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【固控系统】离心机的结构组成与工作原理

                                                                                                   时间: 2024-02-21 18:35:10   作者: 大鱼棋牌

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【固控系统】离心机的结构组成与工作原理

  离心机大范围的应用于石业钻井液固控系统,进行钻井液的固液分离,去除泥浆中的岩屑等有害细小固相颗粒,确保快速安全钻进,或回收重晶石等贵重加重材料,节约泥浆成本。

  机体主要由旋转件总成、动力传动系统、过载保护系统、机座机壳、进料管和电气系统等几部分所组成。机组结构如下图所示:

  由转鼓、螺旋推料器、差速器等部件组成,由两个主轴承座水平支撑在机座上。转鼓为柱—锥结构,内面沿轴向焊有若干筋条,转鼓大端盖半轴上有6个可调节液池深度的月牙板。螺旋推料器总成由芯管、加速器、螺旋叶片等组焊而成,通过其两端半轴上的轴承同轴安放在转鼓内,经花键轴与差速器相联。推料螺旋为双头、左旋,其推料面进行了耐磨处理。旋转件总成结构如下图所示:

  主传动由隔爆型电动机,经液力偶合器,通过5根三角胶带和主带轮驱动转鼓旋转。辅传动由隔爆型电动机,经小带轮和3根三角胶带,通过差速器带轮和过载保护设施驱动差速器输入轴旋转。

  采用机械—电器双重保护的方法。其中机械保护包括液力偶合器、机械式扭矩过载保护设施两部分。

  主机由主驱动电机、液力偶合器、主皮带转动装置、转鼓滚筒、差速器行星齿轮变速箱、螺旋输送器和机架等组成。主驱动电机安装在转鼓滚筒大端一侧差速器下方。工作时钻井液从进料管被连续送入,从出料口进入转鼓内,转鼓非常快速地旋转;螺旋推料器在差速器的作用下,以一个略小于转鼓的转速旋转,转鼓与螺旋推料器构成了一副具有一定差转速、同向非常快速地旋转的分离—输送机构。

  当在比重力大几百甚至上千倍的离心力作用下,转鼓内形成一环形液池,由于固相与液相之间有密度差,较重的固相颗粒沉降到转鼓内壁形成沉渣,在螺旋叶片与转鼓的相对运动下,沉渣被推送到转鼓的小端从固相排除口排出。内环被澄清的液相则通过螺旋形通道经溢流孔排出,以此来实现固—液相连续分离的生产过程。

  差速器的功能是让螺旋和转鼓之间形成差转速,其工作原理如下图所示。差速器外壳(3)随同离心机转鼓(2)同速旋转,辅电机通过皮带轮(4)驱动输入轴(5),两个速度经过双级行星齿轮传动合成了螺旋推料器(1)相对于转鼓的转速差,即差转速。

  通常选用的皮带轮式液力偶合器为限矩型液力偶合器,结构和原理如下图所示。泵轮(17)直接与电动机轴相连,动力通过液力介质经过涡轮(8)—与其相连的皮带轮(4)—三角胶带—从动带轮驱动转鼓旋转。由于动力是经过在泵轮(17)和涡轮(8)间作周向螺旋运动的液体介质传递给涡轮的,从而使电动机的直接负载启动工况变为柔性负载启动,因而具有负载启动平稳及隔震功能。而本偶合器为静压卸载式限矩型液力偶合器,当载荷增大、涡轮转速变慢降低时,侧辅腔内液体的旋转速度也降低,静压头减小,工作腔中液体有一部分流入侧辅腔,致使偶合器能容减小,起到限矩作用。另一方面,由于物料变化使离心机在生产的全部过程中超负荷运行时,泵轮和涡轮的转速差加大,导致液力偶合器内部工作油液温度上升。若过载时间长,工作油温升高到125℃时,偶合器壳体上的易熔塞(14)熔化,工作油喷出,偶合器空转,无功率输出,电动机卸载,从而起到保护离心机的作用。

  当离心机过载或螺旋推料器意外卡住时,过载保护装置动作,差速器带轮空转,从而保护了差速器和螺旋推料器。同时,通过其杠杆推动行程开关的凸轮,使电气控制管理系统动作,断电,整机停止运转。过载装置如下图所示: