Рекуперационный аппарат для текстильных отделочных машин Советский патент 1992 года по МПК D06B23/20 

Изобретение относится к текстильной промышленности, а именно к устройствам для экономии тепла в поточных линиях текстильного отделочного производства, и позволяет повысить надежность работы.

Известен рекуперационный аппарат для текстильных отделочных машин, содержащий емкость для сбора горячих отработанных растворов с размещенными в ней теплообменниками, связанными с приводом их возвратно-вращательного движения. Теплообменники соединены с приводом посредством кривошипа, шатуна, конической передачи, а друг с другом шестернями.

Этот аппарат не имеет систем уравновешивания инерционных усилий, а поскольку все роторы кинематически параллельные, силы инерции на шатуне и кривошипе достигают разрушающих величин.

Наиболее близок по технической сущности к предлагаемому рекуперационный аппарат, содержащий емкость для сбора горячих отработанных растворов с размещенными в ней теплообменниками, связанными с приводом их возвратно-вращательного движения, причем теплообменники соединены с приводом посредством рычажного механизма и друг с другом рычагами и имеют пружины, уравновешивающие силы инерции.

Известный аппарат показал хорошую работоспособность, но надежность работы недостаточна из-за поломок пружин, отчего моменты от неуравновешенных сил инерции резко возрастали и, складываясь на параллельно включенных теплообменниках, разрушали привод.

Јь

О

Целью изобретения является повышение надежности работы.

Для достижения данной цели в рекупе- рационном аппарате для текстильных отделочных машин, содержащем емкость для сбора горячих отработанных растворов с размещенными в ней теплообменниками, связанными с приводом из воззратно-вра- щательного движения, теплообменники соединены с приводом посредством индивидуальных синусных механизмов, задающие звенья которых сдвинуты по фазе

. л,. ... последовательно на угол, равный -(1-1), где

п -число теплообменников, I - порядковый номер теплообменника.

Синусные механизмы до сих пор применялись исключительно в устройствах для математических операций и приборах. Применение синусных механизмов в производственных объектах и технологическом оборудовании не известно из-за низкой надежности известных синусных механизмов, содержащих множество быстроизнашивающихся кинематических пар. В предлагаемом устройстве применён новый тип синусного механизма.

Привод со сдвигом фаз в технике известен (коленчатый вал), но в предлагаемом устройстве этот признак применен не по своему прямому назначению, т.е. для сглаживания динамических нагрузок от давления газа в цилиндрах двигателя или компрессора, а в сочетании с синусными механизмами от создает новый эффект - полную компенсацию до нуля сил инерции на приводе, что для коленчатого вала недостижимо. Кроме того, достигается эффект перекачки энергии от теплообменника к теплообменнику, тормозящийся передает энергию разгоняющемуся. В коленчатом валу для этой цели служит маховик.

Применение вместо предлагаемой совокупности признаков известного коленчатого вала приведет к возникновению на валу привода сильных высокочастотных колебаний,

На фиг.1 схематически изображен реку- перационный аппарат, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - кинематическая схема известного синусного механизма; на фиг. 4 - пример расфазировки по начальному углу этих механизмов в устройстве с тремя теплообменниками.

Аппарат содержит емкость 1 для сбора отработанных растворов с размещенными в ней теплообменниками 2-4, связанными с приводом 5, показанным в виде одного электродвигателя. Не показаны шланги, соединяющие теплообменники друг с другом,

водопроводом и технологической ванной - эти соединения аналогичны прототипу.

Теплообменники 2-4 соединены с приводом 5 посредством индивидуальных синусных механизмов 6-8, примерная кинематическая схема каждого из которых приведена на фиг. 3. Каждый синусный механизм состоит (фиг. 3) из шарнирно закреп- ленного на стойке задающего звена кривошипа 9, детали 10, помещенной в направляющую 11 и имеющей паз 12, в который установлен палец 13 кривошипа 9. Деталь 10 имеет зубчатую рейку 14, зацепляющуюся с шестерней 15.

Задающие звенья 9 механизмов 6-8 (фиг. 1) соединены с приводом 5 общим валом 16, на котором между механизмами стоят муфты 17 и 18, внутри которых вал 16 разрезан, и поворотом полумуфт друг относительно друга задающие звенья 9 синусных механизмов 6-8 повернуты друг относительно друга как показано на фиг, 4, каждый угол отличается от другого на 60°,

jt т.е. в радианах - /п(И) при п 3:1/3л: (1-1);

1/Зя(2-1)и 1/Зя(3-1)или60°и 120°.

Привод 5 и механизмы 6, 7 и 8 закреплены на плите 19, которая является частью не показанного на чертеже опорного карка- са аппарата.

Аппарат работает следующим образом. Через теплообменники 2-4 последовательно проходит свежая водопроводная

вода, отнимая тепло у отработанных растворов, протекающих через емкость 1. Для интенсификации теплообмена и предотвращения загрязнения поверхности теплообменников последние приводятся в

возвратно-вращательное движение. При этом происходит следующее, Привод 5 равномерно вращает вал 16, от него вращаются задающие звенья 9 синусных механизмов 6-8. При повороте звена 9 на угол

шестерня 15 поворачивается на угол ijj Asinw t. где А - амплитуда, со- угловая частота. При равномерном вращении звеньев 9 все теплообменники совершают гармонические возвратно-вращательные движения. Если момент инерции масс каждого из них равен I, то на валу каждой шестерни 15 имеет место крутящий

момент Mk IA a sin ш t. На приводе об- щей оси кривошипов 9 эти моменты сложатся, но не просто, а в соответствии с передаточной функцией механизма R (slna) t) , R ft cos u t, где R - длина кривошипа 9, и результирующий крутящий момент на общем валу кривошипов 9 будет равен

M 2-IARw3sln(l-1) +

rn

n

+ o t cosF-(i- 1) + ,

что после преобразования дает

M - § Bsin2(i-1) + wt,

i-1 n

где В - некая постоянная.

Нетрудно видеть, что углы (1-1)+ ал удовлетворяют описанному условно и сумма их синусов равна нулю.,

Например, при n 3 это 2 180°/3 0 + + 0)1 2(01, 2 180°/3(1) + + 2йми 2 180°/3(2) + 0)1 240°+ 2 cut.

Сумма синусов этих углов равна 0.

Таким образом, без специальных мер уравновешивания пружинами вал привода инерционных нагрузок не испытывает. В то же время при работе устройства происхо- дит перекачка энергии от тормозящегося теплообменника к разгоняющимся. Привод же восполняет только потери трения.

Рекуперационный аппарат, построенный по этому принципу, будет иметь повышенную надежность работы, так как здесь не требуется полное уравновешивание сил инерции пружинами. Силы инерции же одного теплообменника невелики и не могут представить опасности.

Формула изобретения Рекуперационный аппарат для текстильных отделочных машин, содержащий емкость для сбора горячих отработанных растворов с размещенными в ней последовательно теплообменниками, связанными с приводом их возвратно-вращательного движения, отличающийся тем. что, с целью повышения надежности работы, теплообменники соединены с приводом посредством индивидуальных синусных механизмов, задающие звенья которых сдвинуты по фазе последовательно на угол, равный лУп(И), где n - число теплообменников, i - порядковый номер теплообменника.

Использование: в текстильной промышленности, а именно в устройствах для экономии тепла в,поточных линиях текстильного отделочного производства. Сущ- ность изобретения:рекуперационный аппарат содержит емкость для сбора горячих отработанных растворов с размещенными в ней теплообменниками, связанными с приводом их возвратно-вращательного движения. Теплоообменники соединены с приводом посредством индивидуальных синусных механизмов, задающие звенья которых сдвинуты по фазе последовательно на угол, равный -(1-1), где п - число теплообменников, I - порядковый номер теплообменника. Рекуперационный аппарат имеет повышенную надежность вследствие несинфазной работы роторов и приведения к нулю момента сил инерции на валу привода с рециркуляцией мощности от тормозящегося ротора к разгоняющемуся. 4 ил.

Фиг.1

Я 8

Фиг. 2

/X

tpl//.J

Ут