离心机设计概念
离心机结构
离心机结构
离心机结构是一种用于分离液体混合物中的组分的设备。
它基本上由以下几个部分组成：筒体、进料口、出料口、搅拌器和离心机底盘。
筒体是离心机的主要组成部分，通常采用圆柱形，并由耐腐蚀材料制成。
它的内部通
常分为两个或多个区域，以提供更好的分离效果。
进料口位于筒体的顶部，用于将混合物
输入到离心机中。
出料口位于筒体底部，用于收集被分离的组分。
离心机的搅拌器位于筒体内部的中央，通过旋转来实现混合物的分离。
搅拌器通常由
一或多个叶片组成，这些叶片能够将混合物推向筒体壁面，从而加速分离过程。
搅拌器的
构造和大小可以根据分离效率和特定应用需求进行设计。
离心机底盘是支撑离心机的结构，通常由坚固的金属材料制成，以确保离心机在运行
过程中的稳定性和平衡性。
底盘还可能包括控制面板和操作面板，用于调节和监控离心机
的运行状态。
离心机结构的设计需要考虑多个因素，包括离心力、分离效率、材料选择等。
这些因
素的选择将根据具体的应用需求和处理的液体混合物而定。
离心机结构的设计旨在实现高效的液体分离，并且在不同的应用领域中有广泛的应用。
它的结构设计通常会根据特定的需求和要求进行调整和优化，以实现更好的性能和效果。
离心机分类及技术原理和转子介绍
离心机分类及技术原理和转子介绍离心机是一种常见的机械设备，采用离心力的原理来进行分离或快速旋转。
离心机广泛应用于科学研究、工业生产和医药领域等各个领域。
根据其用途和结构特点，离心机可以分为多种类型，主要包括固定转子式离心机、摇摆式离心机和连续式离心机。
1.固定转子式离心机：固定转子式离心机是最常见的离心机类型，它由一个固定转子和一个可移动的离心杯组成。
固定转子通常是一个铝合金制成的圆盘，上面固定有几个离心杯。
转子通过电机驱动，将样品放在离心杯中，然后启动离心机，使离心杯以高速旋转。
离心杯的旋转将产生离心力，使样品分离成不同部分。
固定转子式离心机的优点是结构简单、操作方便、分离效果好，因此被广泛应用于实验室和工业生产中。
2.摇摆式离心机：摇摆式离心机也是一种常见的离心机类型，它的转子呈摇摆状，类似于一个扫地机器人。
摇摆式离心机适用于样品体积较大的情况，例如培养皿、生物反应器等。
它通过运动偏心转动的方式产生离心力，使样品既可以顺时针旋转，又可以逆时针旋转。
摇摆式离心机的优点是可以避免样品在离心过程中被挤压变形，因此适用于对样品形态要求较高的实验。
3.连续式离心机：连续式离心机是一种高速离心机，适用于大量样品的离心分离和连续生产。
它的转子与固定转子式离心机类似，但转速更高，可以达到上万转每分钟。
连续式离心机主要应用于化工、制药、食品和环保等工业领域，用来进行固液分离、悬浮液分离和浓缩等操作。
离心机的工作原理是利用离心力将混合物中的各种成分分离。
离心力是指围绕转轴旋转的物体在离转轴越远处速度越大的力。
离心机通过高速旋转的转子产生离心力，离心力的大小与转速和转子半径有关。
离心机的离心力越大，分离效果越好。
离心机的转子通常采用不同的设计和材料制造，以满足不同应用领域的需求。
常见的转子类型包括固定角度转子、扩展角度转子和直角转子等。
固定角度转子适用于一般离心分离和沉淀操作，转子角度一般为45度。
扩展角度转子适用于大量样品的离心和浓缩操作，转子角度一般为25度。
卧螺离心机设计
2)成立了分离领域的学术组织。
3)在基础理论与应用方面进行了研究。
4)目前已能生产三足、上悬、活塞、螺旋、离心力卸料，振动、进动卸料、刮刀及虹吸刮刀、翻袋及旁滤等离心机；分离机则有碟式、室式及管式。上述产品不仅遍及全国且远销国外，且技术特性有所提高[4]。
关键词：卧螺离心机；分离因数；生产能力；强度设计
Design of aφ600HorizontalScrollDecanterCentrifuge
Abstract:As a kind of separating equipment,the centrifuge hasbeen used in alarge area, such as in industrial and agricultural department and national defence andenvironmentalprotect.TheHorizontal scroll decanter centrifuge is widely usedin phaseseparation withhigh efficieney,high degree of automation,large capacity,low operating costs and strong adaptability. It has been used for dehydrate,clarifying,concentration, classification and separate field in chemical,petrifaction,food stuff,medication,mining,machine and environment.With the development of country economics,the appliance field will continuetoextend.As the pivotal equipment of petrifaction corporation,the size of centrifugebecame larger and heavier.
wsc常规离心-概述说明以及解释
wsc常规离心-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在世界卫生组织（WSC）常规离心技术中，离心是一种常用的实验方法。
离心机的出现使得我们能够更好地分离和鉴定样品中的成分。
常规离心通过旋转样品，利用离心力将不同密度或不同重量的成分分离开来。
这种操作可以在各种科学研究领域和实验室中广泛应用，如生物化学、生物医学和分子生物学等。
常规离心的原理是基于物质在离心机中受到的离心力作用。
离心机中的转子以高速旋转，产生离心力，使样品内的物质分离开来。
离心力的大小取决于样品和离心机的参数设置，如离心机的转速、转轴半径和运行时间等。
利用这种离心力，不同的物质会在离心机管中以不同的速度沉降或浮升，从而实现分离目的。
常规离心广泛应用于细胞培养中，可以用来分离和收集细胞。
在细胞培养过程中，细胞通常需要定期分离和传代。
通过离心技术，可以有效地将细胞从培养基中分离出来，并定量地收集到新的培养基中，以保持细胞的健康和生长。
此外，常规离心还可以用于血液和尿液等液体样品中的细胞、蛋白质、核酸等生物分子的分离和提取。
总体而言，WSC常规离心技术是一种简单、有效且广泛应用的实验方法。
它在科学研究和实验室工作中发挥着重要的作用，为我们分离和鉴定样品中的成分提供了可靠的手段。
在未来，随着离心技术的不断发展和改进，我们可以期待更多更高效的离心方法的出现，进一步推动科学研究的进展和应用的拓展。
1.2 文章结构文章结构是指文章的整体组织和布局方式。
一个良好的文章结构可以使读者更容易理解文章的主题和论点，也有助于作者有效地传达自己的观点。
本文主要分为引言、正文和结论三部分。
引言部分概述了文章的主要内容，介绍了文章讨论的问题和目的。
通过引入背景信息和重要概念，引言帮助读者更好地理解文章的主要内容。
正文部分是文章的核心部分，包括了三个主要的要点。
这些要点可能是从不同的角度来分析问题，或是支持作者主要论点的最重要的证据。
每个要点可以使用一个段落或若干个段落来进行展开，每个段落应围绕一个特定的主题展开讨论，并提供相关的理论或实例来支持观点。
(2024年)Eppendorf实验室离心机
CHAPTER离心机定义及作用定义离心机是一种利用离心力，分离液体与固体颗粒或不同密度的液体的设备。
作用在生物医学、化学、环境等领域中，离心机广泛应用于各种样品的分离、纯化和提取等实验过程。
工作原理简介离心力的产生离心机通过高速旋转产生的离心力，使得样品中的不同成分根据密度差异进行分离。
分离过程在离心力的作用下，密度较大的颗粒或液体会被甩向离心管底部，而密度较小的成分则留在上层，从而实现分离。
超速离心机具有极高的转速和离心力，用于分离极小颗粒或高粘度液体，提供更高的分离效果。
结合冷冻技术，用于分离温度敏感或易挥发的样品，保持样品的活性和稳定性。
分离式离心机根据液体密度差异进行分离，适用于不同密度液体的分离和纯化。
沉淀式离心机主要用于分离悬浮液中的固体颗粒，具有结构简单、操作方便等特点。
过滤式离心机通过过滤介质将液体中的固体颗粒截留，适用于含固体颗粒较多的悬浮液的分离。
常见类型及其特点CHAPTEREppendorf公司简介成立于1945年，总部位于德国汉堡，是全球领先的实验室设备制造商之一。
提供广泛的实验室解决方案，包括离心机、移液器、自动化工作站等。
以高品质、可靠性和创新著称，服务于科研、临床诊断和生物技术等领域。
高性能台式离心机，适用于各种常规实验需求。
Eppendorf 5400系列落地式大容量离心机，满足高通量实验需求。
Eppendorf 5800系列超高速冷冻离心机，用于高级研究和特殊应用。
Eppendorf 5900系列如细胞培养离心机、血液分离离心机等。
其他专用离心机实验室离心机系列产品先进的驱动系统独特的制冷技术人性化设计高安全性技术创新与优势采用高性能电机和精确控制系统，确保离心机运行平稳、准确。
易于操作和维护，配备大屏幕液晶显示屏和直观的操作界面。
采用先进的制冷系统和温控技术，确保离心机在高速运转时保持稳定的温度。
采用多重安全防护措施，如电子门锁、超速保护、不平衡保护等，确保实验人员和设备安全。
离心机的标准
离心机标准
一、结构与设计
离心机应设计为结构紧凑、操作方便、安全可靠、耐用性高的机械装置。
其结构应符合以下要求：
1. 离心机应由机体、电机、离心筒、减速器等主要部件组成。
2. 离心筒应设有盖子，以防止物料洒出。
3. 离心机应设有紧急停机装置，以防止意外事故发生。
4. 离心机应设有排渣口，以便于清理残留物料。
二、性能与参数
离心机的性能与参数应符合以下要求：
1. 离心机应能适应不同的物料性质和分离要求。
2. 离心机的分离效率应高，以便于提高生产效率。
3. 离心机的能耗应低，以降低生产成本。
4. 离心机的噪音应低，以减少对操作人员和周围环境的影响。
5. 离心机的振动应小，以防止对设备和基础造成损害。
三、操作与使用
离心机的操作与使用应符合以下要求：
1. 操作人员应经过专业培训，以熟悉离心机的性能、操作和维护方法。
2. 在启动前，应检查离心机各部件是否正常，如有异常应及时处理。
3. 在操作过程中，应缓慢调整转速和进料量，以避免对设备和物料造成损害。
4. 在操作过程中，应经常检查离心机的运行状况，如有问题应及时停机检查。
5. 在停机前，应先停止进料，并让离心筒旋转一段时间，以排出剩余物料。
6. 在清理残留物料时，应关闭所有电源，并使用适当的工具进行清理。
四、安全性
离心机的安全性应符合以下要求：
1. 离心机应设有安全防护罩、限位开关、接地保护等安全装置，以确保操作人员的安全。
2. 在使用过程中，操作人员应遵守安全操作规程，不得随意拆卸或更换零部件。
稳态加速度模拟试验设备_离心机设计（ＰＤＦ）
航天器环境工程第26卷第2期186 SPACECRAFT ENVIRONMENT ENGINEERING 2009年4月稳态加速度模拟试验设备：离心机设计（2）贾普照（北京卫星环境工程研究所，北京 100094）摘要：文章分3篇10章详细介绍了稳态加速度模拟试验设备——离心机的设计。
上篇对稳态加速度环境及其效应、相关试验方法和国家标准作了阐述；中篇（上）系统介绍了国内外离心机发展的历史，提供了较为全面具体的离心机结构概况，并对它们逐一进行小结与点评；中篇（下）对离心机进行基本理论分析，研究总体设计和部件设计问题，提出离心机设计原则及其计算方法；下篇通过一个国家“七五”科技攻关项目的实践作为实例，提供读者作设计参考。
在文章中，作者对多年来积累的技术资料和实践心得进行了系统的整理和归纳，梳理出一条在离心机研制中科学的设计思路和实用的工作程序。
该文章对相关领域的研究人员和技术人员会有很大启发和帮助，同时对其他同类设备的设计也有触类旁通的作用。
文章主要探讨的对象是中型、大型、特大型航空航天离心机，土工离心机和载人离心机。
关键词：环境模拟；加速度；离心机；设计中图分类号：V416.2；V216.5+6；TH122 文献标识码：A 文章编号：1673-1379(2009)02-0186-15 第2章稳态加速度试验方法及相关标准目录引言2.1 稳态加速度环境模拟原理与试验方法2.1.1 惯性系与非惯性系2.1.2 惯性力与引力2.1.3 惯性质量与引力质量2.1.4 离心加速度与引力加速度2.1.5 相似律2.1.6 火箭橇2.1.7 离心机2.1.7.1 物体离心机2.1.7.2 载人离心机与动态飞行模拟器2.1.8 离心机基本构造2.2 稳态加速度环境试验及离心机标准简介2.2.1 国军标GJB 150.15—19862.2.2 国军标GJB 360.22—19872.2.3 航天部标QJ 1239.14—19872.2.4 国军标GJB 3293—19982.2.5 电力行标DL/T 5102—19992.2.6 国家计量规程JJG 972—20022.2.7 国标GB/T 5170.16—20052.3 标准对离心机设计的规范摘要2.4 离心机标准工作刍议引言在人类运输技术范畴中，速度从来都是追求的目标，航空航天领域所达到的程度堪称首屈一指。
离心技术
所以 rpm = 1000 RCF 11.2r
利用此公式可以进行相对离心力和转数的计算，例如：已 知 一 个 离 心 机 转 头 的 半 径 r=254mm (25.4cm), 速 度 rpm=4200, 求RCF？
根据公式 RCF ＝ 11.2r(rpm 1000)2
RCF = 11.2 25.4 (4200 1000)2 = 5018g
二级真空系统。这种泵的真空度可达133.322 10-3pa
3.3.4光学系统：
a 转头识别：通过离心腔内的光学扫描系统，对安装的转 头进行扫并把扫描的信号与本机设定的转头比较以此识别 。 b测速：通过转头底黑白相间的花边进行测定， c沉降带检测：通过光学系统将运行中的离心状态显示出 来。
3.3.5控制系统： 控制系统是离心机的指挥中心。 a速控：包括设速、测速、控速等 设速：是在离心前设定离心时所需速度。 测速：在离心机启动后通过光电检测器测定运行的真实 速度 控速：包括提速、恒速、限速、减速等。 b温控：包括制冷启动、恒温、加温除霜
4转头的基本参数与性能
4.1转头K因子：
转头K因子是转头的常数，它表示转头大小和转速之间的关系。出 厂时就被标定了，以表示每个转头的分离性能。用公式表示为： (rmax/rmin ) S＝2.533 1011ln──── (rpm)2.T S：表示颗粒的沉降系数(单位：Sec) rmax：为转头最大半径(单位：cm) rmin：为转头最小半径(单位：cm) rpm：为转头的允许速度(单位：转/分)
超速离心
1概述 2离心的基本理论 3离心机的分类与构造 4转头的基本参数与性能 5离心技术 6安全操作与离心机的保养
1概述
1.1离心技术过程的发展
离心机原理以及分类概述 PPT
例
差速离心形成的沉淀(肝脏)
沉淀 RCF (gav)×时间
内容物
P1 1 000g×10min 细胞核,重线粒体,大片细胞膜 P2 3 000g×10min 重线粒体,细胞膜碎片
P3 6 000g×10min 线粒体,溶酶体,过氧化物酶体,完整高尔基体
P4 10 000g×10min 线粒体,溶酶体,过氧化物酶体,高尔基体
21
三、密度梯度离心 (isodensity centrifugation)
优点
① 分离效果好,可一次获得较纯颗粒。 ② 习惯范围广,能象差速离心法一样分离具
有沉降系数差的颗粒,又能分离有一定浮 力密度差的颗粒。 ③ 颗粒可不能挤压变形,能保持颗粒活性。
常用介质:氯化铯、蔗糖、多聚蔗糖、甘油。
22
沉降速度(sedimentation velocity):微粒
在重力场中下降的速度。
它的影响因素:微粒的大小、形态、密度、 液体的粘度和重力场的强度。
如实验室制备血清时就能够采纳室温静置的 方法得到。
5
二、液体中的微粒在重力场中 的分离
扩散现象:
重力场中扩散现象 是无条件的,绝对的。特 别是关于病毒和蛋白质 类小分子物质,扩散对物 质的沉降影响更大。如 何克服？
F=mv2/r=mrω2=ρVrω2
v:线速度; ω:旋转角速度(弧度／秒) ; r:旋转体离旋转轴的距离(cm) ; m:颗粒质量; ρ:物体密度; V:物体体积
4
二、液体中的微粒在重力场中 的分离
颗粒静置一段时间后,受重力场影响会开 始沉降运动。粒子越重,下沉越快。反之密度 比液体小的粒子就会上浮,这个现象为重力沉 降。
称为区带离心,是将样品溶液置于一个由梯度材料 形成的密度梯度液体柱中,离心后被分离组分以区 带层分布于梯度柱中。离心脱水机
2024年《实验室用离心机》PPT课件
离心机定义与原理
2024/2/29
定义
离心机是一种利用离心力，使液体与固体颗粒或液体与液体混合物中的各组分产 生沉降或分离的设备。
原理
当含有细小颗粒的悬浮液静置不动时，悬浮的颗粒由于重力场而逐渐下沉。粒子 越重，下沉越快，而密度低于液体的粒子会浮上来。粒子在重力场中的运动速度 与粒子的大小、形状和密度有关，还与重力场的强度及液体的粘度有关。
评估价格与性价比
在满足实验需求的前提下，对比不同 品牌和型号的离心机价格，选择性价 比较高的产品。
24
离心机性能评价指标
转速范围
离心机的转速范围越宽，适用的实验场景就 越多。
温控精度
对于需要控制温度的实验，离心机的温控精 度非常重要。
2024/2/29
容量
离心机的容量大小直接影响到一次能处理的 样品数量。
22
06
实验室离心机选购建议与未来发展趋势
2024/2/29
23
离心机选购建议
明确实验需求
根据需要分离的样品类型、容量和转 速等要求，选择合适的离心机型号。
考虑品牌与售后服务
选择知名品牌且售后服务完善的供应 商，确保设备质量和售后保障。
2024/2/29
关注性能指标
重点考察离心机的转速、容量、温控 精度等性能指标，以满足实验要求。
定期清理离心机外壳和内部，避 免灰尘和污垢积累影响机器性能
。
2024/2/29
检查离心管
使用前后检查离心管是否有裂纹、 变形或老化现象，及时更换损坏的 离心管。
保持水平
确保离心机放置平稳，四个脚轮都 接触地面，避免因不平衡而产生振 动。
16
离心机定期保养
润滑轴承
离心机设计手册
离心机设计手册一、概述离心机是一种利用离心力分离液体混合物的设备，广泛应用于化工、医药、食品、环保等领域。
离心机设计手册旨在为离心机的设计、制造和使用提供全面的指导和参考。
二、离心机基本原理离心机的基本原理是利用离心力将液体混合物中的不同组分分离。
当液体混合物在离心机中高速旋转时，由于离心力的作用，不同密度的组分会沿着离心力的方向发生分离。
密度大的组分向离心机的中心运动，而密度小的组分则向外运动。
通过这种方式，离心机可以将液体混合物中的不同组分进行有效分离。
三、离心机类型根据应用领域和分离要求，离心机可分为多种类型，如卧式离心机、立式离心机、管式离心机等。
不同类型的离心机具有不同的结构和性能特点，适用于不同的分离任务。
四、离心机设计要点1. 转子设计：转子是离心机的核心部件，其设计直接影响离心机的性能和稳定性。
转子应具有足够的强度和刚度，以承受高速旋转产生的离心力。
同时，转子的形状和尺寸应根据分离任务的要求进行设计。
2. 分离室设计：分离室是离心机中用于容纳液体混合物的部分。
其设计应保证液体混合物在旋转过程中能够充分分离，同时避免出现死角和涡流。
分离室的形状和尺寸应根据液体的性质和分离要求进行设计。
3. 驱动系统设计：驱动系统是离心机的动力来源，其设计应保证离心机在高速旋转时能够稳定运行。
驱动系统应具有足够的功率和扭矩，以适应不同的分离任务。
同时，驱动系统的结构应简单、可靠，易于维护和维修。
4. 控制系统设计：控制系统是离心机的指挥中心，其设计应保证离心机的正常运行和安全。
控制系统应具有完善的保护功能，如过载保护、过压保护等。
同时，控制系统应具有易于操作的人机界面，方便用户进行参数设置和操作控制。
5. 材质选择：离心机的材质选择直接影响到其性能和使用寿命。
应选择具有足够强度、刚度和耐腐蚀性的材料，以确保离心机的稳定性和可靠性。
五、总结本手册旨在为离心机的设计、制造和使用提供全面的指导和参考。
通过了解离心机的基本原理、类型和设计要点，我们可以更好地理解和应用离心机技术，提高分离效率和质量。
机械设计基础机械设计中的离心机设计
机械设计基础机械设计中的离心机设计机械设计基础——机械设计中的离心机设计机械设计是一门综合性较强的学科，其中涵盖了众多不同类型的机械设计，其中之一就是离心机设计。
离心机作为一种重要的机械设备，在许多工业和科学领域中起着至关重要的作用。
本文将重点介绍机械设计中的离心机设计，包括离心机的原理、结构和设计要点等。
一、离心机的原理离心机是利用离心力原理进行物质分离的机械设备。
其原理基于牛顿第一定律和离心力的概念。
当物质在旋转离心机内进行高速旋转时，由于离心力的作用，物质会受到向外的离心力而产生离心效果，这样能够将不同密度的物质进行有效的分离。
离心机的原理虽然简单，但具有广泛的应用。
二、离心机的结构离心机的结构主要包括转鼓、主轴、驱动装置、底座等。
其中，转鼓是离心机的核心部件，它由外壳和内饰构成，外壳外形为圆柱体，内部拥有多个圆周排列的离心分离槽。
转鼓通过主轴与驱动装置连接，使其能够进行高速旋转。
底座则是离心机的支撑结构，能够提供稳定的支撑。
三、离心机的设计要点1. 转鼓结构设计：在离心机的设计中，转鼓的结构设计非常重要。
合理的转鼓结构能够保证离心机的正常工作和分离效果。
转鼓的内饰设计应根据物质特性和工艺要求来确定，以满足分离的需求。
2. 主轴和轴承设计：主轴是离心机的关键部件之一，其设计应考虑到承载能力、旋转速度和稳定性等方面。
轴承选用和安装要精确可靠，以确保主轴的平衡运转。
3. 驱动装置设计：驱动装置是离心机的动力来源，设计时需要考虑到驱动力的大小、传动系统的可靠性和平稳性等因素。
常见的驱动装置包括电机、传动带和传动链等。
4. 安全保护设计：离心机在高速旋转时存在一定的安全隐患，因此在设计中需要考虑到安全保护装置的设置。
例如，安装转速传感器和温度传感器等，用于监测离心机的工作状态，确保其在安全范围内运行。
5. 材料选择和加工工艺：离心机的工作环境通常比较恶劣，需要耐腐蚀、耐磨损和高强度的材料。
因此，在设计时需要选择合适的材料，并采用适当的加工工艺，以确保离心机的使用寿命和可靠性。
2024年度离心机PPT课件
离心机是一种利用离心力，分离液体与固体颗粒或不同 比重液体的设备。
作用
在化工、制药、食品、环保等领域中，离心机发挥着固 液分离、液液分离、浓缩提纯等重要作用。
2024/3/24
4
工作原理与结构组成
工作原理
离心机通过高速旋转产生的离心力，使比重不同的物质在径向上产生不同的加速度，从而实现 分离。
8
正常运行操作过程
打开离心机电源，启动离 心机。
设置离心机的参数，包括 转速、时间、温度等，根 据实验需求进行调整。
观察离心机运行过程中的 状态，如是否有异常声响 、震动等。
在离心机运行过程中，禁 止打开离心机盖或触碰离 心机内部。
2024/3/24
9
关机后维护保养
在离心机停止运行后，等
01 待其完全停止后再打开离
输标02入题
若发生试管破裂或样品飞溅等事故，应立即采取紧急 处理措施，如用纸巾或棉球擦拭干净，避免扩大污染 范围。
01
03
在使用离心机过程中遇到任何安全问题或疑虑时，应 立即向实验室管理人员或专业人员报告并寻求帮助。
04
若在处理有毒、有害或感染性样品时发生意外情况， 应立即采取紧急处理措施，如用大量清水冲洗伤口或 吸入新鲜空气等，并及时就医治疗。
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离心机常见故障诊断与处理
04
措施
2024/3/24
15
常见故障类型及原因分析
转子不平衡
由于转子质量分布不均或 转子部件松动导致，表现 为振动增大、噪音异常。
轴承损坏
轴承磨损、疲劳剥落或润 滑不良等原因导致，表现 为振动和噪音增大、温度 升高。
密封泄漏
密封件老化、磨损或安装 不当导致，表现为漏油、 漏气或漏液。
离心机详细资料及介绍
离心机详细资料及介绍离心机是一种常见的物理设备，广泛应用于各个领域的工业过程中。
它主要利用离心力和离心加速度来实现固液或固气混合物中物质的分离、浓缩和干燥。
离心机按照其应用领域和工作原理的不同，分为固液分离离心机、气体分离离心机和液体分离离心机等。
离心机的主要组成部分包括：离心机机体、离心机转子、电动机、减速器、电机螺栓、液压联轴器、悬挂机构等。
其中，离心机机体是离心机的主体部分，通常由铝合金、不锈钢等材料制成。
离心机转子是离心机的核心部件，由转子壳体、杯座、滤板等组成。
电动机和减速器是驱动离心机转子高速旋转的关键装置。
电机螺栓和液压联轴器则用于将电动机与离心机转子连接。
悬挂机构用于支撑和平衡离心机转子。
离心机的工作原理是利用离心力的作用进行物质分离。
在离心机转子高速旋转的情况下，物质受到离心力的作用，会产生离心加速度。
当物质的离心加速度大于重力加速度时，物质会受到离心力的作用而发生分离。
根据物质的密度和粘度的不同，离心机可以实现固液、固气或液体混合物中物质的分离。
固液分离离心机主要应用于制药、化工、食品、环保等行业中。
它能够将悬浮在液体中的固体颗粒或细菌等物质分离出来，从而提高液体的纯度和质量。
气体分离离心机主要应用于石化、油气开采、煤矿等行业中。
它可以将气体中的水分、固体颗粒、油脂等物质分离出来，从而达到净化气体的目的。
液体分离离心机主要应用于乳制品、果汁、酿酒等行业中。
它可以将液体混合物中的悬浮物、固体颗粒、沉淀物等物质分离出来，从而提高液体的品质和稳定性。
离心机的优点包括：分离效率高、操作简单、运行稳定、适应性广等。
它可以快速而有效地分离出物质中的杂质，提高产品的纯度和品质。
并且，离心机的操作非常简单，只需设置好参数和运行时间即可自动完成分离过程。
离心机的运行稳定性较高，可以长时间连续工作而不会出现故障。
此外，离心机的适应性广，可以适用于各种不同的物质分离和处理需求。
然而，离心机也存在一些局限性。
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2、离心沉降过程：转鼓上无孔，也无滤网。悬浮液随转鼓 高速旋转，因固、液两相的比重不同，则产生不同的离心惯 性力，离心力大的固相颗粒沉积在转鼓内壁上，液相则沉降 在里层，然后分别从不同的出口排出，达到分离的目的。
沉降式离心机一般转速较高：n=7000~8000rpm
适应范围：固相含量较少，固体颗粒较小（d < 10 μm )。
四、离心机的减振和隔振 （一）减振：目的是消除或减小不平衡干扰力和 干扰力矩，以减轻机器振动。措施： 1、设计时应使离心机的工作转速远离其系统的 临界转速。 2、提高机器的制造安装质量。 3、制定合理的操作工艺 4、不应该随意改变机器转速，更不应该在高速 转子上任意补焊、锉削、碰撞、拆除或添加零 件等。 5、对于使用良好的新机器，在使用相当长时间 后，须重新进行一次转子的平衡试验。
分离因数Fr是表示离心机分离能力的主要指标，是一个重要性 能参数。 Fr 值越大，表明分离效果越好。 R↑ 转鼓直径增大，但比较缓慢 Fr ↑及Fc↑方法 ω↑ 转鼓转速提高(当结构一定时, ω↑ 效果更好)，但提高有限
• 三 .离心机分类
过滤式离心机
分为三类：
沉降式离心机 分离机
共同特点：
体积小，结构紧凑，分离效率高，生产能力大，附属设备少。
3.颗粒形状：
固体颗粒形状一般不规则、多种多样、不同物体颗粒, 形状不同。 常见有：球形，椭圆形，扁圆形，片形，雪花形 等等。
分离原理及离心机分类 • 二、分离因数
离心分离原理： 利用转鼓旋转产生的离心惯性力，把悬浮液、乳浊液 及其它物料分离或浓缩。 （1）离心惯性力 Fc
转鼓角速度：w 圆周速度：
n
30
rad
s m s
v Rw
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2、离心沉降过程：转鼓上无孔，也无滤网。悬浮液随转鼓 高速旋转，因固、液两相的比重不同，则产生不同的离心惯 性力，离心力大的固相颗粒沉积在转鼓内壁上，液相则沉降 在里层，然后分别从不同的出口排出，达到分离的目的。
沉降式离心机一般转速较高：n=7000~8000rpm
第二章 离 心 机 Centrifugal Machine
2.1 离心机的典型结构及工作原理
• 混合物种类： （称非均一系；非均匀液体）
液—固相
液—液相
液—液—固相
气—液相
气—液——液相 气—液—固相
混合物的分离在多种行业中都存在，根据不同目的进行定向分离。
• 分离目的：
⑴ 获得有用的固相，排掉液相。 （如：选煤，制药，制糖，制碱，食品等）
利用离心力作为推动力来实现液相非均一系混合物的分离或 浓缩的机器称为“离心机”
在工业生产过程中，离心机属后处理设备，主要用于脱水、 浓缩、澄清、净化及固体颗粒分等级工艺过程。
采用离心机进行的分离过程，根据其操作原理可分为离心过 滤、离心沉降和离心分离三种：
1、离心过滤过程：转鼓壁上有许多小孔，壁内有过滤网（滤布） ，悬浮液在转鼓内旋转，靠离心力把液相甩出筛网，而固相颗粒 被筛 网截留，形成滤饼，从而实现固、液分离。
适应范围：固相含量较少，固体颗粒较小（d < 10 μm )。
常见机型：螺旋卸料式。
3、离心分离：转鼓不开孔 依据液-液两相的密度差，在高速离心力场下，使
液液分层，重相在外层，轻相在内层，然后分别排出，达 到分离目的。
适应范围：乳浊液分离，含微量固体颗粒的乳浊液（d<5 μm )
离心机设计概念
影响分离功率的因素离心机的分离功率离心机设计概念δU = EδU max(2 ∫ Ψrdr ) 2 Ψ r ∫ dr r2 0 ra 4 a 0 raπ2ρDa 4 ra4 Z结构设计角 度：增加最 大分离功率 1. 增加长度 2. 增加速度离心机转子动力学Em E F E I =m2 ⋅ m2 + 1⋅ ∫ B(2 − B)0Zdz Z流体力学角度：提高效率 1. 提高环流效率 2. 提高流型效率 3. 提高非理想效率离心机流体动力学增加离心机长度的方法问题：长度 ↑，振动固有频率↓ 振动分析结果：如果给定长度的转轴转速接近于其 固有频率，转轴的振动幅度增加。
后果：转轴可能的破坏旋转薄筒的固有频率(一次近似) (忽略端盖的质量、剪切刚度、陀螺稳定效应)转子直径 轴向模量2 1/ 2能否越过固有频率取决于很多因素，主要是：安装轴的边界条件 是否有阻尼 平衡情况 驱动功率⎜ πdf eigen = π 2 n 2 ⎜ ⎟ ⎜临界转速 本征频 率个数1 2⎛ d ⎞ ⎛ Eax ⎞ ⎟ ⎟ ⎝ L ⎠ ⎝ 8ρ ⎠转子长度转子材料密度下标ax: axial两种转子模型的比较 模型 线速度(m/s） 直径(m) 长径比(L/d) 长度(m) 侧壁压力(torr) 温度(K) Rome 600 0.5 10 5 100 320 Darmstadt 1000 0.5 40 20 500 340两种材料： 钢 －Eax=200 GPa，ρ=8100 kg/m3 复合材料－比钢的 Eax/ρ 高50% 注意： 钢： 均匀，Eax在不同方向没有区别 复合材料： Eax沿纤维方向>>Eax沿垂直于纤维方向； 轴向Eax与转子的具体的缠绕方式相关； 缠绕方式取决于所要求的临界线速度1临界切向速度－临界频率个数 说明：Rome： 跨越2个临界 Darmstadt： 复合材料转子跨越12个临界 钢转子跨越13个临界临 界 速 度 (m/s)临界长径比π 1 ⎛ Eax ⎞ ⎛ L⎞ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ = 2 v ⎜ 8ρ ⎟ ⎝ d ⎠ crit ⎝ ⎠ • 正比于材料参数 Eax / ρ1/ 4如没有过临界技术：亚临界运行 Rome： 只能运行在106.19m/s Darmstadt： 临界频率个数 运行在6.64m/s 另一方法：降低长度(?降转速更好还是长度)的4次方根； • 反比于速度的平方根 Rome模型： (L/d)crit=4.21 Darmstadt模型： (L/d)crit=3.25长 径 比 L / d下标crit: critical速度 (m/s)振幅 实际中的考虑 不能正好运行在临界转速， 也不能在附近。
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影响分离功率的因素离心机的分离功率离心机设计概念δU = EδU max(2 ∫ Ψrdr ) 2 Ψ r ∫ dr r2 0 ra 4 a 0 raπ2ρDa 4 ra4 Z结构设计角 度：增加最 大分离功率 1. 增加长度 2. 增加速度离心机转子动力学Em E F E I =m2 ⋅ m2 + 1⋅ ∫ B(2 − B)0Zdz Z流体力学角度：提高效率 1. 提高环流效率 2. 提高流型效率 3. 提高非理想效率离心机流体动力学增加离心机长度的方法问题：长度 ↑，振动固有频率↓ 振动分析结果：如果给定长度的转轴转速接近于其 固有频率，转轴的振动幅度增加。
后果：转轴可能的破坏旋转薄筒的固有频率(一次近似) (忽略端盖的质量、剪切刚度、陀螺稳定效应)转子直径 轴向模量2 1/ 2能否越过固有频率取决于很多因素，主要是：安装轴的边界条件 是否有阻尼 平衡情况 驱动功率⎜ πdf eigen = π 2 n 2 ⎜ ⎟ ⎜临界转速 本征频 率个数1 2⎛ d ⎞ ⎛ Eax ⎞ ⎟ ⎟ ⎝ L ⎠ ⎝ 8ρ ⎠转子长度转子材料密度下标ax: axial两种转子模型的比较 模型 线速度(m/s） 直径(m) 长径比(L/d) 长度(m) 侧壁压力(torr) 温度(K) Rome 600 0.5 10 5 100 320 Darmstadt 1000 0.5 40 20 500 340两种材料： 钢 －Eax=200 GPa，ρ=8100 kg/m3 复合材料－比钢的 Eax/ρ 高50% 注意： 钢： 均匀，Eax在不同方向没有区别 复合材料： Eax沿纤维方向>>Eax沿垂直于纤维方向； 轴向Eax与转子的具体的缠绕方式相关； 缠绕方式取决于所要求的临界线速度1临界切向速度－临界频率个数 说明：Rome： 跨越2个临界 Darmstadt： 复合材料转子跨越12个临界 钢转子跨越13个临界临 界 速 度 (m/s)临界长径比π 1 ⎛ Eax ⎞ ⎛ L⎞ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ = 2 v ⎜ 8ρ ⎟ ⎝ d ⎠ crit ⎝ ⎠ • 正比于材料参数 Eax / ρ1/ 4如没有过临界技术：亚临界运行 Rome： 只能运行在106.19m/s Darmstadt： 临界频率个数 运行在6.64m/s 另一方法：降低长度(?降转速更好还是长度)的4次方根； • 反比于速度的平方根 Rome模型： (L/d)crit=4.21 Darmstadt模型： (L/d)crit=3.25长 径 比 L / d下标crit: critical速度 (m/s)振幅 实际中的考虑 不能正好运行在临界转速， 也不能在附近。
比如要求 有离临界转速有30%安全 区域 1/ 4 π 1 ⎛ Eax ⎞ ⎛ L⎞ ⎜ = ⎜ ⎟ ⎜ 8ρ ⎟ ⎟ 2 v / kL ⎝ ⎝ d ⎠ work ⎠对亚临界转子长度增加的限制∝ (Eax / ρ ) ，没有多少增加余地 ∝ d ，长转子需要大直径，材料耗费↑，经济 性能↓ 结论：必须使用超临界技术 取得超临界的技术：1/ 4转速kl=0.7= kLπ21 ⎛ Eax ⎞ ⎜ ⎟ v ⎜ 8ρ ⎟ ⎝ ⎠1/ 4⎛ L⎞ = kL ⎜ ⎟ ⎝ d ⎠ crit均匀转子 非均匀转子Rome模型： (L/d)work=3.52 (原4.21) Darmstadt模型：(L/d)work=2.72 (原3.25)均匀转子在整个转子长度上各处弯曲刚度相同 后果：启动时要求跨越所有的临界频率 要求：复杂轴承系统、大功率电机、强力阻尼器某些临界频率与运行频率靠近：转子振幅产生大离心 力和大轴承力（与轴承类型有关） 需要阻尼所有振动，因此需要上、下阻尼器。
问题： 对于流体阻尼器，功耗∝阻尼器速度ωrd和振幅rd。
而 rd∝刚度和激振力→ω2r0。
所以功耗∝ω3r03。
如运行速 度接近最后的临界速度，电机驱动功耗>>正常运行功 耗 为减小非平衡所致激振力，转子要非常精确地平衡 实际阻尼器设计问题：要求阻尼器特征频率～转子特 征(临界)频率结论：各向同性转子将会非常复杂，即便是能 够设计成功，也是耗费很高 其它的实际限制对转子长度的限制 根据前面的临界切向速度－临界频率个数图，对 Darmstadt模型，临界频率相互太靠近，以致不可能 获得离临界转速30%的安全区域。
如在工作频率附近上下的临界速度差(复合材料)： Rome模型：上下临界频率差：530.9m/s： 第2临界：~400m/s，第3临界：~900m/s 工作速度 600m/s+30%=780m/s Darmstadt模型：上下临界频率差：165.9m/s 第12临界：~975m/s，第13临界：~1150m/s 工作速度 1000m/s+30%=1300m/s2非均匀转子用弯曲刚度小的连接件把亚临界转子串接起来 每段亚临界转子的长度：运行速度+安全区域 Rome模型： 1.76米(3×1.76=5.28m) Darmstadt模型：1.36米(15×1.36=20.40m) 弯曲刚度↓，临界频率↓ 例子中，达到工作转速时，速度只是达到每段 临界速度的70%；高于整体临界的20~30%。
好处：轴承力↓ 阻尼功耗↓ 不平衡度和不直度要求↓ 对阻尼的有限阻尼范围要求↓ 结论：比各向 同性转子更优 越的选择条件：能够制造出这样一种连接件 技术复杂足够低的刚度 气密 强度足够大，能够承受旋转力而不会影响各段的要 求运行速度 不会影响转子中流体流动 必须有和转子一样长的寿命小结增加长度 → 超临界 → 工作频率与固有频率不 均匀转子 → 5大问题 靠近 非均匀转子 → 满足5各要求的连接体增加离心机速度的方法对于薄壁转子应力： σ = ρv (近似) 破坏速度 vB：当材料破裂强度达到时2vB = σ B / ρ比强度 绝对强度要求大vB，需要大σB，小ρ。
提高转速：把给定材料的强度用到极限 选用更好的比强度大的材料几种材料的可能转速材料 镁Mg-A17 铍Be 铝AlMgZn 钛Ti 强度GPa 0.35 0.65 0.64 1.4 3.0 2.17 密度kg/m3 模量GPa 1800 1900 2800 4500 8100 1344 1560 1560 45 300 72 110 200 E⁄⁄74.4 E⊥9.0 E⁄⁄170.0 E⊥9.0 E⁄⁄240.0 E⊥9.0 破坏速度 441 585 478 558 608 1271 1498 1754 342 523 370 499 544 984 1160 1359易燃 运行速度上表计算中，复合材料的强度和模量按下面式子 估算：σ B = ψσ Fibre + (1 −ψ )σ Re sin ≈ ψσ Fibre E// = ψEFibre + (1 −ψ ) ERe sin ≈ ψEFibre{钢NiCoMo Kevlar 复合材料T800碳纤 3.50 维复合材料 NE纤维复 合材料 沿周向缠绕 4.80ψ 为复合材料中的纤维的体积含量。
表中用 60%，即复合材料为60%纤维和40%树脂构 成。
树脂的强度(约为0.08GPa)，模量(约为 0.3GPa)都很低。
有毒3实际中不要接近破坏速度： 材料利用因子kM (<1) 运行速度下标op:operational σ vop = k M B = k M vB ρ kM：随材料不同而不同 钢和钛：取0.8； 铝镁合金：取0.6；(因为易蠕变) 复合材料：取0.6 (当时没有高强度应用经验，现在?)注意：前表中数据为周向缠绕 问题：轴向模量和强度<<轴向→亚临界转子段 很短 最大分离功率与强度、模量等的关系 2 π2 ⎛ ΔM ⎞ 1 / 4 7 / 4 1 7 dn k L k M/ 4 δU max = 4 (ρ UF D )⎜ ⎟ Eax σ B ρ2 4 2 ⎝ 2 RT ⎠6结论：最大分离功率∝ 段的数目n； ∝ 直径d； ∝ 破坏强度σB的7/4次方； ∝ 密度的平方倒数； ∝ 轴向模量Eax的1/4次方； ∝ 材料利用因子kM的7/4次方。
长度、速度等关系代 入最大分离功表达式由0.6增加到0.8 可增加δUmax65%下标az: 最大分离功率的另一种关系 azimuthal 引入运行应力 σ op = k M σ B 运行应变 σ op = Eaz ε az ,op 2 π2 1 ⎛ ΔM ⎞ 1/ 4 7 / 4 7 / 4 δU max = 4 (ρ UF D )⎜ ⎟ k L Eax Eaz ε az ,op 2 dn ρ 4 2 ⎝ 2 RT ⎠6不同材料下可能取得的最大分离功率材料 镁Mg-A17 铍(Be) 铝AlMgZn 钛(Ti) 钢NiCoMo 运行速度 m/s 342 523 370 499 544 亚临界段 长径比 L/d 4.23 5.42 4.09 3.48 3.34 1.76 1.56 1.51 δUmax kgSWU 6.68 46.85 8.87 24.94 33.82 190.52 326.70 594.64 长径比小 注： kL=0.7 d=0.5m均匀材料： Eax = Eaz 2 2 π2 ⎛ ΔM ⎞ 7/4 ⎛ E ⎞ δU max = 4 (ρ UF D )⎜ ⎟ k L ε az ,op ⎜ ⎟ dn ⎜ρ⎟ 4 2 ⎝ 2 RT ⎠ ⎝ ⎠6结论：最大分离功率∝ 运行应变的7/4次方； ∝ 模量与密度比值的平方(均匀材料)Kevlar 984 复合材料 T800碳纤维 1160 复合材料 NE纤维复 合材料 1359考虑高转速带来的效率下降：可用压比103 压比到103时的半径 一阶效果：δU opt = δU max ⎢1 − ⎜ ⎜⎢ ⎣ ⎡4 ⎛ rc ⎞ ⎤ ⎟ ⎥ ⎟ ⎝ ra ⎠ ⎥ ⎦上表图示下标opt: optimal去除转子中心排空效果后的亚临界转子分离功 率上限材料 铝 钢 Kevlar T800 NE 运行速度 m/s 370 544 984 1160 1359 1-(rc/ra)4 0.9639 0.6090 0.2159 0.1580 0.1165 δUopt Kg SWU/a 8.55 20.60 41.13 51.62 69.28只比线性增长好一点点，但仍然值得提高速度4小结提高速度 → 高比强度材料 → 复合材料 → 轴向 模量小 → 转子长径比小 如何增加长径比？转子速度受限于其它部件情况(端盖、隔板、软 性连接件等) 此时转子材料的强度没有尽到最大限度使用。