專利名稱：帶有隔離物的離心分離機(jī)轉(zhuǎn)鼓圓盤及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶有隔離物的離心分離機(jī)轉(zhuǎn)鼓圓盤及其制造方法，所述隔離物與圓盤牢固連接以使兩個(gè)或多個(gè)疊置圓盤彼此間隔開(kāi)。
這樣的圓盤通常在不同實(shí)施方案中公開(kāi)了，而且它們已被用于盤式離心分離機(jī)中。通過(guò)許多截錐形疊置圓盤形成了許多間隙，待處理液體在此間隙內(nèi)被分成相應(yīng)的多股薄流層，這樣作是為了在從液體中除去固體的過(guò)程中和/或在由密度不同的液體成分構(gòu)成的液體混合物的分離過(guò)程中提高離心分離機(jī)的效率。
為此，在圓盤表面上設(shè)置了許多隔板以便在相鄰圓盤之間形成間隙。安裝這種隔板很費(fèi)事且增加了成本。
迄今為止，點(diǎn)焊方式已證明為典型的隔板經(jīng)濟(jì)固定方式，這種固定方式也被用得最廣泛。點(diǎn)焊法的缺點(diǎn)是在焊點(diǎn)外而確切地說(shuō)是在圓盤表面和隔板之間留有小裂縫。即使在常見(jiàn)的高強(qiáng)度循環(huán)凈化過(guò)程中，這些裂縫也不能被完全清除。結(jié)果，這些縫隙構(gòu)成了不希望有的菌源培養(yǎng)基。例如在要求很衛(wèi)生的生產(chǎn)中，可能因菌源造成了對(duì)分離或凈化產(chǎn)品不希望有的污染。特別是在生物工程中，這甚至可能造成產(chǎn)品報(bào)廢。
為避免于此，眾所周知地使疊置隔板的縱向面與橫向面與圓盤表面之間形成液密結(jié)構(gòu)。如在DE557376和FR464116中所述的那樣，通過(guò)液密式焊接隔板周邊形成了上述密不透液的結(jié)構(gòu)。這種實(shí)施方式的缺點(diǎn)是一方面，如當(dāng)焊劑用于循環(huán)凈化過(guò)程中時(shí)，焊劑不耐腐蝕性液體的侵蝕；另一方面，附加的隔板周邊焊接成本很高。
由DE4036071公開(kāi)了以下內(nèi)容，即借助滾焊機(jī)將隔板液密式焊接到圓盤表面上。為此，使?jié)L子沿圓盤周緣方向經(jīng)過(guò)隔板。在DE4036071中還公開(kāi)了利用激光焊機(jī)對(duì)隔板周邊進(jìn)行液密式焊接。通過(guò)這兩種焊接方式，一方面可以密不透液地用焊縫堵住上述縫隙且所述焊縫如當(dāng)用于化學(xué)循環(huán)凈化時(shí)抵抗腐蝕液體的侵蝕，但另一方面，通過(guò)焊接方式生產(chǎn)圓盤既很費(fèi)時(shí)又很昂貴。
按照這種方式高成本地制造圓盤通常導(dǎo)致了圓盤只能用于分離或凈化液體，其中可能出現(xiàn)的產(chǎn)品污染造成產(chǎn)品報(bào)廢，如在生物工程領(lǐng)域中。
另外，滾焊看來(lái)也不完全適用于上述目的，這是因?yàn)閳A盤在滾焊中可能出現(xiàn)大的變形，由此致使圓盤功能受到極不利的影響，因而采用滾焊固定方式可能值得懷疑。
所有上述的隔板固定方法還具有共同缺陷，即一方面由于采用了許多塊為在兩個(gè)相鄰圓盤之間留有相同間隙而必須設(shè)置的隔板且另一方面由于采用了許多疊置成圓盤摞的圓盤，所以明顯增加了轉(zhuǎn)鼓圓盤摞的成本并進(jìn)而增加了離心分離機(jī)的成本。此外，由于固定隔板時(shí)的制造公差和誤差以及圓盤套放在供料器上時(shí)必然有的間隙，所以各圓盤的隔板在圓盤疊置成圓盤摞時(shí)并不總是彼此對(duì)準(zhǔn)。結(jié)果造成每個(gè)隔板被錯(cuò)位放置，從而致使一個(gè)圓盤的每個(gè)隔板僅支承在相鄰圓盤的毗鄰隔板的局部上，這可能造成每個(gè)隔板在夾緊圓盤摞時(shí)因夾緊作用力而起不到支承作用，這可能造成不希望有的圓盤表面的變形。
為避免于此，隔板寬度設(shè)為4mm-7mm。對(duì)分離效果不重要的隔板寬度范圍必然縮小了可供使用的分離面或凈化面。此外，錯(cuò)位的隔板仍可能造成在錯(cuò)位隔板和相鄰圓盤面之間出現(xiàn)微小間隙。無(wú)論圓盤摞的有效夾緊壓力是多少，所述間隙也不可能被消除掉。所述微小間隙還可能造成對(duì)待處理產(chǎn)品的破壞，這是因?yàn)檫@樣的小間隙結(jié)構(gòu)在常見(jiàn)的離心分離機(jī)循環(huán)凈化過(guò)程中幾乎不可能被測(cè)知。因而，例如在對(duì)產(chǎn)品分離或凈化生物工程中，為了頻繁地用手清理，拆卸轉(zhuǎn)鼓是必然的。
DE1702178U1公開(kāi)了一種在相鄰圓盤之間通過(guò)隔離物調(diào)節(jié)所需間距的方案，而且所述隔離物由圓盤材料擠壓而成。但是，擠壓出的隔離物不能承受在轉(zhuǎn)鼓中將圓盤壓合在一起的高壓。結(jié)果，壓制出的隔離物被壓了回去。結(jié)果是，一方面無(wú)法在相鄰圓盤之間保持預(yù)定間隔，另一方面出現(xiàn)了圓盤在圓盤摞中錯(cuò)位的危險(xiǎn)，這可能造成轉(zhuǎn)鼓出現(xiàn)強(qiáng)烈的不平衡。
本發(fā)明的目的是如此改善上述圓盤，即在圓盤上制有隔離物，所述隔離物無(wú)需附加材料而耐壓且無(wú)間隙地成型于圓盤上。
根據(jù)本發(fā)明，上述目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，即隔離物是圓盤材料的材料增厚部。通過(guò)材料增厚部確保了隔離物無(wú)間隙地成型于圓盤上。由于獲得了圓盤與隔離物之間的內(nèi)部組織連接，所以圓盤可由同種材質(zhì)構(gòu)成。通過(guò)這種方式省去了連接材料如焊料。因而，排除了有可能通過(guò)一般方法焊接出現(xiàn)在接縫處的開(kāi)裂現(xiàn)象和有可能的圓盤報(bào)廢現(xiàn)象，而圓盤原本是有可能在常見(jiàn)的焊接后報(bào)廢的。此外，與相鄰圓盤毗鄰的隔離物的表面是平滑的且其在整體壓下圓盤摞之后無(wú)間隙地靠置在相鄰圓盤的表面上并支承在相鄰圓盤的隔離物上。由于強(qiáng)迫地形成了材料增厚部，所以隔離物表面與圓盤面之間的間隙被完全填滿了并且在任何情況下都防止了隔離物被壓回去。此外，對(duì)圓盤可靠地工作來(lái)說(shuō)不用考慮這樣的情況，即隔離物可能在轉(zhuǎn)鼓可能受到任何方式的阻礙的位置上受壓。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，材料增厚部成型于圓盤底側(cè)上?？赏ㄟ^(guò)這種方式成本低廉地滾壓出具有作為隔離物的材料增厚部的圓盤。
本發(fā)明圓盤的其它優(yōu)選設(shè)計(jì)方案在權(quán)利要求3-10中給出了。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提出了一種可通過(guò)滾壓方式制造圓盤的方法，可以通過(guò)該方法成本低廉地生產(chǎn)圓盤且可以明顯地在每個(gè)圓盤上重復(fù)形成間隔物位置。
此目的是如此實(shí)現(xiàn)的，即薄片在錐形輥上受壓且錐形輥上開(kāi)設(shè)有凹槽，所述凹槽形狀與圓盤隔離物的形狀吻合且薄片材料可填入該凹槽中。
當(dāng)采用這種方法時(shí)，確保了可明顯地在每個(gè)圓盤上重復(fù)制出被壓成隔離物的材料增厚部。通過(guò)這種方式確保了，在各圓盤疊置成圓盤摞時(shí)，在對(duì)面的隔離物幾乎在整個(gè)表面上支承圓盤。實(shí)踐表明，可能出現(xiàn)的隔離物的錯(cuò)位(由于在將圓盤套放在供料器上所造成的必不可少的間隙，所以仍然可能產(chǎn)生上述錯(cuò)位)是如此之少，以致可以完全消除圓盤在此區(qū)域內(nèi)的變形以及杜絕形成不可能清洗的微小間隙的現(xiàn)象。確切地說(shuō)，由于在任何一個(gè)圓盤中，隔離物的位置都絕對(duì)相同，所以隔離物的寬度可明顯減小并由此增大了可供使用的各圓盤的分離或凈化表面。此外，可以省去附加加工步驟如封住并焊接隔離物周邊，由此可以明顯降低圓盤生產(chǎn)成本并進(jìn)而降低轉(zhuǎn)鼓的圓盤摞的生產(chǎn)成本。
根據(jù)本發(fā)明方法的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，指向錐形輥小直徑端的凹槽側(cè)近似平行于錐形輥中軸退出。通過(guò)這種方式從錐形輥上順利地取下帶有成型于圓盤底側(cè)上的隔離物的受壓圓盤，即使當(dāng)隔離物可能突起較高時(shí)也是如此。
根據(jù)本發(fā)明方法的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，在滾壓前加熱薄片。
但是，在滾壓過(guò)程中于壓力輥前逐點(diǎn)地進(jìn)行加熱也是有利的。例如，逐點(diǎn)加熱可利用激光束實(shí)現(xiàn)?？梢酝ㄟ^(guò)這種方式很有利地影響隔離物成型工藝過(guò)程，如在擠壓圓盤時(shí)將由自身形成的薄片壓凸壓入壓料底襯的凹槽中的工藝過(guò)程。確切地說(shuō)，形成隔離物的壓力必須通過(guò)壓力輥施加在薄片上?？梢院苡欣馗鶕?jù)如此得到改善的板材變形所需的材料流動(dòng)性能以及同時(shí)為了將隔離物壓入錐形輥的凹槽中而提高上述擠壓力。
根據(jù)本發(fā)明方法的另一個(gè)特殊實(shí)施方式，制造圓盤用的薄片的厚度設(shè)定得大于生產(chǎn)出的圓盤的預(yù)期壁厚。由此可保證形成一種適于為隔離物提供足夠材料量的壓凸。在滾壓前，應(yīng)該在工藝方面根據(jù)所希望的隔離物高度以及成品圓盤的預(yù)定壁厚來(lái)確定所需的薄片厚度。可以通過(guò)這種方式省去圓盤的后續(xù)加工。
根據(jù)本發(fā)明方法的另一個(gè)特殊實(shí)施方式，規(guī)定采用這樣的薄片，即在靠近錐形輥的薄片側(cè)面上制有成型的材料堆積部，所述堆積部在擠壓圓盤時(shí)大致位于凹槽區(qū)內(nèi)且作為材料增厚部被壓入凹槽中。可以通過(guò)這種方式很有利地設(shè)計(jì)壓力輥的擠壓力。
根據(jù)本發(fā)明所構(gòu)成的圓盤和優(yōu)選生產(chǎn)方法并不排除其它適用于生產(chǎn)本發(fā)明圓盤的生產(chǎn)方式如壓力鑄造、材料(激光)堆焊，而且它確保了明顯地在相同位置上制成在每個(gè)獨(dú)立生產(chǎn)出的圓盤上的隔離物。因此，當(dāng)夾緊圓盤摞時(shí)，圓盤摞中的圓盤的隔離物只會(huì)因圓盤套放在供料器上所需的小間隙(換句話說(shuō)，它是微不足道的)而略微錯(cuò)動(dòng)。但這種略微錯(cuò)動(dòng)不會(huì)造成形成不可清洗的小縫隙或圓盤在此區(qū)域內(nèi)可能出現(xiàn)不希望有的變形。此外，可以省去高成本地固定并液密式焊接許多隔板的周邊。一方面，這種固定方式很費(fèi)時(shí)且成本高，另一方面，它不能排除隔板位置因上述原因而出現(xiàn)偏差的風(fēng)險(xiǎn)。
本發(fā)明的其它細(xì)節(jié)在以下詳細(xì)的描述書和附圖中以優(yōu)選實(shí)施例的方式例舉出了。其中

圖1是帶有隔離物的圓盤的底側(cè)的視圖；圖2是沿圖1的C-C線的剖視圖；圖3是圖2的B向截面圖；圖4是圖2的A向截面圖；圖5是圓盤制造裝置的示意圖。
一個(gè)用于離心分離機(jī)轉(zhuǎn)鼓的圓盤1主要由一個(gè)薄壁截錐形卷板構(gòu)成，所述卷板在小蓋面上制有一個(gè)入料孔12和制動(dòng)槽13而其大蓋面是敞開(kāi)的，所述卷板根據(jù)用途的不同而具有一個(gè)封閉的或開(kāi)有立孔4的截錐形外表面，所述卷板在外表面上或如圖1所示的那樣在內(nèi)表面2上設(shè)有隔離物3、3a。
隔離物3、3a有規(guī)則地分布在截錐外周上且可被設(shè)計(jì)成如圖4所示的平臺(tái)形條狀隔離物3或如圖3所示的圓臺(tái)形隔離物3a。在制造圓盤1時(shí)，可利用圓盤1材料而作為材料增厚部地制成所述隔離物。因而，圓盤1和隔離物3、3a由自身連續(xù)的材料組織構(gòu)成。
圓盤1的一個(gè)優(yōu)選制造方法在圖5中畫出了。根據(jù)這種制造方法，如此利用已知用于制造圓盤1的且最常用的滾壓力，即在圓盤1內(nèi)表面2上的隔離物3、3a由薄片5的材料構(gòu)成。為此，在錐形輥7的外周上制有凹槽6，所述凹槽的形狀和位置與在圓盤1內(nèi)表面2上的隔離物3、3a的位置和形狀吻合。薄片5或圓片料象公知的那樣通過(guò)壓力機(jī)的前夾板14被夾緊到錐形輥7上并通過(guò)位于錐形輥7上的壓力輥8與錐形輥7一起擠壓上述薄片。
在擠壓薄片5時(shí)形成的壓凸被用于形成隔離物3、3a。確切地說(shuō)，如此形成隔離物，即壓凸材料在擠壓薄片5時(shí)被壓入在錐形輥7上的凹槽6中。另外，有足夠的材料量供許多由壓凸制成的隔離物3、3a使用?？扇〉氖牵謨蓚€(gè)步驟擠壓出圓盤1。在第一步驟中，薄片5在錐形輥7的整個(gè)表面上受壓。在考慮了形成隔離物3、3a所需的材料量的情況下，使所述薄片劇烈變形，從而壓制出成品圓盤1的預(yù)期厚度。在第二步驟中，通過(guò)調(diào)節(jié)壓力輥8而在開(kāi)有凹槽6的錐形輥7上將成型圓盤1再拉伸到成品圓盤1的材料厚度，通過(guò)這種方式實(shí)現(xiàn)了，一方面有足夠的材料量供隔離物3、3a成型使用，另一方面可以精確地控制壓力輥8的壓力。
為了在一步式制造隔離物3、3a的過(guò)程中或在兩步式再拉伸工藝中更有利于提高薄片5加工性能，最好薄片5在擠壓前或預(yù)壓成型的圓盤在形成隔離物3、3a前被加熱，加熱最好可以通過(guò)激光器9進(jìn)行。為此，如此控制激光器9，即激光束10加熱位于壓力輥8前的區(qū)域11，從而產(chǎn)生了壓凸的最大可變形性且盡可能不改變材料組織，所述壓凸是由薄片5或預(yù)壓圓盤1產(chǎn)生的。
另外，帶有成型于內(nèi)表面2上的隔離物3、3a的圓盤1可被毫無(wú)問(wèn)題地從錐形輥7上取下來(lái)，在錐形輥7小直徑方向上的凹槽6近似平行于錐形輥中心軸線退出。
根據(jù)這種制造方式，還可以采用一種擠壓制造圓盤1用的薄片5，片材一側(cè)在擠壓前形成有材料堆積部，當(dāng)在壓力機(jī)上被壓緊時(shí)，所述材料堆積部指向錐形輥。材料堆積部在薄片5上的位置是如此預(yù)定的，即材料堆積部在擠壓過(guò)程中位于錐形輥7的凹槽6區(qū)內(nèi)且在擠壓過(guò)程中被擠入凹槽中。
此外，不排除另一種圓盤1制造方式。例如，還可以根據(jù)材料以及材料1的澆鑄先決條件以壓力鑄造方式或其它鑄造方式生產(chǎn)圓盤1。
權(quán)利要求
1．一種帶有隔離物的離心分離機(jī)轉(zhuǎn)鼓圓盤，為了在兩個(gè)或多個(gè)疊置圓盤之間保持有間隙，所述隔離物與圓盤緊固相連，其特征在于，隔離物(3,3a)是圓盤材料的材料增厚部。
2．如權(quán)利要求1所述的圓盤，其特征在于，在圓盤(1)內(nèi)表面(2)上形成所述材料增厚部。
3．如權(quán)利要求1所述的圓盤，其特征在于，在圓盤(1)表面上形成所述材料增厚部。
4．如權(quán)利要求1-3之一所述的圓盤，其特征在于，材料增厚部被制成條形。
5．如權(quán)利要求1-3之一所述的圓盤，其特征在于，材料增厚部被制成平臺(tái)形。
6．如權(quán)利要求5所述的圓盤，其特征在于，所述平臺(tái)成斷續(xù)的條狀。
7．如權(quán)利要求5所述的圓盤，其特征在于，所述平臺(tái)成任意小的幾何形狀。
8．如權(quán)利要求1-7之一所述的圓盤，其特征在于，被設(shè)計(jì)成隔離物(3,3a)的材料增厚部在圓盤(1)上直線分布。
9．如權(quán)利要求1-7之一所述的圓盤，其特征在于，被設(shè)計(jì)成隔離物(3,3a)的材料增厚部在圓盤(1)上非直線分布。
10．如權(quán)利要求1-7之一所述的圓盤，其特征在于，被設(shè)計(jì)成隔離物(3,3a)的材料增厚部在圓盤(1)上曲線分布。
11．一種制造如權(quán)利要求1所述圓盤的方法，所述圓盤是通過(guò)在錐形輥上滾壓薄片而制成的，其特征在于，薄片(5)在一個(gè)錐形輥(7)上受壓，在此錐形輥上開(kāi)有凹槽(6)，所述凹槽形狀與圓盤(1)隔離物(3,3a)的形狀吻合，在所述凹槽(6)中填入薄片(5)材料。
12．如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，指向錐形輥(7)小直徑端的凹槽(6)側(cè)近似平行于錐形輥(7)中軸退出。
13．如權(quán)利要求11或12所述的方法，其特征在于，加熱薄片(5)。
14．如權(quán)利要求11-13之一所述的方法，其特征在于，加熱薄片(5)是在壓力輥(8)前進(jìn)行的。
15．如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，加熱是通過(guò)激光束(10)逐點(diǎn)進(jìn)行的。
16．如權(quán)利要求11-15之一所述的方法，其特征在于，設(shè)壓制圓盤(1)用的薄片(5)的厚度大于圓盤(1)的預(yù)期厚度。
17．如權(quán)利要求11-15之一所述的方法，其特征在于，在靠近錐形輥(7)的薄片(5)那一側(cè)上形成有成型的材料堆積部，所述材料堆積部在擠壓圓盤(1)時(shí)大致位于錐形輥(7)的凹槽(6)區(qū)內(nèi)且被擠壓入凹槽(6)區(qū)。
18．如權(quán)利要求11-17之一所述的方法，其特征在于，隔離物(3,3a)的高度是由在錐形輥(7)上的凹槽(6)深度決定的。
全文摘要
一種帶有隔離物的離心分離機(jī)轉(zhuǎn)鼓圓盤,為了在兩個(gè)或多個(gè)疊置圓盤之間保持有間隙,所述隔離物與圓盤緊固相連,其特征在于,隔離物(3,3a)是圓盤材料的材料增厚部。
文檔編號(hào)B04B7/00GK1228360SQ9810626
公開(kāi)日1999年9月15日 申請(qǐng)日期1998年3月5日 優(yōu)先權(quán)日1997年2月14日
發(fā)明者K·蘭格, K·帕德斯, D·霍爾姆, A·格呂內(nèi)森 申請(qǐng)人:施萊歇爾“居特摩”股份公司