国外离心分离机械的进展
受新技术推动以及相关产业发展的影响,国外离心分离技术的进展主要体现在以下几个方面:
3.1 加强理论研究,选择设计方案
瑞典alfa-laval公司,在碟片流道研究中发现,碟片间隙横断面上的速度分布取决于一个无量纲数“λ”,而工业离心机的“λ”通常在5~28 之间。随着“λ”值的增加,碟片的转速增加,薄层减少,可提高雷诺数并缓和涡流。通过对碟片间隔件和分布孔的巧妙设计,进料量可增加20%。
近年来,研究人员为选择方案,采用流场分离法、有限元模拟法、大梯度密度梯级法、反模态分析法等,对离心机的工作性能和关键零件进行了理论研究。如俄罗斯的b?西斯杰尔推导了一系列的公式,用于分析离心机的流体动力学问题,为设计性能优良的离心机提供了理论依据。并对带内洗涤的卧螺离心机中堰池深度进行研究。
3.2 技术参数的提高和新机型的问世
为了提高产品的纯度,及满足能源和环保的要求,高参数已成为国外机型的发展特点。由于生物工程需要分离极细的颗粒,如细菌、酶及胰岛素等,且细胞越小,回收率越低。德国westfalia公司用sa7-47-476 型活塞碟式机试验,结果发现 nm(neisseriameningitidis) 细胞尺寸为 0.8× 1.0μm,回收率约为
80%,而 tp(treponema phagedenis)细胞尺寸为 0.2×10μm,回收率仅约为10%。故目前用于生物工程的碟式机已可处理 0.1μm 微粒,并具有较高的转速。如瑞典alfa-laval公司的btax510型和德国westfalia公司的csa160型,其分离因数可达 15000。
随着工艺要求的提高,新机型不断问世。美国dorr-oliver 公司用于淀粉工业的 bh-46 型 merco喷嘴碟式分离机,转鼓内径已达1.2m,转鼓重量为4.5t而机器总重 21t,用 2 个功率为 220kw 的电机驱动,生产能力为bh-36型的2 倍,即450m3/h,当量沉降面积已达250,000m2,为碟式分离机之最。
瑞典 alfa-laval 公司用于生物技术的btux510 型碟式分离机,具有自动调节的涡流喷嘴。利用喷嘴进料黏度和浓度的关系,提供恒定的固相排放浓度,与进料速度和固体含量的变化无关。
而具有10000分离因数的卧螺离心机,可从某种程度上弥补管式分离机的不足。btnx3560-a型的特点是先进的旋转动态设计。主轴承改为弹性安装,可延长轴承寿命,且可大大降低机器运转时的噪音;齿轮箱与转鼓采用减振连接,这可提高转子的临界转速;输送管的超大直径设计。
3.3 新材料的应用
为了提高分离机械的性能、强度、刚度、耐磨性和抗腐蚀性,一批新型材料不断涌现。如,工程塑料、硬质合金以及性能优良的耐磨耐蚀不锈钢材 料 。
法国曾研制了一种用硬质陶瓷材料制成的转子,转子的外层采用单丝缠绕的方法,以增加转子的强度;英国也曾研制了由合成树脂构成的连续纤维复合材料转子。
但在碟片式分离机中,由于需要较高的机械强度和一定的耐腐蚀性能,双相组织的不锈钢为西欧国家生产分离机的厂商所广泛采用。
最近,俄罗斯研制成功了一种新型的奥氏体-铁素体双相钢04x25h5m2(即04cr25ni5mo2)。这种钢材的锻件用于转鼓制造,具有足够的机械强度和一定的塑性。
离心机如何选择离心管和离心瓶
如何选择离心管和离心瓶离心管主要用玻璃、塑料和不锈钢制成,塑料离心管常用资料有聚乙烯(pe),聚碳酸酯(pc),聚丙烯(pp)等,其中pp管性能较好。塑料离心管的优点是透明(或半透明),硬度小,可用穿刺法取出梯度。缺陷是易变形,抗有机溶剂腐蚀性差,运用寿命短。
不锈钢管强度大,不变形,能抗热,抗冻,抗化学腐蚀。但用时也应防止接触强腐蚀性的化学药品,如强酸、强碱等。
塑料离心管都有管盖,离心前管盖必需盖严,倒置不漏液。管盖有三种作用:①避免样品外泄。用于有放射性或强腐蚀性的样品时,这点特别重要。②避免样品挥发。③支持离心管,避免离心管变形。运用玻璃管时向心力不宜过大,需求垫橡胶垫,避免管子破碎,高速离心机普通不选用玻璃管.
离心机操作方法
1、使用各种离心机时,必须事先在天平上精密地平衡离心管和其内容物,平衡时重量之差不得超过各个离心机说明书上所规定的范围,每个离心机不同的转头有各自的允许差值,转头中不能装载单数的管子,当转头只是部分装载时,管子必须互相对称地放在转头中,以便使负载均匀地分布在转头的周围。2、若要在低于室温的温度下离心时。转头在使用前应放置在冰箱或置于离心机的转头室内预冷。3、离心过程中不得随意离开,应随时观察离心机上的仪表是否正常工作,如有异常的声音应立即停机检查,及时排除故障。4、每个转头各有其允许转速和使用累积限时,使用转头时要查阅说明书,不得过速使用。每一转头都要有一份使用档案,记录累积的使用时间,若超过了该转头的使用限时,则须按规定降速使用。5、装载溶液时,要根据各种离心机的具体操作说明进行,根据待离心液体的性质及体积选用适合的离心管,有的离心管无盖,液体不得装得过多,以防离心时甩出,造成转头不平衡、生锈或被腐蚀,而制备性离心机的离心管,则常常要求必须将液体装满,以免离心时塑料离心管的上部凹陷变形。每次使用后,必须仔细检查转头,及时清洗、擦干,转头是离心机中须重点保护的部件,搬动时要小心,不能碰撞,避免造成伤痕,转头长时间不用时,要涂上一层上光腊保护,严禁使用显著变形、损伤或老化的离心管。
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