АГРЕГАТ ГАЗОВЫХ ЦЕНТРИФУГ Российский патент 1996 года по МПК B01D59/20 

Изобретение относится к устройствам для непрерывного разделения смесей газов с различными молекулярными массами, в том числе газообразных изотопных смесей, а после центробежных сил, а именно к агрегатам газовых центрифуг, из которых формируются многоступенчатые каскады на разделительных предприятиях.

Известны агрегаты газовых центрифуг, содержащие раму в виде общего поддона с установленными на нем несколькими десятками центрифуг, взаимосвязанных газопроводами в один компоновочный блок, позволяющий упростить и удешевить монтаж разделительного предприятия при одноярусном размещении агрегатов [1, 2]
Однако такие агрегаты имеют сложную и громоздкую конструкцию.

Наиболее близким к изобретению является агрегат газовых центрифуг для многоярусной компоновки каскадов, содержащий установленные двумя рядами на общей раме с помощью планок, стяжек и амортизаторов разворота газовые центрифуги, соединенные трубками питания и отбора фракций с агрегатными газовыми коллекторами, при этом амортизатор каждой центрифуги выполнен в виде упругих элементов, закрепленных на раме с возможностью взаимодействия с жесткими стержнями, связанными с корпусом центрифуги [3]
В данном агрегате корпусы центрифуг выполняют роль элементов жесткости конструкции вместе с рамой. При многоярусной компоновке таких агрегатов на разделительном заводе обеспечивается его надежная работа, а также снижается стоимость изготовления при массовом производстве агрегатов. Однако повышение производительности перспективных газовых центрифуг связано с увеличением скорости вращения ротора и его длины, то есть с увеличением энергии вращающегося ротора, и требует повышения эффективности системы амортизации разворота корпуса центрифуги в случае разрушения ее ротора. Повышение же эффективности амортизации в известном агрегате связано с усложнением конструкции и с увеличением габаритов амортизаторов, а следовательно, и габаритов агрегата в целом, так как на агрегатной раме центрифуги размещены весьма плотно.

Задача изобретения повышение надежности агрегата при использовании газовых центрифуг с большой энергией вращающегося ротора за счет повышения эффективности амортизации разворота корпуса центрифуги в случае разрушения ее ротора.

Для этого в агрегате газовых центрифуг, содержащем установленные двумя рядами центрифуги, корпусы которых посредством планок, стяжек и амортизаторов укреплены на общей раме, амортизаторы выполняют в виде охватывающих корпус каждой центрифуги лент, один конец которых закреплен на раме, а другой на корпусе центрифуги. Для получения дополнительного амортизирующего эффекта между лентой и корпусом может быть установлена упругая прокладка, например, из резины.

В предлагаемом агрегате амортизаторы имеют простую конструкцию и меньшие габариты, чем в прототипе. Высокий амортизирующий эффект достигается за счет продольной упруго пластичной деформации лент, обеспечивающей относительно плавное повышение момента сопротивления развороту корпуса центрифуги, при этом по мере увеличения угла поворота корпуса увеличивается сила прижатия его к раме, то есть возрастают и силы трения между корпусом и рамой в местах их контакта. Выбором материала для лент с хорошими прочностными и упруго пластичными свойствами (например, сталь 10, сталь 20), размеров поперечного сечения ленты и величины первоначальной силы прижатия корпуса центрифуги к раме можно обеспечить требуемые характеристики системы амортизации агрегата при использовании в нем как известных центрифуг, так и их перспективных конструкций с более высокой энергией вращающегося ротора.

На фиг. 1 схематично изображен фронтальный вид агрегата без газовых коммуникаций; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 агрегат, вид сверху; на фиг. 4 разрез Б-Б на фиг. 2 (амортизатор с упругой прокладкой между лентой и корпусом).

Агрегат содержит раму, состоящую из продольных 1, поперечных 2 и вертикальных 3 балок. На раме установлены в два ряда газовые центрифуги с вертикальной осью вращения ротора, трубчатый корпус 4 каждой из которых снабжен фланцами 5 и 6 и торцовыми крышками 7 и 8. Корпус 4 закреплен на раме с помощью амортизатора, выполненного в виде по меньшей мере одной охватывающей корпус ленты 9, один конец 10 которой закреплен на продольной балке 1, а другой конец 11 на корпусе 4, и посредством стяжек 12 и планок 13. В продольном направлении центрифуги прижаты одна к другой по фланцам 5 в верхней части и по фланцам 6 в нижней части винтами 14. Фланцы 5 и 6 установлены на упорах 15 и 16 рамы с возможностью взаимодействия по поверхностям 17 и 18 соответственно, к которым они прижаты планками 13 с помощью стяжек 12. Между лентой 9 и корпусом 4 может быть установлена упругая прокладка 19.

После сборки агрегата и нивелировки центрифуг относительно рамы осуществляют установку тарированных величин моментов продольной и поперечной затяжки винтов 14 и гаек стяжек 12 соответственно, что обеспечивает необходимые величины частотных параметров и сил трения между элементами агрегата. При работе агрегата в случае аварии в центрифуге, связанной с разрушением ее ротора, его осколки взаимодействуют с корпусом 4 и передают ему свою энергию. Действие осколков ротора вызывает разворот корпуса 4 относительно вертикальной оси, вследствие чего возрастает натяжение связанной с корпусом ленты 9, которая, деформируясь, плавно увеличивает момент сопротивления развороту корпуса 4. По мере увеличения угла поворота корпуса 4 величина силы трения между фланцами 5 и 6 и упорами 15 и 16 на поверхностях 17 и 18 соответственно возрастает из-за увеличения силы прижатия корпуса 4 к раме агрегата. Установка упругой прокладки 19 между корпусом 4 и лентой 9 дополнительно повышает амортизирующий эффект за счет деформации сжатия и сдвига прокладки. В результате возрастающая суммарная сила сопротивления тормозит и ограничивает разворот корпуса 4, смягчая жесткое ударное воздействие осколков разрушившегося ротора и предотвращая тем самым повреждение и разрушение других элементов агрегата.

Конструкция амортизаторов и узлов крепления центрифуг к раме позволяет использовать в предлагаемом агрегате центрифуги с более высокими значениями энергии вращающегося ротора без снижения надежности работы агрегата.

Использование: для разделения газообразных смесей в поле центробежных сил. Сущность изобретения: агрегат содержит установленные в два ряда центрифуги, корпусы которых посредством планок, стяжек и амортизаторов укреплены на общей раме. Амортизаторы выполнены в виде охватывающих корпус каждой центрифуги лент, один конец которых закреплен на раме, а другой - на корпусе. Для повышения амортизирующего эффекта между корпусом и лентой может быть установлена упругая прокладка, например, из резины. 1 з. п. ф-лы, 4 ил.

1. Агрегат газовых центрифуг, содержащий установленные двумя рядами центрифуги, корпуса которых при помощи планок, стяжек и амортизаторов закреплены на общей раме, отличающийся тем, что амортизаторы выполнены в виде охватывающих корпус каждой центрифуги лент, один конец которых закреплен на раме, а другой на корпусе. 2. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что центрифуги снабжены амортизирующими прокладками, например, из резины, установленными между корпусом и лентой.