離心機歷史發(fā)展與分類
中國古代,人們用繩索的一端系住陶罐,手握繩索的另一端,旋轉(zhuǎn)甩動陶罐,產(chǎn)生離心力擠壓出陶罐中漿果的汁液,這就是離心分離原理的早期應(yīng)用。
工業(yè)離心機誕生于歐洲,比如19世紀中葉,先后出現(xiàn)紡織品脫水用的三足式離心機,和制糖廠分離結(jié)晶砂糖用的上懸式離心機。這些zui早的離心機都是間歇操作和人工排渣的。
由于卸渣機構(gòu)的改進,20世紀30年代出現(xiàn)了連續(xù)操作的離心機,間歇操作離心機也因?qū)崿F(xiàn)了自動控制而得到發(fā)展。
1879年,瑞典的拉瓦爾發(fā)明*臺從牛奶中分離奶油的分離機,它的轉(zhuǎn)鼓僅是一個空心的圓筒。后來轉(zhuǎn)鼓內(nèi)增加了軸向疊置的圓錐形碟片,使分離*改善,并增大了處理能力,這一技術(shù)進展導致碟式分離機迅速發(fā)展。離心機的轉(zhuǎn)速則逐漸由低速向高速發(fā)展,轉(zhuǎn)鼓直徑也逐漸增大,改善了分離效果,提高了處理能力。
工業(yè)用離心機按結(jié)構(gòu)和分離要求,可分為過濾離心機、沉降離心機和分離機三類。分離機僅適用于分離低濃度懸浮液和乳濁液,包括碟式分離機、管式分離機和室式分離機。
離心機有一個繞本身軸線高速旋轉(zhuǎn)的圓筒,稱為轉(zhuǎn)鼓,通常由電動機驅(qū)動。懸浮液(或乳濁液)加入轉(zhuǎn)鼓后,被迅速帶動與轉(zhuǎn)鼓同速旋轉(zhuǎn),在離心力作用下各組分分離,并分別排出。通常,轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速越高,分離效果也越好。
離心機的作用原理有離心過濾和離心沉降兩種。離心過濾是使懸浮液在離心力場下產(chǎn)生的離心壓力,作用在過濾介質(zhì)上,使液體通過過濾介質(zhì)成為濾液,而固體顆粒被截留在過濾介質(zhì)表面,從而實現(xiàn)液-固分離;離心沉降是利用懸浮液(或乳濁液)密度不同的各組分在離心力場中迅速沉降分層的原理,實現(xiàn)液-固(或液-液)分離。
還有一類實驗分析用的分離機,可進行液體澄清和固體顆粒富集,或液-液分離,分離粒度達0.1~0.5微米。比如常用的試管分離機,其轉(zhuǎn)速為3000~20000轉(zhuǎn)/分,裝等量料液的玻璃試管對稱插入擺架或角形轉(zhuǎn)子的凹穴中,在離心力作用下料液在試管內(nèi)沉降分層。超高速分析用分離機采用小直徑沉降轉(zhuǎn)鼓。這類分離機有常壓、真空、冷凍條件下操作的不同結(jié)構(gòu)型式。