Центрифуги родились в Европе, например, в середине XIX века, когда появились трехногие центрифуги для обезвоживания текстиля и верхние подвесные центрифуги для разделения кристаллического сахара на сахарных заводах. Эти ранние центрифуги были прерывистыми и ручными.
Благодаря усовершенствованному механизму удаления шлака в 1930 - х годах появились непрерывно работающие центрифуги, а центрифуги с прерывистой работой также развивались благодаря автоматическому управлению.
В соответствии с требованиями к конструкции и разделению центрифуги можно разделить на три категории: фильтрующие центрифуги, осадочные центрифуги и сепараторы.
Центрифуга имеет цилиндр, вращающийся с высокой скоростью вокруг своей оси, называемый барабаном, обычно приводимый в движение электродвигателем. После добавления суспензии (или эмульсии) в барабан она быстро вращается с той же скоростью, что и барабан, отделяется от компонентов под действием центробежной силы и выводится отдельно. Как правило, чем выше скорость вращения барабана, тем лучше эффект разделения.
Принцип действия центробежных сепараторов состоит из центробежной фильтрации и центробежного осаждения. Центробежная фильтрация - это центробежное давление, создаваемое суспензией в центробежном силовом поле, которое действует на фильтрующую среду, так что жидкость становится фильтром через фильтрующую среду, в то время как твердые частицы задерживаются на поверхности фильтрующей среды, тем самым достигая разделения жидкости и твердости; Центробежное осаждение - это принцип быстрого осаждения стратификации компонентов с различной плотностью суспензии (или эмульсии) в центробежном силовом поле для достижения разделения жидкости - твердости (или жидкости - жидкости).
Существует также класс сепараторов для экспериментального анализа, которые могут выполнять жидкостное осветление и обогащение твердых частиц или жидкостно - жидкостное разделение, такие сепараторы имеют различные структурные типы, работающие в условиях атмосферного давления, вакуума и замораживания.
Важным показателем характеристик разделения центрифуг является коэффициент разделения. Он показывает отношение центробежной силы, которую отделяемый материал подвергает в барабане, к его гравитации, и чем больше коэффициент разделения, тем быстрее он обычно отделяется, тем лучше эффект разделения. Коэффициент разделения для промышленных центрифуг обычно составляет 100 - 20 000, коэффициент разделения для сверхскоростных трубчатых сепараторов может достигать 62 000, а коэффициент разделения для аналитических центрифуг - 610 000. Другим фактором, определяющим пропускную способность центрифуги, является рабочая площадь барабана и большая рабочая площадь.
Фильтрующие центрифуги и осадочные центрифуги в основном полагаются на увеличение диаметра барабана для расширения рабочей поверхности на окружности барабана; В дополнение к окружной стенке барабана сепаратор имеет дополнительные рабочие поверхности, такие как диск дискового сепаратора и внутренний цилиндр камерного сепаратора, что значительно увеличивает осадочный забой.
Кроме того, чем сложнее разделение твердых частиц в суспензии, тем больше тонких частиц забирается в фильтре или сепараторе, и в этом случае центробежным сепараторам требуется более высокий коэффициент разделения для эффективного разделения; При высокой вязкости жидкости в суспензии скорость разделения замедляется; Плотность компонентов суспензии или эмульсии сильно различается, что способствует центробежному осаждению, в то время как центробежная фильтрация суспензии не требует разности плотности компонентов.
Выбор центробежного сепаратора должен основываться на комплексном анализе размера и концентрации твердых частиц в суспензии (или эмульсии), разности плотности между твердым веществом и жидкостью (или двумя жидкостями), вязкости жидкости, характеристиках фильтра (или осадка) и требованиях разделения, чтобы удовлетворить требования к содержанию влаги в фильтре (осадке) и осветляемости фильтра (сепаратора), предварительный выбор того, какой тип центробежного сепаратора следует использовать. Затем тип и спецификация центрифуги определяются в соответствии с объемом обработки и требованиями к автоматизации эксплуатации, которые затем проверяются фактическими испытаниями.
Как правило, для суспензии, содержащей частицы размером более 0,01 мм, может использоваться фильтрующая центрифуга; Для небольших частиц в суспензии или сжатия деформации следует выбрать центрифугу осаждения; При низком содержании твердых веществ в суспензии, крошечных частицах и высоких требованиях к осветляемости жидкости следует выбрать сепаратор.
Будущая тенденция развития центрифуг будет заключаться в усилении характеристик разделения, разработке крупногабаритных центрифуг, улучшении механизма разгрузки шлака, увеличении и комбинировании центрифуг барабана, укреплении теории разделения и изучении технологии оптимизации процесса центрифугирования.
Усиление разделения включает в себя увеличение скорости барабана; Добавить новый импульс в процесс центрифугирования; Увеличить скорость выталкивания шлака; Увеличьте длину барабана, чтобы увеличить время разделения центробежного осаждения и так далее. Разработка крупногабаритных центрифуг, главным образом для увеличения диаметра барабана и использования двухстороннего барабана для повышения пропускной способности, чтобы снизить инвестиции в оборудование, потребление энергии и расходы на техническое обслуживание для обработки материалов на единицу объема. Что касается теоретических исследований, то основное внимание уделяется состоянию потока жидкости в барабане и механизму образования шлака, а также методам расчета малой степени разделения и мощности обработки.