close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY9407

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2007.06.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
B 04B 9/12
F 16C 32/06
ВЕРТИКАЛЬНАЯ ЦЕНТРОБЕЖНАЯ УСТАНОВКА
С ГАЗОСТАТИЧЕСКОЙ ОПОРОЙ
(21) Номер заявки: a 20040814
(22) 2004.08.30
(43) 2006.04.30
(71) Заявитель: Щёголев Владимир Константинович (BY)
(72) Автор: Щёголев Владимир Константинович (BY)
(73) Патентообладатель: Щёголев Владимир Константинович (BY)
BY 9407 C1 2007.06.30
BY (11) 9407
(13) C1
(19)
(56) RU 2220782 C2, 2004.
RU 2054334 C1, 1996.
RU 2041742 C1, 1995.
RU 210814 C1, 1999.
RU 2183136 C1, 2002.
US 2695198, 1954.
GB 839622, 1956.
(57)
Вертикальная центробежная установка с газостатической опорой, включающая корпус, рабочий орган, газостатический опорный узел, содержащий пяту с несущей поверхностью и подпятник с несущей поверхностью, при этом пята соединена с рабочим
органом, а подпятник выполнен с каналом для подвода газа и накладками, систему газообеспечения и привод рабочего органа, обеспечивающий его угловые и радиальные перемещения, отличающаяся тем, что каждая несущая поверхность выполнена в виде двух
разнопрофильных и соединенных между собой частей, причем одна часть выполнена в
виде боковой поверхности усеченного конуса, а другая часть - в виде шарового слоя, при
этом вершина несущей боковой поверхности усеченного конуса совпадает с центром сферы шарового слоя, а привод рабочего органа содержит электродвигатель, ротор которого
выполнен в виде шарового слоя несущей поверхности пяты, а статор - в виде шарового
слоя несущей поверхности подпятника.
Фиг. 1
BY 9407 C1 2007.06.30
Изобретение относится к машиностроению, в частности к центробежной технике, и
может найти применение в производстве центрифуг с газостатической опорой для осуществления различных центробежных технологических процессов, имеющих значительную
динамическую неуравновешенность вертикального рабочего органа: пропитка древесины,
дробление, классификация, сушка и др.
Известна вертикальная центробежная установка (центрифуга), содержащая корпус,
рабочий орган, газостатический опорный узел с несущими поверхностями в виде конуса,
пята которого соединена с рабочим органом, а подпятник выполнен с каналами для подвода газа к несущим поверхностям; систему газообеспечения, связанную с подпятником, и
привод (Патент США 3958753, МПК В 04В 9/04, 1976).
Однако из-за выполнения опорного узла только в виде конусных несущих поверхностей невозможно создать широкий рабочий зазор между этими поверхностями с приемлемыми энергозатратами на систему газообеспечения, а следовательно, амплитуда угловых
и радиальных перемещений ограничена, в связи с чем известная установка обладает низкой надежностью при осуществлении технологических процессов, вызывающих значительную динамическую неуравновешенность.
Известен роторный механизм центробежной вертикальной установки, содержащий
рабочий орган, газостатический опорный узел, состоящий из пяты, соединенной с рабочим
органом, образуя ротор; подпятника с отверстиями для подвода газа, и привод, содержащий
механическую трехзвенную вальную передачу, позволяющую ротору совершать угловые и
радиальные перемещения (Патент РФ 2183136, МПК В 02С 13/14, В 04В 9/12, 7/08, 2002).
Однако, из-за выполнения несущих поверхностей пяты и подпятника только в виде
сферических поясов известный механизм обладает низкой надежностью вследствие того,
что не имеет угловой стабилизации ротора в режиме работы разгон- торможение. Ротор
при прохождении резонансных частей вращения на данном режиме работы, когда значение стабилизирующего гироскопического момента не велико, а из-за наличия технологического дисбаланса, неточности изготовления, залегания материала, износа и т.д., а также
наличия вальной трехзвенной передачи, которая при отклонении от вертикальной оси
вращения создает возмущающую силу, действующую на ротор, и других факторов, вызывающих значительную динамическую неуравновешенность, начинает совершать угловые
колебания, переходящие в автоколебания, которые, поглощая энергию привода, препятствуют разгону, вследствие чего установка прекращает набирать обороты и технологический процесс центрифугирования прекращается.
Известна центробежная установка с газостатической опорой, содержащая корпус, рабочий орган, упругую механическую опору, содержащую вертикальный вал, на котором
установлен рабочий орган, подшипниковый узел, упругий опорный узел, соединяющий
подшипниковый узел с корпусом, вертикальный газостатический опорный узел с несущими поверхностями в виде части сферы, систему газообеспечения и привод с гибким валом,
обеспечивающим угловые и радиальные перемещения рабочего органа (Патент РФ
2220782, МПК В 04В 9/04, 2004 (прототип).
Однако, известная установка обладает низкой надежностью из-за того, что на подшипниковый узел и на упругий опорный узел действуют значительные силы как от угловых, так
и от радиальных перемещений рабочего органа. Это силы возникают из-за динамической
неуравновешенности, связанной с технологическими причинами (неравномерность движения материала, износ, неточность изготовления и др.), кроме того, возникает возмущающая сила, действующая на эти узлы со стороны гибкого вала при его отклонении от
вертикальной оси вращения, и, как следствие, в процессе эксплуатации подшипниковый
узел изнашивается, упругая опора ломается и установка выходит из строя.
Задача изобретения состоит в повышении надежности работы центробежной вертикальной установки при осуществлении центробежных технологических процессов, вызывающих значительную динамическую неуравновешенность за счет создания газовым
2
BY 9407 C1 2007.06.30
потоком угловой и линейной стабилизации рабочего органа в разнопрофильных несущих
поверхностях пяты и подпятника (при достаточно широком рабочем зазоре между этими
поверхностями), а изготовление электродвигателя привода рабочего органа в шаровых
слоях пяты и подпятника позволяет исключить из установки гибкий (карданный) вал, создающий возмущающую силу, действующую на рабочий орган.
Сущность изобретения заключается в том, что для решения поставленной задачи в
вертикальной центробежной установке, включающей корпус, рабочий орган, газостатический опорный узел, содержащий пяту с несущей поверхностью и подпятник с несущей
поверхностью, при этом пята соединена с рабочим органом, а подпятник выполнен с каналом для подвода газа и накладками, систему газообеспечения и привод рабочего органа,
обеспечивающий его угловые и радиальные перемещения, отличием является то, что каждая несущая поверхность выполнена в виде двух разнопрофильных и соединенных между
собой частей, причем одна часть выполнена в виде боковой поверхности усеченного конуса, а другая часть - в виде шарового слоя, при этом вершина несущей боковой поверхности усеченного конуса совпадает с центром сферы шарового слоя, а привод рабочего
органа содержит электродвигатель, ротор которого выполнен в виде шарового слоя несущей поверхности пяты, а статор - в виде шарового слоя несущей поверхности подпятника.
Изобретение поясняется чертежами: фиг. 1 - общий вид установки в исходном положении с образованным зазором "В" между несущими поверхностями усеченных конусов,
фиг. 2 - общий вид установки с образованными зазорами - "А" между несущими поверхностями шаровых слоев и "Б" между несущими поверхностями усеченных конусов, а точка "О" - центр сфер шаровых слоев, в которой совпадают вершины конусов несущих
поверхностей пяты и подпятника.
Вертикальная центробежная установка содержит корпус 1, рабочий орган 2, газостатический опорный узел рабочего органа 2, у которого пята 3 с несущей поверхностью 7 в
виде шарового слоя и несущей поверхностью 5 в виде боковой поверхности усеченного
конуса соединена с рабочим органом 2 и установлена на подпятнике 4 с несущей поверхностью 8 в виде шарового слоя и несущей поверхностью 6 в виде боковой поверхности
усеченного конуса, при этом вершины несущих боковых поверхностей 5 и 6 усеченных
конусов в рабочем состоянии совпадают в точке "О" - с центром сфер шаровых слоев несущих поверхностей 7 и 8, кроме этого подпятник 4 имеет канал 11 для подвода газа и накладки 10 и 9 из антифрикционного диэлектрического материала.
Установка также содержит систему газообеспечения с воздуходувной машиной (на
чертежах не показана), связанную с каналом 11 подпятника 4, и привод рабочего органа 2,
содержащий электродвигатель, ротор которого выполнен в виде шарового слоя несущей
поверхности 7 пяты 3, а статор - в виде шарового слоя несущей поверхности 8 подпятника 4.
Установка работает следующим образом.
Включают воздуходувную машину системы газообеспечения (на чертежах не показана), соединенную с каналом 11. Газовый поток через канал 11, действуя на несущие поверхности 5 и 7 пяты 3, соединенной с рабочим органом 2, приподнимает их на величину
зазора "А" и "Б" над подпятником 4. Затем подается электрический ток на обмотки статора
электродвигателя, выполненного в виде несущей поверхности 8 подпятника 4, и создается
электромагнитное поле, которое взаимодействует с ротором электродвигателя, выполненным в виде несущей поверхности 7 пяты 3, и приводит его во вращение, а следовательно,
и пяту 3 с рабочим органом 2. Создается поле центробежных сил в рабочем органе 2, с
помощью которого осуществляют различные центробежные технологические процессы:
пропитку древесины, классификацию, сушку, ускорение дробильного сырья в рабочем органе ударно-центробежных дробилок и мельниц и т.д. При разгоне и торможении, а также
при возникновении динамической неуравновешенности на резонансных частотах вращения рабочий орган 2 и пята 3 имеют возможность колебаться в радиальном и угловом направлениях в пределах зазора "А" и "Б".
3
BY 9407 C1 2007.06.30
Благодаря тому, что несущие поверхности пяты 3 и подпятника 4 выполнены разнопрофильными - одна часть в виде шаровых слоев 7 и 8, а другая - в виде боковых поверхностей 5 и 6 усеченных конусов, имеется возможность в исходном положении получить
зазор "В" (фиг. 1) в несущих поверхностях 5 и 6, выполненных в виде боковых поверхностей усеченных конусов, в которых после подачи газа в канал 11 образуется достаточно
широкий зазор "Б" (фиг. 2), необходимый для осуществления технологических процессов,
создающих значительную динамическую неуравновешенность. А поток газа, проходя между несущими поверхностями 5 и 6, выполненными в виде боковых поверхностей усеченных конусов, позволяет получить угловую стабилизацию рабочего органа 2. Кроме
этого, выполнение электродвигателя привода рабочего органа 2 в шаровых слоях 7 и 8 пяты 3 и подпятника 4 позволяет исключить возмущающую силу, действующую на рабочий
орган 2 со стороны гибкого (карданного) вала аналогичных конструкций.
Следовательно, наличие этих отличительных признаков позволяет повысить надежность работы центробежной установки.
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
214 Кб
Теги
by9407, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа