Ультрацентрифуга для разделения смесей

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ультрацентрифуге осевой зазор между ротором и корпусом выполнен сужающимся к оси вращения, При этом форма зазора, ограниченная наружной боковой поверхностью корпуса, описана. формулой

Я аи г 1А - Вг — Cr

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHAM

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 1407194/28-13, 1407195/28-13 (22) 27 ° 02 ° 70 (46) 23 ° 11 ° 89,- Бюл. 43 .(72) А.С.Байбиков (53) 66 ° 067.57 (088 ° 8) (54) (57)1.УЛЬТРАЦЕНТРИФУГА ДПЯ РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕСЕЙ, состоящих из фаз,малоотличающихся одна от другой по удельному весу, включающая установленный с зазором в неподвижном корпусе ротор и патрубок, для подачи в зазор газа, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности разделения. смеси, осевой зазор меж= ду ротором и корпусом выполняют су живающимся к оси вращения, при этом . форма зазора, ограниченная наружной боковой поверхностью ротора и внутренней поверхностью корпуса, описана формулой

Изобретение относится к разделению н сепарации веществ, отличающихся удельным весом на малую величину, в частности к ультрацентрифугам для разделения смесей.

Известна ультрацентрифуга для разделения смесей, состоящих из фаз,малоотличающихся одна от другой по удельному весу, включающая установленный с зазором в неподвижном кор-. пусе ротор и патрубок для подачи в зазор газа, С целью повышения эффективности разделения смеси в предлагаемой

„.Я0„„406529 A1

1 У 4.В 04 В 5/12,В 01 D 59/20

2 где r — отношение радиуса к максимальному радиусу ротора;

А,В,С вЂ” коэффициенты, зависящие от физических свойств газа, материала, ротора, угла наклона образующей ротора к оси вращения, давления внутри ротора и расхода газа, а патрубок для подвода газа расположен выше осевого зазора и симметрично относительно боковых поверхностей ротора.

2. Ультрацентрифуга по п,l, о тI личающаяся тем, что, с целью разделения урана, А = 29,7;

В 53,7; С = -25.

3, Ультрацентрифуга по п.l, о тл и ч а ю щ а я с я,тем, что, с

J целью более полного использования газа, поступающего в зазор, на боко-! вой поверхности ротора установлены лопатки. где r — отношение радиуса к максимальному радиусу ротора;

A,Â,Ñ вЂ” коэффициенты, зависящие от физических свойств газа, 406579

40

50 материала ротора, угла наклона образующей ротора к оси вращения, давления внутри ротора и расхода газа, 5 а патрубок для подвода газа расположен выше осевого зазора и симметрично относительно боковых поверхностей ротора, С целью разделения урана A = 29,7, 1

В = 53,7; С = -25. Для более полного использования газа, поступающего. в зазор, на боковой поверхности ротора установлены лопатки, На фиг,1 показана предлагаемая ультрацентрифуга, разрез; на фиг,2— то же, вид по стрелке A на фиг,1; на фиг, 3 — то же, вариант исполнения; на фиг. 4 — то же, вид по стрелке Б на фиг.3, 20

Ультрацентрифуга для разделения смесей, состоящих из фаз, малоотличающихся одна от другой по удельному весу, содержит установленный с зазором 1 (см,фиг.1) в неподвижном корпусе 2 ротор 3 и патрубок 4 для подачи в зазор газа.

При этом осевой зазор 1 между ротором и корпусом выполнен сужающимся к оси вращения и профилируется так, чтобы при данном расходе через отверстие 5 давление по радиусу изменялось по такому закону, чтобы центробежные силы в диске и силы давления уравновешивались на каждом радиусе, Форма зазора, ограниченная наружной боковой поверхностью ротора 3 и внутренней поверхностью корпуса 2, описана формулой где r — отношение радиуса к максимальному радиусу ротора 3;

А,В,С вЂ” коэффициенты, зависящие от физических свойств газа,материала ротора, угла наклона образующей ротора к оси вращения, давления внутри ротора и расхода газа.

Пример, Максимальный диаметр ротора 600 мм, толщина боковой стенки ротора 15 мм, угол наклона бокоо вой стенки к оси вращения 50, мате55 риал ротора — конструкционная сталь с Я 7900 кг/и, окружная скорость

3 на максимальном диаметре — 700 м/с, î оборотов ротора (соответствующее фактору разделению 166500)

22000 об/мин.

В полость над ротором 3 подается для уравновешивания центробежных сил воздух под давлением, превышающем на 650 кг/см давление внутри ротора, причем объемный расход его обеспечивает в сечении осевого зазора проходящего через максимальный диаметр ротора, среднюю радиальную скорость .воздуха 70 м/с.

При этом коэффициенты в формуле изменения осевого зазора 1 по радиусу равны (при разделении урана):

А = 29,7; В = 53,7 и С = -25, т,е, r3 29,7 — 53 7r — 25 r При этом напряжения в материале ротора 3 не превысят предела текучести обычной конструкционной стали, Для более полного использования газа, поступающего в зазор 1, на боковой поверхности ротора 3 установле ны лопатки 6 (фиг.3).

Газодинамический опорный подшипник 7 служит для подачи на него давления во время пуска, Патрубок 4 для подвода газа расположен выше осевого зазора и симметрично. относительно боковой поверхности ротора 3, на котором расположены лопатки 8 и радиальные ребра 9.

Канал 10 служит для выхода легкой фракции, канал 11 — для отвода определенного количества газа, благодаря чему регулируется число оборотов ротора 3.

Ультрацентрифуга работает следующим образом, В полость 12 подается через патрубок 4 .уравновешивающий гаэ заданного давления, Далее газ проходит через профилированный осевой зазор 1 между корпусом 2 и ротором 3 и нап.равляется на лопасти 8, при этом газ частично сбрасывается через отверс .тия 5.

Далее газ направляется в гаэоди. намический опорный подшипник 7,на который во время пуска подается давление. Концевое уплотнение снижает утечки.

Сепарируемое вещество подается че-. рез отверстие в полом валу и отбра406579

12 я

5 2

Яiй f

5 сывается радиальными ребрами 9 к периферийной части ротора 3, 6

Легкая фракция выходит по каналам30 с другого конца полого вала ротора 3 .

Техред М.Дидык

Редактор Л,Письман

Корректор Т.Малец

Тираж 495 Подписное

Заказ 8038 и отк ытиям при ГКНТ СССР

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и о р

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 .

И

Производственно-издател с ательский комбинат "Патент, r. Ужгород, ул. Гагарина, 101