МОЛОЧНЫЙ СЕПАРАТОР С ТУРБОРЕАКТИВНЫМ ГИДРОПРИВОДОМ
MILK SKIMMING MACHINE WITH TURBO-JET HYDRAULIC ACTUATOR

Изобретение относится к сельскому хозяйству и предназначено для механизации первичной переработки молока на фермах крупнорогатого скота, в основном фермерских хозяйств.
Назначение устройства: разделение молока на фракции - сливки и обрат - в летне-пастбищный период на неэлектрифицированных летних лагерях и в районах с непостоянным электроснабжением.
Известен центробежный сепаратор для разделения жидкости на легкую и тяжелую фракции (патент SU 270639, В04В 1/08, 01.01.1970) включает в себя разделительный барабан, установленный на валу и его электрифицированный привод. Недостатком вышеуказанного сепаратора является электрифицированный привод, что ограничивает применение устройства.
В качестве наиболее близкого аналога для заявленного изобретения выбран сепаратор для разделения молока на фракции с гидравлическим приводом (патент RU 2201806 С2, 7 В04В 1/08, 10.11.2002), который включает в себя разделительный барабан, установленный на неподвижной полой оси, и его привод. Последний содержит укрепленные на корпусе барабана трубки с соплами, расположенные снаружи корпуса под углом 90 градусов в горизонтальной плоскости и создающие реактивную силу для вращения барабана. Полая ось разделена внутри перегородкой на нижнюю и верхнюю части с отверстиями. Нижняя часть оси служит для подвода молока в барабан, а верхняя - для отвода сливок. Входная часть трубок с соплами расположена в зоне накопления обрата для его отвода в процессе разделения.
Разделение молока на фракции, достигаемое посредством вращения разделительного барабана сепаратора с помощью гидропривода с реактивным сопловым двигателем, смонтированным в барабане, рабочей жидкостью у которого является одновременно разделяемый продукт. Заявляемое в качестве прототипа изобретение направлено на обеспечение разделения фракций рабочей жидкости на собственно рабочую жидкость и разделяемый на фракции продукт, а также повышение производительности сепаратора посредством увеличения частоты вращения барабана, обеспечиваемое гидроприводным гидравлически последовательным устройством, включающим полый вал, в нижней части которого размещается гидравлическая труба, а в верхней - реактивная составляющая, приводимая в действие рабочей жидкостью, подаваемой под давлением вначале в турбинную часть, а оттуда в реактивную через полый вал. Заглушенный торец верхней части полого вала имеет устройство, обеспечивающее зацепление с валом барабана, с помощью которого крутящий момент гидросилового устройства передается на вал барабана. Подача продукта на разделение и вывод составляющих осуществляется в барабане сверху, а рабочая жидкость под давлением для вращения гидросилового устройства обеспечивается гидросистемой трактора.
Работает сепаратор следующим образом. Молоко под давлением по трубопроводу поступает в полую ось, оттуда через отверстия перемещается в сепарационное пространство барабана через полости тарелкодержателя. При заполнении барабана часть молока поступает в трубки и выбрасывается через сопла, расположенные снаружи основания барабана под углом 90 градусов в горизонтальной плоскости, и создает реактивную силу для его вращения. Впоследствии при достижении необходимой частоты вращения через сопла начинает выходить обрат, а через верхнюю часть полой оси сливки.
Недостатком вышеуказанного сепаратора молока является необходимость совмещения в одной полости разделительного барабана разделительных и напорно-движительных функций, кроме того, для создания напора требуется электрифицированная напорная система, что ограничивает применение только на молокоперерабатывающих комбинатах, имеющих электрифицированные молоконасосы, обеспечивающие необходимое давление для достижения необходимой частоты вращения.
Задача представленного предлагаемого изобретения заключается в создании сепаратора для разделения молока на фракции, который был бы надежен в работе, имел простую конструкцию и возможность использования на неэлектрифицированных пастбищах малых фермерских хозяйств.
Технический результат - возможность использования сепаратора на неэлектрифицированных пастбищах малых фермерских хозяйств при наличии трактора с гидроприводом.
Технический результат изобретения реализуется за счет того, что центробежный сепаратор для разделения молока на фракции включает разделительный барабан и его гидрофицированый привод, согласно изобретению вал разделительного барабана выполнен полым и зацепляется с гидроприводной частью, представляющей собой соосно установленные на полом валу и гидравлически последовательно соединенные турбинную и реактивную составляющие, приводимые во вращение напорным потоком гидрожидкости от гидросистемы трактора.
Молочный сепаратор с турбореактивным гидроприводом, состоящий (фиг.1) из рамы 1, нагнетательного высокого давления 2 и обратного 3 шлангов высокого давления, манометра 4, турбинной камеры 5, перепускного контура 6, перепускной камеры 7, реактивной камеры 19, сливного патрубка 25, патрубка выхода сливок 10, патрубка выхода обрата 11, запорного крана 12. Устройство приводится в работу непосредственно от гидросистемы трактора.
Привод сепаратора (фиг.2) состоит из нагнетательного контура 13, корпуса турбиной камеры 14, турбины 15, крышки корпуса турбиной камеры 16, перепускной камеры 7, приводного полого вала 17, канала 18, корпуса реактивной камеры 19, нижней части реактивного гидродвигателя с соплами 20, корпуса реактивного гидродвигателя 21, зацепляющегося приводного полого вала 22, разделительного барабана 23, приемного устройства 24. Для обеспечения плавной работы привода установлены подшипники, а для обеспечения герметичности установлены уплотнения.
Сепаратор работает следующим образом: от гидросистемы трактора по шлангу высокого давления 2 (фиг.1, 2) и патрубка 13 подается гидрожидкость под давлением в полость турбинной камеры 5, приводя во вращательное движение турбину 15, давление в нагнетательном контуре показывает манометр 4. Из полости турбиной камеры 5 по перепускному каналу 6 приводная жидкость поступает в перепускную полость 7. К турбине 15 шлицевым соединением соосно присоединен полый вал 17, на который установлен реактивный гидродвигатель, состоящий из нижней части с соплами 20 и корпуса 21. Полый вал 17 вращается с угловой скоростью ω (фиг.3), начиная вращать соосно установленный реактивный гидродвигатель за счет сил сцепления. Из турбинной камеры 5 гидравлически последовательно по каналу 6 приводная жидкость поступает в перепускную полость 7, затем по каналу 18 в полом валу 17 в полость реактивного гидродвигателя, заключенную между нижней частью реактивного гидродвигателя и крышкой, создавая давление. При достижении рабочего давления приводная жидкость выбрасывается из сопел 20, приводя во вращательное движение реактивный гидродвигатель 21, который вращается с угловой скоростью ω. Принцип согласования турбины и реактивного гидродвигателя показан на фиг.3. Затем приводная жидкость по сливному каналу 25 возвращается в бак гидросистемы трактора, далее циркулируя по контуру: бак гидросистемы - насос - турбинная камера 5 - перепускная полость 7 - реактивная камера 20 - бак 11. Причем диаметр сливного канала 25 должен быть не менее чем в четыре раза больше диаметра нагнетательного контура 13 для обеспечения эффекта «падающей струи». Крутящий момент передается на вал разделительного барабана 23, выполненный зацепляющимся с гидроприводной частью. Вал разделительного барабана выполнен зацепляющимся с гидроприводной частью, представляющей собой соосно установленные на полом валу и гидравлически последовательно соединенные турбинную и реактивную составляющие, приводимые во вращение напорным потоком гидрожидкости от гидросистемы трактора. При достижении рабочих оборотов разделительного барабана 23, пройдя через пакет конических тарелок, молоко разделяется на обрат и сливки, которые выводятся из патрубков 10 и 11.
Преимуществами данного молочного сепаратора с турбореактивным гидроприводом являются: отсутствие обгонных муфт и шестерен в приводной части, что облегчает изготовление сепаратора, упрощается его конструкция, создавая возможность использования в неэлектрифицированных районах и летних пастбищах.