SU761010A1

SU761010A1 - Liquid separator

Info

Publication number: SU761010A1
Application number: SU782676739A
Authority: SU
Inventors: Bagaudin Kh Gajtov; Yurij P Andreev; Sergej G Gorbunov
Original assignee: Kd Polt Inst
Priority date: 1978-10-23
Filing date: 1978-10-23
Publication date: 1980-09-07

Description

Изобретение относится к сепараторам для разделения жидких полидисперсных систем, например молока, и может быть использовано в пищевой, нефтеперерабатывающей, химической и других отраслях промышленности и в сельском хозяйстве.The invention relates to separators for the separation of liquid polydisperse systems, such as milk, and can be used in food, oil refining, chemical and other industries and in agriculture.

Известны сепараторы для разделения полидисперсных жидких систем, в которых барабан сепаратора является ротором электродвигателя и размещен внутри статора электродвигателя с необходимым зазором [1].Known separators for the separation of polydisperse liquid systems in which the separator drum is the rotor of the electric motor and is placed inside the stator of the electric motor with the necessary clearance [1].

При этом барабан жестко установлен в неподвижных нижней и верхней подшипниковых опорах.In this case, the drum is rigidly installed in fixed lower and upper bearing supports.

Вследствие невозможности абсолютно точной балансировки барабана в период разгона при прохождении критических скоростей наступает виброрезонанс, что приводит к усиленным вибрациям.Due to the impossibility of absolutely accurate balancing of the drum during the acceleration period during the passage of critical speeds, vibroresonance occurs, which leads to increased vibrations.

От пагубного воздействия вибраций удается избавиться, когда барабан сепаратора устанавливается на достаточно длинном вертикальном валу, укрепленном в подшипниковых опорах таким образом, что имеет возможность совершать колебания относительно вертикальной оси сепаратора наподобие маятника. Колебания барабана относительно вертикальной оси в период разгона достигают значительной величины (дляIt is possible to get rid of the harmful effects of vibrations when the separator drum is mounted on a sufficiently long vertical shaft, which is fixed in bearing supports in such a way that it can oscillate about the vertical axis of the separator like a pendulum. The oscillations of the drum relative to the vertical axis in the period of acceleration reach a significant value (for

22

сепаратора А1—ОЦМ—5 амплитуда колебаний барабана достигает 2 мм). При размещении барабана внутри статора электродвигателя эти колебания приводят к каса5 нию барабана о статор, т. е. к выходу сепаратора из строя.separator A1 — OCM — 5, the amplitude of the drum oscillations reaches 2 mm). When the drum is placed inside the electric motor stator, these oscillations cause the drum to touch the stator, i.e., the separator fails.

Избежать касания барабана о статор можно путем увеличения воздушного зазо10 ра между поверхностями барабана и статора до величины, превышающей величину амплитуды колебаний барабана. Однако это неминуемо ведет к ухудшению энергетических показателей электропривода сепа15 ратора из-за возрастания величины магнитного сопротивления воздушного зазора, увеличению намагничивающего тока и уменьшению коэффициента мощности. Так для сепаратора А1—ОЦМ.—5 величина за20 зора между поверхностями барабана и статора вместо расчетного значения 0,4—0,5 мм должна быть принята равной 2 мм и более. Такое увеличение зазора делает экономически невыгодной эксплуатацию сепара25 тора.Touching the drum against the stator can be avoided by increasing the air gap between the surfaces of the drum and the stator to a value exceeding the amplitude of the oscillation of the drum. However, this inevitably leads to a deterioration in the energy performance of the electric drive of the separator due to an increase in the magnetic resistance of the air gap, an increase in the magnetizing current and a decrease in the power factor. So for the A1 — OCM separator — 5, the gap between the surfaces of the drum and the stator, instead of the calculated value of 0.4–0.5 mm, should be taken to be 2 mm or more. Such an increase in the gap makes it economically unprofitable to operate the separator.

Известна центрифуга для разделения полидисперсных жидких систем, включающая станину, статор, установленный внутри него с зазором барабан, вертикальный вал и 30 дополнительную опору барабана в видеA centrifuge for separating polydisperse liquid systems is known, including a frame, a stator, a drum mounted inside it with a gap, a vertical shaft and 30 additional drum supports in the form of

33

игольчатого подшипника, установленного в зазоре [2].needle bearing installed in the gap [2].

В такой конструкции игольчатый подшипник предотвращает касание барабана о статор и снижает величину магнитного сопротивления воздушного зазора, что ведет к уменьшению намагничивающего тока и увеличению коэффициента мощности.In this design, the needle bearing prevents the drum from touching the stator and reduces the magnetic resistance of the air gap, which leads to a decrease in magnetizing current and an increase in power factor.

Такая конструкция имеет недостаток, заключающийся в сложности ее практической реализации: имея ограниченную механическую прочность, большую скорость вращения (пропорциональную отношению диаметров оарабана и иголки), в условиях отсутствия смазочного материала, игольчатый подшипник малонадежен в работе, а его обслуживание, ремонт, замена требуют разборки значительной части механизма центрифуги.This design has the disadvantage of its practical implementation: having limited mechanical strength, high rotational speed (proportional to the diameter of the drill and needle), in the absence of lubricant, the needle bearing is unreliable in operation, and its maintenance, repair, replacement require disassembly significant part of the centrifuge mechanism.

Ближайшим техническим решением к данному изобретению является сепаратор для жидкости, содержащий корпус, совмещенный с ротором электродвигателя барабан, размещенный с зазором в статоре последнего и установленный на вертикальном валу, закрепленном в неподвижной нижней подшипниковой опоре и подвижной верхней горловой опоре, включающей подшипник и обойму, размещенную на подшипнике и поджатую пружинами [3].The closest technical solution to this invention is a liquid separator, comprising a housing, a drum combined with an electric motor rotor, placed with a gap in the stator of the latter and mounted on a vertical shaft fixed in a fixed lower bearing support and a movable upper throat support including a bearing and a holder placed on the bearing and pursed by springs [3].

Внутренняя поверхность статора или участка барабана, расположенного внутри статора, или обоих одновременно, выполнена конической с увеличением воздушного зазора между ними от точки опоры в осевом направлении.The inner surface of the stator or a section of the drum located inside the stator, or both at the same time, is tapered with an increase in the air gap between them from the fulcrum in the axial direction.

За счет такого выполнения поверхностей барабана или статора величина зазора между ними при максимальном отклонении барабана от вертикальной оси обеспечивается достаточной для избежания задевания барабана о статор. При этом средняя величина воздушного зазора меньше величины зазора, выбираемого по максимальной амплитуде колебания барабана в случае выполнения поверхностей статора и барабана цилиндрическими.Due to this implementation of the surfaces of the drum or stator, the gap between them at the maximum deviation of the drum from the vertical axis is provided sufficient to avoid hitting the drum on the stator. At the same time, the average size of the air gap is less than the size of the gap selected by the maximum amplitude of the drum oscillation in the case of making the surfaces of the stator and drum cylindrical.

Главным недостатком такой конструкции является то, что величина зазора между поверхностями барабана и статора остается все-таки большей, чем у серийного электродвигателя соответствующей мощности и размеров. Это ведет к более низкому значению коэффициента мощности. Кроме того, такая конструкция сепаратора не гарантирует полностью невозможность касания барабана о статор, а предотвращает касание лишь при колебаниях определенной амплитуды. При превышении допустимой амплитуды колебания барабана относительно вертикальной оси, например из-за ослабления пружин горловой опоры, возможно касание барабана о статор и выход сепаратора из строя.The main disadvantage of this design is that the gap between the surfaces of the drum and the stator is still greater than that of a commercial electric motor of a corresponding power and size. This leads to a lower power factor value. In addition, such a separator design does not guarantee completely the impossibility of the drum touching the stator, but prevents it from touching only when a certain amplitude oscillates. If the permissible amplitude of the oscillation of the drum relative to the vertical axis is exceeded, for example due to the weakening of the springs of the throat support, the drum may touch the stator and the separator will fail.

761010761010

4four

Целью изобретения является увеличение коэффициента мощности электродвигателя и повышение надежности работы сепаратора.The aim of the invention is to increase the power factor of the electric motor and increase the reliability of the separator.

Для этого данный сепаратор снабжен цилиндрическим стаканом, днище которого жестко связано с обоймой горловой опоры, расположенным внутри корпуса, при этом статор электродвигателя жестко закреплен па внутренней поверхности стакана.To do this, this separator is equipped with a cylindrical cup, the bottom of which is rigidly connected to the throat support clip located inside the housing, while the electric motor stator is rigidly fixed on the inner surface of the glass.

На чертеже изображен предлагаемый сепаратор в разрезе.The drawing shows the proposed separator in the section.

Сепаратор содержит корпус 1, вертикальный вал 2, закрепленный в неподвижной нижней подшипниковой опоре 3 и в подвижной верхней горловой опоре, включающей насаженный на вал 2 подшипник 4, обойму 5 горловой опоры, размещенную на подшипнике 4 и поджатую пружинами 6, совмещенный с ротором электродвигателя барабан 7, установленный на валу 2 и размещенный внутри статора 8. Статор 8 помещен в узел крепления 9 и залит компаундом 10. На корпусе 1 установлено вводное устройство 11, соединенное со статором 8 гибким кабелем 12.The separator includes a housing 1, a vertical shaft 2, mounted in a fixed lower bearing support 3 and in a movable upper throat support including a bearing 4 mounted on the shaft 2, a holder 5 of the throat support placed on the bearing 4 and a drum preloaded with springs 6, aligned with the rotor of the electric motor 7 mounted on the shaft 2 and placed inside the stator 8. The stator 8 is placed in the mount 9 and filled with compound 10. On the case 1 an input device 11 is mounted, connected to the stator 8 by a flexible cable 12.

Сепаратор для жидкости работает следующим образом.The separator for the liquid works as follows.

После подачи напряжения через вводное устройство 11 и гибкий кабель 12 на статор 8 барабан 7 начинает вращаться. По мере приближения к критической скорости барабан 7 начинает совершать колебания около вертикальной оси. Амплитуда колебаний возрастает по мере приближения к критической скорости, а при достижении критической скорости становится максимальной. Поскольку барабан 7 жестко связан с валом 2, то колебания передаются подшипнику 4, обойме горловой опоры 5, узлу крепления 9 и самому статору 8.After applying voltage through the input device 11 and the flexible cable 12 to the stator 8, the drum 7 begins to rotate. As it approaches the critical speed, the drum 7 begins to oscillate around the vertical axis. The amplitude of oscillations increases as you approach the critical speed, and when the critical speed is reached, it becomes maximum. Since the drum 7 is rigidly connected with the shaft 2, the vibrations are transmitted to the bearing 4, the holder of the throat support 5, the mount 9 and the stator 8 itself.

Поэтому независимо от амплитуды и частоты колебаний статор 8 остается неподвижным относительно барабана 7, что и позволяет делать зазор между ними минимальным и тем самым повысить коэффициент мощности. При этом исключается возможность задевания барабана 7 о статор 8, что увеличивает надежность конструкции.Therefore, regardless of the amplitude and frequency of oscillation, the stator 8 remains stationary relative to the drum 7, which allows to make the gap between them minimal and thereby increase the power factor. This eliminates the possibility of grazing the drum 7 on the stator 8, which increases the reliability of the design.

Изготовлен опытный образец сепаратора, который прошел испытания в лаборатории специальных электрических машин Краснодарского политехнического института. Испытания показали надежную работу сепаратора в течение шести рабочих дней. В результате испытаний установлено, что коэффициент мощности составил 0,705 против 0,59 у прототипа. Такое повышение коэффициента мощности позволило снизить расход энергии на 15,8%. Предварительные расчеты показывают, что для сельского хозяйства годовой экономический эффект составил 5—-10 руб. на 1 сепаратор производительностью 1000 л/ч. При ежегодном выA prototype separator was made, which was tested in the laboratory of special electric machines of the Krasnodar Polytechnic Institute. The tests showed reliable operation of the separator for six working days. As a result of the tests, it was established that the power factor was 0.705 versus 0.59 for the prototype. This increase in power factor has reduced energy consumption by 15.8%. Preliminary calculations show that for agriculture the annual economic effect is 5–10 rubles. on 1 separator with a productivity of 1000 l / h. With the annual you

761010761010

5five

пуске 6 тыс. шт. сепараторов годовой экономический эффект составил 30—60 тыс. РУб·start up 6 thousand pcs. separators annual economic effect amounted to 30-60 thousand rubles ·

Claims

Claim

A fluid separator, comprising a housing, a drum combined with an electric motor rotor, placed with a gap in the stator of the latter and mounted on a vertical shaft, fixed in a fixed lower bearing support and a movable upper throat support, including a bearing and a yoke placed on the bearing and preloaded by springs, different in order to

6

increase engine power factor and increase the reliability of the separator, the separator is equipped with a cylindrical cup, the bottom of which is rigid

5 is connected with a neck of the throat support located inside the housing, while the stator of the electric motor is rigidly fixed on the inner surface of the glass.