專利名稱：具有刮削器或活塞的用于卸出固體的離心機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及一種離心機(jī)，尤其是一種能夠自動(dòng)卸出在分離期間所積聚的固體的離心機(jī)。
背景技術(shù)：
有很多類型的離心分離器是公知的，它們用于根據(jù)比重將非均勻混合物分離成各種組分。一種非均勻混合物，可以是指進(jìn)給材料或者料液，被注入分離器的轉(zhuǎn)筒。轉(zhuǎn)筒高速旋轉(zhuǎn)并對(duì)混合物顆粒施壓，具有較高的比重，以通過沉積作用從液體中分離出來。從而，密實(shí)的固體餅緊緊地壓在轉(zhuǎn)筒的表面上，而澄清的液體、或者“離心濾液”從固體餅徑向地向內(nèi)形成。轉(zhuǎn)筒可以飛快地旋轉(zhuǎn)足以產(chǎn)生比重力大20,000倍的作用力以將固體從離心濾液中分離出來。
固體沿著轉(zhuǎn)筒的壁聚集，而離心濾液被排出。一旦確定固體已經(jīng)積聚到所需的量，分離器就被設(shè)置在一個(gè)排放模式下。在這樣一種排放模式下，一個(gè)沿轉(zhuǎn)筒長(zhǎng)度方向延伸的刮刀被放置在分離器壁上處于刮削位置，轉(zhuǎn)筒以低的刮削速度旋轉(zhuǎn)。然后，徑向運(yùn)動(dòng)的刮削器將固體從轉(zhuǎn)筒側(cè)面上刮掉，它們落向一個(gè)固體收集出口。然而，這種徑向運(yùn)動(dòng)刮削器不能有效地去除濕的或者粘的固體，因?yàn)樗鼈兛赡芫哂幸环N類似于花生醬的粘稠度。在此情形下，在到達(dá)收集出口之前，粘稠固體粘附在刮刀上或者從壁上落下然后又重新附著到刮刀上。結(jié)果，固體回收效率降低，剩余固體不為人所希望地弄臟了分離器。
在離心分離器的設(shè)計(jì)方面另外一個(gè)重要的考慮是，使在高轉(zhuǎn)速下振動(dòng)和其它對(duì)操作的不利影響最小化。分離器轉(zhuǎn)筒和它的支架結(jié)構(gòu)形成一個(gè)具有固有共振頻率或“極限速率”的機(jī)械裝置，在操作期間最好是應(yīng)避免的。再一個(gè)考慮就是，轉(zhuǎn)筒具有軸向位移的潛在趨勢(shì)，比如在轉(zhuǎn)筒內(nèi)液體軸向波動(dòng)的不平衡或者運(yùn)動(dòng)情況下，這將導(dǎo)致非穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種離心分離器，它包括能夠克服現(xiàn)有離心分離器的缺點(diǎn)的特征，尤其是與固體回收和機(jī)械不穩(wěn)定性相關(guān)的缺點(diǎn)。。
一方面，本發(fā)明的離心分離器提供了通過具有可互換部件的一個(gè)軸向運(yùn)動(dòng)的刮削器或者一個(gè)活塞/擠出機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)固體自動(dòng)卸出的功能，具有變速操作方式以獲得更大的通用性。該軸向運(yùn)動(dòng)刮削器被用于硬質(zhì)-壓實(shí)的或者易碎的固體，并包括一個(gè)整體的料液加速器和進(jìn)料孔。該刮刀在高離心力作用下向外彎曲以致將刮削器閉鎖在轉(zhuǎn)筒的適當(dāng)位置。這為刮削器軸的下端提供了剛性的或固定的端部條件，以允許軸具有高的極限速率。該刮削器給固體要粘附所提供的表面很少，并能夠被與相對(duì)較長(zhǎng)的分離器轉(zhuǎn)筒協(xié)同使用。
所述活塞/擠出機(jī)構(gòu)被用于能被擠出的粘滯的、粘性的固體。在轉(zhuǎn)筒頂部的一個(gè)離心濾液閥用于在進(jìn)料工作狀態(tài)期間使離心濾液(被分離的液體)排出，然后在固體卸出工作狀態(tài)下關(guān)閉轉(zhuǎn)筒的頂部。該機(jī)構(gòu)還包括一個(gè)活塞，在進(jìn)料工作狀態(tài)期間，該活塞座落在轉(zhuǎn)筒的底部。該活塞具有一個(gè)整體的進(jìn)料加速器和進(jìn)料孔，料液可通過該孔。這些孔還為處于擠出期間的固體提供了排出路徑，其中擠出發(fā)生在固體卸出工作狀態(tài)下。該活塞/擠出機(jī)構(gòu)能被用于粘性固體，而現(xiàn)有的離心機(jī)不能有效地排出，并提供了幾乎完全的固體移除效果，比如當(dāng)固體包含有有價(jià)值的材料時(shí)，這是我們所希望的。
另一方面，所公開的離心分離器包括一個(gè)分離器轉(zhuǎn)筒懸掛機(jī)構(gòu)，其采用一根短的、剛性的心軸和一個(gè)被球狀安裝的軸承箱。從概念上講，此結(jié)構(gòu)類似于一根具有一個(gè)被簡(jiǎn)單支承的上端部的垂直的旋轉(zhuǎn)橫梁。與現(xiàn)有的離心機(jī)相比，此結(jié)構(gòu)具有一個(gè)很高的極限速率。有可能達(dá)到一個(gè)高于最高運(yùn)轉(zhuǎn)速度的極限速率，從而在操作期間不會(huì)遇到極限速率。所述被球狀安裝的軸承箱抑制了分離器轉(zhuǎn)筒的軸向運(yùn)動(dòng)，并且與現(xiàn)有安裝結(jié)構(gòu)相比，提供了在更高速度下的穩(wěn)定操作。
再一方面，所公開的離心分離器在箱體底部設(shè)置了一個(gè)半球形的固體卸料閥。該卸料閥組合有各個(gè)通道，分別用于料液和用于被從轉(zhuǎn)筒中排出的殘留液體。該閥在一個(gè)關(guān)閉位置與一個(gè)開啟位置之間旋轉(zhuǎn)，在關(guān)閉位置時(shí)，除了用于料液和殘留液體進(jìn)出的孔之外，箱體的底部被關(guān)閉，而在開啟位置時(shí)，正被從分離器轉(zhuǎn)筒上卸除的固體能夠落到箱體的底部。對(duì)于卸料閥而言，此結(jié)構(gòu)比現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)更加緊湊，并能夠被應(yīng)用在需要合乎衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和/或清潔的場(chǎng)合。
根據(jù)下面對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它方面、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚。


通過結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的以下詳細(xì)描述，將能更加全面地理解本發(fā)明，這些附圖中圖1是本發(fā)明具有第一種結(jié)構(gòu)的自動(dòng)管式轉(zhuǎn)筒離心機(jī)的截面圖；圖2是圖1的自動(dòng)管式轉(zhuǎn)筒離心機(jī)中分離器轉(zhuǎn)筒的下部的細(xì)節(jié)截面圖；圖3是圖1的自動(dòng)管式轉(zhuǎn)筒離心機(jī)在進(jìn)料工作狀態(tài)下的截面圖；圖4是圖1的自動(dòng)管式轉(zhuǎn)筒離心機(jī)在殘留液體排放工作狀態(tài)下的截面圖；圖5是圖1的自動(dòng)管式轉(zhuǎn)筒離心機(jī)在固體卸料工作狀態(tài)下的截面圖；圖6是從圖5的左側(cè)看時(shí)圖5的自動(dòng)管式轉(zhuǎn)筒離心機(jī)下部的細(xì)節(jié)截面圖；圖7是圖5的自動(dòng)管式轉(zhuǎn)筒離心機(jī)的上轉(zhuǎn)筒的細(xì)節(jié)截面圖；圖8是本發(fā)明具有第二種結(jié)構(gòu)的自動(dòng)管式轉(zhuǎn)筒離心機(jī)的截面圖；圖9是圖8的自動(dòng)管式轉(zhuǎn)筒離心機(jī)中刮削器的頂部透視圖；圖10是圖9的刮削器的底部透視圖；圖11是圖9的刮削器的側(cè)視截面圖；圖12是圖8的自動(dòng)管式轉(zhuǎn)筒離心機(jī)在進(jìn)料工作狀態(tài)下的截面圖；圖13是圖12的自動(dòng)管式轉(zhuǎn)筒離心機(jī)的下部的細(xì)節(jié)截面圖；圖14是圖8的自動(dòng)管式轉(zhuǎn)筒離心機(jī)在排液工作狀態(tài)下的截面圖；圖15是圖8的自動(dòng)管式轉(zhuǎn)筒離心機(jī)在固體卸料工作狀態(tài)下的截面圖；圖16是圖1和圖8的自動(dòng)管式轉(zhuǎn)筒離心機(jī)的一種轉(zhuǎn)筒懸掛結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)截面圖；圖17是能夠用于圖1和圖8的自動(dòng)管式轉(zhuǎn)筒離心機(jī)的一種可選的轉(zhuǎn)筒懸掛結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)截面圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出一種自動(dòng)管式轉(zhuǎn)筒離心機(jī)分離器的垂直截面圖，其中間部分被移除，以致還能顯示出一個(gè)水平截面。該離心機(jī)分離器包括一個(gè)圓柱形分離器轉(zhuǎn)筒10，它被安裝于一個(gè)分離器外殼13的中部11。該分離器轉(zhuǎn)筒10最好是一個(gè)圓柱形轉(zhuǎn)筒，其具有一個(gè)相對(duì)小的直徑D和長(zhǎng)度L，比值L/D約為5/1或者更大。在分離器轉(zhuǎn)筒10內(nèi)部安裝有一個(gè)活塞機(jī)構(gòu)，它由被連接到一根活塞軸14上的一個(gè)活塞頭12組成。
一臺(tái)變速驅(qū)動(dòng)電機(jī)16被連接到一個(gè)球形安裝的軸承和心軸機(jī)構(gòu)18的一個(gè)驅(qū)動(dòng)皮帶輪上。該連接是由位于分離器外殼13上端的一個(gè)軸環(huán)形延長(zhǎng)部21上的傳動(dòng)帶20構(gòu)成的。驅(qū)動(dòng)電機(jī)16被可控制地操作以使分離器轉(zhuǎn)筒10以分離料液所需的速度旋轉(zhuǎn)。一個(gè)活塞軸離合器22被安裝在一個(gè)活塞致動(dòng)器的十字結(jié)聯(lián)軸節(jié)24上，該致動(dòng)器包括兩個(gè)活塞致動(dòng)器柱塞26，它們安裝在各自的活塞致動(dòng)器氣缸28內(nèi)。每個(gè)活塞致動(dòng)器柱塞26通過十字結(jié)聯(lián)軸節(jié)24和活塞軸離合器22被可操作地連接到活塞軸14上，用于響應(yīng)于從活塞致動(dòng)器入口引入的壓縮空氣或液壓流體使分離器轉(zhuǎn)筒10內(nèi)的活塞機(jī)構(gòu)升高和降低。在卸料工作狀態(tài)下，活塞軸離合器22嚙合，用于保持活塞軸14，同時(shí)活塞致動(dòng)器被升高，因而活塞頭12的邊緣將固體從分離器轉(zhuǎn)筒10的壁上刮掉。在其它工作狀態(tài)下，活塞軸離合器22脫離嚙合，從而活塞機(jī)構(gòu)僅僅是分離器轉(zhuǎn)筒10旋轉(zhuǎn)并不進(jìn)行軸向移動(dòng)。在這些工作狀態(tài)下，一個(gè)鎖環(huán)31防止活塞機(jī)構(gòu)從分離器轉(zhuǎn)筒10的底孔中掉下來。
在圖1中還示出有一個(gè)離心濾液箱30、離心濾液排出口32、離心濾液閥34和離心濾液閥致動(dòng)器36，所有這些零件被用來在工作期間將離心濾液或者澄清液體從離心分離器中移除，這將在下面進(jìn)行詳細(xì)描述。一個(gè)固體閥38被安裝在分離器外殼13的下端區(qū)域39內(nèi)，位于一個(gè)向內(nèi)突出的凸緣41的下方。該固體閥38設(shè)有一個(gè)料液通道40和一個(gè)與之連通的料液入口42，以及一個(gè)殘留液體排出通道44和一個(gè)與之連通的殘留液體排出口46。在凸緣41的底面上設(shè)有一個(gè)固體閥密封件48。下面將對(duì)固體閥38的其它結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行詳細(xì)描述。
圖2詳細(xì)示出了活塞頭12的區(qū)域?；钊^12的中間區(qū)域43具有一個(gè)倒圓錐形的橫截面，在其圓周周圍設(shè)有孔45。在進(jìn)料工作狀態(tài)下，如下所述，來自料液通道40的料液進(jìn)入中間區(qū)域43下面的空腔，用標(biāo)記47標(biāo)識(shí)，并通過孔45直接流向分離器轉(zhuǎn)筒10的內(nèi)表面。在此狀態(tài)下由于活塞頭12的旋轉(zhuǎn)，孔45使料液加速并將它分布在分離器轉(zhuǎn)筒10的底部周圍。
下面將參照?qǐng)D3對(duì)離心機(jī)分離器工作的進(jìn)料狀態(tài)進(jìn)行描述?；钊S離合器22脫離嚙合，從而活塞軸14在驅(qū)動(dòng)電機(jī)16的作用下帶動(dòng)分離器轉(zhuǎn)筒自由地高速旋轉(zhuǎn)。固體閥38處于關(guān)閉位置，此時(shí)它的外部上表面擱靠在固體閥密封件48上。通過一個(gè)充氣通道53，由一個(gè)固體閥致動(dòng)器50使得固體閥密封件48可以以氣壓或液壓方式膨脹。在此進(jìn)料狀態(tài)下，密封件48被保持在一種被膨脹狀態(tài)。
料液通過料液入口42被導(dǎo)入。料液從料液入口42流入料液通道40，到達(dá)料液通道40的端部后繼續(xù)以液流形式流向活塞頭12的底部。如上所述，活塞頭12的結(jié)構(gòu)能夠在轉(zhuǎn)筒10旋轉(zhuǎn)時(shí)使料液加速并直接導(dǎo)向轉(zhuǎn)筒10的內(nèi)壁。由于離心力，液體流到分離器轉(zhuǎn)筒10的內(nèi)表面上形成一個(gè)池面(pool surface)52。如圖示，離心濾液閥34開啟，從而，當(dāng)澄清液體(離心濾液)達(dá)到分離器轉(zhuǎn)筒10頂部時(shí)，任何溢流液都輕輕流過一個(gè)溢流堰54。然后離心濾液流入離心濾液箱30，并流出離心濾液排出口32，如圖中58所示。當(dāng)液體流經(jīng)分離器轉(zhuǎn)筒10時(shí)，通過將高的離心力作用在液體上，夾帶的固體顆粒被澄清。由于離心力的作用，固體被強(qiáng)制沉積在分離器轉(zhuǎn)筒10的內(nèi)壁上并聚集成被壓縮的固體餅56。
當(dāng)分離器轉(zhuǎn)筒10已經(jīng)被確定固體物質(zhì)足夠充滿時(shí)，比如通過檢測(cè)離心濾液的渾濁度，離心分離器被設(shè)置在轉(zhuǎn)筒排出狀態(tài)，如圖4所示。料液被阻斷，驅(qū)動(dòng)電機(jī)16電制動(dòng)分離器轉(zhuǎn)筒10直至完全停止。分離器轉(zhuǎn)筒10中的殘留液體通過活塞頭12上的孔向下排放到固體閥38的錐形上表面上，它將殘留液體引流到液體排出通道44。然后殘留液體通過液體排出口46流出，如圖中標(biāo)記60所示。根據(jù)應(yīng)用情況，分離器轉(zhuǎn)筒10可以被再次旋轉(zhuǎn)以進(jìn)一步將液體從固體中分離。
當(dāng)分離器轉(zhuǎn)筒10已經(jīng)完全地排盡殘留液體時(shí)，離心分離器進(jìn)入一個(gè)“活塞”狀態(tài)，即積聚的固體被強(qiáng)制卸出分離器轉(zhuǎn)筒10。該活塞狀態(tài)被示于圖5和6。固體閥密封件48被放氣，固體閥38的上部偏移部61被旋轉(zhuǎn)而偏離由凸緣41的內(nèi)邊緣限定的孔?；钊S離合器22與活塞軸14嚙合，且離心濾液閥34在離心濾液閥致動(dòng)器36的作用下被關(guān)閉。接著，在包含柱塞26和氣缸28的活塞致動(dòng)器的作用下，十字結(jié)聯(lián)軸節(jié)24緩緩升高，活塞軸14和活塞頭12隨之升高。當(dāng)活塞頭12被向上拉時(shí)，積聚的固體被從分離器轉(zhuǎn)筒10的內(nèi)表面刮離并最終填滿活塞頭12上方的壓縮空間62。進(jìn)一步提升活塞頭12將導(dǎo)致在被封閉的固體上施壓，迫使它們從活塞頭12上的孔中被向下擠出。被擠出的固體向下落穿過分離器轉(zhuǎn)筒10的敞開底部并通過開啟的固體閥38，如圖中64所示。繼續(xù)該擠出動(dòng)作直到活塞頭12已經(jīng)被升高至它的最大高度，在此點(diǎn)上，基本上所有積聚的固體已經(jīng)被移除。在這點(diǎn)上，包含活塞頭12、離心濾液閥34和固體閥38的機(jī)構(gòu)被返回到如圖1所示的各自位置上，以便進(jìn)行接下來的進(jìn)料/排出/活塞循環(huán)。在這點(diǎn)上，還可以執(zhí)行一個(gè)清洗操作，以便為下一個(gè)操作循環(huán)作準(zhǔn)備。
圖7更加詳細(xì)地示出了在活塞工作狀態(tài)期間離心濾液閥34的結(jié)構(gòu)。離心濾液閥34通常由復(fù)位彈簧66和68保持開啟狀態(tài)。在壓縮空氣或者液壓流體70的作用下，離心濾液閥致動(dòng)器36被升高，使離心濾液閥34恢復(fù)到關(guān)閉位置。當(dāng)活塞頭12在活塞致動(dòng)器的作用下升高時(shí)，軟的固體通過活塞頭的孔70被擠出，如標(biāo)記64所示。如圖所示，在該活塞模式下，包含活塞軸密封件72、活塞頭密封件74和離心濾液閥密封件76的幾個(gè)密封件為轉(zhuǎn)筒10的上部提供了無滲透的密封，從而，固體僅被強(qiáng)制通過活塞孔。
圖8示出了在許多方面都類似于圖1-7所示離心分離器的一種離心分離器。主要區(qū)別是使用了一個(gè)刮削器，以代替活塞，該刮削器包括一根刮削器軸78和一個(gè)刮削器頭80。而且，圖8所示的離心分離器不包括圖1-7所示離心分離器具有的離心濾液閥34和相關(guān)的裝置。圖8的離心分離器在轉(zhuǎn)筒10的內(nèi)表面上采用了一種螺旋刮削動(dòng)作，而不是擠出動(dòng)作，并且總體上能夠采用比較密實(shí)和剛硬的積聚固體。
圖9-11示出刮削器頭80的不同視圖。從一個(gè)中心體84上延伸出四個(gè)刮削器臂82，該中心體84包括多個(gè)徑向指向的進(jìn)料加速器孔90。優(yōu)選實(shí)施例可以采用更少的或者更多的刮削器臂82。每一個(gè)刮削器臂82具有一個(gè)前部表面86，表面86具有一個(gè)邊緣部88，邊緣部88與分離器轉(zhuǎn)筒10的內(nèi)表面緊密接觸。前部表面86可以與臂82的支架成一體或者可以是被附加到臂82上的一個(gè)分離的硬質(zhì)材料的部分，比如通過焊接或者釬焊。圖9-11還示出裙部89，其在臂82的下方向下延伸。下面將對(duì)裙部89的功能進(jìn)行描述。
圖12示出圖8的離心分離器在進(jìn)料工作模式下的狀態(tài)，其基本上與圖1-7所示離心分離器的進(jìn)料工作模式相同。圖13詳細(xì)示出了在進(jìn)料工作模式下刮削器頭80的結(jié)構(gòu)。刮削器頭80位于轉(zhuǎn)筒10的下端，并與轉(zhuǎn)筒10一起高速旋轉(zhuǎn)。刮削器頭80的裙部89延伸到轉(zhuǎn)筒10的下部孔中，并且在高速旋轉(zhuǎn)期間，實(shí)際上稍微向外彎曲地適應(yīng)于離心力以便對(duì)轉(zhuǎn)筒10的下緣91施加負(fù)荷。通過此動(dòng)作，就可以減少刮削器機(jī)構(gòu)的不需要的振動(dòng)。
在進(jìn)料工作模式期間，通過刮削器頭80與分離器轉(zhuǎn)筒10一起旋轉(zhuǎn)，料液流55被徑向加速。特別是，料液流55擊打刮削器頭80的本體部84的下側(cè)93(見圖10和11)并通過孔90被向外導(dǎo)向分離器轉(zhuǎn)筒10的內(nèi)表面。當(dāng)離心濾液流到分離器轉(zhuǎn)筒10的內(nèi)表面上并最終流出離心濾液排出口32時(shí)，固體56就積聚在分離器轉(zhuǎn)筒10的內(nèi)表面附近，如上所述，參見圖3。
圖14示出了圖8的離心分離器的排液工作模式。同樣，其操作類似于圖1-7所示離心分離器的排液工作模式。
圖15示出了圖8的離心分離器的刮削工作模式。固體閥密封件48被放氣，固體閥38被旋轉(zhuǎn)離開分離器轉(zhuǎn)筒10的底部，如圖6所示。當(dāng)刮削器致動(dòng)器被提升時(shí)，刮削器離合器22被嚙合以防止刮削器軸78旋轉(zhuǎn)并提升刮削器軸78。當(dāng)刮削器頭80被緩慢提升時(shí)，電機(jī)16驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)筒10低速旋轉(zhuǎn)。這就導(dǎo)致被壓實(shí)的固體將沿著轉(zhuǎn)筒10內(nèi)表面上的一個(gè)螺旋路徑被刮掉。該動(dòng)作持續(xù)直到刮削器頭80到達(dá)轉(zhuǎn)筒10的頂部，在該點(diǎn)上，它被緩慢地降低，當(dāng)它降低時(shí)將刮掉任何殘留固體。當(dāng)此刮削循環(huán)完成時(shí)，固體閥38再次關(guān)閉，固體閥密封件48被重新膨脹，以便開始下一個(gè)進(jìn)料/排放/刮削循環(huán)。
優(yōu)選地，清洗和/或漂洗液體可以通過相同的流體進(jìn)液通道被引入，驅(qū)動(dòng)電機(jī)16的運(yùn)行使得清洗和/或漂洗液體完全分布。如上所述，可以進(jìn)入一個(gè)刮削工作模式，以進(jìn)一步清洗分離器轉(zhuǎn)筒10的內(nèi)部。
圖16示出了圖1和圖8的離心分離器的心軸和軸承機(jī)構(gòu)18的結(jié)構(gòu)。軸承箱具有一個(gè)球形部96和一個(gè)短圓柱形心軸部98。在心軸部98內(nèi)安裝有一個(gè)軸承100和分離器轉(zhuǎn)筒10的一個(gè)延長(zhǎng)的心軸或軸套102。一個(gè)與傳動(dòng)帶20嚙合的驅(qū)動(dòng)皮帶輪104被附加到軸套102上。球形部96擱靠在座106的配合面上。利用一個(gè)間隙調(diào)整螺母108來保持所述座106，并在座106與軸承箱之間提供所需量的間隙。一個(gè)減震橡膠支承環(huán)107被固定到球形部96的頂部。該支承環(huán)107和一個(gè)擺動(dòng)-減震橡膠環(huán)110被一個(gè)環(huán)形壓緊調(diào)整螺母112保持。一個(gè)軸承箱防旋轉(zhuǎn)銷114防止軸承箱旋轉(zhuǎn)。該銷114延伸穿過外殼13上的一個(gè)擴(kuò)大孔115。
圖16所示結(jié)構(gòu)為所述旋轉(zhuǎn)的心軸102和管式分離器轉(zhuǎn)筒10提供了一種“簡(jiǎn)單支承”。在高速運(yùn)行期間，該簡(jiǎn)單支承允許心軸102在繞分離器的中心垂直軸高速旋轉(zhuǎn)時(shí)有一個(gè)限量的向外轉(zhuǎn)動(dòng)。這有助于減小與旋轉(zhuǎn)裝置地固有頻率相關(guān)的振動(dòng)，并提供更平穩(wěn)的操作狀態(tài)和更長(zhǎng)的使用壽命。應(yīng)當(dāng)注意到，防旋轉(zhuǎn)銷114能夠在孔115中移動(dòng)，因而不會(huì)與所述轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作發(fā)生干涉。
圖17示出了用于安裝軸承和心軸機(jī)構(gòu)18’的一種可選方案。該軸承箱具有一個(gè)圓柱形的上部96’，其具有切口用于接收兩個(gè)橡膠隔離環(huán)116。該機(jī)構(gòu)被一個(gè)環(huán)形壓緊調(diào)整螺母112’保持在正確的位置。在優(yōu)選實(shí)施例中，螺母112或112’可以被其它結(jié)構(gòu)替換，包括一種螺栓環(huán)或盤。
應(yīng)當(dāng)清楚，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可以對(duì)所公開的方法和裝置進(jìn)行修改和變型而不脫離本發(fā)明所披露的獨(dú)創(chuàng)性的原理，因而本發(fā)明不應(yīng)當(dāng)被視為僅局限于由權(quán)利要求書所限定的保護(hù)范圍和精神。
權(quán)利要求
1.一種離心分離器，包括一個(gè)圓柱形轉(zhuǎn)筒，能夠以高速旋轉(zhuǎn)而將料液分離成離心濾液和固體，固體積聚在轉(zhuǎn)筒的內(nèi)表面；以及一個(gè)活塞機(jī)構(gòu)，包括一個(gè)活塞頭和一個(gè)活塞致動(dòng)器，該活塞頭被設(shè)置在轉(zhuǎn)筒內(nèi)并與其內(nèi)表面形成密封配合的關(guān)系，并具有一個(gè)或多個(gè)孔用于在活塞頭的軸向相對(duì)側(cè)之間提供液體流通，該活塞致動(dòng)器能可操作地使活塞頭軸向地向轉(zhuǎn)筒的一個(gè)閉合的第一端部移動(dòng)，從而將積聚的固體通過活塞頭上的孔擠出。
2.按照權(quán)利要求1所述的離心分離器，其特征在于還包括一個(gè)設(shè)置在轉(zhuǎn)筒第一端部的離心濾液閥，該離心濾液閥能可操作地在一個(gè)開啟位置排出離心濾液并且在一個(gè)關(guān)閉位置關(guān)閉轉(zhuǎn)筒的第一端部，該離心濾液閥在擠出積聚的固體期間處于所述關(guān)閉位置。
3.按照權(quán)利要求1所述的離心分離器，其特征在于所述活塞機(jī)構(gòu)還包括一根連接到活塞頭上的活塞軸，該活塞軸延伸穿過所述離心濾液閥上的一個(gè)密封中心孔以將活塞頭連接到活塞致動(dòng)器上。
4.按照權(quán)利要求3所述的離心分離器，其特征在于所述活塞致動(dòng)器包括一對(duì)液壓缸，其位于轉(zhuǎn)筒的相對(duì)兩側(cè)，每一液壓缸具有一個(gè)從其中延伸的相應(yīng)柱塞；一個(gè)十字結(jié)聯(lián)軸節(jié)，其在所述液壓缸的柱塞的各自端部之間延伸，該十字結(jié)聯(lián)軸節(jié)包括一個(gè)可操作的離合器，(i)在一個(gè)脫離嚙合位置，被從活塞軸上脫離，以致允許活塞頭與轉(zhuǎn)筒一起繞一根在基本固定的軸向位置上的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，以及(ii)在一個(gè)嚙合位置，與活塞軸嚙合，以致能使致動(dòng)器控制活塞頭的軸向運(yùn)動(dòng)。
5.按照權(quán)利要求3所述的離心分離器，其特征在于所述轉(zhuǎn)筒包括一個(gè)具有一個(gè)中心通道的軸套，活塞軸從該中心通道中穿過，所述轉(zhuǎn)筒、離心濾液閥和活塞機(jī)構(gòu)被安裝在一個(gè)分離器外殼內(nèi)，并且還包括一個(gè)軸承箱，其具有一個(gè)球形部和一個(gè)從該球形部延伸的短圓柱形部，球形部被剛性地保持在分離器外殼一端的一個(gè)球形安裝區(qū)內(nèi)，而且圓柱形部沿著旋轉(zhuǎn)軸延伸到分離器外殼中；一個(gè)軸承，其被設(shè)置在軸承箱的圓柱形部?jī)?nèi)，該軸承嚙合轉(zhuǎn)筒的軸套，以致使轉(zhuǎn)筒保持軸向同時(shí)允許轉(zhuǎn)筒繞該旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。
6.按照權(quán)利要求2所述的離心分離器，其特征在于還包括一個(gè)或多個(gè)彈簧，其可操作地使離心濾液閥偏置在所述開啟位置；一個(gè)離心濾液閥致動(dòng)器，其可操作地使離心濾液閥克服彈簧的偏壓而移至所述關(guān)閉位置。
7.按照權(quán)利要求1所述的離心分離器，其特征在于所述活塞頭包括一個(gè)呈倒圓錐形的中間區(qū)域，活塞頭的所述孔圍繞該中間區(qū)域的圓錐形外壁設(shè)置。
8.按照權(quán)利要求1所述的離心分離器，其特征在于還包括一個(gè)設(shè)置在轉(zhuǎn)筒第二端的料液通道，當(dāng)一種流體被導(dǎo)向活塞頭的孔時(shí)，該料液通道可操作地將料液注入轉(zhuǎn)筒。
9.按照權(quán)利要求1所述的離心分離器，其特征在于還包括一個(gè)圓柱形外殼，其具有一個(gè)中間區(qū)域、一個(gè)端部區(qū)域和一個(gè)圍繞該中間與端部區(qū)域之間的一個(gè)孔的內(nèi)表面，中間區(qū)域內(nèi)安裝有所述轉(zhuǎn)筒，所述孔可操作地將積聚的固體從轉(zhuǎn)筒中卸出；以及一個(gè)固體閥，其被安裝在外殼的端部區(qū)域，該固體閥可繞外殼的直徑軸在一個(gè)開啟位置與一個(gè)關(guān)閉位置之間旋轉(zhuǎn)，該固體閥具有一個(gè)可操作的偏移部，(i)當(dāng)固體閥處于關(guān)閉位置時(shí)，與外殼的內(nèi)表面密封地接觸，以防止積聚的固體通過所述孔卸出，(ii)當(dāng)固體閥處于開啟位置時(shí)，則位于所述端部區(qū)域的一側(cè)以允許積聚的固體通過所述孔卸出。
10.一種離心分離器，包括一個(gè)分離器外殼，其一端具有一個(gè)球形安裝區(qū)域；一個(gè)軸承箱，其具有一個(gè)球形部和一個(gè)從該球形部延伸的短圓柱形部，該球形部被剛性地保持在分離器外殼的所述球形安裝區(qū)域內(nèi)，而且圓柱形部沿著一根旋轉(zhuǎn)軸延伸到分離器外殼中；一個(gè)軸承，其被設(shè)置在軸承箱的圓柱形部?jī)?nèi)；一個(gè)圓柱形離心分離器轉(zhuǎn)筒，其沿著所述旋轉(zhuǎn)軸設(shè)置在分離器外殼內(nèi)，該分離器轉(zhuǎn)筒在一端具有一根心軸，該心軸被設(shè)置在軸承內(nèi)并被連接到一臺(tái)電機(jī)上以繞該旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。
11.按照權(quán)利要求10所述的離心分離器，其特征在于所述球形安裝區(qū)域位于分離器外殼一端的一個(gè)軸環(huán)形部?jī)?nèi)。
12.按照權(quán)利要求11所述的離心分離器，其特征在于所述軸環(huán)形部具有一個(gè)橫向孔，一根傳動(dòng)帶穿過該孔延伸而將分離器轉(zhuǎn)筒的所述心軸連接到電機(jī)上。
13.按照權(quán)利要求11所述的離心分離器，其特征在于還包括一對(duì)座，其被設(shè)置在分離器外殼的軸環(huán)內(nèi)，所述座具有各自的凹入的內(nèi)表面，內(nèi)表面與軸承箱的球形部接觸。
14.按照權(quán)利要求10所述的離心分離器，其特征在于還包括一個(gè)剛性彈性環(huán)，其被設(shè)置在位于分離器外殼一個(gè)外端的心軸的球形部上；一個(gè)環(huán)形保持件，其被固定到分離器外殼的所述外端上并與所述彈性環(huán)壓縮接觸。
15.按照權(quán)利要求10所述的離心分離器，其特征在于所述心軸具有一個(gè)沿所述旋轉(zhuǎn)軸延伸的中心通道，一個(gè)軸形件穿過該中心通道延伸到分離器轉(zhuǎn)筒中。
16.按照權(quán)利要求15所述的離心分離器，其特征在于所述軸形件構(gòu)成一根刮削器軸，其被附加到一個(gè)設(shè)置在分離器轉(zhuǎn)筒內(nèi)的刮削器頭上，當(dāng)分離器轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述刮削器頭和刮削器軸可操作地沿所述旋轉(zhuǎn)軸軸向移動(dòng)，以從分離器轉(zhuǎn)筒的內(nèi)表面上刮削積聚的固體。
17.按照權(quán)利要求15所述的離心分離器，其特征在于所述軸形件構(gòu)成一根活塞軸，其被附加到一個(gè)設(shè)置在分離器轉(zhuǎn)筒內(nèi)的活塞頭上，當(dāng)分離器轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述活塞頭和活塞軸可操作地沿所述旋轉(zhuǎn)軸軸向移動(dòng)，穩(wěn)定地將積聚的固體擠出分離器轉(zhuǎn)筒。
18.一種離心分離器，包括一個(gè)圓柱形外殼，其具有一個(gè)中間區(qū)域、一個(gè)端部區(qū)域和一個(gè)圍繞該中間與端部區(qū)域之間的一個(gè)孔的內(nèi)表面，該中間區(qū)域內(nèi)安裝有一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的分離器轉(zhuǎn)筒，所述孔可操作地將積聚的固體從該分離器轉(zhuǎn)筒中排出；一個(gè)固體閥，其被安裝在外殼的所述端部區(qū)域，該固體閥可繞外殼的直徑軸在一個(gè)開啟位置與一個(gè)關(guān)閉位置之間旋轉(zhuǎn)，該固體閥具有一個(gè)可操作的偏移部，(i)當(dāng)固體閥處于關(guān)閉位置時(shí)，與外殼的內(nèi)表面密封地接觸，以防止積聚的固體通過所述孔卸出，(ii)當(dāng)固體閥處于開啟位置時(shí)，則位于所述端部區(qū)域的一側(cè)以允許積聚的固體通過所述孔卸出。
19.按照權(quán)利要求18所述的離心分離器，其特征在于所述固體閥包括一個(gè)內(nèi)部排出通道，從分離器轉(zhuǎn)筒中排出的液體通過該通道被排放，該排出通道設(shè)置在固體閥的一個(gè)臂部?jī)?nèi)并從固體閥的所述偏移部延伸到分離器外殼。
20.按照權(quán)利要求18所述的離心分離器，其特征在于所述固體閥包括一個(gè)內(nèi)部料液通道，料液通過它被導(dǎo)入分離器轉(zhuǎn)筒，該料液通道設(shè)置在固體閥的一個(gè)臂部?jī)?nèi)并從固體閥的所述偏移部延伸到分離器外殼。
21.按照權(quán)利要求20所述的離心分離器，其特征在于所述分離器轉(zhuǎn)筒包括一個(gè)分離器轉(zhuǎn)筒孔，該孔鄰近于分離器外殼的孔，而且料液通過該分離器轉(zhuǎn)筒孔以一種液流的形式從固體閥內(nèi)的料液通道進(jìn)入分離器轉(zhuǎn)筒。
22.按照權(quán)利要求18所述的離心分離器，其特征在于所述分離器外殼在所述中間與端部區(qū)域之間具有一個(gè)向內(nèi)突出的環(huán)形凸緣，該凸緣環(huán)繞所述孔，所述內(nèi)表面包括一個(gè)朝向端部區(qū)域的凸緣表面。
23.按照權(quán)利要求18所述的離心分離器，其特征在于還包括一個(gè)可操作的可膨脹密封件，(i)當(dāng)固體閥處于關(guān)閉位置時(shí)，該密封件被膨脹以便在分離器外殼的內(nèi)表面與固體閥的偏移部之間形成密封，(ii)被收縮以允許固體閥旋轉(zhuǎn)到所述開啟位置。
24.按照權(quán)利要求23所述的離心分離器，其特征在于所述密封件可以以液壓方式膨脹的。
25.按照權(quán)利要求23所述的離心分離器，其特征在于所述密封件可以以氣壓方式膨脹的。
26.一種離心分離器，包括一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的圓柱形分離器轉(zhuǎn)筒，其具有一個(gè)開口端；以及一個(gè)刮削器，其被設(shè)置在分離器轉(zhuǎn)筒內(nèi)，該刮削器是可運(yùn)轉(zhuǎn)的，在進(jìn)料工作狀態(tài)下與轉(zhuǎn)筒一起旋轉(zhuǎn)并且在刮削工作狀態(tài)下穩(wěn)定地旋轉(zhuǎn)，該刮削器具有一個(gè)本體部、刮削器臂和裙部，在進(jìn)料工作狀態(tài)下，刮削器臂從本體部延伸到分離器轉(zhuǎn)筒的內(nèi)表面，而裙部從臂在軸向上延伸到分離器轉(zhuǎn)筒的開口端，通過因分離器轉(zhuǎn)筒和刮削器的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的離心力的作用而產(chǎn)生的彎曲，裙部壓靠在環(huán)繞所述開口端的分離器轉(zhuǎn)筒的邊緣上。
全文摘要
一種離心分離器，用于通過一種軸向運(yùn)動(dòng)的刮削器或者一種活塞/擠出機(jī)構(gòu)排出固體。所述軸向運(yùn)動(dòng)刮削器(80)用于硬質(zhì)－壓實(shí)的或者易碎的固體，并包括一個(gè)整體的料液加速器和進(jìn)料孔。所述活塞/擠出機(jī)構(gòu)用于粘滯的固體，并包括一個(gè)活塞(12)，該活塞延伸到一分離器轉(zhuǎn)筒(10)內(nèi)并具有空(45)以允許橫過活塞形成流體連通。在分離完成后，一個(gè)離心濾液閥(34)關(guān)閉轉(zhuǎn)筒的一端，活塞被一個(gè)致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)而在轉(zhuǎn)筒內(nèi)軸向一端。一個(gè)轉(zhuǎn)筒懸掛機(jī)構(gòu)采用了一種球形安裝結(jié)構(gòu)(96)和一個(gè)短心軸(98)。一個(gè)軸承(100)和轉(zhuǎn)筒的心軸(102)被安裝在軸承箱內(nèi)。該懸掛機(jī)構(gòu)由被固定到分離器上的一個(gè)環(huán)和保持件保持，并與軸承箱的球形部形成壓力接觸。
文檔編號(hào)B04B11/06GK1646230SQ03808279
公開日2005年7月27日 申請(qǐng)日期2003年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月12日
發(fā)明者羅伯特·B·卡爾 申請(qǐng)人:瓦格納發(fā)展公司