デカンター遠心分離機製品の分析 | 神州
人々の環境意識の継続的な高まりと環境政策・法規制の継続的な改善に伴い、各業界の下水処理プロジェクトとエンジニアリングが急増し、各種固液分離装置もエンジニアリングの実践に継続的に応用されています。科学技術の継続的な進歩、新製品、新技術、新材料の出現、そしてエンジニアリングプロジェクトにおけるサービス設備と投資コスト指標に対する経済的・技術的要求の高まりにより、各種エンジニアリングプロジェクトにおける全設備の起動率と連続稼働時間が大幅に増加しました。これにより、汚泥脱水分野におけるデカンター型遠心分離機には、新たな、より高度な要求が求められています。
中国は1980年代後半から、海外の先進技術を導入、応用、消化、吸収するとともに、独自の技術を持つ類似設備を開発してきました。汚泥脱水プロセスにおける新興の主導的設備として、デカンター型遠心分離機は、特定のプロセス条件への適応性と独自の動作信頼性を備えており、期待される設計指標とプロセス要件を満たすことができ、すでに試験・検証されています。こうした状況を踏まえ、デカンター型遠心分離機の構造について簡単な分析を行いました。
デカンター遠心分離機は、固相と液相の密度差を利用し、遠心力の作用下で固体粒子の沈降速度を加速して固液分離を実現します。ドラムの前面には円錐状のセクションが設計されており、物質の異なる特性に応じて設定速度で回転します。物質はドラムの内壁上で設計速度で回転し、ドラムシェルに沿って同心円状の液体層（液体リング層）を形成します。物質に含まれる固形物は遠心力の作用下でドラム壁に堆積し、その後、乾燥物質は螺旋動作によってドラムから押し出されます。ドラムの動作速度は分離係数を直接決定し、スクリューの速度差はドラム外に輸送される固形物の水分含有量に直接影響します。これは、処理能力、滞留時間、固形物排出量に直接影響します。
2.1 回転ドラムの直径。デカンター遠心分離機の直径は180～920mmであり、直径と長さの比が同じ場合、理論的な容積分離範囲は1:130となる。
デカンター型遠心分離機の直径は無制限に大きくすることはできません。直径が大きくなると、材料強度の低下により許容回転数が低下し、遠心力も低下するからです。経済的な観点から、デカンター型遠心分離機の直径を大きくすることで流量を増やすことは不可能です。
2.2. ドラムの直径と長さの比。以前はアスペクト比は1:2でしたが、現在では1:3または1:4（あるいはそれ以上）に達することもあります。直径と長さの比は、遠心分離機の体積流量を決定するため、清澄化ゾーンにおける物質の滞留時間に影響を与えます。直径と長さの比は固形物流量には大きな影響を与えませんが、泥ケーキの水分含有量には影響を与えます。
コーン角度は固体粒子の搬送性能に大きな影響を与えます。遠心力の影響により、粒子は回転ドラムの内壁に到達し、螺旋によって前方に搬送されると同時に、逆流する傾向があります。逆流速度は螺旋角度と関連しており、最終的にはコーン角度に反映されます。どちらも固体粒子の搬送性能に直接影響を与え、還流速度が増加すると固体搬送速度は低下します。
材料の堅牢性は遠心分離機の速度に反映され、体積流量と質量流量に直接影響を及ぼします。さらに、遠心分離機の腐食も材料構造に関連しています。
3.1 ハイブリッド駆動システム。周波数変換器を備えた駆動システムを採用することで、運転中にドラム速度を無段階に調整でき、スパイラル差動回転数もドラム速度に応じて変化します。機械の停止時には、プーリーセットを交換することで異なる速度を実現できます。
油圧駆動システムを使用してスクリューを駆動すると、動作中に差動速度を無段階に調整することができ、油圧オイルはスクリュー駆動のトルクに直接対応します。つまり、回転ドラム内に沈降する材料の量に比例します。
この相互接続システムは、回転ドラム内の固形物搬送の沈降要件に応じて、スパイラルの差速を独立して制御できる閉ループ制御システムです。トルクが増加すると、スパイラルの差速も比例して増加しますが、回転ドラムの速度は一定に保たれます（これにより、回転ドラムから排出される固形物の乾燥度が一定に保たれます）。
可変ポンプインペラ技術により、機械の稼働中に機械内部の液体層の厚さを調整できるため、デカンター遠心分離機を停止せずに素早く調整して分離効果を得ることができます。
3.2. 新しい独立駆動システム。新しい独立駆動システムの構造上の特徴は、回転シリンダとスクリューの駆動がそれぞれ2つの垂直可変周波数モータによって駆動されることです。
ドラムとスクリューの接続には新型ギアボックスを採用しています。このギアボックスは、高トルクに耐えるだけでなく、ドラムを回転させずにスクリューのみを独立して回転させることが可能です。
この駆動システムは、油圧システムが高トルクに耐えられるように維持できるだけでなく、より正確な差動回転数を実現し、ピーク始動電流と振動を最小限に抑えるか、完全に排除することもできます。具体的には、遠心分離機の始動時にスクリューを最初に始動することで、前回の操作中に残っている可能性のある残留物質を排除し、回転ドラムの始動時に残留物の不均一な分布によって引き起こされる大きな始動振動の可能性を回避できます。同時に、機械を停止するときは、まず回転ドラムの回転速度を下げ、その後、スクリューを介して残留物質を機械から排出し続けます。ドラムとスクリューを個別に独立して駆動するこのシステムは、機械がブロックされているときにもスクリューを個別に始動し、機械内に残っている残留物質を低速で排出できるため、メンテナンスと修理のプロセスを簡素化できます。
以上の議論と分析から、デカンター遠心分離機の構造設計が処理能力に与える影響は、主に機械パラメータと対応する補助機器の選択と設計に反映されていることは容易に理解できます。それぞれの問題を総合的かつ具体的に検討すれば、デカンター遠心分離機は我が国の様々な産業の固液分離分野により良く貢献することができます。
