各類離心機的典型結(jié)構(gòu)

1、離,心,機,Centrifugal Machine,1,離心機的典型結(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

2、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(zhì)量不同產(chǎn)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。,?,1.1,分離物料的特性,分離的對象：非均勻混合物（非均一系）,

3、（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(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（可用重量百分數(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%,選用過濾式離心機,細顆粒懸浮液：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

4、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：,0.1 d 0.40.5,?,m,液珠直徑再大時會分層。,乳濁液兩相濃度發(fā)生變化時，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，布朗運動系數(shù)等。,乳濁液分離難度較大，一般選用高速分離機進行，依靠高速旋,轉(zhuǎn)把不同比重的液體分離開來。,如：管式分離機；碟片式分離機。,轉(zhuǎn)速：,n=400015000 r/min,?,（三）固體顆粒,定義

5、：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,細顆粒,粒徑的測量方法有：當量球徑；當量圓徑；統(tǒng)計直徑。,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數(shù)表示。,粒度分布表達方式：,用總粒度數(shù)表示。,用單位長度上的粒度數(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。,常見有：球形，橢圓形，扁圓形，片形，雪花形,等等。,?,1.2,分離

6、原理及離心機分類,?,(,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,F,k,N,w,R,m,a,m,F,s,m,w,R,a,s,m,60,Dn,w,R,v,s,rad,30,n,w,2,n,k,2,2,n,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,顆粒離心慣性力：,顆粒向心加速度：,（切線速度）,圓周速度：,轉(zhuǎn)鼓角速度：,?,?,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,是表示離心機分離能力的主要指標，是一個重要性,能參數(shù)。,Fr,值越大，表明分離

7、效果越好,。,R,轉(zhuǎn)鼓直徑增大,Fr ,及,F,k,方法,轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速提高,(,當結(jié)構(gòu)一定時,效果更好,),2,k,n,r,F,a,R,F,G,g,g,?,?,?,?,(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）,?,?,),(,2,a,2,1,2,2,c,m,N,p,r,r,2,1,F,?,?,?,?,?,.,m,r,m,kg,p,r,R,2,1,F,1,3,a,2,1,2,2,c,物料環(huán)內(nèi)徑，,物料密度,式中：,?,?,?,?,?,(,二,) .,離心機分類,分為三類,：,共同特點：,體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，分離效率高，生

8、產(chǎn)能力大，附屬設(shè)備少。,過濾式離心機,沉降式離心機,分離機,2,過濾式離心機,2.1,過濾式離心機,依靠濾網(wǎng)和離心力作用的離心機為過濾離心機。,結(jié)構(gòu)特點：濾網(wǎng)、轉(zhuǎn)鼓。,共有五種類型。,三足式過濾離心機,上懸式離心機,臥式刮刀卸料離心機,臥式活塞卸料離心機,離心慣性力卸料式離心機,范圍：,固體顆粒較大,的懸浮液,（,d 10m),過濾式離心機原理：,轉(zhuǎn)鼓壁上有許多小孔，壁內(nèi)有過濾網(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，從而實現(xiàn)固、液分離。,適應范圍：固相含量高，固體顆粒較大的懸浮液（,d 10m),。,活塞卸料過濾離心機,（,1,）三足式過濾離

9、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(jié)構(gòu),：轉(zhuǎn)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(zhuǎn)鼓內(nèi)，物料在離心力場作用下，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。,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(jié)構(gòu)簡單，制造、安裝、維修、使用成本低。,運轉(zhuǎn)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

10、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(jié)構(gòu),：,轉(zhuǎn)鼓固定在細長軸下端，軸上端,有軸承懸掛機構(gòu)與電機相聯(lián)，軸帶動,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,：,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,?,上懸式離心機,上懸軸承結(jié)構(gòu),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(zhuǎn)，相對效率高。,結(jié)構(gòu)相對簡單。,缺點：,加料、卸料時要減速，運轉(zhuǎn)具有

11、周期性。,主軸較長，易產(chǎn)生撓曲變形。,另有結(jié)構(gòu)類型：,上懸刮刀卸料式。,上懸自動卸料式。,?,（,3,）,臥式刮刀卸料離心機,工作循環(huán),：,在高速運轉(zhuǎn)下加料、過濾、洗滌、分離、卸料。,工作特點,：,高速連續(xù)運轉(zhuǎn)，間歇加料和卸料。,可處理粗、中、細顆粒的懸浮液。,結(jié)構(gòu)：,轉(zhuǎn)鼓，濾網(wǎng)，加料管，刮刀機構(gòu)，,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?、中、細顆粒的懸浮液。,對過濾、洗滌、分離、卸料過程時間可任意調(diào)節(jié)。,運轉(zhuǎn)連續(xù)，速度均勻，效率高。,缺點：,刮刀磨損較快，易產(chǎn)生

12、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(jié)構(gòu)：,上懸式刮刀。,旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)，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(jié)構(gòu)：,轉(zhuǎn)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。,廣泛應于,：化工、化肥、制藥、制糖等行業(yè)。,優(yōu)點：,效率高，產(chǎn)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。

13、,缺點：,不適應細顆粒懸浮液。,對濃度波動比較敏感，易產(chǎn)生漏料現(xiàn)象。,結(jié)構(gòu)相對復雜。,推料盤作往復運動，往復次數(shù)：,2030,次,/,分；行程為轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(jié)構(gòu)：,錐形轉(zhuǎn)鼓，濾網(wǎng)，進料管，

14、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：,?,f 1,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(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：,=32.5,2,0,1,F,mr,?,?,?,?,con,w,mr,f,N,f,F,con,w,mr,N,2,1,1,1,1,1,2,1,1,?,?,?,摩擦力：,正壓力：,1,2,1,1,2,1,1,1,sin,f,tg,con,w,mr,f,w,mr,F,T,c,?,?,?,?,?,?,?,2,1,1,sin,C,T,mr,?

15、,?,?,優(yōu)點：,結(jié)構(gòu)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(zhì)、濃度變化敏感，適應性差。,物料停留時間不易控制，易產(chǎn)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(zhuǎn)鼓上無孔，也無濾網(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，達到分離的目的。,沉降式離心機一般轉(zhuǎn)速較高：,n=70008000rpm,適應范圍：固相含量較少，固體顆粒較?。?d 10 ,m ),。,

16、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(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速較高,n=70008000rpm,。,結(jié)構(gòu)：,轉(zhuǎn)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(diào)節(jié)裝置等。,轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速為,n,b,由電機直接帶動，轉(zhuǎn)鼓上只有卸料口。,螺旋輸送器轉(zhuǎn)速,n,S,由轉(zhuǎn)鼓驅(qū)動行星差速器帶動，轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)鼓,相同。,n,S,n,b,為正差轉(zhuǎn)速（一般機型）,n

17、,S,n,b,為負差轉(zhuǎn)速。,兩者轉(zhuǎn)差率：,工作原理,：,懸浮液由中心進入，在離心力作用下，轉(zhuǎn)鼓內(nèi)形成一個環(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。,長徑比：,12,（或,11.5,）。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：,用來輸送沉渣。,主要組成部件：螺旋葉片，內(nèi)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

18、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；,%,3,2,.,0,%,100,?,?,?,b,b,s,n,n,n,a,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(zhuǎn)鼓與螺旋輸送器之間的差速（變速），傳遞大扭矩。,驅(qū)動方法：電機經(jīng)三角帶輪，帶動轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)速,n,b,),，由行星輪變速器變速,后，帶動螺旋輸送器轉(zhuǎn)動（轉(zhuǎn)速,n,s,),。一般：,n,b,n,S,。,特點,：行星輪變速器可是現(xiàn)同軸傳動，轉(zhuǎn)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,7,36,為電控機械式。,?,（,2,）沉降,

19、過濾式離心機,轉(zhuǎn)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(gòu),：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

20、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，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。,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

21、。,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(nèi)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（,d5,m ),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(zhì)，青霉素，香精油等分離。,（,1,）管式分離機,特點,：,轉(zhuǎn)速高達,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(jié)構(gòu),：,管狀轉(zhuǎn)鼓，轉(zhuǎn)鼓內(nèi)徑為

22、,105mm,，轉(zhuǎn)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(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。,管式分離機,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，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(zhuǎn)速，達到自動對,中。滑動軸承與軸,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(zhuǎn)鼓：,采用高強度材料制造，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。,（,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(chǎn)量高，自動化程