離心機(jī)工作原理參考文檔

離心機(jī)CentrifugalMachine 1 5 1離心機(jī)的典型結(jié)構(gòu)及工作原理 混合物種類 稱非均一系 非均勻液體 混合物的分離在多種行業(yè)中都存在 根據(jù)不同目的進(jìn)行定向分離 液 固相 液 液相 液 液 固相 氣 液相 氣 液 液相 氣 液 固相 2 分離目的 獲得有用的固相 排掉液相 如 選煤 制藥 制糖 制堿 食品等 獲得有用的液相 排掉固相 如 造酒 制藥 榨油 食品等 分離固相與液相 均收回或排掉 如 污水處理 造紙 選煤等 分離液 液相 均收回或不收回 如 油水分離 燃料油提純等 3 分離方法 物理方法 化學(xué)方法 電學(xué)方法 電解與電離 機(jī)械分離方法 過(guò)濾 離心沉降 物理方法 比重沉淀方法 沉降 浮選 物理分離原理 在場(chǎng)外力作用下 混合物中各相 如液相和固相 由于質(zhì)量不同產(chǎn)生 相重差 從而得到分離 4 物理分離種類 離心沉降 如 沉降式離心機(jī) 分離機(jī) 沉降式 重力沉降 如 沙層自由沉降 離心過(guò)濾 如 過(guò)濾式離心機(jī) 過(guò)濾式 加壓過(guò)濾真空過(guò)濾 如 各種壓濾機(jī) 深層過(guò)濾振動(dòng)篩篩分式 脫水浮選式 油水分離 固相漂浮分離 分離方法應(yīng)用 化工 石油 輕工 醫(yī)藥 食品 紡織 冶金 煤炭 水 選礦 船舶 軍工 污水處理等 5 5 1 1分離物料的特性分離的對(duì)象 非均勻混合物 非均一系 一 懸浮液定義 由液體和懸浮于其中的固體顆粒組成的系統(tǒng)稱為懸浮液 其中 液相為主相 稱為連續(xù)相 固體顆粒為副相 稱為分散相 懸浮液 乳濁液 固體顆粒 非均勻混合物種類 6 懸浮液的特性 物理性質(zhì) 密度 濃度 粘度 表面張力等 固相比 固液濃度比 懸浮液分類 按固體顆粒大小和濃度分 可用重量百分?jǐn)?shù) 體積百分表示 粗顆粒懸浮液 粒徑d 50 m 高濃度懸浮液 濃度 10 選用過(guò)濾式離心機(jī) 細(xì)顆粒懸浮液 粒徑d 50 m 低濃度懸浮液 濃度 10 選用沉降式離心機(jī)或過(guò)濾機(jī) 7 過(guò)濾式離心機(jī) 沉降式離心機(jī) 8 二 乳濁液定義 由液體和懸浮于其中的一種或數(shù)種其它液體所組成的系統(tǒng) 稱為乳濁液 其中 主液體相為連續(xù)相 其它液體相為副液相 或叫 分散相 非連續(xù)相 乳濁液主要是指液 液相組成的非均勻混合物 如 油水混合物 形成水包油時(shí) 水為主液相 油為分散相 分散相液珠直徑 一般 0 1 d 0 4 0 5 m液珠直徑再大時(shí)會(huì)分層 9 乳濁液兩相濃度發(fā)生變化時(shí) 主液相與副液相可以相互轉(zhuǎn)換 物理性質(zhì) 濃度 液珠大小 粘度 布朗運(yùn)動(dòng)系數(shù)等 乳濁液分離難度較大 一般選用高速分離機(jī)進(jìn)行 依靠高速旋轉(zhuǎn)把不同比重的液體分離開(kāi)來(lái) 如 管式分離機(jī) 碟片式分離機(jī) 轉(zhuǎn)速 n 4000 15000r min 10 三 固體顆粒定義 在懸浮液中不分解的顆粒為固體顆粒 顆粒的表示方法 顆粒尺寸 顆粒分布 顆粒形狀 1 顆粒尺寸 常用粒徑d表示d 50 m粗顆粒5 d 50 m中等顆粒d 5 m細(xì)顆粒粒徑的測(cè)量方法有 當(dāng)量球徑 當(dāng)量圓徑 統(tǒng)計(jì)直徑 11 2 粒度分布 用不同粒徑的顆粒在顆粒群中各自所占的比例或百分?jǐn)?shù)表示 粒度分布表達(dá)方式 用總粒度數(shù)表示 用單位長(zhǎng)度上的粒度數(shù)表示 用單位面積上的粒度數(shù)表示 用單位體積內(nèi)的粒度數(shù)表示 3 顆粒形狀 固體顆粒形狀一般不規(guī)則 多種多樣 不同物體顆粒 形狀不同 常見(jiàn)有 球形 橢圓形 扁圓形 片形 雪花形等等 12 5 1 2分離原理及離心機(jī)分類 一 分離因數(shù)離心分離原理 利用轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心慣性力 把懸浮液 乳濁液及其它物料分離或濃縮 1 離心慣性力Fk 13 分離因數(shù)Fr定義 顆粒自身離心慣性力與其重力之比 為分離因數(shù)分離因數(shù) 分離因數(shù)Fr是表示離心機(jī)分離能力的主要指標(biāo) 是一個(gè)重要性能參數(shù) Fr值越大 表明分離效果越好 R 轉(zhuǎn)鼓直徑增大Fr 及Fk 方法 轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速提高 當(dāng)結(jié)構(gòu)一定時(shí) 效果更好 14 2 物料產(chǎn)生的離心壓力任意半徑處離心壓力 轉(zhuǎn)鼓壁上離心壓力 r R 離心壓力最大 R為轉(zhuǎn)鼓內(nèi)徑 15 二 離心機(jī)分類分為三類 共同特點(diǎn) 體積小 結(jié)構(gòu)緊湊 分離效率高 生產(chǎn)能力大 附屬設(shè)備少 過(guò)濾式離心機(jī) 沉降式離心機(jī) 分離機(jī) 16 5 2過(guò)濾式離心機(jī) 5 2 1過(guò)濾式離心機(jī)依靠濾網(wǎng)和離心力作用的離心機(jī)為過(guò)濾離心機(jī) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 濾網(wǎng) 轉(zhuǎn)鼓 共有五種類型 三足式過(guò)濾離心機(jī) 上懸式離心機(jī) 臥式刮刀卸料離心機(jī) 臥式活塞卸料離心機(jī) 離心慣性力卸料式離心機(jī) 范圍 固體顆粒較大的懸浮液 d 10 m 17 過(guò)濾式離心機(jī)原理 轉(zhuǎn)鼓壁上有許多小孔 壁內(nèi)有過(guò)濾網(wǎng) 濾布 懸浮液在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)旋轉(zhuǎn) 靠離心力把液相甩出篩網(wǎng) 而固相顆粒被篩網(wǎng)截留 形成濾餅 從而實(shí)現(xiàn)固 液分離 適應(yīng)范圍 固相含量高 固體顆粒較大的懸浮液 d 10 m 18 19 活塞卸料過(guò)濾離心機(jī) 20 1 三足式過(guò)濾離心機(jī)一種人工上部上料式離心機(jī) 廣泛用于 化工 制藥 食品 輕工等行業(yè) 結(jié)構(gòu) 轉(zhuǎn)鼓 濾網(wǎng) 主軸 軸承 底盤(pán) 外殼 三根支柱 皮帶傳動(dòng) 電機(jī)等 三足式過(guò)濾離心機(jī) 21 工作順序 啟動(dòng) 加料 過(guò)濾 洗滌 甩干 停車 卸料 周期性 間歇操作 懸浮液在啟動(dòng)后逐漸加入轉(zhuǎn)鼓內(nèi) 物料在離心力場(chǎng)作用下 液體經(jīng)濾布 濾網(wǎng) 及轉(zhuǎn)鼓孔甩出 固體則被截留在濾網(wǎng)內(nèi) 形成濾餅 22 分離原理 三足自動(dòng)刮刀下部卸料式 23 24 優(yōu)點(diǎn) 對(duì)物料適應(yīng)性強(qiáng) 可用于固液分離 成品脫液 濾餅洗滌 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 制造 安裝 維修 使用成本低 運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn) 易于實(shí)現(xiàn)密閉和防爆 缺點(diǎn) 卸料要停車 效率低 三足式其它種類 三足自動(dòng)刮刀下部卸料式 三足吊出卸料式 三足氣流卸料式 三足活塞上部卸料式 25 2 上懸式離心機(jī)廣泛用于 化工 醫(yī)藥 輕工 食品等 如 制糖 鹽 葡萄糖等 結(jié)構(gòu) 轉(zhuǎn)鼓固定在細(xì)長(zhǎng)軸下端 軸上端有軸承懸掛機(jī)構(gòu)與電機(jī)相聯(lián) 軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn) 工作循環(huán) 加料 旋轉(zhuǎn)分離 洗滌 脫水 卸料 沖洗濾網(wǎng)等 工作特點(diǎn) 低速上部加料 全速分離 洗滌 脫水 低速下部卸料 轉(zhuǎn)速連續(xù) 但周期性變化 上懸式離心機(jī) 26 上懸式離心機(jī) 27 上懸軸承結(jié)構(gòu) 28 優(yōu)點(diǎn) 對(duì)物料適應(yīng)性強(qiáng) 適應(yīng)不同濃度的懸浮液 加料 卸料不停機(jī) 連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn) 相對(duì)效率高 結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單 缺點(diǎn) 加料 卸料時(shí)要減速 運(yùn)轉(zhuǎn)具有周期性 主軸較長(zhǎng) 易產(chǎn)生撓曲變形 另有結(jié)構(gòu)類型 上懸刮刀卸料式 上懸自動(dòng)卸料式 29 3 臥式刮刀卸料離心機(jī) 30 工作循環(huán) 在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下加料 過(guò)濾 洗滌 分離 卸料 工作特點(diǎn) 高速連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn) 間歇加料和卸料 可處理粗 中 細(xì)顆粒的懸浮液 結(jié)構(gòu) 轉(zhuǎn)鼓 濾網(wǎng) 加料管 刮刀機(jī)構(gòu) 卸料槽 外殼 主軸 機(jī)體 電機(jī) 臥式刮刀卸料離心機(jī) 31 廣泛用于 化工 制藥 輕工 食品等行業(yè) 如 食鹽 硫銨 碳酸氫氨 聚氯乙烯等 優(yōu)點(diǎn) 對(duì)物料適應(yīng)性強(qiáng) 可處理粗 中 細(xì)顆粒的懸浮液 對(duì)過(guò)濾 洗滌 分離 卸料過(guò)程時(shí)間可任意調(diào)節(jié) 運(yùn)轉(zhuǎn)連續(xù) 速度均勻 效率高 缺點(diǎn) 刮刀磨損較快 易產(chǎn)生沖擊 刮刀片工作時(shí)受磨損 沖擊和腐蝕作用 最容易損壞 所以要選用耐磨 耐腐蝕 高強(qiáng)度材料制造 刮刀結(jié)構(gòu) 上懸式刮刀 旋轉(zhuǎn)式刮刀 32 4 臥式活塞卸料離心機(jī) 33 4 臥式活塞卸料離心機(jī)工作循環(huán) 在全速下連續(xù)加料 分離 洗滌 甩干 活塞連續(xù)推卸料 工作特點(diǎn) 勻速連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn) 自動(dòng)連續(xù)加料 液壓脈動(dòng)活塞卸料 可實(shí)現(xiàn)無(wú)人職守 自動(dòng)操作 結(jié)構(gòu) 轉(zhuǎn)鼓 篩網(wǎng) 推料盤(pán) 布料斗 空心軸 推桿 復(fù)合油缸 機(jī)殼 機(jī)座 液壓系統(tǒng)等 34 35 36 37 廣泛應(yīng)于 化工 化肥 制藥 制糖等行業(yè) 優(yōu)點(diǎn) 效率高 產(chǎn)量高 操作穩(wěn)定 可自動(dòng)上 卸料 實(shí)現(xiàn)無(wú)人職守 對(duì)物料適應(yīng)性強(qiáng) 適應(yīng)粗 中顆粒的懸浮液 缺點(diǎn) 不適應(yīng)細(xì)顆粒懸浮液 對(duì)濃度波動(dòng)比較敏感 易產(chǎn)生漏料現(xiàn)象 結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜 推料盤(pán)作往復(fù)運(yùn)動(dòng) 往復(fù)次數(shù) 20 30次 分 行程為轉(zhuǎn)鼓長(zhǎng)的1 10 此離心機(jī)分類 單級(jí)活塞推料式離心機(jī) 多級(jí)活塞推料式離心機(jī) 每級(jí)轉(zhuǎn)鼓短 推渣容易 濾渣層薄 濾渣停留時(shí)間長(zhǎng) 有利于脫水和洗滌 38 5 錐籃型離心機(jī) 離心慣性力卸料式離心機(jī) 39 5 離心慣性力卸料式離心機(jī)又稱 錐籃離心機(jī) 此離心機(jī)種類 立式錐籃型 臥式錐籃型 工作循環(huán) 全速下連續(xù)加料 分離 洗滌 甩干 卸料 工作特點(diǎn) 在全速下工作 自動(dòng)連續(xù)加料 卸料 無(wú)專門(mén)的卸料裝置 結(jié)構(gòu) 錐形轉(zhuǎn)鼓 濾網(wǎng) 進(jìn)料管 分配器 主軸 機(jī)殼 隔振器 電機(jī)等 40 離心慣性力 向上分力 篩網(wǎng)面上正壓力及摩擦力 f1 摩擦系數(shù) 即濾渣與篩網(wǎng)之間摩擦 自動(dòng)卸料條件 自動(dòng)卸料條件為 轉(zhuǎn)鼓半錐角 的正切必須大于摩擦系數(shù) 如 LI 800型錐籃式離心機(jī) 32 5 41 優(yōu)點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 體積小 造價(jià)低 效率高 耗電少 可自動(dòng)上 卸料 無(wú)人職守 缺點(diǎn) 對(duì)物料性質(zhì) 濃度變化敏感 適應(yīng)性差 物料停留時(shí)間不易控制 易產(chǎn)生跑液 濾渣移動(dòng)原理 忽略顆粒的重力作用 廣泛應(yīng)用 化工 小化肥 制藥 食品等 42 5 3沉降式離心機(jī) 原理 轉(zhuǎn)鼓上無(wú)孔 也無(wú)濾網(wǎng) 懸浮液隨轉(zhuǎn)鼓高速旋轉(zhuǎn) 因固 液兩相的比重不同 則產(chǎn)生不同的離心慣性力 離心力大的固相顆粒沉積在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上 液相則沉降在里層 然后分別從不同的出口排出 達(dá)到分離的目的 沉降式離心機(jī)一般轉(zhuǎn)速較高 n 7000 8000rpm適應(yīng)范圍 固相含量較少 固體顆粒較小 d 10 m 常見(jiàn)機(jī)型 螺旋卸料式 43 分為 螺旋卸料式沉降離心機(jī) 有 臥式 立式 刮刀卸料臥式沉降離心機(jī) 三足式沉降離心機(jī) 1 螺旋卸料式沉降離心機(jī)廣泛用于 化工 石油 冶金 制藥 輕工 食品 污水處理等用來(lái)處理顆粒粒度d 10 m的懸浮液 工作特點(diǎn) 連續(xù)加料 分離 卸料 全速運(yùn)轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn)速較高n 7000 8000rpm 44 45 結(jié)構(gòu) 轉(zhuǎn)鼓 螺旋輸送器 變速器 進(jìn)料管 帶輪 外殼 過(guò)載保護(hù)裝置 液位調(diào)節(jié)裝置等 轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速為nb 由電機(jī)直接帶動(dòng) 轉(zhuǎn)鼓上只有卸料口 螺旋輸送器轉(zhuǎn)速nS 由轉(zhuǎn)鼓驅(qū)動(dòng)行星差速器帶動(dòng) 轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)鼓相同 nS nb為正差轉(zhuǎn)速 一般機(jī)型 nS nb為負(fù)差轉(zhuǎn)速 46 兩者轉(zhuǎn)差率 工作原理 懸浮液由中心進(jìn)入 在離心力作用下 轉(zhuǎn)鼓內(nèi)形成一個(gè)環(huán)行液池 重相顆粒沉降到轉(zhuǎn)鼓內(nèi)表面 形成沉渣 由螺旋葉片推到轉(zhuǎn)鼓小端排除 轉(zhuǎn)鼓大端蓋上有圓形排列的溢流孔 澄清液從溢流孔排出 主要部件1 轉(zhuǎn)鼓 種類 圓筒形 圓錐形 筒錐組合形 長(zhǎng)徑比 1 2 或1 1 5 圓錐筒錐角10 11 易于輸渣錐角 5 18 轉(zhuǎn)鼓材料 不銹鋼 高強(qiáng)不銹鋼 鈦鋼 玻璃鋼 一般轉(zhuǎn)鼓為整體鑄造或焊接而成 2 螺旋輸送器 用來(lái)輸送沉渣 主要組成部件 螺旋葉片 內(nèi)管 進(jìn)料室 螺旋葉片形式 整體形 帶狀形 斷開(kāi)形 分單頭 雙頭 左旋式 右旋式 螺旋葉片易磨損 表面一般要堆焊硬質(zhì)合金 鈷鉻合金 鈷鎳合金 碳化鎢 47 3 變速器 擺線針輪行星變速器 漸開(kāi)線行星齒輪變速器 功用 實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)鼓與螺旋輸送器之間的差速 變速 傳遞大扭矩 驅(qū)動(dòng)方法 電機(jī)經(jīng)三角帶輪 帶動(dòng)轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn)速nb 由行星輪變速器變速后 帶動(dòng)螺旋輸送器轉(zhuǎn)動(dòng) 轉(zhuǎn)速ns 一般 nb nS 特點(diǎn) 行星輪變速器可是現(xiàn)同軸傳動(dòng) 轉(zhuǎn)向相同 任意傳動(dòng)比 大扭矩 4 過(guò)載保護(hù)裝置 分電控機(jī)械式 機(jī)械液壓式 機(jī)械式 圖7 36為電控機(jī)械式 48 2 沉降 過(guò)濾式離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓 分為 沉降段和過(guò)濾段1 沉降段 形式有圓柱與圓錐形 全圓錐形兩種 功用 懸浮液進(jìn)入沉降段 進(jìn)行沉降分離 澄清液從大端溢流孔溢出 沉渣由螺旋輸送器輸送到過(guò)濾段 進(jìn)行過(guò)濾和脫水 2 過(guò)濾段 形式為圓柱形 有濾網(wǎng)和篩孔 功用 沉渣在此段經(jīng)篩網(wǎng)過(guò)濾 液體被分離 濾渣由左端大孔排出 濾渣若要求洗滌或干燥處理 則中心孔通入洗滌液或蒸汽 在過(guò)濾段洗滌濾渣 篩網(wǎng)反新 由反吹管通入壓縮空氣或清水 反吹篩網(wǎng) 使之反新 49 3 螺旋 碟片式離心機(jī)機(jī)構(gòu) 臥式螺旋卸料離心機(jī)和蝶片分離機(jī)兩部分組成 功用 螺旋卸料離心機(jī)把固 液分離 蝶片分離機(jī)把液體進(jìn)一步處理 可獲得澄清度很高的液相產(chǎn)品 轉(zhuǎn)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(jī) 主要進(jìn)行固 液分離 大部分固體顆粒被分離出來(lái) 由螺旋輸送器排出 輔助分離室 為蝶片式分離機(jī) 對(duì)液體進(jìn)一步分離 分離出更細(xì)小的顆粒 工作原理 懸浮液由中心管進(jìn)入螺旋離心機(jī)段 靠高速下的離心力固體顆粒與液體分離開(kāi)來(lái) 沉渣由輸送器從小端排出孔排出 液體由離心機(jī)大端溢流孔進(jìn)入蝶片式分離機(jī) 再次進(jìn)行固液分離 細(xì)小顆粒由周邊孔排出 高澄清度液體由中部溢流孔 9 排出 50 51 5 4分離機(jī) 種類 1 管式分離機(jī) 2 碟式分離機(jī)用來(lái)分離液 液相的乳濁液分離機(jī)械 52 分離機(jī) 工作原理 依據(jù)液 液兩相的密度差 在高速離心力場(chǎng)下 使液液分層 重相在外層 輕相在內(nèi)層 然后分別排出 達(dá)到分離目的 適應(yīng)范圍 乳濁液分離 含微量固體顆粒的乳濁液 d 5 m 常見(jiàn)機(jī)型 管式分離機(jī) 室式分離機(jī) 碟式分離機(jī) 用途 油料 油漆 制藥 化工等 如 油水分離 蛋白質(zhì) 青霉素 香精油等分離 53 1 管式分離機(jī) 特點(diǎn) 轉(zhuǎn)速高達(dá)15000r min 為高速型分離機(jī) 分離因數(shù)Fr 13205 分離兩相密度大于10的乳濁液 也可分離固相顆粒d 0 01 1 0 m或固相濃度小于1 的懸浮液 結(jié)構(gòu) 管狀轉(zhuǎn)鼓 轉(zhuǎn)鼓內(nèi)徑為105mm 轉(zhuǎn)鼓長(zhǎng)730mm 撓性主軸 上下軸承室 機(jī)殼 機(jī)座 制動(dòng)裝置等 54 管式分離機(jī)原理圖 工作原理 乳濁液由底部進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓內(nèi) 在高速離心力作用下將兩種液體分離 重相液體在外層 輕相液體在里層 重相液體經(jīng)轉(zhuǎn)鼓上噴口卸出 輕相液體經(jīng)分離頭中心到流道排出 55 管式分離機(jī) 轉(zhuǎn)鼓與軸的轉(zhuǎn)速較高 要克服因轉(zhuǎn)鼓不平衡而產(chǎn)生的振動(dòng) 則上下軸承必須采用減振性能良好的撓性軸承 56 下部軸承 用酚醛夾布樹(shù)脂制造 成為撓性滑動(dòng)軸承 可降低臨界轉(zhuǎn)速 達(dá)到自動(dòng)對(duì)中 滑動(dòng)軸承與軸套可上下滑動(dòng) 57 上部軸承 球面形自對(duì)中滑動(dòng)軸承 注入高壓油 形成油膜潤(rùn)滑 此軸承的優(yōu)點(diǎn)為對(duì)中性好 振幅小 管式轉(zhuǎn)鼓 采用高強(qiáng)度材料制造 增大轉(zhuǎn)鼓直徑 提高處理量和分離因數(shù)轉(zhuǎn)鼓還可制造為能耐內(nèi)壓的密封轉(zhuǎn)鼓 使乳濁液在壓力作用下分離 同樣能提高處理量 5