[实用新型]一种离心机控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种离心机控制器。

背景技术

在钻井过程中,泥浆从钻杆注入井底,携带岩屑,在钻井完成后,总会产生一部分过剩的或者废弃的泥浆。这部分废弃泥浆是一种含粘土、加重材料、材料添加剂、污水、污油及钻屑的多相稳定胶悬浮体,成分复杂。对废弃泥浆的调查分析表明,泥浆中含有盐类(尤其是Cl^--)、柴油及其它矿物油、CODcr、某些可溶性微量元素,如总铬、六价铬、汞、总砷、总铅、总镉等,另外泥浆中的PH值也很高,如果不经处理直接把这些泥浆排放到城市下水道、农田、河塘、海洋将会对土地和水资源造成极大污染。我国每年废弃泥浆排放总量约为200多万m-3,随着经济的发展和对环保重视程度的提高,如何处理废弃泥浆已经成为现在油气勘探与开发工业中人们最大关注的问题,对废弃泥浆处理技术的研究也愈来愈受到重视。

我国真正具有现代实用价值的第一台卧式螺旋卸料沉降离心机是1954年制造的，由于它独具连续操作、处理量大、单位产量耗电量较少、适应性强等特点而得到了迅速发展，在四十多年的发展中，结构、性能、参数变化很大，分离质量、生产能力不断提高，应用范围更加广泛，在离心机领域中一直占有重要地位。在各种国际展览会上，各种各样的螺旋离心机，是所展出的离心机中最吸引人的机型，具有良好的发展前景。

我国从七十年代末开始引进螺旋离心机，对国外著名公司生产的多种规格的卧螺离心机进行了仿制。卧螺离心机是原化工部“七五”科技攻关项目，1989年南京绿洲机器厂仿制了ALFANx42o型大锥角离心机，用于玉米蛋白的分离，并于1992年制成样机；此后，重庆江北机械厂、解放军第4819厂和金华铁路机械厂等研制开发了一系列的螺旋卸料沉降离心机，并成功地应用于生产实践。但是就整体水平而言，我国还是远远落后于工业发达国家的。随着现代工业文明的发展和人类对环境以及可持续发展战略的重视，分离效果好，振动小、噪声低成为离心机能否被市场接受的重要条件。这就需要离心机具有良好的动态特性。通常，动态特性包括临界转速、不平衡响应和稳定性等内容。卧螺离心机的参数选择及优化是提高卧螺离心机动态特性的首要环节。

为提高螺旋卸料沉降离心机的性能，人们对离心机常见问题进行攻关，对主要部件进行有限元分析。取得了一定的成果。主要有:北京化工大学硕士顾威应用有限元分析软件ANSYs，建立了螺旋输送器的参数化三维有限元模型，进行结构静力学分析，求得南京电线电缆在各种载荷工况下的应力场和位移场，并参照压力容器的分析设计法校核了螺旋输送器的应力强度，考察了螺旋叶片的径向位移。为结构优化设计奠定了基础。

卧螺离心机分离原理：

卧螺离心机的主要作用是将固体从液体中分离出来(即两相分离)，在澄清过程中悬浮固体受到离心力以及与此相反的浮力和流动阻力的作用，而澄清速度是上述各个力综合作用的结果。

流动阻力取决于颗粒的尺寸、形状以及液体的粘度。液体与沉降的固体所产生的摩擦力以及螺旋旋转的旋流和转筒旋转产生的搅动共同产生一个综合性的动力效应，对离心机内的半静态沉降产生强烈的作用效果。

简单地讲，卧螺离心机是一个旋转的转筒，其两端支承在轴承上并且由一根静置的进料管将物料输送到机内。由于高速旋转和摩擦，物料在机器内部被加速并且形成一个圆柱液环，离心力的作用使固体首先沉降到转筒的内壁而液体则通过后端的溢流口流出。在机器的前端，因直径变小而形成一个圆锥，圆锥的最小端还有排渣口，这种结构可以保证液体不会从排渣口排出。

为了使累积在转筒内壁的固体能排出机外，在机内安装一台螺旋输送器以使澄清液从原来沿轴向的流动变成螺旋流动，这种螺旋流动会使液体的流通能力增强，同时也会产生搅动效应。

如果转动螺旋使得螺旋和转筒产生一个相对的差速就会对沉降在转筒的固体产生一个向圆锥推进的输送力，于是沉降在转筒内壁的固体被螺旋输送器往前推送并到达排渣口，在离心力的作用下排出机外。

转筒和螺旋之间的差速应保持稳定，以免固体流量增加时差速降低而导致物料不能及时排出机外而造成离心机堵塞。

目前离心机的控制方式主要是通过星三角启动设备，控制箱内安装一些接触器，启动冲击很大，对设备损害很严重。不能够调节电机转速，只是工频50Hz运行，遇到泥浆比重大的时候很容易卡住，就是滚筒和推进器卡在一起，起不到离心机的固液分离作用。

还有一种新型独立驱动系统，新型的SIMP DRIVE独立驱动系统的结构特点为转筒和螺旋的驱动分别由两台独立的变频电机来驱动。