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各種離心機工作原理及應用離心就是利用離心機轉子高速旋轉產生的強大的離(lí)心力,加快液體中顆(kē)粒的沉降速度,把樣品中(zhōng)不同沉降係數和浮力密度的物質分離開。所以需要利用離心機產生強大的離心力,才能迫使這些微粒克服擴散產生沉降運動。 離(lí)心機有一個繞本身軸線(xiàn)高速旋轉的圓筒,稱為轉鼓,通常由電動機驅動。懸浮液(或乳濁液)加入(rù)轉鼓後,被迅速帶動與轉鼓同速旋轉(zhuǎn),在(zài)離心力作用下各組分分離,並分別排出(chū)。通常,轉鼓轉速越高,分(fèn)離效果也越(yuè)好。 離心就是利用離心機轉子高速旋轉產生的(de)強大的離心力(lì),加快液體中顆粒的沉降速度,把樣品中不同沉降係數和(hé)浮力密度的物質分(fèn)離開。離心機大量應用(yòng)於化工(gōng)、石油、食品、製藥、選礦、煤炭、水處理和船舶等部門(mén)。離心機有哪些分類呢? 工業用離心(xīn)機按結構和分離要求,可分為過濾離心機、沉降離心機和分(fèn)離(lí)機三類。 一、過濾式離心機 實現離心過濾的離心(xīn)機,依靠濾(lǜ)網和離心力作用的離心機(jī)為過濾(lǜ)離心機。 結構特點(diǎn):濾網、轉鼓。 過濾式離心機原理:轉鼓壁上有許多小孔,壁內(nèi)有過濾網(濾布),懸浮液在轉鼓內旋轉,靠離心力把液相甩出篩網,而固相顆粒(lì)被篩網截留,形成濾餅,從而實現固、液(yè)分(fèn)離(lí)。 適應範圍(wéi):固(gù)相含量高,固體(tǐ)顆粒較(jiào)大(dà)的(de)懸浮液(d >10μm)。 幾種過濾離心(xīn)機的對比(bǐ) 1、三足式過濾離(lí)心(xīn)機: 一(yī)種人(rén)工上(shàng)部上料式(shì)離心機。 廣泛用於:化工、製藥、食品、輕工(gōng)等行業。 結構:轉鼓、濾網、主(zhǔ)軸、軸承、底盤、外殼、三根支柱、皮(pí)帶傳動、電機等。 工作順序:啟動、加料、過濾、洗滌、甩幹、停(tíng)車、卸料。周期性,間歇操作。懸浮液在啟動後逐漸加入轉鼓內,物料在離(lí)心(xīn)力場作用下,液體(tǐ)經(jīng)濾布(濾網)及轉鼓孔甩出,固體則被截留在濾網內,形成濾餅。 優點: ⑴ 對物料適應性強,可用於固液分離、成品脫液(yè)、濾餅洗滌。 ⑵ 結構簡單,製造、安裝、維修、使用成本低。 ⑶ 運轉平穩,易(yì)於實現密閉和防爆。 缺點:卸料要停車,效率低。 三足式(shì)其它種類: ① 三足自動刮刀下部卸料式。 ② 三足(zú)吊出卸料式。 ③ 三足氣流卸料式。 ④ 三足活塞上部卸料式。 三足式離心機(jī)是數量多,用得廣泛的一種過濾離心機,采用(yòng)離(lí)心過濾機(jī)過濾含有很小顆粒的懸浮液時,通常需用濾布作過濾介質,同時要求濾餅對(duì)濾布不發生(shēng)相對運動。顯然(rán),滿(mǎn)足這(zhè)些要求的簡單的—種離心機為三足式離(lí)心機。它具有豎軸、實底和半封閉頂(dǐng)的圓(yuán)柱狀轉鼓,頂(dǐng)部的圍邊稱為鼓緣,轉(zhuǎn)鼓(gǔ)支在三足架上,故名三(sān)足式(shì)離心機。 在一般情況下(xià),轉鼓(gǔ)罩麵上鑽有很多小孔,內側覆有一(yī)層或(huò)多層大(dà)孔金屬濾(lǜ)網,作為裝在轉鼓中的裳狀濾(lǜ)布的支撐。在(zài)啟動前或啟動後,將懸浮液白頂部導入轉鼓,使濾液通過罩麵流出,而團體顆粒則被截留在濾布(bù)上。 一般情況下濾渣是在停機之(zhī)後用人工移出或采用(yòng)更換濾布袋的方法進行卸料(liào)的。比較先進的一種三足式離心機使用時可先(xiān)將轉鼓(gǔ)的轉速降至每分鍾幾轉,然後將(jiāng)一犁形刀片推入(rù)濾渣以(yǐ)排除固體物(wù)料。犁形刀將固體翻向(xiàng)轉鼓軸線,使濾渣(zhā)從(cóng)轉鼓(gǔ)底部開口處落出,借助於定時器,全部操作均可自動進行。 2、 上(shàng)懸式離心機 主軸(zhóu)支點高於旋轉(zhuǎn)部件重心的立式過濾(lǜ)離心(xīn)機. 廣泛(fàn)用於:化工、醫藥(yào)、輕工(gōng)、食品等。如:製糖、鹽、葡萄糖(táng)等。 結構:轉鼓固定在細長軸下端,軸上端有軸承懸掛機構與電機(jī)相聯,軸帶(dài)動轉(zhuǎn)鼓旋轉。 工作循環:加料(liào)、旋轉分離(lí)、洗滌、脫水、卸料、衝洗濾網等。 工作特點:低速上部加料,全速分離、洗滌、脫水,低速下部卸料。轉速連續,但(dàn)周期性(xìng)變化。 優點:① 對物(wù)料適應性強(qiáng),適應不同濃度的懸浮液。② 加料(liào)、卸料不停機,連續運轉,相對效率高。③ 結構相對(duì)簡(jiǎn)單。 缺點:①加料、卸料時要減(jiǎn)速(sù),運轉具(jù)有周(zhōu)期(qī)性。②主軸較長(zhǎng),易產生撓曲變形(xíng)。 另有結構類型: ① 上懸刮刀卸料式。 ② 上懸自動卸料式。 3、臥式刮刀卸料離心機 工作循環:在高速運轉下加料(liào)、過濾、洗(xǐ)滌、分離、卸料。 工作特點:高速連續運(yùn)轉(zhuǎn),間歇加料和卸料。可處理粗、中、細顆粒的懸浮液。 結構:轉鼓,濾網,加料管,刮刀機構,卸料槽,外殼,主軸,機體(tǐ),電機(jī)。 廣泛用於:化工、製藥、輕工、食品等行業。如:食鹽,硫(liú)銨,碳酸氫(qīng)氨,聚氯乙烯等。 工作(zuò)原理 應用 優點:① 對物料適應性(xìng)強。可處理粗、中、細顆粒的(de)懸浮液。 ② 對過濾、洗滌、分(fèn)離、卸(xiè)料過程時間可任意調節。 ③ 運轉連(lián)續,速度均(jun1)勻,效率高(gāo)。 缺點(diǎn):刮刀磨損較快,易產生衝擊(jī)。刮刀片工作時受磨損、衝擊和腐蝕作用,容易損壞,所以要選用耐磨、耐腐蝕、高強度材料製造(zào)。 刮刀結構:① 上懸式刮刀。 ② 旋(xuán)轉式刮刀。 4、臥式活塞(sāi)卸料離心機 工作循環:在全速下連續加料、分離、洗滌、甩幹(gàn),活塞連續(xù)推卸料。 工作特點:勻速(sù)連續運(yùn)轉,自動連(lián)續加料,液壓脈動活塞卸料,可實現無人職(zhí)守(shǒu),自動操作。 結構:轉鼓,篩網,推料盤,布料鬥,空心軸,推杆,複合(hé)油缸,機殼,機座,液壓係(xì)統(tǒng)等。 廣泛應於:化工、化(huà)肥、製藥、製糖等行業。 優點:① 效(xiào)率高,產量高(gāo),操作穩定。 ② 可自動(dòng)上、卸料,實現無人職守。 ③ 對物料適應性強,適應粗、中顆粒的懸浮液。 缺點:① 不適應細顆粒懸浮液。 ② 對濃度波動比較敏感,易產生(shēng)漏料現象(xiàng)。 ③ 結構相(xiàng)對(duì)複雜。推料盤作往複運動,往複次數:20~30次/分;行程為轉鼓長的 1/10。 此離心機分類:① 單級活塞推料式離(lí)心機。②多級活塞推料式離心機——每(měi)級轉鼓短,推渣容易,濾渣層薄,濾(lǜ)渣停留時間長,有利於脫水和洗滌。 5、離(lí)心慣(guàn)性(xìng)力(lì)卸(xiè)料式離心機 又稱(chēng):錐籃離心機。 此離心機種類:立(lì)式(shì)錐籃型;臥式錐籃型。 工作循環:全速下連續加料(liào)、分離、洗(xǐ)滌、甩幹、卸料。 工作特點:在全速下工作,自(zì)動連續加料、卸料,無專門的卸料裝置。 結構:錐形轉鼓,濾網,進(jìn)料管,分配器,主軸,機殼,隔振器,電機等。 優點:① 結構簡單,體積小,造(zào)價低(dī)。 ② 效率高,耗(hào)電少。 ③ 可(kě)自動上、卸料,無人職(zhí)守。 缺點:① 對物料性質、濃度變化敏感,適應性差。 ② 物料停留時間(jiān)不易控製,易產生跑液。 濾渣移動原理:(忽略顆粒的重力作用) 廣泛應用:化工、小化肥、製藥、食(shí)品等。 二、沉降式離心機 原(yuán)理:轉鼓上無孔,也無濾網。懸浮液隨轉鼓高速旋轉(zhuǎn),因固、液兩相(xiàng)的(de)比重不同,則產生不同的離心(xīn)慣(guàn)性力,離心力大的固相顆粒沉積在轉鼓內壁上,液(yè)相則沉降在裏層,然後分別從不同的出口排出,達到分離(lí)的(de)目的。 沉(chén)降式離心(xīn)機一般轉速較高:n=7000~8000rpm 適應範圍(wéi):固相(xiàng)含量較(jiào)少,固體顆粒較小(xiǎo)(d < 10 μm )。 常見機型:螺旋卸料式。分為: ⑴ 螺旋卸料式沉降離(lí)心機(有:臥(wò)式;立式) ⑵ 刮刀卸(xiè)料臥式沉降(jiàng)離心機 ⑶ 三足式沉降離心機 1、螺旋卸料式沉降離心機(jī) 廣泛用於:化工、石油、冶金、製藥、輕工、食品、汙水處理等,用(yòng)來處理顆粒粒(lì)度 d<10μm 的懸浮液。 工作特點:連續(xù)加料(liào)、分離、卸料,全速運轉,轉速較高n=7000~8000rpm。 工作原(yuán)理:懸浮液由中(zhōng)心進入,在離心力作用下,轉鼓內形成一個環行(háng)液池,重相顆粒沉降到轉(zhuǎn)鼓內表麵,形成沉渣,由螺旋葉片推到轉鼓小端排除。轉鼓大端蓋上有圓形排列的溢流孔,澄清液從溢流孔排出。 螺旋(xuán)卸料沉降離心機(jī)的主要操作參(cān)數為:轉鼓(gǔ)轉數,轉鼓與輸(shū)料(liào)螺旋間的轉(zhuǎn)速差(chà),溢流(liú)口位置和進料速度;主要結構參數為(wéi):轉鼓大端內直徑D,轉鼓長(zhǎng)度?L,轉(zhuǎn)鼓長徑比L/D,轉鼓半錐角α,以及輸(shū)料螺(luó)旋(xuán)的螺旋(xuán)頭數和螺距。 螺(luó)旋卸料沉降離心機的主(zhǔ)要優點:自動連續操作,不需(xū)用濾布,能長期連續運行,維(wéi)護簡便;應用範圍廣,可用(yòng)於固體脫(tuō)液,液體澄清,固體顆粒按粒度(dù)分(fèn)級,以及用於(yú)液-液-固分(fèn)離;對物料的適應性好,能分離的固體(tǐ)粒度的範圍0.005mm-2mm,懸(xuán)浮液的體積濃度範圍2%-40%。濃(nóng)度波動對分離效果的影響不大;結構緊(jǐn)湊,容易實現(xiàn)結構上密閉,密(mì)閉式機(jī)器(qì)可在正壓下操作;單機生產能力大(dà)(大(dà)型機可達190m3/h),操作費用低,占地麵積小。 螺旋卸料沉降(jiàng)離心機的缺(quē)點是(shì):沉渣的含液量一般較(jiào)高;雖能對沉渣進行(háng)洗滌,但洗滌效果不好;結構較複雜,機器造價較(jiào)高。 2、沉降—過濾式離心機 轉鼓:分為:沉降段和過濾段 1.沉降段:形式有圓柱與圓錐形;全(quán)圓錐形 兩種。 作用:懸浮液進入沉降(jiàng)段,進行沉降分離,澄清液從大端溢流孔溢出;沉(chén)渣(zhā)由螺旋輸送(sòng)器輸送到過濾段,進行過濾和脫水。 2. 過濾(lǜ)段:形式為圓柱(zhù)形,有濾網和篩孔。 功用:沉渣在此段經篩網過濾,液(yè)體被(bèi)分離,濾渣由(yóu)左端大孔排(pái)出。濾渣若要求洗滌或幹燥處理,則中心孔通入洗滌液或蒸汽,在過濾段洗滌濾渣。 篩網反新(xīn):由反吹管通入壓縮空氣(qì)或清水(shuǐ),反吹篩網,使之反新。 3、螺旋—碟片式(shì)離心機(jī) 機構:臥式螺旋卸料離心機和蝶片分離機兩(liǎng)部分組成。 作用:螺旋卸料離(lí)心機把固(gù)、液分離;蝶片分離機把液體進一步處(chù)理,可獲得澄清度很高的液相產品。 轉鼓:由主分離室和輔助分離室兩部分組成。 主(zhǔ)分離室:為(wéi)臥式螺旋離心機(jī),主(zhǔ)要進行固、液分離,大部分固體顆粒被分離出來,由螺(luó)旋輸送器(qì)排出(chū)。 輔助分(fèn)離室(shì):為蝶片式分離(lí)機,對(duì)液體(tǐ)進一步分離,分離出更細小的顆粒。 工作原理: 懸浮液由(yóu)中心管進入螺旋離心機段,靠高速下的離(lí)心(xīn)力固體顆粒(lì)與液體分離開來(lái),沉渣由輸送器從小端排出孔排出。 液體由離心機大端溢流孔進入蝶(dié)片式分離機,再次進行固液分離,細小顆(kē)粒由周邊孔排出,高澄清度液體由中部溢流孔(9)排出。 三、分 離(lí) 機 工作原理:依據液-液兩相的(de)密度差,在(zài)高速離心力(lì)場下,使液液分(fèn)層,重相在外層,輕相在內層,然後分別排出,達(dá)到分離目的。 適應範圍(wéi):乳濁液分離,含微量固體顆粒的乳濁液(d<5 μm ) 常見機型(xíng):管式分(fèn)離機,室式分離機,碟(dié)式分離機。 用途:油料,油漆,製藥,化工等。 如:油水(shuǐ)分離,蛋白質,青黴素,香精油等分離。 1、碟式(shì)分離(lí)機(jī) 分離機是沉降式離心分離(lí)中(zhōng)的(de)一種類型(xíng),用於分離難分離的物(wù)料。分離機中的碟式分離機(jī)是應用廣泛的(de)沉降式離心機。可以完成(chéng)分離(lí)和澄清兩種操作(zuò)。 碟(dié)式分離機是立式離心機,轉鼓裝在立軸上端,通(tōng)過傳動裝置由電動機驅動而高速旋轉。轉鼓內有一組互相套疊在一起(qǐ)的碟形零(líng)件——碟(dié)片,碟片與碟片之間(jiān)留(liú)有很小的間隙。懸浮液(或乳濁(zhuó)液)由位於轉鼓中心的進(jìn)料管加入轉鼓。當懸浮液(或乳濁液)流(liú)過碟片之間的(de)間隙時,固(gù)體顆(kē)粒(或液滴)在離心力作用下沉降到碟(dié)片上形成沉(或液層)。沉渣沿碟片表麵滑動(dòng)而脫離碟片並積聚在轉鼓內直徑大的部位,分離後(hòu)的液體從出液(yè)口排(pái)出轉鼓。積聚在轉鼓內的固體在分離機停車後拆開轉鼓由人工清除,或通過排渣(zhā)機構在不停車的情況下從轉(zhuǎn)鼓中(zhōng)排出。 碟式分離機主要(yào)的操作參數為:轉鼓轉數,輕液轉速,輕液與重液分界麵的位置,加料速度等(děng);疊式分離機的主要結構參數為:轉鼓內直徑,當量沉降麵積,碟片的尺寸與碟片總片數,排渣方(fāng)式(shì)及排渣機構。 碟式離心機結構緊湊,占地麵積小,生產能力大,適於液-固也適(shì)於液-液(yè)分離,因而在化工、醫藥、輕工、食品、生物工程以及交通運輸部(bù)門都獲(huò)得廣泛應用。蝶式(shì)分離機的缺點是結構複雜,轉速(sù)高,因而操作和維修保養(yǎng)的要求比較高,另(lìng)外清洗(xǐ)較麻煩。 室式分離機 室式分離機是應(yīng)用比較(jiào)廣泛的離心沉降設備,用於分離固(gù)體含量在2%以下的懸浮液,其結構除轉鼓外其餘部件(jiàn)(如傳動機構(gòu)、機座(zuò)、測速裝置、製動器等)與疊式分離(lí)機基本相同。 室式分離機的轉鼓中(zhōng),一組同心的分離圓筒將(jiāng)轉鼓內空間分割為多個(gè)互相串聯的室(即環形空間),轉鼓內空間一(yī)般按照各室的徑向間距相等或各室的橫截麵積相等的原則分離。欲澄(chéng)清的懸浮液進料管加(jiā)入轉鼓中心,然後由中(zhōng)心向(xiàng)外逐一,流(liú)過各個室,液體在各室(shì)中的流速逐漸減小(在各室的徑向間距相等時)或(huò)保持不變(當各室(shì)橫截麵積相等時)。由中(zhōng)心向外由(yóu)於半徑不斷增大,各室(shì)分離因素越來越大,故大的固體顆粒沉積在位於中心的一(yī)室內壁(bì),較細的固體顆粒在外麵的(de)各室沉降。澄清後的液體用向心泵排出轉鼓,排出壓力可達0.28MPa。室式分離機(jī)由於轉鼓內安裝了同心(xīn)的分離圓(yuán)筒,縮短(duǎn)了固體顆粒的沉降距離並擴大了沉降麵(miàn)積。與疊式分離機相比其結構較簡單,轉鼓內(nèi)的零件少,轉鼓容納沉渣的空間(jiān)較大,可用來分離固體含量稍高的懸浮液,且排除沉渣和清洗轉鼓也比碟式分離機方便。 管式分離(lí)機 特點:轉速高達 15000 r/min(為高速型分離機)。分離因數 Fr=13205。分離兩相密度大於(yú)10 的乳濁液;也可分離固相顆粒(lì)d=0.01~1.0μm 或 固相(xiàng)濃度(dù)小於(yú)1%的懸浮液。 結構(gòu):管狀轉鼓,轉鼓(gǔ)內徑為(wéi) 105mm ,轉鼓長(zhǎng) 730mm ,撓性主軸,上下軸承室(shì),機殼,機座,製動裝置等。 工作原理:乳濁液由底部進入轉鼓內,在高速離(lí)心力作用下將兩(liǎng)種液體分離。重相液體在外層(céng),輕相液體在裏層。重相液體經轉鼓上噴口卸出,輕相液體經分離頭中心到流道排出。 管式分(fèn)離機適用於固體含量低於1%、固體(tǐ)顆粒小於5um以及固(gù)體與液體的密(mì)度差很小的懸浮液(yè)的澄清;也適用於輕液與重液的密度差小於(yú)分散性很高的(de)乳濁液的分離。管式分離機結構較簡單、體積小、運轉(zhuǎn)平穩,且分離因數很高,能分離難分(fèn)離的物料,因而廣泛應用於化工、製藥、生物(wù)製品的生產、製漆、植物油精(jīng)製以及礦物油加工等工業部門。 主要用(yòng)途(tú):分(fèn)離固體含量低的粘性懸浮液,如清漆、果汁、細菌培養液等的澄清;將懸浮液中的固體顆粒按(àn)大小分級,如搪瓷原料用(yòng)管式分離機分級以清(qīng)除其中的雜質;分離難分離的乳濁液,例如從植物油、魚和動物脂肪以及礦物油中(zhōng)分離出水分;用於高分散物係和(hé)膠體物係的分離和粒度分布。 管式分離機主要缺(quē)點是間歇操作,轉(zhuǎn)鼓(gǔ)容積(jī)小,為避免頻繁地停機清除(chú)沉渣,用管式分離機(jī)分離(lí)的物(wù)料其固體含量不要超過1%。 |