離心機
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離心機是利用離心力，分離液體與固體顆粒或液體與液體的混合物中各組分的機械。
離心機主要用於將懸浮液中的固體顆粒與液體分開；或將乳濁液中兩種密度不同，又互不相溶的液體分開(例如從牛奶中分離出奶油)；它也可用於排除濕固體中的液體，例如用洗衣機甩乾濕衣服；特殊的超速管式分離機還可分離不同密度的氣體混合物；利用不同密度或粒度的固體顆粒在液體中沉降速度不同的特點，有的沉降離
心機還可對固體顆粒按密度或粒度進行分級。
離心機大量應用於化工、石油、食品、製藥、選礦、煤炭、水處理和船舶等部門。
中國古代，人們用繩索的一端系住陶罐，手握繩索的另一端，旋轉甩動陶罐，產生離心力擠壓出陶罐中蜂蜜，這就是離心分離原理的早期應用。
工業離心機誕生於歐洲，比如19世紀中葉，先後出現紡織品脫水用的三足式離心機，和製糖廠分離結晶砂糖用的上懸式離心機。這些最早的離心機都是間歇操作和人工排渣的。
由於卸渣機構的改進，20世紀30年代出現了連續操作的離心機，間歇操作離心機也因實現了自動控制而得到發展。
工業用離心機按結構和分離要求，可分為過濾離心機、沉降離心機和分離機三類。
離心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)加入轉鼓後，被迅速帶動與轉鼓同速旋轉，在離心力作用下各組分分離，並分別排出。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。離心過濾是使懸浮液在離心力場下產生的離心壓力，作用在過濾介質上，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，從而實現液-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，這類分離機有常壓、真空、冷凍條件下操作的不同結構型式。
衡量離心分離機分離性能的重要指標是分離因數。它表示被分離物料在轉鼓內所受的離心力與其重力的比值，分離因數越大，通常分離也越迅速，分離效果越好。工業用離心分離機的分離因數一般為100～20000，超速管式分離機的分離因數可高達62000，分析用超速分離機的分離因數最高達610000。決定離心分離機處理能力的另一因素是轉鼓的工作面積，工作面積大處理能力也大。
選擇離心機須根據懸浮液(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，以及分離的要求等進行綜合分析，滿足對濾渣(沉渣)含濕量和濾液(分離液)澄清度的要求，初步選擇採用哪一類離心分離機。然後按處理量和對操作的自動化要求，確定離心機的類型和規格，最後經實際試驗驗證。
通常，對於含有粒度大於0.01毫米顆粒的懸浮液，可選用過濾離心機；對於懸浮液中顆粒細小或可壓縮變形的，則宜選用沉降離心機；對於懸浮液含固體量低、顆粒微小和對液體澄清度要求高時，應選用分離機。
目前，國內大的離心機生產廠家有重慶江北離心機、湖南昌森離心機（湘潭離心機）、浙江輕工機械廠、廣州重型機械廠、上海化工機械廠
目錄 |
離心原理
當含有細小顆粒的懸浮液靜置不動時，由於重力場的作用使得懸浮的顆粒逐漸下沉。粒子越重，下沉越快，反之密度比液體小的粒子就會上浮。微粒在重力場下移動的速度與微粒的大小、形態和密度有關，並且又與重力場的強度及液體的粘度有關。象紅血球大小的顆粒，直徑為數微米，就可以在通常重力作用下觀察到它們的沉降過程。
此外，物質在介質中沉降時還伴隨有擴散現象。擴散是無條件的絕對的。擴散與物質的質量成反比，顆粒越小擴散越嚴重。而沉降是相對的，有條件的，要受到外力才能運動。沉降與物體重量成正比，顆粒越大沉降越快。對小於幾微米的微粒如病毒或蛋白質等，它們在溶液中成膠體或半膠體狀態，僅僅利用重力是不可能觀察到沉降過程的。因為顆粒越小沉降越慢，而擴散現象則越嚴重。所以需要利用離心機產生強大的離心力，才能迫使這些微粒克服擴散產生沉降運動。
離心就是利用離心機轉子高速旋轉產生的強大的離心力，加快液體中顆粒的沉降速度，把樣品中不同沉降係數和浮力密度的物質分離開。
離心機的分類
一、按分離因素Fr值，可將離心機分為以下幾種型式：
1、常速離心機
Fr≤3500（一般為600~1200），這種離心機的轉速較低，直徑較大。
2、高速離心機
Fr=3500~50000，這種離心機的轉速較高，一般轉鼓直徑較小，而長度較長。
3、超高速離心機
Fr＞50000，由於轉速很高（50000r/min以上），所以轉鼓做成細長管式。
分離因素Fr是指物料在離心力場中所受的離心力，與物料在重力場中所受到的重力之比值。
二、按操作方式，可將離心機分為以下型式：
1、間隙式離心機
其加料、分離、洗滌和卸渣等過程都是間隙操作，並採用人工、重力或機械方法卸渣，如三足式和上懸式離心機。
2、連續式離心機
其進料、分離、洗滌和卸渣等過程，有間隙自動進行和連續自動進行兩種。
三、按卸渣方式，可將離心機分為一下型式：
1、刮刀卸料離心機
工序間接，操作自動。
2、活塞推料離心機
工序半連續，操作自動。
3、螺旋卸料離心機
工序連續，操作自動。
4、離心力卸料離心機
工序連續，操作自動。
5、振動卸料離心機
工序連續，操作自動。
6、顛動卸料離心機
工序連續，操作自動。
(三)、按國家標準與市場使用份額為以下四種：
1。三足式離心機
2。臥式螺旋推料離心機
3。碟片式分離機
4。管式分離機
四、按工藝用途，可將離心機分為：過濾式離心機、沉降式離心機、離心分離機。
五、按安裝的方式，還可將其分為立式、臥式、傾斜式、上懸式和三足式等。
離心機是利用離心力，分離液體與固體顆粒或液體與液體的混合物中各組分的機械。
離心機主要用於將懸浮液中的固體顆粒與液體分開；或將乳濁液中兩種密度不同，又互不相溶的液體分開(例如從牛奶中分離出奶油)；它也可用於排除濕固體中的液體，例如用洗衣機甩乾濕衣服；特殊的超速管式分離機還可分離不同密度的氣體混合物；利用不同密度或粒度的固體顆粒在液體中沉降速度不同的特點，有的沉降離心機還可對固體顆粒按密度或粒度進行分級。
離心機大量應用於化工、石油、食品、製藥、選礦、煤炭、水處理和船舶等部門。
中國古代，人們用繩索的一端系住陶罐，手握繩索的另一端，旋轉甩動陶罐，產生離心力擠壓出陶罐中蜂蜜，這就是離心分離原理的早期應用。
工業離心機誕生於歐洲，比如19世紀中葉，先後出現紡織品脫水用的三足式離心機，和製糖廠分離結晶砂糖用的上懸式離心機。這些最早的離心機都是間歇操作和人工排渣的。
由於卸渣機構的改進，20世紀30年代出現了連續操作的離心機，間歇操作離心機也因實現了自動控制而得到發展。
工業用離心機按結構和分離要求，可分為過濾離心機、沉降離心機和分離機三類。
離心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)加入轉鼓後，被迅速帶動與轉鼓同速旋轉，在離心力作用下各組分分離，並分別排出。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。離心過濾是使懸浮液在離心力場下產生的離心壓力，作用在過濾介質上，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，從而實現液-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，這類分離機有常壓、真空、冷凍條件下操作的不同結構型式。
衡量離心分離機分離性能的重要指標是分離因數。它表示被分離物料在轉鼓內所受的離心力與其重力的比值，分離因數越大，通常分離也越迅速，分離效果越好。工業用離心分離機的分離因數一般為100～20000，超速管式分離機的分離因數可高達62000，分析用超速分離機的分離因數最高達610000。決定離心分離機處理能力的另一因素是轉鼓的工作面積，工作面積大處理能力也大。
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。
此外，懸浮液中固體顆粒越細則分離越困難，濾液或分離液中帶走的細顆粒會增加，在這種情況下，離心分離機需要有較高的分離因數才能有效地分離；懸浮液中液體粘度大時，分離速度減慢；懸浮液或乳濁液各組分的密度差大，對離心沉降有利，而懸浮液離心過濾則不要求各組分有密度差。
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，以及分離的要求等進行綜合分析，滿足對濾渣(沉渣)含濕量和濾液(分離液)澄清度的要求，初步選擇採用哪一類離心分離機。然後按處理量和對操作的自動化要求，確定離心機的類型和規格，最後經實際試驗驗證。
通常，對於含有粒度大於0.01毫米顆粒的懸浮液，可選用過濾離心機；對於懸浮液中顆粒細小或可壓縮變形的，則宜選用沉降離心機；對於懸浮液含固體量低、顆粒微小和對液體澄清度要求高時，應選用分離機。
離心分離機未來的發展趨勢將是強化分離性能、發展大型的離心分離機、改進卸渣機構、增加專用和組合轉鼓離心機、加強分離理論研究和研究離心分離過程最佳化控制技術等。
強化分離性能包括提高轉鼓轉速；在離心分離過程中增加新的推動力；加快推渣速度；增大轉鼓長度使離心沉降分離的時間延長等。發展大型的離心分離機，主要是加大轉鼓直徑和採用雙面轉鼓提高處理能力使處理單位體積物料的設備投資、能耗和維修費降低。理論研究方面，主要研究轉鼓內流體流動狀況和濾渣形成機理，研究最小分離度和處理能力的計算方法。
離心機的日常保養
離心機運轉前應先切斷電源並先鬆開離心機剎車，可以手試轉動轉鼓，看有無咬煞情況。
檢查其他部位有無鬆動及不正常情況。
接通電源依順時針方向開車啟動（通常從靜止狀態到正常運轉約需40-60秒左右）。
通常每台設備到廠後均須空車運轉3小時左右，無異常情況即可工作。
物料儘可能要放置均勻。
必須專人操作，容量不得超過額定量。
嚴禁機器超速運轉，以免影響機器使用壽命。
機器開動後，若有異常情況必須停車檢查，必要時需予以拆洗修理。
離心機工作時是高速運轉，因此切不可用身體觸及其轉鼓，以防意外。
濾布的目數應根據所分離物料的固相顆粒的大小而定，否則影響分離效果。另外濾布安裝時應將濾布
密封圈嵌入轉鼓密封槽內，以防物料跑入。
為確保離心機正常運轉，轉動部件請每隔6個月後加油保養一次。同時查看軸承處運轉潤滑情況，有無磨損現象；制動裝置中的部件是否有磨損情況，嚴重的予以更換；軸承蓋有無漏油情況。
機器使用完畢，應作好清潔工作，保持機器整潔。
不要將非防腐型離心機與於高腐蝕性物料的分離；另外嚴格按照設備要求、規定操作，非防爆型離心機切不可用於易燃、易爆場合。
離心機「喘振」
製冷離心式機組的離心機常發生「喘振」現象。
製冷離心壓縮機原理是將大分子量的製冷劑通過高速運動將其積壓到小的空間進行壓縮，然後通過降溫進行冷凝。
離心式冷水機組能量調節方式是靠調節高速轉動的導片角度來調節壓縮比
當供冷量下降的時候，導片做的功降低，壓縮出去的氣體壓力和吸入壓縮機的氣體壓力相近，導致氣體迴流產生機械的強迫震動。（也稱「喘振」）喘振會造成機械部件的損壞。
離心機的發展離心機是將樣品進行分離的儀器，廣泛應用於生物醫學、石油化工、農業、食品衛生等領域，它利用不同物質在離心力場中沉澱速度的差異，實現樣品的分析分離。離心機自問世以來，歷經低速、調整、超速的變遷，其進展主要體現在離心設備和離心技術兩方面，二者相輔相成。從轉速看，台式離心機基本屬於低速、高速離心機的範疇，因此具有低速和高速離心機的技術特點，其結構主要由電機驅動系統、製冷系統、機械系統、轉頭和系統控制等幾部分組成，與落地式離心機相比只不過是尺寸和容量小一點罷了。通用台式離心機的發展已經模糊了低速、高速、微量和大容量離心機的界線，眾多的轉頭為科研人員提供相當廣泛的應用範圍，成為科研實驗室首選機型，如美國的Sorvall的ST2l，德國 Heraeus新機型 Biofuge Stratos等。
離心機結構圖
使用注意問題
目前，實驗室常用的是電動離心機
電動離心機轉動速度快，要注意安全，特別要防止在離心機運轉期間，因不平衡或試管墊老化，而使離心機邊工作邊移動，一致從實驗台上掉下來，或因蓋子未蓋，離心管因振動而破裂後，玻璃碎片旋轉飛出，造成事故。因此使用離心機時，必須注意以下操作。
（1）離心機套管底部要墊棉花或試管墊。
（2）電動離心機如有噪音或機身振動時，應立即切斷電源，即時排除
故障。
（3）離心管必須對稱放入套管中，防止機身振動，若只有一支樣品管另外一支要用等質量的水代替。
（4）啟動離心機時，應蓋上離心機頂蓋後，方可慢慢啟動。
（5）分離結束後，先關閉離心機，在離心機停止轉動後，方可打開離心機蓋，取出樣品，不可用外力強制其停止運動。
（6）離心時間一般1～2分鐘，在此期間，實驗者不得離開去做別的事。
現在常用的低速離心機很多也進入了實驗室，在企業或院校研究機構中，轉速在3000轉左右的低速實驗離心機已經比較常用，如315型過濾+沉降一體式實驗離心機，100型實驗離心機，200型實驗離心機等。這些離心機設計合理，重心低，安全穩定，在化工、食品、醫療等領域的前期試樣分析中得到了更大的應用。
離心機使用守則及使用注意
離心機使用守則：
一. 離心機在預冷狀態時，離心機蓋必須關閉，離心結束後取出轉頭要倒置於實驗台上，擦乾腔內余水，離心機蓋處於打開狀態。
二. 轉頭在預冷時轉頭蓋可擺放在離心機的平台上，或擺放在實驗台上，千萬不可不擰緊浮放在轉頭上，因為一旦誤啟動，轉頭蓋就會飛出，造成事故！
三. 轉頭蓋在擰緊後一定要用手指觸摸轉頭與轉蓋之間有無縫隙，如有縫隙要擰開重新擰緊，直至確認無縫隙方可啟動離心機。
四. 在離心過程中，操作人員不得離開離心機室，一旦發生異常情況操作人員不能關電源(POWER），要按STOP。在預冷前要填寫好離心機使用記錄。
五. 不得使用偽劣的離心使管，不得用老化、變形、有裂
紋的離心管。
六. 在節假日和晚間最後一個使用離心機例行安全檢查後方能離去。
七. 在儀器使用過程中發生機器故障，部件損壞情況時要及時與我們聯繫
離心機使用注意：
目前，實驗室常用的是電動離心機電動離心機轉動速度快，要注意安全，特別要防止在離心機運轉期間，因不平衡或試管墊老化，而使離心機邊工作邊移動，一致從實驗台上掉下來，或因蓋子未蓋，離心管因振動而破裂後，玻璃碎片旋轉飛出，造成事故。因此使用離心機時，必須注意以下操作。
（1）離心機套管底部要墊棉花或試管墊。
（2）電動離心機如有噪音或機身振動時，應立即切斷電源，即時排除故障。
（3）離心管必須對稱放入套管中，防止機身振動，若只有一支樣品管另外一支要用等質量的水代替。
（4）啟動離心機時，應蓋上離心機頂蓋後，方可慢慢啟動。
（5）分離結束後，先關閉離心機，在離心機停止轉動後，方可打開離心機蓋，取出樣品，不可用外力強制其停止運動。
（6）離心時間一般1～2分鐘，在此期間，實驗者不得離開去做別的事。
離心機相關行業標準
GB/T 10901-2005 離心機性能測試方法
GB 19815-2005 離心機安全要求
GB 6065-1985 TZ立式振動離心機
GB 12258-1990 醫用低速離心機
JB/T 3263-2000 臥式振動離心機
JB/T 4064-2005 上懸式離心機
JB/T 5519-1991 高速冷凍離心機
JB/T 6118-1992 TCL沉降過濾離心機
QB/T 1754-1993 造紙機械立式離心機
JB/T 53190-1999 三足式離心機 產品質量分等
JB 447-1985 臥式活塞推料離心機 技術條件
JB/T 502-2004 螺旋卸料沉降離心機
JB/T 5284-1991 防爆型刮刀卸料離心機
| 序號 | 標 准 代 號 | 標 准 名 稱 |
| 1 | GB/T 4774-2004 | 分離機械 名詞術語 |
| 2 | GB 7779-2005 | 離心機型號編製方法 |
| 3 | GB 10901-2005 | 離心機 性能測試方法 |
| 4 | GB/19815-2005 | 離心機 安全要求 |
| 5 | GB/T10894-2004 | 分離機械 噪音測試方法 |
| 6 | GB/T10895-2004 | 離心機 分離機 機械振動測試方法 |
| 7 | JB/T 447-2004 | 活塞推料離心機 |
| 8 | JB/T 10411-2004 | 離心機、分離機奧氏體鋼鍛件超聲檢測及質量評級 |
| 9 | JB/T 8051-2006 | 離心機轉鼓強度計算規範 |
| 10 | JB/T 8865-2001 | 活塞推料離心機用濾網 |
| 11 | JB/T 9095-1999 | 離心機、分離機鍛焊件無損探傷技術規範 |
| 12 | JB/T 7217-2006 | 分離機械塗裝通用技術條件 |
| 13 | JB/T 6418-2006 | 分離機械 清潔度測定方法 |
變頻器在離心機的應用：1 引言
工業離心機是化工行業主要設備之一，它主要通過離心力作用將固液分離, 一般由進料、洗滌、脫水、括刀、卸料等幾個部分, 其中進料、洗滌、括刀、卸料等部分是通過電磁閥、氣動閥控制，離心釜是實現固液分離的主要部件，由一台三相交流電機通過皮帶傳動。根據工藝特點在開始階段物料主要是固液混合物，剛起動時負載相對較大，當達到一定的轉速時液體在離心力的作用下由離心外側流出，這樣部分液體先被分離出來，隨著電機轉速的進一步提高，負載也相應減小。根據工藝要求，一般分為幾個不同轉速運行以達到分離效果。
2 變頻器在離心機上的應用
2.1 變頻器應用的提出
近幾年變頻器作為一種工業控制設備在不斷更新發展，各行各業有著廣泛的應用。隨著電力電子技術、變頻控制理論、微機控制技術的不斷成熟，變頻器的性能不斷完善、功能也不斷增強:如多段速、可程式自動運行、通訊功能等，這使用得變頻器能適應多種應用場合。根據離心機的生產工藝，可採用變頻器的多段速功能控制來實現，另外變頻器一般都帶有內置制動單元或外部制動單元，這可解決離心機在停車時因慣性大造成停車困難的問題。
2.2 惠豐F1000－G系列變頻器在離心機上的應用
離心機負載為恆轉矩大慣性負載，這裡選用煙台惠豐公司專業生產的F1000－G系列通用型變頻器。以電機功率為22kW、4極為例，選用F1000-G0220T3C，其外部控制電路見圖1。其中K1的啟動信號接變頻器OP6多功能控制端子，K2多段速度1接變頻器的OP2， K3多段速度2接變頻器的OP3，K5多段速度3接變頻器的OP4，根據需要選用三段速即低速運行、中速運行及高速運行，具體運行速度可通過設定相對應的參數。
圖1 離心機變頻外部控制示意圖
2.3 惠豐變頻器主要參數設定
通用型變頻器的主電路如圖2所示。
圖2 通用變頻器的主電路示意圖
根據離心機負載特性，設定以下主要參數:
表1 變頻器運行設定參數
2.4 惠豐制動單元的應用
離心機為大慣性負載，採用變頻器控制時都要求增加制動單元才能滿足要求。由電機的運行特性知道當電機的實際轉速高於同步轉速時電機運行在發電機狀態，當離心機開始停機時變頻器的輸出頻率開始按減速時間下降，由於負載慣性離心機此時轉速變化不大，造成電機實際轉速高於同步轉速，電機處於發電制動狀態，由變頻器的主迴路知道，此時電機側反饋回的能量將通過逆變迴路的續流二極體D1-D6反饋到直流迴路的濾波電容C1、C2上，這時變頻器的母線電壓Ud會升高(即泵升電壓)，過高的泵升電壓將使變頻器出現過壓保護，甚至會損壞變頻器，為此，必須加裝制動組件，煙台惠豐公司專業生產的BUDR系列制動單元適用於各種通用變頻器，當制動單元控制迴路檢測到直流母線電壓達到一定值時控制其開關管IGBT開通，制動電阻RB接到迴路中，將電機的反饋的制動能量消耗在電阻上，以維持正常的母線電壓Ud。
3 調試注意問題
根據離心機負載特性，在調試時應注意:
(1) 離心機負載起動轉矩要求較高，可能出現起動困難的情況，這時可適當提升變頻器的轉矩補償值，F1000-G系列F502設定參數為9，但起動轉矩補償不可太大，否則可能出現過流(故障代碼為O.C.)、過載(故障代碼為O.L.)等報警，若在加速中出現過流報警應適當延長加速時間;
(2) 離心機慣性大，若要變頻器按減速時間停車，必須加裝制動單元，其制動電阻的選擇一般變頻器廠家說明手冊上都有，可根據操作手冊選擇，正常工作時制動電阻會因消耗能量而發熱，如果減速時會出現過壓報警(故障代碼為O.E.)可適當延長減速時間F304、F310、F316參數;
(3) 一般離心機安裝在操作現場，多台變頻器集中置於控制室內，如果現場與離心機距離超過變頻器的允許範圍應采相應的處理措施，如合理分布主迴路線與控制線、加裝輸出電抗器或濾波器，以防變頻器輸出電壓的衰減，或考慮加大變頻器的容量。
4 結束語
離心機採用變頻調速可以根據不同工藝要求進行調速，根據物料的不同可方便地選擇多段速運行，同時採用變頻控制實現電機的軟啟動，減少對電網的衝擊，變頻器具有過流、過載、過壓等豐富的保護功能，當負載或電機出現異常時變頻器因故障停機並快速封鎖輸出，這樣可及時保護電機。
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