SU848068A1

SU848068A1 - Vibration pulsation-type centrifugal machine

Info

Publication number: SU848068A1
Application number: SU792795901A
Authority: SU
Inventors: Владимир Ильич Аснер; Юрий Николаевич Борисюк; Иван Карпович Дранковский; Георгий Петрович Клочко; Анатолий Владимирович Шлау; Геннадий Дмитриевич Сафронкин
Original assignee: Государственный Проектно-Конструкторскийинститут "Гипромашуглеобогащение"
Priority date: 1979-07-12
Filing date: 1979-07-12
Publication date: 1981-07-23

Description

Изобретение относится к фильтрующим центрифугам и может быть использовано в угольной, химической и других отраслях промышленности для разделения жидких неоднородных систем. i .. -5The invention relates to filtering centrifuges and can be used in coal, chemical and other industries for the separation of heterogeneous liquid systems. i .. -5

Известна вибрационно-пульсирующая' центрифуга, применяющаяся для обезвоживания разбавленных пульп с части· цами класса 0-13 мм при большом содержании мелких классов 0-0,5 мм (до’302), включающая ротор, установленный внутри него поршень, вибратор и привод вращения £Г].Known vibration-pulsating 'centrifuge used for dehydration of diluted pulps with particles of class 0-13 mm with a large content of small classes 0-0.5 mm (up to '302), including a rotor, a piston installed inside it, a vibrator and a rotation drive £ Γ].

Недостатками этой центрифуги являются наличие сложной упругой подвески и острая резонансная настройка, не позволяющая увеличивать производительность. В этой центрифуге в качестве упругих связей между поршнем и ротором используются металлические пружины.The disadvantages of this centrifuge are the presence of a complex elastic suspension and sharp resonant tuning, which does not allow to increase productivity. In this centrifuge, metal springs are used as elastic bonds between the piston and rotor.

Известна также вибрационно-пульсирующая центрифуга, содержащая ро2 тор с ситами и ситодержателем, поршень, привод вращения ротора, включающий полый вал с фланцем, и упругие элементы, расположенные между фланцем полого вала и ситодержателем, а также между последним и поршнем £2], Однако эта центрифуга также сложна по конструкции и металлоемка. Кроме того, поскольку упругие элементы представляют собой амортизаторы сжатия, имеющие большие гистерезисные потери, падает амплитуда колебаний ротора, поэтому влажность осадка увеличивается. В вибрационно-поршневых центрифугах в решающей степени на этот показатель оказывает влияние амплитуды, которая должна быть устойчивой, в пределах 5—10 мм.Also known is a vibration-pulsating centrifuge containing a rotor with screens and a sieve holder, a piston, a rotor rotation drive including a hollow shaft with a flange, and elastic elements located between the hollow shaft flange and the sieve holder, as well as between the latter and the piston £ 2], however this centrifuge is also complex in design and metal consuming. In addition, since the elastic elements are compression shock absorbers having large hysteresis losses, the amplitude of the rotor oscillations decreases, therefore, the moisture content of the sediment increases. In vibration-piston centrifuges to a decisive extent, this indicator is influenced by the amplitude, which must be stable, in the range of 5-10 mm.

Цель изобретения - снижение влажности осадка и -металлоемкости центрифуги.The purpose of the invention is to reduce the moisture content of the sediment and the intensity of the centrifuge.

Поставленная цель достигается тем, что в центрифуге, содержащей ротор ситами и ситодержателем, поршень, привод вращения ротора, включающий полый вал с фланцем, и упругие элементы, расположенные между фланцем полого вала и ситодержателем, а также между последним и поршнем, упругие элементы представляют собой изогнутые полосы из эластичного материала, линии гиба которых параллельны плоскости поршня.This goal is achieved by the fact that in a centrifuge containing a rotor with sieves and a sieve holder, a piston, a rotor rotation drive including a hollow shaft with a flange, and elastic elements located between the hollow shaft flange and the sieve holder, as well as between the latter and the piston, the elastic elements are curved strips of elastic material, the bending lines of which are parallel to the plane of the piston.

Упругие элементы являются гаситет лями вибрационных колебаний, передающихся раме и фундаменту, и одновременно передают крутящий момент. Достоинством эластичных полос является высокая податливость в осевом направлении, что объясняется весьма малыми гистерезисными потерями, и высокая жесткость в коаксиальном направлении, что необходимо для передачи крутящего момента. Упругая связь в предлагаемой центрифуге является оптимальным эластичным элементом, одновременно демпфирующим вибрации и вращающим ротор.Elastic elements are dampers of vibrational vibrations transmitted to the frame and foundation, and at the same time transmit torque. The advantage of elastic bands is high ductility in the axial direction, which is explained by very small hysteresis losses, and high rigidity in the coaxial direction, which is necessary for transmitting torque. The elastic connection in the proposed centrifuge is the optimal elastic element, while damping vibration and rotating the rotor.

Упругая связь из эластичных полос предполагает зарезонансный режим, характерный своей устойчивостью, к изменению технологической нагрузки на машину.The elastic connection of elastic bands implies a resonance mode, characteristic of its resistance to a change in the technological load on the machine.

На фиг. 1 показана предлагаемая центрифуга, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел Ϊ на фиг. 1.In FIG. 1 shows the proposed centrifuge, a longitudinal section; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1; in FIG. 3 - assembly Ϊ in FIG. 1.

Центрифуга содержит ротор, состоящий из цилиндрического 1 и конических 2 и 3 сит и ситодержателя 4. Ротор жестко связан с валом 5, который установлен в подшипниках 6 скольжения. Внутри ротора с радиальным зазором установлен поршень 7 с центрифуги) направлении они имеют очень малую жесткость, а в радиальном - очень большую. Благодаря этим свойствам корпусу 10 передаются ₅ маленькие динамические нагрузки, но в то же время, имеется возможность при их помощи передать ротору и поршню 7 существенный крутящий момент. Заодно с поршнем выполнен питаюЮ щий конус 21 с окнами. В конус входи! течка 22. Шкив 15. и валы вибратора 17 связаны с двигателями (не показаны). Центрифуга работает следующим образом.The centrifuge contains a rotor consisting of a cylindrical 1 and conical 2 and 3 screens and a sieve holder 4. The rotor is rigidly connected to the shaft 5, which is installed in the bearings 6. A piston 7 with a centrifuge is installed inside the rotor with a radial clearance; they have a very low stiffness in the direction, and a very large stiffness in the radial direction. Due to these properties, the body 10 is transferred ₅ small dynamic loads, but at the same time, it is possible with their help to transmit a significant torque to the rotor and piston 7. At the same time, the feeding cone 21 with windows is made with the piston. Enter the cone! estrus 22. Pulley 15. and shafts of vibrator 17 are connected to engines (not shown). The centrifuge operates as follows.

От двигателя через шкив 15, полый вал 8 и упругие элементы 20 крутящий момент передается ротору. Одновременно ротору передаются осевые колебания от вибратора 17 через вал 5. Ротор 20 вместе с валом и вибратором образуют основную колеблющуюся массу, а рама и жестко соединенные с ней деталиконтрмассу. Технологический процесс ос;~=ствляется следующим образом.From the engine through the pulley 15, the hollow shaft 8 and the elastic elements 20, the torque is transmitted to the rotor. At the same time, the axial vibrations are transmitted to the rotor from the vibrator 17 through the shaft 5. The rotor 20 together with the shaft and the vibrator form the main oscillating mass, and the frame and rigid parts connected rigidly to it. The technological process os; ~ = is as follows.

Суспензия по загрузочной течке 22 попадает в питающий конус 21, из которого через окна под действием центробежной силы она направляется частично на левую сторону цилиндри30 ческого сита 1, а оставшаяся часть через окна в поршне 7 - на правую сторону этого же сита. Так как сито имеет осевое перемещение относительно поршня, то материал получает импульсы движения влево и вправо от поршня и направляется соответственно в конические сита 2 и 3. Здесь перемещение идет в основном за счет танокнами, жестко связанный с полым валом 8 привода вращения ротора, опирающим- ₄₀ся на подшипники 9 качения корпуса 10. Корпус 10 крепится к раме 11, имеющей отсеки 12-14. К полому валу 8 крепится шкив 15. К раме 11 через рессоры 16 присоединяют вибратор 17 45 направленного действия, который внутренней полостью опирается на подшипники 18 вала 5. Между фланцем 19 полого вала 8 и ситодержателем 4, а также между последним и поршнем 7 рас- ₅q положены упругие элементы 20, представляющие собой изогнутые полосы, которые могут быть выполнены из резиновых, резино-тканейых, резино-метал-^!лических лент или пластиковых мате- 55 риалов.The suspension along the feed chute 22 enters the feed cone 21, from which through the windows, under the action of centrifugal force, it is directed partially to the left side of the cylindrical sieve 1, and the rest through the windows in the piston 7 to the right side of the same sieve. Since the sieve has axial movement relative to the piston, the material receives impulses of movement to the left and right of the piston and is sent respectively to conical sieves 2 and 3. Here, the movement is mainly due to the tanks, rigidly connected to the hollow shaft 8 of the rotor rotation drive, supporting ₄₀ to the rolling bearings 9 of the housing 10. The housing 10 is attached to a frame 11 having compartments 12-14. A pulley 15 is attached to the hollow shaft 8. A directional vibrator 17 45 is connected to the frame 11 through the springs 16, which is supported by the internal cavity on the bearings 18 of the shaft 5. Between the flange 19 of the hollow shaft 8 and the strainer 4, and also between the last and the piston 7 ₅ q laid elastic elements 20, representing a curved strip, which can be made of rubber, rubber-fabric, rubber-metal ^! tapes or plastic materials 55.

Основное достоинство таких полосанизотропия. В осевом (т.е. по оси генциальной составляющей центробежной силы и силы вибрапии.The main advantage of such strip isotropy. In axial (i.e., along the axis of the genital component of the centrifugal force and the vibration force

Процесс разделения жидкой и твердой фаз происходит за счет центробежной силы. Жидкая фаза (фильтрат) сквозь щели сита попадает в отсек 13, а твердая (осадок) - в отсеки 12 и 14.The process of separation of liquid and solid phases occurs due to centrifugal force. The liquid phase (filtrate) through the sieve slots enters the compartment 13, and the solid (sediment) - into the compartments 12 and 14.

.. Применение новой конструкции упругой связи между ротором и полым валом позволяет получить большую амплитуду колебаний ротора, что значительно повышает эффективность разделения фаз... The use of a new design of elastic coupling between the rotor and the hollow shaft allows to obtain a large amplitude of the oscillations of the rotor, which significantly increases the efficiency of phase separation.

Установлено, что на центрифуге ВГС-2 увеличение амплитуды с 3 до 5 мм снижает влажность угольного осадка на 0,5% что .равносильно годовому экономическому эффекту 20 тыс. руб.It was found that in the VGS-2 centrifuge, an increase in amplitude from 3 to 5 mm reduces the moisture content of coal sludge by 0.5%, which is equivalent to an annual economic effect of 20 thousand rubles.

В предлагаемом устройстве для закрепления шестнадцати податливых в юсевом направлении эластичных полос необходимо (см. фиг. 2) двадцать четыре болтовых соединения обшей массой 2,6 кг. В известной же центрифуге · для осевой стяжки амортизаторов требуются шпильки общей массой 8,8 кг, при этом необходимость сжатия амортизаторов создает внутреннее усилие в системе поршень-ситодержатель фланец полого вала 7200 кг. Причем конструкция амортизаторов сжатия известной центрифуги требует изогнутое поперечное сечение поршня, ситодержателя и фланца полого вала, что также увеличивает массу. Таким образом, общий выигрыш в массе, благодаря применению новых упругих связей, составляет 120 кг.In the proposed device for securing sixteen malleable in the yusovy direction of the elastic strips necessary (see Fig. 2) twenty-four bolted joints with a total mass of 2.6 kg In the well-known centrifuge, for the axial screed of shock absorbers, studs with a total weight of 8.8 kg are required, while the need to compress the shock absorbers creates an internal force in the piston-screen holder hollow shaft flange 7200 kg. Moreover, the design of compression shock absorbers of a known centrifuge requires a curved cross-section of the piston, sieve holder and hollow shaft flange, which also increases the mass. Thus, the total gain in mass due to the use of new elastic bonds is 120 kg.

Claims

The invention relates to filtering centrifuges and can be used in coal, chemical and other industrial sectors for the separation of liquid heterogeneous systems, i Known vibration-pulsating centrifuge, used for dewatering diluted slurries with particles of class 0-13 mm with a high content of fine grades 0-0.5 mm (up to 30%), including a rotor, a piston mounted inside it, a vibrator and a drive Q of rotation. The disadvantages of this centrifuge are the presence of a complex elastic suspension and sharp resonance tuning, which allows an increase in productivity. In this centrifuge, metal springs are used as elastic connections between the piston and the rotor. Also known is a vibration-pulsating centrifuge containing a rotor with sieves and a sit holder: m, a piston, a rotor driving drive including a hollow shaft with a flange, and elastic elements located between the flange of the hollow shaft and the sit holder, and also between the latter and the piston 2, However This centrifuge is also complex in design and metal consuming. In addition, since the elastic elements are compression shock absorbers that have large hysteresis losses, the oscillation of the rotor oscillates, and therefore the moisture content of the sediment increases. In vibrating piston centrifuges, to a decisive degree, this indicator is influenced by the amplitude, which should be stable, in the range of 5-10 mm. The purpose of the invention is to reduce the moisture content of the precipitate and the metal intensity of the centrifuge. The goal is achieved by the fact that in a centrifuge containing a rotor f of a sitan and a screen holder, there is a piston. rotor drive, including a hollow shaft with a flange, and elastic elements, located between the flange of the shaft canopy and the screen holder, and also between the last and the piston, the elastic elements are curved bands of elastic material, the bend lines of which are parallel to the plane of the piston. The damping vibration oscillations transmitted to the frame and the foundation, and simultaneously transmit torque. The advantage of elastic bands is high axial compliance, which is explained by very small hysteresis losses, and high rigidity in the coaxial direction, which is necessary for transmitting torque. The elastic connection in the proposed centrifuge is the optimal elastic element, simultaneously damping vibrations and rotating the rotor. The elastic connection of elastic bands implies a resonance mode, which is characteristic of its resistance to changes in the technological load on the machine. FIG. 1 shows the proposed centrifuge, longitudinal section; in fig. 2 shows section A-A in FIG. 1) in FIG. 3 shows the node I in FIG. 1. The centrifuge includes a rotor consisting of a cylindrical 1 and conical 2 and 3 sieves and a screen holder 4. The rotor is rigidly connected to the shaft 5, which is mounted in the slide bearings 6. Inside the rotor with a radial clearance, a piston 7c is mounted with windows, rigidly connected to a hollow rotor driving shaft 8 supported on the rolling bearings 9 of the housing 10. The housing 10 is fixed to the frame 11 having compartments 12-14. A pulley 15 is attached to the hollow shaft 8. A directional vibrator 17 is attached to the frame 11 via springs 16, which internally rests on the bearings 18 of the shaft 5. Between the flange 19 of the hollow shaft 8 and the screen holder 4, and the same between the last and the piston 7 resilient elements 20 are located, which are very curved bands that can be made of rubber, rubber-fabric, pesHHo-MeTanic tapes or plastic materials. The main advantage of such stripes. In the axial (i.e., along the axis 8 4 centrifuges) direction, they have very low rigidity, and in the radial direction - very large. Due to these properties, small dynamic loads are transmitted to the housing 10, but at the same time, it is possible with their help to transfer a significant torque to the rotor and the piston 7. At the same time with the piston is made of the feeding cone 21 with windows. The chute enters the cone 22. The pulley 15 and the shafts of the vibrator 17 are connected to motors (not shown). The centrifuge works as follows. From the motor, pulley 15, hollow shaft 8 and elastic elements 20 transfer torque to the rotor. At the same time, axial oscillations are transmitted from the vibrator 17 through the shaft 5 to the rotor. The rotor together with the shaft and the vibrator form the main oscillating mass, and the frame and components rigidly connected to it are mass. Technological process wasps; 2 is as follows. The suspension through the charging chute 22 enters the feed cone 21, from which it is directed partially through the windows by centrifugal force to the left side of the cylindrical screen I, and the remaining part through the windows in the piston 7 to the right side of the same screen. Since the sieve has an axial movement relative to the piston, the material receives motion impulses left and right of the piston and is directed respectively to the conical sieves 2 and 3. Here the movement is mainly due to the tangential component of the centrifugal force and vibration force. The separation of the liquid and solid phases is due to centrifugal force. The liquid phase (filtrate) through the cracks of the sieve enters compartment 13, and the solid (sediment) enters compartments 12 and 14.. The use of a new design of elastic coupling between the rotor and the hollow shaft allows to obtain a large amplitude of oscillation of the rotor, which significantly increases the efficiency of phase separation. It has been established that, on the HCV-2 centrifuge, an increase in the amplitude from 3 to 5 mm reduces the moisture of coal sediment by 0.5%, which is equivalent to the annual economic effect of 20 thousand rubles. In the proposed device for fixing sixteen elastic straps in the Yuxi direction, it is necessary (see FIG. 2) twenty-four: four bolt joints with a total weight of 2.6 kg. In the well-known centrifuge, axles of shock absorbers require studs with a total weight of 8.8 kg, while the need for compressing shock absorbers creates an internal piston-holder force in the kg system. Moreover, the flange of the hollow shaft of the compression structure of a known centrifuge requires a curved cross-section of the piston, the holder and the flange of the hollow hall, which also increases the weight. Thus, the overall gain in mass, due to the use of new elastic bonds, is 120 kg. Claims of the invention A vibrating-pulsating centrifuge containing a rotor with sieves and a holder; a piston; characterized in that, in order to reduce the moisture content of the sediment and the metal intensity of the centrifuge, the elastic elements 1 represent a curved strip of elastic material whose bending lines are parallel to the plane of the piston. Sources of information taken into account in the examination 1.Asner V.I.) Kaminsky B.C., Kpochko G.P. and others. Designs and calculations of filter centrifuges. M., Nedra, 1976, p. 107-109, fig. 59.

2. In the same place 103-J07, rice, 58,

, -N 3 IZ g 13 Fig, 1

Ft, 3