離心機(jī) 

離心機(jī)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(jī)械。離心機(jī)主要用于將懸浮液中的固體顆粒與液體分開(kāi)，或?qū)⑷闈嵋褐袃煞N密度不同，又互不相溶的液體分開(kāi)（例如從牛奶中分離出奶油）；它也可用于排除濕固體中的液體，例如用洗衣機(jī)甩干濕衣服；特殊的超速管式分離機(jī)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(diǎn)，有的沉降離心機(jī)還可對(duì)固體顆粒按密度或粒度進(jìn)行分級(jí)。

中文名 離心機(jī) 外文名 centrifugal machine 分    類(lèi) 過(guò)濾式離心機(jī)和沉降式離心機(jī) 適用范圍 化工、石油、食品、制藥

離心機(jī)就是利用離心力使得需要分離的不同物料得到加速分離的機(jī)器。離心機(jī)大量應(yīng)用于化工、石油、食品、制藥、選礦、煤炭、水處理和船舶等部門(mén)。

過(guò)濾式離心機(jī)的主要原理是通過(guò)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的離心轉(zhuǎn)鼓產(chǎn)生的離心力（配合適當(dāng)?shù)臑V材），將固液混合液中的液相加速甩出轉(zhuǎn)鼓，而將固相留在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，達(dá)到分離固體和液體的效果，或者俗稱(chēng)脫水的效果。

沉降式離心機(jī)的主要原理是通過(guò)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的強(qiáng)大的離心力，加快混合液中不同比重成分（固相或液相）的沉降速度，把樣品中不同沉降系數(shù)和浮力密度的物質(zhì)分離開(kāi)。

離心機(jī)大量應(yīng)用于選礦、煤炭、水處理和船舶等部門(mén)。

選擇離心機(jī)須根據(jù)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。可參考《離心機(jī)的選型及安全使用【選型指南】》。

價(jià)格

國(guó)產(chǎn)的離心機(jī)和進(jìn)口的離心機(jī)差別不是很大，國(guó)內(nèi)已掌握離心機(jī)的核心技術(shù)。同等檔次的離心機(jī)相互之間的價(jià)格差別不是很大，主要區(qū)分在性能和配置方面。

主機(jī)的差別是在性能方面，帶冷凍的離心機(jī)要比普通的貴很多，有的離心機(jī)還有加熱功能，控制程序越多的離心機(jī)價(jià)格越高。差別較大是配置方面，有時(shí)候往往附件的價(jià)格會(huì)比主機(jī)的價(jià)格還高。選購(gòu)時(shí)要注意，除主機(jī)外，選擇的轉(zhuǎn)子（數(shù)量和種類(lèi)），再加上必要的離心管、管套，特殊的離心瓶或者血袋，所有這些加起來(lái)才是一個(gè)完整的離心機(jī)的價(jià)格。

行業(yè)現(xiàn)狀

2012 年，受整體經(jīng)濟(jì)環(huán)境的影響，離心機(jī)所專(zhuān)長(zhǎng)的大項(xiàng)目并沒(méi)有呈現(xiàn)出一個(gè)蓬勃發(fā)展的態(tài)勢(shì)，市場(chǎng)總體規(guī)模約為 39.96 億元，同比上年度下滑約 2.5%。在制冷量方面，大冷量離心機(jī)產(chǎn)品在總銷(xiāo)量中所占的比重有所增大（圖 4、5、6）。

如今，隨著國(guó)產(chǎn)品牌的進(jìn)一步崛起，離心機(jī)多元化格局愈發(fā)明顯。

2012 年，江森自控約克、開(kāi)利、特靈、麥克維爾 4 大品牌市場(chǎng)占有率約為 81.4%。

本年度，離心機(jī)產(chǎn)品市場(chǎng)還有以下特征：首先，投資者信心受挫，大項(xiàng)目明顯減少。受大環(huán)境影響，2012 年度不僅民用項(xiàng)目數(shù)量驟減，就連一向堅(jiān)挺的政府項(xiàng)目也不如往年，以往頻頻中標(biāo)的軌道交通、航空等領(lǐng)域的大單，在本年度鮮有中標(biāo)。其次，價(jià)格戰(zhàn)愈演愈烈。以往離心機(jī)產(chǎn)品定價(jià)權(quán)基本控制在美資幾大品牌之手，多年來(lái)價(jià)格一直保持在一個(gè)較高的水平。

為了改變這一格局，部分品牌不計(jì)成本的放低出貨價(jià)格，而這為離心機(jī)市場(chǎng)的繁榮犧牲的不僅是利潤(rùn)，更多的貢獻(xiàn)在于讓業(yè)界進(jìn)一步了解了離心機(jī)產(chǎn)品神秘面紗的背后。其三，更加關(guān)注細(xì)分市場(chǎng)。本年度眾品牌加強(qiáng)了化工、石油、食品、制藥、煤炭、水處理和船舶等領(lǐng)域的滲透，細(xì)分市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)明顯加劇。此外，品牌相繼推出更為經(jīng)濟(jì)節(jié)能的小型化離心機(jī)產(chǎn)品，由于小型化離心機(jī)產(chǎn)品制冷量與螺桿機(jī)相重疊，對(duì)螺桿機(jī)產(chǎn)品市場(chǎng)形成一定的沖擊，其市場(chǎng)認(rèn)可度在逐步提升。

在產(chǎn)品推廣方面，本年度離心機(jī)品牌采取了相對(duì)高調(diào)和多樣化的宣傳手段。2012 年初，美的率先推出降膜式雙級(jí)離心式冷水機(jī)組作為 2012 年的主打機(jī)型，并獲得了豐厚的回報(bào)；格力從3月初舉辦了為期2個(gè)月2012新品全國(guó)巡回發(fā)布會(huì)，其中包括其明星產(chǎn)品高效直流變頻離心機(jī)；2012 年，海爾推出了自主研發(fā)風(fēng)冷磁懸浮產(chǎn)品，機(jī)組綜合能效比高達(dá) 7，比傳統(tǒng)機(jī)組節(jié)能 50% 以上。不僅如此，海爾還舉辦了聲勢(shì)浩大的磁懸浮離心機(jī)節(jié)能應(yīng)用交流會(huì)，讓用戶(hù)、專(zhuān)家、經(jīng)銷(xiāo)商面對(duì)面交流；另外，江森自控約克、盾安、開(kāi)利、麥克維爾、特靈、頓漢布什、LG、廣州日立、世紀(jì)東元等品牌也通過(guò)各種形式加大推廣力度。值得一提的是，2012 年剛剛進(jìn)入離心機(jī)陣營(yíng)的煙臺(tái)荏原表現(xiàn)良好。另外，在即將到來(lái)的2013年，國(guó)祥等品牌的進(jìn)入，使得離心機(jī)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)更加精彩紛呈！從區(qū)域方面來(lái)看，華東、華南、華北仍然是離心機(jī)產(chǎn)品的主要市場(chǎng)。在經(jīng)歷了 2011 年華南、華東市場(chǎng)下滑后，2012 年華東、華南市場(chǎng)繼續(xù)呈現(xiàn)下滑的態(tài)勢(shì)，華北市場(chǎng)繼續(xù)企穩(wěn)回升，華中市場(chǎng)保持穩(wěn)步增長(zhǎng)，經(jīng)歷幾年高增長(zhǎng)之后，本年度西南市場(chǎng)呈現(xiàn)下滑的態(tài)勢(shì)。值得一提的是，由于基數(shù)相對(duì)較低，離心機(jī)產(chǎn)品在西部和東北地區(qū)基本上每年都有一定幅度的增長(zhǎng)。

相關(guān)產(chǎn)品

三足式離心機(jī)（轉(zhuǎn)速600-1200r/min）

各種離心機(jī)

各種離心機(jī)(25張)

平板式離心機(jī)（轉(zhuǎn)速600-1200r/min）

臺(tái)式離心機(jī)（多用于實(shí)驗(yàn)室\轉(zhuǎn)速0-22000r/min）臥式離心機(jī)（轉(zhuǎn)速870-6000r/min）

碟式分離機(jī)（轉(zhuǎn)速4000-10000r/min）

管式高速分離機(jī)（轉(zhuǎn)速30000r/min）

離心原理

當(dāng)含有細(xì)小顆粒的懸浮液靜置不動(dòng)時(shí)，由于重力場(chǎng)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(huì)上浮。微粒在重力場(chǎng)下移動(dòng)的速度與微粒的大小、形態(tài)和密度有關(guān)，并且又與重力場(chǎng)的強(qiáng)度及液體的粘度有關(guān)。象紅血球大小的顆粒，直徑為數(shù)微米，就可以在通常重力作用下觀(guān)察到它們的沉降過(guò)程。

此外，物質(zhì)在介質(zhì)中沉降時(shí)還伴隨有擴(kuò)散現(xiàn)象。擴(kuò)散是無(wú)條件的絕對(duì)的。擴(kuò)散與物質(zhì)的質(zhì)量成反比，顆粒越小擴(kuò)散越嚴(yán)重。而沉降是相對(duì)的，有條件的，要受到外力才能運(yùn)動(dòng)。沉降與物體重量成正比，顆粒越大沉降越快。對(duì)小于幾微米的微粒如病毒或蛋白質(zhì)等，它們?cè)谌芤褐谐赡z體或半膠體狀態(tài)，僅僅利用重力是不可能觀(guān)察到沉降過(guò)程的。因?yàn)轭w粒越小沉降越慢，而擴(kuò)散現(xiàn)象則越嚴(yán)重。所以需要利用離心機(jī)產(chǎn)生強(qiáng)大的離心力，才能迫使這些微?？朔U(kuò)散產(chǎn)生沉降運(yùn)動(dòng)。

離心就是利用離心機(jī)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的強(qiáng)大的離心力，加快液體中顆粒的沉降速度，把樣品中不同沉降系數(shù)和浮力密度的物質(zhì)分離開(kāi)。

離心力（g)和轉(zhuǎn)速（rpm)之間的換算

離心力G和轉(zhuǎn)速RPM之間的換算其換算公式如下：

G=1.11×10^(-5)×R×(rpm)^2

其中，G為離心力，一般以g（重力加速度）的倍數(shù)來(lái)表示。

10^(-5) 即10的負(fù)五次方，(rpm)^2轉(zhuǎn)速的平方，R為半徑，單位為厘米。

例如，離心半徑為10厘米，轉(zhuǎn)速為8000RPM，其離心力為：

G=1.11*10（－5）*10*（8000）2=7104

即離心力為7104g.

而當(dāng)離心力為8000g 時(shí)，其轉(zhuǎn)速應(yīng)為：8489即約為8500rpm。

分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)

按分離因素Fr值分

可將離心機(jī)分為以下幾種型式：

1、常速離心機(jī)

Fr≤3500（一般為600~1200），這種離心機(jī)的轉(zhuǎn)速較低，直徑較大。

2、高速離心機(jī)

Fr=3500~50000，這種離心機(jī)的轉(zhuǎn)速較高，一般轉(zhuǎn)鼓直徑較小，而長(zhǎng)度較長(zhǎng)。

3、超高速離心機(jī)

Fr>50000，由于轉(zhuǎn)速很高（50000r/min以上），所以轉(zhuǎn)鼓做成細(xì)長(zhǎng)管式。

分離因素Fr是指物料在離心力場(chǎng)中所受的離心力，與物料在重力場(chǎng)中所受到的重力之比值。

按操作方式分

可將離心機(jī)分為以下型式：

1、間隙式離心機(jī)

其加料、分離、洗滌和卸渣等過(guò)程都是間隙操作，并采用人工、重力或機(jī)械方法卸渣，如三足式和上懸式離心機(jī)。

2、連續(xù)式離心機(jī)

其進(jìn)料、分離、洗滌和卸渣等過(guò)程，有間隙自動(dòng)進(jìn)行和連續(xù)自動(dòng)進(jìn)行兩種。

按卸渣方式分

可將離心機(jī)分為以下型式：

1、刮刀卸料離心機(jī)

工序間接，操作自動(dòng)。

2、活塞推料離心機(jī)

工序半連續(xù)，操作自動(dòng)。

3、螺旋卸料離心機(jī)

工序連續(xù)，操作自動(dòng)。

4、離心力卸料離心機(jī)

工序連續(xù)，操作自動(dòng)。

5、振動(dòng)卸料離心機(jī)

工序連續(xù)，操作自動(dòng)。

6、顛動(dòng)卸料離心機(jī)

工序連續(xù)，操作自動(dòng)。

按工藝用途

可將離心機(jī)分為：過(guò)濾式離心機(jī)、沉降式離心機(jī)。

按安裝的方式分

還可將其分為立式、臥式、傾斜式、上懸式和三足式等。

按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與市場(chǎng)使用份額分為以下四種

1、三足式離心機(jī)

2、臥式螺旋離心機(jī)

3、碟片式分離機(jī)

4、管式分離機(jī)

按分離方式分

1、沉降式離心機(jī)

2、過(guò)濾式離心機(jī)

歷史發(fā)展

工業(yè)離心機(jī)誕生于歐洲，比如19世紀(jì)中葉，先后出現(xiàn)紡織品脫水用的三足式離心機(jī)，和制糖廠(chǎng)分離結(jié)晶砂糖用的上懸式離心機(jī)。這些最早的離心機(jī)都是間歇操作和人工排渣的。

由于卸渣機(jī)構(gòu)的改進(jìn)，20世紀(jì)30年代出現(xiàn)了連續(xù)操作的離心機(jī)，間歇操作離心機(jī)也因?qū)崿F(xiàn)了自動(dòng)控制而得到發(fā)展。

工業(yè)用離心機(jī)按結(jié)構(gòu)和分離要求，可分為過(guò)濾離心機(jī)、沉降離心機(jī)和分離機(jī)三類(lèi)。

離心機(jī)有一個(gè)繞本身軸線(xiàn)高速旋轉(zhuǎn)的圓筒，稱(chēng)為轉(zhuǎn)鼓，通常由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。懸浮液（或乳濁液）加入轉(zhuǎn)鼓后，被迅速帶動(dòng)與轉(zhuǎn)鼓同速旋轉(zhuǎn)，在離心力作用下各組分分離，并分別排出。通常，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速越高，分離效果也越好。

離心分離機(jī)的作用原理有離心過(guò)濾和離心沉降兩種。離心過(guò)濾是使懸浮液在離心力場(chǎng)下產(chǎn)生的離心壓力，作用在過(guò)濾介質(zhì)上，使液體通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)成為濾液，而固體顆粒被截留在過(guò)濾介質(zhì)表面，從而實(shí)現(xiàn)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(chǎng)中迅速沉降分層的原理，實(shí)現(xiàn)液-固（或液-液）分離。

還有一類(lèi)實(shí)驗(yàn)分析用的分離機(jī)，可進(jìn)行液體澄清和固體顆粒富集，或液-液分離，這類(lèi)分離機(jī)有常壓、真空、冷凍條件下操作的不同結(jié)構(gòu)型式。

衡量離心分離機(jī)分離性能的重要指標(biāo)是分離因數(shù)。它表示被分離物料在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)所受的離心力與其重力的比值，分離因數(shù)越大，通常分離也越迅速，分離效果越好。工業(yè)用離心分離機(jī)的分離因數(shù)一般為100～20000，超速管式分離機(jī)的分離因數(shù)可高達(dá)62000，分析用超速分離機(jī)的分離因數(shù)最高達(dá)610000。決定離心分離機(jī)處理能力的另一因素是轉(zhuǎn)鼓的工作面積，工作面積大處理能力也大。

過(guò)濾離心機(jī)和沉降離心機(jī)，主要依靠加大轉(zhuǎn)鼓直徑來(lái)擴(kuò)大轉(zhuǎn)鼓圓周上的工作面；分離機(jī)除轉(zhuǎn)鼓圓周壁外，還有附加工作面，如碟式分離機(jī)的碟片和室式分離機(jī)的內(nèi)筒，顯著增大了沉降工作面。

此外，懸浮液中固體顆粒越細(xì)則分離越困難，濾液或分離液中帶走的細(xì)顆粒會(huì)增加，在這種情況下，離心分離機(jī)需要有較高的分離因數(shù)才能有效地分離；懸浮液中液體粘度大時(shí)，分離速度減慢；懸浮液或乳濁液各組分的密度差大，對(duì)離心沉降有利，而懸浮液離心過(guò)濾則不要求各組分有密度差。

選擇離心分離機(jī)須根據(jù)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(jìn)行綜合分析，滿(mǎn)足對(duì)濾渣（沉渣）含濕量和濾液（分離液）澄清度的要求，初步選擇采用哪一類(lèi)離心分離機(jī)。然后按處理量和對(duì)操作的自動(dòng)化要求，確定離心機(jī)的類(lèi)型和規(guī)格，最后經(jīng)實(shí)際試驗(yàn)驗(yàn)證。

通常，對(duì)于含有粒度大于0.01毫米顆粒的懸浮液，可選用過(guò)濾離心機(jī)；對(duì)于懸浮液中顆粒細(xì)小或可壓縮變形的，則宜選用沉降離心機(jī)；對(duì)于懸浮液含固體量低、顆粒微小和對(duì)液體澄清度要求高時(shí)，應(yīng)選用分離機(jī)。

離心分離機(jī)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)將是強(qiáng)化分離性能、發(fā)展大型的離心分離機(jī)、改進(jìn)卸渣機(jī)構(gòu)、增加專(zhuān)用和組合轉(zhuǎn)鼓離心機(jī)、加強(qiáng)分離理論研究和研究離心分離過(guò)程最佳化控制技術(shù)等。

強(qiáng)化分離性能包括提高轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速；在離心分離過(guò)程中增加新的推動(dòng)力；加快推渣速度；增大轉(zhuǎn)鼓長(zhǎng)度使離心沉降分離的時(shí)間延長(zhǎng)等。發(fā)展大型的離心分離機(jī)，主要是加大轉(zhuǎn)鼓直徑和采用雙面轉(zhuǎn)鼓提高處理能力使處理單位體積物料的設(shè)備投資、能耗和維修費(fèi)降低。理論研究方面，主要研究轉(zhuǎn)鼓內(nèi)流體流動(dòng)狀況和濾渣形成機(jī)理，研究最小分離度和處理能力的計(jì)算方法。

水冷式冷凝器

用水作為冷卻介質(zhì)，使高溫高壓的氣態(tài)制冷劑冷凝的設(shè)備，稱(chēng)為水冷式冷凝器。由于自然界中水的溫度一般比較低，所以水冷式冷凝器的冷凝溫度比較低，對(duì)壓縮機(jī)的制冷能力和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性都比較有利。目前制冷系統(tǒng)中大多采用這種冷凝器。水冷式冷凝器中使用的冷卻水可以一次流過(guò)，也可以循環(huán)使用。當(dāng)使用循環(huán)水時(shí)，需建有冷卻水塔或冷卻水池，使離開(kāi)冷凝器的水得到再冷卻，以便重復(fù)使用。 [1] 

中文名 水冷式冷凝器 外文名 water cooled condenser   常用種類(lèi) 常用種類(lèi) 冷卻介質(zhì) 水 性    質(zhì) 科學(xué) 類(lèi)    別 物理

定義

用水作為冷卻介質(zhì)，使高溫高壓的氣態(tài)制冷劑冷凝的設(shè)備，稱(chēng)為水冷式冷凝器。常用的水冷式冷凝器有臥式殼管式冷凝器、立式殼管式冷凝器、套管式冷凝器等型式。 [1] 

臥式殼管式冷凝器

臥式殼管式冷凝器是殼管式的一種，各種型式的制冷裝置都可使用。殼管式的主體部分如圖1（其中1—管子 2—?dú)んw 3—管板）所示。它是一個(gè)由鋼板卷制焊接成的圓柱形簡(jiǎn)體，筒體的兩端焊有兩塊圓形的管板，兩個(gè)管板鉆有許多位置對(duì)應(yīng)的小孔，在每對(duì)相對(duì)應(yīng)的小孔中裝入一根管子，管子的兩端用脹接法或焊接法緊固在管板的管孔內(nèi)，這樣便組成了一組直管管束。 [1] 

圖1 殼管式冷凝器主體部分的結(jié)構(gòu)

立式殼管式冷凝器

這種冷凝器直立安裝，只用于中型及大型的氨制冷裝置中。其結(jié)構(gòu)如圖2(1— 出液管接頭 2—壓力表接頭 3—進(jìn)氣管接頭 4—配水箱 5—安全閥接頭6—均壓管接頭 7—放空氣管接頭 8—放油管接頭)所示，其中a）冷凝器外形 b）導(dǎo)流管嘴。同臥式殼管式冷凝器相比，立式殼管式冷凝器不但是直立裝置，而且兩端沒(méi)有端蓋，水及制冷劑的流動(dòng)方式也有所不同。冷卻水從上部進(jìn)入冷凝器管內(nèi)，但水并不充滿(mǎn)整個(gè)鋼管斷面，而是呈膜狀沿管內(nèi)壁自上流下，排入水池中，一般再用水泵壓送入冷卻塔中循環(huán)使用。氣態(tài)制冷劑從冷凝器外殼的中部偏上處進(jìn)入筒殼的管外空間中，凝結(jié)的液體沿管外壁從上流下，積在冷凝器底部，從出液管流出。此外，冷凝器的外殼上還設(shè)有放油閥、放空氣閥和安全閥等管接頭。 [1] 

圖2立式殼管式冷凝器

套管式冷凝器

它由兩種不同直徑的管子套在一起組成，主要用于小型氟利昂空調(diào)機(jī)組中，一般用在單機(jī)制冷量小于25kW的制冷裝置。圖3所示為一套管式冷凝器，它的外管為內(nèi)徑50mm的無(wú)縫鋼管，管內(nèi)套有幾根紫銅管或軋有低肋片的紫銅管(稱(chēng)內(nèi)管)，裝好后在彎管機(jī)上彎曲成螺旋形狀。制冷劑蒸氣從上方進(jìn)入套管的空腔，在內(nèi)管外表面上冷凝，液體在外管底部依次下流，從下端流入貯液器中。冷卻水從冷凝器的下方流入，其流動(dòng)方向是自下而上，與氟利昂的流動(dòng)方向相反，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)比較理想的逆流換熱，因此傳熱系數(shù)較高。 [1] 

圖3套管式冷凝器

螺旋板式冷凝器

這種冷凝器的結(jié)構(gòu)型式如圖4所示，由本體和接管組成。本體部分由兩張平行的鋼板，在專(zhuān)用卷板機(jī)上卷制而成為具有兩個(gè)螺旋通道的螺旋體。中心部分用隔板將兩個(gè)通道隔開(kāi)。螺旋通道的上下端分別加上頂蓋，最外一圈通道端部焊上漸擴(kuò)形冷卻水進(jìn)水管，冷卻水出口由中央引出。中央隔板隔開(kāi)的另一鍘焊上制冷劑蒸氣進(jìn)口管。凝結(jié)的液體由底端幾根出液支管匯集于出液總管。與殼管式冷凝器比較，螺旋板式冷凝器不但體積小、重量輕，而且傳熱系數(shù)高。它的主要缺點(diǎn)是不適用于高壓，而且其內(nèi)部不易清洗和檢修，因此只能用軟水或中等硬度的冷卻水。