氢原子百科 
离心机（centrifuge）[1]是利用离心力作为推动力，来实现悬浮液、乳浊液及其他物料的分离或浓缩的机器。它具有结构紧凑、体积小、分离效率高、生产能力大以及附属设备少等优点，广泛应用在资源开发、石油化工生产过程以及三废治理等方面。[4]
1836年第一台工业用三足离心机在德国问世，[6]20世纪20到30年代瑞典和美国先后发明了超高速离心机和土工离心机，[7]之后的20世纪50年代到70年代世界各国先后发明了碟式活塞排渣分离机、载人离心机以及变频电机驱动离心机等，[6][8][9]进入21世纪，德国、俄罗斯等国家在载人离心机领域获得一定的发展。[10]中国在20世纪50年代末也开始了离心机的研制，[8]20世纪60年代到20世纪90年代中国各科研院所先后研制出不同型号、不同种类的离心机，如载人离心机、土工离心机等。[2]进入21世纪中国在变频离心机、[11]复合离心机、大型土工离心机等领域也达到了世界先进水平。[2][12][13]
离心机的基本构造通常包括驱动系统、离心室、转头等。[5]离心机是利用离心力来实现物料分离，其样式多种多样，按分离方式可分为过滤式离心机、分离式离心机和沉降式离心机。按分离因数可分为常速离心机、高速离心机、超高速离心机。按操作方式不同可分为间歇式离心机、连续式离心机。[14]在离心机这一行业里，中国本土品牌非常有限，国际上的约克、开利、特灵、麦克维尔等品牌依然占据着绝对的市场份额。但是中国北京、山东、湖南等地生产的离心机品牌，在国际离心机的市场份额逐渐扩大。[3][15]随着科技进步，离心机正朝着高速化、大型化、自动化等方向快速发展。[16]
国际发展
1836年，第一台工业用三足离心机在德国问世，同年，出现了棉布脱水机。[6]
1878年，瑞典的古斯塔夫·德·拉瓦尔（GustafdeLaval）发明的离心乳脂分离机。它能够以快得多的速度和更有效的方式将乳脂（奶油）从乳中分离，由此彻底改变了乳品和黄油工业。[17]
1924年，瑞典化学家斯维德伯格（Svedberg）发明了超高速离心机[18]，其转速可达到每分钟旋转八万转以上，这对研究蛋白质化学起了很大的促进作用。[19]1926年维德伯格也因超高速离心机的发明及血红蛋白的发现而获得诺贝尔化学奖。[18]
1931年，美国哥伦比亚大学发明了第一台具有科学试验意义的土工离心机。[7]从此科学试验用离心机在漫长的一个世纪里先后在美国、德国、日本等国家问世。[2]
20世纪50年代，研制成功了自动排渣的碟式活塞排渣分离机，到20世纪60年代发展成完善的系列产品。[6]
20世纪60～70年代，代伴随着探空工程活跃，针对飞行器部件和整星用的航空、航天物体离心机悄然兴起。首先是在美国遍地开花，空军、海军以及学校等部门纷纷建立各种设备进行稳态加速度模拟试验研究。[8]
20世纪70年代后期，美国Beckman公司第一个在自己的系列离心机上引入了变频电机、微机控制、数字显示、触感开关等一系列当时世界上最先进的技术。[9]
1984年，国际上成立了离心技术委员会，并分别在1984年、1988年、1991年、1994年举办大型国际会议。[20]
1984年，俄罗斯建造的TsF-18载人离心机，该机转臂长18m，最大加速度为30g，加速度变化率为5g/s，配备了3个座舱，可用作训练航天员、医学研究、控制降落等。俄罗斯建造的宇航员水中训练中心，是世界上最先进的载人离心机之一。[21]
1997年，日本土木研究所（PWRI）建造了一台具有长转臂、大加速度、且有振动台的离心机，代表了当时日本离心机的前沿水平。[2]
自2005年起，奥地利金属系统技术股份有限公司（简称AMST）先后为德国、俄罗斯、印度、新加坡、波兰等国家成功研制了7台HTC系列的载人离心机。[10]
中国发展
1958年，北京卫星环境工程研究所前身中国科学院581组、上海机电设计院、原长江水利水电科学研究院分别各自独立开始了航天离心机、载人离心机和土工离心机研制。[8]
1962年和1967年，中国科学院581组（北京卫星环境工程研究所前身）分别研制了第一代中型、大型物体离心机，拔得中国大型物体离心机研制的头筹，而后又陆续研制了第二代、第三代以及出口型物体离心机。[2]
1965年，原上海机电产品设计院研制了中国第一台载人离心机。在同一时代，中国工程物理研究院总体工程研究所成功研制了用于核武器环境试验的“亚洲一号离心机”。[2]
1968年，中国科学院581组为中国航天员科研训练中心前身研制特大型人、物两用离心机。[8]
1983年，长江科学院建成了当时中国容量最大的土工离心机，为中国离心机的发展和创新奠定了重要的基础。[11][22]
1986年，年中国科学院581组为北京水电科学研究院岩土工程研究所研制大型土工离心机。[8]
1991年，北京卫星环境工程研究所成功研制了容量为450g-t的土工离心机，其部分性能已达同时期世界先进水平。[2]
1992年，中国直升机研究所研制成功NHRI-400g-t土工离心机[2]
1997年，中物院总体所攻克复合例行离心机核心技术，成功研制了用于加速度模拟试验、离心力-气动力和离心力-气动力-温度等复合试验的“二号离心机”。[2]
2000年以来，中国工程物理研究院总体所承担了中国主要的大型例行试验离心机研制，先后承担了TLJ-200，TLJ-150，ZJU-400，TLJ-500等一系列不同规格土工离心机的研制，代表中国在该领域的先进水平。[2]
2002年，香港科技大学建成400g-t大型土工离心机，并配备双向振动台、四维机械手、网络数据采集及处理功能。[2]
2006年，同济大学建成中国第一台大型复合离心机，工程建成后被称为“中国离心机研制的里程碑”，确立了其在中国离心机研制领域的先进地位。[13]
2011年12月，格力中央空调经过几代人的潜心科研，自主研发的的双级高效永磁同步变频离心式冷水机组成功下线，该设备是当时世界上最先进的直流变频离心机组。[23]
2012年，中国工程物理研究院成功研制了用于新一代战机救生装备产品检测的“动态载荷模拟系统”，其性能已经达到高性能载人离心机的指标要求。[2]
2013年9月，中国工程物理研究院总体工程研究所向成都理工大学交付了TLJ-500型土工离心机，这是中国当时容量最大，功能最全的大型土工离心试验设备，其离心机振动系统是当时国际上性能指标最先进的离心机机载振动台之一，该离心机的研制成功不仅填补了中国大型土工试验离心机的空白，也标志了中国大型离心机的研制技术迈上了新的台阶。[13]
基本构造
离心机的样式多种多样，但离心机的构造通常包括驱动系统、离心室、转头、冷冻系统、真空系统、操作系统。[5]
驱动系统
驱动系统是离心机的心脏，是为离心机提供动力的重要组成部分。驱动系统主要由电机和转轴组成。电机提供离心的旋转速度，其通过皮带将旋转速度传送给转轴。[5]转轴是支撑转子铁芯和输出转矩的部件，轴伸端铣有键槽，用来固定传送带轮或联轴器。[25]中国离心机采用最多的驱动方式为双电机结构，即一台电机（通常为变频电动机）通过传动带直接驱动转鼓产生转动，另一台电机通过减速器（差速器）驱动螺旋。对于卧螺离心机的双电机驱动，一种方法是用普通变频器驱动副电机，再生能量以热能的形式消耗在制动电阻上；另一种方法是，使用带有能量回馈单元的专用变频器驱动，可将再生的电能回送到交流电网。[26]
除了上述驱动方式外，还有液压驱动方式。液压系统由电动机、液压变量泵、液压马达、油箱、冷油器、滤油器以及相应的管路等组成。其工作原理为电机带动液压泵，液压泵的进口与油箱相连，出口与液压马达的进口相连给液压马达提供能量，液压马达上安装大皮带轮，通过皮带传动将动力传递到小皮带轮，小皮带轮带动离心机滚筒的转动。[27]
离心室
离心室（转头室）是用来安放离心机转头的圆柱形空腔，里面可以安放多个转头。离心室内壁用不锈钢板制成，在离心室内壁和外壁之间设有绝热材料的保温层，用以控制离心室温度，确保其在真空、低温下进行高速旋转，这种结构可防止转头发生爆炸事故而伤害人体。[5]
转头
转头是将离心管放置其中，进行离心的地方。转头分为角度转头（fixedanglerotor）、甩平转头（swing-outrotor）、垂直转头（verticalrotor）等。不同转头的转速和配套使用的离心管容量各不相同。[5]
冷冻系统
冷冻系统通常由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器等部件组成，冷冻系统的作用在于将离心室的温度冷却下来。[5]离心机冷却系统分风冷和水冷，风冷系统投入很大，大多选用水冷却塔。离心机冷却塔冷却高温空气，存在两个方面的弊端：一是投入成本大，回收效率低，使用寿命短，回报期长；二是占地面积大，安装受到一定空间限制。[28]
安装此类装置的冷冻离心机多应用于医药领域，包括低速冷冻离心机和高速冷冻离心机。高速冷冻离心机转速可达10000r/min以上，除具有冷冻离心机的性能和结构外，其所用角式转头多采用钛合金或铝合金制成。离心管为具盖聚乙烯硬塑料制品。这类离心机多用于收集微生物、细胞碎片、硫酸沉淀物以及免疫沉淀物等。[29]而带制冷系统的落地式低速离心机，即低速大容量冷冻离心机，可以用于收集需要低温条件的样品，如血液收集。[30]
真空系统
离心时由于高速旋转，空气流将影响转头平稳，因此需要利用真空泵对离心机进行抽真空。[5]离心真空泵是由离心压缩机发展而来，其单级压比通常在5以内，可多级串联获得广泛的真空范围，由于其抽气原理，导致其抽量只能适合大流量的工况使用。当叶轮高速旋转时，气体随着旋转，在离心力作用下，气体被甩到后面的扩压器中去，而在叶轮处形成真空地带，这时外界的新鲜气体进入叶轮。叶轮不断旋转，气体不断地吸入并甩出，从而保持了气体的连续流动。气体在流过离心真空泵的叶轮时，高速运转的叶轮使气体在离心力的作用下，一方面压力有所提高，另一方面速度也极大增加，即离心真空泵通过叶轮首先将原动机的机械能转变为气体的动能和静压能。此后，气体在流经扩压器的通道时，流道截面逐渐增大，前面的气体分子流速降低，后面的气体分子不断涌流向前，使气体的绝大部分动能又转变为静压能，也就是进一步起到增压的作用。[31]
操作系统
现代离心机均安装有操作系统，它是控制机器运行的部分，包括电源开关（power）、速度控制器（speed）、时间控制器（timer）、温度控制器（temperture）、真空控制器（vaccum）、刹车控制器（braker）等，用以控制离心机的温度、启动、加减速、定时、停止等操作。[5]
工作原理
离心机是根据物质的沉降系数、质量、密度等的不同，通过旋转产生离心力使液相非均一系混合物得以分离、浓缩和提纯。因此，离心机的基本工作原理为采用机械的方法，将密度、形状和大小不同得混合物置于一定的力场之中，利用混合物的各个相在力场中受到不同的力来得到较大的相重差，并使其分离[32]，离心效果主要受以下因素的影响：[33]
固液相对密度的差别；[33]颗粒的大小与形状；[33]沉降介质的黏滞力。[33]
离心机的加速度可用如下公式表示：
RCF=1.119×10-5n2r[33]
RCF指相对离心力（或“g值”），通常以重力加速度（g=9.80m/s2）的倍数表示。n代表转子的转速（单位为r/min），r代表旋转半径（单位为cm）。上式变形后，在已知r和RCF值时，转速可以用以下公式表示：[33]
n=298.9[33]
| 1—进料管 | 2—布料盘 | 3—一级转鼓 | 4—二级转鼓 | 5—集料槽 |
| A—物料进口 | B—洗涤液 | C—排出固体 | D—排出液体 | ———— |
按分离方式分类
按分离方式分类，离心机可以分为过滤式离心机、分离式离心机和沉降式离心机。[14]
过滤式离心机
过滤式离心机常用来分离固体含量较多且颗粒较大的悬浮液。过滤式离心机转鼓由拦液板、鼓壁和鼓底组成。[4]转鼓壁上有孔，鼓内壁附有滤布，借助离心力实现过滤分离操作。其转速一般在1000～1500rpm。[14]
转鼓旋转时悬浮液在离心力的作用下，液体中所包含的固体颗粒被截留在过滤介质表面，形成滤渣层，而液体则透过滤渣层、过滤介质和鼓壁上的小孔被甩出，从而实现固体颗粒与液体的分离。[4]
此类离心机包括上悬式离心机、卧式刮刀卸料离心机、三足式离心机、活塞推料式离心机等。[14]
分离式离心机
分离式离心机鼓壁上无孔，有分离型和澄清型两种类型，分别适用于乳浊液和悬浮液的分离。[14]
乳浊液和悬浮液被转鼓带动高速旋转时，在离心力的作用下，液体按密度不同分为里外两层，密度大的在外层，密度小的在里层，随后它们被分别引出，固相则沉于鼓壁上，间歇排出。[4]
此类离心机包括管式离心机、碟式离心机。[14]
沉降式离心机
沉降式离心机鼓壁上无孔，借离心力实现沉降分离，多用于不易过滤的悬浮液。[14]
沉降式离心是利用悬浮液密度不同的各组分在离心力场中迅速沉降分层的原理，以此实现液固分离。[35]当转鼓旋转时，悬浮液在离心力的作用下，固体颗粒因密度大于液体密度而向鼓壁沉降，形成沉渣，而留在内层的澄清液体则经转鼓上的溢流口排出。[4]
此类离心机包括管式分离机、碟式离心机、螺旋卸料式离心机等。[14]
按分离因数分类
常速离心机
高速离心机
高速离心机的Kc介于3000～50000，相对离心力在1×104～1×105g之间，主要用于分离各种沉淀物、细胞碎片和较大的细胞器等。为了防止高速离心过程中温度升高使酶等生物分子变性失活，有些高速离心机装设了冷冻装置，称高速冷冻离心机。[14]
超高速离心机
超高速离心机的Kc＞50000，其精密度非常高，为了防止样品液溅出超高速离心机通常附有离心管帽；为防止温度升高，此类离心机均有冷冻装置和控温系统；为了减少空气阻力和摩擦，设置有真空系统。[14]
按操作方式不同分类
按操作方式不同分类，离心机可以分为间歇式离心机和连续式离心机。[14]
间歇式离心机
加料、分离、洗涤和卸渣等过程都是采用人工或机械方法进行间歇操作，其种类有上悬式离心机和三足式离心机。其中，三足式离心机是世界上出现最早的离心机，主要部件为底盘、外壳以及装在底盘上的主轴和转鼓，借三根摆杆悬挂在三根支柱的球面座上，离心机转鼓支承在装有缓冲弹簧的杆上，以减少由于加料或其他原因造成的冲击。三足式离心机有过滤式和沉降式两种类型。[14]上悬式离心机避免了三足式离心机下部传动、上部卸料所带来的问题，采用上部传动、下部卸料的结构，可用于过滤和沉降分离。[36]
连续式离心机
加料、分离、洗涤和卸渣等过程都是间歇性自动进行或连续性自动进行。[14]典型的连续式离心机有螺旋卸料沉降式离心机、活塞推料离心机和碟式离心机等，可用于固—液悬浮液和液—液乳浊液的分离。[37]其中，螺旋卸料式离心机为最大分离因数可达6000，操作温度可高达300℃，操作压力一般为常压，适于处理颗粒粒径2～5μm、固体含量1%～50%的悬浮液。[36]
离心技术
离心技术是将含有微小粒子的悬浮液置于离心机中，利用离心转头高速旋转所产生的强大离心力，将悬浮粒子按密度差异或质量差异分离，是生命科学研究的常规技术，常用于分析蛋白质及其他生物大分子、细胞器、细胞。常用离心方法有：[38]
差速离心：利用不同粒子在同一离心条件下沉降速度的差别，通过分级提高离心速度，使悬浮液内直径、密度不同的粒子分级沉降，常用于分离细胞器。[38]区带离心：离心前先在离心管内灌注密度梯度介质，顶端密度最低，底部密度最高，且梯度介质最高密度低于样品粒子最低密度。悬浮液铺于梯度介质顶端。离心一定时间后，悬浮液内直径、密度不同的粒子在梯度介质中分离成梯状条带。[38]等密度离心：原理同区带离心，但梯度介质底部最高密度高于样品粒子最高密度，梯度介质顶端最低密度低于样品粒子最低密度。悬浮液铺于梯度介质顶端。经过长时间离心，样品粒子形成梯状等浮力密度条带，即按粒子密度不同进行分离。[38]
离心沉降技术
转鼓直径
离心机转鼓直径是指离心机转鼓的外径尺寸，转鼓的直径越大，离心机的处理能力也越大，常用的转鼓直径为200～1000mm。[40]国际螺旋沉降离心机系列中，一般最小型号为实验室用机型，D=160mm。据此，按公比i=1.26计算后，直径系列应为160mm、200mm、250mm、320mm、400mm、500mm、640mm、800mm、1000mm。考虑到小尺寸机型较多且尺寸相近，经合理调整后，中国所制定系列直径为200mm、350mm、450mm、600mm、800mm、1000mm。此外，转鼓直径的选择还要考虑物料性质，对于难分离或难分级的物料，分离因素要求较高时，限于转鼓材料强度，必须选用较小的直径。[41]
转鼓长度
转鼓全长同直径的比值对分离效果有很大的影响，越难分离的物料需要的比值设计应越大。污泥的含固率与转鼓的长度有关，并随转鼓长度的增加而提高，但转鼓长度过大，会导致性价比的下降。[42]转鼓长度的选择一般是按转鼓长度与转鼓直径的比值（L/D）来确定的，对于易分离物料，L/D=1～2；对于难分离物料，L/D=3～4。[41]
转鼓与螺旋的转速差
转鼓与螺旋输送器之间的差转速决定着处理量和分离效果等，是影响污泥渣含水率的关键因素。 一般情况下，若想得到较低含水率的泥饼，就应选择较低的差转速。而当差转速增大时，螺旋输送器的输渣量将增大，可提高离心机的处理能力，但差转速过大，会使转鼓内流体的搅动加剧且缩短污泥固体在干燥区的停留时间，因而增大分离液中的含固量，并增大沉渣的含水率，而差转速过小，会减小螺旋输送器的输渣量，同时明显增大差转速器的扭矩。因此，在处理易分离物料时，差转速可适当增大。处理难分离物料时，差转速过高会使分离液中含固量明显增加，并且在进泥量一定的条件下差转速不能太低，否则将由于污泥在机内积累过量，使固环层大于液环层，电机过载而损坏离心机。[42]
最高转速
选择转鼓转速时应考虑生产能力、分离或分级要求、转鼓强度和功率消耗、转鼓的最高允许转速等。鼓壁所受的应力与转速或圆周线速度的二次方成比例。对于一定的材料而言，允许的最大圆周线速度有一定的限度，例如一般常用的1Cr18Ni9Ti不锈钢，允许的最大圆周线速度为70～75m/s，这种材料制成的各种转鼓直径的最大允许转速见以下表格：[41]
| D/mm | 200 | 350 | 450 | 600 | 800 | 1000 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| nmax/（r/min） | 7200 | 4100 | 3200 | 2400 | 1800 | 1400 |
分离因数
离心脱水机的分离因数是离心机分离能力的主要指标[40]，分离因数是指离心力与重力之比，也就是离心加速度与重力加速度之比，它用f表示。分离因数大，意味着分离过程迅速，分离效果好，同时也意味着转速快，对制造转篮的材料及动平衡的要求也相应提高。因此，对那些分散度高，难分离的物料才选用分离因数高的离心机。[43]分离因素的大小主要取决于料浆中固相粒子的分离难易程度。对于密度小、粒度细的难分离物料，即粒子的重力沉降速度小的物料，一般选用较高的分离因素。[41]
也可写为f≈Rn2/900。[43]
安全要求
开车前的检查工作。开动离心机前首先检查机内有无不应当有的杂物，其次检查转鼓是否牢固地连接在主轴上，先以手用力将转鼓摇动，假如有轻微的松动感觉，应将大螺帽重新紧固，然后用手转动转鼓，重新检验是否正常。[44]加料时，需在转鼓停止运转以后进行，以免发生危险。为了降低不平衡的可能性，必须将物料尽可能地平均分配在转鼓内。当处理悬浮液时，加料操作可在离心机运转过程中，经机顶盖的孔道来进行。[44]启动开车。电动机开动后，离心机转鼓逐渐增加转速，启动时间一般为60s左右，假如操作时离心机开始猛烈跳动，必须立即停车，待停止运转后，将转鼓内物料重新铺匀后再开车，如仍有激烈跳动应停车检修。[44]停车。停车时不得突然把车刹死，应该在开始时用较轻、短的时歇动作，将把手几收紧几放松逐步拉紧，以达到制动的目的。[44]
速度要求
离心机满载时，在任意安装计算半径的安装点上的稳态加速度值应不超过规定稳态加速度值的±10%。[45]离心机满载时，离心机的尺寸相对于负载(样品)的尺寸应使负载(样品)任何部分经受的稳态加速度不超过规定稳态加速度值的±10%。[45]当离心机的转速从零增加到规定值，或从规定值降到零，离心机的切线加速度比应不超过±10%。[45]离心机工作时，回转速度示值误差应不超过其设定值的±2%，回转速度稳定度不超过±2%。[45]
转鼓强度
加强箍的间距c不大于2.5r.X8，最上面加强箍截面距拦液板高度c，不大于1.2c。[46]
加强箍对转鼓壁有补增强度的作用。可用加强箍系数Z来加以修正。[46]
在疲劳分析之前，应当首先确认结构的静强度能够得到保证。[46]
转鼓疲劳强度评定，优先采用JB4732中给出的疲劳设计曲线按式(25)进行强度评定。当JB4732不能满足需求时，可以按照GB/T3075的规定实际测定材料的疲劳曲线，经评定后使用。[46]
性能参数
| 污泥种类 | 离心机 | Q0./(L/s) | C0./% | Cu./% | 固体回收率/% | 混凝剂量/(kg/t) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 剩余活性污泥 | 转盘式 | 9.5 | 0.75-1.0 | 5.0~5.5 | 90 | 不用 |
| 剩余活性污泥 | 转盘式 | 25.3 | —— | 4.0 | 80 | 不用 |
| 剩余活性污泥（经粗滤以后） | 转盘式 | 3.2~5.1 | 0.7 | 5.0~7.0 | 93~87 | 不用 |
| 剩余活性污泥（经粗滤以后） | 转盘式 | 3.8~17.1 | 0.7 | 6.1 | 97~80 | 不用 |
| 剩余活性污泥 | 篮式 | 2.1~4.4 0.63~0.76 4.75~6.30 | 0.7 | 9.0~10 9~13 5~7 | 90~70 90 90~80 | 不用 —— 不用 |
| 剩余活性污泥 | 转筒式 | 6.9~10.1 | 0.7 1.5 0.44~0.78 | 5~8 | 65 85 90 95 | 不用 少于2.62 2.62~4.54 4.54~6.8 |
应用领域
早在19世纪离心机就在工业生产中得到了应用，最初离心机主要应用于牛奶分离、纺织品脱水和制糖厂结晶砂糖的脱水，随着时代的发展，离心机已广泛应用于化工、医学、食品加工和水处理等众多领域。[3]
石油化工领域
离心机在石油化工领域也扮演着重要角色。石油行业生产中产生的废水和废油往往含有一定量的原油，传统的过滤型设备常因滤布或滤带的堵塞而无法实运行，而离心机由于其结构的特殊性，在与其他少量设备配套的情况下即可轻松地实现连续、稳定运行。对脱水脱油的渣相以加热的方式就可对原油进行回收，实现无害化处理。[3]在原油和天然气混合物的分离过程中，离心压缩机轴带动叶片，通过转动带动天然气在惯性作用下做离心运动，当天然气通过叶轮和扩散器狭窄区时，天然气流动方向发生180°的转变，从而使天然气的部分动能又转换为天然气的压力势能，经多级转换后通过排出口排出离心机。[48]
医学与生命科学领域
离心机可用于细胞、原生质体等活细胞分离，也可用于培养细胞的细胞器、核酸以及蛋白质的分离提取。根据分离物质不同配置不同类型的离心机。低速离心机多用于分离细胞、原生质体等活细胞；高速冷冻离心机可用于分离核酸、蛋白质；规模化生产次生产物，还需选择大型离心分离系统。[49]
食品与饮料行业
过滤式离心机主要适用于溶液固相浓度较高、固相颗粒粒度较大（通常大于50μm）的悬浮液的分离脱水。过滤式离心机在食品工业有广泛应用，典型应用例子有蔗糖结晶体分离精制、脱水蔬菜的预脱水、淀粉脱水、血块去血水、水果蔬菜榨汁、回收植物蛋白及冷冻浓缩过程冰晶分离等。[37]
环保领域
离心机在环保领域也有广泛应用。离心机的种类很多，其中以中低速转筒式离心机在污泥脱水中应用最为普遍。污泥通过中空轴连续进入筒内，由转筒带动污泥高速旋转，在离心机的作用下，向筒壁运动，达到泥水分离。螺旋输泥机与转筒同向旋转，但转速不同，使输泥机的螺旋刮刀对转筒有相对转动，将泥饼由左端推向右端，最后从排泥口排出，澄清水则由另一端排水口流出。[50]
中国
纵观整个中国离心机市场，国际厂家占了60%～70%的市场份额，中国厂家占了30%～40%的市场份额。中国厂家通过仿制、组装进口等手段进行离心机的研发制造，其产品价格比国际同类产品低一半左右，具有很大的价格优势，国产离心机的市场份额正在逐渐扩大。[51]
在技术方面，一些民族品牌企业对离心机大力投入，自主研发和深度推广，在变频直驱、直流调速、无油磁悬浮机组等技术领域实现了技术突破，诸多产品和技术已经达到或超过国际先进水平，很大程度上刺激了离心机市场；另外，中国部分民用与工业制冷项目开始使用离心机，而且取得了较好的市场效果，进一步促进离心机市场的发展。[15]
国际
在离心机这一行业里，中国本土品牌非常有限，国际上的约克、开利、麦克维尔、麦克维尔4大品牌依然占据着90%以上的市场份额。而且出于技术门槛的缘故，外资品牌占据绝对市场份额的局面在短时期内不会有大的改变。[16]
从全球地区磁悬浮离心机市场占有率来看，澳大利亚占比达70%以上，欧洲达50%以上，美国达30%以上，而中国、拉丁美洲、东南亚等国家磁悬浮空调产品占有率均比较低。因此，未来中国磁悬浮离心机市场将有着极其广阔的发展前景。[52]
大型化
离心机朝着大型化方向发展。离心机高参数化、大容量化是国际离心机追求的一个目标。[3]如锥篮式连续离心机也向大型化和较高分离因素发展，并广泛研究用于糖或低价膏分蜜的溶解一体化的溶解型、两级筛篮及两室离心机，这些新设备的问世对于简化生产流程、降低能耗具有重要意义。[53]
智能化
离心机已逐步向智能化、自动化和综合配套化方向发展。计算机在离心机上的应用可实现储存几十个离心机参数设置程序。全密封式触摸键配合液晶显示屏可实现菜单式设置与测量显示，可同时显示设置参数与实际运行时参数，并且可方便地应用中文菜单实现人机对话，自动生成报告，随时从计算机中获得每批被处理样品的数据，监控样品的整个处理过程。还可以通过中央控制电脑与其他离心机组成完整的离心网络，使得整个生产过程全部处于电脑控制之中。[54]
多元化
为了适应不同的应用场合，离心机正朝着多元化的方向发展，各种组合机和专用新机型不断被开发出来。[3]如为适应中国石膏行业大发展，打破大型离心机完全依靠进口的困境，2019年，江北机械针对α型高强度石膏分离机械的市场需求，成功开发了大规格高温密闭型卧式螺旋卸料沉降LWM900NG离心机。该机型可完全满足20000t/aα型高强石膏生产线的分离要求，各项分离及性能参数均达到国际领先水平。[55]
中国
《离心机安全要求》（GB19815-2021），规定了离心机启动、加料、停车等操作过程的安全规程。[44]
《离心机性能测试方法》（GB/T10901-2005），规定了离心机性能的测试项目、方法、测试仪器、仪表。[56]
《过滤与分离名词术语》（GB/T4774-2013），规定了连续相为液相的过滤与分离过程专业基础及相关设备的构造、性能通用术语。[57]
《离心机分离机机械振动测试方法》（GB/T10895-2004），规定了在离心机和分离机非旋转部件上测试该机振动的方法。[58]
《离心机转鼓强度计算规范》（GB/T28695-2012），规定了离心机转鼓旋转时转鼓壳体的环向应力的计算、各种系数的选取、转鼓强度的评定、有限元分析方法应用的指导性原则以及疲劳强度评定。[46]
《活塞推料离心机》（JB/T447-2015），规定了规定了活塞推料离心机的术语和定义、型式与基本参数、要求、试验、检验规则、标志、包装、运输和贮存。[59]
《国家标准全文公开系统》（GB/T7779-2018），规定了工业用离心机(不包括试管离心机)的型号编制方法。[60]
《刮刀卸料离心机》（JB/T7220-2015），规定了刮刀卸料离心机(以下简称离心机)的型式与基本参数、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存。[61]
《环境试验设备检验方法第16部分：稳态加速度试验用离心机》（GB/T5170.16-2018），规定了稳态加速度试验用离心机(以下简称离心机)的特性要求、测量仪器、测量不确定度、检验负载、检验条件、检验方法、检验结果、检验周期。[45]
国际
| 标准名称 | 标准号 | 发布日期 | 实施日期 | 发布单位/类别 |
|---|---|---|---|---|
| Laboratorycentrifuges；centrifugetubesforrelativecentrifugalaccelerationupto4000[62] | DIN58970-2 | 1982-03-01 | —————— | 德国-德国标准化学会（DE-DIN） |
| End-suctioncentrifugalpumps-Baseplateandinstallationdimensions(ISO3661：1977)[63] | DIN58970-1 | 1996-03-01 | —————- | 德国-德国标准化学会（DE-DIN） |
| Pumpingstations；centrifugalpumpsforoperationwithoutscreen；directivesforplanning[64] | DIN1184-3 | DIN1184-3 | —————— | 德国-德国标准化学会（DE-DIN） |
| CENTRIFUGE，LABORATORY[65] | CIDA-A-53317 | 1987-12-28 | —————— | 美国-商品说明（US-CID） |
| CENTRIFUGE，LABORATORY[66] | CIDA-A-51420 | 1986-04-18 | —————— | 美国-商品说明（US-CID） |
天马公司
公司成立于1925年，总部位于荷兰，从1990年起天马得到德国筛得力公司的授权，开始在澳大利亚和美国进行离心机的生产。天马产品可分为卧式振动卸料过滤离心机和卧式刮刀卸料过滤离心机两大类，其卧式振动离心机有HSG1100、HSG1200等六个型号，主要用于精煤脱水；卧式刮刀离心机有H900、H1000和CX1200FC三个型号，主要用于煤泥脱水。[67]
卢德维琪
公司成立于1858年，总部位于澳大利亚布里斯班，卢德维琪从1990年开始研制离心机，1992年VM1100型离心机面世，1999年起进入中国市场，并已在中国市场已销售500多台，德维琪的离心机分为卧式振动、立式刮刀和卧式刮刀三大类，卧式振动离心机主要用于粗煤粒的脱水，产品型号有VM900、VM1000等六个；立式刮刀离心机和卧式刮刀离心机主要用于煤泥脱水，立式刮刀离心机的产品型号为FC1200，卧式刮刀离心机的产品型号为HFC1300。[67]
中机伟林
公司成立于2003年，公司总部在北京，是中国第一家仿制出卢德维琪卧式振动离心机的厂家，其设备均采用进口组装的形式。中机伟林的离心机分为卧式振动、立式刮刀和卧式刮刀三大类，卧式振动离心机有WL1100、WL1200等五个型号；立式刮刀离心机有WLF1200型；卧式刮刀离心机有WLH1000型。[67]
山东博润
公司成立于1994年，位于山东淄博，从2006年起博润进入离心机行业，博润已形成BSB卧式筛网沉降离心机、BH卧式刮刀卸料离心机及卧式振动卸料离心机多个系列产品，其中卧式振动卸料离心机又有BHSG、BHV和BVM三个类型，其中BHV离心机是博润公司在结合了BHSG和BVM离心机技术优点的基础上改进设计的产品。[67]
株洲舜臣
注意事项
由于离心机的转动速度非常快，坚决杜绝不规范操作行为，如在离心机运转期间因不平衡或试管垫老化而使离心机在运转中移动位置，以致从实验台上掉下来。或因盖子未盖，离心管因振动而破裂后碎片飞出造成事故。因此，在使用离心机的过程中必须注意以下事项：[35]
离心机套管底部要垫棉花或试管垫。[35]如电动离心机在运转时有噪声或机身振动，应马上切断电源，排除故障。[35]启动离心机时，应盖上离心机顶盖后才可慢慢启动。[35]分离结束后，首先应当关闭离心机，在停止转动后才可打开离心机盖，取出样品，不可用外力强制其停止运动。[35]离心时间一般为1～2min，在此期间实验者不得离开去做别的事。[35]将平衡好的每一对离心管对称放置在离心套筒内。[5]严格按照操作说明进行操作，不要改变操作步骤。[5]
参考资料 67
- 参考 1
- 参考 2
- 参考 3
- 参考 4
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- 参考 6
- 参考 7
- 参考 8
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- 参考 10
- 参考 11
- 回顾美的中央空调过去19年发展史 — 中央空调网
- 参考 13
- 参考 14
- 参考 15
- 参考 16
- 参考 17
- 参考 18
- 参考 19
- 参考 20
- 参考 21
- 参考 22
- 格力从“中国制造”到“中国创造”的飞跃 — 央视网
- 参考 24
- 参考 25
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- 参考 28
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- 参考 30
- 参考 31
- 参考 32
- 参考 33
- 参考 34
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- 参考 36
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- 参考 40
- 参考 41
- 参考 42
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- GB/T 5170.16-2018 — 国家标准全文公开系统
- GB/T 28695-2012 — 国家标准全文公开系统
- 参考 47
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- 参考 54
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- GB/T 10901-2005 — 国家标准全文公开系统
- GB/T 4774-2013 — 国家标准全文公开系统
- GB/T 10895-2004 — 国家标准全文公开系统
- 活塞推料离心机 — 国家标准全文公开系统
- GB/T 7779-2018 — 国家标准全文公开系统
- 刮刀卸料离心机 — 国家标准全文公开系统
- DIN 58970-2 — 国家标准全文公开系统
- DIN 58970-1 — 国家标准全文公开系统
- DIN 1184-3 — 国家标准全文公开系统
- CID A-A-53317 — 国家标准全文公开系统
- CID A-A-51420 — 国家标准全文公开系统
- 参考 67