Mukhachev V.M.
(M. "Muncitorul din Moscova", 1968 (paginile 68-79))
Tehnica de centrifugare a atins un punct mort. Acest lucru sa întâmplat pentru că, în urma ideea veche a unei roți cu ace fixe (cel puțin unul!), Designerii nu numai „forțat“ rotorul să se rotească în jurul unei axe care nu coincide cu axa sa de inerție, dar, de asemenea, nu iau în considerare instabilitatea fundamentală de rotație a rotoarelor în jurul axei lor longitudinale .
Sarcini de progres tehnic în crearea centrifugelor au fost formulate destul de clar: 1) este necesar să se excludă vibrațiile și 2) să se obțină stabilitatea rotirii rotorilor în jurul axei longitudinale.
Rotorul trebuie să fie eliberat de constrângerile rulmenților. Apoi el însuși va începe să se rotească în jurul axei sale de inerție, cum ar fi, de exemplu, corpurile cerești. Acesta este secretul simplu și clar al planetei, explicând de ce nu vibrează și nu se întoarce.
Planeta noastră, la fel ca toate celelalte corpuri cerești, se rotește exact în jurul axei sale de inerție și nu primește nici o energie suplimentară care ar putea transforma axa sa de rotație în spațiul mondial.
Fig. 11. Rotirea cablului poate fi evitată prin împachetarea acestuia cu o rotire puternică a sârmei la rândul său (a). Întotdeauna între rasucirile porțiunii, permiteți cablului să se îndoaie puțin. Cu coturi mici, arborele rămâne flexibil, asigurând astfel rotorul să se rotească în jurul axei de inerție (b). Cu o îndoire mai mare a arborelui, se selectează jocul dintre răsuciri în direcția de îndoire și arborele devine rigid (c). Prin urmare, deși rotorul deviază și începe să descrie conul, dar nu se transformă în praștie.
Asta ar trebui să fie centrifugele ca planete. În același timp, desigur, orice dezechilibru va dispărea. Inexactitățile în fabricație și distribuția neuniformă a maselor vor conduce numai la faptul că axa de rotație nu va fi localizată exact așa cum se așteaptă în calcul.
Dar diferența va fi aproape nesemnificativă.
Pentru a elibera rotorul, nu este suficient să-l scăpați de lagăre. Ar trebui de asemenea să fie eliberat de conexiunile rigide cu unitatea. Arborele prin care este furnizată energia trebuie să fie flexibil. Poate, în acest scop, este potrivit un cablu sau un șnur? Dar ele sunt răsucite. Răsucirea cablului, cu toate acestea, poate fi evitată prin împachetarea acestuia cu unul sau mai multe straturi de fir puternic.
Figura 12. Suspensia rotorului pe o bandă de cablu cu un fir, cu amortizarea unuia sau a ambelor capete, asigură o rotire stabilă într-o poziție instabilă. Un inel de urmărire cu arc este folosit ca amortizor.
În această bobină, întotdeauna rămân mici mici, în formă de microni, între întoarcerile care sunt necesare doar pentru auto-echilibrarea rotorului. Cu o îndoire mai semnificativă, se selectează jocul dintre rotiri în direcția de îndoire și arborele devine rigid. Astfel, rotorul se poate roti în jurul axei sale de inerție și nu poate vibra. Dar acest lucru nu este suficient. Dacă această metodă suspendă și rotește rotorul alungit, acesta va ieși din poziția instabilă la primul "țânțar" și va începe să descrie conul în spațiu (figura 11).
Și dacă blocăm accesul la energie suplimentară, care duce la un rotor alungit dintr-un echilibru instabil? Fără a obține energie suplimentară, rotorul nu poate descrie conul în spațiu. Știm că energia dăunătoare suplimentară se acumulează rotorul, schimbându-și poziția în spațiu. Prin urmare, trebuie să monitorizăm cu atenție și continuu poziția rotorului și, în cea mai mică deviere, să scoatem acea parte din energia suplimentară care o scoate din echilibru.
Dacă se iau în considerare în timp util pentru a se asigura că rotorul nu primește energie excesivă, atunci va avea o putere neglijabilă - de ordinul a câtorva ergi pe secundă. Pentru a efectua un astfel de control este posibil prin intermediul unui amortizor. Capătul rigid al arborelui rotorului a fost prevăzut cu un inel cu arcuri cu proeminențe interne. Aceste proeminențe ating atinge arborele, astfel încât la cea mai mică abatere, inelul se mișcă împreună cu el. Proeminențele inelului sunt ca senzorii unui regulator automat. Când inelul este deplasat, arcurile funcționează, absorbând excesul de energie, iar arborele revine la poziția sa anterioară. Arcurile servesc drept organ executiv și servesc drept servomotor al unui regulator automat (Figura 12). Vibrația unei astfel de centrifuge nu a putut fi detectată prin nici un mijloc. Rotația era perfect stabilă.
Damp capetele de rotor pot fi prin diferite metode: .. mecanice, hidraulice, electrice, magnetice, pneumatice etc. Utilizarea ca un amortizor poarta centrifugal cu vid face posibilă nu numai pentru a scăpa de rulmenți, dar, de asemenea, să se rotească rotorul în vid, și anume, de asemenea, eliminate .. de la frecarea rotorului la aer (Figura 13).
Convinge experiența pe care toată lumea o poate face cu ușurință, folosind mijloace improvizate. Avem nevoie de o găleată, de apă, de un motor electric de 100-150 volți, de o tijă de argint și de un tub de cauciuc. Asamblați "instalația" (figura 14), porniți motorul electric. În timp ce nu există apă în cupă, bastonul biciuie în jurul găleții. Se toarnă într-o găleată de apă, iar "rotorul", care se rotește, se întinde într-un șnur.
Am făcut o astfel de experiență. Și un gând nou mi-a strălucit mințile. Am întins tubul de sticlă pe un con de ascuțit. Repet experiența cu untul. Uleiul se vântă pe con și se ridică.
Atunci când centrifugați lichide vâscoase (melasă, ulei, etc.), puteți folosi un amortizor ca alimentator.
În același timp, melasele ar putea fi curățate de impurități minerale.
Fig. 13. Un declanșator centrifugal în vid este folosit ca un amortizor. Rotorul cu auto-echilibrare se rotește în vid.
Fig. 14. Asigurați-vă că sunteți singuri! Apa umezește capătul tijei de frunte și se resemnează.
Particulele minerale, mai grele, ar perfora filmul de suprafață al lichidului. Filmul este regenerat ca o gaură de gloanțe într-un rezervor de gaze protejat de cauciuc.
Eliminarea rulmenților, echilibrarea automată și, ca urmare, stabilitatea rotației oferă oportunități mari de centrifugare. Desenele centrifugelor sunt simplificate. Acestea pot fi calculate cu o marjă de siguranță mai mică, adică cu același material, este posibil să se permită viteze mai mari decât înainte. Un rotor de fabricație din aliaj ușor, durabil (de exemplu, în 1954 nostru propunere de aliaj G.- pe baza de titan) va accelera și mai mult de 1,5 ori vraschenie34. În absența vibrațiilor, aceasta crește considerabil capacitatea de separare și productivitatea centrifugelor.
Centrifugele de auto-echilibrare pot fi instalate fără fundație, obligatorii pentru toate celelalte centrifuge cunoscute. Acestea pot fi plasate la etajele superioare ale clădirilor, atunci când procesul tehnologic este necesar, rearanjat de la un loc la altul, este aproape la fel de simplu ca și mobila din încăpere.
În același sens, puteți construi o auto-echilibrare, ventilatoare axiale fără vibrații, ventilatoare de evacuare, rotoklony și rotorului. Suspensia rotorului nu poate fi făcută de sus, ci de jos. Va fi convenabil pentru instalarea aspiratoarelor axiale de fum chiar sub coș. mașini de turnare centrifugală pentru fabricarea extrem de dens și de piese turnate de înaltă calitate, masina de centrifuge pentru a obține o grosime complet uniformă a mașinilor de turnare prin alte fibre sintetice minerale și, pentru conducte de presiune din beton - aceasta nu este o listă completă de noi domenii pentru utilizarea centrifugelor noastre.
Noua metodă necesită o nouă soluție la problema "transportului intern", care, după cum se știe, este, de asemenea, legată de furnizarea de energie din exterior. Și aici este necesar să se elimine legăturile rigide între mecanism și unitate.
Acest lucru este realizat prin utilizarea unui motor hidraulic care utilizează presiunea hidrostatică, care apare în fluid în timp ce se rotește. Presiunea poate conduce un motor hidraulic cu piston sau o turbină, așa cum se arată în exemplul unei centrifuge de despicare operată continuu (Figura 15).
Fig. 15. Rotor de centrifugare cu melc de auto-echilibrare:
1 - arbore tubular; 2 - turbină hidraulică; 3 - o tijă pe care un arbore tubular este suspendat de carcasa rotorului; 4 - șnec plutitor conectat la cuplaj; 5 - cuplaj hidraulic; I. - alimente; II. - scurgere; III. - producția precipitatului; IV - apă de alimentare.
Șnecul se rotește în interiorul rotorului. Apa din conducta de apă este injectată în arborele tubular al rotorului și intră în turbină, antrenată în rotație de către rotor. Sub acțiunea rotației turbinei, apare o presiune în apă, sub care este scoasă din duze și determină rotirea ambreiajului hidraulic conectat la șurub.
Mecanismul intern poate fi făcut fără greutate. Aceasta nu este o rezervă. Atunci când cufundat într-o suspensie a zborului șurub, lame și așa mai departe. N. Asigurați-plutitoare, forța le împinge afară din lichid, se înmulțește cu același factor, în „cât de mult centrifugal de accelerație mai mare decât accelerația gravitațională. Un calcul arată că, într-o centrifugă cu un diametru de 20 cm, cu numărul de viteza de 10 mii pe minut. lame plutitoare goale, confecționate dintr-un material ușor, forța dinamică acționează peste o tonă. că puterea ar putea contrabalansa acele forțe centrifuge care se dezvoltă în mecanismul vnutrirotornogo părți nu este cufundat în suspensie.
Fig. 16. Rotor al extractorului centrifugal:
1 - cadru cu curse pivotante; 2 - motor hidraulic cu piston; 3 - arbore tubular pentru apă de alimentare; 4 - un tub pentru alimentarea unui lichid de spălare; 5 - filtrul de retur; I. - alimente; II. - scurgerea filtratului; III. - apă uzată consumată; IV. un precipitat spălat; V. - lichid de spălare; a. - zona de filtrare; b. - zona de exacțiune; în. - zona de spălare contra-flux; - zona de uscare.
Un mecanism intern plutitor, din cauza echilibrului complet al forțelor, nu poate provoca un dezechilibru intern. Pierderea de frecare este minimizată. Se dovedește o mare economie de energie.
Fața ignoranței a fost spartă. Gândurile s-au depășit. Suntem cu profesorul F. F. Lange a lucrat în diferite locuri, dar reală viața noastră a fost în plină desfășurare 7 - 10 pm la discuții, calcule, conjecturilor schimb, într-o critică reciprocă feroce, și așa mai departe până la următoarea invenție nu a devenit un dovedit , persuasive și capabile de existență independentă în marea lume turbulentă. Cel mai adesea, în conversațiile noastre, a fost îngropată tema - invenția. Am citit amândoi multe. Era ușor să vorbim cu noi. Ne-am înțeles bine. După mulți ani, profesorul, amintindu-mă de aceste conversații, spre surprinderea mea infinită, mi-a mulțumit că l-am învățat dialectica.
Sa născut un întreg trib de centrifuge. Câțiva ani în unele extaz am albit problemele cele mai complexe și urgente ale tehnologiei chimice și metalurgice și rezolvate centrifugelor și se centrifughează lor. Comunitatea sa dovedit a fi foarte fructuoasă și utilă.
Am lucrat colectiv, dar în produs fiecare dintre noi a văzut contribuția. Gândurile nu au fost depersonalizate, ci s-au completat și s-au dezvoltat reciproc. Ei au explicat, au clarificat, au extins domeniul de acțiune.
Centrifugele din aparatul exotic s-au transformat într-un aparat universal, care sporește semnificativ capacitățile multor procese tehnologice. Am stabilit scopul de a înlocui întregul magazin și fabrică cu o singură centrifugă și de a face ceva în această direcție. Asta merită să spunem.
Pentru a prelua rapid (sau elimina) un solid mărunțit unele componente, este amestecat cu amestecul de solvenți component agitat pentru o anumită perioadă de timp, și apoi soluția a fost separată de reziduul solid. După aceea, reziduul este spălat pentru a evita pierderea solventului și a componentei recuperate și pentru a asigura puritatea reziduului solid rezultat. Unul trebuie să repulpte un reziduu solid de mai multe ori și astfel să obțină rezultatele dorite în mai multe moduri.
Centrifugele de auto-echilibrare permit simplificarea întregului proces. Totul se va face printr-un singur aparat principal - un extractor centrifugal.
În Fig. 16 prezintă un rotor al unei centrifuge extractoare cu un motor cu piston. Cu alegerea corectă a dimensiunilor și a numărului de accidente vasculare cerebrale, amploarea accident vascular cerebral lor, numărul de lovituri pe minut și o grosime a stratului de sedimente pot fi evitate canale de interconectare prevăzute accidente vasculare cerebrale timp ce se deplasează precipitatul. Lichidul, care se deplasează la pragul de scurgere, va trece prin stratul de sediment conform principiului contracurent. Folds la același bine se amestecă sediment. Un grad ridicat de spălare a soluției din sediment poate fi realizat în aceste condiții de către cea mai mică cantitate de lichid de spălare. Acest lucru va permite pentru procesul de separare în centrifuge este suspensie perfectă: nu precipitat va conține în mod substanțial solventul inițial și cantitatea de golire pur va potrivi exact cantitatea inițială de solvent.
Centrifugele noastre pot rezolva astfel de probleme, care sunt în mod clar contraindicate centrifugelor convenționale.
Luați cel puțin precipitații asemănătoare gelului.
Precipitarea precipitată este o piedică pentru ingineri. Ele sunt filtrate foarte încet și dețin o mulțime de soluție. Pentru filtrarea și spălarea acestora este necesară o suprafață mare de filtrare, adică "plante filtrante" întregi în interiorul instalației, cu o întreagă mare de soluții. Apariția în dezvoltarea oricărui proces nou de precipitații gelatinoase, de obicei, forțează abandonarea acestei variante a procesului, indiferent de cât de bune sunt ceilalți indicatori ai acestuia. Aceste precipitații sunt una dintre punțile moarte ale tehnologiei moderne.
Amintiți-vă, cititorul dvs., copilăria voastră! Amintiți-vă cum ați zdrobit lutul, dorind să modești animale amuzante și alte figuri din ea. O bucată de lut, când este aruncată în mod repetat în mâini, este lichefiată, iar umiditatea apare pe suprafața sa. Această umiditate ar putea fi chiar colectată pe un blotter. Aceasta este tehnica sculpturii copiilor și a fost folosită de noi. Separarea umidității de precipitații hidratate este, desigur, posibilă numai în ceea ce privește partea din umiditate care nu este înrudită chimic cu acestea. Pentru a deshidrata astfel de precipitații dificile, este bine să aplicați metoda de impact multiplu în combinație cu filtrarea. Acesta este modul în care arată centrifuga (figura 17).
Intrând în tobele centrifuge planetare, masa brută este implicată într-o mișcare complexă. Vedre armat de pe suprafața interioară a tamburului, „ridica“ masa de poziția A în poziția B. găleți sunt aranjate astfel încât „de sus“ poziția B, ei încetează să dețină greutatea, și sub influența diferenței forțelor centrifuge la A și B, acesta „cade“ înapoi la punctul A. la impact, umflătura masei căzute eliberează parțial umiditate, care se scurge prin peretele tamburului de filtrare. Sedimentul cu fiecare cădere se apropie de capătul de evacuare și lasă centrifuga deshidratată.
Impacturile și mișcările maselor din interiorul rotorului sunt contraindicate centrifugelor convenționale, iar pentru ele filtrarea percuzivă este un lucru imposibil. Auto-echilibrare centrifuga, și în acest caz oferă o muncă complet liniștită.
Fig. 17. Centrifuga cu rotor pentru filtrarea cu impact:
1 - rotorul centrifugii; 2 - un tambur rotativ planetar și plutitor în interiorul rotorului; 3 - acționarea hidraulică a tobei; 4 - cupe; 5 - hrănire; 6 - cârpă de filtru; I - alimente; II - scurgerea filtratului; III - îndepărtarea reziduului deshidratat; IV - injecție de apă sau canal de recirculare.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: