離心機的典型結構及工作原理課件.ppt

離心機CentrifugalMachine,5.1離心機的典型結構及工作原理,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,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）,分離方法：物理方法、化學方法、電學方法（電解與電離）。機械分離方法（過濾；離心沉降）物理方法：比重沉淀方法（沉降；浮選）物理分離原理：在場外力作用下，混合物中各相（如液相和固相）由于質量不同產生“相重差”，從而得到分離。,物理分離種類：離心沉降（如：沉降式離心機，分離機）沉降式：重力沉降（如：沙層自由沉降）離心過濾（如：過濾式離心機）過濾式：加壓過濾真空過濾（如：各種壓濾機）深層過濾振動篩篩分式：脫水浮選式：油水分離；固相漂浮分離。分離方法應用：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。,5.1.1分離物料的特性分離的對象：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,懸浮液的特性：物理性質：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（可用重量百分數(shù)、體積百分表示）粗顆粒懸浮液：粒徑d50m高濃度懸浮液：濃度10%選用過濾式離心機細顆粒懸浮液：粒徑d50m低濃度懸浮液：濃度10%選用沉降式離心機或過濾機,過濾式離心機,沉降式離心機,(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，水為主液相，油為分散相。分散相液珠直徑：一般：0.1d50m粗顆粒5d10m)。,活塞卸料過濾離心機,（1）三足式過濾離心機一種人工上部上料式離心機。廣泛用于：化工、制藥、食品、輕工等行業(yè)。結構：轉鼓、濾網(wǎng)、主軸、軸承、底盤、外殼、三根支柱、皮帶傳動、電機等。,三足式過濾離心機,工作順序：啟動、加料、過濾、洗滌、甩干、停車、卸料。周期性，間歇操作。懸浮液在啟動后逐漸加入轉鼓內，物料在離心力場作用下，液體經(jīng)濾布（濾網(wǎng)）及轉鼓孔甩出，固體則被截留在濾網(wǎng)內，形成濾餅。,分離原理三足自動刮刀下部卸料式,優(yōu)點：對物料適應性強，可用于固液分離、成品脫液、濾餅洗滌。結構簡單，制造、安裝、維修、使用成本低。運轉平穩(wěn)，易于實現(xiàn)密閉和防爆。缺點：卸料要停車，效率低。三足式其它種類：三足自動刮刀下部卸料式。三足吊出卸料式。三足氣流卸料式。三足活塞上部卸料式。,（2）上懸式離心機廣泛用于：化工、醫(yī)藥、輕工、食品等。如：制糖、鹽、葡萄糖等。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相聯(lián)，軸帶動轉鼓旋轉。工作循環(huán)：加料、旋轉分離、洗滌、脫水、卸料、沖洗濾網(wǎng)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(xù)，但周期性變化。,上懸式離心機,上懸式離心機,上懸軸承結構,優(yōu)點：對物料適應性強，適應不同濃度的懸浮液。加料、卸料不停機，連續(xù)運轉，相對效率高。結構相對簡單。缺點：加料、卸料時要減速，運轉具有周期性。主軸較長，易產生撓曲變形。另有結構類型：上懸刮刀卸料式。上懸自動卸料式。,（3）,臥式刮刀卸料離心機,工作循環(huán)：在高速運轉下加料、過濾、洗滌、分離、卸料。工作特點：高速連續(xù)運轉，間歇加料和卸料?？商幚泶?、中、細顆粒的懸浮液。結構：轉鼓，濾網(wǎng)，加料管，刮刀機構，卸料槽，外殼，主軸，機體，電機。,臥式刮刀卸料離心機,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：對物料適應性強?？商幚泶帧⒅?、細顆粒的懸浮液。對過濾、洗滌、分離、卸料過程時間可任意調節(jié)。運轉連續(xù)，速度均勻，效率高。缺點：刮刀磨損較快，易產生沖擊。刮刀片工作時受磨損、沖擊和腐蝕作用，最容易損壞，所以要選用耐磨、耐腐蝕、高強度材料制造。刮刀結構：上懸式刮刀。旋轉式刮刀。,（4）,臥式活塞卸料離心機,（4）臥式活塞卸料離心機工作循環(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：勻速連續(xù)運轉，自動連續(xù)加料，液壓脈動活塞卸料，可實現(xiàn)無人職守，自動操作。結構：轉鼓，篩網(wǎng)，推料盤，布料斗，空心軸，推桿，復合油缸，機殼，機座，液壓系統(tǒng)等。,2019/12/15,35,可編輯,2019/12/15,36,可編輯,廣泛應于：化工、化肥、制藥、制糖等行業(yè)。優(yōu)點：效率高，產量高，操作穩(wěn)定。可自動上、卸料，實現(xiàn)無人職守。對物料適應性強，適應粗、中顆粒的懸浮液。缺點：不適應細顆粒懸浮液。對濃度波動比較敏感，易產生漏料現(xiàn)象。結構相對復雜。推料盤作往復運動，往復次數(shù)：2030次/分；行程為轉鼓長的1/10。此離心機分類：單級活塞推料式離心機。多級活塞推料式離心機每級轉鼓短，推渣容易，濾渣層薄，濾渣停留時間長，有利于脫水和洗滌。,（5）錐籃型離心機,離心慣性力卸料式離心機,（5）離心慣性力卸料式離心機又稱：錐籃離心機。此離心機種類：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：在全速下工作，自動連續(xù)加料、卸料，無專門的卸料裝置。結構：錐形轉鼓，濾網(wǎng)，進料管，分配器，主軸，機殼，隔振器，電機等。,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。自動卸料條件：自動卸料條件為：轉鼓半錐角的正切必須大于摩擦系數(shù)。如：LI800型錐籃式離心機：=32.5,優(yōu)點：結構簡單，體積小，造價低。效率高，耗電少。可自動上、卸料，無人職守。缺點：對物料性質、濃度變化敏感，適應性差。物料停留時間不易控制，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、制藥、食品等。,5.3沉降式離心機,原理：轉鼓上無孔，也無濾網(wǎng)。懸浮液隨轉鼓高速旋轉，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積在轉鼓內壁上，液相則沉降在里層，然后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速較高：n=70008000rpm適應范圍：固相含量較少，固體顆粒較?。╠10m)。常見機型：螺旋卸料式。,分為：螺旋卸料式沉降離心機（有：臥式；立式）刮刀卸料臥式沉降離心機三足式沉降離心機（1）螺旋卸料式沉降離心機廣泛用于：化工、石油、冶金、制藥、輕工、食品、污水處理等用來處理顆粒粒度d10m的懸浮液。工作特點：連續(xù)加料、分離、卸料，全速運轉，轉速較高n=70008000rpm。,結構：轉鼓，螺旋輸送器，變速器，進料管，帶輪，外殼，過載保護裝置，液位調節(jié)裝置等。轉鼓轉速為nb由電機直接帶動，轉鼓上只有卸料口。螺旋輸送器轉速nS由轉鼓驅動行星差速器帶動，轉向與轉鼓相同。nSnb為正差轉速（一般機型）nSnb為負差轉速。,兩者轉差率：工作原理：懸浮液由中心進入，在離心力作用下，轉鼓內形成一個環(huán)行液池，重相顆粒沉降到轉鼓內表面，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。主要部件1.轉鼓：種類：圓筒形；圓錐形；筒錐組合形。長徑比：12（或11.5）。圓錐筒錐角1011；易于輸渣錐角：518。轉鼓材料：不銹鋼，高強不銹鋼，鈦鋼，玻璃鋼。一般轉鼓為整體鑄造或焊接而成。2.螺旋輸送器：用來輸送沉渣。主要組成部件：螺旋葉片，內管，進料室。螺旋葉片形式：整體形；帶狀形；斷開形。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合金（鈷鉻合金；鈷鎳合金；碳化鎢）,3.變速器：擺線針輪行星變速器；漸開線行星齒輪變速器。功用：實現(xiàn)轉鼓與螺旋輸送器之間的差速（變速），傳遞大扭矩。驅動方法：電機經(jīng)三角帶輪，帶動轉鼓旋轉（轉速nb)，由行星輪變速器變速后，帶動螺旋輸送器轉動（轉速ns)。一般：nbnS。特點：行星輪變速器可是現(xiàn)同軸傳動，轉向相同，任意傳動比，大扭矩。4.過載保護裝置：分電控機械式；機械液壓式；機械式。圖736為電控機械式。,（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；全圓錐形兩種。功用：懸浮液進入沉降段，進行沉降分離，澄清液從大端溢流孔溢出；沉渣由螺旋輸送器輸送到過濾段，進行過濾和脫水。2.過濾段：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。,（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組成。功用：螺旋卸料離心機把固、液分離；蝶片分離機把液體進一步處理，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，大部分固體顆粒被分離出來，由螺旋輸送器排出。輔助分離室：為蝶片式分離機，對液體進一步分離，分離出更細小的顆粒。工作原理：懸浮液由中心管進入螺旋離心機段，靠高速下的離心力固體顆粒與液體分離開來，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片式分離機，再次進行固液分離，細小顆粒由周邊孔排出，高澄清度液體由中部溢流孔（9）排出。,5.4分離機,種類：（1）管式分離機（2）碟式分離機用來分離液-液相的乳濁液分離機械。,分離機,工作原理：依據(jù)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，然后分別排出，達到分離目的。適應范圍：乳濁液分離，含微量固體顆粒的乳濁液（d5m)常見機型：管式分離機，室式分離機，碟式分離機。用途：油料，油漆，制藥，化工等。如：油水分離，蛋白質，青霉素，香精油等分離。,（1）管式分離機,特點：轉速高達15000r/min（為高速型分離機）。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=0.011.0m或固相濃度小于1%的懸浮液。結構：管狀轉鼓，轉鼓內徑為105mm，轉鼓長730mm，撓性主軸，上下軸承室，機殼，機座，制動裝置等。,管式分離機原理圖,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。重相液體在外層，輕相液體在里層。重相液體經(jīng)轉鼓上噴口卸出，輕相液體經(jīng)分離頭中心到流道排出。,管式分離機,轉鼓與軸的轉速較高，要克服因轉鼓不平衡而產生的振動，則上下軸承必須采用減振性能良好的撓性軸承。,下部軸承：用酚醛夾布樹脂制造，成為撓性滑動軸承，可降低臨界轉速，達到自動對中?；瑒虞S承與軸套可上下滑動。,上部軸承：球面形自對中滑動軸承，注入高壓油，形成油膜潤滑。此軸承的優(yōu)點為對中性好，振幅小。,管式轉鼓：采用高強度材料制造，增大轉鼓直徑，提高處理量和分離因數(shù)轉鼓還可制造為能耐內壓的密封轉鼓，使乳濁液在壓力作用下分離，同樣能提高處理量。,（2）碟式分離機,碟式分離機高速分離機中應用最廣泛的一種。分類：人工排渣型，噴嘴排渣型，活塞排渣型。功能：分離兩種密度不同的乳濁液；液液固相的乳濁液；含少量細顆粒的懸浮液。優(yōu)點：分離效率高，產量高，自動化程度高。主要結構：轉鼓，錐形蝶片，主軸，隔板，軸承，增速機構,機座,電機等。,工作原理：轉鼓全速旋轉，乳濁液從中間進入蝶片之間，在離心慣性力作用下，各液相按密度不同而分離，重液相沿蝶片間隙向外移動，從隔板外部溢流孔排出。輕液相在內層，從隔板內部溢流孔排出。固相顆粒沉降在轉鼓內壁，經(jīng)人工排渣或噴嘴、活塞排渣。,碟式分離機,廣泛用于：醫(yī)藥，化工，食品等行業(yè)。關鍵部件：錐形蝶片。多個錐形蝶片重疊放置，蝶片間距：0.41.5mm，蝶片數(shù)：40160，蝶片厚度：0.4mm，直徑：70600mm，蝶片半錐角：3050。轉鼓轉速：n=400014000rpm。,液珠分離和移