專利名稱：離心分離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種離心分離器，它具有一個(gè)離心器機(jī)架；一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的、垂直設(shè)置的主軸，該主軸具有設(shè)置在其上的滾筒；和一個(gè)電機(jī)，其旋轉(zhuǎn)軸線垂直地設(shè)置，其中，所述主軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地、且圍繞一個(gè)鉸接點(diǎn)相對(duì)于離心器機(jī)架在空間上可擺動(dòng)地支承在一個(gè)支承罐里面。
由DE 31 25 832已知一種這樣的離心分離器。在此，擺動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部件的重心與鉸接點(diǎn)重合，該鉸接點(diǎn)位于唯一的一個(gè)軸承處。由主軸和滾筒組成的旋轉(zhuǎn)單元通過(guò)滾動(dòng)軸承支承在一個(gè)支承罐里面。該支承罐包括旋轉(zhuǎn)單元擺動(dòng)地懸掛在離心器機(jī)架里面。為此提出縫隙襯套或類似部件，它們?cè)试S旋轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于垂直線具有一個(gè)角度偏移。通過(guò)這種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)數(shù)倍地減小主軸的慣性作用。因此可以構(gòu)成具有非常大重量的滾筒和以不同轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)的滾筒。由于主軸較短而得到較大的剛性。但是這種已知的離心器通過(guò)一個(gè)皮帶驅(qū)動(dòng)。皮帶是一個(gè)磨損部件，它本身需要經(jīng)常維護(hù)。皮帶驅(qū)動(dòng)中的滑差導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)功率的損耗。一旦由于滑差產(chǎn)生的摩擦熱量不再可以從機(jī)架傳給周圍，則使機(jī)架快速地加熱。因此已知的具有皮帶驅(qū)動(dòng)的分離器在許多存在爆炸危險(xiǎn)的環(huán)境中是不理想的。由皮帶驅(qū)動(dòng)所能傳遞的驅(qū)動(dòng)功率也受到限制。
在DE 37 14 627 A1中公開(kāi)了一個(gè)離心分離器，其中電機(jī)直接與主軸連接。離心滾筒、主軸和電機(jī)一起構(gòu)成一個(gè)擺動(dòng)的單元，它通過(guò)兩個(gè)支承位置這樣支承在離心器機(jī)架上，使得能夠圍繞一個(gè)位于下支承位置處的轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。上支承位置通過(guò)彈性元件與機(jī)架連接并由此在離心器運(yùn)行期間相對(duì)于主軸的偏轉(zhuǎn)變形。因此作用在上支承位置上的力減小。但是這種結(jié)構(gòu)的缺陷是，下支承位置必需同時(shí)起到轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈的作用并且為此需要適當(dāng)?shù)臐L動(dòng)軸承特殊結(jié)構(gòu)。由于電機(jī)與主軸和滾筒一起擺動(dòng)，因此限制了電機(jī)的尺寸和重量并由此也限制了可供使用的電機(jī)驅(qū)動(dòng)功率。
由DE 43 14 440 C1已知另一種離心分離器，其中驅(qū)動(dòng)主軸、滾筒和電機(jī)的轉(zhuǎn)子相互間剛性地連接并構(gòu)成一個(gè)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，它無(wú)彈性地支承在一個(gè)軸承橋架上。該支承橋架與電機(jī)轉(zhuǎn)子一起彈性地與離心器機(jī)架連接。該旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)在離心器運(yùn)行期間圍繞一鉸接點(diǎn)擺動(dòng)。由于所產(chǎn)生的慣性力和軸承負(fù)荷這種已知的結(jié)構(gòu)方式不適合于大驅(qū)動(dòng)功率的重型電機(jī)。
因此本發(fā)明的目的是，提供一種離心分離器，它可以用于存在爆炸危險(xiǎn)的環(huán)境，并可以適用于具有大驅(qū)動(dòng)功率的標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)之情況。
對(duì)于上述形式的離心分離器，這個(gè)目的由此得到實(shí)現(xiàn)，即，-所述電機(jī)通過(guò)其殼體剛性地固定在離心器機(jī)架上，其中該電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸線在所述離心分離器的靜止?fàn)顟B(tài)基本與驅(qū)動(dòng)主軸的縱軸線共線，-所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子在一個(gè)離合點(diǎn)上通過(guò)一個(gè)彎曲彈性的離合部件與所述主軸連接，并且該主軸在至少兩個(gè)相互間隔開(kāi)設(shè)置的支承位置上通過(guò)滾動(dòng)軸承支承在支承罐里面，和-所述支承罐通過(guò)彈性支承部件與離心器機(jī)架連接。
在此有利的是，所述電機(jī)與主軸和滾筒的離心運(yùn)動(dòng)脫開(kāi)耦聯(lián)。位于電機(jī)與主軸之間的彎曲彈性的離合部件可以補(bǔ)償兩個(gè)軸線之間角度錯(cuò)位，而且也可以補(bǔ)償一個(gè)微小的徑向錯(cuò)位，從而對(duì)電機(jī)軸和電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸承不產(chǎn)生強(qiáng)烈的彎曲負(fù)荷。因此能夠成本合理地應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)。通過(guò)將電機(jī)位置固定地安裝在離心器機(jī)架上使擺動(dòng)系統(tǒng)的質(zhì)量和電機(jī)質(zhì)量減小并能夠使用大驅(qū)動(dòng)功率的重型電機(jī)。
通過(guò)將電機(jī)直接耦合在主軸上，在驅(qū)動(dòng)鏈上不再產(chǎn)生可能導(dǎo)致機(jī)架發(fā)熱的劇烈功率損耗，因此按照本發(fā)明的離心器在原理上適合于安裝在存在爆炸危險(xiǎn)的環(huán)境里面。
旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)支承在一支承罐里面，而支承罐通過(guò)彈性支承部件與機(jī)架連接，由此使得只在支承罐與機(jī)架之間產(chǎn)生一個(gè)角度錯(cuò)位，而明顯地減小了各軸承內(nèi)環(huán)與外環(huán)之間的角度錯(cuò)位。因此可以使用標(biāo)準(zhǔn)滾動(dòng)軸承。
在離心器運(yùn)行中產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于垂直軸線的傾斜起到使一個(gè)設(shè)置在支承罐與機(jī)架之間的彈性支承部件被擠壓、而位于對(duì)面的一個(gè)支承部件被拉伸的作用。由于沿著支承罐凸緣的圓周分布多個(gè)支承部件而可以使支承部件的擠壓和拉伸連續(xù)地跟隨旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的離心運(yùn)動(dòng)。
如果具有支承罐凸緣的支承罐通過(guò)至少三個(gè)彈性的支承部件安放在離心器機(jī)架上，并且如果具有支承罐凸緣的支承罐通過(guò)至少三個(gè)彈性的支承部件安放在離心器機(jī)架上，而在支承罐凸緣上固定至少三個(gè)平行于縱軸線設(shè)置的導(dǎo)向銷，則是特別有利的，這些導(dǎo)向銷分別嵌接在離心器機(jī)架的對(duì)應(yīng)開(kāi)孔里面并且在軸向上可變形地和/或可在開(kāi)孔里軸向移動(dòng)地設(shè)置。所述導(dǎo)向銷在開(kāi)孔內(nèi)部的軸向上是可移動(dòng)的或者至少可以這樣多地變形，即，使得在支承罐凸緣與機(jī)架之間在縱軸線方向上能夠?qū)崿F(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)。設(shè)置在支承罐凸緣與離心器機(jī)架頂面之間的支承部件承受軸向作用力，而支承罐通過(guò)導(dǎo)向銷附加地在徑向上定位。由此能夠?qū)崿F(xiàn)，所述支承罐連續(xù)地隨著滾筒和主軸的離心運(yùn)動(dòng)傾斜并再取向，且在此總是相對(duì)于離心器機(jī)架保持一個(gè)確定的位置。因此鉸接點(diǎn)總是基本位于縱向軸線上并且不在徑向上偏移。
本發(fā)明的其它有利擴(kuò)展結(jié)構(gòu)由從屬權(quán)利要求得出。下面借助于附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。附圖具體表示

圖1以簡(jiǎn)化截面圖表示本發(fā)明的離心分離器的的第一實(shí)施方式；圖2同樣以截面圖表示本發(fā)明的離心分離器的第二實(shí)施方式；和圖3a，3b以截面圖表示對(duì)于圖2的實(shí)施方式在不同的角度位置時(shí)的支承罐。
在圖1中以完整的截面圖示出一個(gè)離心分離器100。在可以旋緊在底板2上的離心機(jī)機(jī)架40的底面上固定一個(gè)電機(jī)90。在該機(jī)架40的頂面里面裝進(jìn)一個(gè)支承罐20，它通過(guò)彈性支承部件50并通過(guò)導(dǎo)向銷30固定。在所述支承罐20里面可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承一個(gè)垂直設(shè)置的主軸10，一個(gè)滾筒12可以裝在該主軸上。
所述主軸10通過(guò)一個(gè)彎曲彈性的離合部件70與所述電機(jī)90連接。為了傳遞扭矩作為離合部件可以配有一個(gè)刻成槽的離合器套和一個(gè)棱鍵。所述主軸10的縱軸線11與旋轉(zhuǎn)軸線91在離心分離器10的靜止?fàn)顟B(tài)處于共線。
所述支承罐20尤其具有一個(gè)支承罐凸緣21、一個(gè)上支承位置22和一個(gè)下支承位置24。所述主軸10通過(guò)滾動(dòng)軸承可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在支承位置22，24上。
在所述機(jī)架40的頂面與支承罐凸緣21的底面之間設(shè)置多個(gè)分布在圓周上的支承部件50。此外具有至少兩個(gè)導(dǎo)向銷30，它配合在離心器機(jī)架40的對(duì)應(yīng)開(kāi)孔里面。所述導(dǎo)向銷30在軸向上彈性地和/或在軸向上可移動(dòng)地設(shè)置并且相對(duì)于徑向負(fù)荷盡可能沒(méi)有彈性。
在離合點(diǎn)K，上所述主軸10通過(guò)彎曲彈性的離合部件70與電機(jī)90連接，因此在旋轉(zhuǎn)軸線91與主軸10的縱軸線之間能夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)角度錯(cuò)位，該角度錯(cuò)位源于由主軸10和滾筒12組成的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的離心運(yùn)動(dòng)。在此旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)圍繞鉸接點(diǎn)G擺動(dòng)；主軸軸線11與旋轉(zhuǎn)軸線91相交于鉸接點(diǎn)G。所述離合點(diǎn)K對(duì)于主軸軸線11的一個(gè)傾斜位置略微徑向向外偏轉(zhuǎn)，由此使電機(jī)90的軸也獲得一個(gè)傾斜位置。離合點(diǎn)K盡可能近地靠近鉸接點(diǎn)G，以使主軸軸線11與旋轉(zhuǎn)軸線91之間的要被補(bǔ)償?shù)慕嵌儒e(cuò)位盡可能地小并由此使電機(jī)90中的軸承的負(fù)荷保持較小。
此外可以這樣設(shè)計(jì)所述離合器70，即，可以補(bǔ)償軸線11與91之間的微小的徑向錯(cuò)位。附加地，還可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)旋轉(zhuǎn)承載結(jié)構(gòu)，以便緩沖系統(tǒng)運(yùn)行中的轉(zhuǎn)矩峰值。
離合點(diǎn)K與鉸接點(diǎn)G的距離為0.1倍至0.25倍的鉸接點(diǎn)G與由滾筒12和主軸10組成的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的重心S的距離，這已經(jīng)被證實(shí)是特別有利的。對(duì)于這種幾何尺寸，剛性螺栓連接在機(jī)架40上的電機(jī)90的軸承負(fù)荷是微小的并且不會(huì)使電機(jī)90的使用壽命有明顯的縮短。
在圖2所示的離心分離器100’的另一實(shí)施形式中，所述導(dǎo)向銷30’支承點(diǎn)相對(duì)于離合部件70這樣深地設(shè)置在機(jī)架40’上，即，鉸接點(diǎn)G與離合點(diǎn)K重合。由此使主軸軸線11在運(yùn)行中的傾斜位置完全可以在離合部件70內(nèi)部得到補(bǔ)償。離合點(diǎn)在離心分離器運(yùn)行期間也保持在電機(jī)90的縱軸線91上，使得電機(jī)90的旋轉(zhuǎn)軸線91不再偏轉(zhuǎn)并且在整體上幾乎不承受旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的離心運(yùn)動(dòng)。
圖3a和3b示出在圖2所示的離心分離器100’的實(shí)施形式中支承體20相對(duì)于機(jī)架40’在不同位置的上的取向，其中鉸接點(diǎn)G’與離合點(diǎn)K重合。
所述主軸10通過(guò)滾動(dòng)軸承尤其是徑向止推滾珠軸承和滾柱軸承支承在支承罐20內(nèi)部的支承位置22，24上。在支承罐凸緣21的底面上固定導(dǎo)向銷30’。這些導(dǎo)向銷具有一個(gè)圓錐段32’和一個(gè)圓柱段34’，該圓柱段裝配在一個(gè)襯套35’里面。該襯套35’最好包括一個(gè)彈性體層，它被一個(gè)金屬的內(nèi)殼和一個(gè)金屬的外殼所包圍。通過(guò)襯套35’將導(dǎo)向銷30’裝配在機(jī)架40’的一個(gè)開(kāi)孔44’里面。所述導(dǎo)向銷30’通過(guò)襯套35’徑向剛性地支承在機(jī)架40’里面，而在軸向上對(duì)于支承罐20的傾斜位置導(dǎo)向銷30’能夠在開(kāi)孔44’內(nèi)部實(shí)現(xiàn)一個(gè)略微的軸向移動(dòng)。
此外，在機(jī)架40’與支承罐凸緣21之間具有多個(gè)支承部件50，它們最好由彈性體材料制成。旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的重力從主軸10通過(guò)與主軸剛性連接的支承罐20傳遞到支承部件50并傳導(dǎo)到機(jī)架40’上。
在圖3a所示的初始位置主軸10的縱軸線11垂直地取向而支承部件50均勻地軸向承載。一個(gè)對(duì)稱平面36’基本在通過(guò)支承襯套35’中心點(diǎn)的一半高度上延伸。鉸接點(diǎn)G’或離合點(diǎn)K位于對(duì)稱平面36’與縱軸線91或11的交點(diǎn)上。
在圖3b中，由于由滾筒、主軸10組成的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的離心運(yùn)動(dòng)和離心力和系統(tǒng)的不平衡使縱軸線11產(chǎn)生一個(gè)圍繞角度α的傾斜位置，并且使支承罐20以這個(gè)角度圍繞鉸接點(diǎn)G旋轉(zhuǎn)。支承罐凸緣21與機(jī)架40’之間的支承部件50在一側(cè)被擠壓而在另一側(cè)被拉伸。通過(guò)儲(chǔ)存在變形的、彈性的支承部件50里的彈性能產(chǎn)生復(fù)位轉(zhuǎn)矩，它與離心轉(zhuǎn)矩一起影響到旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的取向。
在圖3b中設(shè)置在左側(cè)的導(dǎo)向銷隨著支承罐20的傾斜位置軸向向下移動(dòng)，而右側(cè)的導(dǎo)向銷抬起。所述導(dǎo)向銷30’的軸向行程是短的，這是因?yàn)樗鰧?dǎo)向銷以與鉸接點(diǎn)G’微小的徑向間距設(shè)置，并且尤其是通過(guò)襯套35’的彈性結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)導(dǎo)向銷30’實(shí)現(xiàn)支承罐20在徑向上的剛性支承，使鉸接點(diǎn)G’相對(duì)于機(jī)架40’的位置盡可能恒定，而另一方面支承罐20相對(duì)于由旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)所強(qiáng)加的主軸10的傾斜位置是柔性的。
因?yàn)樵趫D2，3a和3b所示的離心分離器100’實(shí)施形式中鉸接點(diǎn)G’和離合點(diǎn)K是重合的，所以圍繞角度α的錯(cuò)位完全在離合部件70里面被補(bǔ)償，從而，旋轉(zhuǎn)軸線91不變化地保持在其位置上。
權(quán)利要求
1.離心分離器(100；100’)，具有一個(gè)離心器機(jī)架(40；40’)；一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的、垂直設(shè)置的主軸(10)，該主軸具有一設(shè)置在其上的滾筒(12)；以及一個(gè)電機(jī)(90)，其旋轉(zhuǎn)軸線(91)垂直地設(shè)置，其中，所述主軸(10)可轉(zhuǎn)動(dòng)地、且圍繞一個(gè)鉸接點(diǎn)(G；G’)相對(duì)于離心器機(jī)架(40；40’)在空間上可擺動(dòng)地支承在一個(gè)支承罐(20)里面，其特征在于，-所述電機(jī)(90)通過(guò)其殼體剛性地固定在離心器機(jī)架(40；40’)上，并且該電機(jī)(90)的旋轉(zhuǎn)軸線(91)在所述離心分離器(100；100’)的靜止?fàn)顟B(tài)基本與驅(qū)動(dòng)主軸(10)的縱軸線(11)共線，-所述電機(jī)(90)的轉(zhuǎn)子在一個(gè)離合點(diǎn)(K)上通過(guò)一個(gè)彎曲彈性的離合部件(70)與所述主軸(10)連接，并且該主軸(10)在至少兩個(gè)相互間隔開(kāi)設(shè)置的支承位置(22，24)上通過(guò)滾動(dòng)軸承支承在支承罐(20)里面，以及-所述支承罐(20)通過(guò)彈性支承部件(50)與離心器機(jī)架(40；40’)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的離心分離器(100；100’)，其特征在于，所述鉸接點(diǎn)(G；G’)位于下支承位置(24)的對(duì)稱平面區(qū)域中。
3.如權(quán)利要求1或2所述的離心分離器(100)，其特征在于，所述離合點(diǎn)(K)與鉸接點(diǎn)(G)之距離為鉸接點(diǎn)(G)與由滾筒(12)及主軸(10)組成的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的重心(S)之距離的0.1倍至0.25倍。
4.如權(quán)利要求1或2所述的離心分離器(100’)，其特征在于，所述離合點(diǎn)(K)基本上與鉸接點(diǎn)(G’)重合。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的離心分離器(100；100’)，其特征在于，所述支承罐(20)以一個(gè)支承罐凸緣(21)經(jīng)由至少三個(gè)彈性的支承部件(50)安放在離心器機(jī)架(40；40’)上，并且，有至少三個(gè)平行于縱軸線(11)設(shè)置的導(dǎo)向銷(30；30’)固定在所述支承罐凸緣(21)上，所述導(dǎo)向銷分別嵌接在機(jī)架(40；40’)里的一個(gè)對(duì)應(yīng)的開(kāi)孔(44’)里面并且它們沿軸向可變形地和/或在開(kāi)孔(44’)中可軸向移動(dòng)地設(shè)置。
6.如權(quán)利要求5所述的離心分離器，其特征在于，所述導(dǎo)向銷(30；30’)分別通過(guò)一襯套(35’)裝入到開(kāi)孔(44’)里面。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種離心分離器，具有一個(gè)離心器機(jī)架(40；40’)；一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的、垂直設(shè)置的主軸(10)，該主軸具有設(shè)置在其上的滾筒(12)；以及一個(gè)電機(jī)(90)，其旋轉(zhuǎn)軸線(91)垂直地設(shè)置，其中，所述主軸(10)可轉(zhuǎn)動(dòng)地、且圍繞一個(gè)鉸接點(diǎn)(G；G’)相對(duì)于離心器機(jī)架(40；40’)在空間上可擺動(dòng)地支承在一個(gè)支承罐(20)里面。根據(jù)本發(fā)明，電機(jī)通過(guò)其殼體剛性地固定在離心器機(jī)架上，并且電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸線在離心分離器的靜止?fàn)顟B(tài)基本與驅(qū)動(dòng)主軸的縱軸線共線；電機(jī)的轉(zhuǎn)子在一個(gè)離合點(diǎn)上通過(guò)一個(gè)彎曲彈性的離合部件與主軸連接，并且主軸在至少兩個(gè)相互間隔開(kāi)設(shè)置的支承位置上通過(guò)滾動(dòng)軸承支承在支承罐里面；支承罐通過(guò)彈性支承部件與離心器機(jī)架連接。
文檔編號(hào)B04B9/12GK1561263SQ02810723
公開(kāi)日2005年1月5日 申請(qǐng)日期2002年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月26日
發(fā)明者維爾弗里德·馬克爾 申請(qǐng)人:威斯特伐利亞分離器股份公司