离心机是化工行业必不可少的工具,它利用高速旋转产生离心力,根据密度差异分离混合物。该过程加速沉降,使密度较大的颗粒或液体向外移动并形成颗粒,而较轻的成分则留在中心附近。分离效果取决于颗粒大小、密度差、粘度、转子转速和径向距离等因素。离心机广泛用于固液和液液分离、化学净化、废水处理,以及生物技术领域的细胞采集和生物分子分离。根据应用需求(例如吞吐量、分离精度和样品特性),离心机的类型多种多样,例如卧螺离心机、碟片式离心机、管式离心机、剥离式离心机、推料式离心机和超速离心机。离心机的应用范围广泛,从制药到食品加工再到环境科学,对于高效、准确且可扩展的分离过程而言,它都是必不可少的。
设备类型 | 分类方式 | 特点 | 应用场景 |
间歇式离心机 | 按操作方式分类 | 间歇式离心机是通过间歇进料、分离和卸料的方式进行操作。每次进料后,离心机需要停止运转以进行卸料,然后再次进料并启动离心机。这种操作方式适合处理量较小或物料特性不稳定的场合。 | 常用于实验室、小规模生产以及对分离效果要求较高的场合,例如制药行业的原料药分离、生物制品的细胞分离等。 |
连续式离心机 | 按操作方式分类 | 连续式离心机能够在进料的同时进行分离和卸料,操作过程连续不断。这种离心机的生产效率高,适合大规模生产。 | 广泛应用于化工、制药、食品等行业的连续生产过程,例如在淀粉生产中用于分离淀粉和蛋白质。 |
过滤式离心机 | 按分离原理分类 | 通过离心力将悬浮液中的固体颗粒截留在过滤介质(如滤布、滤网等)上,液体则通过过滤介质排出。过滤式离心机的分离效果较好,但对过滤介质的要求较高。 | 适用于处理固体颗粒较大、浓度较高的悬浮液,例如在制药行业的抗生素发酵液分离、化工行业的固体颗粒分离等。 |
沉降式离心机 | 按分离原理分类 | 利用离心力使悬浮液中的固体颗粒沉降到底部,液体则从上部排出。沉降式离心机不需要过滤介质,但分离效果受颗粒大小和密度的影响较大。 | 适用于处理固体颗粒较小、浓度较低的悬浮液,例如在生物制品的细胞分离、血液分离等。 |
离心分离机 | 按分离原理分类 | 主要用于液液分离,通过离心力将两种不互溶的液体分层。离心分离机的分离效果取决于液体的密度差和离心力的大小。 | 广泛应用于油水分离、有机溶剂分离等领域,例如在食品行业的油脂分离、化工行业的溶剂回收等。 |
立式离心机 | 按结构形式分类 | 转鼓垂直安装,占地面积小,结构紧凑。立式离心机的转鼓和电机通常通过皮带或齿轮传动。 | 适用于处理量较小或对占地面积要求较高的场合,例如实验室离心机、小型制药离心机等。 |
卧式离心机 | 按结构形式分类 | 转鼓水平安装,便于物料的进出和卸料。卧式离心机的转鼓和电机通常通过联轴器直接连接,传动效率高。 | 广泛应用于大规模生产过程,例如在化工行业的卧螺离心机、制药行业的卧式活塞推料离心机等。 |
活塞推料离心机 | 按转鼓结构分类 | 转鼓内装有活塞,通过活塞的往复运动将沉降的固体颗粒推出转鼓,实现连续卸料。这种离心机的卸料效率高,适合处理固体颗粒较大的物料。 | 常用于化工行业的固体颗粒分离,例如在硫酸铵生产中用于分离硫酸铵晶体。 |
刮刀离心机 | 按转鼓结构分类 | 转鼓内装有刮刀装置,通过刮刀将沉降的固体颗粒刮出转鼓,实现卸料。刮刀离心机的卸料效果较好,但对刮刀的磨损较大。 | 适用于处理固体颗粒较大、浓度较高的悬浮液,例如在制药行业的原料药分离、食品行业的淀粉分离等。 |
螺旋卸料离心机 | 按转鼓结构分类 | 转鼓内装有螺旋输送器,通过螺旋输送器将沉降的固体颗粒推出转鼓,实现连续卸料。螺旋卸料离心机的卸料效果好,适合处理固体颗粒较小的物料。 | 广泛应用于化工、制药、食品等行业的悬浮液分离,例如在污水处理中用于污泥脱水。 |
转鼓式离心机 | 按转鼓结构分类 | 转鼓本身作为分离容器,通过离心力将固体颗粒沉降到底部,液体从上部排出。转鼓式离心机结构简单,但卸料需要停机操作。 | 适用于处理量较小或对卸料要求不高的场合,例如实验室离心机。 |
低速离心机 | 按转速分类 | 转速较低,通常在每分钟数千转以下。低速离心机的离心力较小,适合分离固体颗粒较大的悬浮液。 | 常用于处理固体颗粒较大、浓度较高的悬浮液,例如在制药行业的抗生素发酵液分离、化工行业的固体颗粒分离等。 |
高速离心机 | 按转速分类 | 转速较高,通常在每分钟数千转至数万转之间。高速离心机的离心力大,适合分离固体颗粒较小或液液分离。 | 广泛应用于生物制品的细胞分离、血液分离、有机溶剂分离等领域,例如在制药行业的生物制品分离、食品行业的油脂分离等。 |
超高速离心机 | 按转速分类 | 转速极高,通常在每分钟数万转以上。超高速离心机的离心力极大,能够分离极小的颗粒和进行超微量的液液分离。 | 主要用于生物化学、分子生物学等领域的超微量分离,例如在蛋白质分离、核酸分离等。 |
文献 | 作者 | 摘要 | DOI |
电液伺服控制离心机振动台系统研制 | 张建民,于玉贞,濮家骝,殷昆亭,黄生月,张秀英 | 近二十年来迅速发展的土工离心振动台模型试验技术是地震岩土工程研究进程中的一个重要“里程碑”,用于再现土结构、土坡和地基的动力响应,观察物理机制,揭示客观规律,验证理论模型,检验评价方法。 | 10.3321/j.issn:1000-4548.2004.06.023 |
可液化土中单桩地震响应的离心机试验研究 | 苏栋,李相菘 | 采用离心动力模型试验观测了饱和砂土层中单桩-上部结构在强震下的响应,并用数值方法推导出桩身水平相对位移和侧向土抗力的演变过程。研究结果表明:强震下饱和砂土中孔隙压力迅速增大,孔隙压力的增大使土抗力和桩身内力减弱,同时降低了桩基础的竖向承载力;当砂土接近液化时,桩基础丧失大部分承载力,上部结构发生严重沉降。本研究加深了对砂土液化过程中桩-土动力相互作用机理的认识,有助于建立液化土中桩基础的抗震设计方法。 | 10.3321/j.issn:1000-4548.2006.04.001 |
精密离心机误差分析与补偿方法研究 | 陈岩 | 精密离心机是用于校准加速度计高过载性能的惯性导航测试设备,离心机产生的加速度和姿态精度的准确性直接影响被测加速度计的校准精度,因此提高离心机的系统精度是提高加速度计测试校准精度的重要手段。本文结合哈尔滨工业大学正在研制的JML-Ⅰ离心机,介绍采用四传感器法测试精密离心机主轴回转误差的方法,计算主轴回转误差中的一次谐波,包括圆锥运动和一次谐波运动,并详细分析一次谐波如何影响精密离心机的向心加速度及其在加速度计坐标系中的分布。 | 10.7666/d.D252138 |
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