УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТИ Российский патент 1997 года по МПК A01B71/00 B04B1/06 B04B1/00 

Изобретение относится к средствам очистки жидкости, которые могут применяться, например, в сельскохозяйственном машиностроении.

Известны устройства для очистки жидкости, включающие ротор с колонкой, установленной на неподвижной оси с помощью подшипников скольжения. Неподвижная ось установлена в корпусе консольно и диаметр подшипников скольжения обусловлен прочностными характеристиками оси, в основном изгибающим нагрузкам сил дисбаланса вращающегося ротора. При этом с увеличением частоты вращения необходимо также увеличивать диаметр подшипников скольжения [1] При этом с увеличением диаметра, согласно теории, резко повышается механическое сопротивление вращению, что требует дополнительных затрат на его преодоление. Кроме того, при определенных частотах в подшипниках скольжения возникают автоколебания, которые приводят к потере устойчивости масляного слоя, что так же увеличивает сопротивление. Кроме того, неоптимальна гидравлическая схема так же увеличивает затраты энергии.

Наиболее близким техническим решением к заявленному является устройство очистки жидкости, содержащее корпус с крышкой, в котором установлен ротор, включающий барабан, колонку, размещенную на его оси, имеющую соосные осевые входной и выходной каналы, при этом входной канал расположен в нижней части колонки и посредством соответствующих радиальных каналов сообщен с нижней центральной частью барабана, имеющей дефлектор, которая гидравлически сообщена по крайней мере одним реактивным соплом, установленным с внешней стороны барабана, а выходной осевой канал посредством соответствующих радиальных каналов так же сообщен с внутренним объемом барабана [2]
Известная центрифуга так же имеет недостатки, связанные с применением подшипников скольжения, кроме того, неоптимальная схема подачи и вывода жидкости так же увеличивает энергию, необходимую для проведения эффективного процесса очистки.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности работы устройства, уменьшение механических потерь при работе, повышение эксплуатационных параметров.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено турбиной, установленной на колонке, лопасти которой сообщены с верхней внутренней частью барабана, а каждое межлопастное пространство турбины снизу имеет перекрытие и посредством соответствующих радиальных каналов сообщено с выходным осевым каналом, выполненным в верхней части колонки, причем барабан укреплен жестко на колонке, установленной в корпусе на подшипниках качения с зазором между внутренним кольцом подшипника и шейкой колонки, а концевые части колонки сообщены с корпусом посредством бесконтактных уплотнений, причем радиальные каналы выполнены под углом к оси симметрии колонки.

Наличие наклонных к оси ротора нижних радиальных каналов снижает потери кинетической энергии подводимого потока жидкости и соответственно повышает возможное давление жидкости в полости ротора и, следовательно, перед соплами, что повышает КПД привода.

Подвод приводного потока к соплам через вертикальные каналы малой длины и большого диаметра снижает сопротивление приводному потоку и повышает давление перед соплами, что так же увеличивает КПД Турбина, установленная на выходе транзитного потока из ротора, позволяет более полно использовать энергию вращения потока жидкости при ее движении к оси вращения на привод ротора, чем так же повышается КПД привода.

Поиск, проведенный по патентным и научным источникам показал, что заявленное неизвестно, т.е. совокупность соответствует критерию "новизна".

Поскольку устройство выполнено из известных узлов, то заявленное соответствует критерию "промышленная применимость".

Так как в результате применения устройства проявляется эффект, выражающийся в повышении степени очистки и улучшении эксплуатационных параметров, то заявленное соответствует критерию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 представлено устройство, разрез; на фиг. 2 разрез по Б-Б на фиг. 1; на фиг. 3 разрез по В-В на фиг. 1.

Устройство содержит корпус 1 с крышкой 2, в котором на подшипниках качения 3 и 4 установлен ротор, включающий барабан 5, колонку 6 с дефлектором 7. В колонке 6 выполнены сообщающийся с пространством ротора радиальный канал 8, межлопастное пространство 9 при этом связано с выходным осевым каналом 10, а канал 8 с входным осевым каналом 11 подачи жидкости. Лопасти турбины 12 образуют межлопастное пространство между собой и эти пространства сообщены радиальными каналами 13 с выходным каналом 10. Входной патрубок 14 обеспечивает подачу жидкости в устройство, а выходной патрубок 15 ее отвод. Вертикальные каналы 16 сообщают полость ротора с реактивными соплами 17.

Устройство работает следующим образом. Через патрубок 14 в канал 11 подается очищаемая жидкость /под давлением/. Через радиальные отверстия 8 жидкость подается в полость барабана 5 ротора, при взаимодействии с дефлектором 7 движение жидкости изменяется на параллельное оси ротора. Приводной поток через отверстия 16 подается к соплам 17, реактивная струя из них приводит во вращение барабан 5 с колонкой 6. Транзитный поток через полости 9 (межлопастное пространство) турбины 12, наклонные к оси ротора отверстия 13, верхний осевой канал 10 и выходной патрубок 15 подается потребителю. При движении потока жидкости во вращающемся роторе параллельно оси его вращения происходит центробежный отсев загрязнений и их отложение на внутренней поверхности барабана 5. Турбина 12 передает энергию вращения жидкости при ее движении к оси вращения на привод ротора, суммируя ее к энергии реактивного привода.

При этом при вращении не происходит проскальзывания колонки 6 в подшипниках 3 и 4 несмотря на наличие зазора, т.к. вследствие наличия изгибающих деформаций и прецессии ротора будет иметь место хорошее зацепление. Разгруженные бесконтактные уплотнения в виде, например, ненагруженных подшипников скольжения, установленных с внешних сторон подшипников качения 3 и 4, позволяет существенно уменьшить диаметр (внешний) концов колонки 6. Это к тому же при остановленном роторе позволяет без труда вынимать его из гнезд и осуществлять промывку.

Использование предлагаемого устройства позволяет существенно улучшить качество очистки жидкости, упростить технологическое обслуживание устройства.

Список литературы:
1. Патент ФРГ N3213087, 1983 г.

2. А.М.Гуревич, А.К.Болотов, В.И.Судницын. Конструкция тракторов и автомобилей, М. Агропромиздат, 1989, с.97-99.

Использование: средства для очистки жидкости, преимущественно применяемые в сельскохозяйственном машиностроении. Сущность изобретения: ротор в виде барабана, установленного на колонке, укреплен в подшипниках в корпусе. Очищаемая жидкость подается из нижнего входного осевого канала в полость барабана и выводится через радиальные каналы в выходной канал, расположенный с противоположной стороны от входного. Вращение ротора обеспечивается реактивной струей, выходящей из реактивного сопла, расположенного с внешней стороны барабана. При этом более плотные слои жидкости перемещаются к стенкам барабана, а очищенная жидкость забирается из зоны, прилегающей к колонке. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для очистки жидкости, содержащее корпус с крышкой, в котором установлен ротор, включающий барабан, колонку, размещенную на его оси, имеющую соосные входной и выходной осевые каналы, при этом входной канал, расположенный в нижней части колонки, посредством соответствующих радиальных каналов сообщен с нижней центральной частью барабана, имеющей дефлектор, которая гидравлически сообщена с по крайней мере одним реактивным соплом, установленным с внешней стороны барабана, а выходной осевой канал посредством соответствующих радиальных каналов также сообщен с внутренним объемом барабана, отличающееся тем, что оно снабжено турбиной, установленной на колонке, лопасти которой сообщены с верхней внутренней частью барабана, а каждое межлопастное пространство турбины имеет снизу перекрытие и посредством соответствующих радиальных каналов сообщено с выходным осевым каналом, выполненным в верхней части колонки, причем барабан жестко укреплен на колонке, установленной в корпусе на подшипниках качения с зазором между внутренним кольцом подшипника и шейкой колонки, а концевые части колонки сообщены с корпусом посредством бесконтактных уплотнений. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что радиальные каналы выполнены под углом к оси симметрии колонки.