ВИБРАЦИОННАЯ ЦЕНТРИФУГА Российский патент 1994 года по МПК B04B3/06 

Изобретение относится к центрифугам, предназначенным для разделения в центробежном поле жидких неоднородных систем, а конкретнее к вибрационным фильтрующим центрифугам, и может быть использовано в угольной, химической и других отраслях промышленности.

Известны вибрационные центрифуги, содержащие конический ротор, вибратор (вибропривод), включающий упругие связи (амортизатор) между ротором и рамой и упругие связи между штоком (шатуном) вибратора и ротором, отличающиеся тем, что упругие связи представляют собой эластичные блоки, установленные во втулках [1].

Известны также вибрационные центрифуги, амортизатор которых состоит из жесткой втулки, эластичных элементов (блоков) и наружного каркаса, к ребрам которого прикреплены съемные сектора, служащие для прижатия (за счет сил трения) эластичных элементов к внутренней втулке.

Известные вибрационные центрифуги имеют следующие конструктивные и эксплуатационные недостатки:
низкий срок службы амортизаторов из-за технических затруднений при вулканизации крупногабаритных эластичных (резиновых) блоков к втулкам [1];
невозможность обеспечения работы вибропривода при высокочастотных колебаниях фильтрующего ротора, обеспечивающих повышение производительности центрифуги, из-за больших сдвигающих усилий, превышающих силы трения между эластичными элементами и втулками.

Наиболее близкой к предлагаемой является конструкция вибрационной центрифуги [3], включающая ротор, опорную раму и установленный между ними амортизатор, состоящий из внутренней жесткой втулки, эластичных элементов и наружной втулки-каркаса, к ребрам которого прикреплены съемные секторы, служащие для прижатия эластичных элементов к внутренней втулке.

Отличительной особенностью центрифуги-прототипа, направленной на увеличение производительности и снижение влажности обезвоженного продукта, является выполнение эластичных элементов в виде колец, имеющих в продольном сечении форму шестиугольника и установленных одно над другим с зазором, при этом обращенные к кольцам поверхности внутренней втулки и съемных секторов имеют форму, аналогичную форме боковой поверхности эластичных элементов.

Основными недостатками центрифуги-прототипа являются недостаточная производительность и высокая влажность обезвоженного продукта после центрифуги вследствие ограниченной величины упругой деформации колец амортизатора, имеющих недостаточную высоту, и, как следствие, отсутствие возможности повышения частоты колебаний ротора;
усложнение конструкции амортизатора из-за применения съемных секторов, требующих специального крепления к его каркасу - наружной втулке;
большая трудоемкость установки эластичных колец (шестиугольной формы в сечении) на внутреннюю втулку амортизатора, связанная с необходимостью предварительного их растяжения по окружности внутренней втулки;
сложность изготовления кольцевых эластичных (резиновых) элементов (шестиугольного сечения) амортизатора.

Целью изобретения является снижение влажности обезвоженного продукта и повышение производительности вибрационной центрифуги.

Это достигается тем, что в вибрационной центрифуге, состоящей из фильтрующего ротора, вибропривода и амортизатора, включающего плоские прямоугольные эластичные элементы, прижимные сектора, расположенные между наружной и внутренней втулками, на внутренней поверхности наружной втулки и на наружной поверхности секторов расположены кольцевые каналы полукруглой формы в поперечном сечении с радиусом R = (1/10 - 1/15)t и шагом 1,5-2 от толщины t эластичного элемента, причем кольцевые каналы на втулке и секторах смещены относительно друг друга.

Отличительными признаками от прототипа являются
расположение кольцевых каналов на внутренней поверхности наружной втулки и наружной поверхности секторов;
выполнение кольцевых каналов полукруглой формы с радиусом R = (1/10 - 1/15)t и шагом 1,5-2 от толщины t эластичного элемента;
смещение кольцевых каналов относительно друг друга.

Таким образом, все признаки предлагаемой центрифуги являются отличительными и соответствуют критерию "новизна".

В предлагаемой центрифуге поверхности внешней втулки и прижимных секторов снабжены кольцевыми каналами и при рабочем состоянии амортизатора, когда эластичные (резиновые) элементы находятся в сжатом состоянии (между внешней втулкой и прижимными секторами), часть их резинового массива заполняет пространства каналов, создавая дополнительно к силе трения значительное сопротивление сдвигу указанных деталей относительно эластичных элементов. Это позволяет значительно повышать частоту и амплитуду осевых колебаний ротора предлагаемой центрифуги, которые определяют скорость перемещения продукта по ротору, а следовательно, и ее производительность.

Снижение влажности центрифугируемого продукта в предлагаемой центрифуге достигается путем увеличения скорости вращения ротора, при которой выгрузка обезвоженного продукта также определяется возможностью повышения частоты и амплитуды колебаний (ротора).

Глубина кольцевых каналов в диапазоне 1/10-1/15 от толщины t эластичного элемента определяется допустимой степенью сжатия последних для обеспечения их работы в условиях упругой деформации.

Шаг между каналами 1,5-2 от толщины t эластичного элемента определяется необходимостью исключения наложения возникающих напряжений между смежными каналами.

Смещение кольцевых каналов втулки и секторов определяется необходимостью равномерного распределения напряжений в эластичном элементе.

Наличие в предлагаемой центрифуге в совокупности отличительных признаков обеспечивает повышение ее производительности и снижение влажности обезвоженного продукта.

Таким образом, предлагаемое техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 представлена схема предлагаемой центрифуги; на фиг.2 - узел амортизатора, узел I на фиг.1.

Центрифуга включает питающий конус 1, фильтрующий ротор 2, которому сообщаются два движения - вращательное и вибрационное; вибратор 3 и амортизатор, установленный на корпусе 4 подшипников ротора, а также приводы 5 и 6 вращения и вибраций ротора 2. Наружная втулка 7 амортизатора с помощью эластичных элементов 8 и секторов 9 установлена на внутренней втулке 10.

На внутренней поверхности наружной втулки и на наружной поверхности секторов имеются кольцевые каналы 11 и 12 полукруглой формы с радиусом R = (1/10 - 1/15)t и шагом 1,5-2 от толщины t эластичного элемента, причем каналы, расположенные на внутренней поверхности наружной втулки и наружной поверхности секторов, смещены относительно друг друга.

В кожухе центрифуги расположены камеры для удаления фильтрата и обезвоженного осадка соответственно.

Центрифуга работает следующим образом.

Ротору 2 сообщаются два движения - вращательное от привода 5 через клиноременную передачу, внутреннюю втулку 10, прижимные сектора 9, эластичные элементы 8, наружную втулку 7 и вибрационное от вибратора 3, через наружную втулку 7.

Продукт, подлежащий обезвоживанию, поступает по питающему конусу 1 и затем направляется в узкую часть фильтрующего ротора 2. Под действием составляющих центробежной силы и силы инерции, возникающей при сообщении ротору осевых колебаний, обезвоживаемый продукт перемещается по ротору и удаляется из центрифуги через камеру кожуха.

Отделенный при центрифугировании фильтрат отводится из центрифуги через другую камеру кожуха.

По сравнению с прототипом предлагаемая фильтрующая вибрационная центрифуга позволяет снизить влажность обезвоженного продукта на 1-1,5% и повысить производительность на 15-20%.

Использование: изобретение относится к вибрационной центрифуге, предназначенной для обезвоживания обогащенного угля крупностью 0 - 13(25) мм. Сущность изобретения: вибрационная центрифуга состоит из фильтрующего ротора, вибропривода и амортизатора, включающего эластичные элементы, наружную втулку, прижимные сектора и внутреннюю втулку. На внутренней поверхности наружной втулки и на наружной поверхности секторов расположены кольцевые каналы полукруглой формы с радиусом 1/10 - 1/15 и шагом 1,5 - 2 от толщины эластичного элемента, причем каналы втулки и секторов смещены один относительно другого. 2 ил.

ВИБРАЦИОННАЯ ЦЕНТРИФУГА, содержащая фильтрующий ротор, вибропривод и амортизатор, включающий наружную и внутреннюю втулки и расположенные между ними сектора, и эластичные элементы, отличающаяся тем, что, с целью снижения влажности осадка и повышения производительности, на внутренней поверхности наружной втулки и на наружной поверхности секторов выполнены кольцевые каналы, имеющие в поперечном сечении форму полукруга, причем каналы втулки и секторов смещены относительно друг друга, их радиус составляет 1/10 - 1/15, а шаг между ними 1,5 - 2 толщины эластичного элемента.