由于卸渣機構的改進,20世紀30年代出現了連續(xù)操作的離心機,間歇操作離心機也因實現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,它的轉鼓僅是一個空心的圓筒。后來轉鼓內增加了軸向疊置的圓錐形碟片,使分離效果顯著改善,并增大了處理能力,這一技術進展導致碟式分離機迅速發(fā)展。離心分離機的轉速則逐漸由低速向高速發(fā)展,轉鼓直徑也逐漸增大,改善了分離效果,提高了處理能力。
離心分離機有一個繞本身軸線高速旋轉的圓筒,稱為轉鼓,通常由電動機驅動。懸浮液(或乳濁液)加入轉鼓后,被迅速帶動與轉鼓同速旋轉,在離心力作用下各組分分離,并分別排出。通常,轉鼓轉速越高,分離效果也越好。
離心分離機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生的離心壓力,作用在過濾介質(濾網或濾布)上,使液體通過過濾介質成為濾液;而固體顆粒被截留在過濾介質表面,形成濾渣,從而實現液-固分離。過濾型轉鼓圓周壁上有孔,在內壁襯以過濾介質。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,實現液-固(或液-液)分離。沉降型轉鼓圓周壁無孔。圖3為4種典型的沉降型轉鼓。懸浮液(或乳濁液)加入轉鼓后,固體顆粒(或密度較大的液體)向轉鼓壁沉降,形成沉渣(或重分離液)。密度較小的液體向轉鼓中心方向聚集,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的轉鼓用螺旋連續(xù)排渣,可分離固體顆
離心分離機
離心分離機
粒濃度較高的懸浮液。在具有多層圓錐形碟片的轉鼓中,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。
當要進行分離的固、液混合物從進料口進入高速旋轉的轉筒內,在離心力的作用下,混合物通過濾網實現過濾,液體分離物經過排液管排出,固體分離物留在轉筒內,待轉筒內的固體分離物達到設備所規(guī)定的要求時,停止進料,對固體分離物進行清洗,同時將洗滌液排出。清洗達到要求后,離心分離機進行低速運轉,固體分離物排出裝置(刮刀)在交流伺服電動機的驅動下動作,將固體分離物排出,完成一次工作過程。
過濾離心機和沉降離心機,主要依靠加大轉鼓直徑來擴大轉鼓圓周上的工作面;分離機除轉鼓圓周壁外,還有附加工作面,如碟式分離機的碟片和室式分離機的內筒,顯著增大了沉降工作面。懸浮液或乳濁液選擇離心分離機須根據懸浮液(或乳濁液)中固體顆粒的大小和濃度、固體與液體(或兩種液體)的密度差、液體粘度、濾渣(或沉渣)的特性以及分離的要求進行綜合分析,滿足對濾渣(沉渣)含濕量和濾液(分離液)澄清度的要求,初步選擇采用哪一類離心分離機。
