Центрифуга со шнековой выгрузкой осадка Советский патент 1983 года по МПК B04B9/00 

Изобретение относится к машиностроению, точнее к химическому машиностроению, и может быть использовано при разделении жидких неоднородных систем в химической, пищевой и других отраслях промышленности. Известны шнековые осадительные центрифуги, в которых разделение суспензии происходит вцилиндро-кони ческом роторе, а осевшая твердая фаза удаляется шнеком за счет разности угловых скоростей ротора и шне ка, достигаемой с помощью редуктора 1. редуктор, представляющий собой обычно планетарную зубчатую или почную передачу, имеет определенное передаточное отношение и рассчитан на номинальный К тящий момент, определяемый из прочности зацепления подшипников и других элементов ре-дуктора. . В большинстве случаев на шнеке или на редукторе является постоянным и зависит в основном от про изводительности машины по твердой фа зе, физических свойств суспензии, геометрии рабочих органов и скорост Встречаются, однако, производства, гд величина момента на шнеке и расчетная производительность по осадку не обеспечиваются. Причина этого яв ления заключается в наличии автоколебаний шнека, возникавашх при рабо те с продуктами, у которых коэффициа ент внешнего трения падает с увеличением скорости скольжения. К типичным представителям таких продуктов относятся полимерные мате риалы, в частности поливинилхлорид. Пульсация момента на птнёке при разделении поливинйлхлорида приводит к перегрузкам редуктора, срабатыванию блокировки и резкому снижению производительности. Одним из методов борьбы с автоко лебаниями шнека является применение специальных демпфирующих устройств. Эти устройства в большинстве сво ем представляют собой демпфер сухого трения, состоящий из двух подпру жиненных между собой дисков, причем сами устройства устанавливаются между шнеком и редуктором 2}. Такая установка демпферов внутри машины затрудняет к ним доступ, не дает возможности осуществлять их ре гу 1ировку и не обеспечивает надежной защиты от пульсации момента. Наиболее близкой по технической сущности и достигаелгому результату к изобретению является центрифуга, содержащая станину, ротор, размещен ный внутри него шнек, привод, вклнга квшй редуктор и устройство для гаию ния крутильных колебаний шнека/ со-держащее упругий элемент и демпфер, состоящий из корпуса и двух фрикционных дисков, связанных пружиной. Принципиально-узел выглядит следукадим образом. Выходной вал редуктора (неподвижная центральная шестерня) жестко соединяется с торсионным валиком или плоской пластиной-пружиной. Этот упругий элемент воспринимает крутящий момент от шнека через редуктор и позволяет выходному .ва-: лу совершать крутильные колебания при наличии возбуждения (автоколебаний) на шнеке. Одновременно на выходном валу устанавливается тормозн.ой диск, являющийся элементом фрикционного демпфера. Подбирая надлежащим образом жесткость упругого элемента, можно достичь максимальных амплитуд колебаний выходного вала, которые устраняются демпфером, а следовательно, гасятся и автоколебания шнека. Для защиты редуктора от перегрузок- в торсионе Г5 едусматривается участок с ослабленным сечением на срезЧ При срезе . торсиона, однако, не предусматривается остановка главного привода машины .. К недостаткам указанного прототипа следует отнести невозможность обеспечить надлежащую жесткость и щ)очность торсионов и пластин-пружин при больших моментах на редуктс« е, например свыше 2060 кзгм, и малых передаточных числах редуктора в пределах 60-70} торсион ослабленным сечением на срез не обеспечивает защиты редуктора от перегрузок, поскольку редуктор воспринимает дополнительный момент от параллельного включения демпфераJ срабатывание устройства при перегрузках не отключает привод машины. Цель изобретения - повышение надежности в работе центрифуги . Поставленная цель достигается тем, что в центрифуге со шнековой выгрузкой осадка, содержащей станину, ротор, размещенный внутри него шнек, привод, включакяций редуктор, и устройство дйя гашения крутильных колебаний шнека, содержащее упругий элемент и демпфер, состоящий из корпуса и двух фрикционных дисков, связанных прузшной, устройство для гашения крутильных колебаний шнека снабжено установленной на выходном конце вала редуктора муфтой предельного момента, связанной с одним из фрикционных дисков демпфера и втулкой, прикрепленной к этому же диску, установленной в подшипниках в корпусе демпфера и имекядей рычаг, связанный с упругим элементом, укрепленным на направляющей с возможностью перемещения вдоль рычага, при этом другой диск выполнен полым для циркуляции охлаждакяцей жидкости и установлен на корпусе демпфера с возможностью перемещения вдоль оси выходного вала редуктора.

Кроме того, на корпусе демпфера может быть закреплен ограничитель поворота рычага.

На фиг. 1 показана принципиальная схема центрифуги с устройством для гашения крутильных колебаний) на фиг. 2 - схема устройства; на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 2.

Центрифуга (фиг. 1) состоит из ротора 1 с коренными подшипниками 2 шнека 3, связанного через шлицевой вал 4 с редуктором 5,. питающей трубы 6, кожуха 7 и станины 8. Привод машины осуществляется от.шкива 9, а для гашения крутильных колебаний шнека используется устройство 10,

Устройство для гашения крутильных колебаний (фиг. 2), жестко связанное с выходным валом 11 редуктора 5, включает в себя колеблющуюся массу, состоящую из обоймы 12 с закрепленными на ней диском 13 и муфтой 14 щзедельного момента.

Обойма 12 установлена в подшипниках 15, расположенных в неподвижной стойке 16. 14 (конструкция может быть любой, например, кулачкового типа) регулируется на передаваемый редуктором 5 момент с помсадью затяжки пружины 17, а шток 18 используется при срабатывании муфты 14 для замыкания конечного выключателя 19 через рычаг 20. Диск 13 вместе с неподвижным кольцом 21 и пружинами 22 образует пару трения, которая служит для демпфирования крутильных колебаний за счет сухого трения (кольцо 21 выполнено полым для- возможной подачи охлаждающей жидкости). Обойма 12 имеет рычаг 23, связанный с пружиной 24. Для регулирования крутильной жесткости устройства 10, врспринимаквдего через выходной вал li момент на инеке 3, концы пружины 24 с помощью зажимов 25 могут устанавливаться на различном плече ры4dra 23, при этом верхний зажим 25 скользит по .рычагу 23, а нижний по направляющей 26. Ограничитель 27 поворота рычага, установленный на стойке 16, служит для аварийного ограничения деформации пружины 24. Винтовое устройство 28, вворачиваваемое в стойку 16,используется для возврата через рычаг 20 и шток 18 муфты 14 в рабочее положение.

Центрифуга работает следующим образом.

Суспензия, непрерывно поступающая во вращающийся, ротор 1 по питакицей трубе 6, разделяется на компоненты фугат выходит со стороны большего дигилетра ротора, а осадок за счет

разности угловых скоростей ротора 1 и шнека 3, обеспечиваемой редуктором 5 , транспортируется к меньшему диаметру. Разделенные компоненты попадают в кожух 7. Выходной вал 11 редуктора (фиг. 2), жестко связанный через муфту 14 с обоймой 12, при работе центрифуги воспринимает движущий момент через редуктор от шнека 3 и уравновешивающий момент от

10 упругой силы пружины 24. Автоколебания шнека 3 вызывают крутильные колебания выходного вала 11, которые при надлежащей Установке (настройке) пружины 24 могут стать значительными (резонансный режим). Добив5шись такого режима, поджатием пружин 22 демпфера прижимают кольцо 21 к диску 13 и доводят амплитуду колебаний выходного вала 11 до минимума.

При этом устраняются колебания

0 шнека 3 и пульсирующий/момент на шнеке 3 сглаживается, что создает благоприятные условия для работы редуктора 5 и не вызывает срабатывания муфты 14 при пиковых моментах.

5 Для отвода тепла от пары трения (демпфера) в полость кольца 21 подается охлаждающая жидкость. Муфта 14 воспринимает суммарный момент ОТ демпфирования и пружины 24, что

0 гарантирует невозможность работы редуктора 5 .с моментом, превышающим допустимый,

В случае перегрузки редуктора 5 пружина 17 под действием повышенно5го момента сжимается и позволяет сместиться штоку 18, который замыкает конечный выключатель 19 через рычаг 20. При этом одна из полумуфт муфты 14 связанная с выходным ва0лом 11 редуктора, получает возможность вращаться с выходным валом 11 как одно целое и снимается перегрузка с редуктора 5, отключается электродвигатель машины.

Вращением винтового устройства

5 28 оттягивается рычаг 20, вместе с ним - шток 18, сжимается пружина 17 и муфта 14 возвращается в рабочее положение.

По сравнению с прототипом изобре0тение обеспечивает возможность работы центрифуги с моментами на редукторе CBbsae 2000 кгм и на малых передаточных числах редуктора в пределах 60-70 за счет отказа от применения

5 торсионов и пластин-пружин, уменьшение габаритов машины за счет отказа от применения в устройстве в качестве упругих элементов торсионов или плоских пластин-пружин и возмож0ность отключения главного привода машины при срабатывании устройства при перегрузках за счет установки iконечного выключателя.

г1

У///// //77///////// фаг.З

1. ЦЕНТРИФУГА СО ШНЕКОВОЙ /ВЫГРУЗКОЙ ОСАДКА, содержащая станину, ротор, размещенный внутри него шнек, привод, включающий редуктор, и устройство для гашения крутильных колебаний (инека, содержащее упругий iэлемент и демпфер, состоящий из корпуса и двух й икционшлх дисков, связанных пружиной, отличающая с я тем, что, с целью повышения надежности в работе, устройство для гашения крутильных колебаний шнека установленной на выходном конце ва.ла редуктора муфтой предельного момента, связанной с одним из фрикционных дисков демпфера и втулкой, .прикрепленной к этому же диску, установленной в подшипниках в корпусе демпфера и имеющей рычаг, связанный с упругим элементом, укрепленным на направлянвдей с возможностью переме-, щения вдоль рычага, при этом другой диск выполнен .полым для циркуляции охлаждающей жидкости и установлен § на корпусе демпфера с возможностью перемещения вдоль оси выходного ва(Л ла редуктора. 2. Центрифуга по п. 1, о т л ич а ю щ а я с я на корпусе демпфера закреплен ограничитель поворота рычага.