离心机是利用离心力 ,分离液体与固体颗粒或液体与液体的混合物中各组分的机械。
离心机大量应用于化工、石油、食品、制药、选矿、煤炭、水处理和船舶等部门。
按照
离心机的**高转速分类,**高转速低于10000r/min的离心机,称为
低速离心机;**高转速在 10000r/min 及以上**低于 30000r/min 之间的离心机, 称为
高速离心机 ;**高转速在 30000r/min 以上, 称为超速离心机。在日常的计量工作中, 检验检疫、食品、医药、生化等行业常常要求对其使用的离心机进行校准。根据实际情况 ,这些行业使用的一般是**高转速低于 10 000r/min 的
低速离心机。在以往的工作中 ,由于技术手段有限 ,往往采取使用电子计数式转速表对其进行校准。具体做法是 :在转子上粘贴反光标, 启动离心机,使用电子计数式转速表对其进行测速, 将离心机设定转速值与电子计数式转速表示值进行比较。其中的问题是:shou先, 转速表的测量范围是(0 - 99999)r/min ,在实际操作中, 离心机转速较高时, 由于手持转速表的不稳定, 常常会有误信号 ,导致测量结果不准确,离心机转速越高 , 这种可能性就越大。其次, 安全问题。在测量中, 由于转速表必须十分接近反光标, 也就是接近高速旋转的转子 ,如果转速表脱手和转子相碰 ,瞬间就会碎成片高速飞出, 伤害测试者。或者高速旋转的转子意外飞出 ,也会伤害测试者。现在jue大部分离心机出于安全设计 ,都会要求使用者在使用时盖好离心机盖, 否则离心机便不能动作。上述方法必须打开离心机盖, 违反安全操作规定 ,有安全隐患 , 所以 , 要用其他方法对
低速离心机进行转速校准。现在比较通用的有两种方法 :
(1)利用加速度计 。将经过校准的加速度计固定在离心机的转盘(或旋臂)上 , 使加速度计的敏感轴与转盘(或旋臂)的径向重合,调整离心机以不同的转速工作,可以得到不同的向心加速度。加速度计上的向心加速度为:
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2 |
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2 2 |
4π2R |
那么, |
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a =ωR =4 |
π n |
R = T |
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1 |
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a |
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n = |
π |
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4R |
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式中 :ω—转盘旋转角速度;n —转速, r/s ;T —旋转周期;R —由旋转轴中心到被试仪表敏感元件质量的惯性中心的径向距离。
测定独立参数时 ,实际测定 T 的精度很高 ,远高于 0.1 %,而确定 R 的误差有可能很大 。原因是 :①离心机的转动轴在转盘中央 ,加速度计到真实转动轴中心线的径向距离很难精确测定, 而存在误差 ;②不同的加速度计在惯性力的作用下 ,确定敏感元件的惯性中心位置和惯性质量的位移时, 会产生测量 R 的系统误差 , 该误差有时会大大超过偶然误差。对于长臂(R 值大)离心机 , 则测量 R 的相对误差不大 , 但对小转盘(R 值小)离心机 , 测量 R 的相对误差就很显著。这样 ,就会造成确定向心加速度相对误差增大。这种方法在离心机的旋臂上增加了质量, 造成了的旋臂的不平衡 ,会造成离心机的振动 ,转速过高的情况下会造成离心机损坏。为避免这种情况,可以对称的安装两只加速度计。
(2)利用频率计。将特制的探头放入离心机试样腔内 ,通过软线连接 ,将信号传回二次仪表 ,进行测量。这种方法准确度高 ,也非常安全。
这里讨论一种方法 ,笔者认为具有较强的可操作性。且校准过程中 ,离心机试样腔内无探头和连接线 ,更加安全。可以作为以上两种方法的补充。这种方法利用高灵敏度测振仪及相关软件。离心机有一项技术指标为“样品容量不平衡容忍度” 。例如,贝克曼的Avanti J26XPI 高效离心机 , 其样品容量不平衡容忍度为 2.5 %。可以人为的破坏旋臂的平衡, 在旋臂的一端加入适当配重, 但不大于样品容量不平衡容忍度。离心机转速较高时 ,甚**不用配重 ,自身的不平衡就可以被利用。离心机在这种状态开始工作 ,会产生周期性的振动 ,而这种振动的周期和离心机的旋转周期相同。用高灵敏度测振仪及相关软件在离心机的工作环境进行测量 ,若灵敏度足够高, 便可以捕捉到这种周期振动 ,也就测量了离心机的转速。如图中的结构 ,其运行**另一段石棉末端的时候离分离器 3 总结
底部更近。这样在上端气路端与氦气一起输出的油蒸汽就越少。这可能是具有(B)图结构分离器的压缩机运行过程中输出氦气中检测到的 CO 较少的原因。
图5 两种不同的油气分离器结构
(A)为前一种压缩机(B)为后一种压缩机中安装的油气分离器
压缩机系统中的油气分离器对输出氦气的纯度以及寿命真情关键的作用, 如何保证油汽混合物在分离器内运行过程中完全分离是压缩机系统的一项关键技术。也是整个 G -M 制冷机, 脉管制冷机的一项关键技术。我们通过色谱分析以及不同的结构对比 , 为压缩机用的油汽分离器的结构优化提出了方向。
压缩机输出气体的纯度对制冷机的性能和运行寿命起着**关重要的作用。压缩机性能的评价的参数主要是输出气体的压力以及纯度。压力的测量我们可以通过压力表比较容易的实现, 而气体纯度的原位、准确测量则比较困难。在本文中我们运用色谱仪通过一些管道连接实现了对压缩机输出气体的纯度进行原位、准确检测。我们对比研究了两种具有不同油气分离器结构的压缩机输出气体纯度的差别, 并对其结构进行了分析。为以后生产高性能的压缩机提供了指导。
