RU165245U1

RU165245U1 - CRYSTAL SCRAPER SHAFT WITH SPRING SUPPORT SCRAPER

Info

Publication number: RU165245U1
Application number: RU2016112075/05U
Authority: RU
Inventors: Андрей Геннадьевич Краев
Original assignee: Андрей Геннадьевич Краев
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2016-03-31
Publication date: 2016-10-10

Abstract

1. Скребковый вал кристаллизатора, содержащий закрепленные на валу пары скребков, отличающийся тем, что каждый скребок на валу закреплен посредством опоры, представляющей собой пару пружин кручения, при этом виток пружины кручения, на конце которого закреплен скребок, тангенциально направлен по отношению к валу.2. Скребковый вал кристаллизатора по п. 1, отличающийся тем, что крепление пружины кручения на валу выполнено путем защемления конца пружины кручения на валу зажимом-хомутом, зафиксированным болтом с гайкой.3. Скребковый вал кристаллизатора по п. 1, отличающийся тем, что крепление пружины кручения на валу выполнено путем зажима конца пружины кручения на валу хомутом.4. Скребковый вал кристаллизатора по п. 1, отличающийся тем, что фиксация пружины кручения к скребку выполнена с помощью приваренной к скребку квадратной трубы с отверстиями, в которых хвостовик пружины кручения зажимается болтом или зачеканивается.1. The scraper shaft of the mold containing pairs of scrapers fixed on the shaft, characterized in that each scraper on the shaft is fixed by means of a support, which is a pair of torsion springs, while the torsion spring coil, at the end of which a scraper is fixed, is tangentially directed relative to the shaft. 2. The scraper shaft of the mold according to claim 1, characterized in that the fastening of the torsion spring on the shaft is made by pinching the end of the torsion spring on the shaft with a clamp-clamp fixed with a nut and bolt. 3. The scraper shaft of the mold according to claim 1, characterized in that the fastening of the torsion spring on the shaft is made by clamping the end of the torsion spring on the shaft with a clamp. 4. The scraper shaft of the mold according to claim 1, characterized in that the fixation of the torsion spring to the scraper is made using a square pipe welded to the scraper with holes in which the torsion spring shank is clamped by a bolt or choked.

Description

Полезная модель относится к скребковым валам для трубчатых кристаллизаторов и предназначена для непрерывного удаления выпадающего парафина (очистки внутренней поверхности сырьевой трубы кристаллизатора).The utility model relates to scraper shafts for tubular crystallizers and is intended for the continuous removal of precipitated paraffin (cleaning the inner surface of the mold feed pipe).

Из уровня техники известен скребковый вал трубчатого кристаллизатора, состоящий из ряда отдельных трубчатых (полых) элементов с подпружиненными скребками, распертыми пружиной через подвижные пальцы, соединительных стержней, крепежных шпилек, центрирующих колец, корпусов подшипников скольжения. Соединительный стержень в трубчатых элементах и крепежные шпильки в соединительном стержне устанавливаются с зазором. В зазоре, образованном трубчатыми элементами и соединительном стержне, размещается центрирующее кольцо, которое располагается между крепежными шпильками и на равном от них расстоянии. Опорная поверхность корпуса подшипника скольжения выполняется кольцевой, внешняя образующая которой выполняется по радиусу, равному внутреннему радиусу трубы. Зазоры в сопряжениях деталей соединения в сочетании с самоустанавливающимся корпусом подшипника скольжения обеспечивают относительную подвижность трубчатых элементов и соединительного стержня. Относительная подвижность соединенных трубчатых элементов компенсирует их угловые и радиальные смещения, которые неизбежны при установке скребкового вала в трубе, имеющей повышенную кривизну (SU 1287910, 07.02.1987). Данный скребковый вал может быть выбран за прототип.In the prior art, a scraper shaft of a tubular crystallizer is known, consisting of a number of separate tubular (hollow) elements with spring-loaded scrapers, open by a spring through movable fingers, connecting rods, mounting studs, centering rings, and bearing housings. The connecting rod in the tubular elements and the mounting studs in the connecting rod are installed with a gap. In the gap formed by the tubular elements and the connecting rod, a centering ring is placed, which is located between the mounting studs and at an equal distance from them. The supporting surface of the plain bearing housing is circular, the outer generatrix of which is performed along a radius equal to the inner radius of the pipe. The clearances in the mating parts of the connection in combination with a self-aligning bearing housing provide relative mobility of the tubular elements and the connecting rod. The relative mobility of the connected tubular elements compensates for their angular and radial displacements, which are inevitable when installing a scraper shaft in a pipe having increased curvature (SU 1287910, 02/07/1987). This scraper shaft can be selected for the prototype.

Недостатками данного скребкового вала является сложность его конструкции и, как следствие, ненадежность в процессе эксплуатации, а также быстрый износ деталей и поломки узла фиксации скребка на валу и расшабривание и износ стенок сырьевой трубы, поскольку происходят неоптимальные контактные усилия пары скребок - стенка сырьевой трубы, причиной которых являются выход на нештатные радиальные нагрузки скребков в следствии перекоса пальцев во втулках, увеличении боковых нагрузок между пальцем и втулкой, истирание пары палец - втулка, залипание от смол и парафина пальцев во втулке.The disadvantages of this scraper shaft are the complexity of its design and, as a consequence, the unreliability during operation, as well as the rapid wear of parts and breakage of the scraper fixation unit on the shaft and the unpacking and wear of the walls of the raw pipe, since the non-optimal contact forces of the pair of scraper - raw pipe wall occur, the cause of which is the exit to the abnormal radial loads of the scrapers as a result of the misalignment of the fingers in the bushings, the increase in lateral loads between the finger and the sleeve, the abrasion of the finger-sleeve pair, stuck removal of resins and paraffin from the fingers in the sleeve.

Задача, на решение которой направлена предложенная полезная модель, заключается в создании скребкового вала кристаллизатора, который позволит улучшить прочностные и эксплуатационные характеристики существующей модели.The problem to which the proposed utility model is directed is to create a scraper shaft of the mold, which will improve the strength and performance characteristics of the existing model.

Технический результат, достигаемый при реализации данной полезной модели, заключается в повышении надежности в работе и увеличении срока службы за счет исключения возможности заклинивания в процессе работы при сохранении качества очистки внутренней поверхности кристаллизатора и компенсации радиальных и угловых смещений.The technical result achieved by the implementation of this utility model is to increase operational reliability and increase service life by eliminating the possibility of jamming during operation while maintaining the quality of cleaning the inner surface of the mold and compensating for radial and angular displacements.

Указанный технический результат в скребковом валу кристаллизатора, содержащем закрепленные на валу пары скребков, достигается тем, что каждый скребок на валу закреплен посредством опоры, представляющей собой пару или более пружин кручения, при этом виток пружины кручения, на конце которого закреплен скребок, тангенциально направлен по отношению к валу.The specified technical result in the scraper shaft of the mold containing pairs of scrapers fixed to the shaft is achieved by the fact that each scraper on the shaft is fixed by means of a support representing a pair or more torsion springs, while the torsion spring coil, on the end of which the scraper is fixed, is tangentially directed along in relation to the shaft.

Крепление пружины кручения на валу выполнено путем защемления конца пружины кручения на валу зажимом хомутом, зафиксированным болтом с гайкой, или путем зажима конца пружины кручения на валу хомутом.The torsion spring is mounted on the shaft by pinching the end of the torsion spring on the shaft with a clamp with a clamp fixed by a bolt and nut, or by clamping the end of the torsion spring on the shaft with a clamp.

Фиксация пружины кручения к скребку выполнена с помощью приваренной к скребку квадратной трубы с отверстиями, в которых хвостовик пружины кручения зажимается болтом или зачеканивается.The torsion spring is fixed to the scraper using a square pipe welded to the scraper with holes in which the torsion spring shank is clamped with a bolt or choked.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид скребкового вала кристаллизатора; на фиг. 2 - вид сбоку скребкового вала кристаллизатора; на фиг. 3 - вид спереди скребкового вала кристаллизатора.The essence of the utility model is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a General view of the scraper shaft of the mold; in FIG. 2 is a side view of the scraper shaft of the mold; in FIG. 3 is a front view of the mold scraper shaft.

Скребковый вал кристаллизатора состоит из пар скребков 1 (две и более пары), закрепленных на валу 2 (трубе) посредством опоры, состоящей из двух (возможны варианты из трех, четырех) пружин кручения 3, имеющая дополнительную фиксацию на валу 2 посредством охвата вокруг него одного витка пружины кручения 3, коаксиально расположенного на валу 2, при этом виток пружины кручения 3, на котором закреплен скребок 1, тангенциально направлен (или радиально расположен) по отношению к валу 2 (другой конец пружины кручения 3 расположен на расстоянии от вала 2).The scraper shaft of the mold consists of pairs of scrapers 1 (two or more pairs), mounted on the shaft 2 (pipe) by means of a support consisting of two (possible options of three, four) torsion springs 3, which has additional fixation on the shaft 2 by covering around it one coil of torsion spring 3, coaxially located on the shaft 2, while the coil of torsion spring 3, on which the scraper 1 is mounted, is tangentially directed (or radially located) with respect to the shaft 2 (the other end of the torsion spring 3 is located at a distance from the shaft 2) .

Крепление пружины кручения 3 на валу 2 выполнено путем защемления конца пружину кручения 3 на валу 2 (в трубе) с дополнительным зажимом хомутом 4, зафиксированным болтом 5 с гайкой (возможен вариант крепления с помощью хомутов).Fastening the torsion spring 3 on the shaft 2 is performed by pinching the end of the torsion spring 3 on the shaft 2 (in the pipe) with an additional clamp with a clamp 4 fixed by a bolt 5 with a nut (mounting option using clamps is possible).

Фиксация пружин кручения 3 к скребку 1 выполнена с помощью приваренной к скребку 1 квадратной трубы 6 с отверстиями, в которых хвостовик 7 пружины кручения 3 зажимается болтом 8 или зачиканивается.The fixation of torsion springs 3 to the scraper 1 is performed using a square pipe 6 welded to the scraper 1 with holes in which the shank 7 of the torsion spring 3 is clamped by a bolt 8 or is locked.

Скребковый вал работает следующим образом.The scraper shaft operates as follows.

Секция кристаллизатора, состоящая из труб, в работе объединена с другими секциями и по принципу работы может быть регенеративной, пропановой или аммиачной. В двух последних схемах хладагентом, подающимся в межтрубное пространство, служит пропан или аммиак.The section of the mold, consisting of pipes, in the work is combined with other sections and, according to the principle of operation, can be regenerative, propane or ammonia. In the last two schemes, propane or ammonia is the refrigerant fed into the annulus.

Подвод и отвод хладагента, а также подвод и отвод продукта, осуществляются через специальные фланцы, расположенные на трубах и калачах. При охлаждении хладагентом межтрубного пространства из раствора сырья выпадают кристаллы парафина, а также вымораживается вода в виде отдельных кристаллов льда, которые оседая на поверхности труб, ухудшают теплообмен. Для очистки от кристаллов парафина и льда внутренней поверхности сырьевой трубы и более интенсивного перемешивания суспензии внутренние трубы/камеры кристаллизаторов оборудованы вращающимися валами со скребками.Inlet and outlet of the refrigerant, as well as inlet and outlet of the product, are carried out through special flanges located on the pipes and pipes. When refrigerant cools the annulus, paraffin crystals precipitate from the feedstock solution, and water freezes in the form of separate ice crystals, which settle on the pipe surface and impair heat transfer. To clean the paraffin and ice crystals of the inner surface of the feed pipe and to mix the suspension more intensively, the inner tubes / chambers of the molds are equipped with rotating shafts with scrapers.

Скребковому валу передается вращательное движение от привода кристаллизатора через приводной вал. Посредством опор из пар пружин кручения скребки вала поджимаются с необходимым усилием к внутренней поверхности трубы. Вращаясь скребковое устройство непрерывно соскабливает кристаллы парафина, льда, очищает поверхность трубы и перемешивает продукт. Далее очищенное и охлажденное сырье с выкристаллизованным парафином непрерывно выводится из труб кристаллизатора.Rotary motion is transmitted to the scraper shaft from the mold drive through the drive shaft. By means of supports from pairs of torsion springs, the shaft scrapers are pressed with the necessary force to the inner surface of the pipe. A rotating scraper device continuously scrapes crystals of paraffin, ice, cleans the surface of the pipe and mixes the product. Further, purified and cooled raw materials with crystallized paraffin are continuously removed from the tubes of the mold.

Важным условием нормальной работы опоры является ее жесткость на рабочем режиме, которая должна обеспечить радиальную нагрузку скребка на опорную поверхность сырьевой трубы в 3,5…4 кг при тангенциальной поперечной нагрузке на скребок в 8.8 кг. Условием нормальной сборки вала считается обеспечение поперечного размера между скребками в свободном состоянии в 160…163 мм. Важной особенностью конструкции является невозможность реверсирования вращения вала, что необходимо учитывать при его монтаже в рабочее пространство сырьевой трубы.An important condition for the normal operation of the support is its rigidity in the operating mode, which should provide a radial load of the scraper on the supporting surface of the raw pipe of 3.5 ... 4 kg with a tangential lateral load on the scraper of 8.8 kg. A condition for normal shaft assembly is considered to be a transverse dimension between scrapers in a free state of 160 ... 163 mm. An important design feature is the impossibility of reversing the rotation of the shaft, which must be taken into account when installing it in the working space of a raw pipe.

Заявленная конструкция скребкового вала кристаллизатора имеет следующие преимущества перед существующими аналогами:The claimed design of the scraper shaft of the mold has the following advantages over existing analogues:

- организация мягкой (пружинной подвеске) специальной конструкции опор скребков, жесткость которой должна быть такой, чтобы на рабочем режиме радиальная нагрузка снижалась до номинального значения и оставалась постоянной или ниже номинальной при штатной поперечной нагрузке на скребок. Такая конструкция позволяет решить проблему поломок узла фиксации скребка на валу, а также расшабривание и износ стенок сырьевой трубы, которые связаны с выходом на неоптимальные контактные усилия пары скребок - стенка сырьевой трубы. Причиной выхода на нештатные радиальные нагрузки скребков является перекос пальцев во втулках, увеличение боковых нагрузок между пальцами и втулкой, истирание пары палец - втулка, залипание от смол и парафина пальца во втулке.- organization of a soft (spring suspension) special design of the supports of the scrapers, the rigidity of which should be such that in the operating mode the radial load is reduced to the nominal value and remains constant or lower than the nominal one with the nominal transverse load on the scraper. This design allows you to solve the problem of breakage of the fixation unit of the scraper on the shaft, as well as unpacking and wear of the walls of the raw pipe, which are associated with the output of non-optimal contact forces of the pair of scraper - wall of the raw pipe. The reason for reaching the abnormal radial loads of the scrapers is a skewness of the fingers in the bushings, an increase in lateral loads between the fingers and the sleeve, abrasion of the finger-sleeve pair, sticking from the resins and paraffin of the finger in the sleeve.

- на процессинге при повышении тангенциального усилия до номинального значение радиального усилия снижается до штатного значения равного 4 кг. При превышении значения тангенциальной нагрузки выше допустимого происходит соответствующее снижение радиальной нагрузки, приводящее к саморастормаживанию системы. Данное конструктивное свойство крайне важно, так как является решающим по предотвращению расшабривания сырьевых труб, а причин к приводящих к увеличению тангенциального усилия достаточно много: увеличение подачи сырья и повышение его вязкости, механическое торможение скребка о неровности контактной поверхности и тд. Данное свойство решает несколько проблем и дает следующие преимущества:- in processing, when the tangential force is increased to the nominal value, the radial force decreases to the standard value of 4 kg. If the tangential load exceeds the permissible value, a corresponding decrease in the radial load occurs, leading to self-braking of the system. This constructive property is extremely important, since it is decisive in preventing the raw material pipes from being unstuck, and there are a lot of reasons leading to an increase in tangential force: an increase in the feed rate and an increase in its viscosity, mechanical braking of the scraper about uneven contact surfaces, etc. This property solves several problems and gives the following advantages:

1. практически не изнашивается контактная грань скребка и внутренняя поверхность сырьевой трубы;1. the contact face of the scraper and the inner surface of the raw pipe practically do not wear out;

2. значительно повышается механический КПД механизма на процессинге, с уменьшением до 15…20% потребляемой мощности на привод кристаллизатора;2. significantly increases the mechanical efficiency of the processing mechanism, with a decrease to 15 ... 20% of the power consumption for the mold drive;

3. исключается заклинивание скребкового устройства;3. jamming of the scraper device is excluded;

4. уменьшаются нагрузки на опорные подшипниковые узлы и узел привода.4. Reduces the load on the support bearing units and the drive unit.

- существенные преимущества дает данная конструкция в части ремонтопригодности валов, общий срок работы которых может быть увеличен в 6 раз. Расчеты показывают, что ресурсная наработка данной конструкции может достигать 70000 часов, то есть почти в 2 раза больше существующей, что дает существенное снижение расходов на обслуживание и ремонтные работы.- significant advantages are given by this design in terms of maintainability of shafts, the total service life of which can be increased by 6 times. Calculations show that the resource life of this design can reach 70,000 hours, that is, almost 2 times more than the existing one, which gives a significant reduction in the cost of maintenance and repair work.

Claims

1. The scraper shaft of the mold containing pairs of scrapers fixed to the shaft, characterized in that each scraper on the shaft is fixed by means of a support, which is a pair of torsion springs, while the torsion spring coil, on the end of which the scraper is fixed, is tangentially directed with respect to the shaft.

2. The scraper shaft of the mold according to claim 1, characterized in that the fastening of the torsion spring on the shaft is made by pinching the end of the torsion spring on the shaft with a clamp-clamp fixed by a bolt and nut.

3. The scraper shaft of the mold according to claim 1, characterized in that the fastening of the torsion spring on the shaft is made by clamping the end of the torsion spring on the shaft with a clamp.

4. The scraper shaft of the mold according to claim 1, characterized in that the fixation of the torsion spring to the scraper is performed using a square pipe welded to the scraper with holes in which the torsion spring shank is clamped by a bolt or choked.