[发明专利]一种应用石墨烯陶瓷结构及减振增稳结构的卧螺离心机

说明书

技术领域

本发明涉及环保设备领域，具体内容为一种应用石墨烯陶瓷结构及减振增稳结构的卧螺离心机。

背景技术

卧螺离心机是利用离心力对密度比重不同的混合物进行固液分离的设备，因其分离的高效性成为目前被大范围应用的固液分离设备之一。与其它的固液分离设备，如带机与板框机相比，卧螺离心机因能实现自动连续操作，广泛应用于化工、食品、轻工等工业部门，在环保领域也成为理想的设备。

卧螺离心机在进行污泥脱水工作时，由于其在高速运转过程中污泥与机体之间的相互作用，作为主件的螺旋推料器与转鼓内壁的物料存在边缘直线径向磨损和很强冲刷性质的轴向磨损，从而导致转鼓的内壁和出料口产生明显的动态磨损，而连续螺旋叶片在推动分离液沉渣固相颗粒时会造成叶片的磨损和失效，从而直接影响了转鼓和螺旋推料器的使用寿命，导致固液分离效率降低；同时，卧螺离心机进料装置最常见的一种是固定在轴承座上，在加工轴承座内孔同时与进料装置配合止口，进料管与卧螺离心机同心度和精度要求高且结构简单，加工方便，但由于进料管在螺旋推料器内部的布置为悬臂结构，故进料管入口处支撑架的平衡性和稳定性对整个进料过程和固液分离效率有极大影响。

氮化硅陶瓷材料因其硬度大、耐磨性能极好、重量轻、粘接牢固、耐热性能好被广泛应用于钢铁、机械、化工等企业的输料系统、排灰、除尘系统等磨损大的机械设备上。研究表明，氮化硅耐磨陶瓷材料对于提高零件和设备耐磨性具有极其显著的作用，且其仍能在恶劣的环境下保持良好的性能。同时，有研究者表明：带有大量含氧基团的石墨烯，它与高分子材料的结合力极强，极易适合作补强材料或功能化材料，石墨烯本身具有亲水亲油性，其片层结构具有“迷宫”效应，可阻碍水、腐蚀性离子向金属基体的渗透，延缓金属基体的磨损和腐蚀速度，而经化学氧化的石墨烯可改善石墨烯自身分散稳定的难题，故石墨烯氮化硅陶瓷的制备显得尤为重要。在现有的成型卧螺离心机中，还没有一种专门的针对其耐磨性进行优化的实施例，故改进其主要零件的耐磨性对卧螺离心机延长设备寿命和提高固液分离效果大有裨益。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种应用石墨烯陶瓷结构及减振增稳结构的卧螺离心机。其主要结构包括转鼓、螺旋推料器、进料管、进料管支撑架。其中，转鼓安装于螺旋推料器的外部，转鼓固相排渣口设有可更换耐磨保护结构，转鼓的内壁焊接弧形焊条；螺旋推料器安装于转鼓的内部，包括筒体和焊接于筒体上的连续螺旋叶片，连续螺旋叶片表面设有可更换耐磨保护结构，可更换耐磨保护结构未覆盖螺旋叶片表面激光堆焊Ti合金，螺旋推料器筒体的出料口喷涂耐磨陶瓷涂料；进料管支撑架安装减振增稳结构。

所述转鼓固相排渣口的可更换耐磨保护结构包括内耐磨石墨烯氮化硅陶瓷衬片和外耐磨石墨烯氮化硅陶瓷衬片，转鼓的内壁焊接弧形焊条。卧螺离心机在高速运转时，污泥废料在离心力的作用下，固相颗粒会沉降到转鼓内壁形成固环层，再利用差速把固相推向转鼓锥端固相排渣口排出，在这种工况下，固相颗粒与转鼓内壁和固相排渣口的摩擦磨损严重，且转鼓固相排渣口的内壁较外壁更易磨损，此外，转鼓属焊接件，不易拆装，极大影响了转鼓的使用寿命和固液分离效率。实践证明，固相排渣口的可更换耐磨保护结构能够极大减轻工作过程中的摩擦磨损，且拆装更换方便，弧形焊条能够增加固液相颗粒的碰撞面积和运动速率，加快固液分离。

其特征在于：耐磨石墨烯氮化硅陶瓷衬片的制备方法为：用50%氮化硅，2%氧化石墨烯，，氧化铝25%，三氧化二铁15%，金属铝粉2%，Yb₂O₃烧助剂2%，聚甲基丙烯酸甲酯2%，SiO₂/ZrO₂复合纳米颗粒添加剂1%，胶造粒1%，各种粉料按配方混合，在放电等离子活化烧结炉内烧结得到。经化学氧化的石墨烯表面具有丰富的官能团（羟基、羧基、环氧基），这使得石墨烯具有了一定的物理、化学活性，可以在聚合物机体中实现纳米级分散，能赋予复合材料一些良好的性能，如分散性、附着力等，同时还具有参与化学交联、补强涂膜力学性能的作用，从而有效地改善了聚合物的性能，实现石墨烯的稳定分散。