离心机工作原理优秀课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,离 心 机,Centrifugal Machine,1,5,.1,离心机的典型结构及工作原理,混合物种类：,（称非均一系；非均匀液体）,混合物的分离在多种行业中都存在，根据不同目的进行定向分离。,液固相,液液相,液液,固相,气液相,气液,液相,气液,固相,2,分离目的：,获得有用的固相，排掉液相。,（如：选煤，制药，制糖，制碱，食品等）,获得有用的液相，排掉固相。,（如：造酒，制药，榨油，食品等）,分离固相与液相，均收回或排掉。,（如：污水处理，造纸，选煤等）,分离液液相，均收回或不收回。,（如：油水分离，燃料油提纯等）,3,分离方法,：,物理方法、化学方法、电学方法（电解与电离）。,机械分离方法 （过滤；离心沉降）,物理方法,：,比重沉淀方法 （沉降；浮选）,物理分离原理：,在场外力作用下，混合物中各相（如液相和固相）由,于质量不同产生“相重差”，从而得到分离。,4,物理分离种类,：,离心沉降（如：沉降式离心机，分离机）,沉降式：,重力沉降 （如：沙层自由沉降）,离心过滤（如：过滤式离心机）,过滤式：加压过滤,真空过滤 （如：各种压滤机）,深层过滤,振动筛,筛分式：,脱水,浮选式：油水分离；固相漂浮分离。,分离方法应用：,化工、石油、轻工、医药、食品、纺织、冶金、煤,炭、水、选矿、船舶、军工、污水处理等。,5,5.1.1 分离物料的特性,分离的对象：非均匀混合物（非均一系）,（一）悬浮液,定义,：由液体和悬浮于其中的固体颗粒组成的系统称为悬,浮液。,其中：液相为主相，称为连续相。,固体颗粒为副相，称为分散相,。,悬浮液,乳浊液,固体颗粒,非均匀混合物种类,6,悬浮液的特性：,物理性质：密度（浓度）、粘度、表面张力等。,固相比：固液浓度比。,悬浮液分类：,按固体颗粒大小和浓度分（可用重量百分数、体积百分表示）,粗颗粒悬浮液：粒径,d 50,m,高浓度悬浮液：浓度 10%选用过滤式离心机,细颗粒悬浮液：粒径,d 50,m,低浓度悬浮液：浓度 10%选用沉降式离心机或,过滤机,7,过滤式离心机,沉降式离心机,8,(二).乳浊液,定义,：由液体和悬浮于其中的一种或数种其它液体所组成的系统，,称为乳浊液。,其中：主液体相为连续相。,其它液体相为副液相，或叫：分散相，非连续相。,乳浊液主要是指液液相组成的非均匀混合物。,如：油水混合物，形成水包油时，水为主液相，油为分散相。,分散相液珠直径,：一般：0.1,d 50,m,粗颗粒,5,d 50,m,中等颗粒,d 10m),17,过滤式离心机原理：,转鼓壁上有许多小孔，壁内有过滤网（滤布），悬浮液在,转鼓内旋转，靠离心力把液相甩出筛网，而固相颗粒被筛,网截留，形成滤饼，从而实现固、液分离。,适应范围：固相含量高，固体颗粒较大的悬浮液（,d 10m)。,18,19,活塞卸料过滤离心机,20,（1）三足式过滤离心机,一种人工上部上料式离心机。,广泛用于,：,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、三根支柱、,皮带传动、电机等。,三足式过滤离心机,21,工作顺序,：,启动、加料、过滤、洗涤、甩干、停车、卸料。周期,性，间歇操作。,悬浮液在启动后逐渐加入转鼓内，物料在离心力场作用下，液体经滤布（滤网）及转鼓孔甩出，固体则被截留在滤网内，形成滤饼。,22,分离原理,三足自动刮刀下部卸料式,23,24,优点：,对物料适应性强，可用于固液分离、成品脱液、滤饼洗涤。,结构简单，制造、安装、维修、使用成本低运转平稳，易于实现密闭和防爆。,缺点：,卸料要停车，效率低。,三足式其它种类,：,三足自动刮刀下部卸料式。,三足吊出卸料式。,三足气流卸料式。,三足活塞上部卸料式。,25,（2）上悬式离心机,广泛用于,：,化工、医药、轻工、食品等。如：制糖、盐、葡萄糖等。,结构,：,转鼓固定在细长轴下端，轴上端,有轴承悬挂机构与电机相联，轴带动,转鼓旋转。,工作循环,：,加料、旋转分离、洗涤、脱水、,卸料、冲洗滤网等。,工作特点,：,低速上部加料，全速分离、,洗涤、脱水，低速下部卸料。,转速连续，但周期性变化。,上悬式离心机,26,上悬式离心机,27,上悬轴承结构,28,优点：,对物料适应性强，适应不同浓度的悬浮液。,加料、卸料不停机，连续运转，相对效率高。,结构相对简单。,缺点：,加料、卸料时要减速，运转具有周期性。,主轴较长，易产生挠曲变形。,另有结构类型：上悬刮刀卸料式。,上悬自动卸料式。,29,（3）,卧式刮刀卸料离心机,30,工作循环,：,在高速运转下加料、过滤、洗涤、分离、卸料。,工作特点,：,高速连续运转，间歇加料和卸料。,可处理粗、中、细颗粒的悬浮液。,结构：,转鼓，滤网，加料管，刮刀机构，,卸料槽，外壳，主轴，机体，电机。,卧式刮刀卸料离心机,31,广泛用于,：化工、制药、轻工、食品等行业。,如：食盐，硫铵，碳酸氢氨，聚氯乙烯等。,优点：,对物料适应性强。可处理粗、中、细颗粒的悬浮液。,对过滤、洗涤、分离、卸料过程时间可任意调节。,运转连续，速度均匀，效率高。,缺点：,刮刀磨损较快，易产生冲击。,刮刀片工作时受磨损、冲击和腐蚀作用，最容易损坏，所以要选用耐磨、耐腐蚀、高强度材料制造。,刮刀结构：上悬式刮刀。,旋转式刮刀。,32,（,4,）,卧式活塞卸料离心机,33,（4）卧式活塞卸料离心机,工作循环,：,在全速下连续加料、分离、洗涤、甩干，活塞连续推卸料。,工作特点,：,匀速连续运转，自动连续加料，液压脉动活塞卸料，可实现无,人职守，自动操作。,结构：,转鼓，筛网，推料盘，布料斗，空心轴，推杆，复合油缸，机壳，机,座，液压系统等。,34,35,36,37,广泛应于化工、化肥、制药、制糖等行业。,优点：,效率高，产量高，操作稳定。,可自动上、卸料，实现无人职守。,对物料适应性强，适应粗、中颗粒的悬浮液。,缺点：,不适应细颗粒悬浮液。,对浓度波动比较敏感，易产生漏料现象。,结构相对复杂。,推料盘作往复运动，往复次数：2030次/分；行程为转鼓长的 1/10。,此离心机分类：单级活塞推料式离心机。,多级活塞推料式离心机每级转鼓短，推渣容易，滤渣层薄，滤渣停留时间长，有利于脱水和洗涤。,38,（5）,锥篮型离心机,离心惯性力卸料式离心机,39,（5）离心惯性力卸料式离心机,又称：锥篮离心机。,此离心机种类：立式锥篮型；卧式锥篮型。,工作循环,：,全速下连续加料、分离、洗涤、甩干、卸料。,工作特点,：,在全速下工作，自动连续加料、卸料，无专门的卸料装置。,结构：,锥形转鼓，滤网，进料管，分配器，主轴，机壳，隔振器，电机等。,40,离心惯性力：,向上分力：,筛网面上正压力及摩擦力：,f 1,摩擦系数，即滤渣与筛网之间摩擦。,自动卸料条件：,自动卸料条件为：转鼓半锥角,的正切必须大于摩擦系数。,如：,LI800,型锥篮式离心机：,=32.5,41,优点：结构简单，体积小，造价低。,效率高，耗电少。,可自动上、卸料，无人职守。,缺点：对物料性质、浓度变化敏感，适应性差。,物料停留时间不易控制，易产生跑液。,滤渣移动原理：（忽略颗粒的重力作用）,广泛应用化工、小化肥、制药、食品等。,42,5.3,沉降式离心机,原理：,转鼓上无孔，也无滤网。悬浮液随转鼓高速旋转，因固、液两相的比重不同，则产生不同的离心惯性力，离心力大的固相颗粒沉积在转鼓内壁上，液相则沉降在里层，然后分别从不同的出口排出，达到分离的目的。,沉降式离心机一般转速较高：,n=70008000rpm,适应范围：固相含量较少，固体颗粒较小（,d 10,m)。,常见机型：螺旋卸料式。,43,分为：螺旋卸料式沉降离心机（有：卧式；立式）,刮刀卸料卧式沉降离心机,三足式沉降离心机,（1）螺旋卸料式沉降离心机,广泛用于：,化工、石油、冶金、制药、轻工、食品、污水处理等,用来处理颗粒粒度,d10m,的悬浮液。,工作特点：,连续加料、分离、卸料，全速运转，转速较高,n=70008000rpm。,44,45,结构：,转鼓，螺旋输送器，变速器，进料管，带轮，外壳，过载保护装置，液位调节装置等。,转鼓转速为,n,b,由电机直接带动，转鼓上只有卸料口。,螺旋输送器转速,n,S,由转鼓驱动行星差速器带动，转向与转鼓相同。,n,S,n,b,为正差转速（一般机型）,n,S,n,b,为负差转速。,46,两者转差率：,工作原理,：,悬浮液由中心进入，在离心力作用下，转鼓内形成一个环行液,池，重相颗粒沉降到转鼓内表面，形成沉渣，由螺旋叶片推到转,鼓小端排除。转鼓大端盖上有圆形排列的溢流孔，澄清液从溢流,孔排出。,主要部件,1.转鼓：,种类：圆筒形；圆锥形；筒锥组合形。,长径比：12（或11.5）。圆锥筒锥角1011；,易于输渣锥角：518。,转鼓材料：不锈钢，高强不锈钢，钛钢，玻璃钢。,一般转鼓为整体铸造或焊接而成。,2.螺旋输送器：,用来输送沉渣。,主要组成部件：螺旋叶片，内管，进料室。,螺旋叶片形式：整体形；带状形；断开形。分单头、双头，左旋式，右旋式。,螺旋叶片易磨损，,表面一般要堆焊硬质合金（钴铬合金；钴镍合金；,碳化钨）,47,3.变速器：,摆线针轮行星变速器；渐开线行星齿轮变速器。,功用,：实现转鼓与螺旋输送器之间的差速（变速），传递大扭矩。,驱动方法：电机经三角带轮，带动转鼓旋转（转速,n,b,)，,由行星轮变速器变速,后，带动螺旋输送器转动（转速,n,s,)。,一般：,n,b,n,S,。,特点,：行星轮变速器可是现同轴传动，转向相同，任意传动比，大扭矩。,4.过载保护装置：分电控机械式；机械液压式；机械式。,图736 为电控机械式。,48,（2）沉降过滤式离心机,转鼓：分为：沉降段和过滤段,1.沉降段：,形式有圆柱与圆锥形；全圆锥形 两种。,功用：悬浮液进入沉降段，进行沉降分离，澄清液从大端溢流孔溢出；,沉渣由螺旋输送器输送到过滤段，进行过滤和脱水。,2.过滤段：,形式为圆柱形，有滤网和筛孔。,功用：沉渣在此段经筛网过滤，液体被分离，滤渣由左端大孔排出。滤渣若,要求洗涤或干燥处理，则中心孔通入洗涤液或蒸汽，在过滤段洗涤滤渣。,筛网反新：由反吹管通入压缩空气或清水，反吹筛网，使之反新。,49,（3）螺旋碟片式离心机,机构,：卧式螺旋卸料离心机和蝶片分离机两部分组成。,功用,：螺旋卸料离心机把固、液分离；蝶片分离机把液体进一步处理，可获得澄清度很高的液相产品。,转鼓,：由主分离室和辅助分离室两部分组成。,主分离室：为卧式螺旋离心机，主要进行固、液分离，大部分固,体颗粒被分离出来，由螺旋输送器排出。,辅助分离室：为蝶片式分离机，对液体进一步分离，分离出更细,小的颗粒。,工作原理,：,悬浮液由中心管进入螺旋离心机段，靠高速下的离心力固体,颗粒与液体分离开来，沉渣由输送器从小端排出孔排出。,液体由离心机大端溢流孔进入蝶片式分离机，再次进行固液分离，细小颗粒由周边孔排出，高澄清度液体由中部溢流孔（9）排出。,50,51,5.4,分 离 机,种类：,（,1,）管式分离机,（,2,）碟式分离机,用来分离液,-,液相的,乳浊液分离机械。,52,分离机,工作原理：,依据液,-,液两相的密度差，在高速离心力场下，使液液分层，重相在外层，轻相在内层，然后分别排出，达到分离目的。,适应范围：,乳浊液分离，含微量固体颗粒的乳浊液（,d5,m),常见机型,：,管式分离机，室式分离机，碟式分离机。,用途,：,油料，油漆，制药，化工等,。,如：油水分离，蛋白质，青霉素，香精油等分离。,53,（,1,）管式分离机,特点,：,转速高达 15000,r/min（,为高速型分离机）。,分离因数,Fr=13205。,分离两相密度大于10,的乳浊液；,也可分离固相颗粒,d=0.011.0m,或 固相浓度小于1%的悬浮液。,结构,：,管状转鼓，转鼓内径为 105,mm，,转鼓长 730,mm，,挠性主轴，上下轴承室，机壳，机座，制动装置等。,54,管式分离机原理图,工作原理,：,乳浊液由底部进入转鼓内，在高速离心力作用下将两种液体分离。重相液体在外层，轻相液体在里层。重相液体经转鼓上喷口卸出，轻相液体经分离头中心到流道排出。,55,管式分离机,转鼓与轴的转速较高，要克服因转鼓不平衡而产生的振动，则上下轴承必须采用减振性能良好的挠性轴承。,56,下部轴承,：,用酚醛夹布树脂制造，成为挠性滑动轴承，可降低临界转速，达到自动对中。滑动轴承与轴套可上下滑动。,57,上部轴承,：,球面形自对中滑动轴承，注入高压油，形成油膜润滑。此轴承的优点为对中性好，振幅小。,管式转鼓：,采用高强度材料制造，增大转鼓直径，提高处理量和分离因数,转鼓还可制造为能耐内压的密封转鼓，使乳浊液在压力作用下分离，同样能提高处理量。,58,（,2,）碟式分离机,59,碟式分离机,高速分离机中应用最广泛的一种。,分类,：人工排渣型，喷嘴排渣型，活塞排渣型,。,功能,：分离两种密度不同的乳浊液；液液固相的乳浊液；含少量细颗粒的悬浮液。,优点,：分离效率高，产量高，自动化程度高。,主要结构,：转鼓，锥形蝶片，主轴，隔板，轴承，增速机构,机座,电机等。,60,工作原理：,转鼓全速旋转，乳浊液从中间进入蝶片之间，在离心惯性力作用下，各液相按密度不同而分离，重液相沿蝶片间隙向外移动，从隔板外部溢流孔排出。轻液相在内层，从隔板内部溢流孔排出。,固相颗粒沉降在转鼓内壁，经人工排渣或喷嘴、活塞排渣。,61,碟式分离机,62,广泛用于,：,医药，化工，食品等行业。,关键部件,：,锥形蝶片。多个锥形蝶片重叠放置，,蝶片间距：0.41.5,mm，,蝶片数：40160，,蝶片厚度：0.4,mm，,直径：70600,mm，,蝶片半锥角：30 50。,转鼓转速：,n=400014000 rpm 。,63,液珠分离和移动原理,：,液珠分离：,利用离心力场把不同密度的液珠分层。,液珠移动：,利用浮力的分力和摩擦力之和小于离心力向下的分力,时，液 珠便向下移动，反之向上移动。,蝶片半锥角：,=30 50,液珠质量：,m,向下的分力：,液珠的正压力：,N,F,F,分,64,浮力：,向上分力：,摩擦力：,重液珠,，离心力分力大于摩擦力与,浮力分力的和，则液珠向下移动。,轻液珠：浮力的分力大于离心力分力加摩擦力时，液珠上浮。,由此可见：轻重液体将分层逆向流动，从不同排出口卸出。,F,浮,N,F,m,+,F,分,N,F,F,分,65,66,