專利名稱：一種用于離心機的軸承裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種對可旋轉轉筒用驅動軸的軸承的解決方案，還涉及對這種軸承的密封。所述可旋轉轉筒是離心機特別是立式刮刀離心機中的一個部件。
背景技術：
這種類型的離心機是一種用來將固體/液體混合物分離成其固體和液體組分的裝置的一個實例。在離心分離，即用來從液體中分離固體組分的一種分離過程期間，該固體/液體混合物旋轉。作用在該固體上和液體上的離心力導致沉積速度增加。與該混合物的固體組分由作用在該顆粒上的重力進行沉積相對比，該固體顆粒在離心力作用下在一個垂直于旋轉軸線的平面中運動離開該旋轉軸線。該顆粒被收集在一個旋轉對稱地安裝在該旋轉軸線周圍的過濾器內。該過濾器大多數(shù)情況下安置在以圓筒方式制成的一個轉筒的套殼內，或者作為替代，該轉筒自身被設計成一個過濾器。該轉筒包含多個液體用通孔，所述液體按照該離心機的靜止機殼方向拋射離開該轉筒的外壁。在離心機內用來分離固體/液體混合物的固體組分的分離過程中發(fā)生下列處理步驟經過一個填充裝置例如填充導管為離心機裝填含有待分離固體顆粒的液體。該液體被輸送到該轉筒內部。在一個進一步步驟中發(fā)生分離該液體和該固體顆粒用的離心分離步驟。在該轉筒外壁內側將該顆粒沉積為餅狀物，而該液體通過在該轉筒內用于此用途的多個孔排出并被收集在圍繞該轉筒的一個容器之中。該濾餅的溶劑殘余物能用一種清洗過程進行清理。將清洗液體噴射在濾餅上。借助于旋轉將該清洗液體從濾餅趕出。出現(xiàn)在該濾餅內的任何溶劑殘余物也由該清洗過程沖洗出去。由于健康原因或生態(tài)原因或者從產品易燃性及其進一步處理能力的觀點看，這種類型的溶劑在許多情況下應該在該濾餅中不可檢測出。在清洗過程之后，從該轉筒外壁內側取出該濾餅，這在該技術領域中被稱作鏟刮。為此用途，一個鏟刮裝置沿著該緩慢旋轉轉筒的內壁運動并取下濾餅。在一種立式刮刀離心機中，濾餅以通過離心機底板孔向下排出的方式離開該離心機空間。接著清理該轉筒外壁內側，因而能除去殘余物層。
從現(xiàn)有技術得知，立式離心機可旋轉轉筒用的軸承裝置包括一根驅動軸，所述驅動軸沿著該可旋轉轉筒的一根基本垂直的旋轉軸線排列。該轉筒包括一個筒轂，而且該筒轂旋轉固定地連接在該驅動軸上并支承著該可旋轉轉筒。一個第一軸承用來承擔通過該轉筒旋轉運動產生的力。至少一個第二軸承用來承擔按照旋轉軸線方向作用的力。該驅動軸用軸頸安裝在該離心機的一個靜止外套部分內，所述靜止外套在下文中應稱作溝槽管。該溝槽管沿著該驅動軸的至少一部分延伸。所述第一和第二軸承被布置在該驅動軸和溝槽管之間。
從現(xiàn)有技術還知道，在該靜止溝槽管和旋轉筒轂之間提供一個間隙。在與該儲存筒轂連接的驅動軸端部處布置傳力軸承。而導向軸承被布置在驅動軸另一端部附近并連接在驅動裝置上。通常將一個“V”型皮帶輪連接到驅動軸的這個端部，并且該皮帶輪支承著由電馬達驅動的“V”型帶。因此該導向軸承位于該驅動軸和溝槽管之間，因而該溝槽管的內徑僅略小于安裝在該驅動軸上的軸承外徑。
隨同該現(xiàn)有技術軸承裝置發(fā)生的一個問題是該軸既承受扭轉應變又承受彎曲應變。此外，該軸還必須承擔通過該儲存轉筒的運動引入該軸的動力。尤其是在速度從700至2,700轉/分范圍內的快速運行離心機情況下，高的交變彎曲應力導致其需要一根足夠尺寸的軸。于是該所需軸徑需要選擇相應大小的軸承，這還使筒轂內徑較大。因此，在多種現(xiàn)有技術解決辦法中必須將多個軸承直接布置在該軸上，這是因為可觀的圓周速度由它們的內徑產生。此外，多個密封件同樣也必須直接或者經過具有最小可能直徑并與該軸一起運動的襯套安置在軸上。由于作為所需允許軸徑的結果的圓周速度增大，在密封件中生成這樣一種高摩擦熱，以致于它甚至不能通過密封件的滑脂潤滑減少到允許數(shù)值，于是密封材料失效。甚至PTFE制成的唇形密封件在滑脂潤滑情況下也只能抵抗最高達250℃的溫度范圍，高于所述范圍就因氧化反應(密封件燒損)而發(fā)生失效。
來自現(xiàn)有技術的該結構解決辦法包括在該軸直接靠近該轉筒的懸架處安置多個密封件，借此保證在該密封件區(qū)域內的圓周速度保持低于允許作為該密封件用最大值的圓周速度。一種解決辦法借助于下述結構限制獲得將多個密封件安排在該軸和一個靜止外套部分，即下文稱之為溝槽管的一個元件之間。該密封件直接靠近該軸承安排，所以待密封的軸區(qū)段被盡可能限制在驅動側軸承和靠近該儲存轉筒懸架的一個或多個軸承之間的區(qū)段。該密封件因此具有使軸承密封防止雜質和密封防止軸承潤滑所需潤滑材料漏出的功能。該潤滑材料借助于在該溝槽管內部的多個潤滑孔輸送到軸承。這些潤滑孔是有缺點的，因為制造它們與高工時和/或高成本相關。尤其是在所用的多根驅動軸總長超過1,000mm的大尺寸離心機情況下，制造多個具有小尺寸的長通道孔從技術觀點而言是復雜的。此外，這些孔必須這樣地設計，以致于能預防在操作中被堵塞，這是因為在某些情況下必須按拆下該儲存轉筒和多個軸承本身以便清理多個潤滑孔。
一個進一步的缺點基于以下事實由于該現(xiàn)有技術實施例間隙，所有種類的雜質均能進入軸承空間。這些雜質尤其是由該離心機卸料時進入該間隙的顆粒以及由沖洗或清洗劑產生。在產品改變時必須沖洗整個離心機空間。離心機內部空間被淹沒，因而塵土、雜質之類能進入該筒轂和溝槽管之間的間隙并留在該處，從而阻塞該旋轉轉筒和溝槽管之間的中間空間。其結果是，不僅在啟動時能因摩擦阻力增大而發(fā)生困難，尤其在硬的晶狀產品情況下還能因工作中的動力而導致把一個產生不被允許的軸承應變的力引入該軸承從而在極端情況下能使軸承有可能失效，而且還能因在工作期間帶離該間隙的污物顆粒而發(fā)生產品污染。該產品污染對于食品工業(yè)和醫(yī)藥產品而言尤其必須充分預防。然而，在根據(jù)現(xiàn)有技術的該結構解決辦法情況下，在該儲存筒轂和溝槽管之間必須存在該間隙。該間隙不可能密封，在一方面是由于上文描述的問題可能發(fā)生而使該儲存轉筒的圓周速度高。在另一方面，密封也不成功，這是因為該儲存轉筒以懸臂方式支撐在該軸上，其結果是該儲存轉筒在工作中受到圍繞其靜止位置的高達幾毫米的偏斜。然而，具有最高性能的唇形密封件在1,000轉/分時只允許最大0.1mm的動態(tài)偏心度。這個偏心度隨著該速度增加而進一步減小，因而在3,000轉/分時僅有0.05mm的最大值能被容許。按照上文所述的論點，這就使該溝槽管和筒轂之間的一個敞開間隙不能避免目前的結構方式。
該雜質的一個進一步問題由能影響軸承座，即該溝槽管、軸承、密封件以及用于緊固和對中的連接零件的總體，全部零件的腐蝕而得到體現(xiàn)，更具體而言，當這種類型的雜質造成阻塞時在不從該驅動軸拆下該轉筒或者甚至該軸承座的情況下不可接近檢修。在作用于強酸性或堿性范圍的工作介質時該腐蝕還能影響該軸承的多個密封件，從而還能影響該密封件持久工作，借此不能確保該軸軸承的長期密封。PTFE密封件被公認地說成具有足夠的抗化學物質性能，但是與化學活潑物質結合的磨蝕顆粒，在摩擦力因圓周速度大而升高的情況下，尤其是當這種類型的高度活潑物質持久地作用在該密封件上超過一個較長時期時對于任何密封件呈現(xiàn)出一種高應變。
因此從該現(xiàn)有技術得知在該圓筒筒轂和軸承座之間的間隙中提供多個沖洗噴嘴。由于在該軸承座的可提供空間受到限制，這些沖洗噴嘴的安置是困難的。此外，該沖洗噴嘴能因雜質造成的堵塞而變成無法使用，因而在此之前陳述的所有問題也能隨這種改進解決辦法發(fā)生。由于上文所述原因，在該筒轂和軸承座元件之間的中間空間的沖洗和/或浸漬是不利的，這是因為該間隙不易接近清理并進行隨后的檢驗，因此必須提前考慮相對較長的修理時間。對于要被使用在例如醫(yī)藥工業(yè)或食品工業(yè)中的產品而言，產品改變只有在能證實處理該產品的設備中沒有以前批料或其它雜質的蹤跡能被探測出時方能進行。因此，能在其中累積這種產品殘余物和/或雜質的間隙應盡可能避免。如果由于結構原因不可能免去這種類型的間隙，如同該離心機先前實例所示，就必須根據(jù)用于醫(yī)藥產品或醫(yī)藥產品前身階段的規(guī)程借助于一種模擬該間隙中實際關系的分析過程，例如用探測雜質濃度和/或成分的方法來驗證該間隙的完全清理。例如，在這種類型的試驗系統(tǒng)中，從定界該間隙的表面之一取出樣品并經過實驗室分析確定純凈度。
在不完全拆散根據(jù)該現(xiàn)有技術實施例離心機的轉筒和軸承座情況下這種類型的分析實際上是不可能的。該軸承座的結構按照在超臨界速度范圍工作并多次通過該驅動軸的臨界速度范圍期間的機械應變進行預調。因此，確保工作中所需的運行平穩(wěn)度需要最大可能小心地拆散該軸承座和轉筒。一種新產品用的總重新裝配時間，包括先前所述的清理和分析，如果不是構成該循環(huán)時間的主要部分也構成其相當大的部分，尤其在必須離心分離小批量的多個各自不同類型產品時是如此。因此，該離心機長期保持在一種不生產的非工作狀態(tài)，這導致相當大的成本浪費。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的一個目的是隔離在該圓筒筒轂和軸承座之間的中間空間，從而阻止雜質進入該中間空間。
本發(fā)明的一個進一步目的是減少作用在該軸上的力組成部分。
該目的由權利要求1的特征部分來滿足。根據(jù)權利要求1的圍繞旋轉軸線布置的離心機轉筒用軸承裝置包括該一個轉筒，所述轉筒經過一個筒轂和經過轉筒的一個懸架旋轉固定地連接到一根驅動軸上，所述驅動軸連接在一個驅動裝置上并在一個軸承座內延著旋轉軸線延伸。
所述轉筒這樣地支撐在該軸承座內以致于由動力產生的支承力基本上與該驅動軸分離。
在工作狀態(tài)多個靜態(tài)和動力作用在該驅動軸上。所述動力包括隨時間變化的力。然而，該不平衡力還能經受由作業(yè)造成的改變，這尤其能具有下述原因。在逐漸分離固體/液體混合物時一個濾餅沉積在該轉筒內，而且不能期待該濾餅總是均勻地分布在該轉筒的整個圓周上。因此該濾餅的質量中心通常不位于該轉筒的對稱軸線即該驅動軸的旋轉軸線處。如同下述優(yōu)選實施例中將會描述的那樣，這個動力，即通常隨沉積程度增加而加大的隨時間變化力，同樣經過多個軸承引入該溝槽管，致使該驅動軸不必承擔這個力。
根據(jù)一個用于該軸承裝置的優(yōu)選實施例，為了密封在該軸承座和該筒轂之間的間隙提供一個密封件。
根據(jù)一個優(yōu)選實施例，為了承擔由該轉筒的旋轉運動產生的所述動力為該軸承裝置提供至少一個第一軸承，為了引導該驅動軸提供至少一個第二軸承。
根據(jù)一個優(yōu)選實施例，所述軸承裝置包括該軸承座和一根同軸地布置在該驅動軸周圍的溝槽管。至少一個所述軸承被安排在該溝槽管和筒轂之間。
根據(jù)一個用于該軸承裝置的優(yōu)選實施例，所述筒轂經過該轉筒的懸架旋轉固定地安裝在所述驅動軸的一個第一端部。至少所述第二軸承安排在該驅動軸或溝槽管上的一個第二端部附近，并且該第二端部能連接在一個驅動裝置上。
根據(jù)一個用于該軸承裝置的優(yōu)選實施例，所述驅動軸沿著基本垂直的旋轉軸線進行布置。特別是所述驅動軸具有從10至300mm范圍的軸徑，所述軸徑更準確地說處于10和150mm之間，優(yōu)選在50至150mm范圍內，并且所述驅動軸具有從400至1,500mm的長度，特別是400至1,000mm，更準確地說是500至800mm，優(yōu)選為600至700mm，且所述轉筒的直徑處于從300至2,500mm范圍內，特別是達到300至2,000mm，優(yōu)選處于從400至1,600mm范圍內。
由于該軸承裝置，該支承轉筒的多個水平力和不平衡力由該溝槽管承擔。該驅動軸實質上能設計成用來承擔在該離心機開啟和關閉時由驅動裝置引入的扭轉力，其結果是能發(fā)現(xiàn)該驅動軸的尺寸具有小得多的軸頸，以致于相對于原先軸頸而言能減小為最高達三分之一。
由于所述軸頸減小，產生一根較小直徑的溝槽管以及較低的圓周速度，這在一方面有助于軸承使用壽命增加，另一方面顯著減小在該溝槽管、驅動軸和/或筒轂上的待密封靜止和活動跑合面之間的圓周速度，從而產生全新的軸承裝置。
所述筒轂支撐在該溝槽管上，這不是最不重要地導致該筒轂運行性能的改善，因為該筒轂能在該溝槽管全長范圍內支撐在其上，借此確保該筒轂的導向。借助于筒轂在溝槽管內的這種支承，該筒轂沿其總長被支承。這種支承具有的后果為在該筒轂和溝槽管之間能獲得明顯較高的公差，因而該筒轂和溝槽管之間間隙的密封完全成為可能。這種支承能由于免除該筒轂的懸臂支承而增加筒轂的運轉平穩(wěn)度。
所述的外徑減小還能導致該圓周速度的降低，從而減少在工作狀態(tài)生成的摩擦熱，借此能使用多個唇形密封件來密封該間隙。該轉筒的轉數(shù)處于500至3,000轉/分范圍內。從750至1,600轉/分的范圍尤其優(yōu)選，并且認為常態(tài)軸承潤滑對于最高達900轉/分是足夠的，而油潤滑軸承能用于900轉/分以上的場合。
根據(jù)一個用于該軸承裝置的優(yōu)選實施例，所述間隙至少從所述第一軸承延伸至第二軸承。
根據(jù)一個用于該軸承裝置的優(yōu)選實施例，所述轉筒包括至少一個布置在該間隙附近并用于輸送出所述濾餅的排出孔，并且能用該密封件阻止灰塵和/或顆粒和/或飛沫和/或氣體的滲透。
根據(jù)一個用于該軸承裝置的優(yōu)選實施例，可通過溝槽管內的孔實施軸承潤滑，所述溝槽管可被連接在位于所述離心機轉筒外側的潤滑材料供應裝置上。
根據(jù)一個用于該軸承裝置的優(yōu)選實施例，密封件被布置在活動跑合面與相對設置的固定跑合面之間，所述活動跑合面在筒轂的套殼表面上形成，而所述固定跑合面在所述溝槽管的套殼表面上形成。
根據(jù)一個用于該軸承裝置的優(yōu)選實施例，至少一個所述密封件被制成軸密封件和/或唇形密封件和/或圓周密封件。
根據(jù)一個用于該軸承裝置的優(yōu)選實施例，所述唇形密封件被布置在筒轂的外套殼表面周圍。
根據(jù)一個用于該軸承裝置的優(yōu)選實施例，所述密封件與所述活動跑合面的接觸表面處的工作狀態(tài)圓周速度在脂潤滑情況下低于100m/s，尤其是低于75m/s，更準確地說是低于50m/s，優(yōu)選低于40m/s，和/或在干運行狀態(tài)下達到10m/s的最大值，尤其是5m/s的最大值，優(yōu)選是1m/s的最大值。
根據(jù)一個用于該軸承裝置的優(yōu)選實施例，設置惰性化裝置用于在被密封件封閉的筒轂內側空間中生成和保持惰性氣體氣氛。
尤其是能提供一種具有前述軸承裝置實施例之一的立式離心機。垂直定位的離心機特別適用于介質批量小并且頻繁改變產品計劃書的情況，而水平定位的過濾刮刀離心機優(yōu)選用于在持久作業(yè)中恒定產生的懸浮液通過量高的場合。過濾離心機的應用領域覆蓋顆粒尺寸從0.1至10,000μm，尤其是1至5,000μm，優(yōu)選1至1,000μm的寬廣范圍。待離心分離的懸浮液更具體而言具有大于10％，優(yōu)選大于20％，具體而言大于25％的固體含量。
這種類型的密封問題隨同具有頂排出和底排出兩者的立式離心機一起發(fā)生，因為濾餅材料是小而輕的顆粒例如細粉末或乳劑之類，總是能運動到該儲存筒轂和驅動軸的溝槽管之間的間隙內。


下面結合附圖對本發(fā)明進行更加詳細地描述，其中圖1示出了一種現(xiàn)有技術離心機用的軸承裝置；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的離心機用的軸承裝置的截面圖；圖3示出了圖2所示的軸承裝置的詳圖；圖4是帶有驅動裝置的根據(jù)本發(fā)明的立式離心機的總體視圖。
應該預先指出，大于100的附圖標號屬于現(xiàn)有技術中已經披露的實施例。
具體實施例方式
在圖1所示的現(xiàn)有技術的優(yōu)選實施例中，軸承裝置包括通過懸架121旋轉固定地連接在驅動軸103上的轉筒101。懸架121位于該驅動軸的第一端部110，所述第一端部在這個實施例中呈圓錐形。選擇圓錐形是為了使由切口效應導致產生的驅動軸103的削弱現(xiàn)象盡可能地小。驅動軸103的每個直接直徑轉變被稱作在載荷作用下導致產生局部載荷峰值的削弱現(xiàn)象，而且這些載荷峰值與切口效應相對應。該驅動軸不僅必須承擔轉筒101的總載荷以及扭轉力，還要承擔由于該轉筒和/或驅動軸103自身的旋轉運動產生的動力。這些動力將能夠導致疲勞失效的周期性波動交變彎曲應力引入該軸，而且已公知這種類型的疲勞失效通常始于結構切口例如具有較小轉變半徑的軸肩。懸架120用緊固元件138進行緊固以防旋轉。緊固元件借助蓋進行定位。該驅動軸可借助圖中未以更詳細形式顯示的驅動裝置112圍繞其旋轉軸線106進行旋轉。因此驅動軸103的旋轉能夠經過轉筒101的懸架121傳送到筒轂102上和/或經過肋條結構126傳送到該轉筒的套殼上。于是將轉筒121制成旋轉對稱構件，其旋轉軸線與該驅動軸的旋轉軸線106重合。驅動軸103通過軸頸安裝在軸承座122中，該軸承座中除軸承107，108，109之外還包括溝槽管104。軸承座122還包括密封件118，在所示實施例中有三個順序布置的軸密封件。密封件118被容納在接收裝置120中，所述接收裝置通過螺紋連接件130被緊固該溝槽管上。接收裝置120被設計成一系列凸緣，這些凸緣各自容納一個軸密封件，以至于在組裝時該凸緣能無間隙地相互重疊，并能借助于終端元件131和/或多個襯套元件相對于能位于間隙113內的雜質進行密封。該密封作用還包括相對于進入到潤滑材料間隙113的排出物進行密封，所述潤滑材料用于對軸承進行潤滑。可在多個凸緣之間和/或凸緣與終端元件131或襯套元件133之間設置多個密封元件例如“O”形圈。旋轉固定地連接在驅動軸103上的連接元件134上設有一個跑合面，該跑合面的表面質量這樣地進行設計，以致于被設計成軸密封件的密封件118能在該表面上滑動而且不被摩擦熱以一種不允許的方式進行加熱。由于在該連接元件134上制造該跑合面比在驅動軸自身上布置該跑合面能簡單得多和成本更有效，因此在該連接元件134上布置該跑合面是有利的。然而，必須提供連接元件134用的定位裝置135，該定位裝置允許將連接元件134固定在該驅動軸上。對這個連接元件的形狀和位置公差要求很高，這是因為一方面必須保證在該驅動軸與連接元件134之間沒有中心偏移發(fā)生從而保證密封件的密封效果，并且保證不允許的加壓壓力不作用在該密封件的任何位置，因為這樣可能會導致密封效果下降和/或該密封件過熱。在另一方面，連接元件134的質量分布可這樣形成，以致于質心在驅動軸106的旋轉軸線上，從而使得沒有動力，尤其是沒有非平衡力被引入該軸。所需的制造精度導致整個軸承座變得更加昂貴。
另外，還必須提供一種進行清理的可能性，以便周期性地清理間隙113中的雜質或者借助于一種可連續(xù)使用的沖洗過程來阻止雜質進入間隙113。在所示實施例中，示出了一種設計成管136的清洗劑用進料口，清洗劑通過所述進料口被引入到布置在軸承座122內接收裝置120與終端元件131之間的周邊孔137中。還需要多個附加密封元件132來密封周邊孔137，從而避免清洗劑滲入軸承區(qū)域中。在終端元件131內布置多個圖中未示出的噴嘴，致使該清洗劑能夠排入間隙113中。
代替進行周期性清洗，還可采取措施通過所述的管136和周邊孔137借助于多個噴嘴將惰性氣體連續(xù)引入到間隙113中。用惰性氣體連續(xù)沖洗該間隙，致使雜質隨該沖洗氣流一起離開間隙113。當反應性介質進行離心分離因而存在所不需要的化學反應甚至爆炸危險時，采用這種變型。
如圖2所示的根據(jù)本發(fā)明的軸承裝置的實施例包括離心機尤其是底部卸料的立式離心機的轉筒1，所述轉筒1通過筒轂2以及通過該轉筒的懸架21可旋轉地進行布置在驅動軸3上，所述驅動軸連接在驅動裝置12上并沿著軸承座4，7，8，9，20，24內的旋轉軸線6進行延伸。在驅動側的筒轂2與軸承座4，7，8，9，20，24之間設置用于密封軸承座4，7，8，9，20，24與筒轂2之間的間隙13的密封件18，19。
在圖2和圖3示出的優(yōu)選實施例中，軸承裝置包括轉筒1，該轉筒通過懸架21旋轉固定地連接在驅動軸3上。懸架21位于該驅動軸的第一端部10，在這個實施例中所述第一端部具有圓柱形肩部。該懸架借助于鍵旋轉固定地連接在驅動軸3的第一端部10上。優(yōu)選選擇鍵連接，這是因為鍵連接在制造中費力小，因而能更加經濟有效地進行生產。由于如同上文所述，該轉筒的動力和/或準靜力與由驅動裝置引入驅動軸的扭轉力分離，該驅動軸充其量只受到相對于扭轉力而言不重要的交變彎曲應力，從而能夠消除結構切口產生不允許的應變。因此，在該驅動軸的設計方面產生出經濟有效的替代結構，由于例如通過現(xiàn)有技術公知的方法會產生驅動軸聯(lián)合應變，因此所述替代結構曾經是不可提供的。另一種可選方式是，可以將儲存轉筒1的懸架21的支座構造成具有例如在現(xiàn)有技術實施例中曾經披露的圓錐形形狀。選擇圓錐形是為了使由切口效應造成的驅動軸3削弱現(xiàn)象盡可能小。該驅動軸必須容許承受轉筒1的總載荷、扭轉力以及由于在該驅動軸的質心不位于該旋轉軸線上時驅動軸3自身的旋轉運動而產生的各種動力。這些動力將能夠導致疲勞失效的周期性波動交變的彎曲應力引入該驅動軸，而且已公知這種類型的疲勞失效通常始于結構切口內。因此，一種具有用來接收該轉筒懸架21的圓錐形驅動軸部分的變型尤其適用于大型離心機，在所述大型離心機中驅動軸3的重力相對于扭轉力而言不能被忽略。懸架21借助于類似于圖1所示實施例的緊固元件進行緊固以防旋轉。通過蓋對該緊固元件和轉筒1的懸架21進行定位。
該驅動軸可借助于圖中沒有更詳細示出的驅動裝置12圍繞其旋轉軸線6進行旋轉。特別是電馬達被設置用作驅動裝置12并且能直接通過凸緣安裝在該驅動軸上，或者另一種可選方式是，可借助傳送設備尤其是帶式驅動機構11連接在驅動軸3上。因此，驅動軸3的旋轉能夠通過轉筒1的懸架21被傳送到筒轂2上和/或通過肋條結構26被傳送到轉筒1的套殼27上。因而轉筒1被制成旋轉對稱的構件，其旋轉軸線基本上與該驅動軸的旋轉軸線6重合。驅動軸3通過軸頸安裝在軸承座22中，所述軸承座除了軸承7，8，9之外還包括溝槽管4。
軸承7，8，9的布置與現(xiàn)有技術顯著不同，這是因為根據(jù)圖2或圖3所示的離心機轉筒用軸承裝置可旋轉地圍繞旋轉軸線6進行布置，其中轉筒1通過筒轂2并且通過該轉筒的懸架21被旋轉固定地連接在驅動軸3上，沿軸承座4，7，8，9，20，24內的旋轉軸線6進行延伸的驅動軸3連接在驅動裝置12上，由此轉筒1被支撐在軸承座4，7，8，9，20，24內，從而使得由動力造成的支承力基本上與驅動軸3分離。在本實施例中，兩個軸承7，8因此被布置在溝槽管4與筒轂2之間。在此盡可能地將軸承7，8附接在驅動軸3的第一端部10附近，從而確保旋轉儲存轉筒1獲得最大可能的運行平穩(wěn)性。由該轉筒的運動生成的動力經過軸承7，8被引入溝槽管4。尤其是這些動力被理解為不平衡力。這些不平衡力在該離心機啟動和關閉階段隨時間而變化。在該離心機穩(wěn)定運行期間，該不平衡力由于轉筒1的非旋轉對稱質量分布而能夠出現(xiàn)周期性波動，并且能夠由于該離心機的重新加載而改變。周期持續(xù)時間與該驅動軸旋轉一圈相對應。除了由于已分離材料在轉筒1的套殼27上的不均勻分布和/或由于通過該轉筒的套殼27內的多個孔的不均勻液體排放而導致的這些周期性波動的不平衡力之外，隨時間變化的不平衡力還可作用在軸承上。然而，所有這些作用力現(xiàn)在已不再由驅動軸3承受。能夠使用外徑比現(xiàn)有技術中相同結構和相同尺寸離心機可能的外徑小得多的驅動軸3實現(xiàn)這一優(yōu)點。
軸承9實質上是導引軸承并且用來將徑向力引入溝槽管4，所述徑向力由筒轂2的運動而產生。軸承9還有利地布置在筒轂2和溝槽管4之間。
軸承座22進一步包括密封件18，且軸密封件被布置從而與在所示實施例中的間隙13的入口孔盡可能地近，以至于能夠相對于通過該入口孔進入間隙13的雜質密封軸承9。密封件18被布置在固定跑合面17和活動跑合面14之間，所述固定跑合面是溝槽管4的一部分，而所述活動跑合面被制成筒轂2的一部分或者被制成旋轉固定地連接在筒轂2上的襯套元件28。位于上游并且來自濾餅5的顆粒仍自由地容易接近的間隙13部分可由被制成唇形密封件19的另一個密封件進行密封，由此對于要被運送離開該轉筒的濾餅來說看來似乎完全沒有間隙出現(xiàn)。唇形密封件19被接收在接收裝置20內，所述接收裝置通過螺紋連接件29被緊固在溝槽管上。接收裝置20特別是被制成管的一部分或者被制成套管的一部分，所述管或套管內設置凹槽用以接收至少一個唇形密封件19。該凹槽用作唇形密封件19的保持器，且?guī)в行纬晒潭ㄅ芎厦?6的凹槽底面，唇形密封件19的唇位于固定跑合面16上。這樣地進行接收裝置20的組裝，從而使得該接收裝置借助于螺紋連接件被直接附接在溝槽管4上或者經過凸緣連接件23被直接附接在溝槽管4上。間隙13由兩個密封件18，19進行密封阻止雜質。密封件19有利地在襯套元件28的外側形成，所述襯套元件被旋轉固定地連接在筒轂2上?；顒优芎厦?5在密封件19與襯套元件28之間進行延伸，以使得密封件19可在該活動跑合面15上滑動。將密封件18和19布置在襯套元件28的相對設置的側面上的優(yōu)點是由于以下事實即在這兩個密封件之間形成迷宮狀通道。通過該唇形密封件的任何個別污物顆粒因此均已被捕獲在該迷宮狀通道之中，從而使得它們甚至不能到達密封件18。因此，該迷宮狀通道提供一定的密封效果。設置襯套元件28是因為它允許簡單地形成活動跑合面14，15。尤其是對于小型離心機而言，至少密封件18也能直接設置在溝槽管4與筒轂2之間，這是因為在該低圓周速度處產生的摩擦熱太小以致不能實現(xiàn)對該密封件的不被允許的加熱，所以也不必要求活動跑合面14，15的那種高表面質量。
因此，一種包括位于多個凸緣之間和/或位于凸緣和終端元件131或襯套元件133之間的多個密封元件132(見圖1)的復雜和/或昂貴的結構，例如在現(xiàn)有技術中描述的結構已經變得過時。由于密封件18，19可被布置在該間隙入口處，因此也就不再需要連接構件134，該連接構件被旋轉固定地連接在驅動軸103上并且配有活動跑合面，所述活動跑合面同樣需要高表面質量，從而使得設計成軸密封件的密封件118能夠在該表面上滑動并且不會由于摩擦熱而以一種不允許的方式加熱太多。
根據(jù)圖2或圖3所示的實施例，借助于可連續(xù)使用的沖洗過程，對于周期性清洗間隙13雜質或阻止雜質運動進入間隙13而言不再需要提供清理可能性。由于力分離并且因而導致驅動軸3和溝槽管4的直徑減小，密封件能夠被布置在該間隙入口處，由此待輸送出的該濾餅的顆粒能不再“看見”間隙13，從而可以預防該軸承裝置的任何污染風險。
由于在工作期間和組裝狀態(tài)下沒有雜質能進入間隙13，借助多個噴嘴通過圖1所示出的管136和周邊孔137將隋性氣體連續(xù)引入間隙113以便用該惰性氣體連續(xù)沖洗該間隙致使雜質隨沖洗氣流輸送離開間隙113，因此這種變型也變成多余的。因此，根據(jù)本發(fā)明的離心機能在沒有上述復雜和/或昂貴沖洗的情況下用于反應性和/或爆炸性介質，這是因為只要該密封件功能因該軸承裝置區(qū)域的密封而得到保證，所不需要的化學反應甚至爆炸的危險就不再存在。該密封件相對易于進行檢查，由此該離心機的維修也得到簡化。
圖4示出一臺立式離心機的軸承裝置的總體視圖。在本實例中，儲存轉筒1被顯示處于未加載狀態(tài)。在該儲存轉筒的表面上示出多個液體用排出孔，所述液體因離心作用而通過排出孔離開該轉筒，并且能夠被收集在圍繞轉筒1布置的外殼中。轉筒1包括筒轂2，所述筒轂借助于根據(jù)本發(fā)明的軸承裝置被支撐在溝槽管4上。驅動軸3被旋轉固定地連接在轉筒1上并由用作驅動裝置的電馬達通過“V”形帶傳動機構而受到驅動。在一個未示出的變型中該“V”形帶傳動機構可以免去。在本實例中，該驅動馬達借助凸緣連接件被直接連接在驅動軸3上。
附圖標號列表1.轉筒2.筒轂3.驅動軸4.溝槽管5.濾餅6.旋轉軸線7.軸承8.軸承9.軸承10.驅動軸第一端部11.驅動軸第二端部12.驅動裝置13.間隙14.活動跑合面15.活動跑合面16.固定跑合面17.固定跑合面18.軸密封件19.唇形密封件20.接收裝置21.懸架22.軸承座23.凸緣連接件24.凸緣
25.連接裝置26.肋條結構27.套殼28.襯套元件29.螺紋連接件現(xiàn)有技術的附圖標號列表(圖1)101.轉筒102.筒轂103.驅動軸104.溝槽管105.濾餅106.旋轉軸線107.軸承108.軸承109.軸承110.驅動軸第一端部111.驅動軸第二端部112.驅動裝置113.間隙114.活動跑合面115.活動跑合面116.固定跑合面117.固定跑合面118.軸密封件
119.唇形密封件120.接收裝置121.懸架122.軸承座123.凸緣連接件124.凸緣125.連接裝置126.肋條結構127.套殼130.螺紋連接件131.終端元件132.密封元件133.襯套元件134.連接元件135.連接元件用定位裝置136.通道137.周邊孔138.緊固元件139.蓋
權利要求
1.一種用于離心機轉筒(1)的軸承裝置，所述轉筒(1)可旋轉地圍繞旋轉軸線(6)進行布置，并且通過筒轂(2)且通過轉筒(1)的懸架(21)被旋轉固定地連接在驅動軸(3)上，所述驅動軸與驅動裝置(12)相連并且在軸承座(4，7，8，9，20，24)內沿旋轉軸線(6)進行延伸，其特征在于，轉筒(1)被支撐在軸承座(4，7，8，9，20，24)上，從而使得由動力產生的支承力基本上與驅動軸(3)分離。
2.根據(jù)權利要求1所述的軸承裝置，其特征在于，設置密封件(18，19)用于對軸承座(4，7，8，9，20，24)與筒轂(2)之間的間隙(13)進行密封。
3.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的軸承裝置，其特征在于，設置至少一個第一軸承(7，8)用于接收由所述轉筒的旋轉運動產生的動力，且設置至少一個第二軸承(9)用于引導驅動軸(3)。
4.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的軸承裝置，其特征在于，軸承座(4，7，8，9，20，24)包括圍繞驅動軸(3)同軸布置的溝槽管(4)，而且軸承(7，8，9)中的至少一個被布置在溝槽管(4)和筒轂(2)之間。
5.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的軸承裝置，其特征在于，筒轂(2)通過轉筒(1)的懸架(21)被旋轉固定地緊固在所述驅動軸的第一端部(10)上，而至少所述第二軸承(9)被布置在所述驅動軸或溝槽管(4)上的第二端部(11)附近，且第二端部(11)能夠與驅動裝置(12)相連。
6.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的軸承裝置，其特征在于，驅動軸(3)沿著基本垂直的旋轉軸線(6)進行布置，特別是所述驅動軸具有從10至300mm范圍的軸徑，所述軸徑更準確地說處于10和150mm之間，優(yōu)選在50至150mm范圍內，并且所述驅動軸具有從400至1,500mm的長度，特別是400至1,000mm，更準確地說是500至800mm，優(yōu)選為600至700mm，且所述轉筒的直徑處于從300至2,500mm范圍內，特別是達到300至2,000mm，優(yōu)選處于從400至1,600mm范圍內。
7.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的軸承裝置，其特征在于，所述間隙(13)至少從第一軸承(7，8)延伸至第二軸承(9)。
8.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的軸承裝置，其特征在于，所述轉筒(1)包括至少一個位于間隙(13)附近并且用于輸送出所述濾餅的排出孔，并且能夠利用密封件(18，19)阻止灰塵和/或顆粒和/或飛沫和/或氣體的滲透。
9.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的軸承裝置，其特征在于，可通過溝槽管(4)內的孔實施軸承潤滑，所述溝槽管可被連接在位于所述離心機轉筒(1)外側的潤滑材料供應裝置上。
10.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的軸承裝置，其特征在于，密封件(18，19)被布置在活動跑合面與相對設置的固定跑合面(16，17)之間，所述活動跑合面在筒轂(2)的套殼表面上形成，而所述固定跑合面在所述溝槽管的套殼表面上形成。
11.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的軸承裝置，其特征在于，至少一個密封件(18，19)被制成軸密封件和/或唇形密封件和/或圓周密封件。
12.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的軸承裝置，其特征在于，所述唇形密封件被布置在筒轂(2)的外套殼表面周圍。
13.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的軸承裝置，其特征在于，所述密封件與所述活動跑合面的接觸表面處的工作狀態(tài)圓周速度在脂潤滑情況下低于100m/s，尤其是低于75m/s，更準確地說是低于50m/s，優(yōu)選低于40m/s，和/或在干運行狀態(tài)下達到10m/s的最大值，尤其是5m/s的最大值，優(yōu)選是1m/s的最大值。
14.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的軸承裝置，其特征在于，設置惰性化裝置用于在被密封件(18，19)封閉的筒轂(2)內側空間中生成和保持惰性氣體氣氛。
15.一種具有根據(jù)前述權利要求中任一項所述的軸承裝置的立式離心機。
全文摘要
在一種圍繞旋轉軸線(6)布置的離心機轉筒(1)的軸承裝置中，所述轉筒(1)通過筒轂(2)且通過轉筒(1)的懸架(21)被旋轉固定地連接在驅動軸(3)上，所述驅動軸與驅動裝置(12)相連并且在軸承座(4，7，8，9，20，24)內沿旋轉軸線(6)進行延伸。轉筒(1)被支撐在軸承座(4，7，8，9，20，24)上，從而使得由動力產生的支承力基本上與驅動軸(3)分離。
文檔編號B04B15/00GK101062489SQ20071010088
公開日2007年10月31日 申請日期2007年4月24日 優(yōu)先權日2006年4月25日
發(fā)明者L·斯特芬, S·M·O·L·施奈德, G·布什 申請人:弗魯姆股份公司