Выделяют два основных типа центрифуг: отстойные и фильтрующие. Отстойные центрифуги используют для разделения эмульсий и суспензий посредством осаждения дисперсных частиц под воздействием центробежных сил. В химической отрасли также широко применяются фильтрующие центрифуги.

Классификация центрифуг в общем случае возможна по следующим параметрам:

• по типу организации процесса (непрерывные и периодические);
• по расположению вала (наклонные, горизонтальные, вертикальные);
• по способу выгрузки осадка (с центробежной выгрузкой, гравитационной, шнековой, ручной и т.п.)

Центрифуги по фактору разделения делятся на две группы и называются нормальными центрифугами (К р <300) и сверхцентрифугами (К р >3000).

Нормальные центрифуги используются чаще всего для разделения всех суспензий, кроме тех, которые имеют очень малую концентрацию твердых веществ. Сверхцентрифуги, в свою очередь, используются для разделения тонких суспензий и эмульсий.

Принцип действия декантерной центрифуги

Если разделять центрифуги по назначению, то можно выделить отстойные, фильтрующие и разделяющие (сепарирующие) центрифуги.

• Фильтрующие центрифуги оснащаются дырчатыми барабанами, покрытыми изнутри, как правило, тканью или другой фильтрующей перегородкой. Данный тип центрифуг используется для разделения суспензий, имеющих зернистую или кристаллическую твердую фазу, а также твердых и штучных материалов.
• Отстойные центрифуги, имеющие сплошной барабан без отверстий, используются для разделения суспензий, плохо поддающихся фильтрации, а также для осветления суспензий, содержащих малое количество твердой фазы.
• Разделяющие центрифуги тоже оснащены сплошным барабаном. Данный тип центрифуг чаще всего используются для разделения концентрированных суспензий и эмульсий.

Помимо вышеперечисленного, центрифуги разделяются по способу выгрузки осадка. Выгрузка осадка может производиться вручную, при помощи скребков и ножей, которые движутся возвратно-поступательно, и с помощью силы тяжести или центробежной силы.

Центрифуги также могут разделяться по устройству опор, на осонве чего выделяют подвесные и стоячие, и по расположению оси - вертикальные, горизонтальные и наклонные.

По процессу организации центрифугирования устройства делят на непрерывно действующие и периодические.

Центрифуги работающие периодически имеют три основные периода работы:

1. Пуск центрифуги и наполнение ее барабанов.
2. Вращение барабана с постоянной скоростью, а также разделение неоднородной смеси.
3. Торможение барабана и его разгрузка.

Наполнение барабана производится, когда незаполненный барабан вращается с определенной скоростью, которая меньше чем рабочая, или в том случае, когда достигается полная скорость вращения. В некоторых случаях барабан следует загружать до момента пуска центрифуги. Удаление осадка происходит после остановки центрифуги или в момент, когда барабан вращается с низкой скоростью.

Довольно часто после того, как проведен основной процесс центрифугирования, возникает необходимость в промывке осадка. Для этого проводится отжим промывных вод, который производится путем дополнительного пуска барабана центрифуги. В некоторых случаях необходимо также вымывание определенных компонентом исходной смеси.

В центрифугах работающих периодически применяется сплошной барабан или с отверстиями.

Принцип действия барабанной центрифуги

При этом барабан заключается в кожух, служащий сборником фильтрата или промывной жидкости, а также защитным ограждением на тот случай выхода из строя или разрушения барабан. Вращение барабана производится посредством электродвигателя.

Благодаря воздействию центробежной силы происходит проталкивание жидкости через фильтрующий материал и отверстия в барабане. Жидкость собирается в кожухе, и затем удаляется через трубопровод.

Если необходимо получить осадок, содержащий минимальное количество влаги, то применяются дырчатые барабаны. С их помощью можно достичь конечной влажности осадка около 1-5% (при очень измельченной твердой фазе - до 40%). Если для этих целей использовать сплошные барабаны, то в осадке останется значительно больше влаги (около 70% и больше).

Для того чтобы увеличить эффективность разделения, в сплошных барабанах устанавливают специальные кольцевые вставки, уменьшающие скорость движения жидкости, находящейся у стенок. Таким образом, процесс осаждения твердых частиц значительно улучшается.

Центрифуги периодического действия производятся, как правило, с вертикальным валом. Выгрузка материала в таких центрифугах может быть нижней или верхней. Более удобной считается нижняя выгрузка, но она требует больших затрат физического труда. Чтобы облегчить выгрузку, аппараты достаточно часто снабжают легко управляемой механической лопатой. Некоторые центрифуги такого типа выполняются саморазгружающимися.

Если в стоячих центрифугах, оснащенных вертикальным валом и жесткой опорой, происходит неравномерное распределение обрабатываемого материала, то возникают небезопасные и довольно сильные колебания барабана. Из-за этого современные центрифуги оснащаются эластичными опорами, при этом подпятник вала устанавливается в сферической втулке.

Самыми распространенными центрифугами периодического действия являются центрифуги, которые подвешены на трех колонах, а также центрифуги с верхней опорой.

Классификация центрифуг:

Принцип работы данной центрифуги состоит в том, что суспензия подается по трубе во внутренний барабан, а затем сквозь окна выводится в отстойный барабан. На этом этапе происходит разделение суспензии. Осветленная жидкость поступает в кожух и выводится через патрубок. Шнек перемещает осадок и выводит его через патрубок.

Эффект самобалансировки

Эффект самобалансировки можно наблюдать у центрифуг, предназначенных для отжимания белья. При наборе оборотов центрифугу сначала начинает трясти, потом проходит пик тряски, тряска уменьшается, и центрифуга выходит на рабочие обороты.

В случае, если бельё расположено слишком неравномерно, эффект самобалансировки может не наступить. В этом случае выход на рабочие обороты становится невозможным - центрифуга идёт в «разнос» (начинает задевать барабаном за корпус, издавая стуки).

Эффект самобалансировки основан на том, что тело, не имеющее жёстко заданной оси вращения, вращается относительно своего центра масс (к примеру, если раскрутить лежащую на столе шариковую ручку, или мобильный телефон).

Технически это реализуется эластичным подвесом барабана центрифуги (часто вместе с приводным электродвигателем) к основному корпусу устройства. Эластичный подвес (как правило, резиновые демпферы) даёт возможность барабану центрифуги смещаться в радиальном направлении (в любую сторону) до нескольких сантиметров. Наклон и осевые смещения при этом фиксируются относительно жёстко.

При вращении барабан стремится вращаться относительно своего центра масс, смещая ось привода на некоторый радиус (равный расстоянию от оси до центра масс). Если это расстояние укладывается в ход эластичного подвеса, барабан центрифуги вращается относительно своего центра масс, а ось привода (и подвес) движется по окружности, которую при этом описывает центр барабана. (Ввиду малого диаметра окружности и большой частоты вращения зрительно это движение воспринимается как вибрация). При изменении положения центра масс (неравномерный отжим воды) барабан начинает вращаться относительно этого нового центра, а ось привода и подвес - «сопровождать» изменённые круговые движения центра барабана.

Самобалансировку, как правило, применяют в центрифугах с вертикальным барабаном (проще устройство подвеса и возможно предварительное равномерное расположение материала), однако этот эффект (в некоторой степени) также применяется в стиральных машинах-автоматах - в них эластично подвешивается не барабан и его привод, а весь бак, что возможно благодаря меньшему числу оборотов барабана. При отжиме бак вместе с осью барабана совершает круговые движения (видимые как вибрирование), а эластичная подвеска отделяет (и допускает) эти перемещения от основного корпуса.

Также в центрифугах (в частности, на некоторых стиральных машинах-автоматах) иногда применяется автоматическая балансировка (в процессе работы) - смещение предварительно закреплённых противовесов (под управлением электроники), для приведения центра масс барабана на геометрическую ось вращения.

Центрифуги для лабораторных целей

Центрифуги для лабораторных целей классифицируются по скорости вращения ротора или по суммарному объёму загруженных образцов.

По объёму:

• Микроцентрифуги (обработка пробирок типа eppendorf, 1,5-2,0 мл каждая),
• общелаборатоные центрифуги (суммарный объём образца около 0,5 л),
• специализированные центрифуги повышенного объема (обычно до 6 л). Примером специализированных центрифуг служат центрифуги для обработки крови. Устройство такой центрифуги узко специализировано под одну задачу - вращение полиэтиленовых контейнеров с кровью. У такой центрифуги мотор повышенной мощности, однако скорость вращения ротора значительно ниже чем у аналогичной по энергопотреблению центрифуги.

Следует иметь в виду, что объём образца для центрифуги рассчитывается при допущении что его плотность равна 1 г/см², если плотность образца выше 1,2 г/см² требуется уменьшить объём обрабатываемого материала, иначе центрифуга может сломаться.

По скорости:

• Микроцентрифуги (обработка пробирок eppendorf, обычно не требует высоких скоростей) - скорость до 13 400 об/мин,
• общелаборатоные центрифуги - обладают значительной универсальностью могут работать и с пробирками типа eppendorf и другими емкостями скорость вращения ротора от 200 об/мин до 15 000 об/мин,
• центрифуги с высокой производительностью они же скоростные - решают все возможные лабораторные задачи (кроме ультрацентрифугирования); скорость вращения ротора от 1000 об/мин до 30 000 об/мин. Производство таких центрифуг освоили только две фирмы: Beckman Coulter и Hitachi
• Последняя скоростная категория - ультрацентрифуги скорость вращения ротора от 2000 об/мин до 150 000 об/мин. Такие центрифуги производят тоже только Beckman Coulter и Hitachi.

По типу питания (касается Beckman Coulter):

• Однофазные
• Двухфазные (кабель питания содержит проводники: L1, L2, L3, N, PE, однако линия L2 отрезана, по этому центрифуги двухфазные, а не трёх фазные).

Если вы способны установить вашу центрифугу на стол, то такая центрифуга будет настольной, если центрифуга большая, имеет ножки (ролики) такая центрифуга скорее всего напольная. Напольные центрифуги требуют особого внимания при установке в связи с их значительным энергопотреблением до 30А при 220В. Подключать их можно к системе питания TT или TN-C-S. Подключение к сиcтеме TN-C потенциально опасно поражением электрическим током. Неверное подключение проводников L и N в системе TN-C неминуемо приведёт к короткому замыканию на корпус и выходу из строя центрифуги.

Наиболее известные марки производителей центрифуг: Beckman Coulter, Hitachi, Eppendorf, Sigma, OrtoAlresa, Centurion Scientific.

Ссылки

Примечания

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Центрифуга" в других словарях:

Установка для центрифугирования; основной частью центрифуги является быстро вращающийся вокруг своей оси барабан (ротор). газовая центрифуга центрифуга, используемая для разделения изотопов урана в газообразном соединении UF6 с помощью сильного… … Термины атомной энергетики

- (от лат. centrum средоточие, центр и fuga бегство, бег * a. centrifuge, centrifugal machine; н. Schleuder, Zentrifuge; ф. centrifugeuse; и. centrifuge) машина для разделения пульп (суспензий) на твёрдую и жидкую фазы под действием… … Геологическая энциклопедия

центрифуга - Установка для механического разделения неоднородных систем, состоящих из двух или более фаз (суспензий, эмульсий, аэрозолей), на составные части действием центробежной силы [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя … Справочник технического переводчика

Сепаратор, центробежка, эркенсатор Словарь русских синонимов. центрифуга сущ., кол во синонимов: 11 виброцентрифуга (1) … Словарь синонимов

ЦЕНТРИФУГА, вращающееся устройство, служащее для разделения веществ. В лабораториях на центрифугах разделяют частицы суспензий, например, отделяют эритроциты (красные кровяные тельца) от плазмы крови. В пищевой промышленности центрифуги… … Научно-технический энциклопедический словарь

ЦЕНТРИФУГА, центрифуги, жен. (от лат. centrum центр и fuga бегство) (тех.). Аппарат для разделения смеси (сыпучих тел или жидкости) на составные части действием центробежной силы. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

ЦЕНТРИФУГА, и, жен. 1. Аппарат для механического разделения смеси на составные части под действием центробежной силы. 2. Устройство, создающее перегрузки под действием центробежной силы (для испытания аппаратуры, тренировки лётчиков, космонавтов) … Толковый словарь Ожегова

Аппарат для механического разделения смеси на составные части под действием центробежной силы. См. также ультрацентрифуга. (

Центрифуги могут быть с вертикальным и горизонтальным рас­положением вала и барабана, периодического действия (подвод суспензии и выгрузка осадка производятся периодически), полуне­прерывного (суспензия подается непрерывно, а осадок выгружается периодически) и непрерывного действия (подача суспензии и выгрузка осадка осуществляются непрерывно).

Отстойная центрифуга периодического действия с ручной выгрузкой осадка (рис. 7.6) состоит из барабана, насаженного на вращающийся вал и помещен­ного в корпус. Под действием центробежной силы, возникающей при вращении барабана, твердые частицы осаждаются в виде сплошного слоя осадка на стенке барабана, а осветленная жидкость переливается в кожух и удаляется через расположенный внизу патрубок. По окончании процесса осадок выгружается из центрифу­ги.

Процесс в отстойной центри­фуге состоит из разделения (оса­ждения) суспензии и отжима или уплотнения осадка.

Непрерывнодействующие отстойные гори­зонтальные центрифуги со шнековой выгруз­кой осадка (НОГШ) применяют в крахмалопаточном произ­водстве для получения концентрированного крахмального осадка и в других производствах.

Центрифуга состоит из ротора и внутреннего шнекового устройства, заключенных в корпус. Суспензия подается через центральную трубу в полый вал шнека. На выходе из этой трубы внутри шнека суспензия под действием центробежной силы распре­деляется в полости ротора.

Ротор вращается в кожухе в полых цапфах. Шнек вращается в цапфах, находящихся внутри цапф ротора. Под действием центро­бежной силы твердые частицы отбрасываются к стенкам ротора, а жидкость образует внутреннее кольцо, толщина которого определя­ется положением сливных отверстий на торце ротора. Образовав­шийся осадок перемещается вследствие отставания скорости враще­ния шнека от скорости вращения ротора к отверстиям в роторе, через которые он выводится в камеру 6 и удаляется из центрифуги.

При движении вдоль ротора осадок уплотняется. При необходи­мости он может быть промыт.

Фильтрующие центрифуги периодического и непрерывного дей­ствия разделяются по расположению вала на вертикальные и гори­зонтальные, по способу выгрузки осадка - на центрифуги с ручной, гравитационной, пульсирующей и центробежной выгрузкой осадка. Главным отличием фильтрующих центрифуг от отстойных является то, что они имеют перфорированный барабан, обтянутый фильтро­вальной тканью.

В фильтрующей центрифуге периодиче­ского действия (рис. 8.14) суспензия загружается в барабан сверху. После загрузки суспензии барабан приводится во вращение. Суспензия под действием центробежной силы отбрасывается к внут­ренней стенке барабана. Жидкая дисперсионная фаза проходит через фильтровальную перегородку, а осадок выпадает на ней. Фильтрат по сливному патрубку направляется в сборник. Осадок после окончания цикла фильтрования выгружают вручную через крышку 3.

Конструкция фильтрующей центрифуги с перфорированным барабаном аналогична конструкции автоматической отстойной центрифуги с непрерывным ножевым съемом осадка.

» Для чего нужны центрифуги?

Для чего нужны центрифуги?

         1362
Дата публикации: Январь 13, 2014

Центрифуги являются машинами, которые используются в лабораториях, медицинских учреждениях, и в отраслях, для того, чтобы отделить взвешенный материал от среды с которой он смешан. Эти отделения проводятся раскручивания специальных пробирок. Центробежная сила, во время раскручивания заставляет более плотный материал в суспензии проникать к стенкам контейнера, эффективно отделяясь от раствора. Эти устройства используются для разделения твердых веществ от взвешенных жидких сред, например, эти устройства являются неотъемлемым медицинским инструментом для разделения плазмы и клеток крови. Основным принципом работы центрифуги является создание центробежной силы. Например, если в центрифугу поместить пробирку с водой, то центробежная сила, создаваемая при вращении, будет вынуждать воду стремиться к основанию. Даже если центрифугу перевернутль во время ее работы, вода не покинет пробирку. Большинство центрифуг состоят из корпуса и ротора. Ротор имеет ряд отверстий вокруг его окружности, в которые, как правило, помещаются специальные пробирки (их можно ) с растворами. Как только материал будет помещен, крышка будет закрыта, машина может быть включена. После завершения цикла, ротор постепенно замедляется и затем полностью выключается, чтобы предотвратить любую турбулентность, которая может привести к повторному смешиванию. После того, как ротор остановится, образцы могут быть изъяты с ротора. В некоторых случаях центрифуга может иметь фильтр на одном конце, позволяя жидкости проходить через нее, но при этом останавливая твердые частицы в ловушке внутри трубки. Положение трубки и скорости, с которой вращается центрифуга может варьироваться в зависимости от типа устройства.

Центрифуга для отжима белья – устройство, известное многим домохозяйкам. Но речь пойдет не о «довеске» к полуавтоматической стиралке, а полноценном самостоятельном бытовом приборе. Ее можно приобрести в качестве дополнения к машинке-полуавтомат без отжима. Также устройство подойдет тем, кто стирает в ручном режиме, для облегчения процесса в целом. Далее мы рассмотрим принцип работы такой центрифуги и сделаем краткий обзор популярных моделей, чтобы вы определились, стоит ли делать такую покупку.

Бытовая центрифуга имеет простейшее устройство. Детали прибора скрыты корпусом из пластика или металла, форма – округлая или квадратная. Внутри находится барабан, расположенный вертикально. Во время работы барабан вертится на высокой скорости, создавая центробежную силу, в результате чего капли воды выталкиваются из белья и стекают в бак. Из центрифуги вода сливается в специально отведенную емкость. Практически все центрифуги имеют схожие характеристики, и кардинального различия в принципе их использования не наблюдаются. Чтобы правильно отжать белье в центрифуге, нужно:

• Открыть крышку машинки для отжима.
• Снять заглушку.
• Заложить белье в барабан. Укладывайте вещи плотно, чтобы избежать дисбаланса и прыжков машинки во время работы.
• Установить заглушку, закройте крышку.
• Подставить емкость и запустить прибор.
• На механическом таймере выбрать время работы. Аппарат запустится самостоятельно. В некоторых моделях для запуска нужно переключить тумблер.
• По завершении работы отключить центрифугу.
• Достать и досушить белье.

Важно! При работе даже дорогая модель будет создавать вибрации. Гасить их можно, используя антивибрационные подставки для стиральных машин.

Если у вас не работает отжим в полуавтоматической машине, такой как «Фея», «Ренова» или другой мини-стиралке с полосканием и отжимом, можно избежать ремонта. Для этого приобретите отдельную независимую центрифугу и отжимайте в ней – удобно и надежно.

На что смотреть при выборе

Покупая технику, чтобы повысить качество отжима вещей, пользователи обращают внимание на два основных фактора: качество и цену. Всем хотелось бы, чтобы машинка стоила дешево, а работало долго и без сбоев. Возможно, мы вас разочаруем, но такого не бывает – платить за качество придется. И вот почему:

• Хороший аппарат априори не может быть дешевым.
• Качественная сборка при низкой цене еще не гарантирует качественный отжим.

Поэтому вопрос, сколько стоит центрифуга, должен волновать в последнюю очередь. Прежде всего обратите внимание на такие моменты:

• Вместительность барабана . Чем больше объем бака, тем выше ценность. Такую машинку можно использовать для отжима ковров и других крупных вещей – штор, одеял, покрывал, верхней одежды.
• Количество оборотов . В современной технике скорость барабана около 2000 оборотов за 1 минуту и более. Чем выше показатель, тем меньше влаги остается в белье.

Важно! Помните, что высокая скорость вращения может испортить вещи.

• Устойчивость . К сожалению, чтобы проверить этот параметр, нужно запустить агрегат. Не во всех магазинах есть проверочные стенды. Если вы покупаете б/у машинку, будет проще. Вибрировать и покачиваться в работе центрифуга может, а вот скакать и перемещаться по полу – ни в коем случае.
• . Подобные приборы требуют ресурсов и быстро изнашиваются, поэтому стоит выбирать маломощные модели, например, в 350 Вт – такая машинка не потребует колоссальных затрат на электроэнергию.

• Размеры . Если у центрифуги не будет постоянного места, и вы планируете прятать ее в кладовку после использования, габариты – немаловажный критерий. Также актуально для жителей малогабаритных квартир.
• Материалы . Чтобы понять, из чего сделан бак и корпус, не нужно быть экспертом. Выбирайте устройство в металлическом корпусе, а не пластиковом. Если вариантов нет, то проверьте качество и прочность пластика, надавив на него пальцем.
• Уплотнители . Эти комплектующие должны быть правильно установлены и подогнаны под плотное закрытие люка. Если вы заметили кривизну или неправильное расположение резинок, откажитесь от подобной покупки.
• Слив . Высота носика должна быть достаточной, а длина – оптимальной для слива воды в емкость.

Важно! Подыщите модель со съемным носиком, чтобы получить более компактную технику.

Обзор популярных моделей

Не знаете, где купить и как выбрать подходящую модель? Рейтинг популярных образцов поможет составить верное мнение.

Устройство, импортируемое в РФ из Аргентины. Есть три причины, по которым KOH-I-NOOR досталась первая ступень нашего ТОП-5:

1. Самые лучшие показатели качества отжима среди аналогов: в белье остается до 22% влаги.
2. Вместительность – 5 кг.
3. Экономичная и быстрая работа.

Среди плюсов – отсутствие дребезжания при работе и относительно приемлемая цена в 12 500 рублей.

Ее отличают следующие параметры и характеристики:

• Объем барабана в 4,5 кг.
• Остаточная влажность отжатого белья – 40%.
• Высокое качество сборки.
• Доступная стоимость – в пределах 9 000 рублей.

«Серебро» рейтинга досталось AEG SV от известного немецкого бренда, который уже успел успешно зарекомендовать себя в качестве изготовителя лучших стиральных машин. Параметры модели несколько слабее предыдущих вариантов:

• Объем барабана – 4 кг.
• Скорость вращения – 2800 оборотов за минуту.
• Влажность белья после отжима – 40%.

Цена на сегодняшний день около 15 000 рублей.

Отечественная модель, дополненная функцией полоскания. Качество сборки оставляет желать лучшего, а на материалах производитель явно сэкономил. Недостатки компенсируются производительностью:

• Барабан вмещает 6 кг белья.
• Скромный вес.
• Удобная ручка для переноски и компактные габариты – идеально для хранения.
• Низкое потребление ресурсов.
• Приятная цена – менее 6 000 рублей.
• Среднее качество отжима: остаточная влажность в районе 45%.

Последнее место рейтинга досталось еще одной российской модели. Это малогабаритный вариант со средним качеством сборки. Главный и существенный недостаток – слабый отжим, оставляющий в белье до 70% влажности. Зато порадует цена – чуть больше 3 000 рублей. Сегодня спрос на такие аппараты упал благодаря широкому распространению автоматических стиралок. Но, если нет возможности установить СМА в домашних условиях по той или иной причине, не поскупитесь и купите центрифугу. Наш рейтинг поможет вам в выборе подходящей модели.