的长、短轴头及螺旋管轴在制作上设计成单独加工的形