Прецессионная центрифуга

 

ПРЕЦЕССИОННАЯ ЦЕНТРИФУГА, включающая конический ротор, привод с двумя коаксиальными валами, вал ротора, ось которого пересекается с осью коаксиальных валов, и ураэиовешивакяцее устройство, закрепленное на роторе, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности и снижения влажности осадка, уравновешивающее устройство выполнено в кольца и закреплено на наружной боковой поверхности ротора так, что отношение расстояния от центра масс кольца до точки пересечения оси вращения ротора с осью коаксиальных палов к внутреннему радиусу кольца не превышает 0,7, при этом отношение полярного момента инерции прецессирующих масс к их экваториальному моменту инерции составляет 1,11-1,5. г

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЭЧЛЮ

РЕСПУБЛИК

OcN (11) 315Р В 04 В 3 06

ГОСУДМРСТВЕККЫЙ КОМИТЕТ СССР

Д М Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 — 3

2)) 3579971/28-13

° °

22) 13. 04. 83 (46) 23.12.84. Бюп. 9 47 (72) В.Е.Иинакер и И.А.Файнерман (53) 62).928.3(088.8) (56) ). Заявка ФРГ В ДЕ 3001378А1, кл. В 04 В 3/06, опублик.)981, 2. Авторское свидетельство СССР

У 560643, кл. В 04 В 3/06, )977. (54)(57) ПРЕЦКССИОННАЯ ЦЕНТРИФУГА, включающая конический ротор, привод с двумя коаксиальными валами, вал ротора, ось которого пересекается с осью коаксиапьных валов, и . уравновешивающее устройство, закрепленное на роторе, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повышения производительности и снижения влажности осадка, уравновешиваю" щее устройство выполнено в виде колы-б ца и закреппено на наружной боковой поверхности ротора так, что отношение расстояния от центра масс кольца до точки пересечения оси вращения ротора с осью коаксиальных валов к внутреннему радиусу кольца не превышает 0,7, при этом отношение полярного момента инерции прецессирующих масс к их экваториальному моменту инерции еоставляет 1 11-1,5.

1 1130405

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано и химической, нефтехимической, пищевой и других отраслях промьппленности.

Известна прецессионная центрифуга, содержащая конический ротор, смонтированный на наклонном валу, установленном в подшипниках, закрепленных в корпусе, который закреплен на полом валу, причем наклонный вал ротора соединен карданной муфтой с центральным валом. Частота вращения полого и наклонного валов различна, вследствие чего ротор совершает прецессионное вращение. В этой центрифуге для снижения гироскопического .момента и динамических нагрузок на опоры соотношение полярного и экваториального моментов инерции ротора составляет 0,55-1,1 (1), Однако указанное техническое решение хотя и позволяет несколько снизить гироскопический момент, но не обеспечивает его минимизацию по всех режимах работы прецессионной центрифуги и поэтому не позволяет существенно повысить фактор разделения центрифуг.

Наиболее близкой к изобретению по техническои сущности и достигаемому результату является прецессионная центрифуга, содержащая конический ротор привода с двумя коаксиальными валами, вал ротора, ось которого пересекается с осью коаксиальных ва- З5 лов, и уравновешивающее устройство, закрепленное на роторе (2)

Однако конструктивное выполнение этой центрифуги не позволяет снизить динамические нагрузки до требуемой величины, что снижает производительность центрифуги и не позволяет получить осадок достаточно низкой влажности, Целью изобретенчя является повышение производительности и снижение влажности осадка.

Укаэанная цель достигается тем, что в процессионной центрифуге, включающей конический ротор, привод с двумя коаксиальными валами, вал ротора, бсь которого пересекается с осью коаксиальных валов, и уравновешивающее устройство, закрепленное на роторе, уравновешивающее устройство выполнено в виде кольца и закреплено на наружной боковой поверхности ротора так, что отношение расстояния от центра масс кольца до точки пересечения оси враще- ния ротора с осью коаксиальных валов к внутреннему радиусу кольца не превышает 0,7, при этом отношение полярного момента инерции нрециссирующих масс к их экваториальному моменту инерции составляет I,11-1,5, На чертеже схематически изображена прецессионная центрифуга, продольный разрез.

Прецессионная центрифуга содержит ротор 1 закрепленный на наклонР ном валу 2, установленном с помощью

Ф подшипников в наклонном корпусе 3.

Наклонный корпус 3 закреплен на полом валу 4, а наклонный вал 2 соединен карданной муфтой 5 с центральным валом 6. Валы 4 и 6 соединены ременной передачей 7 с электродвигателем 8. Вал 4 с помощью подшипников установлен на корпусе 9, на крьппке которого закреплена питающая труба

10. На наружной поверхности ротора 1 закреплено кольцо Il.

Центрифуга работает следующим образом.

Ротор 1 приводится во вращение вокруг своей оси с помощью центрального вала 6, карданной муфты 5 и наклонного вала 2, При этом ось ротора 1 совершает вращение вокруг вертикальной оси, благодаря вращению

0 наклонного корпуса 3 вместе с полым валом 4. Таким образом, ротор 1 совершает сложное прецессированное движение. Суспензия подается в ротор по питающей трубе 10. Жидкая фаза под действием центробежных сил удаляется через отверстия в роторе, а слой осадка под действием сил инерции перемещается по ротору к его широкому краю и затем выгружается из него. Из-за прецессионного движения на ротор 1 действует гироскопический момент, вызывающий дополнительные динамические нагрузки на подшипники, однако это" гироскопический момент можно минимизировать, если величина соотношения частот вра и щения h> полого нала 4 и h централь-: ного нала 6 определенным образом со-. ответствует величине соотношения моментов инерции прецессирующих масс.

Для снижения дополнительных динамических нагрузок и увеличения производительности за счет повьппения фак тора разделения прецессионной центрифуги необходима минимизация гироско05

Составитель Камаганова

Техред Л.Коцюбняк Корректор А.Ильин

Редактор H.Ëàçàðåíêî

Заказ 9484/12

Тираж 550 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д,4/5

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,4

3 I 1304 пического момента, как на холостом ходу центрифуги, когда в роторе нет осадка, так и на рабочем режиме, когда в роторе имеется слой осадка.

Слой осадка представляет собой срав5 нительно тонкостенную оболочку переменной толщины, высота которой несколько меньше высоты ротора, Поскольку прецессирующие массы ротора содержат довольно массивные части, имеющие меньший или близкий диаметр по отношению к диаметру широкого края ротора, и центры масс этих деталей значительно удалены от центра прецессии 1 фланцы на широком и уз( ком краях ротора, распределительная камера и наклонный вал, отношение полярного момента инерции к экваториальному у пустого ротора значительно меньше, чем у осадка. И, по скольку известно, что масса осадка составляет от 10 до 25 от массы ротора, соотношения моментов инерции пустого ротора и ротора с осадком существенно отличаются. 25

Таким образом, для эффективной минимизации гироскопического момента соотношению частот вращения ротора должно соответствовать соотношение полярного Дь и экваториального, моментов инерции прецессируюап х масс вместе с осадком при средней .технологической нагрузке. Как показывает практика, для обеспечения нор-мальной работы центрифуги соотношение моментов инерции прецессирующих масс на холостом ходу и при максимальной нагрузке не должно отличаться от соотношения моментов инерции прецессирующих масс при средней технологической нагрузке, более, чем на 1,5-3 . В этом случае фактор разделения прецессионных центрифуг может быть повышен в 3-7 раз в сравнении с современным уровнем, что необходимо для эффективного обезвоживания мелкозернистых продуктов.

Учитывая изложенное, .для эффективной минимизации гироскопического момента необходимо, чтобы укаэанное соотношение моментов инерции составляло 1,11-1,5. Для удовлетворения этого условия необходимо на наружной поверхности ротора закрепить по меньшей мере одно кольцо, причем отношение расстояния h центра масс этого кольца до центра процесии к внутреннему радиусу кольца должны составлять не более 0,7.- При выполнении последнего условия соотношение момента инерции кольца более соотношения момента инерции осадка, что позволяет выполнить требования, необходимые для эффективной минимизации гироскопического момента, как на холостом ходу, так и при обезвоживании на центрифуге продукта даже при колебаниях технологической нагрузки. На основании изложенного указанная эффективная минимизация гироскопического момента по сравнению с известной позволяет в 3-7 раз повысить фактор разделения прецессионных центрифуг и тем самым интенсифицировать процесс центробежного обезвоживания,