碟片半徑

碟式分離機(jī)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)有一組碟片，把轉(zhuǎn)鼓空間分成許多薄層分離空間，從而大大縮短沉降距離，改善和提高分離效果。物料經(jīng)進(jìn)料管沿轉(zhuǎn)鼓中心進(jìn)入分配器，通過(guò)分配器孔進(jìn)入碟片，液體以薄層在碟片間沿徑向流動(dòng)，輕相流向轉(zhuǎn)鼓中心經(jīng)輕相流道由輕液向心泵排出，重相流向轉(zhuǎn)鼓壁經(jīng)重相流道由重液向心泵排出，沉渣沉積在轉(zhuǎn)鼓壁上經(jīng)活塞排渣間歇排出。

碟片半徑分離因數(shù)F

分離因數(shù)是指顆粒在離心力場(chǎng)中沉降速度與在重力場(chǎng)中沉降速度的比，分離因數(shù)是分離機(jī)分離性能的重要指標(biāo)，分離機(jī)的分離因數(shù)越高，物料就越易被分離，分離效果越好。其計(jì)算公式如下：

F=ω^2R/g

式中：ω-分離機(jī)的回轉(zhuǎn)角速度(r/s)R-分離機(jī)的內(nèi)半徑(m)g-重力加速度，g=9.81m/s2

從上式可以看出，提高轉(zhuǎn)速比增大轉(zhuǎn)鼓直徑更有利于提高分離因數(shù)。例如，針對(duì)含某菌絲的物料進(jìn)行分離時(shí)，由于菌絲顆粒度在0.5~1μm之間較難分離，采用碟式分離機(jī)，其分離因數(shù)高達(dá)10300，能夠?qū)⒕z從發(fā)酵液中分離出來(lái)，而用其它離心機(jī)就很難達(dá)到要求。

碟片半徑碟片半徑

對(duì)于液-液分離，碟片半徑的大小是影響輕、重相分離效果的一個(gè)重要參數(shù)。碟片半徑的大小決定了分配孔的位置偏向中心或偏離中心，物料進(jìn)入分配孔就容易破壞已形成的分離液界面，影響分離效果。碟片半徑越小，分配孔位置偏向中心，輕相就會(huì)含較多的重相組分，相反碟片半徑越大，分配孔位置偏外，重相就會(huì)含較多的輕相組分。

例如用植物油碟式分離機(jī)對(duì)油和皂腳進(jìn)行分離，由于皂腳所占比例為10%（v/v）左右，其碟片分配孔應(yīng)遠(yuǎn)離中心，因此確定碟片大端半徑Rmax=0.192m，碟片小端半徑Rmin=0.055m，碟片分配孔R(shí)f=0.115m，這樣能得到較好的分離效果。

碟片半徑碟片間距h

來(lái)自工藝過(guò)程的液體，在碟片分配孔分布圓半徑Rf處進(jìn)入分離通道，從碟片的小端半徑Rmin處離開(kāi)，液體在流過(guò)分離通道間隙的過(guò)程中，顆粒進(jìn)行沉降。離心力作用于單個(gè)顆粒，使其具有沉降速度V1，V1垂直于軸線并指向轉(zhuǎn)鼓周邊。液體速度V2與V1的矢量和為V，V的方向確定顆粒的沉降路徑。若要從液體中分離出顆粒，必須在顆粒到達(dá)上碟片的小端B′處或上碟片小端B′處之前沉降于上碟片的下表面A′B′。極限顆粒是從分離最不利的碟片分配孔位置F點(diǎn)出發(fā)，在到達(dá)上碟片小端B′處后能分離出的最小顆粒直徑，可確定為顆粒的臨界直徑。所有大于臨界直徑的顆粒將沉降于上碟片的下表面，只有到達(dá)上碟片下表面的顆粒才有可能被分離出來(lái)。碟片間距應(yīng)使物料中的顆粒在碟片間運(yùn)動(dòng)時(shí)來(lái)得及穿過(guò)液流面到達(dá)上碟片的下表面；同時(shí)在碟片表面沉降臨界直徑的顆粒不會(huì)重新被液流所帶走。因此用沉降在碟片表面的顆粒不受料液沖刷帶走的最小距離來(lái)確定碟片間距。

碟片半徑碟片仰角α

碟片仰角即碟片母線與軸線的夾角α應(yīng)滿足tanα>f的條件，f為沉渣對(duì)碟片表面的摩擦系數(shù)，α角太小，顆粒貼在碟片下表面不能分離，一般在30°～45°范圍內(nèi)，隨著仰角α的增大，在沉降速度V1和液體速度V2一定的情況下，速度V的方向會(huì)改變，從而改變了顆粒的沉降路線，顆粒不能到達(dá)上碟片的下表面，也就不能被分離出來(lái)，進(jìn)而影響分離效果 。

碟片半徑碟片表面粗糙度

液體在高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)流動(dòng)是較為復(fù)雜的湍流流動(dòng)，碟片表面的粗糙度影響液體的流動(dòng)，表面摩擦系數(shù)f增大也將阻礙顆粒在表面向外圓的移動(dòng)。表面的粗糙度越大，摩擦系數(shù)增加，流動(dòng)阻力增大，改變顆粒在碟片間流動(dòng)的路線，就會(huì)導(dǎo)致一些理論上能分離出來(lái)并能到達(dá)上碟片下表面的顆粒不能到達(dá)碟片外圓，而被液流帶走，最終影響分離效果。例如碟片在實(shí)際生產(chǎn)中采用旋薄技術(shù)成形，碟片的內(nèi)外表面比采用沖壓成形碟片光滑，最大限度地降低碟片表面粗糙度對(duì)流體的影響，一般來(lái)說(shuō)，碟片內(nèi)外表面經(jīng)拋光處理后，其粗糙度Ra值不大于1.6μm。

碟片半徑重力環(huán)口徑

調(diào)整重力環(huán)口徑就是改變重相出口口徑，調(diào)整輕、重相的分離界面，使物料進(jìn)入碟片分配孔分離時(shí)不致破壞已形成的分離界面，以達(dá)到最佳的分離效果。重力環(huán)口徑變大，由于輕、重相離心液壓的平衡，分離界面往碟片外移動(dòng)，輕相中含重相就越少；反之重力環(huán)口徑變小，分離界面往碟片中心移動(dòng)，重相中含輕相就越少。例如植物油碟式分離機(jī)進(jìn)行油和皂腳分離時(shí)，設(shè)計(jì)了一組重力環(huán)，其口徑D1是Φ104、Φ114、Φ116、Φ118、Φ110、Φ112，為了便于對(duì)不同種類植物油分離時(shí)進(jìn)行調(diào)整，得到理想的分離效果。2

碟片半徑液位環(huán)口徑

調(diào)整液位環(huán)口徑就是改變輕相出口口徑，調(diào)整輕、重相的分離界面，使物料進(jìn)入碟片分配孔分離時(shí)不致破壞已形成的分離界面，以達(dá)到最佳的分離效果。液位環(huán)口徑變小，由于輕、重相離心液壓的平衡，分離界面往碟片外移動(dòng)，輕相中含重相就越少；反之液位環(huán)口徑變大，分離界面往碟片中心移動(dòng)，重相中含輕相就越少。例如碟式分離機(jī)用于去除皮革廢水中雜質(zhì)，當(dāng)液位環(huán)口徑D2為80mm時(shí)，廢水中雜質(zhì)濃度從分離前659mg/kg降至分離后126mg/kg，當(dāng)液位環(huán)口徑D2改為76mm時(shí)，廢水中雜質(zhì)濃度從分離前659mg/kg降至分離后79mg/kg，大大提高了分離效果。

碟片半徑出口壓力

出口壓力用來(lái)調(diào)整輕、重相的分離界面，增加輕相的壓力就會(huì)將分離界面向重相層方向移動(dòng)，得到澄清的輕相，反之，增加重相的壓力就會(huì)將分離界面向輕相層方向移動(dòng)，得到澄清的重相。

碟片半徑排渣時(shí)間間隔

對(duì)于間隙排渣碟式分離機(jī)，其排渣時(shí)間間隔要根據(jù)物料含固量的多少來(lái)確定，如人工除渣分離機(jī)要定期進(jìn)行清渣處理，部排或全排分離機(jī)要定期進(jìn)行排渣操作，否則固相會(huì)積滿渣腔，甚至?xí)氯g隙，影響分離效果。例如某碟式分離機(jī)轉(zhuǎn)鼓的渣腔容積為10L，分離含固量0.5%（v/v）的液體，處理量為5000L/h時(shí)，其排渣時(shí)間間隔T=19.2min。

碟片半徑物料分離溫度

溫度對(duì)物料分離的影響是很大的，物料粘度是隨溫度變化而變化的。溫度升高，物料的粘度降低，越有利于物料的分離；溫度降低，物料的粘度升高，就會(huì)影響物料的分離。因此溫度的控制有利于分離過(guò)程的穩(wěn)定，應(yīng)避免產(chǎn)生波動(dòng)。尤其對(duì)粘度隨溫度變化較大的物料，溫度的控制至關(guān)重要，例如重油的分離溫度在95℃～98℃、植物油的分離溫度在85℃～95℃時(shí)，才能發(fā)揮碟式分離機(jī)的最大效率，達(dá)到最佳的分離效果 。2100433B

在工業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程中存在著許多的液-固、液-液、液-液-固分離物料，特別是液-固、液-液兩相密度差很小或固體顆粒較小的情況下，僅僅采用重力沉降是不能滿足要求的，而采用離心分離的方法就很容易得到解決。離心分離可實(shí)現(xiàn)連續(xù)操作、增大生產(chǎn)能力、提高分離效果、降低勞動(dòng)強(qiáng)度以及提高生產(chǎn)效率等。碟式分離機(jī)具有較高的分離因數(shù)，可用來(lái)進(jìn)行凈化、澄清和濃縮分離，是高性能的分離機(jī)械，廣泛應(yīng)用于石油化工、醫(yī)藥、輕工、船舶、食品等行業(yè)。國(guó)外碟式分離機(jī)的發(fā)展迅速，如瑞典Alfalaval和德國(guó)Westfalia的碟式分離機(jī)在分離技術(shù)方面具有國(guó)際領(lǐng)先水平，我國(guó)碟式分離機(jī)是從六十年代初開(kāi)始，在引進(jìn)、測(cè)繪國(guó)外碟式分離機(jī)的基礎(chǔ)上逐步發(fā)展起來(lái)，消化吸收了國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，并通過(guò)不斷改進(jìn)創(chuàng)新，形成了具有自主技術(shù)的碟式分離機(jī)系列化產(chǎn)品。但實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)物料不同分離效果不理想的情況可從碟式分離機(jī)的自身結(jié)構(gòu)、使用工況及過(guò)程工藝參數(shù)來(lái)分析影響分離效果的因素。

碟片式離心機(jī)是立式離心機(jī)的一種，轉(zhuǎn)鼓裝在立軸上端，通過(guò)傳動(dòng)裝置由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)而高速旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)鼓內(nèi)有一組互相套疊在一起的碟形零件--碟片。碟片與碟片之間留有很小的間隙。懸浮液（或乳濁液）由位于轉(zhuǎn)鼓中心的進(jìn)料管加入轉(zhuǎn)鼓。當(dāng)懸浮液（或乳濁液）流過(guò)碟片之間的間隙時(shí)，固體顆粒（或液滴）在離心機(jī)作用下沉降到碟片上形成沉渣（或液層）。沉渣沿碟片表面滑動(dòng)而脫離碟片并積聚在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)直徑最大的部位，分離后的液體從出液口排出轉(zhuǎn)鼓。碟片的作用是縮短固體顆粒（或液滴）的沉降距離、擴(kuò)大轉(zhuǎn)鼓的沉降面積，轉(zhuǎn)鼓中由于安裝了碟片而大大提高了分離機(jī)的生產(chǎn)能力。積聚在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的固體在分離機(jī)停機(jī)后拆開(kāi)轉(zhuǎn)鼓由人工清除，或通過(guò)排渣機(jī)構(gòu)在不停機(jī)的情況下從轉(zhuǎn)鼓中排出。

分離機(jī)中的碟片式分離機(jī)是應(yīng)用最廣的沉降離心機(jī)。

碟片式分離機(jī)是立式離心機(jī)，轉(zhuǎn)鼓裝在立軸上端，通過(guò)傳動(dòng)裝置由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)而高速旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)鼓內(nèi)有一組互相套疊在一起的碟形零件--碟片。碟片與碟片之間留有很小的間隙。懸浮液（或乳濁液）由位于轉(zhuǎn)鼓中心的進(jìn)料管加入轉(zhuǎn)鼓。當(dāng)懸浮液（或乳濁液）流過(guò)碟片之間的間隙時(shí)，固體顆粒（或液滴）在離心機(jī)作用下沉降到碟片上形成沉渣（或液層）。沉渣沿碟片表面滑動(dòng)而脫離碟片并積聚在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)直徑最大的部位，分離后的液體從出液口排出轉(zhuǎn)鼓。碟片的作用是縮短固體顆粒（或液滴）的沉降距離、擴(kuò)大轉(zhuǎn)鼓的沉降面積，轉(zhuǎn)鼓中由于安裝了碟片而大大提高了分離機(jī)的生產(chǎn)能力。積聚在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的固體在分離機(jī)停機(jī)后拆開(kāi)轉(zhuǎn)鼓由人工清除，或通過(guò)排渣機(jī)構(gòu)在不停機(jī)的情況下從轉(zhuǎn)鼓中排出。

碟片式分離機(jī)可以完成兩種操作：液-固分離（即底濃度懸浮液的分離），稱澄清操作；液-液分離（或液-液-固）分離（即乳濁液的分離），稱分離操作。2100433B