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离心分离机 我有新说法
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离心分离机是利用离心力,分离液体与固体颗粒或液体与液体的混合物中各组分的机械,又称离心机。

1  简介

  

  离心分离机主要用于将悬浮液中的固体颗粒与液体分开;或将乳浊液中两种密度不同,又互不相溶的液体分开(例如从牛奶中分离出奶油);它也可用于排除湿固体中的液体,例如用洗衣机甩干湿衣服;特殊的超速管式分离机还可分离不同密度的气体混合物,例如浓缩、分离气态六氟化铀;利用不同密度或粒度的固体颗粒在液体中沉降速度不同的特点,有的沉降离心机还可对固体颗粒按密度或粒度进行分级。离心分离机大量应用于化工、石油、食品、制药、选矿、煤炭、水处理和船舶等部门。

  

2  分类

  

  工业用离心分离机按结构和分离要求,可分为过滤离心机、沉降离心机和分离机三类。分离机仅适用于分离低浓度悬浮液和乳浊液,包括碟式分离机、管式分离机和室式分离机。

  

3  发展历史

  

  中国古代,人们用绳索的一端系住陶罐,手握绳索的另一端,旋转甩动陶罐,产生离心力挤压出陶罐中浆果的汁液,这就是离心分离原理的早期应用。

  

  工业离心机诞生于欧洲,比如19世纪中叶,先后出现纺织品脱水用的三足式离心机,和制糖厂分离结晶砂糖用的上悬式离心机。这些早的离心机都是间歇操作和人工排渣的。

  

  由于卸渣机构的改进,20世纪30年代出现了连续操作的离心机,间歇操作离心机也因实现了自动控制而得到发展。

  

  1879年,瑞典的拉瓦尔发明台从牛奶中分离奶油的分离机,它的转鼓仅是一个空心的圆筒。后来转鼓内增加了轴向叠置的圆锥形碟片,使分离*改善,并增大了处理能力,这一技术进展导致碟式分离机迅速发展。离心分离机的转速则逐渐由低速向高速发展,转鼓直径也逐渐增大,改善了分离效果,提高了处理能力。

  

  离心分离机的研究和发展趋势是:①强化分离性能,包括提高转鼓转速;在离心分离过程中增加新的推动

  

  

  力;加快推渣速度;增大转鼓长度使离心沉降分离的时间延长。②发展大型的离心分离机,主要是加大转鼓直径和采用双面转鼓提高处理能力使处理单位体积物料的设备投资、能耗和维修费降低。③改进卸渣机构使操作连续化。④增加专用和组合转鼓离心机,以满足特殊的和多项的分离要求。⑤理论研究方面,主要研究转鼓内流体流动状况和滤渣形成机理,研究小分离度和处理能力的计算方法。复杂形状转鼓的应力分布和强度计算的研究。⑥研究离心分离过程佳化控制技术。

  

4  作用原理

  

  离心分离机有一个绕本身轴线高速旋转的圆筒,称为转鼓,通常由电动机驱动。悬浮液(或乳浊液)加

  

  

  入转鼓后,被迅速带动与转鼓同速旋转,在离心力作用下各组分分离,并分别排出。通常,转鼓转速越高,分离效果也越好。

  

  离心分离机的作用原理有离心过滤和离心沉降两种。①离心过滤:悬浮液在离心力场下产生的离心压力,作用在过滤介质(滤网或滤布)上,使液体通过过滤介质成为滤液;而固体颗粒被截留在过滤介质表面,形成滤渣,从而实现液-固分离。过滤型转鼓圆周壁上有孔,在内壁衬以过滤介质。②离心沉降:利用悬浮液(或乳浊液)密度不同的各组分在离心力场中迅速沉降分层的原理,实现液-固(或液-液)分离。沉降型转鼓圆周壁无孔。图3为4种典型的沉降型转鼓。悬浮液(或乳浊液)加入转鼓后,固体颗粒(或密度较大的液体)向转鼓壁沉降,形成沉渣(或重分离液)。密度较小的液体向转鼓中心方向聚集,流至溢流口排出,成为分离液(或轻分离液)。转鼓均为间歇排渣,适用于含固体颗粒粒度较小、浓度较低的悬浮液或乳浊液分离;图3b的转鼓用螺旋连续排渣,可分离固体颗

  

  

  粒浓度较高的悬浮液。在具有多层圆锥形碟片的转鼓中,液体被碟片分成若干薄层,缩短了沉降分离的距离,使分离加快,改善了分离效果。

  

  另一类实验分析用的分离机,可进行液体澄清和固体颗粒富集或液-液分离,分离粒度达0.1~0.5微米。常用的试管分离机(图4)转速为3000~20000转/分,装等量料液的玻璃试管对称插入摆架或角形转子的凹穴中,在离心力作用下料液在试管内沉降分层。超高速分析用分离机采用小直径沉降转鼓。这类分离机有常压、真空、冷冻条件下操作的不同结构型式。

  

5  性能影响

  


  衡量离心分离机分离性能的重要指标是分离因数F r。它表示被分离物料在转鼓内所受的离心力与其重力的比值,分离因数越大,通常分离也越迅速,分离效果越好。工业用离心分离机的F r为100~20000,超速管式分离机的F r高达62000,分析用超速分离机的F r高达610000。决定离心分离机处理能力的另一因素是转鼓的工作面积,工作面积大处理能力也大。

  

  过滤离心机和沉降离心机,主要依靠加大转鼓直径来扩大转鼓圆周上的工作面;分离机除转鼓圆周壁外,还有附加工作面,如碟式分离机的碟片和室式分离机的内筒,显著增大了沉降工作面。悬浮液或乳浊液选择离心分离机须根据悬浮液(或乳浊液)中固体颗粒的大小和浓度、固体与液体(或两种液体)的密度

  

  差、液体粘度、滤渣(或沉渣)的特性以及分离的要求进行综合分析,满足对滤渣(沉渣)含湿量和滤液(分离液)澄清度的要求,初步选择采用哪一类离心分离机。

  

6  技术参数

  

  1、电源:AC220V 50Hz

  

  2、脱水重量:0~200g

  

  3、脱水时间控制方式:4位高亮LED数码管显示,单片机控制。

  

  4、脱水时间:0-99分,任意预置时间。

  

  5、推水转速:2800转/分

  

  6、整机功率:65W

  

  7、外形尺寸:280mm×350mm×340mm (长×宽×高)

  

  8、重量:14kg

  

7  常见故障

  

  传动部位磨损是离心分离机普遍存在的问题,并且数量较大,损坏频繁,其中包括离心分离机轴承位、轴承座、键槽及螺纹等部位,传统的补焊机加工方法易造成材质损伤,导致部件变形或断裂,具有较大的局限性;刷镀和喷涂的方法往往需要外协,不仅修复周期长、费用高,而且因修补的材料还是金属材料,不能从根本上解决造成磨损的原因。

  

8  解决措施

  

  当今针对上述问题新解决方法多采用高分子复合材料,

参考资料

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