Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_10915
.pdf
половины каждого оборота балансируемой машины.
В задней части кольца или элемента 29 (рис. 3) закреплена прямозубая шестерня 33, которая зацепляется с
внутренней шестерней 34, а последняя, в свою очередь, входит в зацепление с зубчатым колесом 35.
Шестерня установлена на валу 36, который вращается с помощью небольшой рукоятки 37; цель такого
устройства состоит в том, чтобы позволить перемещать контакты анокулярно вокруг кулачка. Иными словами,
середина периода замкнутой цепи может быть достигнута в любой желаемый момент времени в течение
каждого оборота балансируемого ротора и кулачка. Указатель 38, закрепленный на кольце 29 для
перемещения вместе с ним и с контактами 31 и 32, расположен над неподвижной градуированной шкалой 39,
установленной на корпусе 26. Благодаря такому расположению, стрелка 38 на шкале 39 указывает положение
балансируемого ротора, а вращающаяся стрелка 28 — момент середины периода замкнутой цепи.
Для правильной балансировки любого ротора со значительной осевой длиной необходимо добавить (или
убрать) два груза, по одному у каждого конца ротора. Таким образом, в процессе балансировки необходимо
определить четыре величины: количество каждого груза и угловое положение на роторе, в котором он должен
быть установлен.
При балансировке небольшого ротора, например, в балансировочной машине, можно сконструировать
машину таким образом, чтобы ротор при вибрации вращался вокруг оси, лежащей в радиальной плоскости
одного из неизвестных грузов. Это позволяет определить момент и положение другого груза независимо от
веса в плоскости опор, а количество переменных, с которыми необходимо работать одновременно,
сокращается с четырех до двух. 75 Однако при балансировке крупной машины в её собственной раме
нецелесообразно, а в большинстве случаев и невозможно, поворачивать всю машину как жесткое тело вокруг
какой-либо выбранной оси. Из этого следует, что необходимо одновременно учитывать все четыре
переменные.
Прежде чем перейти к описанию способа применения нашего изобретения с помощью ранее описанного
аппарата, и чтобы более наглядно показать существенный прогресс, которого наше изобретение достигло в
области динамической балансировки, я сошлюсь на ранее известный метод, обычно используемый для
балансировки больших роторов. Влияние груза, помещенного на другой конец машины, на любом из ее
концов игнорируется. В ходе многочисленных испытаний было установлено, что приложение груза под
определенным углом (95°) на «ближнем» конце ротора приведет к тому, что «ближняя» опора будет
практически свободна от вибрации.
Затем, в результате многочисленных испытаний, было установлено, что дополнительный груз, приложенный к
дальнему концу ротора, приведет к тому, что дальняя опора будет практически свободна от вибрации. Но
после этого обнаруживается, что добавление груза к дальнему концу ротора нарушило балансировку 105,
ранее достигнутую на ближнем конце, а это значит, что ротор необходимо повторно сбалансировать. Вновь
обнаруживается, что вторая балансировка на ближнем конце разрушила предыдущую балансировку на
дальнем конце ilo0, и так далее. Таким образом, для достижения удовлетворительного равновесия
необходимо многократно запускать и останавливать такую машину (насколько нам известно, от 30 до 120 раз).
Нам известно, что для крупных паровых турбин требуется несколько человек для выполнения операции
балансировки при каждом последующем цикле работы, и что каждый цикл занимает приблизительно три часа,
что влечет за собой соответствующие затраты энергии в виде пара.
В отличие от вышеописанного, наш усовершенствованный метод балансировки использует только
необходимые данные для решения задачи о балансировке, и эти данные очень точно получаются с помощью
простого прибора, описанного выше. Кроме того, при расчете учитывается влияние каждого веса на оба конца
ротора i80 419,186. В результате количество запусков сокращается как минимум до трех, возможно, четырех,
и редко достигает пяти. Следовательно, экономия на балансировочных расходах одной крупной турбины
будет достаточной для покрытия стоимости всего описанного выше оборудования.
При балансировке ротора в соответствии с нашим изобретением необходимо выполнить следующие два
измерения или наблюдения на каждой из двух выбранных опор станка для каждого запуска:
(1)
Относительная амплитуда колебаний подставки, абсолютная амплитуда не обязательно должна быть
известна. Это подтверждается показаниями гальванометра, откалиброванного для отображения единиц
перемещения подставки.
(2)
Угловое положение ротора в момент, когда подставка находится в крайнем правом положении во время
колебаний, называется «фазовым углом».
На рисунке 13 показана кривая D, отображающая горизонтальное линейное смещение любой опоры
вследствие вибрации в зависимости от углового смещения ротора машины.
Из-за дисбаланса ротора смещение подставки имеет форму синусоидальной кривой. Необходимо точно
определить положение ротора в момент времени, представленный пиком 40 кривой D. Кривая V представляет
собой скорость вращения подставки вследствие вибрации и является первой производной или скоростью
изменения кривой D. Мгновенная электродвижущая сила, создаваемая подвижной катушкой 25 (рис. 5) любого
из генераторов, пропорциональна этой скорости. Гальванометр 9. На рис. 1, таким образом, поступает серия
импульсов, каждый длительностью, эквивалентной 180 градусам вращения ротора, и один импульс за оборот,
вызывая отклонение его индикаторной стрелки. Это объясняется тем, что кулачок 27' поддерживает контакты
31-32 замкнутыми на протяжении этой части каждого оборота. Эти импульсы представлены заштрихованными
областями 41 и 42 на рис. 13. То, вызваны ли эти импульсы генератором 4 или 5, будет зависеть от того,
включен ли переключатель 8 (рис.).
1 замыкает цепь одного из них. Если контакты 31-32 теперь сместить под углом вокруг кулачка 27, повернув
рукоятку 37 по часовой стрелке, то на рис.
2 и 3, пока стрелка гальванометра не покажет ноль, импульсы будут такими, как показано на рис. 14, где та
часть импульса кривой V или электродвижущей силы, которая находится ниже горизонтальной линии, равна
той части, которая находится выше линии. Это позволяет точно определить точку 40, как указано стрелкой 38
на рис. 2, на неподвижной круговой шкале 39. Перемещение контактов 31 и 32 для обнуления показаний
гальванометра также перемещало стрелку 38 по шкале 39, и ее положение на этой шкале указывает на
«фазовый угол».
Теперь, если контакты 31-32 сместить еще на 90 градусов от последнего упомянутого положения 70 градусов,
электрические импульсы, получаемые гальванометром от генератора, будут представлены заштрихованными
областями 43-44 на рис. 15, а соответствующее показание гальванометра будет пропорционально амплитуде
колебаний 75 градусов. Таким образом, показания гальванометра позволяют определить в соответствующих
единицах относительную амплитуду колебаний исследуемого основания.
Положение выключателя 8 будет определяться в зависимости от того, какой из двух вариантов монтажных
площадок рассматривается.
Хотя наш метод балансировки может быть простым в использовании, для его полного понимания необходимо
знакомство с векторами и их свойствами. Любая простая синусоидальная вибрация, например, существующая
на опорах вращающейся машины, может быть описана с помощью одного вектора, который называется
генерирующим вектором для данной конкретной вибрации. Показания «фазового угла» и «относительной
амплитуды», снятые на любой опоре станка в любой момент времени, полностью определяют генерирующий
вектор, который описывает и характеризует колебательное движение опоры в этот момент. Это
проиллюстрировано на рис. 11, где, например, если какой-либо из пьедесталов показывает фазовый угол 45
градусов и амплитуду 100³ единиц, как показывает гальванометр, то генерирующий вектор, описывающий эту
вибрацию, будет показан как вектор 0-1, нарисованный под углом 45° и длиной 3 единицы. Вектор t105
представляет собой простое описание синусоидального движения, представленного синусоидальной кривой
1-1-1 (рис. 12).
Аналогично, другая опора или точка на станке, или даже та же самая опора, после приложения
балансировочного груза, может указывать на фазовый угол (считывается стрелкой 83 на циферблате 39). Рис.
2) из 13,50, рис. 11 и амплитуда двух униформ. Это движение будет задано вектором 0-2, который i15
описывает синусоидальную кривую 2-2-2 FiL.
12. Если представить векторы 0-I и 0-2 как вращающиеся со скоростью ротора вокруг точки 0, то фактическое
смещение, которое они представляют, будет равно проекции этих векторов на вертикальную линию 3-0-3. При
работе с этими векторными величинами каждая из них имеет два измерения: угол (фазовый угол) и величину
или амплитуду. 125 Как указывалось ранее, целью описанного здесь прибора является определение
относительных амплитуд колебаний и так называемых «фазовых углов» этих колебаний множества точек 13.
Рассматриваемая точка может быть измерена относительно любой произвольно выбранной нулевой отметки
и затем будет определена по показаниям стрелки 38 на шкале 39.
Затем указатель 38 с контактами 31 и 70 32 перемещается на 900 градусов путем поворота рукоятки 37
вправо. Прибор № 9 покажет максимальное значение, которое принимается за относительную амплитуду
колебаний рассматриваемой точки. 75 Таким образом, устройство позволяет определить для любой
выбранной точки на машине и при любых условиях вибрации две величины: (а) фазовый угол и (б)
относительную амплитуду, которые полностью определяют составляющую дисбаланса вибрации указанной
точки. Эти колебания, являющиеся векторами, будут обозначаться символами, такими как N, F, N2, F2, N3, F и
т. д., причем каждый из этих символов 85 представляет собой векторную величину, имеющую два измерения:
направление, определяемое ее «фазовым углом», и величину, представляющую собой ее относительную
амплитуду.
-БАЛАНСИРОВАНИЕ ЗРЕНИЯ И НАБЛЮДЕНИЯ. 90 Аппарат собран, как описано ранее, с одним
генератором, установленным на каждой из любых двух выбранных точек. Для полной балансировки,
проводимой впервые на станке, требуется три прохода, но для 95 последующих полных балансировок
достаточно всего одного прохода.
ЗАПУСК N ВОПРОС 1.
Станок работает на выбранной скорости. Например, ротор 100 может приводиться в движение паром в случае
паровой турбины или электричеством в случае динамо-машины.
Измерения угла и амплитуды производятся на «внутреннем конце» подставки, то есть на той, которая ближе
всего к контактному устройству; эти измерения определяют вектор F. Измерения угла и амплитуды также
производятся на «дальнем конце» подставки, то есть на той, которая наиболее удалена от контактного
устройства; эти измерения определяют вектор F. Оба измерения проводятся во время работы машины, после
чего она останавливается.
ЗАБЕГ № 2. 115 Затем на ближний конец ротора в удобной точке прикладывается пробный груз W,, рис. 4,
разумной величины. Ротор разгоняется до той же скорости, что и в первом эксперименте. 120 Измерения угла
и амплитуды производятся на ближнем конце опоры, и эти показания определяют вектор N2.
Измерения угла и амплитуды производятся на дальнем конце подставки, и эти измерения определяют вектор
F2.
Затем машину останавливают и снимают пробный груз.
ЗАБЕГ № 3.
Второй пробный вес Wf (рис. 4) составлял 130 кг на испытываемой машине при различных условиях
дисбаланса.
Положение ротора во время его вращения в тот момент, когда любая выбранная точка машины находится в
некотором заранее определенном мгновенном состоянии во время его колебаний, будет называться
«фазовым углом колебаний указанной точки при существующих условиях».
Выбранные точки являются точками крепления генераторов, которые могут быть установлены для работы в
горизонтальном, вертикальном или любом другом желаемом положении.
Ранее определенное мгновенное состояние во время вибрации выбранной точки может быть, например,
следующим: (а) когда подвижная катушка 25, рис. b, находится в самом внутреннем положении относительно
поля, или (б) в самом внешнем положении, или (в) в среднем положении, двигаясь наружу, или (г) в среднем
положении, двигаясь внутрь.
При использовании описанного здесь прибора наиболее точные показания могут быть получены, если
принять это кратковременное эталонное состояние вибрации за одно из крайних или концевых положений
подвижной катушки 25. Для упрощения описания мы произвольно определим моментальное опорное
состояние как момент, когда подвижная катушка 25 находится в своем крайнем крайнем положении
относительно структуры поля 12. Для показанной на рис. I компоновки аппаратуры это будет происходить,
когда опоры находятся в крайнем правом положении во время их вибрации. Когда в этот момент наступает
середина периода контакта, измерительный прибор покажет ноль, и будет считаться, что электрические
соединения выполнены с такой полярностью, что, начиная с этой настройки контактора, вращение зубчатого
колеса 35 с помощью рукоятки 37 (рис. 2) в направлении вправо приведет к увеличению показаний двигателя
(вправо) от нуля. Тогда станет известно, что если показания прибора равны нулю, а вращение зубчатого
колеса 35 вправо уменьшает показания прибора, то подвижная катушка находится в самом внутреннем
положении, и правильные показания должны быть получены путем вращения кольца 29 и контактов 31, 32 на
180 градусов с помощью зубчатого колеса 35 и рукоятки 37.
После этого показания счетчика снова станут равны нулю, а вращение рукоятки 37 вправо увеличит это
показание.
Оператор сможет определить, что середина периода контакта приходится на момент, когда подвижная
катушка находится в крайнем внешнем положении, которое мы условно приняли за мгновенное эталонное
состояние во время вибрации рассматриваемой точки.
Затем "фазовый" угол вибрации 419,186 419,18G разумный: amnount- прикладывается к дальнему концу
ротора в удобной точке, и машина доводится до той же скорости, что и в предыдущих запусках.
Измерения угла и амплитуды производятся на ближнем конце опоры, определяя вектор N3. Измерения угла и
амплитуды производятся на дальнем конце подставки для определения вектора F3.
Затем машину останавливают и снимают пробный груз Wf. Три вышеуказанных эксперимента предоставляют
все данные, необходимые для полной балансировки ротора i5. Эти данные представлены в виде шести
векторов: N и F для первого запуска, N2 и F2 для второго запуска и N3 и F3 для третьего запуска, каждый из
которых задается углом и величиной.
Хотя каждая операция в уравновешивающем вычислении является векторной операцией — вычитание,
умножение или деление векторов — эти операции легко выполняются как графическими, так и
арифметическими средствами, как объяснено в следующем наборе правил. Умножение и деление векторов
проще всего выполнять арифметически, тогда как вычитание векторов проще всего осуществить графически с
помощью полярной диаграммы с градуировкой в градусах.
Обращаясь к рис. 10, чтобы вычесть вектор Q из вектора P, то есть определить R = P - Q, (а) Как показано на
указанном рисунке, проведите линию 0-1, представляющую вектор P длиной, пропорциональной его
величине, и направлением его угла.
(б) Нарисуйте вектор 0-2, представляющий вектор Q длиной, пропорциональной его величине, и
направлением его угла.
(c) Тогда вектор R=P- представляется прямой 0-3, параллельной и равной по длине прямой 2-1, и
направленной от -Q к P. Длина этой прямой дает величину вектора R, а его угол можно определить
непосредственно по делениям на диаграмме.
Чтобы умножить вектор P на вектор a, то есть определить вектор R=aP, (a) сложите углы a и P, сумма которых
равна углу вектора R.
(b) Умножьте величину P I на величину a. Какое произведение является величиной R=aP?
Чтобы разделить вектор R на вектор P, то есть определить = a: (a) Вычтите угол P из угла R: эта разница
будет углом. (b) Разделите модуль R на модуль P, это частное будет модулем a. РАСЧЕТ ВЕСОВ НА ВЕСАХ.
Теперь, используя наблюдаемые значения N,
F, N, F, Y и F, и, следуя вышеуказанным правилам векторной арифметики, вычислите:
(1) A=N,-N (2)- AA=F, -F (3)- B =1r3 -1?
(4)
/B =N, -N aA; (5) a= (6) 3= 8B (7) aN (8) PFi (9) 1F-N (10) aN -F ni) ',l 12) 1-aP 013) A (13) O.A= (1 -N (1 - P18 14 o
a=NI-F (A (15) 0= A (16) 0= OB Bw Результаты приведенных выше вычислений, -0 и 9, являются векторами,
каждый из которых задается углом и величиной, и определяют правильные грузы, которые необходимо
приложить к ротору для его балансировки.
Следующий шаг — определить количество и конечное положение грузов, которые будут добавлены к
роторам. Для этого величина пробного веса W ближнего конца умножается на величину -. Конечный груз,
вместо того чтобы занимать положение пробного груза на роторе, смещается из этого положения на 100
градусов против часовой стрелки на угол 0 градусов. Следующий шаг — умножить величину пробного веса
дальнего конца на число 9. Этот конечный груз, вместо того чтобы занимать позицию 105 пробного груза,
смещается против часовой стрелки от этой позиции на угол q. Вышеуказанные шестнадцать шагов в
расчетах...
Для большей ясности, эти пункты перечислены отдельно. Однако весь процесс вычисления может быть
описан всего двумя формулами, в которых, разумеется, присутствуют все эти отдельные шаги. Эти две
формулы 419,186 7 для 0 и t для краткости можно записать как (N-- F-N __ (F, - -F) (N2ON)- (N2-N) (F-F) (F3-F) и
(F2-F) N-F (N2--) N(F3-F) (-N N). Здесь также, конечно, все вычитания, умножения и деления должны
выполняться в соответствии с вышеуказанными правилами для этих операций над векторными величинами.
В описанном выше методе предполагается, что после проведения испытательного запуска с известным
грузом, приложенным к ближнему концу ротора, этот груз снимается, и на дальний конец ротора
прикладывается второй пробный груз, после чего проводится испытательный запуск. Если по какой-либо
причине будет неудобно или нежелательно снимать пробный груз с ближнего конца, когда пробный груз
устанавливается на дальнем конце и проводится испытание, его можно оставить на месте. В таком случае
различные этапы процесса балансировки будут практически такими же, как описано ранее, но из-за
сохранения пробного веса потребуется небольшая корректировка формулы, а именно:
(N -N2) F N 0 (F3 - F2) (N-N-) (N--N2) (F F) -( F_-- _- F2) (F2-- F) N-F 0-'. 2-1') (F3_F2) (F- F) (N3-N2) (N2--N) Во
всех остальных отношениях метод выполнения остается тем же.
Для упрощения вычислений и максимально возможного исключения возможности ошибок можно использовать
стандартную форму или таблицу с транспортиром для выполнения вычитаний, при этом для каждого
элемента таблицы в удобном месте должны быть указаны инструкции по выполнению соответствующей
операции. Подобная форма или таблица также послужит записью баланса, и многие из этих данных будут
более или менее постоянными данными о балансируемом оборудовании. Это выгодно, поскольку после
балансировки оборудования путем трех циклов, как описано выше, его можно, используя полученные данные,
полностью перебалансировать за один цикл. Это позволило бы компании, например, повторно проверить
балансировку своих станков, не останавливая их, и в следующий раз, когда станок будет остановлен по
какой-либо причине, полученные таким образом данные будут использованы для установки правильных
балансировочных грузов и их правильного положения.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы заявляем, является... Метод динамической балансировки ротора, который... включает в себя
определение фазовых углов и относительных амплитуд колебаний ротора в разнесенных точках,
прикрепление к ротору известных пробных грузов, сначала в выбранных точках, а затем в других точках;
определение фазовых углов и относительных амплитуд колебаний ротора с пробными грузами, снятие грузов;
вычисление угла и величины вектора 0 и угла и величины вектора 9; определение величины
уравновешивающего груза для одного конца ротора путем умножения его пробного груза на величину 0 и
приложение вычисленного уравновешивающего груза к ротору в той же радиальной плоскости, что и пробный
груз, но смещенной относительно его положения на угол 0; определение величины уравновешивающего груза
для другого конца ротора путем умножения его пробного груза на величину A; и, наконец, приложение
уравновешивающего груза к ротор находится в той же радиальной плоскости, что и опытный образец, но
смещен относительно своего положения на угол 85°.
2. Способ балансировки ротора машины, включающий определение фазовых углов и относительных
амплитуд колебаний N и F любой первой и второй выбранных точек на машине, прикрепление известного
пробного груза W к первому выбранному концу ротора в известной точке, определение фазовых углов и
относительных амплитуд колебаний N2 и F2 первой и второй выбранных точек на машине, снятие пробного
груза W1 и прикрепление пробного груза Wf ко второму выбранному концу ротора, определение фазовых
углов и относительных амплитуд колебаний N1 и F2 первой и второй выбранных точек на машине, снятие
пробного груза Wf, вычисление угла и величины вектора 6 с помощью формулы 105 (N3-N) F-N (N W,(F--F)
(N,2 N) N N (F(F? _F) 419,186 419,186 осуществляется с помощью векторной арифметики, определяя угол и
величину вектора 0 по формуле F2-FN F (F3-F3) - T2-N (N3 -N) l, определяя величину балансировочного груза
для первого конца ротора путем умножения веса W,, на величину 0 и приложения балансировочного груза в
точке на первом конце ротора в той же радиальной плоскости, в которой был приложен W, на эквивалентном
радиусе и смещенной от пробного положения Wn на угол 0, определяя величину балансировочного груза для
второго конца ротора путем умножения веса Wf на величину 0 и, наконец, приложения балансировочного
груза в точке на втором конце ротора в том же радиальном месте, в котором был приложен Wf, на
эквивалентном радиусе и смещенной от пробного положения Wf на угол q.
3. Способ балансировки ротора машины, включающий определение фазовых углов и относительных
амплитуд колебаний N и F любых первой и второй выбранных точек на машине, прикрепление известного
пробного груза W к первому выбранному концу ротора в известной точке 39, определение фазовых углов и
относительных амплитуд колебаний N и F первой и второй выбранных точек на машине, прикрепление
пробного груза W ко второму выбранному концу ротора, определение фазовых углов и относительных
амплитуд колебаний N и F первой и второй выбранных точек на машине, вычисление угла и величины вектора
θ, а также угла и величины вектора θ, умножение величины пробного груза W на величину θ и его сдвиг на
угол θ, умножение пробного груза W на величину θ и его сдвиг на угол θ.
4. Устройство для определения дисбаланса вращающегося тела, включающее электрический генератор,
установленный на машине, содержащей тело, и подверженный ее вибрации, и подающий ток в величине,
пропорциональной вибрациям тела, контакты, соединенные в цепь с генератором, приводное устройство,
вращающееся вместе с телом для размыкания и замыкания цепи генератора один раз за каждый оборот,
гальванометр, находящийся в цепи между генератором и контактами, и средства для регулировки
относительного углового соотношения приводного устройства и контактов, позволяющие в одном положении
отображать фазовый угол дисбаланса тела, а в другом — величину вибрации.
5.
Устройство для определения 65-го дисбаланса вращающегося тела, как заявлено в п. 4, в котором средства
регулировки приводного устройства включают опору для контактов в цепи генератора, установленную для
углового 70 перемещения, указатель, закрепленный на опоре, градуированную шкалу, взаимодействующую с
указателем, поворотный кулачок для периодического размыкания и замыкания контактов при вращении
ротора машины, и средства 75 для одновременной регулировки указателя и кулачка как единого целого
относительно шкалы и контактов соответственно.
6.
В балансировочной машине, имеющей раму, ротор и опоры, поддерживающие ротор, имеется
электрогенератор, включающий элемент, жестко закрепленный на части машины, и второй элемент,
податливо поддерживаемый первым, причем эти элементы могут перемещаться относительно друг друга в
ответ на вибрации машины для генерации электрического тока; гальванометр в цепи генератора; механизм,
включающий контакты в цепи генератора; исполнительный механизм, вращающийся синхронно с ротором
машины для замыкания и размыкания контактов при каждом обороте; средства для изменения
относительного положения контактов и исполнительного механизма для изменения их синхронизации и
обнуления показаний гальванометра; и шкала, одна часть которой перемещается вместе со шкалой для
индикации углового положения ротора машины в момент обнуления показаний гальванометра.
7.
В балансировочной машине, имеющей раму, ротор и опоры, поддерживающие ротор, электрогенератор
включает в себя пару относительно подвижных элементов, один из которых жестко закреплен на машине и,
следовательно, подвержен ее вибрации, а другой элемент упруго поддерживается первым, так что он
практически не подвержен вибрациям, гальванометр, откалиброванный по вибрационным движениям ротора
машины, общий для генератора, переключатель для подключения генератора к гальванометру и механизм,
включающий пару контактов в цепи генератора и гальванометра, подвижную опору для контактов, средство
для поворота опоры, кулачок для замыкания и размыкания контактов один раз за каждый оборот ротора
машины, неподвижный градуированный циферблат и стрелку, установленную на подвижной опоре, которая
взаимодействует с циферблатом.
419,186 8. Устройство для определения дисбаланса вращающегося тела, как заявлено.
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_419187.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=419187&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB419187A
[]
J - -- ' i ' j-- --- -
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявки: февраль. 16, 1934. № 5208/34.
-----$,Полностью принято: Ноябрь. 7, 1934.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования центробежных сепараторов или относящиеся к ним.
Я, Артур Меррил Худ, гражданин Соединенных Штатов Америки, проживающий по адресу: здание
Хьюм-Мансур, 1001, Индианаполис, Индиана, Соединенные Штаты Америки, настоящим заявляю о характере
данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в
следующем заявлении:
Данное изобретение относится к усовершенствованиям центробежного сепаратора, включающего
вращающуюся чашу с двумя выходными отверстиями, предназначенную для приема жидкой смеси вблизи
своей оси и содержащую вложенные кольцевые расслоенные диски. Изобретение по существу
характеризуется наличием средства, определяющего поток, таким образом, что поток всей жидкости,
поступающей между дисками, должен двигаться наружу из областей с более низким давлением в области с
более высоким давлением, при этом более легкая жидкость поступает в одно выходное отверстие, а более
тяжелая — в другое.
Вышеизложенные и другие особенности изобретения будут описаны далее, а предпочтительные варианты
осуществления будут описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых: фиг. 1 — вид в полуосевом
сечении варианта осуществления моего изобретения, когда детали расположены для одновременного
осветления и разделения двух жидкостей; фиг. 2 — аналогичный вид чаши и содержащихся в ней деталей,
где детали расположены для простого осветления; фиг. 3 — аналогичный вид чаши, используемой только в
качестве осветлителя; фиг. 4 — схема потока через зону расслоения; и фиг. 5 — увеличенный фрагмент
сечения одного из вариантов моего изобретения.
Устройство включает вращающуюся чашу B, содержащую множество расположенных вдоль оси дисков D,
поддерживаемых защитным диском D1 и увенчанных защитным фланцем D3.
Чаша B включает в себя нижнюю пластину 5, полый стержень 6 и кольцевую стенку -7, съемно прикрепленную
к нижней пластине 5 гайкой 8.
Боковая стенка 7 имеет выступающий внутрь кольцевой фланец 14, короткую кольцевую вертикальную стенку
15, выступающий внутрь кольцевой фланец 16, перфорированный в точке 17 и увенчанный V-образным
кольцевым выпускным выступом 18 для более тяжелой жидкости, и кольцевой выпускной патрубок 55 19 над
верхним краем 191, через который выводится более легкая жидкость.
Входной канал 25 ведет вниз через верхнюю часть штока 6 к каналам 25l, расположенным в гильзе 26,
которые ведут 60 ко дну чаши. Над выходными концами каналов 251 находится дно 27 дополнительной чаши
SB, имеющей кольцевую стенку 28, перфорированную в точке 29, верхний край которой образует посадочное
место для защитного диска 65 DW. Чаша SB имеет радиальные лопасти 30 для уменьшения кругового
проскальзывания жидкости.
Защитный диск D1 имеет отверстие 31 большего диаметра, чем стержень 6, и его внешний край отстоит от
стенки 7. Этот диск имеет 70% непроницаемость и предпочтительно вогнутую форму.
Внутри и над диском D1 расположены стратифицированные диски D, каждый из которых имеет глаз 31 и
промежуточные перфорации 32, предпочтительно защищенные защитным выступом 33 75, который не
достигает нижней поверхности наложенного диска. Диски разделены распорными блоками 34 (рис.
2)
.
Защитный фланец Dn блокирует отток через отверстие 31 самого верхнего диска D. 80 Над верхним диском,
соприкасаясь с верхней поверхностью его внешнего края, расположен собирающий колокол 40, внешний край
40' которого отстоит от стенки 7. У Bell 40 шейка 401n, которая простирается вверх и подходит для шеи 19,
размер 85.
Шейка фитинга 401 представляет собой кольцевую перегородку 41, удерживаемую от смещения вверх
выступающими выступами 421 кольца 42, закрепленного гайкой 43. Внешний край 90 кольца 42 имеет
зубчатую кромку в точке 4211, обеспечивающую отводные каналы из внутренней части горловины 40" к
верхнему концу горловины 19.
Чаша B поддерживается и вращается валом S и опирается на резервуар W 95, имеющий сливной канал w.
Кольцевая перегородка 41 легко снимается и может быть заменена на перегородку с другим внутренним
диаметром. Кольцевая перегородка 45 крепится к выступу 46 с помощью кольцевой гайки 47 и может быть
заменена на перегородку с другим диаметром отверстия. Эта кольцевая гайка 47 имеет зубчатую
поверхность, как показано на рисунке 471, для поддержки колокола 40 без блокировки отвода.
Для использования только в качестве осветлителя может быть установлена кольцевая перегородка 105 61
(рис. 2), которая блокирует кольцевое пространство 419,187 419,187 между стенкой 7 и верхним краем чаши
SB. Перегородка 61 может быть неперфорированной или слегка перфорированной, как показано на рис. 62.
При использовании кольцевой перегородки 61 кольцевые перегородки 41 и 45, а также раструб 40 удаляются,
и вместо перегородки 45 я вставляю Т-образный наконечник (рис. 2), включающий фланец 65 и горловину 66.
Фланец 65 зажимается к выступу 46 гайкой 47, а горловина 66 прилегает к горловине 19, тем самым блокируя
любой отток жидкости через перфорации 17.
Если требуется лишь уточнение, используется модификация, показанная на рис. 3.
В данной конструкции фланец 16 не перфорирован, и вместо перегородки 61, показанной на рис. 2, я
использую простую кольцевую перегородку 61a (слегка перфорированную в месте 62, если необходимо),
которая крепится между выступом 70 на стенке 7 и концами лопаток 30.
Верхняя поверхность нижней пластины чаши B по ее внешнему краю снабжена узкой кольцевой углубленной
поверхностью, обрамленной по внутренней периферии выступающим наружу плечом 76 и снабженной
промежуточным клиновидным ребром 77, направленным вверх и имеющим расширяющуюся наружу
внутреннюю поверхность 78. Внутренняя часть стенки 7 снабжена пазом 79, в который входит и плотно
прилегает плечо 76. Нижний край стенки 7 снабжен кольцевой канавкой 80, имеющей почти круглое
поперечное сечение, образующей отверстие несколько уже, чем диаметр поперечного сечения канавки, и в
эту канавку вдавливается резиновая уплотнительная полоска 81 соответствующего поперечного сечения.
Верхний край ребра 77 может входить в горловину канавки 80, а наклонная поверхность 78 взаимодействует с
полосой 81, сжимая полосу 81 внутрь и вверх по мере того, как стенка 7 опускается в рабочее положение с
помощью гаек 8. Таким образом, полоса 81 наиболее прочно сжимается в единственной области, куда может
попасть масло под значительным давлением, и, поскольку резина не впитывает масло при существенном
сжатии, полоса 81 полностью защищена от разрушения.
Когда стенка 7 отделяется от дна для сброса накопившихся твердых частиц и осадка, вытекающий поток лишь
слегка касается уплотнительной ленты и может быть легко и быстро удален перед повторной сборкой частей
чаши. Таким образом, срок службы наполнителя 81 увеличивается во много раз по сравнению с
наполнителями из того же материала, ранее использовавшимися в центрифугах.
Чаша W покрыта металлическим поддоном C, включающим кольцевую наружную стенку 85, поддерживаемую
выступающим внутрь фланцем 86, предназначенным для опоры на горловину чаши W и закрепленным
снаружи перевернутого колоколообразного кольца 87, внешний выступающий край 88 которого входит в
горловину чаши W. Кольцо 87 изгибается над чашей B и имеет центральное отверстие, образованное
выступающим вверх фланцем 89, через который выступает горловина 70 19. На шейку 19, скользящем по ней
и вращающемся вместе с ней, надет защитный кожух, снабженный выступающим выступом 91, который
перекрывает фланец 89.
На втулку 90, соединенную фрикционным способом, надета вторая защитная втулка 92, имеющая фланец 93,
которая располагается под отверстием кольца 87.
Благодаря такой конструкции исключается возможность сообщения между бассейном W и водоёмом C.
Вытекающий поток через выступ 191 направляется в кольцевую камеру крышки C с помощью дополнительной
крышки C', которая устанавливается внутри стенки 85. Крышка C1 имеет центральное отверстие и вытянутую
трубку 95, которая выступает вниз во входной канал 25 штока 6, а на верхнем конце этого отверстия 85
находится уплотнительное кольцо 96, на которое может быть установлен направленный вниз подающий
штуцер 97.
Ниппель 97 установлен на трубе типа «гусиная шея» 98, свисающий вертикальный приемный конец 90
которой аксиально и вращательно входит в сальниковое уплотнение 99, закрепленное на кронштейне 100,
прикрепленном к резервуару W, и к которому подсоединена подающая труба 101.
Верхний конец кронштейна 100 имеет резьбу для установки гайки-втулки 102, между которой и сальником 99
расположена компрессионная пружина 103.
Внутри ниппеля 97 находится втулка 105 100 с прорезью по окружности в точке 106, обеспечивающая проход
от трубы 98 к горловине ниппеля 97. Верхний конец втулки 105 крепится к гайке 107. Внутри втулки 105
установлен клапан 108, имеющий сегментную часть 109, которая может перемещаться в паз 106, занимающий
более или менее определенное положение.
На штоке клапана 108 установлена манометрическая головка 110, которая может регулироваться по углу
наклона и крепиться к штоку 110 с помощью винта 111, входящего в канавку 112 по окружности.
Головка 110 и прилегающая к ней часть корпуса ниппеля снабжены соответствующими делениями (не
показаны), и головка 110 может удерживаться в отрегулированном положении винтом 118, внутренний конец
которого может перемещаться в фрикционное зацепление с гайкой 107. Относительная угловая регулировка
головки 110 и клапана 108 позволяет точно координировать положение клапана 108 с пазом 106 и головки 110
для индикации положения, что обеспечивает точную регулировку притока жидкости в чашу 13.
Сборный поддон C снабжен выпускным отверстием 115 диаметром 125 мм для более легких жидкостей, и это
будет основным выпускным отверстием, когда устройство используется исключительно для осветления.
Сжатие железы 99 будет служить для удержания соска 97 в вертикальном положении, чтобы удерживать
дополнительную крышку Cl и сборный поддон C в рабочем положении. Слегка ослабив гайку 102, ниппель 97
можно немного сдвинуть вверх и откинуть в сторону, после чего легкие детали C и Cl можно легко снять и
установить обратно. Штуцер 97 всегда будет направлен вниз, так что, если подающий насос случайно
запустится при перемещении штуцера из рабочего положения, поток будет направлен вниз, и оператор не
будет обрызган неприятной жидкостью.
Верхний конец S' вала S легко входит в нижний конец отверстия кормовой части 6, обеспечивая скользящую
посадку, а штифт 116 расположен приблизительно в рабочем центре чаши B в поперечном пазу 117 вала S,
который имеет конический воротник 120, на который опирается углубление 121 чаши B. Такая конструкция
допускает незначительные относительные отклонения между чашей и валом, но обеспечивает надежное
вращение.
Соседние файлы в папке патенты