Вибрационная центрифуга Российский патент 2024 года по МПК B04B3/06 

Изобретение относится к устройствам для разделения суспензий на жидкую и твердую фазы при помощи центробежных сил, а именно к фильтрующим центрифугам с вибрационной выгрузкой осадка, и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности.

Известна фильтрационная вертикальная вибрационная центрифуга, состоящая из корпуса, рабочего органа, внутри которого параллельно его образующей установлены магниты, приводов для вибрационного и вращательного движений рабочего органа (Патент СССР 312625, МКП B04b 3/06. Вертикальная вибрационная центрифуга для обезвоживания полезных ископаемых/ Потураев В.Н. 1971, Бюллетень №26).

Недостатком технического решения является низкая надежность вибрационного привода рабочего органа центрифуги из-за передачи значительных динамических усилий на подшипниковые узлы, наличие большого числа трущихся и изнашивающихся деталей.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является вибрационная центрифуга, состоящая из корпуса, рабочего органа, привода вращательного движения рабочего органа от двигателя вращения, вибрационного привода рабочего органа в вертикальной плоскости от линейного асинхронного электродвигателя, индукторы которого жестко закреплены на основании, а ротором является кольцо с симметричными сквозными отверстиями, подвижное и подпружиненное в вертикальной плоскости и выполненное из металла с высокой электропроводностью (Вибрационная центрифуга Линенко А.В., Аипов Р.С., Халилов Б.Р., Камалов Т.И., Гильванов В.Ф. Патент на изобретение RU 2678008 С1, 22.01.2019. Заявка №2018108498 от 07.03.2018). Недостатком технического решения является низкое тяговое усилие, передаваемое от линейного асинхронного электродвигателя рабочему органу, в вертикальной плоскости.

Технической задачей изобретения является повышение тягового усилия на рабочем органе в вертикальной плоскости без повышения установленной мощности линейного асинхронного электродвигателя за счет применением системы рычагов.

Техническая задача достигается тем, что в фильтрационной вертикальной вибрационной центрифуге, состоящей из корпуса, рабочего органа, привода вращательного движения рабочего органа от двигателя вращения, вибрационного привода рабочего органа в вертикальной плоскости от линейного асинхронного электродвигателя, индукторы которого жестко закреплены на основании, а ротором является кольцо с симметричными сквозными отверстиями, подвижное и подпружиненное в вертикальной плоскости и выполненное из металла с высокой электропроводностью, рабочий орган соединен с кольцом через систему рычагов.

Наличие системы рычагов позволит увеличить тяговое усилие, передаваемое от линейного электродвигателя рабочему органу, без повышения установленной мощности вибрационного привода. Чем больше плечо рычагов, тем больше будет сила тяги, передаваемая от ротора рабочему органу.

В момент вращения рабочего органа с постоянной скоростью, когда часть ротора (в виде кольца) без отверстий располагается напротив индукторов линейного электродвигателя (ЛЭД), возникает электромагнитная сила, под действием которой кольцо, соединенное с рабочим органом с помощью рычагов, приходит в поступательное движение, к примеру, вниз в вертикальной плоскости. Тяговое усилие посредством системы рычагов передается от кольца рабочему органу, и рабочий орган, также приходит в поступательное движение вниз. При этом упругие элементы, расположенные под рабочим органом, сжимаются. По мере вращения кольца наступает момент, при котором симметрично расположенные отверстия кольца находятся напротив индукторов ЛЭД. При этом электромагнитное поле пропадает и за счет энергии, накопленной в упругих элементах, рабочий орган и кольцо возвращаются в исходное состояние, продолжая при этом совершать вращательное движение. Далее в момент, когда напротив индукторов будут проходить части кольца без отверстий, кольцо и рабочий орган снова придут в поступательное движение и далее описанный процесс повторится. Частота колебаний рабочего органа, в данном случае, определяется количеством симметричных отверстий и частотой вращения кольца. Так как амплитуда колебаний рабочего органа имеет небольшое значение, зазор между кольцом и индукторами ЛЭД практически не изменяется.

На фиг. 1 показан общий вид предлагаемого устройства. На фиг. 2 показано положение кольца (его часть) в момент, когда напротив индукторов расположены части кольца без отверстий. На фиг. 3 положение кольца (его часть) в момент, когда напротив индукторов расположены части кольца с отверстиями. На фиг. 4 - разрез А-А по фиг. 1.

Центрифуга имеет корпус 1, опирающийся на основание 11. Внутри корпуса находится рабочий орган 3, связанный через диск 14, вал 13, рычаги 6 и упругие элементы 7 с горизонтально расположенным шкивом 8. Шкив 8 при помощи клиновых ремней 10 получает вращение от шкива 9, закрепленного на валу электродвигателя 4. При вращении шкива 9 рабочий орган 3 центрифуги приводится во вращение через шлицевое соединение 12. Внутри корпуса 1 центрифуги, параллельно образующей рабочего органа 3, установлена приемная воронка 2 (фиг. 1).

Внутри корпуса 1 размещен линейный электропривод вибрационного движения рабочего органа 3 в вертикальной плоскости, представляющий собой ЛЭД, состоящий из нескольких индукторов 5, жестко закрепленных на основании 11, а ротором является кольцо 16, на котором выполнены симметричные сквозные отверстия 15. Кольцо 16 через систему рычагов 6 соединено с рабочим органом 3 (фиг. 4). Кольцо 16 выполнено из металла с высокой электропроводностью (например, из алюминия или меди) и может быть изготовлено из алюминиевого или медного трубного проката цилиндрической формы или алюминиевой или медной пластины, из которой формируется трубный цилиндр, на котором выполняют сквозные симметричные отверстия 15, причем величина размера одного отверстия должна быть не меньше размера рабочей поверхности одного индуктора [Насар С.А., Болдеа И. Линейные тяговые электрические машины: Пер. с англ. / Под ред. д-ра техн. наук А.С. Курбасова. М.: Транспорт, 1981. 176 с].

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения на электродвигатель 4, рабочий орган 3 центрифуги и кольцо 16 будут совершать вращательное движение вокруг своей оси, передаваемое через шлицевое соединение 12 от шкива 8, при этом индукторы 5 ЛЭД постоянно подключены к сети.

В момент вращения, когда часть кольца 16 без отверстий находится напротив индукторов 5 ЛЭД, возникает электромагнитная сила, под действием которой кольцо 16, соединенное с рабочим органом 3 с помощью системы рычагов 6 приходит в поступательное движение, к примеру, вниз в вертикальной плоскости. Тяговое усилие посредством системы рычагов 6 передается от кольца 16 рабочему органу 3, и рабочий орган 3, также приходит в поступательное движение вниз (фиг. 2). При движении кольца 16 упругие элементы 7 сжимаются. По мере вращения кольца 16, наступает момент, при котором отверстия 15 в кольце располагаются симметрично относительно индукторов 5 ЛЭД, при этом электромагнитная сила исчезает и под действием потенциальной энергии, накопленной в упругих элементах 7, кольцо 16 возвращается в исходное состояние (фиг. 3), продолжая совершать вращательное движение. Затем часть кольца 16 без отверстий снова располагается напротив индукторов 5 и далее описанный процесс повторяется. При этом рабочий орган 3 совершает вибрационно-вращательное движение. Величина размера одного отверстия 15 на кольце 16 должна быть не меньше размера рабочей поверхности одного индуктора 5, что обеспечит возврат рабочего органа 3 в исходное положение за счет упругих элементов 7 в момент, когда симметричные отверстия 15 расположены напротив индукторов 5 ЛЭД.

При работе центрифуги суспензия поступает в приемную воронку 2, и попадая на рабочий орган 3, равномерно растекается. Под действием центробежного поля частицы твердой фазы отрываются от рабочего органа 3 и поступают в сборочную воронку и далее - на приемную ленту транспортера или в накопительный бункер. Жидкая фаза центробежными силами отбрасывается в радиальном направлении от рабочего органа 3 и удаляется наружу.

Изобретение относится к устройствам для разделения суспензий на жидкую и твердую фазы при помощи центробежных сил, а именно к фильтрующим центрифугам с вибрационной выгрузкой осадка, и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности. Устройство состоит из корпуса, рабочего органа, привода вращательного движения рабочего органа от двигателя вращения и вибрационного привода рабочего органа в вертикальной плоскости от линейного асинхронного электродвигателя, индукторы которого жестко закреплены на основании. Ротор подвижен в вертикальной плоскости и соединен с рабочим органом через систему рычагов. Изобретение обеспечивает повышение тягового усилия на рабочем органе. 4 ил.

Вибрационная центрифуга, состоящая из корпуса, рабочего органа, привода вращательного движения рабочего органа от двигателя вращения, вибрационного привода рабочего органа в вертикальной плоскости от линейного асинхронного электродвигателя, индукторы которого жестко закреплены на основании, а ротором является кольцо с симметричными сквозными отверстиями, подвижное и подпружиненное в вертикальной плоскости и выполненное из металла с высокой электропроводностью, отличающаяся тем, что рабочий орган соединен с кольцом через систему рычагов.