CN101466473A - 带有直接驱动装置的分离器 - Google Patents
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Abstract
一种分离器(1)，包括：一具有一垂直旋转轴线(D)和一用于待处理分离物的输入管的离心滚筒(2)；一用于离心滚筒的驱动主轴(3)，它可旋转地支承在一弹性支承在机架(8)的壳体(6)内；和一带一驱动电机(11)的驱动装置，该驱动电机具有一定子(12)和一电机转子(13)，它与驱动主轴(3)同心，所述定子(12)与机架(8)刚性连接，以及，所述电机转子(13)、驱动主轴(3)、离心滚筒(2)和壳体(6)构成一弹性支承在机架(8)上的在运行时振动的单元，其中轴承装置设置在驱动电机(11)和滚筒(1)之间。
Description
技术领域
本发明涉及一种按权利要求1前序部分的分离器。
背景技术
由现有技术已知这种类型的适合于工业应用的、特别是连续运行的分离器。
在已知系统中存在滚筒、驱动主轴和驱动电机刚性连接成一个结构单元的结构，然后它作为整体弹性支承在一机架上。FR 1 287 551、DAS 1057979和DE 4314440 C1公布了一种现有技术的例子。缺点是，这种结构体积较大并必须用振动技术带动大的质量。
DE 2005001539U1表示一种具有皮带传动装置的分离器。
对于工艺更陈旧的背景技术还应提到CH 329841、CH 107681、US 2040351和WO 99/42221 A1。
发明内容
本发明的目的是，走另一途径并实现结构紧凑和可经济地制造的分离器，然而这里可以实现电机区与轴承区或者说轴承腔的隔离。
本发明通过权利要求1的内容实现此目的。
按照本发明，定子与机架刚性连接，电机转子、驱动主轴、离心滚筒和尤其是壳体构成一弹性支承在机架上的在运行中振动的单元，用于驱动主轴的整个轴承装置设置在驱动电机和滚筒之间。
因为定子直接支承在机架上，电机转子直接装在驱动主轴上。可实现只用少量构件的特别紧凑的立式结构形式。
轴承装置按照本发明设置在驱动电机和滚筒之间，使得可实现轴向短的结构形式，但其中轴承区和电动机在结构上这样分开或者可分开，使轴承装置的润滑可与电动机分开，这在电动机设置在一轴颈轴承和一立轴承之间的布置时不是这种情况。然而电动机仍在可用其定子直接支承在机架上。
由DE 596402A、DE 545120A和GB 368247虽然已知这样的措施，即定子直接支承在机架上和电机转子直接装在驱动主轴上。但是因为这里轴承在轴向设置在电动机区域内或者因为轴承位于电动机轴向两侧，电动机区域与轴承不能分开。只有按本发明的结构才带来这种优点。
振动单元特别是设计成这样，使特别是精确运动的旋转中心在轴向和径向位于转子或者该电机转子的中心点上或离中心点不远，使电机转子不再能在机器壳体内自由旋转。这样确保，特别是在运行时电机转子和滚筒之间不会出现接触。
通过这个措施使分离器的驱动装置设计成这样，即通过本发明的结构造成的定子和电机转子之间的相对运动减小到最小，使电机转子可以设置在振动系统内，而定子设置在不振动的机架内/上，这使得可以实现特别紧凑和经济的结构形式。此外系统的振动质量保持为很小，因为只有电机转子参与振动。
振动技术方面的调谐最好设计成“超临界的”，使得由滚筒、驱动主轴和电机转子组成的振动系统设计成具有低的固有共振频率，支承在一超级套(Ultrabuchsen)内，其中固有共振频率远低于滚筒通常的运转转速范围。其优点在于，系统在运行时以只有很小的偏移比较稳定地运行，因为在起动时在滚筒比较低的转速情况下已经通过共振频率。
电机转子特别优选直接与驱动主轴旋转固定地连接或与它做成一体。因此可以取消加长结构的元件如联轴器。此外还进一步降低制造成本。
优良的结构由从属权利要求得到。
附图说明
下面借助于一个实施例参照附图详细说明本发明。附图表示：
图1示意表示的本发明第一种分离器的剖视图；
图2示意表示的本发明第二种分离器的剖视图；和
图3示意表示的本发明第三种分离器的局部剖视图。
具体实施方式
图1表示一带一具有垂直旋转轴线D的离心滚筒2的分离器1，离心滚筒被一罩壳结构17包围。离心滚筒2装在一驱动主轴3上。它用在这里包括一轴颈轴承(上部的轴承)4和一立轴承(下部的轴承)5的轴承装置可旋转地支承在一壳体6内。这里轴颈轴承4例如有两个滚动轴承。也可以考虑只带一个滚动轴承作为轴颈轴承4的其他结构(这里未画出)。
以剖视图表示在轴承盖32下方的驱动装置区。在滚动和外罩区域内未画出主轴3。
一输入管—这里是输入管18—使得可以向滚筒输入液体，在滚筒内最好安装一碟形组件并最好设计成用于连续运行(这里未画出)。
壳体6借助于弹性元件，尤其是借助于超级套7，支承在机架8上。这里在壳体6的法兰9和机架8的上壁10之间沿圆周均布有多个超级套7，其中超级套7的纵轴线L与驱动主轴成一角度布置。驱动主轴3或旋转轴线D和超级套7之间的夹角最好在30°与60°之间。
一带一具有电动机壳体连同定子12或定子绕组和电机转子13的驱动电机11的分离器驱动装置用于驱动。这里驱动电机11有利地没有自己的轴承装置，这使得可以得到经济的结构。轴承装置设置在驱动电机11和滚筒1之间。电机转子13这样简单和优良地相对于驱动主轴3悬伸(fliegend)设置。因此可以令人难以置信地放弃用来实现电机转子13相对于电机定子12刚性定位的、否则在用于分离器的电动机中采用的电动机的独立轴承。
驱动主轴3直接—亦即不用中间连接的元件如联轴器—与电机转子13连接。相反，电动机壳体连同定子12刚性和非弹性地(ungefedert：未装弹簧地)设置在机架8上或支承在它上面。
这样离心滚筒1连同驱动主轴3、电机转子13和壳体6形成一个振动单元，它弹性支承在机架8上，但定子12不属于此单元，因此在电机转子13和定子12之间出现相对运动。
分离器驱动装置设计成这样，使振动系统的旋转中心M(其中在运行时离心滚筒进行进动运动)位于电机转子13轴向和径向的中心点。在理想情况下旋转中心M和中心点—如图1中所示—精确地重合。但是也可以考虑，它们略微相互离开，只要保证，与驱动主轴3一起振动的电机转子13还能在定子12内自由旋转，而不与它接触。
振动系统或者说振动单元的旋转中心M的位置通过超级套7及其布局确定。这里通过超级套7纵轴线L中心点的垂线S分别精确相交于旋转中心M。
通过这个措施使分离器驱动装置设计成这样，使得在运行时定子12和电机转子13之间出现的相对运动减小到最小。
在驱动主轴3的下端上设置一风扇叶轮14，这里空气从下方通过机架上的机架孔15被吸入，它被输送穿过电动机并且在机架8的另一个孔16处被吹出。
为了产生足够的压差，定子12朝机架8那边向下做成密封的，并且输入口或机架孔15定位在驱动主轴3正下方。这样借助于风扇叶轮14方便地实现类似于泵的结构。
风扇叶轮也可以用自身的(小的)的驱动装置驱动，从而实现“外接风扇”，亦即独立的与驱动主轴分开的通风。这种结构的优点在于，通风与电机转子的转速无关，从而确保均匀的冷却。
如果不希望气流，也可以安装用水的冷却装置，如其由水冷式电动机所知的那样。机架便可以相应地密封地设计。
图2表示一种结构，其中机架8中的隔壁19将里面安装驱动电机11的轴向段与安装包括轴颈轴承4和立轴承(Fusslager)5的轴承装置的轴向段隔开。隔壁19延伸到紧靠驱动主轴，但是不与它一起旋转。用来通过驱动电机11吸入空气的机架孔15和用来输出这些空气的机架孔16两者都设置在隔壁下方的机架的下轴向段内。机架8在这个下区段内除了机架孔15和16之外可以做成封闭的。
而轴承装置的润滑系统安装在隔壁上方的区域内(这里未画出)。
图3表示另一种结构，其类型相当于图1和2的视图，它可以借鉴这里未画出的元件，如在这个视图中所示的分离器那样设计。
用于驱动主轴3的轴承装置按图1完全设置在驱动电机11上方。
按图3，在驱动主轴3上安装一杯状套筒21，它与驱动主轴3旋转固定地连接。这里套筒21具有一上部的内部空心的套筒段22和一下部的盘形段23，它与驱动主轴连接并且驱动主轴3向下穿过此段。
轴承壳体6具有一上法兰24和一套筒形的下壳体段25，它穿过机架8上的一顶孔并以其下端嵌入向上开口的套筒21。电动机设置在套筒21下方(这里看不到)。
由于主轴的旋转，在运行时用来润滑轴承装置的轴承4、5的油聚集在套筒21套筒段22的内壳面上。
在套筒段22的上端上形成一向内伸出的环形凸缘26。由此在内部的上凸缘26、套筒段22的内圆周边缘、下部的盘形段23和驱动主轴3之间形成一用来储存润滑剂膜的环形的润滑剂腔28。
一沿径向从轴承壳体6的下套筒段径向向外伸入润滑剂环形腔28的管状凸部或凸起29伸入润滑剂腔28内，该管状凸部或凸起按泵的形式或类似于一不随同旋转的刮盘转变到一用于润滑剂的输出通道30，它首先径向向内，然后在轴承壳体6内向上延伸，并从它里面向外伸出。
借助于刮盘形的凸部29连同设置在后面的输出通道30，在滚筒或主轴3旋转时能够像泵一样在压力作用下将润滑剂从润滑剂腔28中导出并将它例如通过一连接在不旋转的轴承壳体后面的管路31重新回输到轴承装置内，而不产生油雾或溅沫。在管路31内可以连接不同类型的组件，如过滤器20和/或冷却器。通过泵式的作用可以有利地放弃作为配件的独立或外接的泵。但是也可以选择设置一个这种的泵，例如用来输送用于在轴承装置的滚动轴承中润滑的油(这里未画出)。
按图3，也可以不用隔壁19，因为套筒21本身封闭轴承装置的润滑剂区域。
图形标记表
1 分离器 19 隔壁
2 离心滚筒 20 过滤器
3 驱动主轴 21 套筒
4 轴颈轴承 22 套筒段
5 立轴承 23 盘形段
6 壳体 24 法兰
7 超级套 25 壳体段
8 机架 26 凸缘
9 法兰 27 凸缘
10 壁 28 润滑剂腔
11 驱动电机 29 凸起
12 定子 30 输出通道
13 电机转子 31 管道
14 风扇叶轮 L 纵轴线
15 机架孔 D 旋转轴线
16 孔 M 旋转中心
17 罩壳结构 α 夹角
18 输入管
Claims (23)
1.分离器(1)，包括：
a.一具有垂直旋转轴线(D)和一用于待处理分离物的输入管的离心滚筒(2)，
b.一用于离心滚筒的驱动主轴(3)，它借助于一轴承装置可旋转地支承在一壳体(6)内，该壳体弹性支承在一机架(8)上，
c.一带有一驱动电机(11)的驱动装置，该驱动电机具有一定子(12)和一电机转子(13)，它与驱动主轴(3)同心，
其特征为：
d.定子(12)与机架(8)刚性连接，
e.电机转子(13)、驱动主轴(3)、离心滚筒(2)和尤其是壳体(6)构成一弹性支承在机架(8)上的在运行时振动的单元，以及
f.所述轴承装置设置在驱动电机(11)和滚筒(1)之间。
2.按权利要求1所述的分离器，其特征为：分离器驱动装置设计成这样，使振动单元的旋转中心(M)位于电机转子的轴向和径向中心点(M)。
3.按权利要求1或2所述的分离器，其特征为：电机转子(13)直接与驱动主轴(3)旋转固定地连接或与它做成一体。
4.按权利要求1、2或3所述的分离器，其特征为：旋转中心(M)和中心点(M)相互离开这么远，使得与驱动主轴(3)一起振动的电机转子(13)还能在定子(12)内自由旋转，而不与它接触。
5.按上述权利要求之任一项所述的分离器，其特征为：借助于超级套(7)实现在机架(8)上的弹性支承，所述超级套具有一与旋转轴线(D)或驱动主轴(3)成一角度布置的纵轴线(L)。
6.按上述权利要求之任一项所述的分离器，其特征为：超级套(7)与旋转轴线成30°至60°的角度(α)布置。
7.按上述权利要求之任一项所述的分离器，其特征为：通过超级套(7)纵轴线(L)中心的垂线(S)相交于电机转子(13)的中心点(M)。
8.按上述权利要求之任一项所述的分离器，其特征为：轴承装置包括一轴颈轴承(4)和一立轴承(5)。
9.按上述权利要求之任一项所述的分离器，其特征为：在驱动主轴(3)的下端上安装一风扇叶轮(14)。
10.按上述权利要求之任一项所述的分离器，其特征为：风扇叶轮(14)这样设置和设计，即通过该风扇叶轮能够从下方通过机架上的机架孔(15)从机架周围抽吸空气。
11.按上述权利要求之任一项所述的分离器，其特征为：机架具有用于空气流出的另一个机架孔(16)。
12.按上述权利要求之任一项所述的分离器，其特征为：定子朝机架(8)那边向下做成密封的，并且机架孔(15)定位在驱动主轴的正下方。
13.按上述权利要求之任一项所述的分离器，其特征为：驱动电机(11)没有自己的轴承装置。
14.按上述权利要求之任一项所述的分离器，其特征为：电机转子(13)相对于驱动主轴悬伸地设置。
15.按上述权利要求之任一项所述的分离器，其特征为：机架(8)内的隔壁(19)将里面安装驱动电机(11)的轴向段与安装轴承装置的轴向段隔开。
16.按上述权利要求之任一项所述的分离器，其特征为：用于通过驱动电机(11)抽吸空气的机架孔(15)和用于排出空气的机架孔(16)两者都设置在隔壁(19)的下方机架(8)的下部轴向段内。
17.按上述权利要求之任一项所述的分离器，其特征为：机架(8)在隔壁(19)下方的下区段内除了机架孔(15和16)之外做成封闭的。
18.按上述权利要求之任一项所述的分离器，其特征为：轴承装置的润滑在隔壁(19)上方的区域内实现。
19.按上述权利要求之任一项所述的分离器，其特征为：在驱动主轴(3)上安装一杯形的套筒(21)，该套筒与驱动主轴(3)旋转固定地连接，并且驱动主轴(3)向下穿过此套筒。
20.按上述权利要求之任一项所述的分离器，其特征为：套筒(21)具有一内部空心的上套筒段(22)和一下套筒段(23)，该下套筒段与驱动主轴连接，其中轴承壳体(6)具有一嵌入套筒(21)内的套形的下壳体段(25)。
21.按上述权利要求之任一项所述的分离器，其特征为：在套筒段(22)的上端上形成一向内突起的环形凸缘(26)。
22.按上述权利要求之任一项所述的分离器，其特征为：套筒(21)界定一润滑剂腔(28)。
23.按上述权利要求之任一项所述的分离器，其特征为：一沿径向从轴承壳体(6)的下套筒段向外延伸到润滑剂腔(28)内的管状凸部或凸起(29)延伸到润滑剂腔(28)内，该管状凸部或凸起按泵的形式或类似于不随同旋转的刮盘转变到一用于润滑剂的输出通道(30)。
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