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金坛区金城春兰实验仪器厂 (江苏新春兰科学仪器有限公司)
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离心机的简单介绍

  离心机的前身发源于18世纪英国军事工程师发明了一种用于确定阻力的旋转臂装置。在19世纪,欧洲一对兄弟想要将奶油与牛奶分离从而提出了一种乳制品离心机的设想,这对兄弟设计并改良了他们的作品,并在1875年展出了第一台乳脂提取机,这也是世界上最早用于产业出产的离心机。之后发展出纺织品脱水用的三足式离心机,制糖厂分离结晶砂糖用的上悬式离心机,直到20世纪30年代才发展出可连续操纵的自动化离心机。事实上在中国古代,人们将陶罐系在绳子的一端,手握绳子的另一端,旋转甩动陶罐,产生离心力挤压出陶罐中蜂蜜,就是对离心分离原理的早期应用。

  离心机有一个旋转轴,可带动物体围绕它旋转,从而对物体施加一个垂直于轴并且向外的力,也就是离心力,利用不同密度的物质沉降速度不同的原理,在离心加速度下导致更密集的物质和颗粒向阔别轴的方向移动,同时密度较小的物体会向靠近轴的方向移动,从而完成物质的分层。简朴的说就是密度大的物质沉降到管的底部,而密度小的物质上升到顶部,根据密度不同将物质逐级分层。固然大多数现代离心机都是电动的,但是也有一种灵感来源于旋翼的手动变速器式离心设备。

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  在实际应用中根据分离要乞降结构不同,设计了多种类型的离心机用于不同的场景。例如:

  沉降离心机,滚筒是未穿孔的实心壁,主要用于纯化悬浮液,可以加速悬浮液的天然沉积过程,其中固相和液相之间没有物理分离,而是因为离心加速而加速沉降。常见的类型有:摆式离心机、分离器离心机(连续液体)、管式离心机。

  过滤离心机,滚筒是穿孔的并且插入有过滤器,例如滤布、金属丝网或筛子,悬浮液从内部到外部流过过滤器和滚筒,以这种方式,可以将固体材料过滤掉。过滤掉的类型取决于离心机的类型,常见的有:筛网/动弹离心机、推料离心机、反转过滤器离心机、摆式离心机。

  气体离心机,用于同位素分离,例如用于富集核燃料以用于裂变同位素。六氟化铀气体中铀(铀-238)的较重同位素倾向于在旋转时集中在离心机的壁上,而所需的铀-235同位素被提取并浓缩。需要数千次离心才能将铀浓缩到足以用于核反应堆(约3.5%浓缩),以及数千种浓缩以将其浓缩为武器级(超过90%的浓缩)用于核武器。


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