Центрифуга для очистки жидкости

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii>925399

Союз Соеетских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 17.04.80 (21) 29121,14/28-13 (51) М Кл з В О4 В 1 06 с присоединением заявки—

1осударстеенный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.05.82. Бюллетень № 17 (45) Дата опубликования описания 07.05.82 (53) УДК 66.067.57 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Е. Андреев и И. В. Елсуков (71) Заявитель (54) ЦЕНТРИФУГА ДЛЯ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к области дви.гателестроения, конкретно к полнопоточным центрифугам для очистки жидкости, преимущественно смазочного масла, а также низ кокалорийных сортов топлива от механических примесей и других загрязнений.

Известна частичнопоточная центрифуга (установленная на ответвлении) с лопаточным и перфорированным дисками, расположенными в верхней части полости на входе масла в ротор (1).

Недостатком указанной центрифуги является недостаточная эффективность процесса очистки вследствие значительной неоднородности потока в средней части ротора и в зоне выхода масла из ротора.

Известна центрифуга на ответвлении для очистки масла от механических примесей и других загрязнений в двигателе внутреннего сгорания, содержащая вращающийся ротор с радиально расположенными лопатками, проходящими от .центра к периферии.

У центра лопатки изогнуты так, чтобы поступающую в ротор жидкость плавно направлять на периферию, без вихрей.

Кроме радиальных лопаток устанавливается поперечная перегородка, разделяющая полость ротора пополам. Вблизи стенки ротора поперечная перегородка имеет отверстия для сообщения полостей. Жидкость, поступающая для очистки, вводится в нижнюю часть ротора через тангенциальные отверстия для придания жидкости первоначальной скорости в желаемом направлении (2).

Недостатком этой центрифуги является недостаточная эффективность процесса очистки вследствие неоднородности потока.

Целью изобретения является повышение степени очистки.

Указанная цель достигается тем, что известная центрифуга, содержащая корпус, установленный на оси ротор с цилиндрической вставкой внутри него, ряд закрепленных на вставке радиальных лопаток и привод с соплами, снабжена рядами дополнительных лопаток, закрепленных на вставке так, что угол наклона каждого последующего ряда лопаток, установленных над и под основными, превышает угол наклона предыдущего ряда, причем дополнительные лопатки выполнены полыми и имеют в стенках отверстия для прохода в них газа, выделившегося из потока жидкости, прн этом во вставке выполнен канал для от вода газа, сообщенный с полостями лопасгей.

925399

15

20 тора

Зо

На фиг, 1 показана центрифуга, общий вид; на фиг. 2 — горизонтальное сечение ротора через центральный ряд радиальных лопаток вставки (разрез А — А на фиг. 1); на фиг. 3 — вертикальное сечение через стандартное сопло привода и через сопло, связанное с отводом газа (разрез Б — Б на фиг, 2).

Центрифуга содержит корпус 1 и вращающийся ротор 2. Ротор вращается на оси 3, имеющей отверстия 4 и 5 соответственно для подвода загрязненного масла в полость ротора и отвода очищенного масла из ротора. Вокруг оси 3 размещена осесимметрическая вставка 6, прикрепленная к верхней стенке ротора. Вставка 6 имеет центральный ряд радиальных лопаток 7 и дополнительные ряды полых лопаток 8 — 13, установленные с различными углами наклона аь аь, аз, а4, аь и а6 по отношению к оси вставки. Прячем угол наклона каждого последующего ряда лопаток превышает угол наклона предыдущего ряда. Величина углов наклона лопаток вставки соответствуют направлению движения потока относительно ротора. На крайние ряды лопаток 8 и 13 установлены кольцевые экраны 14 и 15, отводящие поток масла от оси вставки на периферийную часть лопаток.

Между рядами лопаток имеется зазор

4=; ° ) 10

5 ) где 1 — высота одного ряда лопаток.

Наличие зазоров между рядами лопаток и кольцевых экранов 14 и 15 способствует повышению однородности потока жидкости в полости ротора центрифуги.

В стенках каждой пустотелой лопатки выполнены отверстия 16 для прохода в них газа, выделившегося из потока жидкости (масла). Полости лопаток в свою очередь сообщены с кольцевым каналом 17 вставки ротора. Кольцевой канал 17 соединен с двумя каналами 18, отводящими пузырьки газа в колодцы 19 сопел отсоса. Для привода ротора центрифуги имеются два основных сопла, расположенных в двух колодцах 20.

Центрифуга работает следующим образом.

Жидкость под давлением через входные отверстия 4 в оси 3 поступает в полость ротора 2. Ось 3 не вращается, а ротор центрифуги вращается, поэтому на входе скорость вращения жидкости отстает от скорости вращения ротора.

Для повышения однородности потока направление каналов между лопатами (угол наклона лопаток) дополнительного крайнего входного ряда 8 и последующих дополнительных рядов 9, 10 радиальных лопаток до центрального ряда лопаток 7 совпадает с направлением вращения ротопя Й птгнння чгля няклйня лопаток вхолного ряда 8 составляет а> 45 . Жидкость движется снизу вверх внутри ротора вдоль лопаток вставки 6. По мере продвижения жидкости от нижней стенки ротора вверх к середине ротора скорость вращения жидкости постепенно приближается к скорости вращения ротора. В соответствии с этим характером продвижения потока жидкости углы наклона лопаток а уменьшаются (a>)az)a>) и соответственно равны, например, 45, 30 и 15 для двигателей внутреннего сгорания с вязкостью жидкости

v = 4... 20 сантистокс. Таким образом, угол наклона каждого последующего ряда лопаток, установленных под основным, превышает угол наклона предыдущего ряда.

В средней зоне по высоте ротора ско рость вращения жидкости выравнивается со скоростью вращения ротора и поэтому угол наклона лопаток среднего ряда составляет 0, т. е. лопатки центрального ряда направлены вдоль оси вращения роНа пути к выходным отверстиям 5 жидкости предстоит перейти от большего радиуса экрана 15 к меньшему радиусу оси

3 при непрерывности количества,движения жидкости. При постоянном количестве движения жидкости уменьшение радиуса вращения вызывает увеличение числа оборотов вращения этой жидкости. Поэтому в верхней половине полости ротора скорость вращения жидкости превышает скорость вращения ротора. Эта разность скоростей постепенно увеличивается от середины высоты ротора, достигая максимума в зоне выходных отверстий 5, Направление наклона лопаток верхней половины ротора противоположно направлению наклона лопаток нижней половины ротора.

Для повышения однородности потока за основным (центральным) рядом направление каналов между лопатками (угол наклона) дополнительных рядов 11, 12 и 13 противоположно направлению вращения ротора. Ряд лопаток 11, расположенный сразу за центральным рядом, имеет минимальный угол наклона а4 —— 10. Затем углы наклона у последующих дополнительных рядов постепенно увеличиваются, достигая максимального значения в,зоне выходных отверстий 5 (а4<а <а ) и соответственно составляют 10, 20 и 30, например, для очистки жидкости с вязкостью

v = 4... 20 сантистокс. Таким образом угол наклона каждого последующего ряда лопаток, установленных над основным, превышает угол наклона предыдущего ряда.

Из жидкости, протекающей вдоль радиальных лопаток вставки, выделяются пузырьки газа, которые через отверстия 16 в стенках лопаток, через полости в лопатках, кольцевой канал 17 во вставке, два канала 18 и колодцы сопел отсоса отводят925399 ся вместе с частью жидкости через сопла привода. Удаление пузырьков газа (отсос

;незначительной части жидкости) способст:вует улучшению однородности потока жидкости и повышает качество рабочей жидкости. Незначительная часть жидкости, отводящая газовоздушные пузырьки, затрачивается на привод ротора. Жидкость, поступающая к двум основным соплам привода в колодцах 20, предварительно очищается в фильтрах, установленных в верхней части колодцев 20, Основные сопла привода мопут иметь меньший диаметр проходного сечения, чем диаметр сопел от .соса, размещенных в колодцах 19.

Первоначальное передвижение пузырьков таза из объема ротора к оси вращения вызвано разностью плотности пузырьков газа и плотности жидкости. Затем через

:отверстия в лопатках пузырьки газа увлекаются жидкостью, а жидкость движется через отверстия за счет значительного перепада давлений жидкости. В роторе дав ление в несколько раз превышает атмос° ферное давление, а на выходе из сопел давление равно атмосферному.

Наличие вставки с дополнительными рядами лопаток с различными углами наклона лопаток относительно оси вставки повышает однородность и осесимметрич.ность потока по всему объему ротора.

Вследствие улучшения однородности пото:ка повышается степень очистки, следовательно, возрастает надежность работы дви";гателя внутреннего сгорания. Кроме того, увеличивается вместимость загрязнений в роторе за счет более равномерного расположения загрязнений в роторе.

Формула изобретения

Центрифуга для очистки жидкости, пре имущественно масла, в двигателях внутреннего сгорания, содержащая корпус, установленный на оси ротор с цилиндричес10 кой вставкой внутри него, ряд закрепленных на вставке радиальных лопаток и привод с соплами, отличающаяся тем, что, с целью повышения степени очистки, центрифуга снабжена рядами дополнитель45 ных лопаток, закрепленных на вставке так,. что угол наклона каждого последующего ряда лопаток, установленных над и под основными, превышает угол наклона предыдущего ряда, причем дополнительные ло20 патки выполнены полыми и имеют в стенках отверстия для прохода в них газа, вы- делившегося из потока жидкости, при этом во вставке выполнен канал для отвода газа, сообщенный с полостями лопастей.

Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:

1. Смирнов Г. А. Зарубежные центрифуги для очистки смазочного масла в двигателях внутреннего сгорания, М., «ЦНИИТЭ Итракторосiельхозмашь 1972, с. 38 — 39, рис. 26.

2. Смирнов Г. А. Зарубежные центрифуги для очистки смазочното масла в двигателях внутреннего сгорания. М„

«ЦНИИТЭИтракторосельхозмаш», 1972, с 21, рис. 10 (прототип).