1前言
泥漿水是一種水中含有一定量的微細(xì)泥顆粒的懸浮液體.泥漿的特性取決于它的成分，和當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件有關(guān)，一般有如下特性：外觀：土黃色，均勻有粘性，長(zhǎng)時(shí)間靜止不分層，比重：1.20～1.46；(其中黃沙比重1.6);含泥量20%～30%，PH值：6～7。這些泥漿來源于建筑打樁、砂場(chǎng)、隧道山洞、礦山尾礦等。
建筑泥漿處理不當(dāng)會(huì)污染環(huán)境、造成大量水土流失、淤塞河道、影響水質(zhì)、破壞市政設(shè)施。
早期處理泥漿的方法有填埋、自然干燥等，這些較原始的方法費(fèi)用高效率低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足日益增長(zhǎng)的泥漿處理需要，成了困擾工程正常施工的難題。因此，近年推出在泥漿脫水干化處理的基礎(chǔ)上，進(jìn)行真空吸濾、壓濾和離心分離的新工藝。
有關(guān)人員對(duì)上述三種方法進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)[1]，發(fā)現(xiàn)：
(1)真空吸濾法效果較差，原因是泥漿沉降在下層，抽真空時(shí)，泥層變得較密實(shí)，水難于吸出。
(2)壓濾法效果尚可，但考慮如果用于現(xiàn)場(chǎng)需要配置壓濾機(jī)，但這種泥漿水含泥量很高，不適于用壓濾機(jī)，所以也很難用于施工現(xiàn)場(chǎng)。
(3)離心脫水干化法的處理效果比上述兩種方法好得多，離心機(jī)密閉自動(dòng)連續(xù)運(yùn)行，不需要絮凝設(shè)備，適合于現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境，可以從根本上取代目前原始落后的處理方式，提高處理效率，降低處理費(fèi)用，保護(hù)城市環(huán)境，做到現(xiàn)場(chǎng)文明施工。
本文從泥漿處理對(duì)離心機(jī)的要求入手，詳細(xì)分析了泥漿離心機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并以應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行說明。
2泥漿處理對(duì)離心機(jī)的要求
2.1單機(jī)處理量大
泥漿的產(chǎn)生有3個(gè)特點(diǎn)：
①產(chǎn)泥量大：施工機(jī)械一旦開機(jī)，在短時(shí)間內(nèi)即可產(chǎn)生大量的泥漿；
②存儲(chǔ)困難：現(xiàn)場(chǎng)沒有大容積的泥漿池，直接排放會(huì)污染環(huán)境，汽車運(yùn)輸成本很高，就地處理是最佳方案；
這就要求離心機(jī)的單機(jī)處理量大，有足夠的“肚量”將泥漿吃進(jìn)肚子及時(shí)“消化”掉。
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③容易分離：泥漿的固相和液相比重差較大，容易分離，因此設(shè)計(jì)泥漿離心機(jī)時(shí)應(yīng)取較小的長(zhǎng)徑比,而運(yùn)行時(shí)應(yīng)保持較大的差轉(zhuǎn)速；
2.2適應(yīng)于惡劣現(xiàn)場(chǎng)
泥漿離心機(jī)往往安裝在建筑工地現(xiàn)場(chǎng)，惡劣的環(huán)境要求離心機(jī)5個(gè)不怕：
①不怕風(fēng)吹日曬：現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度變化大，空氣中存在大量的灰塵；
②不怕過載沖擊：泥漿成分的變化，進(jìn)料流量的波動(dòng)，要求離心機(jī)要有足夠的功率余量，有完善的保護(hù)措施；
③不怕泥砂磨損：轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的固相顆粒(泥砂)象砂輪機(jī)一樣在磨損著各個(gè)接觸部位，要求這些部位具有足夠高的抵抗磨損的能力；
④不怕電氣干擾：現(xiàn)場(chǎng)大功率設(shè)備頻繁起/停，各種電器設(shè)備運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的電弧，致使電源電壓大幅度波動(dòng)，諧波干擾可能使儀器儀表失靈；
⑤不怕錯(cuò)誤操作：建筑工人文化水平不高，離心機(jī)電氣操作件要少，操作要簡(jiǎn)單，控制程序設(shè)計(jì)要容錯(cuò)；
3泥漿離心機(jī)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
3.1高耐磨
根據(jù)不同情況，關(guān)鍵部位采用硬質(zhì)合金和轉(zhuǎn)鼓防磨技術(shù)設(shè)計(jì)：
(1)碳化鎢鎳基合金粉噴焊(含碳化鎢35%)；
(2)碳化鎢焊條堆焊(含碳化鎢60%)；
(3)硬質(zhì)合金鑲塊、合金瓦、鑲套(含碳化鎢100%)；
(4)陶瓷鑲塊：其抗磨性能和硬質(zhì)合金鑲塊基本相同；
實(shí)際應(yīng)用證明推力面硬質(zhì)合金鑲塊可使螺旋輸送器的壽命提高五倍以上(普通碳鋼的硬度為HB30r/min).
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差轉(zhuǎn)速按下式計(jì)算：
式中：Δn―差轉(zhuǎn)速
n1―轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速
nh―小軸轉(zhuǎn)速
i―速比
由式(7)可知，小軸固定時(shí)，可獲得最大差速(例如：若n1=2200、i=87,則Δnmax=25r/min).
小軸反轉(zhuǎn)可以提高差速(例如：n1=2200，nh=-1280，i=87則Δn=40)，但由于差速器內(nèi)部各個(gè)行星齒輪之間相對(duì)轉(zhuǎn)速增大，可能影響差速器壽命。
由上分析可知，泥漿離心機(jī)的差速器速比要選得小，以獲取較大差速。例如，三聯(lián)環(huán)保機(jī)械LWnj-B-6000離心機(jī)的最大差速可高達(dá)48r/min或更高。
②大扭矩
差速器是在高速、重載、不斷承受沖擊交變載荷的惡劣工作條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，故要求差速器的抗過載沖擊及抗扭震性能特別好。
螺旋推料力矩可通過測(cè)量小軸力矩間接測(cè)量。離心機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，若不考慮磨擦損失，則有[2]：
Ms=-i*Mh(8)
式中Ms―螺旋推料力矩
Mh―小軸力矩
i----差速器速比
上式物理意義是：螺旋推料力矩是小軸力矩的i倍，負(fù)號(hào)表示小軸為主動(dòng)件，運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)臂向電動(dòng)機(jī)回輸部分能量。
分析指出：螺旋推料力矩和鼓內(nèi)沉泥的數(shù)量、黏性、物料成分、推料面光潔度等諸多因素相關(guān)，根據(jù)泥漿的特性，必須采用大扭矩差速器。例如LWnj-B-6000離心機(jī)差速器額定扭矩高達(dá)10KN.m～20KN.m。
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此外，三聯(lián)環(huán)保機(jī)械泥漿離心機(jī)正在考慮配置低速液壓馬達(dá)差速器。
差速器為20KNm的大扭矩液壓馬達(dá)，其傳動(dòng)效率高，傳動(dòng)平穩(wěn)，體積小，是同樣功率的行星差速器體積的1／2，并且噪音低，振動(dòng)小；可無級(jí)調(diào)速，使固液分離達(dá)到最佳組合，如果因物料的變化，使螺旋受到的負(fù)載增加，壓力升高，模擬控制器會(huì)釋放出更多的流量，螺旋轉(zhuǎn)速加快，防止螺旋堵塞，保證了正常的工作，當(dāng)工作壓力恢復(fù)正常時(shí)，螺旋仍能按正常的差轉(zhuǎn)速恒定轉(zhuǎn)動(dòng)。液壓差速器可以在轉(zhuǎn)鼓不轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下使螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)?？煽焖倥旁宄D(zhuǎn)鼓內(nèi)的沉渣，使轉(zhuǎn)鼓清洗更干凈。
3.3戶外型
安裝在現(xiàn)場(chǎng)的電器設(shè)備應(yīng)選用戶外型，例：主/副電機(jī)、污泥輸送機(jī)電機(jī)、各種泵電機(jī)、各種閥以及聲光報(bào)警系統(tǒng)等。
3.4傻瓜式
電氣控制功能力求簡(jiǎn)單實(shí)用，特別強(qiáng)調(diào)可靠性和操作簡(jiǎn)單，可采取下述措施：
(1)主變頻器為重載型，功率比電機(jī)功率提高一檔；
(2)和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備有關(guān)的模擬量輸入/輸出光電隔離；
(3)注意防雷電設(shè)計(jì)；
(4)采用觸摸屏人機(jī)界面；
