沉降分離與離心機工作原理

    懸浮液中的固體顆粒m在重力mg的作用下沉降，經過一段時間，懸浮液產生分層，這個過程為重力沉降分離。如右圖所示。固體顆粒沉降的速度Vg可以由Stokes方程描述。

　　重力分離的沉降速度Vg可表述為：Vg = A?g

　　A是與固體顆粒直徑、懸浮液固液密度差、液相的粘度有關的常數。

　　g是重力加速度。

    沉降是懸浮液中的固相顆粒在力場中的物理現象。其速度正比于力場的加速度。  

    離心沉降分離是將懸浮液加入以角速度ω旋轉的離心機轉鼓內部，固相顆粒m在離心力m rω2的作用而沉降，懸浮液產生分層。如下圖所示。此時固體顆粒的沉降速度Vc同樣可以由Stokes方程描述。

    離心分離的沉降速度Vc可表述為：

　　Vc= A?r?ω2

　　A是與固體顆粒直徑、懸浮液固液密度差、液相的粘度有關的常數。

    r是固體顆粒離回轉中心距離，也可理解為轉鼓內半徑。ω是離心機旋轉角速度，r?ω2是向心加速度。

    將上述離心力與重力相比，既是分離因數。一般工業離心機的分離因數可以視幾百至幾千倍。

下圖所示是螺旋卸料沉降離心機工作原理及基本結構。固體顆粒的密度一般要比液相的大。

    懸浮液通過進料管垂直地注射到高速旋轉的螺旋布料腔內，經進料錐加速后從螺旋進料孔向外折向高速轉動的轉鼓內壁與螺旋一起高速轉動。懸浮液中的固相顆粒在離心力的作用下快速地沉降到達轉鼓壁上。液體被擠向轉鼓中心。

　　懸浮液持續地進入轉鼓內使得柱形壓環液面不斷升高直至高于溢流板，被擠向中心的液體就會溢流流出；轉鼓與螺旋輸送器的轉向相同，但轉速稍高一些，這使的沉降在轉鼓壁上的固體顆粒在螺旋葉片的作用下持續地沿軸向推進到轉鼓錐段脫水，再經轉鼓錐底下端的排渣口排出。

       沉降離心機由機架、罩殼、轉子、進料管及主輔驅動單元組成。如上圖所示。

    沉降離心機轉子通過左右主軸承座固定在機架上。轉子采用雙轉子結構。外轉子稱為轉鼓，由左右端蓋軸與直、錐轉鼓等零件組成。內轉子是一繞有螺旋葉片的空心軸，安裝在轉鼓內且與轉鼓同軸。螺旋與轉鼓間裝有軸承，可以靈活地轉動。進料管從螺旋中心穿入到達布料腔。

    行星差速器輸出端連接著轉鼓與螺旋。限制螺旋與轉鼓相對轉動，控制差轉速。