Центрифуга для разделения полидис-пЕРСНыХ жидКиХ СиСТЕМ Советский патент 1981 года по МПК B04B1/00 B04B9/02 

Изобретение отнсюится к разделению полицисперсных жицких систем в поле действия центробежных сил и может быт использовано в пищевой и медицинской промышленностях и других областях народного хозяйства. По основному авт. св. № 721124 известна центрифуга для разделения полИдисперсных жидких систем, содержащая корпус, смонтированный в нем стат электродвигателя, и укрепленныйна вал барабан, являющийся о&новременко ротором электродвигателя. Барабан размеще над верхней торцовой поверхностью статора электродвигателя с зазором tlj. Однако при вращении центрифуги возможен изгиб вала вследствие неуравновешеннь1х масс барабана-ротора и зацевания последнего за статор. Увеличение воздушного зазора, исключающего это касание, нецелесообразно в связи с уме шением коэффициента мочшости двигате- ЦЯ. Цель изобретения - предотвращение касания поверхностей статора и ротора при неуравновеше:шости барабана и уменьшение воздушного зазора между ними. Поставленная цель достигается тем, что поверхности статора и ротора, обращенные друг к другу, выполнены сфери-ческими, при этом поверхность ротора выполнена вогнутой, а поверхность статора-выпуклой. На фиг. 1 схематично изображена цент.рифуга, общий фиг. 2 - схема траекторий точек барабана при колебаниях; на фиг. 3 - траектории точек барабана и формы барабана и статора. Центрифуга состоит из барабана 1, закрепленного на валу так, что ось вращения совпадает с осью статора 2, а его нижняя торцовая поверхность и верхняя торцовая поверхность статора образуют рабочий воздушный зазор 3, предназначенный для проведения магнитного потока центрифуги. Статор 2 имеет тороидальную форму и набран из листов электротехнической стали, поверхности которых образуют межау собой концентрическ.ге окружности с центром, лежащим на оси статора. Такое расположение листов статора обеспечивает возможность проведе.ния потока в статоре с минимальным маг БИТНЫМ сопротивлением. Статор имеет радиальные пазы 4, в которых уложена обмотка 5, питаемая от источника переменного напряжения, частота которого определяется скоростью вращения барабана. Статор закреплен в станине 6, а барабан жестко связан с валом 7, установленным в двух подшипниковых опорах: верхней - упругом горловом подшипнике 8, и нижней - опорном подшипнике 9. Поверхности статора и ротора, обращенные друг к другу, выполнены сферическими. Поверкность ротора выпапнена вогнутой, а поверхность статора-выпуклой. На фиг. 3 показаны траектории точек барабана 1 и формы барабана 1 и статора 2 электродвигателя для случай, когда поверхности барабана и статора, обращенные друг к другу, выполнены сферическими с радиусом кривизны R , равным расстоянию от нижнего опорного под шипника 9 до торцовой поверхности барабана, обращенной к статору. Сферическая поверхность радиуса Т может быть построена по следующей ма тематической зависимости (X-Xjt{Y-Y,)-(z-Z,)-R Для предлагаемого случая центр сферы 10 находится в Точке 11 (см. фиг. Обозначим координаты этой точки в це-; картовой системе координат ( Х, у, ,2), тогда уравнение сферы имеет вид (1), для которого к, у, Z текущие координаты сферической поверхности Радиус сферической поверхности бара бана R , радиус сферической поверхности статора ;{ -б, где tf - рабочий во душный аадор (см. фиг. 1). Тогда аналогично (1) для сферичес кой поверхности статора уравнение имее виц: (Х-Х)+(у-v + l2-Z1)-(P-(5)l(2 Уравнения (1) и (2) есть уравнения полных сфер. В действительности, в цен рифуге сферические поверхности барабан и статора являются только частями пол ных сферических поверхностей, огранича ных радиусами цилиндрических поверхно тей барабана и статора. Однако при изготовления г оверхностей знание этих ограничений не обязательно, так как при выходе режущего инструт- ента за пределы цилиндрических поверхностей барабана и статора обработка прекращается. Центрифуга работает следующим образом. На обмотку 5 статора 2 подается трех(тазное напряжение, которое создает вращающееся магнитное поле статора. Благодаря описанному конструктивному исполнению пакета статора 2 и радиально му распределению обмотки 5 в пазах 4 это вращающееся, поле проходит через воздушный зазор 3 и пронизывает барабан 1, наводя в нем вихревые теки. Электромагнитное взаимодействие токов барабана 1 с магнитным полем статора -2 обуслааг/квает электромагнитный момент, приводящий барабан 1 вместе с валом 7 во вращение. При наборе барабаном 1 требуемой скорости вращения в него подается сепарируемая жидкость. В процессе работы барабан под действием неуравновешенных сил совершает значительные радиальные и малые осевые вибрации. Исходя кз эт., воздушный зазор выбирается наименьшим, принимая во внимание только осевые колебания барабана. 1 с валом 7. Максимальный угол oi отклонения барабана 1 (см. фиг. 2) будет для такого положения вала 7, при котором точка К, лежащая на оси, и точки айв, лежащие на ребре барабана, запоминающего вертикальное занимает полоположение, t лсенне К , а и б , соответствующее отклонению Точки К иа угол . Современные центрифуги имеют угол с(. град, .поэтому самый неблагоприятный случай, когда возможно касание барабана 1 о статор 4- - случай точки Если торцовые поверхности барабана 1 и статора 2 (см. фиг. 3), обращенные . цруг к другу, выполнены сферическими с радиусом кривизны, равным расстоянию от нижнего опорного подшипника до торцовой поверхности барабана, обраидейной . к статору, то при отклонениях вертикального вала касание барабана 1 о статор 2 исключено .и .при этом сохраняется постоянный воздушный зазор. В предлагаемой центрифуге воздушный зазор между барабаном и статором может быть уменьшен по сравнению с известной на 70-80 6, чему соответствует увеличению коэ х жциента мощности двигателя 5 на 10-15 %, С уменьшением воздушного зазора также уменьшается поток рассе- яния и увеличивается на момен на валу электродвигателя. Формула изобретения Центрифуга для разделения полидисперсных жидких систем по авт. ев-. № 721124, отличающая с я. тем, что, с целью предотвращени:я касания поверхностей статора и ротора при неуравновешенности барабана и умень- , 06 шения воздушного зазора между нпмн поверхности статора и ротора, обращен- ные друг к другу, выполнены сферически.ми, при этом поверхность ротора выполнена вогнутой, а поверхность статора- выпуклой. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР М 721124.no заявке Ms 2534517/23-13, кл. В 04 В 1/ОО, 1977..

0Ul.i

-/c

Mm//m Фг/г.5

b Jf