离心分离机主要用于将悬浮液中的固体颗粒与液体分开;或将乳浊液中两种密度不同,又互不相溶的液体分开(例如从牛奶中分离出奶油);它也可用于排除湿固体中的液体,例如用洗衣机甩干湿衣服;特殊的超速管式分离机还可分离不同密度的气体混合物,例如浓缩、分离气态六氟化铀;利用不同密度或粒度的固体颗粒在液体中沉降速度不同的特点,有的沉降离心机还可对固体颗粒按密度或粒度进行分级。离心分离机大量应用于化工、石油、食品、制药、选矿、煤炭、水处理和船舶等部门。
由于卸渣机构的改进,20世纪30年代出现了连续操作的离心机,间歇操作离心机也因实现了自动控制而得到发展。
1879年,瑞典的拉瓦尔发明台从牛奶中分离奶油的分离机,它的转鼓仅是一个空心的圆筒。后来转鼓内增加了轴向叠置的圆锥形碟片,使分离效果显著改善,并增大了处理能力,这一技术进展导致碟式分离机迅速发展。离心分离机的转速则逐渐由低速向高速发展,转鼓直径也逐渐增大,改善了分离效果,提高了处理能力。
离心分离机有一个绕本身轴线高速旋转的圆筒,称为转鼓,通常由电动机驱动。悬浮液(或乳浊液)加入转鼓后,被迅速带动与转鼓同速旋转,在离心力作用下各组分分离,并分别排出。通常,转鼓转速越高,分离效果也越好。
离心分离机的作用原理有离心过滤和离心沉降两种。①离心过滤:悬浮液在离心力场下产生的离心压力,作用在过滤介质(滤网或滤布)上,使液体通过过滤介质成为滤液;而固体颗粒被截留在过滤介质表面,形成滤渣,从而实现液-固分离。过滤型转鼓圆周壁上有孔,在内壁衬以过滤介质。②离心沉降:利用悬浮液(或乳浊液)密度不同的各组分在离心力场中迅速沉降分层的原理,实现液-固(或液-液)分离。沉降型转鼓圆周壁无孔。图3为4种典型的沉降型转鼓。悬浮液(或乳浊液)加入转鼓后,固体颗粒(或密度较大的液体)向转鼓壁沉降,形成沉渣(或重分离液)。密度较小的液体向转鼓中心方向聚集,流至溢流口排出,成为分离液(或轻分离液)。转鼓均为间歇排渣,适用于含固体颗粒粒度较小、浓度较低的悬浮液或乳浊液分离;图3b的转鼓用螺旋连续排渣,可分离固体颗
离心分离机
离心分离机
粒浓度较高的悬浮液。在具有多层圆锥形碟片的转鼓中,液体被碟片分成若干薄层,缩短了沉降分离的距离,使分离加快,改善了分离效果。
(1)排除空鼓失衡。对一台新的离心机转鼓来说,平衡校正时是将转鼓安装在平衡用心轴上进行的,一般须先将其放在动平衡机上进行平衡校正。当其转鼓装在实际转轴上之后其平衡精度会明显下降,这是因为转鼓与平衡用心轴之间以及转鼓与实际转轴之间的配合条件及同心度是不同的。旋转设备的振动,有60%左右是由于转子不平衡引起的,在现场做整机动平衡是消除空鼓失衡后产生的振动是有效的办法。