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(dòng)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(jī)誕生于歐洲,比如19世紀(jì)中葉,先后出現(xiàn)紡織品脫水用的三足式離心機(jī),和制糖廠分離結(jié)晶砂糖用的上懸式離心機(jī)。這些早的離心機(jī)都是間歇操作和人工排渣的。
離心分離機(jī)有一個(gè)繞本身軸線高速旋轉(zhuǎn)的圓筒,稱為轉(zhuǎn)鼓,通常由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。懸浮液(或乳濁液)加入轉(zhuǎn)鼓后,被迅速帶動(dòng)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。
離心分離機(jī)的作用原理有離心過濾和離心沉降兩種。①離心過濾: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)(濾網(wǎng)或?yàn)V布)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,形成濾渣,從而實(shí)現(xiàn)液-固分離。過濾型轉(zhuǎn)鼓圓周壁上有孔,在內(nèi)壁襯以過濾介質(zhì)。②離心沉降: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(shí)現(xiàn)液-固(或液-液)分離。沉降型轉(zhuǎn)鼓圓周壁無孔。圖3為4種典型的沉降型轉(zhuǎn)鼓。懸浮液(或乳濁液)加入轉(zhuǎn)鼓后,固體顆粒(或密度較大的液體)向轉(zhuǎn)鼓壁沉降,形成沉渣(或重分離液)。密度較小的液體向轉(zhuǎn)鼓中心方向聚集,流至溢流口排出,成為分離液(或輕分離液)。轉(zhuǎn)鼓均為間歇排渣,適用于含固體顆粒粒度較小、濃度較低的懸浮液或乳濁液分離;圖3b的轉(zhuǎn)鼓用螺旋連續(xù)排渣,可分離固體顆
離心分離機(jī)
離心分離機(jī)
粒濃度較高的懸浮液。在具有多層圓錐形碟片的轉(zhuǎn)鼓中,液體被碟片分成若干薄層,縮短了沉降分離的距離,使分離加快,改善了分離效果。
(1)排除空鼓失衡。對一臺(tái)新的離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓來說,平衡校正時(shí)是將轉(zhuǎn)鼓安裝在平衡用心軸上進(jìn)行的,一般須先將其放在動(dòng)平衡機(jī)上進(jìn)行平衡校正。當(dāng)其轉(zhuǎn)鼓裝在實(shí)際轉(zhuǎn)軸上之后其平衡精度會(huì)明顯下降,這是因?yàn)檗D(zhuǎn)鼓與平衡用心軸之間以及轉(zhuǎn)鼓與實(shí)際轉(zhuǎn)軸之間的配合條件及同心度是不同的。旋轉(zhuǎn)設(shè)備的振動(dòng),有60%左右是由于轉(zhuǎn)子不平衡引起的,在現(xiàn)場做整機(jī)動(dòng)平衡是消除空鼓失衡后產(chǎn)生的振動(dòng)是有效的辦法。
隔離振動(dòng)。采用了空鼓失衡的排除措施后,振動(dòng)已減小,但卸料時(shí)的靜態(tài)作用力是無法用上述辦法來消除的。而采取有效的隔振措施可以達(dá)到減小過基礎(chǔ)傳遞出的振的目的。隔振器是中小型旋轉(zhuǎn)分離機(jī)械在設(shè)備安裝及減振時(shí)經(jīng)常采用的一種技術(shù)手段,一般分為主動(dòng)隔振和被動(dòng)隔振兩種。按隔振理論,可把機(jī)器當(dāng)作理想質(zhì)量體,隔振器由無質(zhì)量彈簧和理想粘性阻器并連而成,基礎(chǔ)剛性的。要產(chǎn)生隔振效果,只需要激勵(lì)頻率大于2倍的固有頻率即可。由于假設(shè)與實(shí)際情況還有較大距離,激振頻率越高其間差異亦越大,而且單級隔振很難得到20db以上的減振,即使再小的阻尼,隔效果也是只能停留在一定的范圍內(nèi)。因此,可以采用抗分析法進(jìn)行隔振研究。