|
各種離心機工作原理及(jí)應用離心就是利用離心(xīn)機轉子高速旋轉產生的強(qiáng)大的離心力,加快液體中顆粒的(de)沉降速度,把樣品中不同沉(chén)降係數和浮(fú)力密度的物質分離開。所以需要利用離心機(jī)產生強(qiáng)大的離心力,才能迫使這些微粒克服(fú)擴散產生沉降運動。 離心機有一個繞本身軸線高速旋轉的圓筒,稱為轉鼓,通常由電動機驅(qū)動。懸浮液(或乳(rǔ)濁液)加(jiā)入轉鼓後,被迅速帶動與轉鼓同速旋轉,在離心力作用下各組分分離(lí),並分別排出。通常(cháng),轉鼓轉速越高,分(fèn)離效果(guǒ)也越好。 離心就是利用離心機轉子高速旋轉產生的強大的離心(xīn)力,加(jiā)快液體(tǐ)中顆粒的沉降速度,把樣品中不同沉降係(xì)數和(hé)浮(fú)力密度的物質(zhì)分離開。離心機大量應用於化工(gōng)、石油(yóu)、食品、製藥、選礦、煤炭、水處理和(hé)船舶等部門。離心(xīn)機有哪些分類呢? 工業用(yòng)離心機(jī)按結構和分離要求,可分(fèn)為過濾離心(xīn)機、沉降離心機和分離機三類。 一、過濾式離心(xīn)機 實現離心過濾的離心機,依靠濾網和離心力作用的離心機(jī)為過濾(lǜ)離心機。 結構特點:濾網、轉鼓(gǔ)。 過濾式離心機原理:轉鼓壁上有許多小孔,壁內有過濾網(wǎng)(濾布(bù)),懸浮(fú)液在轉鼓內旋轉,靠離心力把液相甩出篩網,而固相顆粒被篩網截留,形成(chéng)濾餅,從而實現固、液分離。 適應範圍:固相含量(liàng)高,固(gù)體顆粒較大的(de)懸浮液(yè)(d >10μm)。 幾種過濾離心機的對比(bǐ) 1、三足式過濾離(lí)心機: 一種人工上部上料式(shì)離心機。 廣泛用於:化工、製(zhì)藥、食品、輕工等行(háng)業。 結構:轉鼓、濾網、主軸、軸承、底(dǐ)盤、外殼、三根支柱、皮帶傳動、電(diàn)機等。 工(gōng)作順(shùn)序:啟動、加料、過濾、洗(xǐ)滌、甩幹、停車、卸料(liào)。周(zhōu)期性,間歇操作。懸浮液(yè)在啟動後逐(zhú)漸加入轉鼓內,物(wù)料在離心力場作(zuò)用下(xià),液體經濾布(bù)(濾網)及轉鼓孔甩出,固體(tǐ)則被截留在濾(lǜ)網內(nèi),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、濾(lǜ)餅洗滌。 ⑵ 結構簡(jiǎn)單,製造、安裝、維修、使用(yòng)成本(běn)低。 ⑶ 運轉平穩,易於實現(xiàn)密閉和防爆(bào)。 缺點:卸料要停車,效率(lǜ)低(dī)。 三足式(shì)其它種類: ① 三足自動刮刀(dāo)下部卸(xiè)料式。 ② 三(sān)足吊出卸料式。 ③ 三足氣流卸料式。 ④ 三足活塞上部卸料式。 三足式離心機是數量多,用(yòng)得廣泛的一種過濾離心機,采用離心過濾機過濾含有很小顆粒的懸(xuán)浮液時,通(tōng)常需用濾布作過濾介質,同時要(yào)求濾餅對濾布不發生相對(duì)運動(dòng)。顯然,滿(mǎn)足(zú)這些(xiē)要求的簡單的—種離心機為三足式離心機。它具有豎軸、實底和半封閉頂的圓柱狀轉鼓,頂部的圍邊(biān)稱為鼓(gǔ)緣,轉鼓支在三足架上,故(gù)名三足式離心機。 在一(yī)般情況下,轉鼓罩麵上鑽有很多小孔(kǒng),內側覆有一層(céng)或多層大孔金屬濾網,作為裝在轉鼓中的(de)裳狀濾(lǜ)布的支撐(chēng)。在啟動前或啟動後,將懸浮液白頂部導入轉鼓,使濾液通過罩麵流出,而團(tuán)體(tǐ)顆(kē)粒則被截留在濾布上。 一般情況下濾(lǜ)渣是在停機之後用人工移(yí)出或(huò)采用更換濾布袋的方(fāng)法(fǎ)進行卸料的。比較先進的(de)一種三足式離心機使(shǐ)用時可先將轉鼓的轉速降至每分鍾幾轉,然後將一(yī)犁形刀片推入濾渣以排除固體物(wù)料。犁形(xíng)刀將固體翻向轉(zhuǎn)鼓軸線,使(shǐ)濾渣從(cóng)轉鼓底部開口(kǒu)處落出,借助於定時器,全部操作均可自動進(jìn)行。 2、 上懸式離心機 主軸支點高於旋轉部件(jiàn)重心的立式過濾離心機. 廣泛用於:化工、醫藥、輕(qīng)工、食品(pǐn)等。如(rú):製糖、鹽、葡(pú)萄糖等。 結(jié)構:轉鼓固定在細長(zhǎng)軸下端,軸上端(duān)有(yǒu)軸承懸掛機構與電機相聯,軸帶(dài)動轉鼓旋轉。 工作循(xún)環:加料、旋轉分離、洗滌、脫水、卸料、衝洗濾(lǜ)網(wǎng)等(děng)。 工作特點:低速上部加料,全速分離、洗滌、脫水(shuǐ),低速下部(bù)卸(xiè)料。轉速連續,但周期性變(biàn)化。 優點(diǎn):① 對物料適應性強,適應不同濃度的懸浮(fú)液。② 加(jiā)料、卸料不(bú)停機,連續運(yùn)轉(zhuǎn),相(xiàng)對效率(lǜ)高(gāo)。③ 結(jié)構(gòu)相對簡單。 缺點:①加料、卸料(liào)時要減(jiǎn)速,運(yùn)轉具有周期性。②主(zhǔ)軸較長(zhǎng),易產生撓曲變(biàn)形。 另有結構類型: ① 上懸刮刀卸料式(shì)。 ② 上懸自動卸料式。 3、臥式刮刀卸料離心機 工作循環(huán):在(zài)高速運(yùn)轉下加(jiā)料、過濾、洗滌、分離、卸料。 工作特點:高速連續運轉,間歇加料和卸料。可處理粗(cū)、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,電機。 廣泛(fàn)用(yòng)於:化工(gōng)、製藥、輕工、食品等行業(yè)。如:食鹽,硫銨,碳酸氫(qīng)氨,聚(jù)氯(lǜ)乙烯等。 工作原理 應用 優點:① 對物料適應性強。可處理粗、中、細顆粒的懸浮液。 ② 對(duì)過濾、洗滌、分離、卸料過程時間可任意調節。 ③ 運轉連續,速度(dù)均勻,效(xiào)率高。 缺點:刮刀磨損較快,易產生(shēng)衝擊。刮刀片工(gōng)作時受磨損、衝擊(jī)和腐蝕作用,容易(yì)損壞,所以要選用(yòng)耐磨、耐腐蝕、高(gāo)強度材料製造。 刮刀結構:① 上懸式刮刀。 ② 旋(xuán)轉式刮刀。 4、臥式活(huó)塞卸料離心機 工作循(xún)環:在全速下連(lián)續加料、分離、洗滌、甩幹,活(huó)塞連續推卸料。 工作特點:勻速連續運轉,自動連續加(jiā)料,液壓脈動活塞卸料,可實現無(wú)人(rén)職守,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(yóu)缸,機殼,機座,液壓係統等(děng)。 廣泛應於:化工、化肥(féi)、製藥、製糖(táng)等行業。 優點:① 效率高,產量高,操作穩定。 ② 可(kě)自動(dòng)上、卸(xiè)料,實(shí)現無人職守。 ③ 對物料(liào)適應性強(qiáng),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(jiào)敏(mǐn)感,易產生漏料現象。 ③ 結構相對(duì)複雜(zá)。推料盤作往複運動,往複次數:20~30次/分;行(háng)程為轉鼓長的 1/10。 此離心機分類:① 單級活塞推料式離心機(jī)。②多級活塞推料式離心機——每級轉鼓短,推渣容易,濾渣層薄,濾渣(zhā)停(tíng)留時間長,有利於脫水和洗(xǐ)滌。 5、離心慣性力卸料式離心機 又稱:錐籃離心(xīn)機。 此離心(xīn)機種類:立式錐籃型(xíng);臥式錐籃型。 工作循環:全速下(xià)連續加料、分離、洗滌、甩幹、卸料。 工作特點:在全(quán)速下工作,自動連續加料、卸料,無專門(mén)的(de)卸料裝置。 結構:錐形轉(zhuǎn)鼓,濾網,進料管,分配器(qì),主軸,機殼,隔振器,電(diàn)機等(děng)。 優點(diǎn):① 結構(gòu)簡單,體積小,造價低。 ② 效率高,耗電少。 ③ 可自(zì)動上、卸(xiè)料,無人職(zhí)守。 缺(quē)點:① 對(duì)物料性質、濃度變化敏感,適應性差。 ② 物料停留時間不易控製,易產生跑液。 濾渣移動原理:(忽略顆粒的重力作用(yòng)) 廣泛應用:化工、小化(huà)肥、製藥(yào)、食品等。 二、沉降式離(lí)心機 原理:轉鼓上無孔,也無(wú)濾網。懸浮液隨轉鼓高速(sù)旋轉,因固、液兩相的比重不同,則產生不同的離心慣性力,離心力大的固相顆粒沉(chén)積在(zài)轉鼓內壁上,液相則沉降在裏層,然後分別從不同的出口排出,達到分離的目的。 沉降式離心機一般轉(zhuǎn)速較高(gāo):n=7000~8000rpm 適應範(fàn)圍(wéi):固相含量較少(shǎo),固體顆粒(lì)較小(d < 10 μm )。 常見機型:螺旋卸料式。分為: ⑴ 螺旋卸料式沉降離心機(有:臥式;立式(shì)) ⑵ 刮刀(dāo)卸料臥式沉降離心機 ⑶ 三足式沉(chén)降離心機 1、螺旋卸料式沉降離心機 廣泛用(yòng)於:化工、石油、冶金、製藥、輕工、食品、汙水處理等,用來處理顆粒粒度 d<10μm 的(de)懸浮液。 工(gōng)作特點:連續(xù)加料、分離、卸料,全速運轉,轉速較高n=7000~8000rpm。 工作原理:懸(xuán)浮液由中心進入,在離心力作用下,轉鼓內形成一個環行(háng)液池,重相顆粒沉降到轉鼓內表麵,形成(chéng)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(yì)流孔,澄清液從溢流孔排出。 螺旋(xuán)卸料沉降離心(xīn)機的主要操作參數為:轉鼓轉數(shù),轉鼓與(yǔ)輸料螺旋間的轉速差(chà),溢流口位置和進料速度;主要結構參數為:轉鼓大端內直徑D,轉鼓長度?L,轉鼓長徑比L/D,轉鼓半錐角α,以及輸料螺旋的螺(luó)旋頭數和螺距。 螺旋卸(xiè)料沉降離心機的主要優點:自動連續操作,不需用濾布,能長期(qī)連續運行,維護簡(jiǎn)便;應用範圍廣,可用於固體脫液,液體澄清,固體顆(kē)粒按粒(lì)度分級,以及用於液-液-固分離;對物料的適應性好,能分離(lí)的固體粒度的範(fàn)圍0.005mm-2mm,懸浮液(yè)的體積濃度範圍2%-40%。濃度波動對分離效果的影響不大;結構緊湊,容易實現結構上密閉,密閉式(shì)機器可在(zài)正(zhèng)壓下操作;單機生產能力大(大型機可達190m3/h),操(cāo)作費用(yòng)低,占地麵積小。 螺旋卸料沉降離心機的缺(quē)點是:沉渣的含液量一(yī)般較高;雖能對(duì)沉渣進行洗滌,但洗滌效(xiào)果不好(hǎo);結構較複雜(zá),機器造價較高。 2、沉降—過(guò)濾(lǜ)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;全圓錐形 兩種。 作用:懸浮液進(jìn)入沉(chén)降段,進(jìn)行沉降分離,澄清液從大端溢流(liú)孔溢(yì)出;沉渣由螺旋輸(shū)送器輸送到過濾段,進行過濾和脫水。 2. 過濾段:形式為圓(yuán)柱形,有濾網和篩孔。 功(gōng)用:沉渣在此段經篩網過濾(lǜ),液體被分離,濾渣由左端大孔排出。濾渣若要求(qiú)洗滌或幹(gàn)燥處理,則中心孔通入洗滌液或(huò)蒸汽,在過濾段(duàn)洗滌濾渣。 篩網反新:由反吹管通(tōng)入壓縮空氣或清水,反吹篩網,使之反新。 3、螺旋—碟片式離心機 機構:臥式螺旋卸料離心機和蝶片分離機兩部分(fèn)組成。 作用:螺(luó)旋卸料離心機把固、液分離;蝶片分離機把液體進一步(bù)處理,可獲得(dé)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。 主分離室:為臥式螺旋離心機,主要進行固、液分離,大部分固體顆粒(lì)被分離(lí)出來,由螺旋(xuán)輸送器排出。 輔助分離室:為蝶片式分(fèn)離機,對液體進一步分離,分(fèn)離出更(gèng)細小的顆(kē)粒。 工作原理: 懸浮液由(yóu)中心管進(jìn)入螺旋(xuán)離心機段,靠高速(sù)下的離心力固體顆粒與液體分(fèn)離開來(lái),沉渣由輸(shū)送器從小端排出孔排出。 液體由離心機大端(duān)溢流孔進入蝶片式分離機,再次進行固液分離,細小(xiǎo)顆粒由周邊孔(kǒng)排出,高澄清度液體由中(zhōng)部溢流孔(9)排出。 三(sān)、分 離 機 工作原(yuán)理:依據液-液兩相的密度差,在高速離心力場下,使液液分層,重相在外層,輕相在內層,然後分別排出,達到分離目(mù)的。 適應範圍:乳濁液分(fèn)離,含微量固(gù)體顆粒的乳濁液(d<5 μm ) 常見機型:管式分離機,室(shì)式分離機,碟式分離機(jī)。 用途:油料,油(yóu)漆(qī),製藥,化工等。 如:油水分離,蛋白質,青黴素,香精油等(děng)分離。 1、碟式分離機 分離機是(shì)沉降式離心(xīn)分離中的(de)一種類型,用於分離難分(fèn)離的物料。分離機中的碟式分離機是應用廣泛的沉降式離心機。可以完成分離和澄清兩種操作。 碟式分離機是立式離心機,轉鼓裝(zhuāng)在立軸上端,通過(guò)傳動裝置由電動機驅動而高速旋轉(zhuǎn)。轉鼓內有一組互相套疊(dié)在一起的碟形零件——碟片,碟片與碟(dié)片之間留有(yǒu)很小的間隙。懸浮液(或乳濁液)由(yóu)位於轉鼓中心(xīn)的(de)進料管加(jiā)入轉鼓(gǔ)。當懸浮液(或(huò)乳濁液)流過碟片之間的間隙(xì)時,固體顆粒(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(zhā)沿碟片表麵滑動而脫離碟片並積聚在(zài)轉鼓內直徑大的(de)部位,分離後的液(yè)體從出液口排出轉鼓。積(jī)聚在轉鼓內的(de)固體在分離機停車後拆(chāi)開轉鼓由人工(gōng)清除,或通過排渣機構在不停車的情況下從轉鼓中排出。 碟式(shì)分離機主要的操作參數為:轉鼓轉數,輕液轉速,輕液與重液分界麵的位置(zhì),加料(liào)速度等;疊式分離機的主要結(jié)構參數為:轉鼓內直徑,當量沉降(jiàng)麵積,碟片的尺寸與碟片總片數,排渣方式及排渣機構。 碟式離心機結構緊湊(còu),占地麵積小,生產能力大,適於液-固也適(shì)於液-液分離,因而在化工(gōng)、醫藥、輕工、食品、生物工程以及交通運輸部門都獲(huò)得廣泛應用。蝶式分離(lí)機的缺點是結構複(fù)雜,轉速高,因而操作和維(wéi)修保養的要求比(bǐ)較高(gāo),另外清洗較麻煩。 室式分離機 室式分離機是應用比較廣(guǎng)泛的離心沉降設備,用(yòng)於分離固體(tǐ)含量在2%以(yǐ)下的懸(xuán)浮液,其結構(gòu)除轉鼓外其餘部件(如傳動(dòng)機構、機座、測速裝置、製動器等)與疊式分(fèn)離機基本相同。 室式分離機的轉鼓中,一組同心(xīn)的分離圓筒將轉鼓內空間分割(gē)為多個(gè)互相串聯的室(即環形空間),轉鼓內空間一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。欲澄清(qīng)的懸浮液進料管加(jiā)入轉鼓中心,然後由中心向外逐一,流(liú)過各個室,液體(tǐ)在各室中的流速逐(zhú)漸減小(在各室的徑(jìng)向間距相等時)或保持不變(當各室橫截麵積相等時)。由(yóu)中心向外由於(yú)半徑不斷增大,各室分離因素越來越大,故大的固體顆粒沉積(jī)在位於中(zhōng)心的一室內壁,較細的固體顆粒在外麵的各室沉降。澄清後(hòu)的液體(tǐ)用向(xiàng)心泵排出(chū)轉鼓,排出壓力可(kě)達0.28MPa。室式分離機由於轉鼓內安裝了同心的分離圓筒,縮短了(le)固體顆(kē)粒的沉(chén)降距離並擴大了沉降麵積。與疊(dié)式分離機相比其結(jié)構較簡單,轉鼓內的零件少,轉(zhuǎn)鼓容納沉渣的空間較大,可用來分離固(gù)體含量稍高的懸浮液,且排除沉渣(zhā)和清洗轉鼓也比碟式分離機(jī)方便。 管式分(fèn)離機 特點:轉速高(gāo)達 15000 r/min(為高速型分離機)。分離因數(shù) Fr=13205。分離兩相密度大於10 的乳濁液;也(yě)可分離固(gù)相顆粒d=0.01~1.0μm 或(huò) 固相濃度小於1%的懸浮液(yè)。 結(jié)構:管狀轉鼓(gǔ),轉(zhuǎn)鼓內徑為 105mm ,轉(zhuǎn)鼓長 730mm ,撓性主軸,上下軸承室,機殼,機座,製動裝置等。 工作原理:乳濁液由底部進入轉鼓內,在高速離心力作用下將兩種液體分離。重相液(yè)體在外層,輕相液體在裏層。重相液體(tǐ)經轉鼓上噴口卸出,輕相液體經分離頭中心到流道(dào)排出。 管式分離機適用於固體含量低於1%、固體(tǐ)顆粒小於5um以及固體與液體(tǐ)的密(mì)度差很小的懸浮液的澄清;也適用於輕液與重液的密度(dù)差小於分散(sàn)性很(hěn)高的乳濁液的分離。管式分離機結構較簡單、體積小(xiǎo)、運轉平穩,且分離(lí)因數(shù)很高,能(néng)分離難分離的物料,因而廣泛應用於化工、製藥、生物製品(pǐn)的生產、製漆、植物油精製(zhì)以(yǐ)及礦物油加工等工業部門。 主要用途:分(fèn)離固體含量(liàng)低的(de)粘(zhān)性懸浮液,如清漆、果(guǒ)汁、細菌培養液等的(de)澄清;將懸浮液中的固體顆粒按大小分級,如搪瓷原料用管(guǎn)式分離機分級以清除其(qí)中的雜質;分離難分離的乳濁液,例如從(cóng)植物油(yóu)、魚和動物脂肪以(yǐ)及礦物油中分離(lí)出水分;用於高分(fèn)散物(wù)係和膠(jiāo)體物係的分離和粒(lì)度分布。 管式分離機主要缺點是間歇操作,轉鼓容積小,為避免頻繁地停機清除沉渣,用管式分離機(jī)分離的物料其固體含量不要超過1%。 |