Прецессионная центрифуга

СОЮЗ СОВЕТСКИХЮНЛЮПНСНВРЕСПУБЛИК ОЮ (11) ЗЮО В 04 В 3 06.,гж ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТОР СКОМУ ГОСУДАРСТНЕН 1 ЫЙ КОМИТЕТ СССРПб ЛЕЛАЫ НИВЕВЮ и ЯЮЛЮ 21) 3579971/28-1322) 13.04.83(56) 1. Заявка ФРГ В ДЕ 3001378 А 1, 1 сл. В 04 В 3/06, опублик,198,2. Авторское свидетельство СССР У 560643, кл, В 04 В 3/06, 1977 е (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 воде кольгца 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 1,11-1,5.1130405Изобретение относится к машиностроению и может быть использованои химической, нефтехимической, пищевой и других отраслях промьппленности.5Известна прецессионная центрифуга, содержащая конический ротор,смонтированный на наклонном валу, установленном в подшипниках, закрепленных в корпусе, который закрепленна полом валу, причем наклонный валротора соединен карданной муфтой сцентральным валом, Частота вращенияполого и наклонного валов различна,вследствие чего ротор совершает прецессионное вращение, В этой центриФуге для снижения гироскопического.момента и динамических нагрузок наопоры соотношение полярного и экваториального моментов инерции роторасоставляет 0,55-1,1 11,Однако указанное техническое решение хотя и позволяет несколько снизить гироскопический момент, но необеспечивает его минимизацию по всехрежимах работы прецессионной центрифуги и поэтому не позволяет существенно повысить Фактор разделенияцентрифуг.Наиболее близкой к изобретению потехническои сущности и достигаемомурезультату является прецессионнаяцентрифуга, содержащая коническийротор привода с двумя коаксиальнымивалами, вал ротора, ось которогопересекается с осью коаксиальных ва- З 5лов и уравновешивающее устройство,закрепленное на роторе Г 2Однако конструктивное выполнениеэтой центрифуги не позволяет снизитьдинамические нагрузки до требуемойвеличины, 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, приводс двумя коаксиальными валами, валротора, ось которого пересекаетсяс осью коаксиальных валов, и уравновешивающее устройство, закрепленное на роторе, уравновешивающее 55устройство выполнено в виде кольцаи закреплено на наружной боковойповерхности ротора так, что отношение расстояния от центра масс кольца до точки пересечения оси враще-ния ротора с осью коаксиальных валов к внутреннему радиусу кольца непревышает 0,7, при этом отношениеполярного момента инерции нрециссирующих масс к их экваториальномумоменту инерции составляет 1,11-1,5,На чертеже схематически изображена прецессионная центрифуга продольный разрез,Прецессионная центрифуга содержит ротор 1 закрепленный на наклонРном валу 2, установленном с помощьюФподшипников 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 соединеныременной передачей 7 с электродвигателем 8, Вал 4 с помощью подшипниковустановлен на корпусе 9, на крышкекоторого закреплена питающая труба10. На наружной поверхности ротора 1закреплено кольцо 11.Центрифуга работает следующим образом.Ротор 1 приводится во вращениевокруг своей оси с помощью центрального вала 6, карданной муФты 5 инаклонного вала 2, При этом ось ротора 1 совершает вращение вокруг вертикальной оси, благодаря вращениюРнаклонного корпуса 3 вместе с полымвалом 4. Таким образом, ротор 1 совершает сложное прецессированноедвижение. Суспензия подается в роторпо питающей трубе 10. Жидкая фазапод действием центробежных сил удаляется через отверстия в роторе,а слой осадка под действием силинерции перемещается по ротору кего широкому краю и затем выгружается из него. Из-за прецессионного дви.жения на ротор 1 действует гироскопический момент, вызывающий дополнительные динамические нагрузки наподшипники, однако этот гироскопический момент можно минимизировать,если величина соотношения частот врайщения а полого вала 4 и И централь-:ного вала 6 определенным образом соответствует величине соотношениямоментов инерции прецессирующих масс,Для снижения дополнительных динамических нагрузок и увеличения производительности за счет повышения фак .тора разделения прецессионной центрифуги необходима минимизация гироско05 Составитель КамагановаТехред Л.Коцюбняк Корректор А.Ильин Редактор Н.Лазаренко Заказ 9484(12 Тираж 550 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,4/5Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,4 3 11304 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 срав 5 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 дета" лей 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. 25Таким образом, для эффективной минимизации гироскопического момента соотношению частот вращения ротора должно соответствовать соотношение полярного 3 ь и экваториального моментов инерции прецессируюццх масс вместе с осадком при средней .технологической нагрузке. Как показывает практика, для обеспечения нормальной 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, чемна 1,5-З . В этом случае фактор разделения прецессионных центрифугможет быть повышен в 3-7 раз всравнении с современным уровнем,что необходимо для эффективного обезвоживания мелкозернистых продуктов.Учитывая изложенное, .для эффективной минимизации гироскопическогомомента необходимо, чтобы укаэанноесоотношение моментов инерции составляло 1,11-1,5. Для удовлетворенияэтого условия необходимо на наружнойповерхности ротора закрепить поменьшей мере одно кольцо, причем отношение расстояния Ь центра массэтого кольца до центра процесии квнутреннему радиусу кольца должнысоставлять не более 0,7.- При выполнении последнего условия соотношениемомента инерции кольца более соотношения момента инерции осадка, чтопозволяет выполнить требования, необходимые для эффективной минимизации гироскопического момента, какна холостом ходу, так и при обезвоживании на центрифуге продукта дажепри колебаниях технологической нагрузки. На основании изложенногоуказанная эффективная минимизация гироскопического момента по сравнениюс известной позволяет в 3-7 разповысить фактор разделения прецессионных центрифуг и тем самым интенсифицироватьпроцесс центробежногообезвоживания,