專利名稱：具有加壓外殼的無孔轉(zhuǎn)鼓螺旋輸送離心機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種符合本發(fā)明之權(quán)利要求1的型式定義的無孔轉(zhuǎn)鼓螺旋輸送離心機。
為保證無孔轉(zhuǎn)鼓螺旋輸送離心機的壓力密封和氣密運轉(zhuǎn)，大家知道，整個轉(zhuǎn)鼓(drum)(也就是轉(zhuǎn)鼓的整個旋轉(zhuǎn)區(qū)域)可以用一個密封于周圍環(huán)境的外殼包圍起來。
在這一外殼內(nèi)部，能夠保持要實現(xiàn)的過程的邊界狀態(tài)以及能夠使質(zhì)量流在所需要的壓力狀態(tài)下運動。
氣體分子與轉(zhuǎn)鼓表面之間發(fā)生的摩擦，尤其是在高速和/或大直徑轉(zhuǎn)鼓情況下發(fā)生的摩擦需要相當大的驅(qū)動功率，因而增大離心機的功率消耗，以至成為這種離心機的一個缺點。另一個問題是，這些能量消耗會引起氣體和旋轉(zhuǎn)零件發(fā)熱。壁面摩擦會使壓力成比例地增加，而這也增加了所需要的驅(qū)動功率。
現(xiàn)在舉一個例子以作更詳細的說明。
例如，如果在一個常規(guī)的商用無孔轉(zhuǎn)鼓螺旋輸送離心機中壓力從0巴增加到5巴，那么摩擦能耗可能增加至約5倍(例如從10kW增加到50kW或從100kW增加到500Kw，這取決于離心機的直徑和/或型式)。
所以，本發(fā)明的目的是改進通用的無孔轉(zhuǎn)鼓螺旋輸送離心機，使大大降低其在壓力下的運轉(zhuǎn)過程中所需要的驅(qū)動功率。
本發(fā)明的這一目的將通過本發(fā)明之權(quán)利要求1的內(nèi)容來達到。
按照這一權(quán)利要求，液體和/或固體顆粒排出口設計成至少一個或多個開孔的形式，這些開孔位于這種無孔轉(zhuǎn)鼓螺旋輸送離心機的旋轉(zhuǎn)零件上，具體地說，這些開孔是在轉(zhuǎn)鼓的壁上的通孔，而且這些通孔中的至少一個被一個僅在這種無孔轉(zhuǎn)鼓螺旋輸送離心機的轉(zhuǎn)鼓的某些部分圍繞著轉(zhuǎn)鼓的外殼所包圍，并有至少一個或幾個密封圈設置在這一外殼與這種無孔轉(zhuǎn)鼓螺旋輸送離心機的轉(zhuǎn)鼓和/或其它旋轉(zhuǎn)零件(轉(zhuǎn)鼓頭部，軸鼓(hub))之間。
按照本發(fā)明，壓力密封的(因而也是空氣密封的)外殼可以被較佳地減小到僅包圍一個或幾個固體顆粒排出口和/或液體排出口所在的區(qū)域。由于轉(zhuǎn)鼓的整個外部空間不再需要完全被置于壓力下，而只是其一部分的外側(cè)被置于壓力下，這可以降低驅(qū)動這種無孔轉(zhuǎn)鼓螺旋輸送離心機所需要的功率。
還可以大大降低溫度升高的不利影響，尤其是外殼的設計結(jié)構(gòu)是環(huán)形的，它僅包圍轉(zhuǎn)鼓的有開孔的那一部分。
由于轉(zhuǎn)鼓的大部分外表面暴露于環(huán)境而沒有由于處理過程而產(chǎn)生的高壓，這就使得摩擦能耗的增加非常小，因而可明顯降低升溫。而且，可以想象到，可取消附加的冷卻設備和/或降低冷卻能耗。
這種無孔轉(zhuǎn)鼓螺旋輸送離心機的制造成本也不高，因為其處于壓力下的壓力密封外殼比較小。也比較容易滿足有關規(guī)則對在壓力下運轉(zhuǎn)的機械的要求。
這種無孔轉(zhuǎn)鼓螺旋輸送離心機的優(yōu)點還在于，與已有技術的同類離心機相比，用于惰性化的氣體量較小，以及帶有毒性物質(zhì)的運轉(zhuǎn)被簡化了，所以產(chǎn)物區(qū)域(product area)的尺度也減小了(對比圖2和圖7)。
由于僅需要用轉(zhuǎn)鼓的機械襯里來防止電擊，這種離心機的制造成本也可以通過降低材料成本而降低。此外，制造過程所需要的總的制造空間也可以減小。
特別是，采用至少一個刮送盤排出液體，這樣液體排出區(qū)域就不需要加壓的外殼。刮送盤可設置在其專用的加壓外殼內(nèi)。
但是，作為一種替代，也可以在液體排出那一側(cè)設置一個或幾個外殼和密封圈，用以包圍住至少一個或幾個液體排出口。
較佳的是，用軸承密封圈作為密封圈圍繞轉(zhuǎn)鼓的外周，和/或讓軸承密封圈與轉(zhuǎn)鼓的軸向端壁接觸。軸承密封圈可確保旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓與不旋轉(zhuǎn)的外殼之間的緊密密封。
尤其較佳的是，用至少一個外殼僅包圍轉(zhuǎn)鼓的開孔所在的區(qū)域。為此，建議將至少一個外殼設計成形狀簡單、成本不高的環(huán)形結(jié)構(gòu)。
較佳的是，將至少一個外殼設計成可在高于0.5巴的壓力下運轉(zhuǎn)，更佳的是可在3到6巴的壓力下運轉(zhuǎn)。
較佳的是，密封圈的圓周速度可高于30米/秒。被離心處理的物料的高壓區(qū)域的溫度，較佳的是可高于50℃，更佳的是可達100℃至160℃。
本發(fā)明的另幾個較佳實施例由各從屬權(quán)利要求所表征。
下面結(jié)合附圖更詳細地說明本發(fā)明的幾個示例性實施例，各附圖中

圖1是一種無孔轉(zhuǎn)鼓螺旋輸送離心機的第一方案的基本示意圖；圖2是圖1的無孔轉(zhuǎn)鼓螺旋輸送離心機，圖中以加點點的區(qū)域表示高壓區(qū)域；圖3是無孔轉(zhuǎn)鼓螺旋輸送離心機的第二方案的剖視圖；圖4是無孔轉(zhuǎn)鼓螺旋輸送離心機的第三方案的示意圖；圖5是無孔轉(zhuǎn)鼓螺旋輸送離心機的第四方案的示意圖；圖6是已有技術的無孔轉(zhuǎn)鼓螺旋輸送離心機的示意圖；圖7是圖6的無孔轉(zhuǎn)鼓螺旋輸送離心機，圖中以加點點的區(qū)域表示高壓區(qū)域。
圖1示出了有轉(zhuǎn)鼓1和位于轉(zhuǎn)鼓1內(nèi)的螺旋形轉(zhuǎn)子3的無孔轉(zhuǎn)鼓螺旋輸送離心機，螺旋形轉(zhuǎn)子3具有螺旋轉(zhuǎn)子本體5和以螺旋線形式繞在本體5上的螺旋板7。用于輸送被離心分離物料的通道11處在螺旋線9a，9b，…之間。在無孔轉(zhuǎn)鼓螺旋輸送離心機的兩端在轉(zhuǎn)鼓1與螺旋轉(zhuǎn)子本體5之間設置有軸承4和密封圈6。
在圖1的后部區(qū)域，離心機轉(zhuǎn)鼓有一圓柱形部分13，而在其前部區(qū)域具有鄰接于圓柱形部分13的圓錐形部分15(或者說是分級的)。轉(zhuǎn)鼓還具有沿軸向鄰接于圓錐形部分15的另一個圓柱形部分17，轉(zhuǎn)鼓的頭部18(和/或軸鼓)連接于圓柱形部分17。
被離心分離的物料I通過對中地設置的進口管19進入分配器21，并從那里經(jīng)分配器21的徑向開孔進入離心空間23，離心空間23由螺旋形轉(zhuǎn)子3和圍繞著它的轉(zhuǎn)鼓1形成。
被離心分離的物料I在其通過分配器21和進入離心空間的通路上被加速。由于離心力的作用，固體顆粒被分離出來而貼在轉(zhuǎn)鼓1的壁上。
螺旋形轉(zhuǎn)子3以稍高于或低于轉(zhuǎn)鼓1的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)并把已經(jīng)分離出來的固體顆粒S輸送通過圓錐形部分15至固體顆粒排出口27而從轉(zhuǎn)鼓1排出。但是，液體L流向轉(zhuǎn)鼓1上端的大直徑部分并從那里流出。
轉(zhuǎn)鼓1和/或與其鄰接的軸鼓的軸向兩端通過軸承25安裝于機架(未示)，并且通常是設置一個護罩或蓋板(未示)來防止操作人員觸摸旋轉(zhuǎn)部件。
轉(zhuǎn)鼓1在其圓周壁上設有沿徑向朝外的開孔27，用作固體顆粒排出口。
為了使轉(zhuǎn)鼓1以壓力密封的方式或在高壓下運轉(zhuǎn)，固體顆粒排出區(qū)域和液體排出區(qū)域都按照本發(fā)明的思想做了隔離于環(huán)境的密封。
但是，與圖6所示的傳統(tǒng)技術不同，本發(fā)明的做法，不是把整個轉(zhuǎn)鼓1用壓力密封的外殼G包圍起來，而是在固體顆粒排出區(qū)域和/或液體排出區(qū)域采用可控制的轉(zhuǎn)鼓局部密封。
如此，圖1的示例性實施例的轉(zhuǎn)鼓1在徑向出口27的區(qū)域設有一個環(huán)形外殼29，這一環(huán)形外殼29沿軸向包圍開孔27，并以設置在外殼29的上、下壁的內(nèi)周壁面與轉(zhuǎn)鼓1的外周壁面之間的密封圈例如軸承密封圈達到兩者之間的密封。
在轉(zhuǎn)鼓1的與固體顆粒排出口沿軸向相反的那一端，液體流出之前先通過刮送盤32，它可以確保運轉(zhuǎn)過程中轉(zhuǎn)鼓1內(nèi)部相對于這一區(qū)域的外部的密封。刮送盤32位于轉(zhuǎn)鼓1的腔室34內(nèi)，該腔室鄰接于離心空間23，并與離心空間23以至少一個通孔35相通。轉(zhuǎn)鼓頭部41與不旋轉(zhuǎn)的刮送盤32(或者說是刮送盤的管狀部分)之間設有另一個密封圈31，其也可以是軸承密封圈，這樣，即使轉(zhuǎn)鼓1處于靜止狀態(tài)時也能保證轉(zhuǎn)鼓1的這一區(qū)域的壓力密封。
圖2中以許多點點表示出了運轉(zhuǎn)中處于壓力狀態(tài)的區(qū)域。這里沒有表示的無孔轉(zhuǎn)鼓螺旋輸送離心機范圍之外的進口和出口管路當然也應設計成能承受運轉(zhuǎn)壓力。
圖3的實施例不同于圖1的示例性實施例，不同點在于開孔27設置在轉(zhuǎn)鼓1的固體顆粒排出端的軸向端壁上。還是以外殼29包圍著那些軸向開孔27。外殼29也是環(huán)形的，并由密封圈31構(gòu)成它與轉(zhuǎn)鼓1的外周壁面之間的密封。外殼29還延伸過轉(zhuǎn)鼓殼體壁的臺階33。
圖4和圖5的示例性實施例互不相同。圖4中的固體顆粒排出口位置與圖1相同；而圖5中的固體顆粒排出口位置與圖3相同。
與圖1和圖3不同的是，圖4中的液體排出不是用一個或多個刮送盤進行，而是僅用一個或多個溢流孔35來進行，溢流孔35設置在轉(zhuǎn)鼓1的與固體顆粒排出端相反的軸向端壁上。
然而，為了確保能在高壓下運轉(zhuǎn)，圖4和圖5的溢流孔也用外殼37包圍，以設置在外殼37與轉(zhuǎn)鼓1的外表面(和/或離心機的其它對應部分)之間的密封圈(例如軸承密封圈)實現(xiàn)密封。密封圈39a與轉(zhuǎn)鼓1的軸向端面接觸，而密封圈39b圍繞著鄰接于轉(zhuǎn)鼓外壁的圓柱形轉(zhuǎn)鼓頭部(例如軸鼓)41。在本文的附圖中，把轉(zhuǎn)鼓頭部18和41與轉(zhuǎn)鼓1描繪為一個整體，這完全是示意性的。在實踐中，用幾個零件裝配而成可能更好，這是眾所周知的。
圖6示出了已有技術的一種離心機，與本發(fā)明的離心機不同，其整個轉(zhuǎn)鼓用一個壓力密封的外殼G包圍起來，因此在運轉(zhuǎn)過程中轉(zhuǎn)鼓的整個內(nèi)和外空間都處于壓力下(見圖7)。
名稱和標號對應清單轉(zhuǎn)鼓1螺旋形轉(zhuǎn)子 3軸承4螺旋轉(zhuǎn)子本體5密封圈 6螺旋板 7螺旋線 9a，9b，...
通道11圓柱形部分 13圓錐形部分 15圓柱形部分 17轉(zhuǎn)鼓頭部18進口管 19分配器 21離心空間23軸承25開孔27外殼29密封圈 31刮送盤 32臺階33溢流孔 35腔室34外殼37密封圈 39轉(zhuǎn)鼓頭部41被離心分離的物料(進口處)I
液體L固體顆粒S外殼H
權(quán)利要求
1.一種無孔轉(zhuǎn)鼓螺旋輸送離心機，它包括下列部分-轉(zhuǎn)鼓(1)，它包括離心空間(23)，該空間內(nèi)有也可旋轉(zhuǎn)的螺旋形轉(zhuǎn)子(3)；-進口管(19)，它用于把要進行離心分離的物料供入所述離心空間(23)內(nèi)；-至少一個液體排出口和至少一個固體顆粒排出口；其特征在于-所述液體排出口和/或所述固體顆粒排出口設計成是位于所述無孔轉(zhuǎn)鼓螺旋輸送離心機的旋轉(zhuǎn)零件上的至少一個或多個開孔(27，35)，具體地說，通孔(27，35)是在所述轉(zhuǎn)鼓(1)的壁上；-所述開孔(27，35)中的至少一個被僅在所述無孔轉(zhuǎn)鼓螺旋輸送離心機的所述轉(zhuǎn)鼓(1)的某一部分圍繞著所述轉(zhuǎn)鼓(1)的外殼(29，37)包圍起來；-在至少一個所述外殼(29，37)與所述無孔轉(zhuǎn)鼓螺旋輸送離心機的所述轉(zhuǎn)鼓(1)和/或其它旋轉(zhuǎn)零件(轉(zhuǎn)鼓頭部，軸鼓18，41)之間設置有至少一個或多個密封圈(31，39)。
2.如權(quán)利要求1所述的無孔轉(zhuǎn)鼓螺旋輸送離心機，其特征在于，所述密封圈(31，39)是軸承密封圈。
3.如權(quán)利要求1或2所述的無孔轉(zhuǎn)鼓螺旋輸送離心機，其特征在于，所述至少一個開孔(27，35)是設置在所述轉(zhuǎn)鼓的軸向端壁上。
4.如前面任一權(quán)利要求所述的無孔轉(zhuǎn)鼓螺旋輸送離心機，其特征在于，所述至少一個開孔(27)是設置在所述轉(zhuǎn)鼓(1)的徑向圓周壁上并沿徑向朝外。
5.如前面任一權(quán)利要求所述的無孔轉(zhuǎn)鼓螺旋輸送離心機，其特征在于，所述至少一個外殼(29，37)僅包圍在所述轉(zhuǎn)鼓(1)的所述開孔(27，35)所在的區(qū)域。
6.如前面任一權(quán)利要求所述的無孔轉(zhuǎn)鼓螺旋輸送離心機，其特征在于，所述至少一個外殼(29，37)是設計成環(huán)形的。
7.如前面任一權(quán)利要求所述的無孔轉(zhuǎn)鼓螺旋輸送離心機，其特征在于，所述密封圈(31，39)是布置在所述外殼(29，37)的軸向端壁的內(nèi)圓周表面與所述轉(zhuǎn)鼓(1)的外圓周表面之間。
8.如前面任一權(quán)利要求所述的無孔轉(zhuǎn)鼓螺旋輸送離心機，其特征在于，所述至少一個外殼(29，37)設計成具有一個臺階，并且延伸包圍所述轉(zhuǎn)鼓(1)的臺階(33)。
9.如前面任一權(quán)利要求所述的無孔轉(zhuǎn)鼓螺旋輸送離心機，其特征在于，所述至少一個外殼(29，37)設計成是不旋轉(zhuǎn)的。
10.如前面任一權(quán)利要求所述的無孔轉(zhuǎn)鼓螺旋輸送離心機，其特征在于，所述至少一個開孔(27)設計成連通于所述轉(zhuǎn)鼓(1)的圓錐部分(15)的固體顆粒排出口。
11.如權(quán)利要求10所述的無孔轉(zhuǎn)鼓螺旋輸送離心機，其特征在于，所述液體排出口設計成是一個刮送盤(32)。
12.如權(quán)利要求11所述的無孔轉(zhuǎn)鼓螺旋輸送離心機，其特征在于，所述刮送盤(32)是布置在所述轉(zhuǎn)鼓(1)的鄰接于所述離心空間(23)的腔室(34)內(nèi)。
13.如權(quán)利要求12所述的無孔轉(zhuǎn)鼓螺旋輸送離心機，其特征在于，所述腔室(34)通過至少一個通孔(35)連通于所述轉(zhuǎn)鼓(1)的離心空間。
14.如權(quán)利要求1至9中之任一權(quán)利要求所述的無孔轉(zhuǎn)鼓螺旋輸送離心機，其特征在于，所述開孔中的至少一個設計成為溢流孔(35)形式的液體排出口，所述溢流孔在所述轉(zhuǎn)鼓(1)的與所述固體顆粒排出口相反的端壁上，而且所述至少一個溢流孔(35)被所述外殼之一(37)包圍。
15.如前面任一權(quán)利要求所述的無孔轉(zhuǎn)鼓螺旋輸送離心機，其特征在于，所述密封圈之一(39a)與所述轉(zhuǎn)鼓(1)的軸向端面接觸，而所述密封圈中的另一個(39b)與鄰接于所述轉(zhuǎn)鼓(1)的外壁的圓柱形轉(zhuǎn)鼓頭部(41)接觸。
16.如前面任一權(quán)利要求所述的無孔轉(zhuǎn)鼓螺旋輸送離心機，其特征在于，所述密封圈之一(31)是設置在所述轉(zhuǎn)鼓頭部(41)與所述不轉(zhuǎn)動的刮送盤(32)之間。
17.如前面任一權(quán)利要求所述的無孔轉(zhuǎn)鼓螺旋輸送離心機，其特征在于，所述至少一個外殼(29，37)是設計用于在高于0.5巴的壓力下運轉(zhuǎn)，而且較佳的是可在3到6巴的壓力下運轉(zhuǎn)。
18.如前面任一權(quán)利要求所述的無孔轉(zhuǎn)鼓螺旋輸送離心機，其特征在于，所述密封圈(31，39)的圓周速度可高于30米/秒。
19.如前面任一權(quán)利要求所述的無孔轉(zhuǎn)鼓螺旋輸送離心機，其特征在于，被離心分離的物料的壓力區(qū)域的溫度允許達到高于50℃，而且較佳的是允許達到100℃至160℃。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無孔轉(zhuǎn)鼓螺旋型離心機，其中液體和/或固體物質(zhì)排出口被構(gòu)造成是位于該無孔轉(zhuǎn)鼓螺旋型離心機的一旋轉(zhuǎn)部分上的諸開孔(27，35)，這些開孔被僅僅包圍無孔轉(zhuǎn)鼓螺旋型離心機的轉(zhuǎn)鼓(1)的某些部分的一外殼(29)所覆蓋。為了能使在高壓力下運轉(zhuǎn)，在外殼(29)與無孔轉(zhuǎn)鼓螺旋型離心機的鼓(1)和/或其它旋轉(zhuǎn)零件(轉(zhuǎn)鼓頭部，軸鼓18，41)之間設置多個密封圈(31，39)。
文檔編號B04B1/20GK1564714SQ02819487
公開日2005年1月12日 申請日期2002年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月2日
發(fā)明者H·貝俄, A·蒙肯布施, M·雷齊恩巴赫, M·穆勒 申請人:威斯特伐利亞分離器股份公司