离心机原理 图文讲解各种离心机工作原理及应用

离心是利用离心机转子高速旋转产生的强大离心力，加速液体中颗粒的沉降速度，分离样品中沉降系数和浮力密度不同的物质。因此，需要利用离心机产生强大的离心力，从而迫使这些颗粒克服扩散，产生沉降运动。

离心机有一个绕自身轴线高速旋转的圆筒，称为转鼓，通常由电机驱动。悬浮液(或乳液)加入转鼓后，迅速被驱动以与转鼓相同的速度旋转，在离心力的作用下，各组分被分离并分别排出。一般滚筒转速越高，分离效果越好。

离心机底座

离心机主机架

离心机进料管

离心缓冲板

筛蓝色支架

离心是利用离心机转子高速旋转产生的强大离心力，加速液体中颗粒的沉降速度，分离样品中沉降系数和浮力密度不同的物质。离心机广泛应用于化工、石油、食品、制药、选矿、煤炭、水处理、航运等部门。离心机有哪些分类？

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根据结构和分离要求，工业离心机可分为三种类型:过滤离心机、沉降离心机和分离器。

一、过滤离心机

实现离心过滤的离心机是依靠滤网和离心力的过滤离心机。

过滤网和转鼓。

过滤离心机原理:转鼓壁上有许多小孔，壁上有滤网(滤布)。悬浮液在滚筒内旋转，液相被离心力甩出筛网，固相颗粒被筛网截留形成滤饼，实现固液分离。

适用范围:高固体含量、大固体颗粒(粒径> 10μm)的悬浮液。

几种过滤离心机的比较

1.三脚架过滤离心机:

手动上料离心机。

广泛应用于化工、制药、食品、轻工等行业。

结构:转鼓、滤网、主轴、轴承、底盘、外壳、三柱、皮带传动、电机等。

工作中的分离原则

卸载期间的工作原理

工作顺序:启动、进料、过滤、洗涤、甩干、停止、出料。周期性和间歇性运行。启动后，悬浮液逐渐加入滚筒中。在离心力场的作用下，液体通过滤布(滤网)和鼓孔甩出，而固体则被截留在滤网内形成滤饼。

优点:(1)对物料适应性强，可用于固液分离、成品潮解和滤饼洗涤。

⑵结构简单，制造、安装、维护和使用成本低。

⑶运行平稳，易于实现密闭防爆。

缺点:停卸效率低。

其他类型的三脚架:

①三脚架自动刮刀下卸式。

②三脚架升降卸料式。

③三脚架排气式。

④三脚架活塞上卸式。

三脚架离心机是应用最广泛的过滤离心机之一。使用离心过滤器过滤含有极小颗粒的悬浮液时，通常使用滤布作为过滤介质，要求滤饼不相对滤布移动。显然，满足这些要求的最简单的离心机是三脚架离心机。它有一个带垂直轴的圆柱形滚筒，一个实心底部和一个半封闭顶部。顶部外围边缘称为转鼓边缘，转鼓支撑在三脚架上，因此得名三脚架离心机。

一般情况下，在滚筒的罩面上钻许多小孔，在内侧覆盖一层或多层大孔金属滤网，作为安装在滚筒内的条形滤布的支撑。在启动之前或之后，悬浮液的白色顶部被引入到转鼓中，使得滤液通过盖流出，而组颗粒被截留在滤布上。

一般情况下，滤渣在停机后手动清除，或通过更换滤袋排出。当使用先进的三足离心机时，转鼓的转速可以降低到每分钟几转，然后将犁刀推入滤渣中以去除固体物质。犁刀将固体转向转鼓的轴线，使滤渣从转鼓底部的开口处落下。借助计时器，所有操作都可以自动进行。

2.上部悬挂离心机

主轴支点高于旋转部件重心的立式过滤离心机。

广泛应用于化工、医药、轻工、食品等行业。如糖、盐、葡萄糖等。

结构:转鼓固定在细长轴的下端，轴的上端通过轴承悬挂机构与电机连接，驱动转鼓旋转。

工作循环:进料、旋转分离、洗涤、脱水、出料、洗涤滤网等。

工作特点:低速上料、全速分离、洗涤脱水、低速下出料。转速是连续的，但是是周期性变化的。

优点:(1)对不同浓度的物料和悬浮液适应性强。(2)不停机进出料，连续作业，相对效率高。③结构比较简单。

缺点:①装卸时速度慢，操作有周期性。(2)主轴较长，容易偏斜。

其他结构类型:

①悬挂刮刀卸料式。

②悬挂式自动卸料式。

3.卧式刮刀卸料离心机

工作循环:高速进料、过滤、洗涤、分离、出料。

工作特点:高速连续运转，间歇上下料。它可以处理粗、中、细颗粒的悬浮液。

结构:转鼓、滤网、进料管、刮刀机构、卸料槽、外壳、主轴、机体和电机。

广泛应用于化工、制药、轻工、食品等行业。如:盐、硫酸铵、碳酸氢铵、聚氯乙烯等。

工作原理

app应用

优点:①对材料适应性强。它可以处理粗、中、细颗粒的悬浮液。

②过滤、洗涤、分离、出料时间可随意调整。

③连续运行，速度均匀，效率高。

缺点:刮刀磨损快，易受冲击。刮刀在运行过程中容易因磨损、冲击和腐蚀而损坏，因此应选择耐磨、耐腐蚀和高强度的材料。

刮刀结构:①上悬刮刀。②旋转刮刀。

4.卧式活塞卸料离心机

工作循环:全速连续进料、分离、洗涤、甩干，活塞连续顶出。

工作特点:恒速连续运行，自动连续送料，液压脉动活塞出料，可实现无人值守和自动化操作。

结构:转鼓、筛网、推板、布料斗、空芯轴、推杆、复合油缸、壳体、机座、液压系统等。

广泛应用于:化工、化肥、制药、制糖等行业。

优点:①效率高，产量高，运行稳定。②自动装卸，实现无人值守。③对物料和中粗颗粒悬浮液适应性强。

缺点:①不适合细颗粒悬浮。②对浓度波动敏感，易产生泄漏。③结构比较复杂。推板往复运动，往复次数为20-30次/分钟；冲程是滚筒长度的1/10。

该离心机分类如下:①单级活塞推料离心机。②多级活塞推料离心机——每级转鼓短，易推渣，滤渣层薄，滤渣停留时间长，有利于脱水洗涤。

5.离心惯性力卸料离心机

又称锥篮离心机。

本离心机类型:立式锥篮型；卧式锥篮式。

工作循环:连续进料、分离、洗涤、甩干、全速卸料。

工作特点:全速工作，自动连续上下料，无特殊卸料装置。

结构:锥形滚筒、过滤网、进料管、分配器、主轴、外壳、隔振器、电机等。

优点:(1)结构简单，体积小，成本低。②效率高，功耗低。③自动装卸，无人值守。

缺点:①对物料性质和浓度的变化敏感，适应性差。(2)物料停留时间难以控制，容易产生流质。

滤渣运动原理:(忽略颗粒的重力作用)

广泛应用:化工、小化肥、制药、食品等。

二、沉降离心机

原理:滚筒上没有孔或滤网。当悬浮液随着转鼓高速旋转时，由于固相和液相的比重不同，会产生不同的离心惯性力。离心力大的固体颗粒沉积在转鼓内壁，液相沉积在内层，然后从不同的出口排出，达到分离的目的。

卧螺离心机的转速一般较高；n = 7000 ~ 8000转/分

适用范围:固体含量较少，固体颗粒较小(d

常见型号:螺旋卸料式。分为:

(1)螺旋卸料沉降离心机(包括:卧式；垂直)

⑵刮刀卸料卧式沉降离心机

⑶三脚架沉降离心机

1.螺旋卸料沉降离心机

广泛应用于:化工、石油、冶金、制药、轻工、食品、污水处理等。，用于处理粒度d

工作特点:连续进料，分离卸料，全速运转，高速n=7000~8000rpm。

工作原理:悬浮液从中心进入，在离心力的作用下，在滚筒内形成环形液池，重相颗粒在滚筒内表面沉降形成沉淀物，被螺旋叶片推到滚筒小端排出。转鼓大端盖上设有圆形溢流孔，澄清液从溢流孔排出。

螺旋卸料沉降离心机的主要操作参数为:转鼓转数、转鼓与输送螺杆的速度差、溢流口位置和进料速度；主要结构参数有:滚筒大端内径d，滚筒长度？L，滚筒长径比L/D，滚筒半锥角α，输送螺杆的螺杆头数和螺距。

螺旋卸料沉降离心机的主要优点是:自动连续运行，无需滤布，长期连续运行，维护简单；适用范围广，可用于固体脱液、液体澄清、固体颗粒按粒度分级、液-液-固分离；对物料的适应性好，可分离固体的粒度范围为0.005mm-2mm，悬浮液的体积浓度范围为2%-40%。浓度波动对分离效果影响不大。结构紧凑，易于实现结构密封，密闭机器可在一定正压下运行；单机生产能力大(主机可达190m3/h)，运行成本低，占地面积小。

螺旋卸料沉降离心机的缺点是:(1)沉淀物的液体含量普遍较高；沉淀物虽然可以冲洗，但冲洗效果不好；结构复杂，机器成本高。

2.沉降过滤离心机

转鼓:分为沉降段和过滤段

1.沉降段:形式有圆柱形和圆锥形；全锥有两种。

作用:悬浮液进入沉降段沉降分离，澄清液从大端溢流孔溢出；沉淀物通过螺旋输送机输送到过滤段进行过滤和脱水。

2.过滤段:圆柱形，带滤网和筛网。

作用:沉淀物在此段用筛网过滤，液体分离，滤渣从左边大孔排出。如果滤渣需要洗涤或干燥处理，中心孔用洗涤液或蒸汽填充，滤渣在过滤段洗涤。

筛网翻新:从反吹管引入压缩空气体或清水，通过反吹对筛网进行翻新。

3.螺旋盘式离心机

机构:卧式螺旋卸料离心机和蝶式分离器。

功能:螺旋卸料离心机分离固体和液体；液体可以通过蝶式分离器进一步处理，得到澄清度高的液体产品。

转鼓:由主分离室和辅助分离室组成。

主分离室:是卧式螺旋离心机，主要分离固体和液体，大部分固体颗粒由螺旋输送机分离排出。

辅助分离室:为蝶式分离器，可进一步分离液体，分离更细小的颗粒。

工作原理:

悬浮液体通过中心管进入螺旋离心机段，固体颗粒通过离心力高速从液体中分离出来，泥沙由输送机从小头出料口排出。

液体通过离心机大端的溢流孔进入蝶式分离器，再次进行固液分离。微粒从外围孔排出，高透明度的液体从中间溢流孔(9)排出。

第三，分离机

工作原理:根据液体和液体的密度差，在高速离心力场作用下，液体和液体分层，重相在外层，轻相在内层，然后分别排出，达到分离的目的。

适用范围:乳液分离、含微量固体颗粒的乳液(d

常用型号:管式分离器、室式分离器、盘式分离器。

用途:石油、油漆、制药、化工等。

如油水分离，蛋白质、青霉素、精油的分离。

1.碟式分离机

分离器是沉降离心分离的一种，用于分离难以分离的物质。碟式分离机是应用最广泛的卧螺离心机。可以完成分离和澄清两个操作。

碟式分离机为立式离心机，转鼓安装在立轴上端，由电机通过传动装置驱动高速旋转。滚筒中有一组圆盘形零件嵌套在一起，圆盘之间有一个小间隙。悬浮液(或乳液)通过位于滚筒中心的进料管添加到滚筒中。当悬浮液(或乳液)流经圆盘之间的间隙时，固体颗粒(或液滴)在离心力的作用下沉降到圆盘上，形成沉降物(或液体层)。沉淀物沿着盘表面滑动，与盘分离，并积聚在滚筒的最大直径部分，分离出的液体通过液体出口从滚筒中排出。分离器停止后，积聚在转鼓中的固体被手动清除，或从转鼓中不间断地排出。

盘式分离器的主要操作参数有:转鼓转速、轻液转速、轻液与重液界面位置、进料速度等。堆垛机的主要结构参数有:滚筒内径、等效沉降面积、圆盘尺寸和圆盘总数、排渣方式和排渣机构。

盘式离心机结构紧凑，占地面积小，生产能力大，适用于液固和液液分离，因此广泛应用于化工、医药、轻工、食品、生物工程和交通运输等部门。蝶式分离器的缺点是结构复杂，转速高，所以对操作和维护的要求更高，清洗更麻烦。

多室分离器

室式分离器是一种广泛使用的离心沉降设备，用于分离固体含量低于2%的悬浮液。其结构除转鼓(如传动机构、机座、测速装置、制动器等)外，基本与堆分机相同。).

在腔室分离器的转鼓中，一组同心分离圆筒将转鼓的内空分成多个串联的腔室(即环形空)，转鼓的内空通常根据每个腔室的径向间距相等或每个腔室的横截面积相等的原理进行分离。将待澄清悬浮液的进料管加到转鼓的中心，然后从中心向外逐一流过各室。每个腔室中液体的流速逐渐减小(当每个腔室之间的径向距离相等时)或保持不变(当每个腔室的横截面积相等时)。从中心向外，由于半径的增加，每个室的分离系数越来越大，因此最大的固体颗粒沉积在位于中心的第一室的内壁上，而更细的固体颗粒沉积在外室中。澄清后的液体由向心泵从转鼓中排出，排出压力可达0.28兆帕。由于转鼓内安装了同心分离筒，缩短了固体颗粒的沉降距离，扩大了沉降面积。与堆垛机相比，它的结构更简单，转鼓内零件更少，装沉淀物的转鼓的空更大，可以用来分离固体含量略高的悬浮液，而且比圆盘分离器更方便清除沉淀物和清洗转鼓。

管式分离器

特点:转速高达15000转/分(高速分离机)。分离系数Fr=13205。分离两相密度大于10的乳液；固体颗粒d=0.01~1.0μm或固体浓度小于1%的悬浮液也可分离。

结构:内径105毫米、长730毫米的管状滚筒、柔性主轴、上下轴承室、外壳、框架、制动装置等。

工作原理:乳液从底部进入滚筒，两种液体在高速离心力的作用下分离。外层为重相液体，内层为轻相液体。重相液体通过转鼓上的喷嘴排出，轻相液体通过分离头的中心排出到流动通道。

管式分离器的分离系数很高，一般在13200-50000之间；结构小巧紧凑，是一种应用广泛的沉降式高速离心分离设备。其结构如图所示。管式分离器是立式结构，分为澄清型和分离型。澄清型用于澄清含有少量固体的悬浮液。悬浮液从滚筒的下部进入滚筒。在从底部到顶部的流动过程中，固体颗粒沉积在滚筒的内壁上，澄清的液体从滚筒的上部溢出。分离式用于分离乳化液，乳化液在离心力的作用下分为重液和轻液两个液层。

管式分离器适用于固体含量小于1%，固体颗粒小于5um，固液密度差小的悬浮液的澄清。也适用于轻液重液高分散、密度差的乳状液的分离。管式分离器结构简单，体积小，运行稳定，分离系数高，能够分离难分离的物料，因此广泛应用于化工、制药、生物制品生产、油漆制造、植物油精炼和矿物油加工等领域。

主要用途:分离低固体含量的粘稠悬浮液，如清漆、果汁、细菌培养液等。；将悬浮液中的固体颗粒按其大小分类，如用管式分离器将搪瓷原料分类以除去杂质；分离难分离的乳化液，如从植物油、鱼和动物脂肪、矿物油中分离水；用于高分散体系和胶体体系的分离和粒度分布。

管式分离器的主要缺点是间歇操作和滚筒体积小。为避免频繁停车清除沉淀物，管式分离器分离出的物料固含量不应超过1%。