离心机是利用离心力,分离液体与固体颗粒或液体与液体的混合物中各组分的机械。 离心机主要用于将悬浮液中的固体颗粒与液体分开;或将乳浊液中两种密度不同,又互不相溶的液体分开(例如从牛奶中分离出奶油);它也可用于排除湿固体中的液体,例如用洗衣机甩干湿衣服;特殊的超速管式分离机还可分离不同密度的气体混合物;利用不同密度或粒度的固体颗粒在液体中沉降速度不同的特点,有的沉降离心机还可对固体颗粒按密度或粒度进行分级。
离心机大量应用于化工、石油、食品、制药、选矿、煤炭、水处理和船舶等部门。 中国古代,人们用绳索的一端系住陶罐,手握绳索的另一端,旋转甩动陶罐,产生离心力挤压出陶罐中蜂蜜,这就是离心分离原理的早期应用。
工业离心机诞生于欧洲,比如19世纪中叶,先后出现纺织品脱水用的三足式离心机,和制糖厂分离结晶砂糖用的上悬式离心机。这些最早的离心机都是间歇操作和人工排渣的。 由于卸渣机构的改进,20世纪30年代出现了连续操作的离心机,间歇操作离心机也因实现了自动控制而得到发展。
工业用离心机按结构和分离要求,可分为过滤离心机、沉降离心机和分离机三类。 离心机有一个绕本身轴线高速旋转的圆筒,称为转鼓,通常由电动机驱动。悬浮液(或乳浊液)加入转鼓后,被迅速带动与转鼓同速旋转,在离心力作用下各组分分离,并分别排出。通常,转鼓转速越高,分离效果也越好。
离心分离机的作用原理有离心过滤和离心沉降两种。离心过滤是使悬浮液在离心力场下产生的离心压力,作用在过滤介质上,使液体通过过滤介质成为滤液,而固体颗粒被截留在过滤介质表面,从而实现液-固分离;离心沉降是利用悬浮液(或乳浊液)密度不同的各组分在离心力场中迅速沉降分层的原理,实现液-固(或液-液)分离。
还有一类实验分析用的分离机,可进行液体澄清和固体颗粒富集,或液-液分离,这类分离机有常压、真空、冷冻条件下操作的不同结构型式。 衡量离心分离机分离性能的重要指标是分离因数。它表示被分离物料在转鼓内所受的离心力与其重力的比值,分离因数越大,通常分离也越迅速,分离效果越好。工业用离心分离机的分离因数一般为100~20000,超速管式分离机的分离因数可高达62000,分析用超速分离机的分离因数最高达610000。决定离心分离机处理能力的另一因素是转鼓的工作面积,工作面积大处理能力也大。
选择离心机须根据悬浮液(或乳浊液)中固体颗粒的大小和浓度、固体与液体(或两种液体)的密度差、液体粘度、滤渣(或沉渣)的特性,以及分离的要求等进行综合分析,满足对滤渣(沉渣)含湿量和滤液(分离液)澄清度的要求,初步选择采用哪一类离心分离机。然后按处理量和对操作的自动化要求,确定离心机的类型和规格,最后经实际试验验证。
通常,对于含有粒度大于0.01毫米颗粒的悬浮液,可选用过滤离心机;对于悬浮液中颗粒细小或可压缩变形的,则宜选用沉降离心机;对于悬浮液含固体量低、颗粒微小和对液体澄清度要求高时,应选用分离机。 编辑本段离心原理
当含有细小颗粒的悬浮液静置不动时,由于重力场的作用使得悬浮的颗粒逐渐下沉。粒子越重,下沉越快,反之密度比液体小的粒子就会上浮。微粒在重力场下移动的速度与微粒的大小、形态和密度有关,并且又与重力场的强度及液体的粘度有关。象红血球大小的颗粒,直径为数微米,就可以在通常重力作用下观察到它们的沉降过程。
此外,物质在介质中沉降时还伴随有扩散现象。扩散是无条件的绝对的。扩散与物质的质量成反比,颗粒越小扩散越严重。而沉降是相对的,有条件的,要受到外力才能运动。沉降与物体重量成正比,颗粒越大沉降越快。对小于几微米的微粒如病毒或蛋白质等,它们在
溶液中成胶体或半胶体状态,仅仅利用重力是不可能观察到沉降过程的。因为颗粒越小沉降越慢,而扩散现象则越严重。所以需要利用离心机产生强大的离心力,才能迫使这些微粒克服扩散产生沉降运动。
离心就是利用离心机转子高速旋转产生的强大的离心力,加快液体中颗粒的沉降速度,把样品中不同沉降系数和浮力密度的物质分离开。 编辑本段离心机的分类
一、按分离因素Fr值,可将离心机分为以下几种型式: 1、常速离心机
Fr≤3500(一般为600~1200),这种离心机的转速较低,直径较大。 2、高速离心机
Fr=3500~50000,这种离心机的转速较高,一般转鼓直径较小,而长度较长。 3、超高速离心机
Fr>50000,由于转速很高(50000r/min以上),所以转鼓做成细长管式。
分离因素Fr是指物料在离心力场中所受的离心力,与物料在重力场中所受到的重力之比值。
二、按操作方式,可将离心机分为以下型式: 1、间隙式离心机
其加料、分离、洗涤和卸渣等过程都是间隙操作,并采用人工、重力或机械方法卸渣,如三足式和上悬式离心机。 2、连续式离心机
其进料、分离、洗涤和卸渣等过程,有间隙自动进行和连续自动进行两种。 三、按卸渣方式,可将离心机分为一下型式: 1、刮刀卸料离心机 工序间接,操作自动。 2、活塞推料离心机
工序半连续,操作自动。 3、螺旋卸料离心机 工序连续,操作自动。 4、离心力卸料离心机 工序连续,操作自动。 5、振动卸料离心机 工序连续,操作自动。 6、颠动卸料离心机 工序连续,操作自动。
四、按工艺用途,可将离心机分为:过滤式离心机、沉降式离心机、离心分离机。 五、按安装的方式,还可将其分为立式、卧式、倾斜式、上悬式和三足式等。 编辑本段离心机的日常保养
离心机运转前应先切断电源并先松开离心机刹车,可以手试转动转鼓,看有无咬煞情况。 检查其他部位有无松动及不正常情况。
接通电源依顺时针方向开车启动(通常从静止状态到正常运转约需40-60秒左右)。 通常每台设备到厂后均须空车运转3小时左右,无异常情况即可工作。 物料尽可能要放置均匀。
必须专人操作,容量不得超过额定量。
严禁机器超速运转,以免影响机器使用寿命。
机器开动后,若有异常情况必须停车检查,必要时需予以拆洗修理。 离心机工作时是高速运转,因此切不可用身体触及其转鼓,以防意外。 滤布的目数应根据所分离物料的固相颗粒的大小而定,否则影响分离效果。另外滤布安装时应将滤布
密封圈嵌入转鼓密封槽内,以防物料跑入。 为确保离心机正常运转,转动部件请每隔6个月后加油保养一次。同时查看轴承处运转润滑情况,有无磨损现象;制动装置中的部件是否有磨损情况,严重的予以更换;轴承盖有无漏油情况。
机器使用完毕,应作好清洁工作,保持机器整洁。
不要将非防腐型离心机与于高腐蚀性物料的分离;另外严格按照设备要求、规定操作,非防爆型离心机切不可用于易燃、易爆场合。 编辑本段离心机的发展
离心机是将样品进行分离的仪器,广泛应用干生物医学、石油化工、农业、食品卫生等领域,它利用不同物质在离心力场中沉淀速度的差异,实现样品的分析分离。离心机自问世以来,历经低速、调整、超速的变迁,其进展主要体现在离心设备和离心技术两方面,二者相辅相成。从转速看,台式离心机基本属于低速、高速离心机的范畴,因此具有低速和高速离心机的技术特点,其结构主要由电机驱动系统、制冷系统、机械系统、转头和系统控制等几部分组成,与落地式离心机相比只不过是尺寸和容量小一点罢了。通用台式离心机的发展已经模糊了低速、高速、微量和大容量离心机的界线,众多的转头为科研人员提供相当广泛的应用范围,成为科研实验室首选机型,如美国的Sorvall的ST2l,德国 Heracus新机型 Biofuge Stratos等。 编辑本段使用注意问题
目前,实验室常用的是电动离心机
电动离心机转动速度快,要注意安全,特别要防止在离心机运转期间,因不平衡或试管垫老化,而使离心机边工作边移动,一致从实验台上掉下来,或因盖子未盖,离心管因振动而破裂后,玻璃碎片旋转飞出,造成事故。因此使用离心机时,必须注意以下操作。 (1)离心机套管底部要垫棉花或试管垫。
(2)电动离心机如有噪音或机身振动时,应立即切断电源,即时排除故障。
(3)离心管必须对称放入套管中,防止机身振动,若只有一支样品管另外一支要用等质量的水代替。
(4)启动离心机时,应盖上离心机顶盖后,方可慢慢启动。
(5)分离结束后,先关闭离心机,在离心机停止转动后,方可打开离心机盖,取出样品,不可用外力强制其停止运动。
(6)离心时间一般1~2分钟,在此期间,实验者不得离开去做别的事。
离心机安全要求JB8525—1997 【发布单位】机械工业部
【标 准 号】JB8525—1997 【发布日期】1997-03-04 【实施日期】1997-10-01
【标 题】离心机安全要求 前言
本标准为强制性标准。凡在国内生产、销售、使用的离心机产品安全要求均应符合本标准的规定。
本标准的附录A是标准的附录。
本标准由全国分离机械标准化技术委员会提出并归口。 本标准由机械工业部合肥通用机械研究所负责起草。 本标准主要起草人:赵扬。 1范围
本标准规定了各种具有金属转鼓(衬包或不衬包)的工业用离心机(以下简称离心机)在设计、制造、安装、使用及维护中应遵守的安全要求。
本标准中包含的安全要求和/或措施适用于离心机使用寿命期限内可能产生的一些主要危险,而不是全部的危险
本标准还规定了离心机安全性能的检验判定方法。 本标准适用于一切工业用途的离心机。 2引用标准
下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时,所示版本均为有效。所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
GB150—89钢制压力容器
GB3323—87钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级 GB3766—83液压系统通用技术条件 GB4334—90不锈钢耐腐蚀试验方法 GB4774—84离心机和过滤机名词术语
GB/T5226.1—1996工业机械电气设备第一部分:通用技术条件 GB7932—87气动系统通用技术条件
GB10894—89分离机械噪声声功率级的测定工程法 GB10895—89离心机、分离机机械振动测试方法
GB/T15706.1—1995机械安全基本概念与设计通则第1部分:基本术语、方法学 JB4708—92钢制压力容器焊接工艺评定 JB/T8105—96离心机转鼓强度计算规范
ZBJ77002—88离心机、分离机锻焊件常规无损探伤技术规范 3术语
离心机产品技术术语符合GB4774的规定。
机械安全方面的术语符合GB/T15706.1的规定。 4危险清单
以下仅指出离心机使用寿命期限内由于设计、制造、选型、使用等因素,可能造成机体破坏、爆炸、转鼓爆裂、机械割伤、人员挤伤、有毒、腐蚀物质伤人、触电等一些主要危险。 4.1设计因素
4.1.1离心机(特别是转鼓)强度计算错误或不合理。 4.1.2选材不当。
4.1.3结构设计不合理,各连接部位强度不够或无可靠的防松措施,不能有效的防止人、机损伤。离心机刚度不够、稳定性差。
4.1.4容纳分离物料的工作部分,无有效的密封、拦液装置等。 4.1.5转动部分无有效的防护措施。
4.1.6控制装置设计不合理,运转中程序动作无联锁保护。 4.1.7隔振或减振装置设计不合理。 4.1.8电气、控制装置设计不合理。 4.2制造因素
4.2.1材料化学成分、力学性能和几何尺寸不符合标准或存在严重缺陷。 4.2.2焊接质量不好,未经规定的焊接检验或探伤。 4.2.3热处理工艺不合理。
4.2.4零部件制造精度未达到要求,装配不当。 4.2.5应做动平衡的转动件动平衡精度未达到要求。
4.2.6运转噪声及整机振动超过相应产品标准规定的要求。 4.2.7电气设备及外购件达不到安全要求。 4.3安装、使用、维护因素 4.3.1选型不当。
4.3.2不按规定的范围使用离心机,例如将一般用途的离心机用于易燃、易爆场合;将无防腐措施的离心机用于处理强腐蚀物料等。
4.3.3不按规定的操作规程运行,例如转鼓反向旋转、急刹车、超负荷运转、超速运转等。
4.3.4不及时排除故障,不及时报废失效的离心机。
4.3.5未按产品使用说明书中的要求安装、使用、维护离心机或自行修改离心机的零部件及增加附属装置。
5离心机设计和制造中的安全要求和/或措施 5.1基本要求
5.1.1离心机转鼓的强度计算应符合JB/T8105使用范围所界定的规定。
5.1.2离心机的结构及各零、部件,必须有足够的强度、刚度和稳定性。在按规定条件制造、安装、贮运和使用时,不得对人身安全构成威胁和造成伤害。
5.1.3离心机应保证在规定的工作条件下,运行安全可靠,并且操作维护方便。 5.1.4防护装置
5.1.4.1操作人员可能触及的离心机所有外露转动件应采取相应的安全防护措施或设置安全防护装置。在操作人员遵守操作规程的条件下,安全防护装置应确保人身的安全。 5.1.4.2防护装置应便于安装和拆卸,防护装置的网眼或与被防护物体表面的距离应保证人身不会触及被防护物体。
5.1.4.3防护装置的刚度应保证任何一个人触及防护装置时不会使防护装置产生变形或位移,导致防护罩触及被防护物体。
5.1.5外露和旋转零、部件的外表面不应有尖棱、尖角、毛刺等。
5.1.6单人难以搬动的离心机零、部件,除非其本身形状适合于吊装,否则均应设有明显的吊环、吊耳或吊装螺栓等,或者标有明显的起吊位置。带包装箱的离心机,包装箱上也应有明显的起吊位置标志。
5.1.7重要的易松动连接部位应有可靠的防松装置。
5.2噪声与振动
5.2.1离心机的噪声限值应符合相应产品技术条件标准所规定的要求。测定方法应符合GB10894的规定。
5.2.2离心机的振动限值应符合相应产品技术条件标准所规定的要求。测定方法应符合GB10895的规定。 5.3液压与气动系统
5.3.1离心机液压传动系统的安全要求应符合GB3766的有关规定。 5.3.2离心机气动系统的安全要求应符合GB7932的有关规定。
5.3.3离心机液压、气动系统的控制装置动作应安全、灵敏、可靠。 5.3.4离心机的液压和气动系统必须有限压和限位装置。 5.4密闭防爆要求
5.4.1处于密闭、易燃、易爆环境或潮湿环境下工作的离心机,应符合密闭、防燃、防爆、防湿等有关标准或法规的要求。
5.4.2处于密闭、易燃、易爆环境或潮湿环境下工作的离心机,应有可靠的安全防护措施。
5.5温升
离心机有关部位的温升值应符合相应产品标准的规定。 5.6材料要求
5.6.1离心机转鼓和主轴材料的力学性能和化学成分应符合有关标准规定,并应有供应方的材料质量证明书。离心机制造单位应按该证明书对材料进行验收,必要时应进行复验。 5.6.2制造离心机主要零件的材料允许以性能相同或较优的材料代用,但必须经设计部门同意。
5.6.3用于医药、食品工业的离心机,与物料接触的零、部件应符合国家有关医药、食品卫生标准的规定。 5.7热处理
5.7.1.离心机重要铸件和锻件(如转鼓、转鼓底、机座等)应进行消除内应力或改善金相组织的处理。奥氏体不锈钢铸件和锻件应根据具体类别及技术要求进行相应的热处理。 5.7.2重要的焊接件(如转鼓的简体),应根据材质、结构和图样技术要求决定是否进行焊后热处理或相应的消除残余内应力措施。 5.8焊接
5.8.1转鼓的焊接须由持有劳动部门颁发的压力容器类焊工合格证的焊工担任。 5.8.2拦液板焊缝应与转鼓纵焊缝相错。
5.8.3转鼓的主要焊缝应根据图样技术要求拟定焊接工艺,按GB150—89中附录G焊接试板的要求,制作力学性能检验试板,并进行力学性能测定。焊接接头的力学性能应不低于母材的力学性能。经过焊接工艺评定提出“焊接工艺评定报告”,并结合实践经验制定“焊接工艺规程”。只要焊接的钢种、焊接材料和焊接方法不变,以上“焊接工艺规程”可作为该焊接件焊接生产的依据。焊接工艺评定用焊接试板的焊缝应100%进行X射线探伤。奥氏体不锈钢焊接试板应按GB4334做晶间腐蚀倾向试验,不得有晶间腐蚀倾向。
5.8.4离心机转鼓焊接前的焊接工艺评定,应按JB4708进行,焊接工艺规程应按图样技术要求和评定合格的焊接工艺制定,焊接工艺评定报告、焊接工艺规程、施焊记录,其保存期不少于7年。
5.8.5转鼓焊缝发现有不允许的缺陷,经消除后需要返修时,应根据材料类别、板厚、焊接方法和焊后热处理等来确定允许返修次数,焊缝同一部位的返修次数不宜超过两次。如超过两次,应得到制造单位技术总负责人批准。返修次数、部位和返修情况应记入机器的质
量记录。奥氏体不锈钢焊缝返修部位应保持原有的抗晶间腐蚀的能力。 5.9无损探伤
5.9.1离心机无损探伤的评定必须由持有劳动部门颁发的相应方法无损探伤人员资格证书的人员担任。
5.9.2每个焊接转鼓的转鼓焊缝应按ZBJ77002的规定进行X射线探伤检查,并达到其规定要求。纵焊缝应100%射线探伤检查,焊缝质量按GB3323—87中AB级照相的Ⅱ级评定;环焊缝抽检的长度应不少于该焊缝总长度的20%,焊缝质量按GB3323—87中AB级照相的Ⅲ级评定,如超标再增加20%检查,再次超标则100%检查。环缝射线探伤照片量不少于两张(每张照片长度不小于200mm)。
5.9.3主轴、转鼓等重要锻件,热处理后应进行无损探伤,并应符合ZBJ77002的规定。
5.10动平衡
每台离心机转鼓的动平衡精度应不低于相应产品技术条件标准的规定。 5.11电气要求
5.11.1离心机电气设备的安全要求应符合GB/T5226.1的有关规定。
5.11.2离心机电器控制箱应有防止误动作发生故障和危险的防护装置。自动离心机制动装置与主电动机控制系统应有联锁装置。 5.12随机档案
每台离心机在制造过程中应建立随机档案,随机档案在制造厂应保留7年。 6使用信息
6.1基本要求
6.1.1离心机制造厂在提供离心机产品的同时,应提供详细的使用信息,以使用户能按此信息安全地安装、使用和维护机器。
6.1.2使用信息应以标志和使用说明书的形式给出。 6.2标志
6.2.1标志应以产品标牌和旋转方向标牌的形式给出,标志应在明显的部位固定,文字及图案清晰。
6.2.2每台离心机的产品标牌,应按照相应产品标准规定写明离心机正常工作所必需的主要技术参数。
6.2.3离心机应固定永久性的转鼓旋转方向标牌。 6.3使用说明书
6.3.1离心机制造厂应提供能够正确指导用户安装、使用、维护等内容的使用说明书。使用说明书应明确规定离心机的预定用途,并应包括保证安全和正确安装、使用和维护离心机的所有说明。应要求使用者按其说明合理地使用机器,也应对不按使用说明中的要求而采用其他方式使用离心机的潜在危险提出适当的警告。 6.3.2离心机的使用说明书应包括:
a)关于离心机的运输、搬运和贮存的信息,例如: ——机器的贮存条件;
——安装尺寸、重量、重心位置; ——对基础的要求;
——搬运说明(例如起吊位置、施力点)。 b)有关离心机交付运转的信息,例如: ——固定和振动缓冲要求; ——安装条件;
——使用和维修需要的空间;
——允许的环境条件(温度、湿度、振动等);
——离心机与动力源的连接说明(尤其是对于防止电的超载);
——对用户必须采取的防护措施(特殊安全装置、安全距离、安全符号和信号等)提出的建议。
c)关于离心机自身的信息,例如:
——对离心机及其附件、防护装置和(或)安全装置的详细描述; ——离心机预定的应用范围; ——主要技术参数;
——主要工作部分的材质;
——由离心机产生的噪声、振动数据;
——证明离心机符合有关强制性要求的正式证明文件。 d)有关离心机使用的信息,例如: ——手动操纵器的说明; ——对设定与调整的说明;
——停机的模式和方法(特别是紧急停车);
——启动及运行过程中的操作程序、方法、注意事项及容易出现的误操作和防范措施; ——关于无法由设计者通过采取安全措施消除风险的信息; ——有关禁用信息。 e)维修信息,例如:
——出现故障的处理程序和方法; ——运行中的监测和记录; ——故障分析与排除; ——检查的性质和频次;
——关于需要规定技术知识和特殊技能由此而需要熟练人员专门执行的维修说明; ——关于不需要规定技术知识和特殊技能由此而不需要熟练人员专门执行的维修,因而可由操作者进行维修的说明。
f)关于停止运转、拆卸和由于安全原因而报废的信息。 7离心机安全性能的判定
7.1离心机下列要求为关键项,有一项未达到要求,判定离心机安全性能不合格: a)振动; b)噪声;
c)转鼓强度计算;
d)转鼓和主轴的材料的力学性能和化学成分; e)焊工资格认定; f)焊接工艺评定; g)转鼓焊缝探伤;
h)主轴热处理后的探伤; i)转鼓动平衡; j)防护装置。
7.2本标准规定的其他安全要求为主要项。判定离心机安全性能合格除关键项必须100%达到本标准规定的要求外,必须有85%以上的主要项符合本标准的规定。
7.3附录A(标准的附录)为离心机安全性能检验项目一览表,实际检验时可根据机型不同对此表进行增删。
7.3.1“标准规定要求”栏按下列规定填写:
a)对于标准有明确规定值的项,填写标准的规定值,如振动、噪声值; b)对于用条款说明安全要求的项,填写标准条款号。 7.3.2“实际检验情况”栏按下列规定填写:
a)对于标准有明确规定值的项,填写标准的实测值,如振动、噪声值; b)对于用条款说明安全要求的项,填写“符合”或“不符合”。
7.3.3必要时可在备注栏里填写不符合项的具体不符合情况。 8离心机操作和维护中的安全要求和/或措施
8.1使用离心机的单位应选派受过技术培训的人员作为离心机的安全管理人员。
8.2管理人员应保证操作人员得到有关安全预防措施方面的教育,防止发生事故和人身伤害。
8.3离心机仅允许指定的受过技术培训的人员进行操作与维护。
8.4离心机应定期进行检查,以保证离心机的功能和重要零件以及安全防护措施处在正常工作状态下,离心机应制定正确的小、中、大修周期,并严格执行。 8.5操作人员应熟练掌握离心机的开车、停车和应急停车等操作程序。不得野蛮操作(如高速旋转过程中用铲子铲物料、超规定的装载量等);不得超速、超负荷运转离心机。 8.6不允许在运行状态下对离心机进行调整、维护和排除故障。在调整、维护或排除故障时需采取必要酌防范措施。
8.7离心机转鼓、主轴等转动件及其他重要的零部件腐蚀严重或转鼓明显不平衡时,应及时更换或修复,不得采用表面补焊等不安全的应急措施。
8.8应保证离心机的完整性,不允许随意拆除、变更零、部件或增加附属装置。
离心机是利用离心力分离液态非均相系统的设备。在离心力场中,悬浮液中的固体和液相部分由于本身质量不同而产生的离心力各不相同,因而得以分离。下面以三足式离心机为例,介绍一下离心机的结构和操作。 一、三足式离心机
三足式离心机是过滤离心机中应用最广泛、适应性最好的一种设备,可用于分离固体从10μm的小颗粒至数毫米的大颗粒,甚至纤维状或成件的物料。三足式离心机可分为上部卸料和下部卸料两大类,其中人工上部卸料三足式离心机结构简单、维修方便、价格低廉。 1.三足式离心机的结构和工作原理、
三足式上部卸料离心机的结构如图6-13所示。包括转鼓10、主轴17、轴承座16、皮带轮2、电动机1、外壳15和底盘6的整个系统用三根摆杆9悬吊在三个支柱7的球面座上,摆杆上装有缓冲弹簧8,摆杆两端分别以球面与支柱和底盘相连接。轴短而粗,鼓底向上凸出,使转鼓重心靠近上轴承,这不仅使整机高度降低以利操作,而且使转轴回转系统的临界转速远高于离心机的工作转速,减小振动,并由于支撑摆杆的挠性较大,使整个悬吊系统的固有 频率远低于转鼓的转动频率,增大了减振效果。
操作时,在转鼓中加入待过滤的悬浮液,在离心力的作用下,滤液透过滤布和转鼓上的小孔
进入外壳,然后再引至出口,固体则被截留在滤布上成为滤饼。待过滤了一定量的悬浮液,滤饼已积到一定厚度后,就停止加料。如需要洗涤滤饼或干燥滤饼,则应使转鼓再继续转动,待洗涤或干燥完毕再停车。
这种离心机具有结构简单,操作平稳,占地面积小等优点。适用于过滤周期较长,处理量不大,滤渣要求含液量较低的生产过程,过滤时间可根据滤渣湿含量的要求灵活控制,所以广泛用于小批量,多品种物料的分离。但由于这种离心机需从上部人工卸除滤饼,劳动强度大。该离心机的转动机构和轴承等都在机身下部,操作检修均不方便,且易因液体漏入轴承而使其受到腐蚀。
2.三足式离心机的操作与维护 ① 开车前检查准备
a.检查机内外有无异物,主轴螺母有无松动,制动装置是否灵敏可靠,滤液出口是否通畅。 b.试空车3~5min,检查转动是否均匀正常,转鼓转动方向是否正确,转动的声音有无异常,不能有冲击声和摩擦声。
c.检查确无问题,将洗净备用的滤布均匀铺在转鼓内壁上。 ② 开车
a.物料要放置均匀,不能超过额定体积和质量。 b.启动前盘车,检查制动装置是否拉开。
c.接通电源启动,要站在侧面,不要面对离心机。
d.密切注意电流变化,待电流稳定在正常参数范围内,转鼓转动正常时,进入正常运行。 ③ 正常运行操作要点。
a. 注意转动是否正常,有无杂音和振动,注意电流是否正常。 b. 保持滤液出口通畅。
c. 严禁用手接触外壳或脚踏外壳,机壳上不得放置任何杂物。
d. 当滤液停止排出3~5min后,可进行洗涤。洗涤时,加洗涤水要缓慢均匀,取滤液分析合格后停止洗涤。待洗涤水出口停止排液3~5min后方可停机。 ④ 停车
a.停机,先切断电源,待转鼓减速后再使用制动装置,经多次制动,到转鼓转动缓慢时,再拉紧制动装置,完全停车,使用制度装置时不可面对离心机。 b.完全停车后,方可卸料,卸料时注意保护滤布。
c.卸料后,将机内外检查、清理,准备进行下一次操作。 ⑤ 设备维护
a.运转时主要检查有无杂音和振动,轴承温度是否低于65℃,电机温度是否低于90℃,密封状况是否良好,地脚螺丝有无松动。
b.严格执行润滑规定,经常检查油箱、油位、油质,润滑是否正常,是否按“三过滤”的要求注油。
c.定期洗鼓。转鼓要按时清洗,清洗时先停止进料,将自动改为手动;打开冲洗水阀门,至将整个转鼓洗净;不要停机冲洗,以免水漏进轴承室。
d.卧式自动离心机停车时,让其自然停止,不得轻易使用紧急制动装置。不要频繁启动离心机。
二、 离心机的常见异常现象处理方法,见表6-3。 表6-3 离心机的常见异常现象处理方法 异常现象 原 因 处理方法
滤液中常有滤渣或外观浑浊 滤布损坏 及时更换滤布
离心机电流过高 (1)滤液出口管堵塞(2)加料过多,负荷过大 (1)检查处理(2)减少
加料
轴承温度过高 (1)回流小,前后轴回流量不均(2)机械故障,轴承磨损或安装不正确 (1)调节回流量(2)维修检查
电机温度过高 (1)加料负荷过大(2)轴承故障(3)电机故障(4)外界气温过高 (1)减少加料(2)维修检查(3)电工检查(4)采取降温措施
振动大 (1)供料不均匀(2)螺栓松动或机械故障 (1)调整使之均匀(2)停机检查、维修
推料次数减少(活塞推料离心机) (1)油泵压力降低(2)换向阀失灵(3)推料盘后腔结疤 (1)检修油泵(2)检修或更换新件(3)清理干净
刮刀动作不灵活(刮刀式离心机) (1)换向阀失灵(2)油压不足或油路泄漏(3)油泵或油缸磨损 (1)修理或更换(2)检查油路或过滤器(3)检修或换新件
三、 离心机的基本理论
离心机是利用惯性离心力分离液态非均相系统的设备。常用以从悬浮液中分离出晶体颗粒及纤维状物质,或从乳浊液中分离出重液和轻液。
离心机的主要部件是一个快速旋转的转鼓,转鼓装在垂直或水平轴上。转鼓上可以有孔,也可以无孔。有孔的鼓内壁面覆以滤布,则液体被甩出而颗粒被截留在鼓内,此种操作称为离心过滤,相应的离心机称为过滤式离心机。无孔的鼓内若重相颗粒沉于鼓壁面而密度较小的液体集于中央并不断的引出,此种操作称为离心沉降,相应的离心机称为沉降式离心机。若两相按轻、重分层,重者在外而轻者在内,各自从适当的径向位置引出,此种操作称为离心分离,相应的离心机称为分离式离心机。显然,沉降式离心机为间歇操作设备,而分离式离心机则为连续操作设备。若将分离式离心机的重相出口关闭,则可转变为沉降式离心机。 惯性离心力场强度与重力场强度之比为Kc,称为分离因数,它是反映离心沉降设备分离性能的重要指标。Kc值愈大,;离心机的分离能力也就愈强;对不同类型的离心机因构造、分离对象及要求的不同,分离因数的范围不同。 离心机可从以下几个方面来进行分类:
1、 据离心机的分离因数的范围可分为以下三类: 常速离心机 Kc<3000(通常在600~1200) 高速离心机 Kc=3000~50000 超速离心机 Kc>50000
2、 据操作原理可分为沉降式、过滤式和分离式三类。
3、 据操作连续程度可分为间歇式和连续式。间歇式离心机的加料、分离、洗涤、卸渣等各项操作依次间歇进行;连续式离心机的各项操作均连续自动地进行。 其他类型的离心机
离心机按操作过程可以分为间歇式和连续式;按卸料方式可分为刮刀卸料式、活塞推料式、螺旋推料式、离心力推料式、振动卸料式和进动卸料式等。按工艺用途可分为过滤离心机、沉降离心机和离心分离机。下面我们按操作原理的不同介绍几种典型的离心机。 一、管式超高速离心机
超速离心机的分离因素一般高达15000~60000,转速高达8000~50000r/min。为了减小转筒所受的应力,转筒为细长形,一般直径0.1~0.2m,高0.75~1.5m。图6-14是管式超速离心机的示意图。操作时,混合液从底部进入转筒,筒内有垂直档板,可使液体迅速随转筒高速旋转,同时自下而上流动,在此过程中受离心力作用,由于密度不同分成内外两层,外层重液,内层轻液,分别从顶部流出。这种离心机也可以分离少量极细的固体颗粒,颗粒沉于筒壁,定期清除。
管式超速离心机由于分离因数很高,所以它的分离效率极高,但处理能力较低,用于分离乳浊液时可连续操作,用来分离悬浮液时,可除去粒径在1μm左右的极细颗粒,故能分离其它离心沉降设备不能分离的物料。 二、碟片式高速离心机
碟片离心机可用于分离乳浊液和从液体中分离少量极细的固体颗粒。图6-15为碟片式离心机的示意图。它的转鼓内装有50~100片平行的倒锥形蝶片,间距一般为0.5~12.5mm,碟片的半腰处开有孔,诸碟片上的孔串联成垂直的通道,碟片直径一般为0.2~0.6m,它们由一垂直轴带动高速旋转,转速在4000~7000r/min,分离因数可达4000~10000。要分离的液体混合物由空心转轴顶部进入,通过碟片半腰的开孔通道进入诸碟片之间,并随碟片转动,在离心力的作用下,密度大的液体趋向外周,沉于碟片的下侧,流向外缘,最后由上方的重液出口流出;轻液则趋向中心,沉于碟片上侧,流向中心,而自上方的轻液出口流出。碟片的作用在于将液体分隔成很多薄层,缩短液滴(或颗粒)的水平沉降距离,提高分离效率,它可将粒径小到0.5μm的颗粒分离出来。
此种设备广泛用于润滑油脱水、牛乳脱脂、饮料澄清、催化剂分离等。 三、刮刀卸料离心机
卧式刮刀卸料离心机是自动操作的间歇离心机。它的操作特点是加料、分离、洗涤、甩干、卸料、洗网等工序的循环操作都是在转鼓全速运转的情况下自动地依次进行。每一工序的操作时间可按预定要求实行自动控.
操作时,进料阀门自动定时开启,悬浮液进入全速运转的鼓内, 滤液经滤网及鼓壁小孔被甩到鼓外,再经机壳的排液口排出。被滤网截留的颗粒被耙齿均匀分布在滤网面上。当滤饼达到指定厚度时,进料阀门自动关闭,停止进料。随后冲洗阀门自动开启,洗水喷洒在滤饼上,洗涤滤饼,再甩干一定时间后,刮刀自动上升,滤饼被刮下,并经倾斜的溜槽排出。刮刀升至极限位置后自动退下,同时冲洗阀门又开启,对滤网进行冲洗,即完成一个操作循环,接着开始下一个循环的进料。此种离心机也可人工操纵。
由于卧式刮刀卸料离心机操作简便,生产能力大,适宜于大规模连续生产,目前已较广泛地用于石油、化工行业,如硫铵、尿素、碳酸氢铵、聚氯乙烯、食盐、糖等物料的脱。由于刮刀卸料.使颗粒破碎严重,对于必须保持晶粒完整的物料不宜采用。 四、活塞推料离心机
活塞推料离心机是自动连续操作的离心机,加料、过滤、洗涤、 甩干、卸料等操作在转鼓的不同部位同时进行,其结构如图6-17所示。
这种离心机的操作一直是在全速旋转下进行的,料浆不断由进料管送入,沿锥形进料斗的内壁流到转鼓的滤网上,滤液穿过滤网经滤液出口连续排出。积于滤网表面上的滤渣则被往复运动的活塞推送器沿转鼓内壁面推出。滤渣被推至出口的途中依次进行洗涤,甩干等过程。
此种离心机主要用于浓度适中并能很快脱水和失去流动性的悬浮液。其优点是颗粒破碎程度小,控制系统较简单,功率消耗也较均匀。缺点是对悬浮液的浓度较敏感,若料浆太稀,则滤饼来不及生成,料液将直接流出转鼓;若料浆太稠,则流动性差,易使滤渣分布不均,引起转鼓振动。
因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容