ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ СЕПАРАТОР СО СМАЗОЧНЫМ УСТРОЙСТВОМ Российский патент 2012 года по МПК B04B1/00 B04B9/12 

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ И УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к центробежному сепаратору в соответствии с ограничительной частью п.1 формулы изобретения.

Центробежный сепаратор приспособлен для центробежной сепарации, по меньшей мере, первого компонента и второго компонента из подаваемой среды. Подаваемая среда может быть в жидкой или газовой фазе и может содержать различные типы материала в виде твердых частиц.

Достижение надлежащей смазки подшипника или подшипников, которые поддерживают ротор центробежного сепаратора, является проблемой. Если подшипник получает слишком много смазочного материала, трение и, таким образом, температура в подшипнике увеличиваются, и, если подшипник получает слишком мало смазочного материала, имеет место риск заедания подшипника.

В качестве простого способа обеспечения одного или более подшипников в центробежном сепараторе с надлежащей смазкой и охлаждением может использоваться туман смазочного материала. Для обеспечения возможности перемещения такого тумана смазочного материала к подшипнику и использования для достижения надлежащей смазки этого подшипника туман смазочного материала не должен содержать капли, большие чем определенный размер. Туман смазочного материала, который содержит капли, большие чем определенный размер, несет в себе риск чрезмерной смазки подшипника. Одновременно, такой туман смазочного материала не будет достаточно стабильным для выдерживания перемещения до удаленного места смазки, такого как подшипник, так как большие частицы, вследствие их массы, находятся под большим воздействием сил тяжести и инерции, вызывая их столкновение с и увлажнение различных поверхностей в сепараторе до того, как они достигают требуемого места смазки. Также необходимо, чтобы создание тумана смазочного материала было приспособляемым к рабочим условиям центробежного сепаратора для обеспечения надлежащей смазки одного или более подшипников при изменяющихся рабочих условиях.

EP 0756897 A1 (Veronesi Separatori S.p.A) относится к центробежному сепаратору вышеупомянутого типа, содержащему верхний и нижний подшипник на вращающемся шпинделе и устройство для создания тумана смазочного материала. Над нижним подшипником шпиндель предусмотрен с диском, имеющим проходы, которые при вращении засасывают смазочный материал вверх через неподвижные каналы в контакте с масляным поддоном, расположенным ниже. Смазочный материал, засосанный вверх через каналы, отбрасывается диском в виде капель или тумана смазочного материала. Туман смазочного материала затем смазывает нижний подшипник через дополнительные проходы во вращающемся диске.

SE 521030 C2 (Альфа Лаваль Корпорейт АБ) относится к устройству для подачи смазочного материала в центробежном сепараторе, содержащем шпиндель с продольным каналом, который имеет вход, погруженный в поддон смазочного материала и выполненный с возможностью перемещения потока смазочного материала через канал. Канал содержит распределяющее средство, которое отделяет выбранное количество потока для перемещения к и через нижний подшипник, а также вверх к верхнему подшипнику в виде тумана смазочного материала.

Является желательным улучшить функцию создания тумана смазочного материала в таком центробежном сепараторе для обеспечения смазки одного или более подшипников.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью настоящего изобретения является предложение центробежного сепаратора с надлежащей смазкой одного или более подшипников в центробежном сепараторе.

Другой целью настоящего изобретения является применение тумана смазочного материала для смазки одного или более подшипников в центробежном сепараторе.

Дополнительной целью настоящего изобретения является улучшение создания тумана смазочного материала в центробежном сепараторе.

Эти и другие цели достигаются с помощью настоящего изобретения, которое относится к центробежному сепаратору, содержащему шпиндель, установленный с возможностью вращения в центробежном сепараторе посредством опорного устройства и соединенный с ротором, в котором во время работы осуществляется центробежная сепарация. Центробежный сепаратор дополнительно содержит приводное устройство, приспособленное для побуждения шпинделя и ротора вращаться во время работы, и смазочное устройство. Смазочное устройство содержит резервуар, который приспособлен для размещения некоторого количества смазочного материала, и насосное устройство, которое размещено в центробежном сепараторе и является вращаемым вокруг центральной оси. Насосное устройство содержит впуск для смазочного материала, расположенный на первом радиально внутреннем уровне, для получения смазочного материала из резервуара для смазочного материала и канал для перемещения смазочного материала от впуска для смазочного материала к выпускному устройству для подачи, по меньшей мере, части указанного смазочного материала из смазочного устройства в виде тумана смазочного материала через, по меньшей мере, один выпуск для смазочного материала, расположенный снаружи первого радиально внутреннего уровня. Насосное устройство дополнительно содержит газовый впуск для подвода некоторого количества газа в канал, и выпускное устройство содержит газовый выпуск для подачи указанного количества газа из канала, в соответствии с чем поток газа поддерживается от газового впуска до газового выпуска при вращении насосного устройства таким образом, что поток газа несет с собой смазочный материал, присутствующий в канале, к выпускному устройству. Центробежный сепаратор дополнительно содержит корпус, который, по меньшей мере, частично окружает опорное устройство и смазочное устройство и который позволяет туману смазочного материала проходить из смазочного устройства к опорному устройству.

Факт, заключающийся в том, что насосное устройство содержит такой газовый впуск и газовый выпуск, обеспечивает возможность увеличения перемещения смазочного материала к выпускному устройству и улучшает создание тумана смазочного материала в смазочном устройстве.

В соответствии с вариантом осуществления изобретения указанный газовый выпуск содержит трубчатый канал и проходит от радиально внешней части выпускного устройства до радиально внутренней части выпускного устройства, на втором радиально внутреннем уровне, во взаимодействии с каналом с тем, чтобы при вращении смазочного устройства осуществлять перенос указанного количества газа от газового впуска к выпускному устройству, приводя к насосному действию и перемещению потока смазочного материала от впуска для смазочного материала к выпускному устройству, чтобы тем самым улучшить создание тумана смазочного материала.

В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения указанный выпуск для смазочного материала содержит трубчатый канал и проходит от радиально внешней части выпускного устройства до радиально внутренней части выпускного устройства, снаружи второго радиально внутреннего уровня, во взаимодействии с каналом с тем, чтобы при вращении смазочного устройства подавать указанный смазочный материал в виде тумана смазочного материала.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления изобретения, по меньшей мере, один из указанных выпусков для смазочного материала и, по меньшей мере, один из указанных газовых выпусков ведут к общему выпуску на радиально внешней части выпускного устройства. Результатом является дополнительное распыление тумана смазочного материала. В качестве альтернативы, выпуск для смазочного материала и газовый выпуск могут быть совмещены на радиально внешней части выпускного устройства и могут составлять один или более общих выпусков для подачи как смазочного материала, так и газа. Каждый такой выпуск имеет внешний конец на внешнем радиусе выпускного устройства и внутренний конец во взаимодействии с каналом.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления изобретения указанные выпуски для смазочного материала имеют одно или более сужений, таких как сопла. Когда он проходит через эти сужения или сопла, по меньшей мере, часть потока смазочного материала распыляется на частицы в виде тумана смазочного материала. Указанные сужения могут быть расположены на самом внешнем радиусе выпусков для смазочного материала, но также могут быть расположены на меньшем радиусе. В качестве альтернативы, указанные выпуски для смазочного материала выполняются без каких-либо существенных сужений.

Выпуски для смазочного материала и газовые выпуски равны или отличаются по количеству и могут быть равномерно распределены в окружном направлении вокруг центральной оси. Выпускное устройство может быть выполнено таким образом, что количество выпусков для смазочного материала и/или газовых выпусков может регулироваться, если необходимо, посредством закупоривания одного или более выпусков для смазочного материала и/или газовых выпусков, например с помощью пробки. Поток через газовый выпуск также может быть уменьшен посредством установки, где необходимо, сопла с требуемым сопротивлением потоку.

Выпуски для смазочного материала могут быть выполнены таким образом, что радиальная протяженность накопленного количества смазочного материала будет как можно больше, когда имеют место данное количество и данный поток смазочного материала. Выпуски для смазочного материала и, следовательно, выпускное устройство могут иметь большую радиальную протяженность для получения значительного воздействия центробежных сил, которые используются для побуждения потока смазочного материала через выпуски для смазочного материала. Выпуски для смазочного материала также могут иметь трубчатую конфигурацию, по существу, с радиальной протяженностью, причем каждая трубка, более того, выполнена таким образом, что ее площадь поперечного сечения является достаточно большой для уменьшения до минимума сопротивления потоку и одновременно достаточно малой для обеспечения большой радиальной протяженности накопленного количества смазочного материала, в виде столба указанного смазочного материала радиально внутри сужения или сопла.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления изобретения насосное устройство является, по существу, ротационно-симметричным, но также может принимать форму многоугольника или быть выполнено некоторым другим образом так, что оно, по существу, является сбалансированным при вращении.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления изобретения смазочное устройство содержит подводящее средство для подвода смазочного материала в насосное устройство. Газовый впуск может принимать форму прохода между насосным устройством и подводящим средством. Подводящее средство может содержать невращающийся трубчатый элемент с первым концом, который проходит в канал в насосном устройстве, тем самым улучшая насосное действие потока газа и перемещение потока смазочного материала к выпускному устройству.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления изобретения указанный первый конец трубчатого элемента имеет асимметричное завершение. Эта конфигурация улучшает подачу смазочного материала из невращающегося трубчатого элемента в канал. Указанное асимметричное завершение, в качестве альтернативы, может принимать такие формы, как наклонно срезанный конец, углубление или отверстие.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления изобретения канал содержит сужение в виде радиально внутреннего кольцевого края на впуске для смазочного материала насосного устройства. Эта конфигурация приводит к ограничению потока смазочного материала из насосного устройства мимо этого края и, таким образом, направляет поток смазочного материала к выходному устройству.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления изобретения смазочное устройство содержит устройство для регулирования потока смазочного материала к насосному устройству относительно вязкости смазочного материала или некоторой другой физической характеристики, связанной с вязкостью смазочного материала. Это обеспечивает достаточное количество смазочного материала, подлежащего перемещению через канал к выпускному устройству, для создания достаточного количества тумана смазочного материала при изменяющейся вязкости смазочного материала, особенно при высокой вязкости смазочного материала. Регулирование потока смазочного материала также может иметь целью ограничение количества тумана смазочного материала с тем, чтобы уменьшить до минимума риск чрезмерной смазки, утечки и потери смазочного материала, особенно при низкой вязкости смазочного материала. Регулировочное устройство может быть размещено на впуске для смазочного материала насосного устройства, но также может быть размещено в насосном устройстве.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления изобретения поток смазочного материала к выпускному устройству регулируется относительно температуры смазочного материала. Это обеспечивает создание достаточного количества тумана смазочного материала при изменяющихся температурах и, следовательно, при изменяющихся вязкостях смазочного материала. В частности, это обеспечивает создание достаточного количества тумана смазочного материала до того, как смазочный материал достиг рабочей температуры. Поток смазочного материала, в качестве альтернативы, может регулироваться относительно некоторой другой физической характеристики, связанной с вязкостью смазочного материала, нежели чем его температура, причем характеристика может определяться реометрическими, электрическими или диэлектрическими способами.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления изобретения устройство для регулирования потока смазочного материала содержит управляемый с помощью термореле клапан. Таким образом, количество смазочного материала, перемещаемого через канал к выпускному устройству, может регулироваться на основании температуры смазочного материала простым, эффективным и надежным образом. Клапан может содержать тело клапана, на которое воздействует окружающая температура, и седло, к которому тело клапана перемещается для регулирования потока. В качестве альтернативы, трубчатый элемент соединен с седлом для управляемого с помощью термореле тела клапана. Тело клапана может содержать восковой элемент, заключенный в корпус, который, более того, выполнен таким образом, что тело клапана расширяется с увеличением температуры. Клапан, в качестве альтернативы, может быть предусмотрен с термически активирующимися участками биметаллического сплава или сплава с памятью формы или может иметь некоторую другую аналогичную конфигурацию, которая обеспечивает возможность регулирования потока смазочного материала относительно температуры.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления изобретения смазочное устройство содержит перепускной канал, который позволяет смазочному материалу проходить к выпускному устройству, когда устройство для регулирования потока смазочного материала закрыто. По меньшей мере, минимальное количество тумана смазочного материала, таким образом, создается во время работы для обеспечения достаточной смазки и охлаждения опорного устройства.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления изобретения насосное устройство соединено в осевом направлении со шпинделем центробежного сепаратора таким образом, что вращение шпинделя преобразуется во вращение насосного устройства. Необходимость в дополнительных приводных устройствах, таким образом, ограничена, и смазочное устройство имеет простую, жесткую и функционально надежную конструкцию. Насосное устройство также может быть связано некоторым другим образом со шпинделем так, что оно побуждается, посредством устройства, предусмотренного с приводными ремнями, зубчатыми колесами или тому подобным, вращаться в результате вращения шпинделя и, тем самым, качать смазочный материал, когда вращается шпиндель центробежного сепаратора. Насосное устройство также может принимать форму отдельного узла, отсоединенного от шпинделя, в случае чего смазочное устройство будет иметь отдельное приводное устройство для приведения в действие насосного устройства. В таком случае, насосное устройство может побуждаться вращаться с требуемыми частотами вращения независимо от вращения шпинделя для создания тумана смазочного материала, как необходимо.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления изобретения насосное устройство выполнено с возможностью вращения в стакане для опорного устройства, тем самым обеспечивая возможность простого осевого соединения между смазочным устройством и шпинделем центробежного сепаратора.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления изобретения стакан для опорного устройства предусмотрен, по меньшей мере, с одним каналом для перемещения газа из пространства внутри или снаружи корпуса центробежного сепаратора к насосному устройству через газовый впуск последнего. Канал для перемещения газа может принимать форму зазора между насосным устройством и стаканом для опорного устройства, причем зазор проходит в осевом направлении от пространства в стакане для опорного устройства над некоторым количеством смазочного материала, который присутствует в резервуаре для смазочного материала, до газового впуска насосного устройства.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления изобретения стакан предусмотрен, по меньшей мере, с одним проходом радиально снаружи указанного выпуска для смазочного материала, причем проход позволяет туману смазочного материала проходить из смазочного устройства к опорному устройству в корпусе центробежного сепаратора.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления изобретения стакан предусмотрен с дополнительными проходами радиально снаружи указанного выпуска для смазочного материала, в случае чего проходы разделены в окружном направлении элементами стенки. Это улучшает создание тумана смазочного материала и достигает дополнительного распыления частиц смазочного материала в нем. Форма проходов может меняться на круглую, вытянутую, четырехугольную или некоторую другую форму, соответствующую цели. Проходы могут быть расположены в радиальном направлении или под углами к радиальному направлению, чтобы тем самым увеличить количество поверхностей и краев, с которыми может сталкиваться смазочный материал, и тем самым улучшить создание тумана смазочного материала. Количество таких поверхностей и краев также может быть увеличено посредством размещения проволок, фрезерованных канавок, просверленных отверстий или тому подобного радиально снаружи выпускного устройства.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления изобретения опорное устройство содержит, по меньшей мере, первое и второе опорные средства. Выпускное устройство может быть размещено в осевом направлении со шпинделем между первым и вторым опорным средством или снаружи первого опорного средства и второго опорного средства.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления изобретения центробежный сепаратор содержит вентиляторное устройство для создания потока газа в корпусе центробежного сепаратора для перемещения тумана смазочного материала от смазочного устройства к опорному устройству.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Предпочтительные варианты осуществления изобретения описаны более подробно ниже со ссылкой на сопровождающие схематичные чертежи.

На фиг.1 изображен вид с частичным вырезом, при рассмотрении под наклоном сверху, центробежного сепаратора в соответствии с изобретением.

На фиг.2 изображено осевое сечение через центробежный сепаратор со смазочным устройством в соответствии с изобретением.

На фиг.3 изображены два взаимно повернутых осевых сечения через смазочные устройства в соответствии с изобретением, (a) с и (b) без регулировочного устройства.

На фиг.4 изображено осевое сечение через часть смазочного устройства в соответствии с изобретением.

На фиг.5 изображено осевое сечение через часть смазочного устройства в соответствии с изобретением.

На фиг.6 изображено осевое сечение через регулировочное устройство в соответствии с изобретением.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Пример центробежного сепаратора 1 в соответствии с изобретением изображен на фиг.1 и содержит шпиндель 3, приспособленный для поддерживания центробежного ротора 2. Шпиндель выполнен с возможностью вращения вокруг оси вращения, которая в изображенном примере является вертикальной, в первом опорном средстве 4 и втором опорном средстве 5 (см. фиг.2). Центробежный сепаратор содержит корпус 6, частично окружающий пространство 7, которое содержит шпиндель 3, первое опорное средство 4, второе опорное средство 5 и резервуар 8, который приспособлен для размещения некоторого количества смазочного материала. Смазочный материал является жидким при рабочих условиях центробежного сепаратора, например при его рабочей температуре, и может принимать форму смазочного масла. Центробежный сепаратор дополнительно содержит приводной двигатель 9, связанный с помощью передаточного средства 11, например приводного ремня, изображенного на фиг.1, с ременным шкивом 10, соединенным со шпинделем. Передаточное средство, в качестве альтернативы, может принимать форму карданного вала, зубчатой передачи или тому подобного, и приводной двигатель, в качестве альтернативы, может быть непосредственно соединен со шпинделем. Первое опорное средство 4, верхний подшипник, поддерживается в корпусе верхним стаканом 12 подшипника, и второе опорное средство 5, нижний подшипник, поддерживается нижним стаканом 13 подшипника.

Центробежный сепаратор содержит смазочное устройство 14, изображенное на фиг.2 и дополнительно на фиг.3, которое само содержит насосное устройство 16, выполненное с возможностью вращения. Насосное устройство 16 в примере, изображенном на чертежах, соединено со шпинделем 3 и установлено в нижнем конце шпинделя, таким образом оно вращается, когда вращается шпиндель. Насосное устройство содержит трубку 15, которая образует канал 17, проходящий от впуска 19 для смазочного материала, предназначенного для подвода смазочного материала в канал 17, до выпускного устройства 18, расположенного над уровнем смазочного материала в резервуаре 8. Выпускное устройство содержит, по меньшей мере, один выпуск 20 для смазочного материала, расположенный на большем радиальном расстоянии от осевой линии Z смазочного устройства, чем впуск 19 для смазочного материала, для подачи смазочного материала из канала. Выпускное устройство принимает форму элемента, радиально выступающего от трубки и поддерживающего указанный выпуск 20 для смазочного материала. Типично, количество выпусков для смазочного материала составляет от одного до восьми.

Указанный выпуск 20 для смазочного материала имеет, по меньшей мере, одно сужение на радиально внешней части. Сужение принимает форму съемного и взаимозаменяемого сопла 22, приспособленного для распыления смазочного материала, который проходит через сопло, в туман. Конфигурация и количество сопел выбираются для образования в достаточной мере распыленного тумана смазочного материала в достаточном количестве и для предотвращения закупоривания частицами в смазочном материале.

Насосное устройство 16 дополнительно содержит газовый впуск 23 для впуска газа в канал, и выпускное устройство 18 содержит, по меньшей мере, один газовый выпуск 24 для подачи указанного количества газа из канала. Указанные газовые выпуски 24 расположены на радиусе, большем, чем наибольший радиус газового впуска 23. Типично, количество газовых выпусков составляет от одного до восьми. Каждый газовый выпуск 24 имеет внешний конец на внешнем радиусе выпускного устройства и внутренний конец на внутреннем радиусе выпускного устройства. Внутренний конец находится во взаимодействии с газом в канале 17 и может быть выполнен таким образом, что при вращении насосного устройства 16 он проходит радиально внутрь пленки смазочного материала, которая перемещается вдоль стенок канала, т.е. он расположен на меньшем радиусе, чем внутренний радиус какого-либо из выпусков 20 для смазочного материала. Факт, заключающийся в том, что радиально внутренние части выпусков 20 для смазочного материала и газовых выпусков 24 размещены на разных радиусах в выпускном устройстве 18, по существу, приводит при вращении насосного устройства 16 к перемещению более легкого газа наружу через газовые выпуски и более тяжелого смазочного материала наружу через выпуски для смазочного материала.

На фиг.4 изображен поток смазочного материала и газа в насосное устройство во время работы. При вращении насосного устройства смазочный материал во впуске 19 для смазочного материала перемещается наружу к внутренней стенке канала 17 благодаря центробежной силе, тем самым побуждая поток смазочного материала 42 из резервуара 8 к выпускному устройству 18 через впуск 19 для смазочного материала. Поток смазочного материала имеет место в виде пленки смазочного материала, перемещающейся вдоль стенок канала 17. На входе в канал имеется сужение 21 в виде фланца, направленного радиально внутрь. Основное назначение фланца 21 заключается в обеспечении минимальной толщины указанной пленки. Фланец тем самым ограничивает поток смазочного материала от выпускного устройства. При вращении насосного устройства 16 газ перемещается под воздействием центробежной силы наружу через газовые выпуски 24 в выпускном устройстве, тем самым создавая отрицательное давление в канале 17, в результате чего смазочный материал засасывается через впуск 19 для смазочного материала, а газ засасывается через газовый впуск 23. Вращение таким образом создает поток газа 43 из каналов 33, которые выполнены с возможностью направления газа через газовый впуск 23 к выпускному устройству 18, при этом газ способствует потоку смазочного материала от впуска 19 для смазочного материала к выпускному устройству 18. Большая радиальная протяженность газовых выпусков 24 приводит к существенному воздействию центробежных сил, которые используются для побуждения потока газа и смазочного материала от газового впуска 23 к выпускному устройству 18, таким образом, поток смазочного материала поддерживается для создания тумана смазочного материала в достаточном количестве и качестве.

Следует отметить, что как смазочный материал, так и газ могут проходить в насос через газовый впуск 23 и что газ также может входить через впуск 19 для смазочного материала. Как изображено на фиг.4, впуск 19 для смазочного материала и газовый впуск 23 могут быть совмещены в общий впуск в насосном устройстве, в случае чего газ засасывается в канал 17 в виде газовых пузырьков или в виде пульсирующего или чередующегося потока смазочного материала и газа.

Изначально, часть насосного устройства 16, которая находится ниже уровня смазочного материала в резервуаре для смазочного материала, заполнена смазочным материалом. Смазочный материал, следовательно, может изначально присутствовать в каналах 33, которые предназначены для направления газа к газовому впуску 23. Вращение насосного устройства 16 создает отрицательное давление в канале 17, в результате чего смазочный материал засасывается через впуск 19 для смазочного материала и газовый впуск 23. После засасывания смазочного материала, присутствующего в каналах 33, в насосное устройство таким образом, что каналы 33 обеспечивают возможность прохождения газа, они будут направлять газ к газовому впуску 23 и далее в насосное устройство. Впуск 19 для смазочного материала насосного устройства расположен ниже уровня 44 смазочного материала в резервуаре 8 для смазочного материала. Во время работы будет поддерживаться поток смазочного материала в насосное устройство. Побуждающей силой для этого потока является разница между уровнем 44 смазочного материала в резервуаре для смазочного материала и рабочим уровнем 45 смазочного материала в насосном устройстве. Другой побуждающей силой для этого потока является отрицательное давление, создаваемое в насосном устройстве при вращении.

Смазочное устройство, как изображено на фиг.3a, может быть предусмотрено с подводящим средством в виде трубчатого элемента 30 с первым концом, который проходит в насосное устройство 16, для подвода смазочного материала. Трубчатый элемент 30 расположен концентрически с насосным устройством 16, но также может быть смещен от центра в направлении, поперечном относительно оси насосного устройства. Газовый впуск 23 выполнен в виде прохода между сужением 21 на входе в канал 17 и внешней поверхностью трубчатого элемента 30. Этот проход принимает форму кругового зазора, но также являются возможными другие конфигурации. Необходимо, чтобы круговой зазор был узким для обеспечения достаточного потока газа и смазочного материала через насосное устройство и для поддержания хорошего увлечения потока смазочного материала потоком газа, но одновременно как можно шире для облегчения изготовления и сборки. Трубчатый элемент 30 имеет на его конце, направленном к каналу 17, наклонно срезанное асимметричное завершение 31.

На фиг.5 изображен поток смазочного материала и газа в насосное устройство смазочного устройства, предусмотренного с подводящим средством в виде трубчатого элемента 30. Образом, соответствующим описанному относительно фиг.4, при вращении насосного устройства 16, газ перемещается под воздействием центробежной силы наружу через газовые выпуски 24 в выпускном устройстве, тем самым создавая отрицательное давление в канале 17, в результате чего смазочный материал засасывается через впуск 19 для смазочного материала, а газ засасывается через газовый впуск 23. Вращение таким образом создает поток газа 43 из каналов 33, которые выполнены с возможностью направления газа к выпускному устройству 18 через газовый впуск 23. Смазочный материал входит через трубчатый элемент 30 и подается к внутренней стенке канала 17, приводя к перемещению пленки смазочного материала вдоль стенок канала 17. Асимметричное завершение предназначено для облегчения подачи смазочного материала из трубчатого элемента 30 к внутренней стенке канала 17, особенно когда имеет место небольшой поток смазочного материала. Поток газа 43 в канале несет смазочный материал от впуска 19 для смазочного материала к выпускному устройству 18, тем самым поддерживая поток смазочного материала 42 из резервуара 8 к выпускному устройству 18 через впуск 19 для смазочного материала во время работы смазочного устройства.

Вращение насосного устройства 16 таким образом создает поток смазочного материала от впуска 19 для смазочного материала к выпускному устройству 18, посредством чего смазочный материал достигает указанного выпуска 20 для смазочного материала и проходит через сопло 22. При достаточном потоке смазочного материала относительно выбранных размеров сопла смазочный материал накапливается радиально внутри сопла таким образом, что вследствие центробежных сил накопленное количество увеличивает давление на смазочный материал, который проходит через сопло, в результате чего смазочный материал эффективно распыляется и создается туман смазочного материала в достаточном количестве и качестве.

Вначале, до перемещения достаточного количества смазочного материала к выпускному устройству, как выпуски 20 для смазочного материала, так и газовые выпуски 24 будут подавать газ при вращении насосного устройства. Когда температура смазочного материала повышается от начальной исходной температуры до рабочей температуры и вязкость смазочного материала, следовательно, уменьшается, как газ, так и смазочный материал могут побуждаться проходить через выпуски 20 для смазочного материала.

Смазочное устройство 14 может дополнительно содержать, как изображено на фиг.2, регулировочное устройство 25, приспособленное для регулирования потока смазочного материала из резервуара 8 для смазочного материала к выпуску 20 для смазочного материала через насосное устройство 16. Как изображено на чертеже, регулировочное устройство 25 размещено на впуске 19 для смазочного материала, но также может быть размещено в насосном устройстве 16, в котором соответствующим образом оно будет приспособлено для регулирования потока смазочного материала.

Регулировочное устройство 25, см. фиг.6, содержит дроссель в виде клапана, который регулирует поток смазочного материала на основании температуры смазочного материала. Клапан содержит тело 26 клапана, на которое воздействует окружающая температура, и седло 27, к которому тело клапана перемещается, чтобы тем самым регулировать поток. Тело клапана содержит восковой элемент, заключенный в корпус, и выполнено таким образом, что оно расширяется с увеличением температуры. Тело клапана окружено с каждой стороны первым пружинным средством 28 и вторым пружинным средством 29, первое 28 из которых относительно слабее, чем второе 29, и приспособлено для поддержания тела 26 клапана на расстоянии от седла 27, когда тело клапана сжато, а клапан открыт. Второе пружинное средство 29 приспособлено для обеспечения дополнительного расширения тела клапана, когда тело 26 клапана и седло 27 находятся в контакте, для предотвращения повреждения клапана. Как изображено на фиг.2 и 3, регулировочное устройство 25 приспособлено для регулирования потока смазочного материала из резервуара 8 для смазочного материала к впуску 19 для смазочного материала насосного устройства.

Трубчатый элемент 30 имеет на своем конце, который направлен от канала 17, поверхность, которая служит в качестве седла 27 для тела 26 клапана. Седло 27 и тело 26 клапана выполнены таким образом, что когда они прилегают друг к другу, они позволяют ограниченному потоку смазочного материала проходить между седлом 26 и телом 27 клапана. Седло или тело клапана, таким образом, может быть предусмотрено с перепускным каналом 34, например канавкой, для прохождения смазочного материала, или с дистанционирующими элементами, которые предотвращают плотное закрывание клапана и седла. Перепускной канал 34 для прохождения смазочного материала также может быть предусмотрен посредством ограничения перемещения тела клапана или некоторым другим известным способом.

Смазочное устройство 14 размещено в стакане для нижнего подшипника, стакане 13 нижнего подшипника, который проходит от корпуса 6 центробежного сепаратора к шпинделю 3. Стакан проходит от нижней поверхности корпуса и выполнен таким образом, что он окружает смазочное устройство 14. Стакан 13 нижнего подшипника предусмотрен с проходами и каналами 32 для перемещения смазочного материала из резервуара 8 для смазочного материала к впуску 19 для смазочного материала насосного устройства, причем проходы могут быть предусмотрены с фильтрами для отфильтровывания частиц в смазочном материале.

Стакан 13 нижнего подшипника предусмотрен, по меньшей мере, с одним каналом 33 для перемещения газа из пространства внутри или снаружи корпуса 6 центробежного сепаратора к насосному устройству 16 через газовый впуск 23 последнего. Как изображено на фиг.2, канал 33 для перемещения газа принимает форму зазора между внешней поверхностью насосного устройства 16 и стаканом 13 нижнего подшипника, причем зазор проходит в осевом направлении от пространства в стакане нижнего подшипника над некоторым количеством смазочного материала, который присутствует в резервуаре 8 для смазочного материала, до области газового впуска 23 насосного устройства.

Стакан 13 нижнего подшипника дополнительно предусмотрен с проходами 35 радиально снаружи выпускного устройства 18 смазочного устройства 14 для обеспечения возможности прохождения смазочного материала и газа. Проходы 35 распределены в окружном направлении и заданы с контуром с помощью элементов 37 стенки. Элементы 37 стенки выполнены таким образом, что смазочный материал из выпусков для смазочного материала наталкивается на один или более краев и/или поверхностей на элементах стенки, тем самым улучшая создание тумана смазочного материала. Смазочный материал направляется в виде тумана смазочного материала в пространство снаружи смазочного устройства во взаимодействии с пространством 7 в корпусе центробежного сепаратора, причем пространство позволяет туману смазочного материала проходить из смазочного устройства 14 к опорному устройству. Центробежный сепаратор дополнительно содержит вентиляторное устройство 36, которое связано со шпинделем 3 и размещено в осевом направлении над верхним подшипником 4 и приспособлено для поддержания, при вращении шпинделя, циркуляционного потока воздуха и тумана смазочного материала в пространстве 7. Туман смазочного материала перемещается с потоком к верхнему подшипнику 4, где он смазывает и охлаждает указанный подшипник.

Нижний подшипник 5 расположен в осевом направлении выше выпускного устройства 18 в стакане 13 нижнего подшипника. Туман смазочного материала также направляется вверх через стакан 13 нижнего подшипника к нижнему подшипнику 5, где он смазывает и охлаждает указанный подшипник. Стакан 13 нижнего подшипника предусмотрен на внутренней стороне с канавкой 38 в осевом направлении ниже нижнего подшипника 5 и в осевом направлении выше проходов 35, которые расположены радиально снаружи выпускного устройства 18 смазочного устройства 14. Канавка 18 приспособлена для предотвращения перемещения смазочного материала вдоль внутренней стенки стакана к нижнему подшипнику 5. Канавка 38 может опустошаться наружу относительно стакана 13 нижнего подшипника или к указанным проходам. Как изображено на фиг.3, насосное устройство 16 предусмотрено в осевом направлении между выпускным устройством 18 и нижним подшипником 5 с радиально выступающим диском 39, который защищает нижний подшипник 5 от непосредственного столкновения с большими каплями смазочного материала, но который не предотвращает прохождение тумана смазочного материала. Этот радиально выступающий диск 39 размещен на или рядом со сливной канавкой 39 на внутренней стороне стакана 13 нижнего подшипника и выполнен таким образом, что смазочный материал отбрасывается и сливается с тем, чтобы затем вернуться в резервуар для смазочного материала. Радиально выступающий диск может быть предусмотрен с проходами или отверстиями 40 для перемещения газа и тумана смазочного материала из пространства в выпускном устройстве к нижнему подшипнику 5. Диск также может быть предусмотрен с отверстиями 41 на внутреннем радиусе для перемещения пленки смазочного материала к нижнему подшипнику. Диск 39 предусмотрен на его стороне, которая направлена к нижнему подшипнику, с опорными поверхностями, на которых располагается нижний подшипник 5 при установке смазочного устройства 14 и нижнего подшипника 5 в стакане 13 нижнего подшипника.

Изобретение относится к центробежному сепаратору и предназначено для сепарации, по меньшей мере, первого компонента и второго компонента из подаваемой среды, которая может быть в жидкой или газовой фазе и может содержать различные типы материалов в виде твердых частиц. Центробежный сепаратор содержит шпиндель, который установлен с возможностью вращения в центробежном сепараторе посредством опорного устройства и соединен с ротором, в котором во время работы осуществляется центробежная сепарация, приводное устройство, которое во время работы вызывает вращение шпинделя и ротора, смазочное устройство и насосное устройство. Смазочное устройство содержит резервуар, выполненный с возможностью размещения некоторого количества смазочного материала. Насосное устройство размещено в центробежном сепараторе и вращается вокруг центральной оси. Насосное устройство содержит впуск для смазочного материала, расположенный на первом радиально внутреннем уровне, для получения смазочного материала из резервуара для смазочного материала, выпускное устройство для подачи, по меньшей мере, части указанного смазочного материала из смазочного устройства в виде тумана смазочного материала и канал для перемещения смазочного материала от впуска для смазочного материала к выпускному устройству. Выпускное устройство содержит, по меньшей мере, один выпуск для смазочного материала, расположенный снаружи первого радиально внутреннего уровня. Центробежный сепаратор содержит корпус, который, по меньшей мере, частично окружает опорное и смазочное устройства и который позволяет туману смазочного материала проходить из смазочного устройства к опорному устройству. Насосное устройство содержит газовый впуск для подвода некоторого количества газа в канал, и выпускное устройство содержит газовый выпуск для подачи указанного количества газа из канала. При вращении насосного устройства поток газа поддерживается от газового впуска до газового выпуска таким образом, что поток газа несет с собой смазочный материал, присутствующий в канале, к выпускному устройству. Техническим результатом является обеспечение надлежащей смазки одного или более подшипников в центробежном сепараторе. 20 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Центробежный сепаратор (1), содержащий шпиндель (3), который установлен с возможностью вращения в центробежном сепараторе посредством опорного устройства (4, 5) и соединен с ротором (2), в котором во время работы осуществляется центробежная сепарация, приводное устройство (9), которое во время работы вызывает вращение шпинделя и ротора, и смазочное устройство (14), причем смазочное устройство содержит резервуар, выполненный с возможностью размещения некоторого количества смазочного материала (8), и насосное устройство (16), которое размещено в центробежном сепараторе и вращается вокруг центральной оси (Z),
причем насосное устройство содержит впуск (19) для смазочного материала, расположенный на первом радиально внутреннем уровне, для получения смазочного материала из резервуара для смазочного материала, выпускное устройство (18) для подачи, по меньшей мере, части указанного смазочного материала из смазочного устройства в виде тумана смазочного материала и канал (17) для перемещения смазочного материала от впуска для смазочного материала к выпускному устройству, причем выпускное устройство содержит, по меньшей мере, один выпуск (20) для смазочного материала, расположенный снаружи первого радиально внутреннего уровня,
причем центробежный сепаратор содержит корпус (6), который, по меньшей мере, частично окружает опорное устройство (4, 5) и смазочное устройство (14) и который позволяет туману смазочного материала проходить из смазочного устройства к опорному устройству,
отличающийся тем, что насосное устройство содержит газовый впуск (23) для подвода некоторого количества газа в канал, и выпускное устройство содержит газовый выпуск (24) для подачи указанного количества газа из канала, в соответствии с чем при вращении насосного устройства поток газа поддерживается от газового впуска до газового выпуска таким образом, что поток газа несет с собой смазочный материал, присутствующий в канале, к выпускному устройству.

2. Центробежный сепаратор по п.1, в котором указанный газовый выпуск содержит трубчатый канал и проходит от радиально внешней части выпускного устройства до радиально внутренней части выпускного устройства на втором радиально внутреннем уровне и при вращении смазочного устройства осуществляет перенос указанного количества газа от газового впуска к выпускному устройству.

3. Центробежный сепаратор по п.2, в котором указанный выпуск для смазочного материала содержит трубчатый канал и проходит от радиально внешней части выпускного устройства до радиально внутренней части выпускного устройства снаружи второй радиально внутренней части, и при вращении смазочного устройства подает указанный смазочный материал в виде тумана смазочного материала.

4. Центробежный сепаратор по п.3, в котором указанный выпуск для смазочного материала содержит одно или более сужений или сопел (22).

5. Центробежный сепаратор по п.1, в котором смазочное устройство содержит подводящее средство (30) для подвода смазочного материала в насосное устройство (16).

6. Центробежный сепаратор по п.5, в котором газовый впуск (23) принимает форму прохода между насосным устройством (16) и подводящим средством (30).

7. Центробежный сепаратор по п.6, в котором подводящее средство (30) содержит трубчатый элемент с первым концом, который проходит в канал (17) в насосном устройстве.

8. Центробежный сепаратор по п.7, в котором указанный первый конец трубчатого элемента имеет асимметричное завершение (31).

9. Центробежный сепаратор по п.1, в котором канал содержит сужение (21) на впуске (19) для смазочного материала насосного устройства.

10. Центробежный сепаратор по п.7, в котором смазочное устройство содержит устройство (25) для регулирования потока смазочного материала к выпускному устройству относительно физической характеристики, относящейся к вязкости смазочного материала.

11. Центробежный сепаратор по п.10, в котором поток смазочного материала к выпускному устройству регулируется относительно температуры смазочного материала.

12. Центробежный сепаратор по п.11, в котором устройство для регулирования потока смазочного материала содержит управляемое с помощью термореле тело (26) клапана.

13. Центробежный сепаратор по п.12, в котором трубчатый элемент (30) соединен с седлом (27) для управляемого с помощью термореле тела клапана.

14. Центробежный сепаратор по п.10, в котором устройство для регулирования потока смазочного материала содержит перепускной канал (34), который позволяет смазочному материалу проходить к выпускному устройству, когда устройство для регулирования потока смазочного материала закрыто.

15. Центробежный сепаратор по любому из пп.1-14, в котором насосное устройство соединено в осевом направлении со шпинделем центробежного сепаратора таким образом, что вращение шпинделя преобразуется во вращение насосного устройства.

16. Центробежный сепаратор по п.15, в котором насосное устройство выполнено с возможностью вращения в стакане для опорного устройства (13).

17. Центробежный сепаратор по п.16, в котором стакан для опорного устройства имеет, по меньшей мере, один канал (33) для перемещения газа из пространства внутри или снаружи корпуса центробежного сепаратора к газовому впуску (23).

18. Центробежный сепаратор по п.16, в котором стакан имеет, по меньшей мере, один проход (35), который находится радиально снаружи указанного выпуска для смазочного материала и который обеспечивает возможность прохождения тумана смазочного материала.

19. Центробежный сепаратор по п.18, в котором стакан имеет дополнительные проходы радиально снаружи указанного выпуска для смазочного материала, причем проходы разделены в окружном направлении элементами (37) стенки.

20. Центробежный сепаратор по любому из пп.1-14, в котором опорное устройство содержит, по меньшей мере, первое опорное средство (4) и второе опорное средство (5).

21. Центробежный сепаратор по п.20, причем центробежный сепаратор содержит вентиляторное устройство (36) для создания потока газа в корпусе центробежного сепаратора для перемещения тумана смазочного материала от смазочного устройства к опорному устройству.