УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ РАБОЧИХ И СМАЗОЧНЫХ ЖИДКОСТЕЙ Российский патент 1994 года по МПК B02C19/22 

Изобретение относится к оборудованию для стабилизации эксплуатационных свойств рабочих и смазочных жидкостей посредством механической дезинтеграции и может быть использовано прежде всего в крупных стационарных и передвижных гидрофицированных агрегатах, а также в системах смазки двигателей внутреннего сгорания и крупных опор скольжения.

Выделяются два основных пути стабилизации эксплуатационных свойств рабочих и смазочных жидкостей. Первый из них - очистка этих жидкостей посредством, например, картонных, ленточно-щелевых, сетчатых и пластинчатых фильтров, а также периодическая или регулярная очистка рабочей жидкости от механических включений, продуктов окисления и воды выполняется отстаиванием и центрифугированием.

Однако это требует устройства целого ряда функциональных элементов (фильтров, клапанов, трубопроводов, насосов, отстойников, центрифуг и т.д.) существенно усложняющих конструкцию. В целом такая система в полной мере не защищает от посторонних включений, так как фильтры загрязняются и способствуют удалению полезных присадок, например, на основе дисульфида, молибдена, к тому же быстро теряют свои свойства, а при центробежном разделении технически сложно выделить все частицы фракции менее 3-10 мкм, особенно минеральных частиц, имеющий невысокий объемный вес, что также не решает задачу эффективной очистки при несомненной конструктивной сложности.

Применение электромагнитных фильтров для этих целей также малоэффективно, так как доля частиц Fe, обладающих электромагнитными свойствами, очень мала (в составе загрязнений чугун, частицы цветных металлов, минералы), а реализация такой очистки достаточно сложна.

Второй путь - диспергирование (измельчение) загрязняющих включений до частиц с размерами не более 5 мкм, достигается на гидродинамическом диспергаторе.

Однако гидродинамический диспергатор очень плохо измельчает прочные твердые включения, так как в нем не обеспечивается высокая концентрация приложения внешней нагрузки в силу того, что разрушение происходит за счет удара частиц, движущихся в струе жидкости и неподвижную стенку.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является устройство для помола, содержащее по меньшей мере один диспергатор, кинематически связанный с силовым приводным агрегатом и образованный спиралью U-образной формы, установленной с возможностью вращения вокруг своей средней линии, причем витки спирали находятся в контакте между собой на ее внутренней стороне.

Такое устройство эффективно измельчает сухие зернистые продукты и концентрированные суспензии, однако для обработки сильно разбавленных суспензий, к которым относятся искомые жидкости, оно не приспособлено, так как, во-первых, суспензия образована дисперсной средой с дисперсной фазой с большой разностью объемных плотностей, приводящей к расслоению и выводу твердой части из зон дезинтеграции без должного разрушения, и, во-вторых, краткосрочное пребывание твердых частиц в этих зонах вследствие их вывода из рабочих зон под действием центробежных сил.

Целью предлагаемого изобретения является повышение качества рабочих и смазочных жидкостей и упрощение конструкции.

Цель достигается тем, что в устройстве для обработки рабочих и смазочных жидкостей, содержащее винтовое приспособление для дезинтеграции твердых включений с патрубками ввода и вывода жидкости, привод с валом, согласно изобретению, вал выполнен полым, а приспособление для дезинтеграции твердых включений выполнено в виде тороидального корпуса, в котором посредством опоры крепления к валу и дополнительной опоры смонтирована винтовая дугообразная спираль прямоугольного или трапецеидального сечения витков, причем патрубок ввода жидкости расположен внутри полого вала и спирали и выполнен с заглушкой и с отверстиями, размещенными на расстоянии от винтов спирали, расположенных у опоры крепления к валу не превышающей 0,3-0,5 длины дуги спирали.

На чертеже показано устройство.

Устройство для обработки рабочих и смазочных жидкостей содержит раму 1, на которой смонтирован тороидальный корпус 2, внутри которой установлено приспособление для дезинтеграции, выполненный в виде винтовой спирали 3 прямоугольного или трапецеидального сечения витков, смонтированной посредством узлов крепления 4, 5 на пустотелом приводном валу 6 опоры 7 и оси 8 дополнительной опоры 9. На приводном валу 6 установлен шкив 10 с клиновым ремнем 11. Для ввода обрабатываемой жидкости в приспособлении для дезинтеграции предусмотрен патрубок 12, неподвижно установленный внутри винтовой спирали 3 по всей длине ее изогнутой части и снабжен отверстиями 13 на начальной дуге его изгиба и заглушкой 14 на конце. На раме 1 патрубок 12 закреплен посредством кронштейна 15. Для отвода рабочей жидкости из системы предусмотрен патрубок 16.

Устройство для обработки работает следующим образом. От клинового ремня 11 крутящий момент передается на шкив 10 и далее через пустотелый вал 6 опоры 7 и узел крепления 4 на винтовую спираль 3, второй конец которой посредством узла крепления 5 смонтирован на оси 8 дополнительной опоры 9. Винтовая спираль 3, вращающаяся подобно гибкому валу, через патрубок для ввода 12 и отверстия 13 заполняется подлежащей обработке суспензией, захватывается витками и транспортируется в кольцевом пространстве между тороидальным корпусом 2 и патрубком 12, подвергаясь интенсивной дезинтеграции в зонах контакта витков спирали друг с другом. После завершения цикла обработки, многократно проходя через межвитковые зоны, жидкость вытесняется из приспособления для дезинтеграции через патрубок 16.

Приспособление для дезитеграции, обладая насосным эффектом, позволяет исключить из системы масляный насос. Предполагается, что после промышленной реализации такое устройство может обеспечить давление в системе 5 МПа и выше, что позволит отказаться и от насосов высокого давления.

Разработанное устройство может работать как в непрерывном, так и в повторно-кратковременном режимах. При этом устройство может быть установлено как в основной, так и в параллельной схеме потоков рабочей жидкости.

Стабилизация эксплуатационных свойств рабочих и смазочных жидкостей обеспечивается дезинтеграционной технологией и заключается:
в получении высокоразвитой удельной поверхности твердых частиц, адсорбирующих на себе продукты окисления масла, вследствие чего располагаясь между поверхностями, частицы разделяют их, снижают силу трения и, как следствие, изнашивание; в заполнении мелкими частицами микровпадин шероховатых поверхностей, в увеличении площади фактического контакта и снижении давления между сопрягаемыми поверхностями; в снижении расклинивающего действия "заглаженной" мелкими частицами поверхности трения при возникновении высоких значений давлений жидкой среды; в увеличении за счет наличия высокодисперсных частиц электрической проводимости масляных пленок и снижения, таким образом, электростатической составляющей изнашивания.

Тонкомолотые твердые включения, таким образом, позволяют снизить интенсивность изнашивания и повысить срок службы машин и агрегатов.

Одновременно упрощается конструкция всего устройства, так как из него исключается ряд узлов и деталей - насосы, часть трубопровода, фильтры, центрифуги, клапаны и т.д.

Использование: устройства для обработки рабочих и смазочных жидкостей. Сущность: устройство содержит винтовое приспособление для дезинтеграции твердых включений с патрубками ввода и вывода жидкости, привод с валом. Вал выполнен полым. Приспособление для дезинтеграции твердых включений выполнено в виде тороидального корпуса со смонтированной в нем посредством опор дугообразной спирали прямоугольного или трапецеидального сечения витков. Патрубок ввода жидкости расположен внутри полого вала и спирали и выполнен с заглушкой и отверстиями. Отверстия размещены на расстоянии от витков спирали, расположенных у опоры крепления к валу, не превышающей 0,3-0,6 длины дуги спирали. 1 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ РАБОЧИХ И СМАЗОЧНЫХ ЖИДКОСТЕЙ, содержащее винтовое приспособление для дезинтеграции твердых включений с патрубками ввода и вывода жидкости, привод с валом, отличающееся тем, что, с целью повышения качества жидкостей и упрощения конструкции, вал выполнен полым, а приспособление для дезинтеграции твердых включений выполнено в виде тороидального корпуса, в котором посредством опоры крепления к валу и дополнительной опоры смонтирована винтовая дугообразная спираль прямоугольного или трапецеидального сечения витков, причем патрубок ввода жидкости расположен внутри полого вала и спирали и выполнен с заглушкой и с отверстиями, размещенными на расстоянии от витков спирали, расположенных у опоры крепления к валу, не превышающем 0,3 - 0,6 длины дуги спирали.