卧式离心机介绍离心机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。

此外，物质在介质中沉降时还伴随有扩散现象(布朗运动)。

扩散与物质的质量成反比，颗粒越小扩散越严重。

而沉降与物体重量成正比，颗粒越大沉降越快。

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。

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。

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。

离心机离心机是利用离心力，将悬浮液中的固体颗粒与液体分开的机械。

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。

离心机的分类一、按分离因素Fr值分分离因素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。

工业用离心分离机的分离因数一般为100～20000。

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、超高速离心机超速管式分离机的Fr＞50000，由于转速很高（50000r/min以上），所以转鼓做成细长管式。

按国家标准与市场使用份额分离心机可以分为以下四种1、三足式离心机2、卧式螺旋离心机3、碟片式分离机4、管式分离机离心机的选择：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，确定离心机的类型和规格。

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。

本章主要介绍卧式离心机：卧式离心机的工作原理如图所示，电机通过大、小端带轮分别带动转鼓、差速器旋转，高速旋转的转鼓内有同心安装的具有螺旋叶片的推进器，转鼓由轴承座支撑。

转鼓通过右轴承座处的空心轴与差速器的外壳相连接，差速器的输出轴带动螺旋输送器与转鼓同向转动。

需分离的物料从进料管进入机内，经过螺旋输送器进到转鼓内。

高速旋转的转鼓产生强大的离心力，物料在转鼓内形成一个环形液池。

密度大的固体粒子离心沉降到转鼓内表面上而形成沉渣，由于螺旋叶片与转鼓的相对运动，沉渣被螺旋叶片推送到转鼓的小端，沉渣从小端排渣孔排出。

密度小的液体形成同心内层，在转鼓的大端盖上开设有若干个溢流孔，液体经过可调节的堰板连续地从转鼓大端排出。

螺旋叶片螺旋叶片材料一般与转鼓材料相同。

但是，当分离物料中的固体粒子磨蚀性很大时，叶片表面很容易被磨损。

螺旋叶片磨损后，通常会使螺旋的输渣能力降低，造成沉渣含湿量增大。

如果沉渣与螺旋叶片的摩擦力大于沉渣与转鼓内表面的摩擦力，则沉渣就粘附在螺旋叶片上并和螺旋一起旋转，于是沉渣就不能从转鼓中卸出，并逐渐塞满转鼓。

为防止这种现象发生，就要求叶片材料必须具有高的硬度和耐磨性，提高螺旋叶片表面的硬度和耐磨性。

轴承密封性：砂浆不同于其它介质，最显著的特性为其中碳化硅的莫氏硬度为9.0-9.2M，，轴承一般为高碳钢材料，一旦进料口密封不严进入砂浆，轴承极易磨损从而造成非正常磨损使用寿命缩短，维修维护费用升高。

一般情况离心机轴承的密封为两处，作为切片的线锯其导轮轴承箱不但有压缩空气保护，更有三层密封圈防止砂浆进入。

可见作为砂浆回收设备，对其轴承的密封精度要求较高。

从硬件方面对比，日本巴工业及IHI涉足砂浆回收领域较早；因此在转子耐磨性及轴承密封性优于德国的离心机。

螺旋卸料沉降离心机一般而言，离心参数是根据分离过程的要求和经济性原则，综合平衡各种因素而进行选择的。

螺旋沉降离心机的技术参数包括(1) 结构方面的参数：转鼓内直径D、转鼓总长度L、转鼓半锥角、转鼓溢流口处直径、螺旋的螺距S或升角；长径比（L/D）离心机转鼓的最大内直径和转鼓的转速决定了离心机分离因数的大小。

分离因数越大，通常分离也越迅速，分离效果越好。

分离效果提高( 在差速带轮确定后),螺旋与转鼓之间的差转速随之增大,处理能力加大, 但离心机的振动,噪声也随之增加,使用寿命会有所下降,一般在能满足分离要求的前提下,选用合适的转速是十分重要的。

转鼓体的全长同最大直径的比(称为长径比)也是很关键的参数。

对于易分离的物料，长径比为1～2，一般在1.5左右；对于难分离的物料，长径比为2.5～4，一般在3左右；长径比超过4时，在制造上有困难，但它是未来发展的方向。

在转鼓速度一定的情况下，长径比越大，处理能力越大，固体物料在离心机转鼓内部相对沉降时间越长，分理处的固体物质中含水率越低，分离效果越好；反之，分离效果越差。

影响离心机寿命的因素为：加工介质为砂浆等硬性磨料，要求轴承密封性能较好。

由于离心机高速运动，其转动惯量较大，需要较好的动平衡；体现在设备上为振动吸收减震器起到有效的作用。

影响离心机分离质量的为：其扇叶的硬度及耐磨性能。

一旦磨损较快，小颗粒的物质将顺着扇叶及筒体间的缝隙离心甩出，影响回收碳化硅最终的粒径分布。

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。

(2)操作方面的参数：转鼓的转速n或角速度、转鼓与螺旋的转速差。

选择和确定合理的技术参数是设计螺旋沉降离心机的首要任务。

选择这些技术参数的依据是：悬浮液的特征、处理量、分离效率的要求、沉渣产量、渣含湿量、输渣功率等。

差速器传动装置是螺旋卸料离心机中最复杂而又极为重要的部件，其性能和质量往往决定着整个机器的工作能力和可靠性。

“差速”是转鼓转速与螺旋转速之差，即两者之间的相对转速，行星差动齿轮箱是产生和调节差速的关键部件。

差速一般为转鼓转速的0.2～3%，一般按照每次增加或减少1来变化，幅度不宜过大。

差速与一定单位时间的固体排出量成正比。

当处理量一定时，如果差速比较低，固相在离心机中停留时间较长，脱水后的会更干，上清液浑浊，处理能力也比较低；如果差速比较高，固相在离心机中停留时间较短，脱水后的固相会更湿，但处理能力也比较高；固体回收率也大幅度增加，上清液清。

但差速过大，转鼓与螺旋之间的相对运动越大，会增加对液环层的扰动程度，固环层内被分离出来的污泥会被重新泛至液环层，并有可能随分离液流失（上清液浑浊）。

因此，应根据物料性质、处理量大小、处理要求及离心机结构参数来确定差速度大小。

分离因素的影响：供料稳流作用：由于离心机工作处于高速运转状态，供料稳定性是前提。

根据了解，日本IHI 独有的砂浆稳流供应方式类似于重力沙漏连续供应砂浆。

国产设备使用蠕动泵，通过压缩空气的驱动类似于脉冲间断式供应。

因此对稳流作用不及日本IHI设备，离心机的磨损相对较为严重。

进料流量小,料液在转鼓内的轴向流速也小,物料在机器内停留时间则长,分离效果提高；进料流量增大,轴向流速也增大，物料在机器内停留时间减少，分离效果随之下降。

此外进料流量还受到螺旋排渣能力的限制。

当物料含固量较高，进料量过大会造成分离后的沉渣因不能及时排出而引起转鼓堵料，影响分离极端状态甚至不能分离。

处理量过大则分离效果差，悬浮液中含固量过低，不易得到高的固相干度；悬浮液中含固量过高则需降低处理量并提高差速，以平衡扭矩负载。

砂浆粘度的控制：砂浆中起粘度作用的是切割液，其主要成分为PEG200或者PEG100与400的混合。

切割液属于高聚物，其大分子内能受温度影响较大；温度升高的条件下，切割液流动性好，砂浆粘度降低；悬浮液的粘度越小,则越易分离,反之则难分离.为此可适当提高物料进料温度或通过絮凝方法,加快自由沉降速度的预先处理,以降低粘度来改善分离条件.同等回收设备功率下，温度升高设备的砂浆处理量会相应增加。

控制环境温度对于稳定砂浆粘度具有重要作用，可以起到稳定砂浆回收质量的作用。

其它影响砂浆粘度的因素为：砂浆中砂和液的质量比、硅粉的质量浓度、水分的含量。

目前砂浆密度控制在1.635±0.02kg/L，砂液质量比为0.92:1；硅粉的质量浓度，根据晶棒切割的负载长度进行砂浆质量更换可以控制砂浆中微粉的含量；水分的控制，砂浆中水分含量高于 2.5%，切割液的悬浮性能下降，切片容易出现线痕。

北方相对干燥切割由于车间目前不用安装除湿机装置，对于砂浆中水分增加回收液并无蒸馏处理装置，因此通过砂浆循环周期，彻底更换一批新的砂浆更换来预防砂浆中水分超标。

卧式离心机的主要优点(1)优点①自动、连续操作，无滤网和滤布，能长期运转，维修方便。

②应用范围广。

它能完成下列分离过程：a.固相脱水对易分离物料，其脱水效果与过滤式离心机一样好。

对含有可压缩固相的悬浮液，在过滤离心机上分离效果很差，甚至无法分离；用卧螺离心机能完成此分离过程。

b.液相澄清它对液相的澄清效果虽然不如分离机，但是可获得比分离机干得多的沉渣，而允许的悬浮液固相浓度比分离机高的多。

c.可分离固相重度比液相轻的悬浮液通常这种物料是用过滤式离心机来分离的，但是当固相是可压缩的物料或滤布清洗、再生有困难时，只有依靠这种结构上稍加改进的离心机进行分离。

d.液-液-固分离固相含量大于14%的液-液-固混合物，在碟式分离机上就难以分离。

一般分离这种物料要先进行液-固分离，再进行液-液分离。

然而，用卧螺离心机可以直接把固相和轻、重液相一次分离。

e.粒度分级通过卧螺离心机可以将固相按颗粒大小进行分级。

③对物料的适应性较大，能分离的固相粒度范围较广，并且在颗粒大小不均匀的条件下，能照常分离得很好。

能适应各种浓度悬浮液的分离，浓度的波动不影响分离的效果。

④结构紧凑、易于密封，某些机型能在高压和低温条件下操作。

⑤单机生产能力大(当量沉降面积可达10000 ，生产能力可达190 )，分离质量比较高，操作费用的，占地面积小。

离心机的型号、种类繁多，价格比较贵，选购时应根据工作多方衡量。

通常应从下边几个因素考虑：(1) 离心的目的，分析离心还是制备离心；(2) 样品的种类和数量，是细胞、病毒，还是蛋白，样品量的大小。

根据这些因素决定购买分析离心机还是制备离心机；是低速、高速还是超速；是大容量、常量的还是微量的离心机。