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離心分離機(jī) 我有新說法
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離心分離機(jī)是利用離心力,分離液體與固體顆?;蛞后w與液體的混合物中各組分的機(jī)械,又稱離心機(jī)。

1  簡介

  

  離心分離機(jī)主要用于將懸浮液中的固體顆粒與液體分開;或?qū)⑷闈嵋褐袃煞N密度不同,又互不相溶的液體分開(例如從牛奶中分離出奶油);它也可用于排除濕固體中的液體,例如用洗衣機(jī)甩干濕衣服;特殊的超速管式分離機(jī)還可分離不同密度的氣體混合物,例如濃縮、分離氣態(tài)六氟化鈾;利用不同密度或粒度的固體顆粒在液體中沉降速度不同的特點(diǎn),有的沉降離心機(jī)還可對(duì)固體顆粒按密度或粒度進(jìn)行分級(jí)。離心分離機(jī)大量應(yīng)用于化工、石油、食品、制藥、選礦、煤炭、水處理和船舶等部門。

  

2  分類

  

  工業(yè)用離心分離機(jī)按結(jié)構(gòu)和分離要求,可分為過濾離心機(jī)、沉降離心機(jī)和分離機(jī)三類。分離機(jī)僅適用于分離低濃度懸浮液和乳濁液,包括碟式分離機(jī)、管式分離機(jī)和室式分離機(jī)。

  

3  發(fā)展歷史

  

  中國古代,人們用繩索的一端系住陶罐,手握繩索的另一端,旋轉(zhuǎn)甩動(dòng)陶罐,產(chǎn)生離心力擠壓出陶罐中漿果的汁液,這就是離心分離原理的早期應(yīng)用。

  

  工業(yè)離心機(jī)誕生于歐洲,比如19世紀(jì)中葉,先后出現(xiàn)紡織品脫水用的三足式離心機(jī),和制糖廠分離結(jié)晶砂糖用的上懸式離心機(jī)。這些早的離心機(jī)都是間歇操作和人工排渣的。

  

  由于卸渣機(jī)構(gòu)的改進(jìn),20世紀(jì)30年代出現(xiàn)了連續(xù)操作的離心機(jī),間歇操作離心機(jī)也因?qū)崿F(xiàn)了自動(dòng)控制而得到發(fā)展。

  

  1879年,瑞典的拉瓦爾發(fā)明臺(tái)從牛奶中分離奶油的分離機(jī),它的轉(zhuǎn)鼓僅是一個(gè)空心的圓筒。后來轉(zhuǎn)鼓內(nèi)增加了軸向疊置的圓錐形碟片,使分離*改善,并增大了處理能力,這一技術(shù)進(jìn)展導(dǎo)致碟式分離機(jī)迅速發(fā)展。離心分離機(jī)的轉(zhuǎn)速則逐漸由低速向高速發(fā)展,轉(zhuǎn)鼓直徑也逐漸增大,改善了分離效果,提高了處理能力。

  

  離心分離機(jī)的研究和發(fā)展趨勢(shì)是:①強(qiáng)化分離性能,包括提高轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速;在離心分離過程中增加新的推動(dòng)

  

  

  力;加快推渣速度;增大轉(zhuǎn)鼓長度使離心沉降分離的時(shí)間延長。②發(fā)展大型的離心分離機(jī),主要是加大轉(zhuǎn)鼓直徑和采用雙面轉(zhuǎn)鼓提高處理能力使處理單位體積物料的設(shè)備投資、能耗和維修費(fèi)降低。③改進(jìn)卸渣機(jī)構(gòu)使操作連續(xù)化。④增加專用和組合轉(zhuǎn)鼓離心機(jī),以滿足特殊的和多項(xiàng)的分離要求。⑤理論研究方面,主要研究轉(zhuǎn)鼓內(nèi)流體流動(dòng)狀況和濾渣形成機(jī)理,研究小分離度和處理能力的計(jì)算方法。復(fù)雜形狀轉(zhuǎn)鼓的應(yīng)力分布和強(qiáng)度計(jì)算的研究。⑥研究離心分離過程佳化控制技術(shù)。

  

4  作用原理

  

  離心分離機(jī)有一個(gè)繞本身軸線高速旋轉(zhuǎn)的圓筒,稱為轉(zhuǎn)鼓,通常由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。懸浮液(或乳濁液)加

  

  

  入轉(zhuǎn)鼓后,被迅速帶動(dòng)與轉(zhuǎn)鼓同速旋轉(zhuǎn),在離心力作用下各組分分離,并分別排出。通常,轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速越高,分離效果也越好。

  

  離心分離機(jī)的作用原理有離心過濾和離心沉降兩種。①離心過濾:懸浮液在離心力場下產(chǎn)生的離心壓力,作用在過濾介質(zhì)(濾網(wǎng)或?yàn)V布)上,使液體通過過濾介質(zhì)成為濾液;而固體顆粒被截留在過濾介質(zhì)表面,形成濾渣,從而實(shí)現(xiàn)液-固分離。過濾型轉(zhuǎn)鼓圓周壁上有孔,在內(nèi)壁襯以過濾介質(zhì)。②離心沉降:利用懸浮液(或乳濁液)密度不同的各組分在離心力場中迅速沉降分層的原理,實(shí)現(xiàn)液-固(或液-液)分離。沉降型轉(zhuǎn)鼓圓周壁無孔。圖3為4種典型的沉降型轉(zhuǎn)鼓。懸浮液(或乳濁液)加入轉(zhuǎn)鼓后,固體顆粒(或密度較大的液體)向轉(zhuǎn)鼓壁沉降,形成沉渣(或重分離液)。密度較小的液體向轉(zhuǎn)鼓中心方向聚集,流至溢流口排出,成為分離液(或輕分離液)。轉(zhuǎn)鼓均為間歇排渣,適用于含固體顆粒粒度較小、濃度較低的懸浮液或乳濁液分離;圖3b的轉(zhuǎn)鼓用螺旋連續(xù)排渣,可分離固體顆

  

  

  粒濃度較高的懸浮液。在具有多層圓錐形碟片的轉(zhuǎn)鼓中,液體被碟片分成若干薄層,縮短了沉降分離的距離,使分離加快,改善了分離效果。

  

  另一類實(shí)驗(yàn)分析用的分離機(jī),可進(jìn)行液體澄清和固體顆粒富集或液-液分離,分離粒度達(dá)0.1~0.5微米。常用的試管分離機(jī)(圖4)轉(zhuǎn)速為3000~20000轉(zhuǎn)/分,裝等量料液的玻璃試管對(duì)稱插入擺架或角形轉(zhuǎn)子的凹穴中,在離心力作用下料液在試管內(nèi)沉降分層。超高速分析用分離機(jī)采用小直徑沉降轉(zhuǎn)鼓。這類分離機(jī)有常壓、真空、冷凍條件下操作的不同結(jié)構(gòu)型式。

  

5  性能影響

  


  衡量離心分離機(jī)分離性能的重要指標(biāo)是分離因數(shù)F r。它表示被分離物料在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)所受的離心力與其重力的比值,分離因數(shù)越大,通常分離也越迅速,分離效果越好。工業(yè)用離心分離機(jī)的F r為100~20000,超速管式分離機(jī)的F r高達(dá)62000,分析用超速分離機(jī)的F r高達(dá)610000。決定離心分離機(jī)處理能力的另一因素是轉(zhuǎn)鼓的工作面積,工作面積大處理能力也大。

  

  過濾離心機(jī)和沉降離心機(jī),主要依靠加大轉(zhuǎn)鼓直徑來擴(kuò)大轉(zhuǎn)鼓圓周上的工作面;分離機(jī)除轉(zhuǎn)鼓圓周壁外,還有附加工作面,如碟式分離機(jī)的碟片和室式分離機(jī)的內(nèi)筒,顯著增大了沉降工作面。懸浮液或乳濁液選擇離心分離機(jī)須根據(jù)懸浮液(或乳濁液)中固體顆粒的大小和濃度、固體與液體(或兩種液體)的密度

  

  差、液體粘度、濾渣(或沉渣)的特性以及分離的要求進(jìn)行綜合分析,滿足對(duì)濾渣(沉渣)含濕量和濾液(分離液)澄清度的要求,初步選擇采用哪一類離心分離機(jī)。

  

6  技術(shù)參數(shù)

  

  1、電源:AC220V 50Hz

  

  2、脫水重量:0~200g

  

  3、脫水時(shí)間控制方式:4位高亮LED數(shù)碼管顯示,單片機(jī)控制。

  

  4、脫水時(shí)間:0-99分,任意預(yù)置時(shí)間。

  

  5、推水轉(zhuǎn)速:2800轉(zhuǎn)/分

  

  6、整機(jī)功率:65W

  

  7、外形尺寸:280mm×350mm×340mm (長×寬×高)

  

  8、重量:14kg

  

7  常見故障

  

  傳動(dòng)部位磨損是離心分離機(jī)普遍存在的問題,并且數(shù)量較大,損壞頻繁,其中包括離心分離機(jī)軸承位、軸承座、鍵槽及螺紋等部位,傳統(tǒng)的補(bǔ)焊機(jī)加工方法易造成材質(zhì)損傷,導(dǎo)致部件變形或斷裂,具有較大的局限性;刷鍍和噴涂的方法往往需要外協(xié),不僅修復(fù)周期長、費(fèi)用高,而且因修補(bǔ)的材料還是金屬材料,不能從根本上解決造成磨損的原因。

  

8  解決措施

  

  當(dāng)今針對(duì)上述問題新解決方法多采用高分子復(fù)合材料,

參考資料

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