W starożytnych Chinach ludzie wiązali gliniany garnek jednym końcem liny, trzymali drugi koniec liny, obracali garnek, generowali siłę odśrodkową, aby wycisnąć miód w garnku, było to wczesne zastosowanie zasady odśrodkowej separacja.
Wirówki przemysłowe narodziły się w Europie. Na przykład w połowie XIX wieku pojawiły się sukcesywnie trzystopowe wirówki do odwadniania tekstyliów i wirówki zawieszone od góry do separacji cukru krystalicznego w cukrowniach. Te najwcześniejsze wirówki działały w sposób przerywany i żużel ręczny.
W związku z udoskonaleniem mechanizmu rozładunku w latach 30-tych pojawiły się wirówki o pracy ciągłej, rozwinięto również wirówki o pracy przerywanej dzięki realizacji sterowania automatycznego.
Wirówki przemysłowe można podzielić na wirówki filtracyjne, wirówki sedymentacyjne i separatory w zależności od struktury i wymagań dotyczących separacji.
Wirówka ma cylinder, który obraca się wokół własnej osi z dużą prędkością, zwany bębnem i jest zwykle napędzany silnikiem elektrycznym. Po dodaniu zawiesiny (lub emulsji) do bębna, jest on szybko napędzany do obracania się z taką samą prędkością jak bęben, a składniki są oddzielane pod działaniem siły odśrodkowej i rozładowywane oddzielnie. Ogólnie rzecz biorąc, im wyższa prędkość bębna, tym lepszy efekt separacji.
Separator odśrodkowy spełnia dwie funkcje: filtrację odśrodkową i sedymentację odśrodkową. Filtracja odśrodkowa to ciśnienie odśrodkowe generowane przez zawiesinę w polu siły odśrodkowej, które działa na medium filtracyjne, tak że ciecz przechodzi przez medium filtracyjne i staje się filtratem, podczas gdy cząstki stałe są zatrzymywane na powierzchni medium filtrującego w celu uzyskania rozdziału ciecz-ciało stałe; Stosowana jest sedymentacja odśrodkowa Zasada, zgodnie z którą składniki zawiesiny (lub emulsji) o różnej gęstości szybko osadzają się w polu siły odśrodkowej, aby uzyskać rozdział ciecz-ciało stałe (lub ciecz-ciecz).
Istnieje również rodzaj separatora do analizy eksperymentalnej, który może przeprowadzać klarowanie cieczy i wzbogacanie w cząstki stałe lub oddzielanie ciecz-ciecz. Ten typ separatora ma różne typy strukturalne, które działają w warunkach normalnego ciśnienia, próżni i zamrażania.
Ważnym wskaźnikiem do pomiaru wydajności separacji wirówki jest współczynnik separacji. Reprezentuje stosunek siły odśrodkowej do grawitacji materiału, który ma być oddzielony w bębnie. Im większy współczynnik separacji, tym szybsza separacja i lepszy efekt separacji. Współczynnik separacji przemysłowych separatorów odśrodkowych wynosi zwykle od 100 do 20000, współczynnik separacji ultraszybkich separatorów rurowych może wynosić nawet 62 000, a współczynnik separacji ultraszybkich separatorów do analizy wynosi nawet 610 000. Kolejnym czynnikiem decydującym o wydajności przerobowej separatora odśrodkowego jest powierzchnia robocza bębna. Duża powierzchnia robocza ma również duże możliwości przetwórcze.
Wirówki filtracyjne i wirówki sedymentacyjne polegają głównie na zwiększeniu średnicy bębna w celu poszerzenia powierzchni roboczej na obwodzie bębna; Separator oprócz ścianki obwodowej bębna posiada również dodatkowe powierzchnie robocze, takie jak tarcza i komora separatora talerzowego. Cylinder wewnętrzny separatora znacznie zwiększa osiadanie powierzchni roboczej.
Ponadto im bardziej szczegółowe jest oddzielenie cząstek stałych w zawiesinie, tym trudniej jest, a drobne cząstki unoszone w przesączu lub oddzielonej cieczy będą się zwiększać. W takim przypadku wirówka potrzebuje wyższego współczynnika separacji, aby skutecznie oddzielić; Gdy lepkość cieczy jest wysoka, prędkość separacji spada; różnica gęstości każdego składnika zawiesiny lub emulsji jest duża, co jest korzystne dla sedymentacji odśrodkowej, podczas gdy filtracja odśrodkowa zawiesiny nie wymaga różnicy gęstości każdego składnika.
Wybór separatora odśrodkowego musi opierać się na wielkości i stężeniu cząstek stałych w zawiesinie (lub emulsji), różnicy gęstości między ciałem stałym a cieczą (lub dwiema cieczami), lepkości cieczy, charakterystyce pozostałości po filtracji (lub osadu) i wymagania dotyczące separacji Przeprowadzono kompleksową analizę w celu spełnienia wymagań dotyczących zawartości wilgoci w osadzie (osad) i klarowności filtratu (cieczy separacyjnej) oraz jakiego typu separatora wirówkowego początkowo wybrane. Następnie, zgodnie z wydajnością przetwarzania i wymaganiami automatyzacji operacji, określany jest typ i specyfikacje wirówki, a na koniec weryfikowany przez rzeczywisty test.
Ogólnie rzecz biorąc, w przypadku zawiesin zawierających cząstki o rozmiarze większym niż 0,01 mm można stosować wirówki filtracyjne; w przypadku zawiesin o małych cząstkach lub odkształceniu ściśliwym należy stosować wirówki sedymentacyjne; w przypadku zawiesin o niskiej zawartości części stałych, małych cząstek oraz Gdy wymagana jest klarowność cieczy, należy zastosować separator.
Przyszły trend rozwoju separatorów odśrodkowych będzie polegał na wzmocnieniu wydajności separacji, opracowaniu wielkoskalowych separatorów odśrodkowych, poprawie mechanizmu wyładunku żużla, zwiększeniu specjalnych i połączonych wirówek bębnowych, wzmocnieniu badań teorii separacji i zbadaniu technologii sterowania optymalizacją separacji odśrodkowej proces.
Wzmocnienie wydajności oddzielania obejmuje zwiększenie prędkości obrotowej obracającego się bębna; dodanie nowej siły napędowej podczas procesu separacji odśrodkowej; przyspieszenie prędkości pchania żużla; zwiększenie długości obracającego się bębna w celu wydłużenia czasu sedymentacji odśrodkowej i separacji. Rozwój wielkogabarytowych separatorów odśrodkowych polega głównie na zwiększeniu średnicy bębna i zastosowaniu bębnów dwustronnych w celu zwiększenia zdolności przerobowych, tak aby zmniejszyć koszty inwestycji w sprzęt, zużycia energii i konserwacji przy przetwarzaniu objętości jednostkowej materiałów. W zakresie badań teoretycznych zajmuje się głównie badaniem warunków przepływu płynu w bębnie i mechanizmu powstawania osadów pofiltracyjnych oraz badaniem metod obliczeniowych minimalnej separacji i wydajności przerobowej.
