Изобретение относится к центрифуге и может быть использовано в пищевой, химической, медицинской и других отраслях промышленности. Цель изобретения – повышение эффективности очистки ротора от осадка и его измельчения.
Центрифуги – машины, используемые для разделения неоднородных (суспензий, аэрозолей, эмульсий) систем при помощи центробежной силы. В настоящее время метод центрифугирования эффективно используют и для дробления растворов, токсичных, газовых или взрывоопасных сред, для обезвоживания осадков сточных вод.
Изобретение [1] относится к устройствам для разделения суспензий на твердую и жидкую фазы и может быть использовано в пищевой, химической, медицинской и других отраслях промышленности.
Центрифуга содержит корпус 1, перфорированный ротор 2, смонтированный на приводном валу 3 в подшипниках 4, и привод, включающий редуктор 5. В роторе 2 установлены по меньшей мере две пары диаметрально расположенных и находящихся в зацеплении пружин 6 и 7, закрепленных на осях 8 на поводке 9, который в свою очередь закреплен в подшипниках 10 на валу 11. Таким образом пружины 6 и 7 могут вращаться вокруг своих осей 8 и относительно оси ротора 2. Одна из пружин 7 каждой пары размещена непосредственно у стенки ротора 2, а на ступице ротора 2 установлен решетчатый элемент 12 для взаимодействия с другой пружиной 6 (Фиг. 1, 2).
ФИГ. 1. Центрифуга, продольный разрез [1].
ФИГ. 2. Разрез А-А на фиг. 1
Центрифуга работает следующим образом.
На первой стадии центрифугирования пружины 6 и 7 находятся в нерабочем состоянии. Вал 11 привода поводка 9 пружин 6 и 7 сблокирован с валом 3 ротора 2. Таким образом пружины 6 и 7 и ротор 2 вращаются с одной скоростью и вращения пружин 6 и 7 вокруг своих осей 8 не происходит.
На второй стадии центрифугирования (отделение осадка с одновременным измельчением его до порошкообразного состояния) водило редуктора 5 установлено неподвижно. В зависимости от подбора зубьев зубчатых колес планетарного редуктора 5 создается относительная скорость вращения пружин 6 и 7 и ротора 2 центрифуги. Возникает вращение пружин 6 и 7 вокруг своих осей 8, так как одна из пружин 6 каждой пары входит своими витками в зацепление с решетчатым элементом 12 и витками другой пружины 7, расположенной у стенки ротора 2. Это обеспечивает эффективное снятие осадка со стенки ротора 2 и перемалывание его между пружинами 6 и 7. Так как витки пружин 6 и 7 имеют винтовое направление, то при зацеплении с решетчатым элементом 12 и между собой они деформируются, создавая упругие колебания и обеспечивая лучшее качество измельчения осадка.
Кроме того, процессы центрифугирования и измельчения ведутся в одном устройстве.
При построении 3D-модели «Центрифуга» использованы следующие обозначения:
корпус 1, перфорированный ротор 2, центральный вал 3, в котором находится вал для вращения поводка 9, крышка ротора 4, редуктор 5, пружины 6-7, поводок 9, вал 8, решетка 10 (Фиг. 3).
ФИГ. 3. Приспособление без внешнего корпуса.
Техническое решение данного приспособления – повышение эффективности центрифугирования неоднородных систем. Эффективность обусловлена тем, что процесс центрифугирования и измельчения ведутся в одном устройстве, что позволяет ускорить работу.
Устройство работает по принципу поступательно-вращательного движения. Установленный в корпусе 1 редуктор 5, оснащенный приводом вращения при помощи ленты, вращается и передает свое вращение на центральный вал 3, установленный в нем же. В свою очередь центральный вал 3 закреплен с поводком 9, а поводок с диаметрально расположенными по меньшей мере двумя пружинами 6-7, для вращения вокруг решетки 10 и перфорированного ротора 2. Пружины задевают стенки решетки и ротора, что позволяет им осуществлять вращение вокруг своих осей. За счет того, что пружины задевают стенки решетки и ротора, создается колебание и вращение пружин вокруг своей оси – это позволяет измельчать неоднородные системы внутри центрифуги, а остальное вытеснять через перфорированный ротор, что и повышает эффективность устройства, выполняя сразу несколько действий в одной машине.
ФИГ. 4. Демонстрация работы модели «Центрифуга», без внешнего корпуса, вид сверху.
Работа центрифуги делится на две фазы:
Первая фаза: вал 3 сблокирован с валом (приводом поводка 9). На этом этапе пружины 6-7 не вращаются вокруг своей оси, происходит процесс размешивания неоднородных систем за счет вращения ротора 2 и поводка 9, с закрепленными на нем по меньшей мере двумя диаметрально расположенными пружинами. Вращение ротора и поводка происходит с одинаковой скоростью, что и не позволяет вращаться пружинам вокруг своих осей.
Вторая фаза: остановка размешивания, ведется процесс разблокировки валов. На данном этапе центрифугирования происходит отделение осадка с одновременным измельчением его до порошкообразного состояния. Создается относительная скорость вращения валов за счет установленного привода, что позволяет вращаться ротору 2 и поводку 9 с разными скоростями, за счет этого вращаются пружины 6-7 вокруг своих осей, задевая стенки решетки 10 и ротора 2, что позволяет им отделять осадок и измельчать его до порошкообразного состояния.
ФИГ. 5. Демонстрация работы модели «Центрифуга» без внешнего корпуса, вид сбоку.
Учитывая всё вышесказанное, такому изобретению можно найти применение в пищевой, медицинской, химической и других отраслях промышленности.
3D-модели выполнены студентами Московского Политеха при содействии авторов патента.
Авторы реферата:
Королёв Николай Олегович,
Морозов Даниил Андреевич,
Шодиев Фирдавс Махмадюсуфович,
Ильхомов Бекзод Бунёд угли,
студенты 2 курса, Московский Политех; Москва, Россия
Координаты для связи: mail@vinnik.ru
Источник:
1. А.С. № SU 1438845 А1; B 04 B 3/00; Центрифуга; Винник Е.А.; ; 04.04.86; 23.11.88, Бюл. № 43.
Аннотация. Цель изобретения «Центрифуга» – повышение эффективности очистки ротора от осадка и его измельчения. Эффективность достигается тем, что процесс центрифугирования и измельчения ведутся в одном устройстве, что позволяет ускорить работу.
Ключевые слова: центрифуга, измельчение осадка, эффективность очистки
Аuthor’s certificate “The centrifuge”
Authors: Korolev N. O., Morozov D. A., Shodiev F., Ilkhomov B.
2nd year students of Moscow Polytechnic University:
Abstract. The purpose of the invention «Centrifuge» is to improve the efficiency of cleaning the rotor from sediment and crushing it. Efficiency is achieved due to the fact that the process of centrifugation and grinding are carried out in one device. This solution allows to speed up the process.
Keywords: centrifuge, shredding, mixing
DOI: 10.51618/2541-9277_ 2021_2_1
технопарк ® 42 МКТУ: исследования в области механики
Просмотров: 1048