Центробежный очиститель жидкости Советский патент 1984 года по МПК B04B1/06 

4

О5

О

со

Изобретение относится к отделению рабочих жидкостей от нерастворимых загрязнений в силовом поле, а именно к центробежным очистителям, и может быть использовано для очистки гидравлических систем строительных, дорожных, и транспортных машин, а также в других отраслях народного хозяйства.

Известен центробежный очиститель жидкости, включающий цилиндрический ротор с размещенной внутри него спиралевидной вставкой, витки которой соединены по торцам радиальными ребрами 1.

Однако при очистке сильно загрязненных жидкостей данный очиститель имеет низкую производительность в связи с необходимостью частой остановки для очистки вставки от накопившегося осадка. Сам процесс очистки спираль,ной вставки, имеющей малый зазор между витками, требует полной разборки очистителя и извлечения вставки, что является операцией длительной и трудоемкой. Кроме того, при очистке наиболее крупные частицы оседают в начальном участке вставки, перекрывая мальш зазор между пластинами, что увеличивает гидравлическое сопротивление, снижает эффективность работы очистителя и уменьшает его производительность.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является центробежный очиститель, включающий цилиндрический ротор, установленную в нем на оси, имеющей отверстия для подвода очищаемой и отвода очищенной жидкостей, разделительную вставку и тормозное устройство. Вставка состоит из пакетов, расположенных по концентрическим окружностям пластин , имеющих подвижные оси, на которых размещены радиальные ребра 2.

Недостатком известного устройства является малая производительность, обусловленная низкой эффективностью очистки вставки ротора, а также необходимостью периодической разборки центробежного очистителя.

Очистка вставки происходит под действием составляющей центробежной силы, направленной по касательной к образующей пластины, и определяется по формуле

Т Рц-smD, где Рц - центробежная сила, действующая

на частицу загрязнителя; oi -угол поворота оси с пакетом пластин.

Величина силы Т недостаточна для пре одоления сил трения между частицами загрязнителя, а следовательно, и для эффективного сброса уплотненного осадка, особенно его низких слоев.

Кроме того, в устройстве так же полностью не исключена периодическая разборка центробежного очистителя для извлечения осадка с поверхности ротора.

Цель изобретения - повыщение производительности очистителя.

Указанная цель достигается тем, что в центробежном очистителе жидкости, включающем цилиндрический ротор, установленную в нем на оси, имеющей отверстия для подвода очищаемой и отвода очищенной жидкостей, разделительную вставку и тормозное устройство, вставка состоит из основания и, концентрично установленных цилиндрических обечаек со спиральными канавками на наружной поверхности, при этом в основании вставки выполнены вырезы, сопла гидропривода и установлена втулка, имеющая выступы, размещенные в указанных вырезах и подпружиненные относительно них, и отверстия, совпадающие с соплами основания в период очи5 стки Жидкости, причем под основанием вставки установлен клапан, перекрывающий кольцевой канал между основанием и стенкой ротора.

На фиг. 1 показан центробежный очиститель, общий вид; в разрезе (в двигатель0 ном режиме); на фиг. 2 - то же, в период торможения; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Центробежный очиститель состоит из ротора 1, внутри которого жестко закреплена вставка 2, состоящая из основания и концентрично расположенных обечаек 3, на боковой поверхности каждой из которых выполнены спиральная канавка 4. Цосредством опор 5 скольжения ротор посажен на неподвижную ось 6 верхней части которой выполнен канал 7, сообщающийся посредством отверстий 8 с внутренней -полостью ротора 1. В нижней части вставки 2 выполнены сопла 9 гидропривода, размещенные диаметрально и направленные в противоположные стороны. Сопла 9 в двигательном режиме совпадают с отверстиями 10, выполненными в подвижной втулке 11, установленной во вставке 2. В основании вставки 2 имеются вырезы 12, в которых,-поджимая выступы 13 подвижной втулки 11, расположены упругие элементы 14. В нижней части неподвижной оси 6 имеется канал 15, сообщающийся посредством отверстий 16 с внутренней полостью вставки 2. Ротор 1 с вставкой 2 опирается посредством упорного подщипника 17 на неподвижную втулку 18. Кольцевой канал, образованный ро5 тором 1 и вставкой 2, снизу закрыт клапаном 19, поджатым упругим элементом 20, закрепленным на буртике 21 неподвижной втулки 18. К нижней части ротора 1 присоединен поддон 22 для слива фугата. Ротор 1 центробежного очистителя снабжен

Q ударным тормозом 23.

Устройство работает следующим образом.

Загрязненная жидкость (фиг. 1) через канал 7 и отверстия 8 поступает в спиральные канавки 4. Из спиральных канавок 4

5 через сопла 9 и совпадающие с ними отверстия 10 жидкость поступает во внутреннюю полость вставки 2, а из полости через отверстие 16 и канал 15 в оси 6 выходит из центробежного очистителя. Вытекая из сопла 9 (фиг. 2) с достаточно большой скоростью, жидкость создает момент двух реактивных сил, за счет которого ротор приобретает угловую скорость. При прохождении жидкости через вставку частицы загрязнений под действием центробежных сил оседают на боковой поверхности спиральных канавок 4. В процессе .работы очистителя периодически включают ударный тормоз 23 (фиг. 4), мгновенно останавливающий ротор 1 с вставкой 2. Подвижная втулка 11 под действием сил инерции проворачивается относительно .вставки 2 по направлению начального ее вращения (на фиг. 2 и 3 против часовой стрелки), сжимая упругие элементы 14. Проворачиваясь, подвижная втулка 11 перекрывает сопла 9. В момент торможения происходит гидравлический удар, noq-OMy что столб жидкости, находящийся в спиральных канавках 4, продолжает двигаться по инерции в направлении начального вращения ротора, смывая частицы загрязнителя. Давление жидкости в кольцевом канале, образованном ротором 1 и вставкой 2, резко возрастает.Клапан 19 сжимает упругий элемент 20. Смьшаемые жидкости частицы загрязнений выносятся в поддон 22. Параметры упругих элементов 14 и 20 подобраны таким образом, что после падения давления, созданного гидравлическим ударом, клапан 19 под действием сил упругости элемента 20 перекрывает кольцевой канал, образованный между ротором I и вставкой 2, а сдеформированные элементы 14 возвращают подвижную втулку 11 в первоначальное положение, при котором отверстия 10 втулки 11 совпадают с соплами 9. Ударный тормоз 23 отключается. Центрифуга начинает работать в двигательном режиме, очищая жидкость. В двигательном режиме на частицу, осевщую на стенку спиральной канавки, действует центробежная сила R,, вызывающая силу трения Ттр, а также сила гидравлического сопротивления. Тт)з Pu.f , где f - коэффициент трения частицы о поверхность спиральной канавки или о слой ,частиц, удержанных на этой поверхности. Частицу смывает сила гидравлического Сопротивления, величина которой в основном зависит от размеров частицы и скорости смывающего потока. Результирующая сила, действующая на частицу равна Fp«j Qc . В двигательном режиме TT I QCПри резком торможении ротора центробежного очистителя , так как потому, что скорость ротора, следовательно, и частиц, находящихся на роторе, стремится к нулю, а сила Q резко возврастает благодаря появлению значительной инерционной силы потока жидкости. Результирующая сила QC смывает частицу загрязнителя. За счет увеличения силы, смывающей частицу загрязнителя с ротора, степень очистки в предлагаемом очистителе по сравнению с известным увеличивается в 1,5-2 раза, фугат выносится потоком за пределы центробежного очистителя, и нет необходимости периодической разборки последнего. Производительность предлагаемого устройства повышается на 10-15%, затраты на эксплуатацию и обслуживание устройства уменьшаются в год на 320 руб. на одну центрифугу. Экономический эффект при эксплуатации одной центрифуги с самоочищающимся ротором составляет 740 руб. в год.

Фиг.

Л

21

22

ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ОЧИСТИТЕЛЬ ЖИДКОСТИ, включающий цилиндрический ротор, установленную в нем на оси, имеющей отверстия для подвода очищаемой и отвода очищенной жидкостей, разделительную вставку и тормозное устройство, отличающийся тем, что, с целью повыщения производительности, вставка состоит из основания и концентрично установленных цилиндрических обеч.аек со спиральными канавками на наружной поверхности, при этом в основании вставки выполнены вырезы, сопла гидропривода и установлена втулка, имеющая выступы, размещенные в указанных вырезах и подпружиненные относительно них, и отверстия, совпадающие с соплами основания в период очистки жидкости, причем под основанием вставки установлен клапан, перекрывающий кольцевой канал между основанием и стенкой ротора. ««ч S (Л с