RU2038866C1

RU2038866C1 - Centrifuge drive

Info

Publication number: RU2038866C1
Authority: RU
Inventors: С.М. Аринкин; О.Г. Мартыненко; Э.П. Полесский
Original assignee: Аринкин Сергей Михайлович
Priority date: 1991-05-12
Filing date: 1991-05-12
Publication date: 1995-07-09

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: centrifuge drive has a case filled with liquid, supporting cylindrical float, damping cylindrical shell installed in a spaced relation equidistantly to the float and attached to the case by flexible ties, flexible hinge joint coupled the centers of the float and case bottoms, rotor secured on the float end and flexible shaft connected to the reduction gear output shaft, its input shaft is connected to the electric motor shaft. The supporting cylindrical float is provided with plates attached from the outside radially to its bottom, each plate is bent in such a manner that in cross section it has an aerofoil profile, the plates are located under the bottom at a distance exceeding the thickness of boundary layer of liquid on it. EFFECT: improved design. 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к самобалансирующимся центрифугам. The invention relates to mechanical engineering, in particular to self-balancing centrifuges.

Известен привод центрифуги, включающий корпус, заполненный жидкостью, размещенный в ней опорный цилиндрический поплавок, демпферную цилиндрическую обечайку, установленную с зазором эквидистантно поплавку и прикрепленную к корпусу упругими связями, гибкое шарнирное соединение, связывающее центры днищ поплавка и корпуса, укрепленный на торце поплавка ротор и упругий вал, соединяющий выходной вал редуктора, входной вал которого связан с валом электродвигателя. A centrifuge drive is known, including a housing filled with liquid, a supporting cylindrical float placed therein, a damper cylindrical shell mounted with a gap equidistant to the float and attached to the housing by elastic couplings, a flexible swivel connecting the centers of the bottoms of the float and the housing, a rotor mounted on the end of the float and an elastic shaft connecting the output shaft of the gearbox, the input shaft of which is connected to the shaft of the electric motor.

Недостатком этого привода являются большие затраты мощности на преодоление трения поплавка о жидкость. The disadvantage of this drive is the high cost of power to overcome the friction of the float on the liquid.

Цель изобретения заключается в снижении затрат мощности на преодоление трения опорного цилиндрического поплавка о жидкость. Для достижения этой цели предложенный привод центрифуги, включающий корпус, заполненный жидкостью, размещенный в ней опорный цилиндрический поплавок, демпферную цилиндрическую обечайку, установленную с зазором эквидистантно поплавку и прикрепленную к корпусу упругими связями, гибкое шарнирное соединение, связывающее центры днищ поплавка и корпуса, укрепленный на торце поплавка ротор и упругий вал, соединенный с выходным валом редуктора, входной вал которого связан с валом электродвигателя, опорный цилиндрический поплавок снабжен пластинами, прикрепленными снаружи радиально к его днищу, при этом каждая пластина выполнена изогнутой таким образом, что она в поперечном сечении имеет аэродинамический профиль, причем пластины расположены под днищем на расстоянии, превышающем толщину пограничного слоя жидкости на нем. The purpose of the invention is to reduce the cost of power to overcome the friction of the supporting cylindrical float on the liquid. To achieve this goal, the proposed centrifuge drive, including a housing filled with liquid, a supporting cylindrical float placed in it, a damper cylindrical shell mounted with a gap equidistant to the float and attached to the housing by elastic ties, a flexible swivel connecting the centers of the bottoms of the float and the housing, mounted on the end of the float is a rotor and an elastic shaft connected to the output shaft of the gearbox, the input shaft of which is connected to the motor shaft, the supporting cylindrical float is equipped with a Steen attached radially outwardly to its bottom, with each plate is curved in such a way that it in cross section has an aerodynamic profile, wherein the plates are arranged under the bottom at a distance exceeding the thickness of the boundary layer of fluid thereon.

На фиг.1 схематично изображен продольный разрез привода; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1. Figure 1 schematically shows a longitudinal section of a drive; figure 2 section aa in figure 1.

Привод центрифуги включает корпус 1, заполненный жидкостью, размещенной в ней опорный цилиндрический поплавок 2, демпферную цилиндрическую обечайку 3, установленную с зазором эквидистантно поплавку и прикрепленную к корпусу упругими связями 4, гибкое шарнирное соединение 5, связывающее центры днищ 6 и 7 поплавка и корпуса, укрепленный на торце поплавка ротор 8 и упругий вал 9, соединенный с выходным валом 10 редуктора 11, входной вал которого связан с валом электродвигателя 12. The centrifuge drive includes a housing 1 filled with a liquid, a supporting cylindrical float 2 placed therein, a damper cylindrical shell 3 mounted with a gap equidistant to the float and attached to the housing by elastic ties 4, a flexible swivel 5 connecting the centers of the bottoms 6 and 7 of the float and the housing, a rotor 8 mounted on the end of the float and an elastic shaft 9 connected to the output shaft 10 of the gearbox 11, the input shaft of which is connected to the shaft of the electric motor 12.

Опорный цилиндрический поплавок 2 снабжен пластинами 13, прикрепленными снаружи при помощи ребер 14 радиально к его днищу 6. Каждая пластина выполнена изогнутой таким образом, что она в поперечном сечении имеет аэродинамический профиль, причем пластины расположены под днищем на расстоянии, превышающем толщину пограничного слоя жидкости на нем. The supporting cylindrical float 2 is equipped with plates 13 mounted externally with ribs 14 radially to its bottom 6. Each plate is bent so that it has an aerodynamic profile in cross section, and the plates are located under the bottom at a distance exceeding the thickness of the boundary layer of liquid by him.

Ротор 8 заключен в защитный кожух 15, днище которого служит опорной площадкой для электродвигателя 12 и редуктора 11. Привод включает также систему регулирования уровня жидкости в корпусе 1, состоящей из емкостей 16 и 17, сообщенных между собой и с корпусом трубопроводами 18, 19 и 20, снабженными управляемыми задвижками 21 и 22 и насоса 23. The rotor 8 is enclosed in a protective casing 15, the bottom of which serves as a support platform for the electric motor 12 and gear 11. The drive also includes a fluid level control system in the housing 1, consisting of containers 16 and 17, connected to each other and to the housing by pipelines 18, 19 and 20 equipped with controlled valves 21 and 22 and pump 23.

На днище корпуса 1, а также между его стенкой и стенкой обечайки 3 укреплены радиально вертикальные пластины 24. On the bottom of the housing 1, and also between its wall and the wall of the shell 3, radially vertical plates 24 are fixed.

Привод работает следующим образом. The drive operates as follows.

В исходном положении ротор 8 загружен и корпус 1 заполнен жидкостью. In the initial position, the rotor 8 is loaded and the housing 1 is filled with liquid.

Включают питание электродвигателя 12 и разгоняют ротор 8 до частоты вращения, соответствующей (0,85-0,95)n, где n частота вращения его в рабочем режиме. Делают выдержку и производят слив самотеком жидкости из корпуса 1 в нижнюю емкость 17. Когда уровни жидкости в корпусе и в емкости выравниваются, слив прекращается. Перекрывают задвижку 22. После этого продолжают разгон ротора 8, поскольку сопротивление трения опорного цилиндрического поплавка 2 снизилось вдвое, то выход на режим происходит при затратах мощности почти вдвое меньших, чем без слива. Уменьшение Архимедовой силы поплавка компенсируется подъемной силой пластин 13. Их аэродинамические характеристики и площадь выбирают из условия, чтобы на режиме (0,85-0,95)n подъемная сила была равна или даже превышала снижение Архимедовой силы опорного цилиндрического поплавка 2. При этом затраты энергии на преодоление сопротивления пластины 13 будут значительно меньше, чем снижение потерь на трение опорного цилиндрического поплавка при слитой жидкости. The power of the electric motor 12 is turned on and the rotor 8 is accelerated to a rotational speed corresponding to (0.85-0.95) n, where n is its rotational speed in operating mode. Shutter speed and drain by gravity from the housing 1 to the lower tank 17. When the fluid levels in the housing and in the tank are leveled, the drain stops. The valve 22 is closed. After this, the acceleration of the rotor 8 is continued, since the frictional resistance of the supporting cylindrical float 2 has decreased by half, then the mode is reached when the power consumption is almost half as much as without draining. The decrease in the Archimedean force of the float is compensated by the lifting force of the plates 13. Their aerodynamic characteristics and area are selected so that, at the (0.85-0.95) n mode, the lifting force is equal to or even exceeds the decrease in the Archimedean force of the supporting cylindrical float 2. At the same time, the costs energy to overcome the resistance of the plate 13 will be significantly less than the reduction of friction losses of the supporting cylindrical float when the fluid is discharged.

За время осуществления технологического процесса при помощи насоса 23 производят перекачку жидкости из емкости 16 в емкость 17. После завершения техпроцесса открывают задвижку 21 и жидкость из емкости 17 перетекает в корпус 1 привода, при этом происходит замедление вращения ротора. После перелива жидкости отключают питание электродвигателя и ротор останавливается. During the process, using the pump 23, fluid is transferred from the tank 16 to the tank 17. After completion of the process, the valve 21 is opened and the fluid from the tank 17 flows into the drive housing 1, while the rotor slows down. After a liquid overflow, the electric motor power is turned off and the rotor stops.

Предложенная конструкция привода обеспечивает снижение затрат мощности по сравнению с известной конструкцией привода и кроме этого обеспечивает более устойчивое вращение ротора центрифуги. The proposed drive design provides a reduction in power costs compared with the known drive design and in addition provides a more stable rotation of the centrifuge rotor.

Claims

CENTRIFUGE ACTUATOR, comprising a housing filled with liquid, a supporting cylindrical float placed in it, a damper cylindrical shell, an equidiastantly mounted float with a gap and attached to the housing with elastic ties, a flexible swivel connecting the centers of the bottoms of the float and the housing, a rotor mounted on the end of the elastic float a shaft connected to the output shaft of the gearbox, the input shaft of which is connected to the shaft of the electric motor, characterized in that, in order to reduce power consumption to overcome friction cylindrical float on the liquid, the supporting cylindrical float is equipped with plates attached externally radially to its bottom, each plate being bent so that it has an aerodynamic profile in cross section, and the plates are located under the bottom at a distance exceeding the thickness of the boundary layer of liquid by him.