ВЕРТИКАЛЬНАЯ ЦЕНТРОБЕЖНАЯ УСТАНОВКА С ОПОРОЙ НА ВОЗДУШНОЙ ПОДУШКЕ Российский патент 2004 года по МПК B02C13/14 B04B9/12 F16C32/06 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к центробежной технике, и может найти применение в производстве вертикальных центробежных установок с опорой на воздушной подушке, которые применяются для осуществления различных, преимущественно высокоинтенсивных, центробежных технологических процессов: ударно-центробежные дробилки и мельницы, центрифуги и сепараторы, центробежные испытательные установки и центробежные литейные машины.

Известна вертикальная центробежная установка с опорой на воздушной подушке (центрифуга), содержащая корпус, рабочий орган, опорный узел рабочего органа на воздушной подушке с несущими поверхностями в виде конуса, пята которого соединена с рабочим органом, а подпятник выполнен с каналами для подвода газа к несущим поверхностям, систему газообеспечения с воздуходувной машиной, связанную с каналами подпятника, и привод, при этом несущие повехности выполнены выпуклыми в сторону каналов для подвода газа (1).

Однако известная установка не может быть использована для осуществления высокоинтенсивных центробежных технологических процессов, вызывающих значительную динамическую неуравновешенность. Этот недостаток связан с тем, что амплитуда радиальных и угловых колебаний пяты ограничена из-за выполнения несущих поверхностей в виде конуса.

Известна также вертикальная центробежная установка с опорой на воздушной подушке (центрифуга), содержащая корпус, рабочий орган, опорный узел рабочего органа на воздушной подушке с несущими поверхностями в виде части сферы, пята которого соединена с рабочим органом и установлена на подпятнике, а подпятник выполнен с каналами для подвода газа к несущим поверхностям, расположенными в периферической части, систему газообеспечения с воздуходувной машиной, связанную с каналами подпятника, и привод, при этом несущие поверхности опорного узла выполнены выпуклыми в сторону каналов для подвода газа (2).

Однако в данной установке создание воздушной подушки с упругодемпферными и несущими показателями, требуемыми для осуществления высокоинтенсивных центробежных технологических процессов, обусловлено высокими удельными энергозатратами по следующим причинам. Выполнение несущей поверхности пяты выпуклой в сторону каналов для подвода газа, т.е. навстречу газовому потоку, и выполнение каналов для подвода газа к несущим поверхностям в периферийной части подпятника не позволяют в значительной степени получить и использовать аэродинамическую составляющую подъемной силы газового потока, связанную с его скоростной характеристикой.

Задача изобретения состоит в снижении удельных энергозатрат на создание воздушной подушки за счет усиления и использования аэродинамической составляющей подъемной силы газового потока, связанной с его скоростной характеристикой.

Сущность изобретения заключается в том, что для решения поставленной задачи в вертикальной центробежной установке с опорой на воздушной подушке, содержащей корпус, рабочий орган, опорный узел рабочего органа на воздушной подушке с несущими поверхностями в виде части сферы, пята которого соединена с рабочим органом и установлена на подпятнике, а подпятник выполнен с каналом для подвода газа, систему газообеспечения с воздуходувной машиной, связанную с каналом для подвода газового потока к несущим поверхностям, и привод, отличием является то, что канал для подвода газового потока к несущим поверхностям выполнен в центральной части подпятника, несущие поверхности выполнены вогнутыми в сторону канала для подвода газового потока, а установка дополнительно содержит амортизатор, соединяющий вал привода с подпятником.

Изобретение поясняется чертежами: фиг.1 - общий вид установки в исходном состоянии, фиг.2 - общий вид установки с созданным воздушным зазором между несущими поверхностями опорного узла.

Вертикальная центробежная установка с опорой на воздушной подушке содержит корпус 1, рабочий орган 2, опорный узел рабочего органа 2 на воздушной подушке, пята 3 которого соединена с рабочим органом 2 и установлена на подпятнике 4, а подпятник 4 выполнен с центральным каналом 5 для подвода газа, систему газообеспечения с воздуходувной машиной (не показана), связанную с центральным каналом 5 подпятника 4, привод с электродвигателем 6 и карданным валом 7 и амортизатор 8, например резиновый, соединяющий карданный вал 7 посредством подшипникового узла 9 с подпятником 4. Пята 3 и подпятник 4 выполнены с несущими поверхностями в виде части сферы, вогнутыми в сторону канала 5.

Установка работает следующим образом.

Включают воздуходувную машину системы газообеспечения (не показана), соединенную с центральным каналом 5 подпятника 4. Газовый поток через центральный канал 5 поступает к несущим поверхностям, действует на центральную часть пяты 3 и приподнимает ее с рабочим органом 2, создавая зазор А между несущими поверхностями. Затем включают электродвигатель 6, который посредством карданного вала 7 приводит во вращение пяту 3 и рабочий орган 2. При вращении в рабочем органе 2 создается поле центробежных сил, с помощью которого осуществляют различные центробежные технологические процессы: ускорение дробимого сырья в рабочем органе ударно-центробежных дробилок и мельниц, разделение, смешивание, сушку, извлечение и т.д. в рабочем органе центрифуг и сепараторов различного назначения, испытание деталей в центробежных испытательных установках, центробежное литье в центробежных литейных машинах и др.

Выполнение несущих поверхностей пяты 3 и 4, вогнутыми в сторону канала 5 для подвода газового потока, позволяет в большей степени, чем в прототипе, использовать аэродинамическую составляющую газового потока.

При разгоне или снижении скорости вращения на резонансных частотах, а также при возникновении динамической неуравновешенности рабочий орган 2 и пята 3 начинают колебаться в радиальном и угловом направлениях.

Возникающие колебания пяты 3 и рабочего органа 2 гасятся амортизатором 8, связывающим вал 7 посредством подширпникового узла 9 с подпятником 4.

Источники информации

1. Патент США №3958753, В 04 В 9/04, опубл. 1976.

2. Патент Великобритании №839622, В 04 В 9/12, опубл. 1960 г. (прототип).

Изобретение относится к центробежным установкам с опорой на воздушной подушке. Согласно изобретению установка содержит корпус, рабочий орган, опорный узел рабочего органа на воздушной подушке с несущими поверхностями в виде части сферы, пята которого соединена с рабочим органом и установлена на подпятнике, систему газообеспечения с воздуходувной машиной и привод. Подпятник выполнен с каналом для подвода газа, расположенным в центральной части подпятника, а несущие поверхности выполнены вогнутыми в сторону указанного канала. Установка дополнительно содержит амортизатор, соединяющий вал привода с подпятником. Данное выполнение установки позволяет снизить удельные энергозатраты на создание воздушной подушки за счет усиления и использования аэродинамической составляющей подъемной силы газового потока. 2 ил.

Вертикальная центробежная установка с опорой на воздушной подушке, содержащая корпус, рабочий орган, опорный узел рабочего органа на воздушной подушке с несущими поверхностями в виде части сферы, пята которого соединена с рабочим органом и установлена на подпятнике, а подпятник выполнен с каналом для подвода газа, систему газообеспечения с воздуходувной машиной и привод, отличающаяся тем, что канал для подвода газового потока к несущим поверхностям выполнен в центральной части подпятника, несущие поверхности выполнены вогнутыми в сторону канала для подвода газа, а установка дополнительно содержит амортизатор, соединяющий вал привода с подпятником.