Техника - молодёжи 1958-10, страница 28

ЦЕНТРИФУГИ ВМЕСТО ФИЛЬТРА

Г. П. ПОКРОВСКИЙ, кандидат технических наук

Центрифуги — в этом слове слилось воедино и представление о каком-то бешено вращающемся механизме и о таинственных могучих силах, таящихся в нем. И это действительно так.

Ротор современной промышленной центрифуги вращается со скоростью, достигающей 45 тыс. оборотов в минуту. Это громадная скорость. За 1 сек. — 750 оборотов. При такой скорости вращения центробежные силы достигают чудовищно больших величин, превосходящих в 51 тыс. раз земное притяжение. Гиря весом в 1 кг в центробежном поле центрифуги «весила» бы 51 т!

За последнее время эти машины нашли столь широкое распространение, что один только перечень областей их применения занял бы несколько страниц журнала.

Для примера назовем некоторые из них. Обогащение железных руд, очистка продуктов переработки нефти, рафинирование сахара, отделение сливок от молока, очистка лечебных препаратов, производство альбумина из крови, очистка растворителя при химической чистке одежды и т. д.

Какие же процессы протекают в роторе центрифуги? Оказывается, принцип работы центрифуг чрезвычайно прост. Отстаивание. Самое обычное отстаивание, знакомое нам из сотни житейских примеров. Допустим, вы принесли из колодца мутную воду. Вам говорят: «Пусть

Реактивная сила, образуемая фонтанирующими струями масла, создает крутящий момент, под действием которого стремительно вращается ротор центрифуги. Мельчайшие частицы вредных примесей, утяжеленные в десятки тысяч раз чудовищной центробежной силой, оседают на стенках ротора, очищенное же масло стекает в картер двигателя. Н an р а в о—схема гидравлического привода ротора центрифуги.

РОТОР (б-7 тыс. об/мин)

МАСЛО

е> полости

РОТОРА

(2-3 атм.)

ОТЛОЖЕНИЕ ПРИМЕСЕЙ

защитным кожух

направляющие колодцы

Рис.

М. КАПУСТИНА

подача масла из магистрали

(2-Затм. 8-10л.мин.

постоит. Отстоится, и вся муть осядет». Точно такой же процесс происходит в роторе центрифуги. Только там оседание происходит не под действием земного тяготения, а под действием центробежных сил. А так как эти силы могут быть в десятки тысяч раз больше силы тяжести, то и процесс отстаивания протекает в центрифугах в тысячи раз быстрее.

Чудесные свойства центрифуг разделять жидкости разных плотностей, осаждать из жидкости находящиеся в ней мельчайшие примеси давно привлекли к себе внимание конструкторов и исследователей, работающих в области создания двигателей внутреннего сгорания.

Применение центрифуги для очистки масла позволило бы избавиться от обычных щелевых фильтров, которые приносят очень много хлопот при эксплуатации двигателей, так как сравнительно быстро забиваются отложениями и требуют замены.

Только автомобили и тракторы ежегодно расходуют десятки миллионов фильтрующих элементов, что влечет за собой необходимость организации громоздкой службы их изготовления, транспортировки и распределения. Прибавьте к этому расход фильтров на судовых, стационарных и других двигателях внутреннего сгорания, и вы получите весьма ощутимые цифры.

Кроме того, обычные щелевые фильтры не обладают способностью очищать масло в первую очередь от наиболее вредных примесей, какими являются металлическая пыль и песок. Им все равно, из какого материала состоит частичка, из железа или сажи. Щелевые фильтры «реагируют» только на размер частицы. Да к тому же чем плотнее фильтр, тем он меньше пропускает через себя масло. А когда щели забьются отложениями, фильтр вообще перестанет работать.

Центрифуги в отличие от щелевых фильтров «реагируют» на материал, из которого состоят частицы примесей. Наиболее тяжелые частички (железо, песок и т. д.) под действием центробежных сил почти полностью удаляются из масла. Случайно попавшая в масло вода тоже, как более тяжелая жидкость, полностью из него удаляется, что в совокупности с удалением других вредных примесей позволяет значительно продлить срок службы масла.

Испытания показали, что при применении центрифуг благодаря быстрому извлечению из масла абразивных частичек примесей износы наиболее ответственных деталей двигателя (шеек коленчатого вала, зеркала цилиндров, поршневых колец) уменьшаются в 2—2,5 раза!

Почему же до сих пор центрифуги не применялись для очистки масла, а на двигатели ставили систему щелевых фильтров? Дело в том, что попытки применить центрифуги для очистки масла делались давно. Но механический привод ротора, состоящий из ускоряющего редуктора и других сложных механизмов, оказывался крайне ненадежным в условиях эксплуатации.

Решение вопроса было найдено неожиданно просто — сегнерово колесо! То самое сегнерово колесо, которое всем хорошо знакомо еще из школьных учебников физики, изобретенное венгерским ученым Я. Сегнером еще в 1750 году.

Посмотрите, как работает центрифуга, установленная на двигателях "внутреннего сгорания. Ротор ее вращается так же, как вертушки сегнерова колеса. При работе двигателя подаваемое насосом масло под давлением 2—3 атм. с большой скоростью вырывается из двух отверстий, направленных в разные стороны.

Реактивная сила создает крутящий момент, под действием которого ротор приходит в быстрое вращение. Скорость вращения ротора в выполненных конструкциях достигает 6—7 тыс. оборотов в минуту. Под действием центробежных сил находящиеся в масле вредные примеси отбрасываются к внутренней поверхности ротора и оседают на ней в виде плотного осадка, похожего на гуталин. По мере накопления отложений шофер или механик за несколько минут может открыть ротор и удалить из него отложения, после чего центрифуга снова готова к действию.

Экономический эффект от внедрения центрифуг должен быть весьма существенным. Только за счет прекращения выпуска сменных фильтрующих элементов страна получит десятки миллионов рублей экономии. К этому следует прибавить значительную экономию от увеличения сроков межремонтных пробегов автомобилей и тракторов и экономию за счет уменьшения расхода масла.

слиь масла бкартер