RU2786627C1 - Centrifuge with upper location of vortex hydraulic drive and open case - Google Patents

Centrifuge with upper location of vortex hydraulic drive and open case Download PDF

Info

Publication number
RU2786627C1
RU2786627C1 RU2022124704A RU2022124704A RU2786627C1 RU 2786627 C1 RU2786627 C1 RU 2786627C1 RU 2022124704 A RU2022124704 A RU 2022124704A RU 2022124704 A RU2022124704 A RU 2022124704A RU 2786627 C1 RU2786627 C1 RU 2786627C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
liquid
column
centrifuge
hydraulic drive
Prior art date
Application number
RU2022124704A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Владимирович Снежко
Владимир Андреевич Снежко
Алексей Юрьевич Лихачев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Донской ГАУ)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Донской ГАУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Донской ГАУ)
Application granted granted Critical
Publication of RU2786627C1 publication Critical patent/RU2786627C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: separation.
SUBSTANCE: invention relates to device intended for separation of liquid non-homogenous systems, using centrifugal forces. The centrifuge consists of a support disc with an axis fixed under it and a rotor installed on the axis in bearings, including a column and a coil fixed with a nut. A liquid supply fitting is attached to the support disc from above, and a vortex chamber of a guiding device of a hydraulic drive turbine with several tangential input channels is attached from below. Liquid passage from the fitting to the vortex chamber is performed through holes in the support disc, from top to bottom. A working wheel of the turbine of a conical shape with radial channels, fixed with a conical flange, is installed outside the rotor column, under the guiding device. Holes for liquid input from a turbine stage to a separating cavity of the rotor are made opposite each channel of the wheel, in the bottom of the column. Output of purified liquid from the rotor is carried out through radial and central channels in a lower part of the column, directly to a tank. Liquid leakages through a cylindrical seal of the turbine stage are removed to sides down, as well as to a free space of the tank. Due to the absence of a centrifuge case, they do not enter the rotor, do not create an air-drop medium in a near-rotor space, and, consequently, do not exert additional resistance to its rotation.
EFFECT: increase in the efficiency of liquid purification due to an increase in a rotational frequency of the rotor, provided by reduction in a rotation resistance moment, as well as simplification of a centrifuge structure.
2 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для разделения жидких неоднородных систем с помощью центробежных сил, и может быть использовано для очистки от механических загрязнений и воды масел, топлив, гидравлических и моющих жидкостей при их регенерации, а также в процессе эксплуатации непосредственно на машинах и агрегатах.The invention relates to devices designed to separate liquid heterogeneous systems using centrifugal forces, and can be used to remove mechanical impurities and water from oils, fuels, hydraulic and washing fluids during their regeneration, as well as during operation directly on machines and units.

Известна полнопоточная центрифуга с вихревым приводом [патент на изобретение RU 2725791 C1, В04В 1/02, 3/00, 9/06. Полнопоточная центрифуга с вихревым приводом / Снежко А.В., Снежко В.А. - Заявка: 2019135898; 07.11.2019; опубл. 06.07.2020. Бюл. №19] для очистки жидкостей, содержащая корпус с основанием и крышкой, размещенный внутри него на подшипниках ротор, включающий барабан, колонку с каналами для подвода и отвода очищаемой жидкости, гидропривод турбинного типа, состоящий из направляющего аппарата, установленного в основании корпуса под ротором и рабочего колеса, прикрепленного к колонке ротора. Гидропривод представляет собой центробежную радиально-осевую турбину. Ее направляющий аппарат в виде вихревой камеры, имеет один или несколько тангенциальных входных каналов и формирует вращающийся и конусно расходящийся поток на выходе из центрального отверстия. Рабочее колесо турбины имеет лопатки и каналы проточной зоны, расположенные под тем же углом конусности. Через них поток вводится во внутреннюю область ротора через систему отверстий в колонке. Вывод очищенной жидкости из ротора осуществляется через нижний шип колонки, размещенный в центральной нерабочей зоне вихревой камеры.Known full-flow centrifuge with a vortex drive [patent for invention RU 2725791 C1, B04V 1/02, 3/00, 9/06. Full-flow centrifuge with a vortex drive / Snezhko A.V., Snezhko V.A. - Application: 2019135898; 07.11.2019; publ. 07/06/2020. Bull. No. 19] for cleaning liquids, containing a housing with a base and a cover, a rotor placed inside it on bearings, including a drum, a column with channels for supplying and discharging the liquid being cleaned, a turbine-type hydraulic drive, consisting of a guide vane installed in the base of the housing under the rotor and impeller attached to the rotor column. The hydraulic drive is a centrifugal radial-axial turbine. Its guide vane in the form of a vortex chamber has one or more tangential inlet channels and forms a rotating and conically divergent flow at the outlet of the central hole. The turbine impeller has blades and channels of the flow zone located at the same taper angle. Through them, the flow is introduced into the inner region of the rotor through a system of holes in the column. The output of the purified liquid from the rotor is carried out through the lower spike of the column, located in the central non-working zone of the vortex chamber.

К недостаткам этой центрифуги можно отнести сложность конструкции, а также необходимость отвода из ее корпуса утечек жидкости через цилиндрическое уплотнение вращающегося ротора и направляющего аппарата гидропривода, которые приводят к снижению скорости вращения, и, как следствие, к ухудшению сепарационной эффективности из-за образования в околороторном пространстве воздушно-капельной среды высокой плотности.The disadvantages of this centrifuge include the complexity of the design, as well as the need to remove liquid leaks from its body through the cylindrical seal of the rotating rotor and the guide vane of the hydraulic drive, which lead to a decrease in the rotation speed and, as a result, to a deterioration in the separation efficiency due to the formation of the space of a high-density airborne medium.

Цель изобретения состоит в повышении эффективности очистки жидкости за счет увеличения частоты вращения ротора, обусловленного снижением момента сопротивления вращению, а также в упрощении конструкции центрифуги.The purpose of the invention is to increase the efficiency of liquid purification by increasing the rotor speed due to a decrease in the moment of resistance to rotation, as well as to simplify the design of the centrifuge.

Эта цель достигается тем, что ротор находится не в замкнутом пространстве, образованном корпусными деталями центрифуги, а свободно расположен в баке с очищаемой жидкостью, или в трубе, имеющей свободный выход в бак. При этом направляющий аппарат гидропривода расположен над ротором, соответственно ввод жидкости в центрифугу осуществляется сверху, а вывод из ротора - вниз, непосредственно в бак.This goal is achieved by the fact that the rotor is not located in a closed space formed by centrifuge body parts, but is freely located in a tank with a liquid to be purified, or in a pipe that has a free outlet to the tank. At the same time, the guide apparatus of the hydraulic drive is located above the rotor, respectively, the liquid is entered into the centrifuge from above, and the output from the rotor is downward, directly into the tank.

На фиг. 1 представлена схема центрифуги с вихревым приводом, на фиг. 2 - вид вихревой камеры по сечению А-А, на фиг. 3 - вид колонки ротора по сечению Б-Б, на фиг. 4 - рабочее колесо турбины, на фиг. 5 - схемы монтажа центрифуги на баке.In FIG. 1 shows a diagram of a centrifuge with a vortex drive, in Fig. 2 - view of the vortex chamber along the section A-A, in Fig. 3 - view of the rotor column along the section B-B, in Fig. 4 - impeller of the turbine, in Fig. 5 - installation diagrams of the centrifuge on the tank.

Центрифуга состоит из опорного диска 1 с закрепленной в нем осью 2 и ротора, установленного на оси в подшипниках, как минимум, один из которых шариковый. Ротор включает в себя колонку 3 и барабан 4, скрепленных гайкой 5. К опорному диску 1 сверху прикреплен штуцер 6, а снизу вихревая камера 7 направляющего аппарата турбины гидропривода с несколькими тангенциальными входными каналами 8. Проход жидкости из штуцера к вихревой камере осуществляется через систему отверстий 9 в опорном диске. В колонке 3 снаружи установлено рабочее колесо турбины 10 конической формы с рядом радиальных каналов прямоугольного сечения. Колесо зафиксировано на колонке коническим фланцем 11, который вместе с каналами образует проточную зону центробежной радиально-осевой турбины. Напротив каждого канала колеса в днище колонки выполнены отверстия для ввода жидкости из турбинной ступени в сепарирующую полость ротора. Вывод жидкости из ротора осуществляется через систему радиальных каналов 12 в нижней части колонки и далее по центральному каналу 13 наружу из центрифуги.The centrifuge consists of a support disk 1 with an axle 2 fixed in it and a rotor mounted on the axle in bearings, at least one of which is a ball bearing. The rotor includes a column 3 and a drum 4, fastened with a nut 5. A union 6 is attached to the support disk 1 from above, and from below a swirl chamber 7 of the guide apparatus of the hydraulic drive turbine with several tangential inlet channels 8. The passage of fluid from the union to the vortex chamber is carried out through a system of holes 9 in the platter. In the column 3, the impeller of the turbine 10 is installed on the outside of a conical shape with a number of radial channels of rectangular cross section. The wheel is fixed on the column by a conical flange 11, which, together with the channels, forms the flow zone of the centrifugal radial-axial turbine. Opposite each channel of the wheel in the bottom of the column there are holes for introducing liquid from the turbine stage into the separating cavity of the rotor. The output of liquid from the rotor is carried out through a system of radial channels 12 in the lower part of the column and then through the central channel 13 out of the centrifuge.

Центрифуга работает следующим образом (фиг. 1). Очищаемая жидкость под давлением подается через штуцер 6 и систему отверстий 9 в опорном диске к вихревой камере 7 направляющего аппарата. Пройдя тангенциальные входные каналы 8, поток закручивается и растекается конусным слоем из ее центрального отверстия, попадая в каналы рабочего колеса турбины 10. При этом закрученный поток взаимодействует с лопатками рабочего колеса турбины 10 и приводит ротор во вращение. Перемещаясь вдоль каналов в радиально-осевом направлении, жидкость через отверстия в днище колонки 3 поступает в сепарирующую полость ротора и устремляется вниз вдоль оси его вращения. В нижней части ротора очищенная в центробежном поле жидкость через радиальные каналы 12 колонки 3 поступает в ее центральный канал 13, откуда направляется наружу в бак.The centrifuge works as follows (Fig. 1). The liquid to be cleaned under pressure is supplied through the fitting 6 and the system of holes 9 in the support disk to the vortex chamber 7 of the guide vane. Having passed the tangential inlet channels 8, the flow swirls and spreads in a cone layer from its central hole, falling into the channels of the turbine impeller 10. In this case, the swirling flow interacts with the blades of the turbine impeller 10 and causes the rotor to rotate. Moving along the channels in the radial-axial direction, the liquid through the holes in the bottom of the column 3 enters the separating cavity of the rotor and rushes down along the axis of its rotation. In the lower part of the rotor, the liquid purified in the centrifugal field through the radial channels 12 of the column 3 enters its central channel 13, from where it goes out into the tank.

Утечки жидкости через цилиндрическое уплотнение турбинной ступени - между вихревой камерой 7 и коническим фланцем 11 рабочего колеса турбины 10 выбрасываются в свободнее пространство бака (фиг. 5а), или на стенки трубы (фиг. 5b, 5с) и далее стекают также в бак. В этом случае они не попадают на ротор, не создают воздушно-капельной среды в околороторном пространстве и, следовательно, не оказывают дополнительного сопротивления его вращению.Liquid leaks through the cylindrical seal of the turbine stage - between the vortex chamber 7 and the conical flange 11 of the impeller of the turbine 10 are thrown into the free space of the tank (Fig. 5a), or onto the pipe walls (Fig. 5b, 5c) and then also flow into the tank. In this case, they do not fall on the rotor, do not create an air-drop environment in the space around the rotor and, therefore, do not provide additional resistance to its rotation.

Claims (2)

1. Центрифуга с верхним расположением вихревого гидропривода и открытым корпусом для очистки жидких неоднородных систем, содержащая ротор, включающий барабан, колонку с каналами для подвода и отвода очищаемой жидкости, гидропривод турбинного типа, состоящий из направляющего аппарата и рабочего колеса, прикрепленного к колонке ротора; гидропривод представляет собой центробежную радиально-осевую турбину, ее направляющий аппарат в виде вихревой камеры имеет один или несколько тангенциальных входных каналов и формирует вращающийся и конически расходящийся поток на выходе из центрального отверстия; рабочее колесо турбины имеет лопатки и каналы проточной зоны, расположенные под тем же углом конусности, и выводит поток в периферийную внутреннюю область ротора через систему отверстий в колонке, выполненных для каждого канала колеса, отличающаяся тем, что имеет опорный диск с закрепленной под ним осью, на которой установлен в подшипниках ротор; к опорному диску сверху прикреплен штуцер подвода жидкости, а снизу вихревая камера, так что направляющий аппарат гидропривода располагается над ротором; проход жидкости от штуцера к вихревой камере осуществляется через систему отверстий в опорном диске сверху - вниз, а вывод жидкости из ротора осуществляется через каналы в нижней части колонки.1. A centrifuge with a top-mounted vortex hydraulic drive and an open housing for cleaning liquid heterogeneous systems, containing a rotor that includes a drum, a column with channels for supplying and discharging the liquid to be cleaned, a turbine-type hydraulic drive, consisting of a guide vane and an impeller attached to the rotor column; the hydraulic drive is a centrifugal radial-axial turbine, its guide apparatus in the form of a vortex chamber has one or more tangential inlet channels and forms a rotating and conically divergent flow at the outlet of the central hole; the turbine impeller has blades and channels of the flow zone located at the same taper angle, and discharges the flow into the peripheral inner region of the rotor through a system of holes in the column, made for each channel of the wheel, characterized in that it has a support disk with an axle fixed under it, on which the rotor is installed in bearings; a fluid supply fitting is attached to the support disk from above, and a swirl chamber from below, so that the hydraulic drive guide vane is located above the rotor; the passage of liquid from the fitting to the vortex chamber is carried out through a system of holes in the support disk from top to bottom, and the liquid is discharged from the rotor through channels in the lower part of the column. 2. Центрифуга с верхним расположением вихревого гидропривода и открытым корпусом по п. 1, отличающаяся тем, что ротор находится в свободном пространстве бака с очищенной жидкостью или в трубе, имеющей свободный выход в бак.2. A centrifuge with a top-mounted vortex hydraulic drive and an open housing according to claim 1, characterized in that the rotor is located in the free space of the tank with purified liquid or in a pipe that has a free outlet to the tank.
RU2022124704A 2022-09-19 Centrifuge with upper location of vortex hydraulic drive and open case RU2786627C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2786627C1 true RU2786627C1 (en) 2022-12-22

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2033860C1 (en) * 1991-07-03 1995-04-30 Азово-Черноморский Институт Механизации Сельского Хозяйства Liquid-cleaning centrifuge
US7713185B2 (en) * 2004-03-17 2010-05-11 Hengst Gmbh & Co., Kg Impulse centrifuge for the purification of the lubricating oil from an internal combustion engine
RU2725791C1 (en) * 2019-11-07 2020-07-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Донской ГАУ) Full-flow centrifuge with vortex drive
RU2758406C1 (en) * 2020-12-14 2021-10-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Донской ГАУ) Centrifuge with vortex drive and adjustable flow of cleaned liquid
RU2772339C1 (en) * 2021-03-10 2022-05-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Донской ГАУ) Full-flow centrifuge with a vortex drive and independent autonomous arrangement

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2033860C1 (en) * 1991-07-03 1995-04-30 Азово-Черноморский Институт Механизации Сельского Хозяйства Liquid-cleaning centrifuge
US7713185B2 (en) * 2004-03-17 2010-05-11 Hengst Gmbh & Co., Kg Impulse centrifuge for the purification of the lubricating oil from an internal combustion engine
RU2725791C1 (en) * 2019-11-07 2020-07-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Донской ГАУ) Full-flow centrifuge with vortex drive
RU2758406C1 (en) * 2020-12-14 2021-10-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Донской ГАУ) Centrifuge with vortex drive and adjustable flow of cleaned liquid
RU2772339C1 (en) * 2021-03-10 2022-05-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Донской ГАУ) Full-flow centrifuge with a vortex drive and independent autonomous arrangement

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2423169C2 (en) Centrifugal separator
US6102843A (en) Flow enhanced one-pass centrifuge separator
NO321660B1 (en) Method and apparatus for purifying gas
US20120031270A1 (en) Plant for separating oil from a gas mixture, and a method for separating oil from a gas mixture
JP6480594B2 (en) Centrifuge for purifying gas
US3858793A (en) Cartridge centrifuge
SE520453C2 (en) An apparatus for simultaneously purifying a liquid and a gas
US3241675A (en) Rotary filter and method
US4161448A (en) Combined separator and pump with dirty phase concentrator
EA023358B1 (en) Separator
KR840005670A (en) Energy recovery centrifuge
RU2786627C1 (en) Centrifuge with upper location of vortex hydraulic drive and open case
RU2725791C1 (en) Full-flow centrifuge with vortex drive
KR20190015921A (en) Controlled Hydrodynamic Disk Separator
US2525629A (en) Centrifuge construction
RU2758406C1 (en) Centrifuge with vortex drive and adjustable flow of cleaned liquid
RU2772339C1 (en) Full-flow centrifuge with a vortex drive and independent autonomous arrangement
CN113245072B (en) Unidirectional heart disk type centrifugal machine with spiral acceleration function and centrifugal equipment
JP6078315B2 (en) Hydrocyclone classifier
US4283005A (en) Pump and centrifugal separator apparatus
JP2018534142A (en) Separator
JPS603850B2 (en) Interruption device that interrupts the air core and separation device using this
SE505471C2 (en) Centrifugal separator shell disc
RU2518769C1 (en) Turbopump for two fluids
SU1121236A1 (en) Apparatus for clarifying petroleum-bearing waste liquors