離心機(jī)的歷史發(fā)展

更新時(shí)間：2024-08-12

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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)。這些最早的離心機(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。

工業(yè)用離心機(jī)按結(jié)構(gòu)和分離要求，可分為過(guò)濾離心機(jī)、沉降離心機(jī)和分離機(jī)三類。

離心機(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(guò)濾和離心沉降兩種。離心過(guò)濾是使懸浮液在離心力場(chǎng)下產(chǎn)生的離心壓力，作用在過(guò)濾介質(zhì)上，使液體通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)成為濾液，而固體顆粒被截留在過(guò)濾介質(zhì)表面，從而實(shí)現(xiàn)液-固分離；離心沉降是利用懸浮液（或乳濁液）密度不同的各組分在離心力場(chǎng)中迅速沉降分層的原理，實(shí)現(xiàn)液-固（或液-液）分離。

還有一類實(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，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。

衡量離心分離機(jī)分離性能的重要指標(biāo)是分離因數(shù)。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)的分離因數(shù)一般為100～20000，超速管式分離機(jī)的分離因數(shù)可高達(dá)62000，分析用超速分離機(jī)的分離因數(shù)最高達(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(guò)濾離心機(jī)和沉降離心機(jī)，主要依靠加大轉(zhuǎn)鼓直徑來(lái)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。

此外，懸浮液中固體顆粒越細(xì)則分離越困難，濾液或分離液中帶走的細(xì)顆粒會(huì)增加，在這種情況下，離心分離機(jī)需要有較高的分離因數(shù)才能有效地分離；懸浮液中液體粘度大時(shí)，分離速度減慢；懸浮液或乳濁液各組分的密度差大，對(duì)離心沉降有利，而懸浮液離心過(guò)濾則不要求各組分有密度差。

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，以及分離的要求等進(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)。然后按處理量和對(duì)操作的自動(dòng)化要求，確定離心機(jī)的類型和規(guī)格，最后經(jīng)實(shí)際試驗(yàn)驗(yàn)證。

通常，對(duì)于含有粒度大于0.01毫米顆粒的懸浮液，可選用過(guò)濾離心機(jī)；對(duì)于懸浮液中顆粒細(xì)小或可壓縮變形的，則宜選用沉降離心機(jī)；對(duì)于懸浮液含固體量低、顆粒微小和對(duì)液體澄清度要求高時(shí)，應(yīng)選用分離機(jī)。

離心分離機(jī)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)將是強(qiáng)化分離性能、發(fā)展大型的離心分離機(jī)、改進(jìn)卸渣機(jī)構(gòu)、增加專用和組合轉(zhuǎn)鼓離心機(jī)、加強(qiáng)分離理論研究和研究離心分離過(guò)程最佳化控制技術(shù)等。

強(qiáng)化分離性能包括提高轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速；在離心分離過(guò)程中增加新的推動(dòng)力；加快推渣速度；增大轉(zhuǎn)鼓長(zhǎng)度使離心沉降分離的時(shí)間延長(zhǎng)等。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。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，研究最小分離度和處理能力的計(jì)算方法。

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