Центрифуга Советский патент 1942 года по МПК B04B7/08 B01D21/26 B03B5/32 B04B11/00 

Предметом изобретения является центрифуга, у которой вращающийся барабан выполнен в виде ротора электрического двигателя.

Предлагаемая центрифуга предназначена для разделения особо вязких и с большим уделкным весом жидкостей, например при обработке ступпы в -пирометаллургии ртути по методу центрифугирования.

Для приведения выделяющейся из ступпы ртути во вращение в центрифуге используется вращающееся магнитное поле статора, выполненного по типу статора многофазной асинхронной мащины. Описываемая центрифуга отличается от известных тем, что ротор ее снабжен центробежным колесом для подачи обрабатываемого исходного материала Б междужелезный зазор между статором и ротором.

В видоизмененной конструкции центрифуги, -с целью повышения скорости вращения токопроводящей жидкости, многофазная обмотка, создающая вращающееся магнитное поле, наложена на ротор, а ось последнего сцеплена с электрическим двигателем, приводящим ротор во вращение, причем статор используется в этом случае только в качестве, магнитопровода.

На фиг. 1 схематически изображена предлагаемая центрифуга в разрезе, первый вариант; на фиг. 2-центрифуга в разрезе, второй вариант.

Внутрь статора / обыкновенного асинхронного двигателя трехфазного тока на 3000 об/мин вставлен тонкостенный цилиндр 2 -из высококачественной стали, который снизу запирается днищем 3 с гнездом для подпятника 4. На подпятник 4 насажена коническая лятка 5 ротора 6, снабженного расположенными вкось отверстиями 7. Внутри ротора 6 вставлена крестовина 8. На пятке находится центробежное колесо 9. Цилиндр 2 имеет отводной тройник 10; к нему, с помощью американского соединения прикреплен патрубок //, через второе американское соединение (жесткое) соединяющийся с верхним конусом цилиндра 2 и с ротором 6.

№ 62104- 2

Когда на статор подадут напряжение и ротор / начнет вращаться, через патрубок 12, в цилиндр 2 наливают металлическую ртуть, которая при взаимодействии с вращающимся полем статора образует вращающийся ртутный цилиндр. Ртути наливают такое количество, чтобы вращающийся ртутный цилиндр своим центробежным давлением уравновещивал давление пружины 13, давящей на клапан 14. Ртуть вследствие возникновения центробежной силы через тройник 10 и патрубок 7/ начинает подниматься вверх и затем попадает в ротор 6; из ротора ртуть через косые отверстия 7 вытекает сильными струями обратно в ртутный цилиндр.

Через подводящий патрубок 15 подают в жидком виде.ступпу, которая в центробежном колесе 9 получает соответствующую окружную скорость. Благодаря полученной окружности, а также трению на грани ступпа-ртуть, ступпа вращается и поднимается вверх, попадая под действие сильных ртутных струй. Мельчайщие капельки ртути начинают выделяться из общей массы ступпы и двигаться к периферии (к цилиндру), сливаясь с общей массой ртутного цилиндра, а остатки ступпы (грязь сажа, вода и проч.) продолжают двигаться вверх и через патрубок 12 по щлангу выходят наружу. Вследствие обогащения ртутного цилиндра выделивщейся из ступпы ртутью его центробежное давление увеличивается настолько, что клапан 14 открывается и избыточная ртуть через трубку 16 и по шлангу отводится в баллоны.

На фиг. 1 дополнительно показаны: 17 и 18 - гайки американских соединений; 19 - клингеритовая прокладка; 20 - асбестовая набивка; 21 - втулка, 22 - кольцо, 23 - стопор, 24 - прокладка.

Центрифуга по второму варианту отличается от первой тем, что в ней многофазная обмотка, создающая вращающееся магнитное поле, наложена на ротор и последний при помощи другого двигателя приводится во вращение в любую сторону. Такая конструкция позволяет получить любую регулировку скорости вращения ртутного цилиндра, находящегося между ротором и статором; так, например, при вращении статора в сторону вращающегося поля со скоростью, равной скорости вращения поля, можно получить удвоенное число оборотов ртутного цилиндра.

Между крыщками 25 и 26 болтами зажато железо статора /. На полом валу 27 с отверстием 28 для ввода ступпы и коллекторными кольцами 29 запрессовано железо ротора 6 с обмоткой 30; лобовые части обмотки закрыты крыщками 31.

На крышке 26 установлен автоматический клапан для отвода ртути, состоящий из собственно клапана 14, пружины 13, регулятора 32 и трубки 76 для отвода ртути; на крыщке 26 сделаны отверстия 33 и 34 для отвода сажи.

Когда через коллекторные кольца 29 и контактные щетки (на чертеже не показанные) на обмотку ротора подается ток при заторможенном роторе, то возникшее вращающееся поле индуцирует в ртути ток, при взаимодействии которого с вращающимся полем создается вращающий момент, приводящий ртуть в интенсивное вращение. Через отверствие 28 подают ступпу. Под действием быстро вращающегося ртутного цилиндра ступпа начинает вращаться со скоростью, несколько меньщей, чем скорость вращения ртутного цилиндра, и разбивается на ряд концентрически .расположенных вращающихся цилиндрОЕ, имеющих некоторое скольжение по отношению друг к другу. Получающееся трение и автоматический электроподогрев в значительной степени интенсифицируют процесс разрушения отдельных капелек ртути и слияние их. Под влиянием центробежной силы ртуть выделяется из общей массы сажи, грязи и пр. Под влиянием центробежного давления ртути кланам 14 открывается и ртуть вытекает в трубку 16, а грязь, сажа и пр. выходят через отверстия 33 и 34 по соответствуюпдим трубам (на чертеже не показаны). При помощи регулятора 32 давление пружины 15 должно быть отрегулировано таким образом, чтобы оно уравновешивало давление соответствующей толщины ртутного цилиндра, оптимального для центрифугирования данного сорта ступпы и при данном числе оборотов ртутного цилиндра.

Для улучщения и регулирования отвода ступпы можно придать ртутному цилиндру, помимо вращательного движения, поступательное путем сообщения верхней крыщки 26 с нижней крыщкой 25 соответствующей трубкой; при этом ртуть будет интенсивно переливаться сверху вниз.

Для регулирования числа оборотов, а следовательно, интенсивности центрифугирования и мощности центрифуги вал ротора центрифуги соединен с помощью муфты или ременной передачи (с переменой шкивов) со вспомогательным электрическим двигателем 35. Регулируя число оборотов последнего или передаточное число, можно получить различное число оборотов ртутного цилиндра.

Предмет изобретения

1.Центрифуга, у которой вращающийся барабан выполнен в виде ротора электрического двигателя, отличающаяся тем, что, с целью центрифугирования токопроводящей жидкости (преимущественно ртути) за счет вращения последней вращающимся магнитным полем статора, выполненного по типу статора многофазной асинхронной мащины, ротор снабжен центробежным колесом для подачи обрабатываемого исходного материала в междужелезный зазор между статором и ротором.

2.Форма выполнения центрифуги по п. 1, отличающаяся тем, что ротор выполнен полым и снабжен отверстиями для выпуска в междужелезный зазор струи дополнительно подаваемой жидкости, с целью усиления эффекта выделения жидкости из исходного материала,

3.Форма выполнения центрифуги по пп. 1 и 2, отличающаяся применением в выпускном патрубке клапанов автоматически выпускающих центрифугированную жидкость по достижении определенного давления.

4.Форма выполнения центрифуги по пп. 1-3, отличающаяся применением трубопровода, соединяющего выпускной патрубок с внутренней полостью ротора, с целью автоматической подачи жидкости внутрь ротора.

5.Видоизменение центрифуги по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения скорости вращения токопроводящей жидкости, многофазная обмотка, создающая вращающееся магнитное поле, наложена наротор, а ось последнего сцеплена с электрическим двигателем, приводящим ротор во врагцение, причем статор используется в этом случае только в качестве магнитопровода.

Приоритет по п. 5 предмета изобретения от 9 июня 1937 г. На стр. 2 в,строке 13 сверху следует,читать окружной скорости.

- 3 -№ 62104

ОПЕЧАТКА