Сесоюнидя iпапйтйп^-те^щг^смй^бибп„-к>&тскд 4••••п. - 1-11 -1п"гн"

 

342374

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимый от патента ¹

М. Кл. F 16k 7/14

F 16k 7/17

Заявлено 25.11.1970 i(¹ 14058I33/25-8)

Приоритет 26.II.1969, № 802435. США

Опубликовано 14Х!.1972. Бюллетень № 19

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.646 (088.8) Дата опубликования описания 10.VII.1972

Автор изобретения

Иностранец

Мартин Барам (Дания) Иностранная фирма

«Альфа-Лаваль, А. Бм (Швеция) 1Е"-Бо

- " с

Заявитель

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ МЕМБРАННЫЙ КЛАПАН ДЛЯ ЦЕНТРИФУГ

Изобретение предназначено для отк|рывания и заирыван ия разгрузочных отверстии Iapamaкхщеп.олеся барабана центрифупи.

Известен кольце вой гидравлический упругий уплотнительный элемент, установленный 5 в канавке, в разгрузочной щели, между двумя противолежащими ча стями бара бана центрифуги. Недостатком этого уплотнительного элемента является то, что площадь euro у!плотнительной поверхности ра вна или.болыше площа- 10 ди поверхносги, на которую,дей ствует рабочая жидкость. Другой недостаток состоит в том, что пере1меще1ния уплотнительного элемента за)висят главны;м образом от у пругости среднего учас пка, вклю ча я упругие боковые 15 стенки, поэтому у плотня ю щая способность элемента незначительна, кроме того, ограничен выбор материала, пригодного для из гото вления элемента (это в основном высокоэласти(ч ные соединени|я, кото рые не в сегида доста- 20 точно стойки против химиче окого воздей ствия).

Также известны устройства, в ксуторьих площа дь уплотнительной поверхности значительно меньше площади поверхности, на которую 25 действует,рабочая жидкость. Однако,в осногве этот о уст рой спва также лежит при менение только лишь упругого материала, в результате чего первоначальная форма мембраны деформ ируется под действием центробежных сил З0 в такой степени, что площадь уплотнительной поверхности при конта|ке с противолежащей частью барабана увеличивается и может быть ра|вной площ ади поверхности, на,которую действует ра|бочая жидкость. У плотнительный элемент может в различной степени, не поддающейся регулированию, растягиваться в наруж ную сторону, недопустимо изменяя тем самым объем бараба на.

Предлагаемое устройсспво отличается от известных терм, что мембрана клапана вьпполпсна с босковьвми о порными стенками, каждая из которых имеет по крайней мере один упругий гофр, ра с правля ютций ся под,действием давления, обеспечивая тем самым прижатпе среднего участника мембраны к упдотняемой .поверхности.

Это позволяет IIOIBbllcèòü надежность уплотне ния ротора относительно к рьпш ки центрифу ги. На наружной плоской поверхности средне го участка колыцевой мем,браны установлено усилительное, кольцо с размещенным на нем съемHbIIM уплотнительным кольцом. В напо р ной полости кольцевой мем бра ны установлен по крайней мере один управляющий кла пан,прямого действи|я. Средний участок кольцевой мем браны, усиленный кольцом, расположеннь|м на его внутренней поверх ности, имеет сквозные опверсти я, соединяющие на342374 порную полость как с полостью слива, так и с загрузочной IIIQJloñòbþ центрифуги.

На фи г. 1 изо бражен бара бан центрифуги, снабженный мембранным клапаном, вертикальный разрез, причем часть барабана, расположенная справа от вертикальной оси, частич но оборвана, так как она симметрична точно такой же части изображен ия, расположенной слева от у помянутой вертикальной оси; на фиг. 2 — предлагаемый мембранный клапа|н, снабженный. отверстиями для выпуска ра бо чей жидкости; на фиг. 3 — вертикальный разрез друтгого варианта мем бранного клапана с одним из нескольких ис помогательных кла панQB, управляющих соответствующими по фо|рме выпускньгми отверстиями для ра бочей жидкости; на фиг. 4 —;вертикальный раз рез возможного варианта мембранного кла пана, снабженного наружным усилительным кольцом с упругой уплотпительной поверхностью.

Барабан центрифуги состоит из верхней и н иж ней частей 1 и 2;.с к репленных винтами 3.

Верхняя часть содержит прозрачный,ди ск 4 с центральным ojrlllepутием 5, через которое может быть введен в бара бан центрифугируемый материал, и кольцо 6 для,распределения давления, в KQTopoiM находятся головки аинто в 3.

Нижняя часть включает ротор 7, в котором,помещена внуврен1наяя ча ш а 8,,прикрепленная осевым IIelHTpBJIbHbl)M винто|м 9, звинченным в гайку 10, которая проходит сквозь дио ротора и прикреплена к валу 11, получа|ощсму. вращение, например, от электродвигателя.

Ротор 7 имеет та кже нижнюю кольцевую камеру 12 с центральным отверстием 18, через которое в камеру входит вертикальный конец неподвижной тру бы 14, и меющей выходное отверстие, через которое жидкость нагнетается под давлением .в камеру 12. В круглой стенке ротора предусмотрено несколько ра вномерно раопределенных по окружности вертикальных каналов 15, которые сообщены анализу с распрвделительной камерой 12.

Вверху каналы 15 сообщены с кольцевой напо1рной камерой А, образованной внутри ги @равли ческото кольцевого MeMI6paHHoiro клапана 16, причем дно этой на порной камеры образовано;верхним торцам круглой стенки ротора. Нижние Kо1ицы и ду щих накло|нно:вниз кольцааых боковых стенок 17 и 18 клапана 16 закреплены соответственно верхним.,кольце вы м краем внутренней чашки 8 и кольцевым уступом 19;кольца 6. Между диском 4 и иольцом

6 зажато несколько ра сположенных с некоторым промежутком ао окружности,в вырезах, сделанных IB дисКе и кольце, распорных элеMieHToiB 20 и 21, которые разделяют диск H кольцо, определяя границы одного или более периферических отверстий или paBirpyBOHHblx щелей 22.

Пр и вращенни бара бана рабочая жидкость нагнетается под давлением illo трубе 14 в каме1ру 12 и прохо1дит по каналам 15 в,на пор5

65 ную камеру А, где она под действием lleHirpoбежных сил,заставляет перевернутый Ч-образный средний уча сток мембранного клапана 16 перемещаться Hiaepx, пока он не при жмется своей вершиной к нижней поверхности диска

4, эффектив но у пло пняя тем са м ым разгрузочную щель. HelKQTopBH часть рабочей жидкости проходит через HeclKOJIbiKO расположенных с некоторым промежутком по о кружности о|тверстий 28 в стенке казимеры 12, но по дача рабочей жидкости превышает потери через отвер стия 28, кла пан 16 остается в положении уплотнения. Когда подача рабочей жидкости прекращается, давление внутри камеры А уменьшается, и средний участок клапана 16 возвращается в свое нор малыное положение, открывая щель 22, как подсказано на фиг. 1.

Кла пан 16 содержит кор пус, .выполненчый и з гибко го матери ала, и может IBKJIIO IBTb в себя жесткое усилительное колыцо 24, соеди ненное с внутренней частью верхнего участка клапана.,Каждая боковая о парная стеика клапана немеет по,край ней мере одно;складчатое ребро (25 и 26),, которые обеспечивают подъем и опускание среднего участка клапана

16 для закрывания и открывания щели. Клапан и сделанные, за одно целое ic ним боковые опорные стенки 17 и 18;выполнены из химичес ки высокастойкото:материала, на пример тефлона я т. п. По своей физической природе кла па н ги бок,,но не эластичен и .и!меет достаточяую механическую прочность. Усилительное,кольцо 24, прочно соединенное с внутренней частью среднего участка кла1пана, может быть, сделано нз Jlloiool водо- ил и маслостойкоro механически прочно го материала, В альгер натиъном варианте, показанном на фиг. 2, KJIBIIIBH 16 снабжен расположенными с некоторым промежутко м по окружности отверспиями 27, проходя шими также через кольцо

24. Котда сквозь 1внешни|й с клон вершины клапана 16 проходят, как показано, отверстия 27а, они могут заменить обычн|ые отверстия 28 во всех случаях, ко гда добавка воды или другой ра бочей жидкости .к выгружаемому осадку даже полезна. В случае трудпгоосаждаемого о садоч но го материала может быть целесообразным отвод некоторо и части рабочей жидкости !в ба ра бан через отверстия 27 во внутренне м склон|е.клапана 16, на правленные к зоне вы грузки, в резулытате чего осадок, нескольк о увлажняется и может даже всплывать и быть подвиж|ным перед выгрузкой. В зависимости от Ko(HKpeTHblx видов MBTepiHBJIQB, которые це нтри фугируют в алпарате, кла пан 16 может быть сна бжен одним или обо1ими отверст иями 27а и 27в.

На фиг, 3:по казан дру гой вариант кла1пана

16. Нес колько расположенных с некоторым промежутком тарельчатых,клапанов 28 проходят через соответствующие отверстия 29 с седлами для клапанов в несущей части ротора 7 и в виичиваются в резьбо вые отверстия в усилителыно|м кольце 24. Такие вспомогательные кла паны 28 мо "ут работать или в сочетаниями с

342374 опверсти я ми 23 или с отверстиями 27 или без тех и других, если названные клапаны сами обеспечи вают необходи мую утечку. Преим!ущеспво м такого устройства является то, что,для ограничения количества ра бочей жидкости, выпускаемой в перио|д уплотнения, и,для бы(строво и полнoro опвода кла пана . из положения уплотнения, когда по дача,рабочей жидкости прекращается, иепользуется обычное перемещение клайна|на 1б. Это.может и меть большое значение в тех случаях, копда разгрузка внутренней чаши прои звонится редко, только после относительно длинных периодов центри фугиро вания. Таким о бразом, э коно мятся большие количества рабочей жидкости или эквивалентная энергия, затрачиваемая на пере качи|вание жйдкоств,в замкнутой системе, Чтобы к ла пан 1б оставался в закрытом положении, ра бочая жидкость выходит из него неболыдой струйкой, а когда прекращается подача этой жидкости, обе спечывается полный и быстрый выпуск всей рабочей ж и д кости. Для того чтобы BHQIBb создать,давление:в камере А и такигм образом переместить клапан 1б в IIQложение уплотнени|я, необходимо осу щеспвить кратковременный BIIIpbIcк ра бочей жидкости во в ращающуюся HBlIIoplHую систему в количестве, превьвша ющем потери через iece отверстия.

Клапан немедленно растянется и закроется одновременно с HlciIIoмогательными клапанами

28. С этого момента он будет оставаться в положении уплотнения, благодаря подаче лишь, очень небольшого количества жи дкоспи.

На фиг. 4 показа н еще один вариант коне"Прукцин предлагаемото клапана. Усилительное кольцо 30 присоединено к корпусу 31 клапана, подобного по действию .клапану .1б, сверху на пути материала, выгружаемого из чаши

18, что вы(годно в случае выгрузки высокоабразивного осадка. При этом фун кц ию уплотнен ия факттчесии,вы полняет узкая кольцевая

40 полосочка 32, сдела нная из подходящего упругого материала и установленная с воз можностью замены на верши не кольца 30.

Предмет изо бр етен ия

1.,Гидравлический мем бра нный KJIBIIIBH, для центрифуг, представляющий собой кольцевую мембрану, выполненную в .в яде среднего кольцево го участка с изготовленными заодно с ни м боковыми опорныMIH стен ка ми, закрепленную по внешнему и в нутрен нему контурам в посадочньпх местах ropiIIyca центр и фуги и поджимаемую .к крьинке центрифуги, одновременно служащей седлом клапана, давлением жи!дкости, подаваемой .в напорную полость, о бразованную мембраной и торцовой поверхностью ротора центрифуги, по каналам, выполненным,в теле ротора, отличающийся тем, что, с целью повышени я надежности уплотнения ротора относительно крышки центрифуги, каждая боковая опорная стенька мем браны имеет по к рай|ней мере один упрупий-гофр, обеспечивающий прижатие среднего участка мембраны к седлу клапа на.

2..Клапан по п. 1, отличающийся тем, что на наружной плоской поверхности среднето учаспка кольцевой MeMi6p BHI I установлено усилительное,кольцо с размещенным на,нем съемным уплотнительным кольцом.

3. Клана и по п. 1, отличающийся тем, что в напорной полости.кольцевой мембраны установлен по край|ней мере один управляющий клапан прямого дейспвия.

4. К ла пан по п,п. 1 и 2, отличающийся тем, что средний участок кольце вой мембраны,усиленный кольцо м, расположенным на его,внутрен ней поверхности, имеет сквозные отверстия, соединяющие напор ную полость как с полостью, слива, так и с заврузочной полостью центрифуги.

342374

2о 2! 24 r62s4 s

7 24 29 28

Фиг.4

Фиг.2

Фиг.5

Корректор С. Сатагулова

Редактор T. Ларина

Заказ 2007/12 Изд. № 837 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретенгий и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 и

6 (9 з

Составитель Ф. Емельянов

Техред А, Камышникова