臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)設(shè)計(jì)
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Parrondo悖論表明（1）（2），交替進(jìn)行的2個(gè)輸?shù)牟┺挠螒驎?huì)最終導(dǎo)致贏。但這個(gè)令人驚奇的結(jié)果只是用來(lái)解答簡(jiǎn)單的博弈架構(gòu)。而對(duì)于棘齒勢(shì)（3），特別是脈沖式棘齒勢(shì)（4）（5）能夠維持一個(gè)粒子在兩個(gè)外在勢(shì)能下交替運(yùn)動(dòng)，且其中任何一個(gè)都無(wú)法產(chǎn)生純粹的運(yùn)動(dòng)。盡管這種現(xiàn)象和Parrondo悖論有性質(zhì)上的矛盾，但二者之間的關(guān)系一直很“融洽”（事實(shí)上，這促成了我們對(duì)于博弈游戲的啟發(fā)），而最近在致力于推導(dǎo)出兩者之間的關(guān)系（6）（7）。
在這里，我們重新列出了主方程，利用脈沖棘齒勢(shì)中Fokker–Planck方程來(lái)清晰地描述它們的關(guān)系。這樣，我們就能夠按照博弈游戲中的概率定義給出動(dòng)力學(xué)表達(dá)式以及電學(xué)表達(dá)式，同樣，給出棘齒勢(shì)，我們就能對(duì)應(yīng)博弈游戲來(lái)構(gòu)建出它的勢(shì)能。
Parrondo悖論中，參與者投擲不同的硬幣出現(xiàn)正（反）面則贏（輸）得一單位的資金，盡管提出了許多可能性(8)(9)(10)（11）（12）（13）（14），這里我們只考慮最原始的那種贏的可能性。定義為資金的實(shí)際價(jià)值，i為系數(shù)，來(lái)給出完全指定的集合或概率。則對(duì)于任意Pk都是一個(gè)公平的博弈，輸贏都相等，有:
。
這個(gè)悖論表明了交替進(jìn)行（隨機(jī)或者周期）兩個(gè)公平的博弈游戲可以產(chǎn)生贏的結(jié)果。舉例來(lái)說(shuō)，定義交替的博弈游戲A為定義游戲B為且p0=1/10,p1=p2=3/4,這樣產(chǎn)生了贏的結(jié)果，盡管游戲A和游戲B都是公平的游戲。
定義一個(gè)離散次數(shù)τ，則每投擲一次硬幣τ增加1。如果我們定義Pi為次數(shù)τ下i所對(duì)應(yīng)的資產(chǎn)的概率，能夠得到下列方程：
（1）
這里指當(dāng)資產(chǎn)為時(shí)贏的概率，指當(dāng)資產(chǎn)為時(shí)輸?shù)母怕?，并且為了完整性，我們已?jīng)介紹了為資產(chǎn)i不變時(shí)的概率（一個(gè)基本沒(méi)有考慮Parrondo悖論的博弈游戲）。這里注意，之前按照規(guī)則的描述，我們已經(jīng)設(shè)定了概率{，，}并不取決于次數(shù)，很明顯這滿足：++=1 。 （2）
確保這個(gè)概率為：
。
這樣可以連續(xù)寫(xiě)出主方程：
， （3）
當(dāng)前給出
=， （4）
且： ， （5）
這是與Fokker–Plank離散方程(15)中一個(gè)電流的概率P(x, t)一致的形式
（6）
以及電流
（7）
這里有一般的趨勢(shì)，及其映射。如果和分別是時(shí)間和空間的離散變量，那么有，,可以清晰的得到
， . （8）
這里離散和連續(xù)的概率與有關(guān)，并且考慮到連續(xù)極限有極值，在這種情況下且。
現(xiàn)在，我們考慮了的情況，因于是有：
， （9）
并且電流只不過(guò)是到1的概率變化。
因恒定電流，我們發(fā)現(xiàn)從（4）導(dǎo)出的固定的能夠解決邊界情況下的循環(huán)關(guān)系：
（10）
則電流
（11）
是從得到的歸一化常數(shù)，這些表達(dá)式中我們介紹了勢(shì)能按照博弈游戲形式的概率
(12)
零電流的情況下,暗示了周期的勢(shì)能。這種情況再次出現(xiàn)在這樣公平的博弈中，那么得出指數(shù)函數(shù)注意方程（12）分為極限到或,即為推力和移動(dòng)系數(shù)之間的一個(gè)通常的關(guān)系。
按照勢(shì)能，獲取博弈概率的逆運(yùn)算需要解出方程（12）在（17）這種極限情況：
(13)
通過(guò)已給的概率集合，利用（12）這些結(jié)果可以得到隨機(jī)概率（和電流），利用（12）；以及逆運(yùn)算：獲得了隨機(jī)的勢(shì)能下博弈游戲的概率，利用（13）。注意交替進(jìn)行的博弈結(jié)果，γ表示時(shí)游戲A的概率，以及
圖1：左邊：因公平的博弈B，從12中可以定義在時(shí)的勢(shì)能。右邊：在時(shí)博弈B的勢(shì)能，結(jié)果來(lái)自于隨機(jī)變化的博弈B和一個(gè)博弈A在概率的情況，。
通過(guò)，定義一個(gè)博弈B的集合對(duì)應(yīng)了一個(gè)概率集合，又因變量，得到這種關(guān)系：
（14）
并且相關(guān)概率服從（12）。
我們給出了兩個(gè)應(yīng)用了上述形式的例子，在第一個(gè)中我們計(jì)算了公平的博弈和贏的博弈的隨機(jī)概率，概率時(shí)博弈B和博弈A的隨機(jī)結(jié)合是不變的概率，而悖論（1）最基本的解釋中，產(chǎn)生了圖1的結(jié)果，這里注意組合博弈的勢(shì)能是如何顯示區(qū)域中那種大幅增加的不對(duì)稱性。
圖2：左邊：在時(shí)的棘齒勢(shì)。那些零星的離散值適用于博弈B的定義。右邊：從概率的博弈A和博弈B得到了組合博弈的勢(shì)能離散值,其中的線是在條件下的預(yù)估。
第2個(gè)應(yīng)用即為輸入勢(shì)能
（15）已被廣泛應(yīng)用于棘齒原型。設(shè)，，將時(shí)的概率離散化，利用（13）我們可以得到一個(gè)概率集合。因勢(shì)能是周期性的，則博弈的B的結(jié)果取決于這些概率是公平的且當(dāng)前為零。博弈A也同樣取決于，。我們繪制了圖2博弈和博弈的勢(shì)能，時(shí)博弈A和博弈B的隨機(jī)組合，再次注意，與贏的博弈B一樣，已經(jīng)傾斜了。如圖3所示電流基于交替進(jìn)行的博弈A和B。
圖3：方程（11）得出的電流，作為交替進(jìn)行的博弈A和B的概率函數(shù)。博弈B被定義為在時(shí)離散化的棘齒勢(shì)，對(duì)應(yīng)最大值
綜上所述，我們已經(jīng)利用Fokker–Planck方程寫(xiě)出了主方程來(lái)描述過(guò)阻尼狀態(tài)的布朗粒子所體現(xiàn)的離散一致性。這樣我們能夠把博弈概率與動(dòng)力學(xué)勢(shì)能關(guān)聯(lián)起來(lái)，我們的方法產(chǎn)生了一個(gè)公平博弈對(duì)應(yīng)的周期性勢(shì)能和贏的游戲?qū)?yīng)的傾斜的勢(shì)能。生成的表達(dá)式在極限時(shí)用來(lái)獲取脈沖棘齒勢(shì)的有效勢(shì)能以及由此產(chǎn)生的電流。
arXiv:cond-mat/0302324v1 cond-mat.stat-mech 17 Feb 2003Parrondos games as a discrete ratchetRa ul Toral1, Pau Amengual1and and Sergio Mangioni21Instituto Mediterr aneo de Estudios Avanzados, IMEDEA (CSIC-UIB),ed.Mateu Orfila, Campus UIB, E-07122 Palma de Mallorca, Spain2Departament de F sica, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales,Universidad Nacional de Mar del Plata, De an Funes 3350, 7600 Mar del Plata, ArgentinaWe write the master equation describing the Parrondos games as a consistent discretizationof the FokkerPlanck equation for an overdamped Brownian particle describing a ratchet.Ourexpressions, besides giving further insight on the relation between ratchets and Parrondos games,allow us to precisely relate the games probabilities and the ratchet potential such that periodicpotentials correspond to fair games and winning games produce a tilted potential.PACS numbers: 05.10.Gg, 05.40.Jc, 02.50.LeThe Parrondos paradox1, 2 shows that the alternation of two losing games can lead to a winning game. Thissurprising result is nothing but the translation into the framework of very simple gambling games of the ratcheteffect3. In particular, the flashing ratchet4, 5 can sustain a particle flux by alternating two relaxational potentialdynamics, none of which produces any net flux. Despite that this qualitative relation between the Parrondo paradoxand the flashing ratchet has been recognized from the very beginning (and, in fact, it constituted the source ofinspiration for deriving the paradoxical games), only very recently there has been some interest in deriving exactrelations between both6, 7.In this paper, we rewrite the master equation describing the evolution of the probabilities of the different outcomesof the games in a way that shows clearly its relation with the FokkerPlanck equation for the flashing ratchet. In thisway, we are able to give an expression for the dynamical potentials in terms of the probabilities defining the games,as well as an expression for the current. Similarly, given a ratchet potential we are able to construct the games thatcorrespond to that potential.The Parrondos paradox considers a player that tosses different coins such that a unit of “capital” is won (lost)if heads (tails) show up. Although several possibilities have been proposed8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 , in this paperwe consider the original and easiest version in which the probability of winning, pi, depends on the actual value ofthe capital, i, modulus a given number L. A game is then completely specified by giving the set or probabilitiesp0,p1,.,pL1 from which any other value pkcan be derived as pk= pk modL. A fair game, one in which gainsand losses average out, is obtained ifQL1i=0pi=QL1i=0(1 pi).The paradox shows that the alternation (eitherrandom or periodic) of two fair games can yield a winning game. For instance, the alternation of game A defined bypi p = 1/2, i, and game B defined by L = 3 and p0= 1/10,p1= p2= 3/4 produces a winning game althoughboth A and B are fair games.A discrete time can be introduced by considering that every coin toss increases by one. If we denote by Pi()the probability that at time the capital is equal to i, we can write the general master equationPi( + 1) = ai1Pi1() + ai0Pi() + ai1Pi+1()(1)where ai1is the probability of winning when the capital is i 1, ai1is the probability of losing when the capitalis i + 1, and, for completeness, we have introduced ai0as the probability that the capital i remains unchanged (apossibility not considered in the original Parrondo games). Note that, in accordance with the rules described before,we have taken that the probabilities ai1,ai0,ai1 do not depend on time. It is clear that they satisfy:ai+11+ ai0+ ai11= 1(2)which ensures the conservation of probability:PiPi( + 1) =PiPi().It is a matter of straightforward algebra to write the master equation in the form of a continuity equation:Pi( + 1) Pi() = Ji+1(t) Ji(t)(3)where the current Ji() is given by:Ji() =12FiPi() + Fi1Pi1() DiPi() Di1Pi1()(4)andFi= ai+11 ai11,Di=12(ai+11+ ai11)(5)2This form is a consistent discretization of the FokkerPlank equation15 for a probability P(x,t)P(x,t)t= J(x,t)x(6)with a currentJ(x,t) = F(x)P(x,t) D(x)P(x,t)x(7)with general drift, F(x), and diffusion, D(x). If t and x are, respectively, the time and space discretization steps,such that x = ix and t = t, it is clear the identificationFitxF(ix),Dit(x)2D(ix)(8)The discrete and continuum probabilities are related by Pi() P(ix,t)x and the continuum limit canbe taken by considering that M =limt0,x0(x)2tis a finite number. In this case Fi M1xF(ix) andDi M1D(ix).From now on, we consider the case ai0= 0. Since pi= ai+11we haveDi D = 1/2Fi= 1 + 2pi(9)and the current Ji() = (1 pi)Pi() + pi1Pi1() is nothing but the probability flux from i 1 to i.The stationary solutions Pstican be found solving the recurrence relation derived from (4) for a constant currentJi= J with the boundary condition Psti= Psti+L:Psti= NeVi/D1 2JNiXj=1eVj/D1 Fj(10)with a currentJ = NeVL/D 12PLj=1eVj/D1Fj(11)N is the normalization constant obtained fromPL1i=0Psti= 1. In these expressions we have introduced the potentialViin terms of the probabilities of the games16Vi= DiXj=1ln?1 + Fj11 Fj?= DiXj=1ln?pj11 pj?(12)The case of zero current J = 0, implies a periodic potential VL= V0= 0. This reproduces again the conditionQL1i=0pi=QL1i=0(1 pi) for a fair game. In this case, the stationary solution can be written as the exponentialof the potential Psti= NeVi/D.Note that Eq.(12) reduces in the limit x 0 to V (x) = M1RF(x)dxor F(x) = MV (x)x, which is the usual relation between the drift F(x) and the potential V (x) with a mobilitycoefficient M.The inverse problem of obtaining the game probabilities in terms of the potential requires solving Eq. (12) withthe boundary condition F0= FL17:Fi= (1)ieVi/DPLj=1(1)jeVj/D eVj1/D(1)Le(V0VL)/D 1+iXj=1(1)jeVj/D eVj1/D(13)These results allow us to obtain the stochastic potential Vi(and hence the current J) for a given set of probabilitiesp0,.,pL1, using (12); as well as the inverse: obtain the probabilities of the games given a stochastic potential,using (13). Note that the game resulting from the alternation, with probability , of a game A with pi= 1/2, i and3-1.5-1-0.500.511.5-20 -15 -10-505101520V(x)x-1.5-1-0.500.511.5-20 -15 -10-505101520V(x)xFIG. 1:Left panel: potential Viobtained from (12) for the fair game B defined by p0= 1/10, p1= p2= 3/4. Right panel:potential for game B, with p0= 3/10, p1= p2= 5/8 resulting from the random alternation of game B with a game A withconstant probabilities pi= p = 1/2, i.a game B defined by the set p0,.,pL1 has a set of probabilities p0,.,pL1 with pi= (1)12+pi. For theFis variables, this relation yields:Fi= Fi,(14)and the related potential Vfollows from (12).We give now two examples of the application of the above formalism. In the first one we compute the stochasticpotentials of the fair game B and the winning game B, the random combination with probability = 1/2 of game Band a game A with constant probabilities, in the original version of the paradox1. The resulting potentials are shownin figure 1. Notice how the potential of the combined game clearly displays the asymmetry under space translationthat gives rise to the winning game.-1.5-1-0.500.511.5-40 -30 -20 -10010203040V(x)x-1.5-1-0.500.511.5-40 -30 -20 -10010203040V(x)xFIG. 2:Left panel: Ratchet potential (15) in the case L = 9, A = 1.3. The dots are the discrete values Vi= V (i) used inthe definition of game B. Right panel: discrete values for the potential Vifor the combined game Bobtained by alternatingwith probability = 1/2 games A and B. The line is a fit to the empirical form V(x) = x + V (x) with = 0.009525, = 0.4718.The second application considers as input the potentialV (x) = A?sin?2xL?+14sin?4xL?(15)which has been widely used as a prototype for ratchets3. Using (13) we obtain a set of probabilities p0,.,pL1by discretizing this potential with x = 1, i.e. setting Vi= V (i). Since the potential V (x) is periodic, the resulting4game B defined by these probabilities is a fair one and the current J is zero. Game A, as always is defined bypi= p = 1/2, i. We plot in figure 2 the potentials for game B and for the game B, the random combination withprobability = 1/2 of games A and B. Note again that the potential Viis tilted as corresponding to a winning gameB. As shown in figure 3, the current J depends on the probability for the alternation of games A and B.05e-061e-051.5e-052e-0500.20.40.60.81JFIG. 3:Current J resulting from equation (11) for the game Bas a function of the probability of alternation of games Aand B. Game B is defined as the discretization of the ratchet potential (15) in the case A = 0.4, L = 9. The maximum gaincorresponds to = 0.57.In summary, we have written the master equation describing the Parrondos games as a consistent discretization ofthe FokkerPlanck equation for an overdamped Brownian particle. In this way we can relate the probabilities of thegames p0,.,pL1 to the dynamical potential V (x). Our approach yields a periodic potential for a fair game anda tilted potential for a winning game. The resulting expressions, in the limit x 0 could be used to obtain theeffective potential for a flashing ratchet as well as its current.The work is supported by MCyT (Spain) and FEDER, projects BFM2001-0341-C02-01, BMF2000-1108. P.A. issupported by a grant from the Govern Balear.1 G.P. Harmer and D. Abbott, Nature 402, 864 (1999).2 G.P. Harmer and D. Abbott, Fluctuations and Noise Letters 2, R71 (2002).3 P. Reimann, Phys. Rep. 361, 57 (2002).4 R.D. Astumian and M. Bier, Phys. Rev. Lett. 72, 1766 (1994).5 J. Prost, J.F. Chauwin, L. Peliti and A. Ajdari, Phys. Rev. Lett. 72, 2652 (1994).6 A. Allison and D. Abbott, The Physical Basis for Parrondos Games, preprint (2003).7 D. Heath, D. Kinderlehrer and M. Kowalczyk, Disc. and Cont. Dyn. Syst. Series B, 2, 153 (2002).8 J.M.R. Parrondo, G. Harmer and D.Abbott, Phys. Rev. Lett. 85, 5226 (2000).9 R. Toral, Fluctuations and Noise Letters 1, L7 (2001).10 R. Toral, cond-mat/0206385, to appear in Fluctuations and Noise Letters (2003).11 A.P. Flitney, J. Ng and D. Abbott, Physica A 314, 384 (2002).12 J. Buceta, K. Lindenberg and J.M.R. Parrondo, Phys. Rev. Lett. 88, 024103 (2002); ibid, Fluctuations and Noise Letters2, L21 (2002).13 H. Moraal, J. Phys. A: Math. Gen. 33, L203 (2000).14 D. Meyer and H. Blumer, J. Stat. Phys. 107, 225 (2002).15 W. Horsthemke and R. Lefever, NoiseInduced Transitions: Theory and Applications in Physics, Chemistry and Biology,SpringerVerlag, Berlin (1984).16 In this, as well as in other similar expressions, the notation is such thatP0j=1= 0. Therefore the potential is arbitrarilyrescaled such that V0= 0.17 The singularity appearing for a fair game VL= V0in the case of an even number L might be related to the lack of ergodicityexplicitely shown in 7 for L = 4開(kāi)題報(bào)告
一． 工作內(nèi)容
本設(shè)計(jì)結(jié)合磁性材料的濕法生產(chǎn)工藝，給出臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)的設(shè)計(jì)方案，并按照生產(chǎn)工藝的要求，計(jì)算出螺旋卸料沉降離心機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，主要力能參數(shù)，主零部件的受力分析和強(qiáng)度計(jì)算，以及壓力機(jī)的安裝維護(hù)和潤(rùn)滑。并繪制相應(yīng)的圖紙
二． 磁性材料
磁性材料作為一種重要的功能材料，廣泛用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域，在現(xiàn)今國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域中扮演著一個(gè)重要的角色。隨著社會(huì)步伐的不斷涌進(jìn)，中國(guó)磁性材料又面臨一次發(fā)展良機(jī)。
磁性材料作為電子行業(yè)的基礎(chǔ)功能材料，永磁材料作為磁性材料的重要組成部分，在電子工業(yè),電子信息產(chǎn)業(yè)、轎車(chē)工業(yè)、摩托車(chē)行業(yè)發(fā)揮著重要的作用，同時(shí)它還廣泛用于醫(yī)療、礦山冶金、工業(yè)自動(dòng)化控制、石油能源及民用工業(yè)。永磁材料有永磁以及一切鐵氧體瓷瓦、磁塊、磁環(huán)、磁粉等，廣泛用于各種微電機(jī)、揚(yáng)聲器、自動(dòng)化裝置、醫(yī)療機(jī)械、磁選設(shè)備以及一切需要恒定磁源的地方，用永磁代替電磁結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用可靠、節(jié)約能源、維護(hù)方便。還有方形、圓形、圓柱、片狀、條形、扇形、瓦形、環(huán)形等多種形狀的永磁材料，可廣泛用于耳機(jī)、聽(tīng)筒、微形發(fā)聲器件、磁性紐扣、磁性門(mén)吸、玩具、馬達(dá)、磁療保健、電腦設(shè)備、電子零件等不同領(lǐng)域。另外，采礦業(yè)、航天航空、高保真音響、電機(jī)等也是詞性材料涉獵的對(duì)象。由此可見(jiàn)，磁性材料對(duì)我們的生活各方面將越來(lái)越重要。
臥式螺旋沉降離心機(jī)是用離心沉降原理分離懸浮液的機(jī)器。對(duì)固相顆粒在0.005－3mm，固液比重差較大的懸浮液，均可進(jìn)行固液分離和顆粒分級(jí)。有并流、逆流和分級(jí)各類型。它主要用于完成固液相有密度差的懸浮液的固相脫水，液相澄清，粒度分級(jí)，濃縮等工藝過(guò)程。在重力場(chǎng)中，在裝有輕、重兩種液體以及固相顆粒的混合液的容器中，由于重力作用，靜置一段時(shí)間后，會(huì)出現(xiàn)分層現(xiàn)象，比重最大的固體顆粒會(huì)下沉到容器最底部，最上面為輕相液體，在二者之間是重相液體。當(dāng)混合液體進(jìn)入離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓并隨轉(zhuǎn)鼓高速旋轉(zhuǎn)起來(lái)后，這個(gè)分層過(guò)程由于離心力場(chǎng)的作用，會(huì)比在重力場(chǎng)作用下的過(guò)程大幾千倍的速度加快進(jìn)行（分離因數(shù)就是重力加速度的倍數(shù)，一般不大于3000G）。
特性：連續(xù)運(yùn)行，適應(yīng)性強(qiáng)，自動(dòng)卸料，效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小
三．離心機(jī)的應(yīng)用及其發(fā)展
離心分離是利用離心力對(duì)液一固、液一液一固、液一液等非均相混合物進(jìn)行分離的過(guò)程。實(shí)現(xiàn)離心分離操作的機(jī)械稱為離心機(jī)。離心機(jī)和其它分離機(jī)械相比，不僅能得到含濕量低的固相和高純度的液相，而且具有節(jié)省勞力、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件，具有連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、自動(dòng)遙控、操作安全可靠和占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。因此，自1836年第一臺(tái)工業(yè)用三足式離心機(jī)在德國(guó)問(wèn)世，迄今一百多年以來(lái)己獲得很大的發(fā)展。各種類型的離心機(jī)品種繁多，各有特色，并正在向提高技術(shù)參數(shù)、系列化、自動(dòng)化方向發(fā)展，且組合轉(zhuǎn)鼓結(jié)構(gòu)增多，專用機(jī)種越來(lái)越多?，F(xiàn)在，離心機(jī)己廣泛用于化工、石油化工、石油煉制、輕工、醫(yī)藥、食品、紡織、冶金、煤炭、選礦、船舶、軍工等各個(gè)領(lǐng)域。例如:濕法采煤中粉煤的回收，石油鉆井泥漿的回收，放射性元素的濃縮，三廢治理中的污泥脫水，各種石油化工產(chǎn)品的制造，各種抗菌素、淀粉及農(nóng)藥的制造，牛奶、酵母、啤酒、果汁、砂糖、桔油、食用動(dòng)物油、米糠油等食品的制造，織品、纖維脫水及合成纖維的制造，各種潤(rùn)滑油、燃料油的提純等都使用離心機(jī)。離心機(jī)己成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門(mén)廣泛應(yīng)用的一種通用機(jī)械。
離心機(jī)基本上屬于后處理設(shè)備，主要用于脫水、濃縮、分離、澄清、凈化及固體顆粒分級(jí)等工藝過(guò)程，它是隨著各工業(yè)部門(mén)的發(fā)展而相應(yīng)發(fā)展起來(lái)的。例如:18世紀(jì)產(chǎn)業(yè)革命后，隨著紡織工業(yè)的迅速發(fā)展，1836年出現(xiàn)了棉布脫水機(jī)。1877年為適應(yīng)乳酪加工工業(yè)的需要，發(fā)明了用于分離牛奶的分離機(jī)。進(jìn)入20世紀(jì)之后，隨著石油綜合利用的發(fā)展，要求把水、固體雜質(zhì)、焦油狀物料等除去，以便使重油當(dāng)作燃料油使用，50年代研制成功了自動(dòng)排渣的碟式活塞排渣分離機(jī)，到60年代發(fā)展成完善的系列產(chǎn)品。隨著近代環(huán)境保護(hù)、三廢治理發(fā)展的需要，對(duì)于工業(yè)廢水和污泥脫水處理的要求都很高，因此促使臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)、碟式分離機(jī)和三足式下部卸料沉降離心機(jī)有了進(jìn)一步的發(fā)展，特別是臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)的發(fā)展尤為迅速。
離心機(jī)的結(jié)構(gòu)、品種機(jī)器應(yīng)用等方面發(fā)展迅速，但理論研究落后于實(shí)踐是個(gè)長(zhǎng)期存在的問(wèn)題。目前在理論研究方面所獲得的知識(shí)，主要還是用來(lái)說(shuō)明試驗(yàn)的結(jié)果，而在預(yù)測(cè)機(jī)器的性能、選型以及設(shè)計(jì)計(jì)算，往往仍要憑借經(jīng)驗(yàn)或試驗(yàn)。但隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，固一液分離技術(shù)越來(lái)越受到重視，離心分離理論研究遲緩落后的局面也在積極扭轉(zhuǎn)。
二、離心機(jī)的分類
離心分離根據(jù)操作原理可區(qū)分為兩類不同的過(guò)程一離心過(guò)濾和離心沉降。而與其相應(yīng)的機(jī)種可區(qū)分為過(guò)濾式離心機(jī)和沉降式離心機(jī)。
三、螺旋卸料沉降式離心機(jī)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
螺旋卸料沉降式離心機(jī)是高速運(yùn)轉(zhuǎn)，連續(xù)進(jìn)料、分離分級(jí)、螺旋推進(jìn)器卸料的離心機(jī)，螺旋卸料沉降式離心機(jī)分立式螺旋卸料沉降式離心機(jī)和臥式螺旋卸料沉降式離心機(jī)，現(xiàn)該離心機(jī)己廣泛用于石油、化工、冶金、煤炭、醫(yī)藥、輕工、食品等工業(yè)部門(mén)和污水處理工程。利用離心沉降法來(lái)分離懸浮液，能連續(xù)操作、處理量大、無(wú)濾布和濾網(wǎng)、單位產(chǎn)量的耗電量較少、適應(yīng)性強(qiáng)、維修方便、能長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)。伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，螺旋卸料沉降式離心機(jī)有著廣闊的市場(chǎng)。例如:城市的建設(shè)得到了迅速發(fā)展，城市的規(guī)模擴(kuò)大，人口增加，水環(huán)境污染成了一大難題。據(jù)專家統(tǒng)計(jì)，我國(guó)城市污水排放量年增加為3億立方米左右，加快城市污水廠的建設(shè)步伐勢(shì)在必行。城市污水處理廠的污泥脫水設(shè)備應(yīng)用比較廣泛的是帶式壓濾機(jī)和螺旋卸料沉降式離心機(jī)。但是，由于螺旋卸料沉降式離心機(jī)的技術(shù)明顯優(yōu)于帶式壓濾機(jī)，螺旋卸料沉降式離心機(jī)將逐步取代帶式壓濾機(jī)。
1954年國(guó)際上出現(xiàn)了真正具有現(xiàn)代實(shí)用價(jià)值的第一臺(tái)螺旋卸料沉降式離心機(jī)。根據(jù)不同的分離物料，設(shè)計(jì)者根據(jù)物料特點(diǎn)進(jìn)行專門(mén)的設(shè)計(jì)?，F(xiàn)就不同的應(yīng)用領(lǐng)域，己有相應(yīng)的螺旋卸料沉降式離心機(jī)出現(xiàn)，在國(guó)際上，該技術(shù)己相當(dāng)成熟。處理氣一液一固三相混合物的螺旋卸料沉降式離心機(jī)、處理固相密度比液相密度比小的螺旋卸料沉降式離心機(jī)、粒子分級(jí)用螺旋卸料沉降式離心機(jī)、逆流洗滌螺旋卸料沉降式離心機(jī)、并流式螺旋卸料沉降式離心機(jī)、污泥脫水用螺旋卸料沉降式離心機(jī)。在國(guó)際上的發(fā)達(dá)國(guó)家，污泥用的螺旋卸料沉降式離心機(jī)已標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。近幾年還在其結(jié)構(gòu)上根據(jù)應(yīng)用的實(shí)踐進(jìn)行了許多改進(jìn)，出現(xiàn)了一些新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的專利。例如最近推出了一種叫，“nxono”的螺旋卸料沉降式離心機(jī)，它的適應(yīng)性非常強(qiáng)，能處理多種不同尺寸和形狀大小的材料，操作方便，用計(jì)算機(jī)控制。瑞典阿爾法公司新開(kāi)發(fā)的NX型螺旋卸料沉降式離心機(jī)，其結(jié)構(gòu)尺寸根據(jù)不同尺寸、形狀的顆粒而調(diào)整其型號(hào)，還可以根據(jù)新的材料要求，設(shè)計(jì)新的螺旋卸料沉降式離心機(jī)。它的動(dòng)平衡和靜平衡處理非常好，能在負(fù)載下高速運(yùn)轉(zhuǎn)，其輸入和輸出口的設(shè)計(jì)有效地防止物料阻塞。該螺旋卸料沉降式離心機(jī)與固體物料有摩擦的部位涂以合金有效防止了磨損，旋轉(zhuǎn)部位用不銹鋼材料，使整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程處在一個(gè)封閉的系統(tǒng)里，其自動(dòng)裝置充分保障了工作安全。該臥螺離心機(jī)能有效分離纖維、粒子等，其處理顆粒的尺寸范圍可從1微米到5毫米，而且處理量大，能達(dá)到每小時(shí)50000加侖流量。瑞典阿爾法在螺旋卸料沉降式離心機(jī)的理論研究和制造設(shè)計(jì)己經(jīng)處于世界先進(jìn)水平，從螺旋卸料沉降式離心機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、使用材料、防腐措施、應(yīng)用范圍、自動(dòng)控制和密封裝置研究的都很透徹。因此，它的機(jī)械設(shè)備廣泛應(yīng)用于世界各地的各個(gè)領(lǐng)域。國(guó)外較著名的離心機(jī)生產(chǎn)商有德國(guó)FIOTTWE公司、美國(guó)SHAPLESS公司、法國(guó)GUINARD公司、瑞典ALAF公司等。
我國(guó)在螺旋卸料沉降式離心機(jī)的理論研究方面也取得了相當(dāng)不錯(cuò)的進(jìn)展。80年代，我國(guó)開(kāi)始重視螺旋卸料沉降式離心機(jī)的發(fā)展，一些科研工作者開(kāi)始研究國(guó)外螺旋卸料沉降式離心機(jī)的發(fā)展動(dòng)態(tài)，機(jī)械工業(yè)部通用機(jī)械研究所翻譯了大量英文和俄文資料，為我國(guó)臥式螺旋沉降離心機(jī)的設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)。我國(guó)在九十年代己能自己研制生產(chǎn)螺旋卸料沉降式離心機(jī)，國(guó)家在1979年便在工廠進(jìn)行螺旋卸料沉降式離心機(jī)的生產(chǎn)，成功的生產(chǎn)出WL200，WL1000，LWB500，LWG500等型號(hào)的產(chǎn)品。
重慶江北機(jī)械廠是國(guó)家最早投入螺旋卸料沉降式離心機(jī)生產(chǎn)廠家之一，為我國(guó)第一批螺旋卸料沉降式離心機(jī)生產(chǎn)作出了較大貢獻(xiàn)，為我國(guó)離心機(jī)理論提供了不少數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)。現(xiàn)在該廠引進(jìn)法國(guó)堅(jiān)納公司技術(shù)，并嚴(yán)格按法國(guó)堅(jiān)納公司技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)具有國(guó)際水準(zhǔn)的新產(chǎn)品D(LW)系列產(chǎn)品。該系列產(chǎn)品性能卓越具有完善的工作特點(diǎn)和傳動(dòng)裝置，它的差速器可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速，它是與計(jì)算機(jī)完美結(jié)合的典型，在計(jì)算機(jī)的屏幕上，我們可看到其主要參數(shù)，其自動(dòng)裝置和密封系統(tǒng)也比較先進(jìn)。
金華鐵路機(jī)械廠通過(guò)二十多年的研制生產(chǎn)，也擁有比較雄厚的技術(shù)力量，該廠設(shè)計(jì)制造的螺旋卸料沉降式離心機(jī)是在引進(jìn)、消化、吸收國(guó)外先進(jìn)分離機(jī)械的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)石油、地質(zhì)勘探的需要而研制開(kāi)發(fā)的系列產(chǎn)品，近來(lái)己推出最新機(jī)型有LW355x1460，LW400x860，LW500x1250，LWG500—1250。它們的主要特點(diǎn)是能去除泥漿中的有害粗顆粒，調(diào)整泥漿比重，降低粘度，其中LW500xl250，LW500xl250的最大處理量能達(dá)到50立方米。
1958年成立的上海離心機(jī)研究所，近些年來(lái)通過(guò)與國(guó)際著名離心機(jī)制造公司的密切合作，己生產(chǎn)出大長(zhǎng)徑比的螺旋卸料沉降式離心機(jī)系列產(chǎn)品，使轉(zhuǎn)鼓的沉降區(qū)域物料分離時(shí)間延長(zhǎng)，從而顯著提高固液分離效果，并在此基礎(chǔ)上成功的研制了國(guó)內(nèi)第一套污泥脫水成套設(shè)備和首輛污泥脫水成套設(shè)備工程車(chē);一些高等院校也在這些方面做了不少工作。
四．方案計(jì)劃
第1，2周 知識(shí)準(zhǔn)備，文獻(xiàn)檢索， 英文翻譯
第 3 周 實(shí)習(xí)，撰寫(xiě)總論
第 4 周 撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告，總體方案思路設(shè)計(jì)
第 5 周 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算
第 6 周 力能參數(shù)計(jì)算
第7，8周 主要零部件受力分析與強(qiáng)度計(jì)算
第9-14周 CAD及手工繪制圖紙
第 15 周 整理撰寫(xiě)說(shuō)明書(shū)
第 16 周 修改，打印
第 17 周 準(zhǔn)備答辯
五．文獻(xiàn)綜述
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