康勇版过程流体机械5离心机

1、离 心 机Centrifugal Machine精品资料5.1 5.1 离心机的典型结构及工作离心机的典型结构及工作(gngzu)(gngzu)原理原理混合物种类：混合物种类： （称非均一系；非均匀液体）（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，根据不同混合物的分离在多种行业中都存在，根据不同(b tn)目的进行定向分离。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精品资料 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

2、(w shu ch l)，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）精品资料 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(bzhng)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。精品资料物理分离种类： 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(tu shu) 浮选

3、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。精品资料 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(chn wi)悬 浮液。 其中：液相为主相，称为(chn wi)连续相。 固体颗粒为副相，称为(chn wi)分散相。 悬浮液乳浊液固体(gt)颗粒非均匀混合物种类精品资料悬浮液的特性：悬浮液的特性： 物理性质：密度（浓度）、粘度、表面张力等。物理性质：密度（浓度）、粘度、表面张力等。 固相比：固相比： 固液浓度比。固液浓度比。 悬

4、浮液分类悬浮液分类(fn li)： 按固体颗粒大小和浓度分（可用重量百分数、体积百分表示）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：粒径粗颗粒悬浮液：粒径 d 50 m 高浓度悬浮液：浓度高浓度悬浮液：浓度 10% 选用过滤式离心机选用过滤式离心机 细颗粒悬浮液：粒径细颗粒悬浮液：粒径 d 50 m 低浓度悬浮液：浓度低浓度悬浮液：浓度 10% 选用沉降式离心机或过滤机选用沉降式离心机或过滤机精品资料过滤(gul)式离心机沉降(chnjing)式离心机精品资料 ( (二二).).乳浊液乳浊液 定义：由液体和悬浮于其中的一种或数种其它液体所组成定义：由液体和悬浮于其中

5、的一种或数种其它液体所组成的系统，的系统， 称为乳浊液。称为乳浊液。 其中：其中： 主液体相为连续相。主液体相为连续相。 其它液体相为副液相，或叫：分散相，其它液体相为副液相，或叫：分散相，非连续相。非连续相。 乳浊液主要是指液乳浊液主要是指液液相组成的非均匀液相组成的非均匀(jnyn)(jnyn)混合物。混合物。 如：油水混合物，形成水包油时，水为主液相，油为分如：油水混合物，形成水包油时，水为主液相，油为分散相。散相。 分散相液珠直径：一般：分散相液珠直径：一般：0.1 d 0.40.5 0.1 d 50 m 粗颗粒 5 d 50 m 中等颗粒 d 10m)精品资料过滤式离心机原理：过滤式

6、离心机原理： 转鼓壁上有许多小孔，壁内有过滤网（滤布），悬转鼓壁上有许多小孔，壁内有过滤网（滤布），悬浮液在浮液在 转鼓内旋转，靠离心力把液相甩出筛网，而固相颗转鼓内旋转，靠离心力把液相甩出筛网，而固相颗粒被筛粒被筛 网截留，形成滤饼，从而实现网截留，形成滤饼，从而实现(shxin)固、液分离。固、液分离。适应范围：固相含量高，固体颗粒较大的悬浮液（适应范围：固相含量高，固体颗粒较大的悬浮液（d 10m)。精品资料精品资料活塞活塞(husi)卸料过滤离心卸料过滤离心机机精品资料（1 1）三足式过滤离心机）三足式过滤离心机 一种人工上部上料式离心机。一种人工上部上料式离心机。广泛用于：化工、制药

7、、食品、轻工等行业。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、结构：转鼓、滤网、主轴、轴承、底盘、外壳、三根支柱、 皮带传动皮带传动(p di chun dn)(p di chun dn)、电机等。、电机等。三足式过滤三足式过滤(gul)离心机离心机精品资料工作(gngzu)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。精品资料分离原理三足自动刮刀(u do)下部卸料式精品资料精品资料优点： 对物料适应性强

8、，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(qudin)：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。精品资料（2）上悬式离心机）上悬式离心机广泛用于：广泛用于： 化工、医药、轻工、食品等。如：制糖、盐、葡萄化工、医药、轻工、食品等。如：制糖、盐、葡萄糖等。糖等。结构：结构： 转鼓固定在细长轴下端，轴上端转鼓固定在细长轴下端，轴上端 有轴承有轴承(zhuchng)悬挂机构与电机相联，轴带动悬挂机构与电机相联，轴带动 转鼓旋转。转鼓旋转。工作循环：

9、工作循环： 加料、旋转分离、洗涤、脱水、加料、旋转分离、洗涤、脱水、 卸料、冲洗滤网等。卸料、冲洗滤网等。工作特点：低速上部加料，全速分离、工作特点：低速上部加料，全速分离、 洗涤、脱水，低速下部卸料。洗涤、脱水，低速下部卸料。 转速连续，但周期性变化。转速连续，但周期性变化。上悬式离心机上悬式离心机精品资料上悬式离心机上悬式离心机精品资料上悬轴承上悬轴承(zhuchng)结构结构精品资料优点： 对物料(w lio)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

10、刮刀卸料式。 上悬自动卸料式。精品资料 （3）卧式刮刀卧式刮刀(u do)卸料离心机卸料离心机精品资料工作循环：在高速运转下加料、过滤、洗涤、分离、卸料。工作循环：在高速运转下加料、过滤、洗涤、分离、卸料。 工作特点工作特点(tdin)：高速连续运转，间歇加料和卸料。：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。可处理粗、中、细颗粒的悬浮液。结构：结构： 转鼓，滤网，加料管，刮刀机构，转鼓，滤网，加料管，刮刀机构， 卸料槽，外壳，主轴，机体，电机。卸料槽，外壳，主轴，机体，电机。卧式刮刀卧式刮刀(u do)卸料离心机卸料离心机精品资料广泛用于：化工、制药、轻工、食品等行业。广

11、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。如：食盐，硫铵，碳酸氢氨，聚氯乙烯等。优点：优点： 对物料适应性强。可处理粗、中、细颗粒的悬浮液。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。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。运转连续，速度均匀，效率高。缺点：缺点： 刮刀磨损较快，易产生冲击。刮刀磨损较快，易产生冲击。 刮刀片工作时受磨损、冲击和腐蚀作用刮刀片工作时受磨损、冲击和腐蚀作用(zuyng)，最容易损坏，所以要，最容易损坏，所以要选用耐磨、耐腐蚀、高强度材料制造。选用耐

12、磨、耐腐蚀、高强度材料制造。刮刀结构：刮刀结构： 上悬式刮刀。上悬式刮刀。 旋转式刮刀。旋转式刮刀。精品资料（4）卧式活塞卧式活塞(husi)卸料离心机卸料离心机精品资料（4）卧式活塞卸料离心机）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。人职守，自动操作。结构：转鼓结构：转鼓(zhun )，筛网，推料盘，布料斗，空心轴，推杆，复合油缸，筛网，推料盘，

13、布料斗，空心轴，推杆，复合油缸，机壳，机机壳，机 座，液压系统等。座，液压系统等。精品资料精品资料精品资料精品资料广泛应于：化工、化肥、制药、制糖等行业。广泛应于：化工、化肥、制药、制糖等行业。优点：优点： 效率高，产量高，操作稳定。效率高，产量高，操作稳定。 可自动可自动(zdng)上、卸料，实现无人职守。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。对物料适应性强，适应粗、中颗粒的悬浮液。缺点：缺点： 不适应细颗粒悬浮液。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。对浓度波动比较敏感，易产生漏料现象。 结构相对复杂。结构相对复杂。 推料盘作往复运动，往复次

14、数：推料盘作往复运动，往复次数：2030次次/分；行程为转鼓长的分；行程为转鼓长的 1/10。此离心机分类：此离心机分类： 单级活塞推料式离心机。单级活塞推料式离心机。 多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，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。滤渣层薄，滤渣停留时间长，有利于脱水和洗涤。精品资料（5） 锥篮型离心机锥篮型离心机离心离心(lxn)惯性力卸料式离心惯性力卸料式离心(lxn)机机精品资料（5）离心惯性力卸料式离心机）离心惯性力卸料式离心机 又称：锥篮离心机。又称：锥篮离心机。此离心机种类：立式此离心机种类：立式(l sh)锥篮型；

15、卧式锥篮型。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。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，电机结构：锥形转鼓，滤网，进料管，分配器，主轴，机壳，隔振器，电机等。等。精品资料离心惯性力：向上分力：筛网面上(min shn)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：=3

16、2.5201FmrconwmrfNfFconwmrN211111211摩擦力：正压力：12112111sinftgconwmrfwmrFTc211sinCTmr精品资料优点： 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(zuyng)）广泛应用：化工、小化肥、制药、食品等。 精品资料5.3 沉降(chnjing)式离心机原理：原理： 转鼓上无孔，也无滤网。悬浮液随转鼓高速旋转鼓上无孔，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

17、离转，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。排出，达到分离的目的。 沉降式离心机一般转速较高：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（适应范围：固相含量较少，固体颗粒较小（d 10 m )。常见常见(chn jin)机型：螺旋卸料式。机型：螺旋卸料式。精品资料 分为：螺旋卸料式沉降离心机（有：卧式；立式） 刮刀(u do)卸料卧式沉降离心机 三足式沉降离心机

18、 （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。精品资料精品资料结构： 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(q dn)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。精品资料两者转差率：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

19、，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(zhngli)：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）%32 . 0%100bbsnnna精品资料3

20、.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 ns)。一般(ybn)： 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。 精品资料（2）沉降）沉降过滤式离心机过滤式离心机 转鼓：转鼓： 分为：沉降段和过滤段分为：沉降段和过滤段 1.沉降段：形式有圆柱与圆锥形；全圆锥形沉降段：形式有圆柱与圆锥形；全圆锥形 两种

21、。两种。 功用：悬浮液进入沉降段，进行沉降分离，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；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，进沉渣由螺旋输送器输送到过滤段，进行过滤和脱水。行过滤和脱水。 2.过滤段：形式为圆柱形，有滤网和筛孔。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。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筛

22、网反新：由反吹管通入压缩空气(ysu kngq)或清水，反吹筛网，使之反新。或清水，反吹筛网，使之反新。精品资料（3）螺旋）螺旋碟片式离心机碟片式离心机机构：卧式螺旋卸料离心机和蝶片分离机两部分组成。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，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。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。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，大部分固主分离室：为卧式螺旋离心机，主要

23、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。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。小的颗粒。工作原理：工作原理： 悬浮液由中心悬浮液由中心(zhngxn)管进入螺旋离心机段，靠高速下的离心力固管进入螺旋离心机段，靠高速下的离心力固体体 颗粒与液体分离开来，沉渣由输送器从小端排出孔排出。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

24、小颗粒由周边孔排出，高澄清度液体由中部溢流孔（小颗粒由周边孔排出，高澄清度液体由中部溢流孔（9）排出。）排出。 精品资料精品资料5.4 5.4 分分 离离 机机 种类：种类： （1 1）管式分离）管式分离(fnl)(fnl)机机 （2 2）碟式分离）碟式分离(fnl)(fnl)机机用来分离用来分离(fnl)(fnl)液液- -液相的液相的乳浊液分离乳浊液分离(fnl)(fnl)机械。机械。精品资料分离机分离机工作原理： 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

25、式分离机，室式分离机，碟式分离机。用途：油料，油漆(yuq)，制药，化工等。 如：油水分离，蛋白质，青霉素，香精油等分离。精品资料（1 1）管式分离机）管式分离机特点：转速高达特点：转速高达 15000 r/min（为高速型分离机）。（为高速型分离机）。 分离因数分离因数 Fr=13205。分离两相密度大于。分离两相密度大于10 的乳浊液；的乳浊液； 也可分离固相颗粒也可分离固相颗粒d=0.011.0m 或或 固相浓度小于固相浓度小于1%的悬浮液。的悬浮液。结构：管状转鼓，转鼓内径结构：管状转鼓，转鼓内径(ni jn)为为 105mm ，转鼓长，转鼓长 730mm ，挠性主，挠性主轴，上下轴承

26、室，机壳，机座，制动装置等。轴，上下轴承室，机壳，机座，制动装置等。精品资料管式分离机原理图管式分离机原理图 工作原理：工作原理： 乳浊液乳浊液由底部进入由底部进入转鼓内，在转鼓内，在高速离心力高速离心力作用下将两作用下将两种液体分离。种液体分离。重相液体在重相液体在外层，轻相外层，轻相液体在里层。液体在里层。重相液体经重相液体经转鼓上喷口转鼓上喷口卸出，轻相卸出，轻相液体经分离液体经分离头中心头中心(zhngxn)到流道排出。到流道排出。精品资料管式分离机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(ciyng)减振性能良好的挠性轴承。精品资料精品资料管式转鼓： 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(mfng)转鼓，使乳浊液在压力作用下分离，同样能提高处理量。精品资料（2）碟式分离机）碟式分离机精品资料碟式分离机碟式分离机 高速分离机中应用最广泛的一种。高速分离机中应用最广泛的一种。分类：分类： 人工排渣型人工排渣型 ， 喷嘴排渣型喷嘴排渣型 ， 活塞排渣型。活塞排渣型。功能：功能： 分离两种密度不同分离两种密度不同(b tn)的乳浊液；液的乳浊液；液液液固相固相的乳浊液；含少量细颗粒的悬浮液。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。优点