I forntida Kina band folk lerkrukan med ena änden av repet, höll den andra änden av repet, roterade potten, genererade centrifugalkraft för att pressa ut honungen i potten, detta var den tidiga tillämpningen av principen om centrifugal separation.
Industriella centrifuger föddes i Europa. Till exempel, i mitten av 1800-talet, uppstod tre fot centrifuger för textiluttorkning och toppsuspenderade centrifuger för att separera kristallint socker i sockerkvarnar successivt. Dessa tidigaste centrifuger var intermittent drift och manuell slaggning.
På grund av förbättringen av lossningsmekanismen uppstod kontinuerliga driftcentrifuger på 1930-talet, och intermittenta driftcentrifuger utvecklades också på grund av förverkligandet av automatisk styrning.
Industriella centrifuger kan delas in i filtercentrifuger, sedimentationscentrifuger och separatorer enligt strukturen och separeringskraven.
Centrifugen har en cylinder som roterar runt sin axel i hög hastighet, kallad en trumma, och drivs vanligtvis av en elmotor. Efter att suspensionen (eller emulsionen) har tillsatts trumman drivs den snabbt att rotera med samma hastighet som trumman och komponenterna separeras under centrifugalkraften och urladdas separat. Ju högre trumhastighet desto bättre är separationseffekten.
Centrifugalseparatorn har två funktioner: centrifugalfiltrering och centrifugalsedimentering. Centrifugalfiltrering är det centrifugaltryck som genereras av suspensionen i centrifugalkraftfältet, som verkar på filtermediet, så att vätskan passerar genom filtermediet och blir filtratet, medan de fasta partiklarna fångas på ytan av filtermediet. för att uppnå vätska-fast substansseparation; centrifugalsedimentering används Principen att komponenterna i suspensionen (eller emulsionen) med olika densiteter sedimenterar snabbt i centrifugalkraftfältet för att åstadkomma vätska-fast (eller vätska-vätska) separation.
Det finns också en typ av separator för experimentell analys som kan utföra vätskeklarning och anrikning av fasta partiklar eller vätske-vätskeseparation. Denna typ av separator har olika konstruktionstyper som arbetar under normalt tryck, vakuum och frysförhållanden.
En viktig indikator för att mäta separationsprestanda för en centrifug är separationsfaktorn. Det representerar förhållandet mellan centrifugalkraften och tyngdkraften hos materialet som ska separeras i trumman. Ju större separationsfaktor, desto snabbare separering och desto bättre separationseffekt. Separationsfaktorn för industriella centrifugalseparatorer är i allmänhet 100 till 20000, separationsfaktorn för ultrahastighetsrörseparatorer kan vara så hög som 62 000 och separationsfaktorn för ultrahastighetsseparatorer för analys är så hög som 610 000. En annan faktor som bestämmer bearbetningskapaciteten för centrifugalseparatorn är trummans arbetsområde. Ett stort arbetsområde har också en stor bearbetningskapacitet.
Filtercentrifuger och sedimentationscentrifuger är huvudsakligen beroende av att öka trummans diameter för att expandera arbetsytan på trummans omkrets; förutom trummans perifera vägg har avskiljaren också ytterligare arbetsytor, såsom skivan och kammaren för skivavskiljaren. Den inre cylindern i avskiljaren ökar avsevärt arbetsytan.
Dessutom, ju mer detaljerad separationen av fasta partiklar i suspensionen, desto svårare är den, och de fina partiklarna som transporteras bort i filtratet eller den separerade vätskan kommer att öka. I detta fall behöver centrifugen en högre separationsfaktor för att effektivt separera; När vätskans viskositet är hög sänks separationshastigheten; densitetsskillnaden för varje komponent i suspensionen eller emulsionen är stor, vilket är fördelaktigt för centrifugalsedimentering, medan suspensionens centrifugalfiltrering inte kräver densitetsskillnaden för varje komponent.
Valet av centrifugalseparator måste baseras på storleken och koncentrationen av de fasta partiklarna i suspensionen (eller emulsionen), densitetsskillnaden mellan fastämnet och vätskan (eller två vätskor), vätskans viskositet, egenskaperna hos vätskan filterrester (eller sediment) och separeringskraven En omfattande analys utfördes för att uppfylla kraven för filterresterns (sediment) fuktinnehåll och filtratets (separationsvätska) tydlighet och vilken typ av centrifugalseparator som var ursprungligen vald. I enlighet med processorkapaciteten och automatiseringskraven för operationen bestäms centrifugens typ och specifikationer och verifieras slutligen av det faktiska testet.
I allmänhet kan filtercentrifuger användas för suspensioner innehållande partiklar större än 0,01 mm; för suspensioner med små partiklar eller komprimerbar deformation, bör sedimenteringscentrifuger användas; för suspensioner med låg torrhalt, små partiklar och När vätskeklarhet krävs ska en separator användas.
Den framtida utvecklingen av centrifugalseparatorer kommer att vara att stärka separationsprestandan, utveckla storskaliga centrifugalseparatorer, förbättra slaggutsläppsmekanismen, öka speciella och kombinerade trumcentrifuger, stärka forskning om separationsteori och studera optimeringskontrolltekniken för centrifugalseparationen bearbeta.
Att stärka separationsprestandan innefattar att öka den roterande trumans rotationshastighet; lägga till ny drivkraft under centrifugalseparationsprocessen; påskynda slaggens tryckhastighet; öka längden på den roterande trumman för att förlänga tiden för centrifugalsedimentering och separation. Utvecklingen av storskaliga centrifugalseparatorer är främst att öka trummans diameter och användningen av dubbelsidiga trummor för att öka bearbetningskapaciteten så att investering i utrustning, energiförbrukning och underhållskostnader för bearbetning av enhetsvolym av material minskas. När det gäller teoretisk forskning studerar den huvudsakligen vätskeflödesförhållandena i trumman och bildningsmekanismen för filterrester och studerar beräkningsmetoderna för minsta separations- och bearbetningskapacitet.
