CN101855008A - 用于分散或均化的转子-定子设备 - Google Patents

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Abstract

设备(1)用于根据通流原理分散或均化并且具有至少一个由转子(2)和定子(3)组成的工具，优选多个这样的工具沿着轴向依次布置，所述工具设置在被待处理的介质穿流的腔(4)内。转子2经由磁性耦合器(5)被马达(6)驱动，所述磁性耦合器在一个驱动侧的被旋转驱动的驱动耦合件(7)和一个从动耦合件(8)之间具有一个固定的分隔罐(9)，从而能够避免麻烦地冷却轴密封件。所述驱动侧的驱动耦合件在此嵌入被加深的或空心构成的从动侧的从动耦合件中，在两个耦合件之间存在所述分隔罐(9)。因此从动耦合件(8)和分隔罐(9)能够通过待处理的介质被冷却。

Description

用于分散或均化的转子-定子设备
技术领域
本发明涉及一种用于根据通流原理(Durchlaufprinzip)分散或均化的设备，其包含至少一个由转子和定子组成的工具，所述工具设置在被待处理的介质穿流的腔内，转子的支承件设置在腔内并且转子经由磁性耦合器被驱动，所述磁性耦合器在一个驱动侧的被旋转驱动的驱动耦合件和一个从动耦合件之间具有一个固定的、在耦合区域内封闭腔的分隔罐。
背景技术
在这种连续工作的用于分散或均化的设备中存在这样的问题，即在被介质穿流的腔或被介质穿流的工作腔与驱动装置之间必须进行密封，这主要在高转速、压力和高温度时产生困难并且因此是非常麻烦的。
因此业已已知，为了驱动而设置磁性耦合器，并且为了封闭工作腔而使用分隔罐(Spalttopf)。
在经由磁性耦合器驱动的装置和设备中可能出现这样的问题，即主要在高功率、压力和转速时，特别是在支承件的区域内和在位于磁性耦合器的各部件之间设置的分隔罐的区域内由于那儿出现的涡流形成的高温度，这仅仅能够被非常困难地控制。
发明内容
因此，目的在于提供一种开头所述类型的设备或分散装置，其中以已知的方式通过磁铁耦合件克服在驱动装置和工作腔之间的密封问题并且应当能够实现一种支承，其即使在高的压力、转速和温度下能够令人满意地工作。
为了实现上述目的，上述定义的设备的特征在于，所述驱动侧的驱动耦合件作为磁铁支架嵌入被加深的或空心构成的从动侧的所述从动耦合件中，所述分隔罐设置在这两个耦合件之间，外部的所述从动耦合件支承位于腔内的、用于转子的驱动轴或与该驱动轴连接，并且用于被驱动轴支承的转子的轴承在被介质穿流的腔内与转子相邻地布置。
在此为了传递驱动功率，特别是有利的是，驱动耦合件构成为筒形的，并且从动耦合件与之相配地构成为空心筒形的。
通过这种方式可以实现，通过输送正在被处理的介质，轴承自身被介质润滑和冷却，从而能够克服高的压力、转速和温度。
在此重要的是，所述轴承设置在介质的流通区域内，从而轴承直接暴露在介质中并且相应被良好冷却。本发明的一个符合目的的且有利的构造能够规定，在可彼此相对运动的轴承件的至少一个上设置至少一个槽或类似的成型部，用于输送待分散的介质通过轴承。通过这个措施进一步促进对轴承的润滑和冷却。
为了精确地支承和特别是高的转速，有利的是，在至少一个转子的两侧分别设置一个轴承或滑动轴承。因此这种类型的转子不是悬挂式的，而是相应精确地在两侧得到支承，这在转子和定子之间可以实现狭窄的间隙并且因此可以实现更好的分散效果或均化效果。
当设置至少两个同轴布置的、分别设有所属的定子的转子，其中一个转子是悬挂式的或外装的转子，或者两个转子或所有的转子设置在至少两个轴承之间时(这能够比悬挂式更加精确)，从而能够实现较大的功率。
对于高功率特别有利的是，作用在从动耦合件上设置的轴具有两个轴承并且在这两个轴承之间具有两个转子以及具有在所述转子的背对耦合器的、突出于第二轴承伸出的端部上悬挂式支承的一个第三转子。因此仅仅需要设置和冷却两个轴承，然而可以存在三个转子及其定子。介质在通流时能够被相应有效地分散或均化，其中多个转子的同轴布置使得介质的相应的流动方向强制地通过腔或通过工作腔并且同时在轴承旁边经过。
本发明的另外一个有利的和符合目的的构造可以规定，从动耦合件具有至少一个或多个通向分隔罐的通道并且至少一个通向腔或工作腔的出口孔的出口。由此可能的是，在介质到达腔或工作腔的出口之前，介质也对分隔罐作用或包围喷射，从而分隔罐也能够通过介质被冷却。
重要的是，首先在快速运行的分散机器中和随之而来的在金属的分隔罐中高的涡流情况下分隔罐的良好的冷却。
在此在从动耦合件上的出口是从动耦合件在其自由边缘上的开口，分隔罐嵌入该开口中。因此在从动耦合件的面对分隔罐的端部或边缘上的环形的间隙作为出口。
通过借助于对输送介质处理的转子输送介质通过腔或工作腔，这种工作腔的几乎任意的定向例如水平的布置是可能的。
一个改变的实施方式可以然而规定，转子轴向上指向地设置在驱动装置和磁性耦合器上方并且通入腔或工作腔中的进口孔设置在该布置中最上方的转子的上方。而后形成向下定向的路径用于待被处理的介质，该路径例如也可以是竖直的。这对于分隔罐上的冷却效果是特别有利的，因为分隔罐而后相应能够通过被处理的介质强烈地作用。
为了使得设备主要也适合于高温度，而无需使用不合适的或非常贵的或麻烦的滚动轴承，有利的是，轴承是滑动轴承、特别是陶瓷轴承，例如由碳化硅构成，其中分别与轴一起旋转的轴承衬套设置在该轴承衬套和轴之间的金属接管上，该金属接管在轴承宽度的一部分上具有相对于所述轴稍微加大的内直径和/或具有至少一个在轴向方向上延伸的或与轴向方向倾斜延伸的狭槽，所述狭槽的宽度特别是大于预计的热膨胀。因此能够补偿热膨胀和也补偿不同的热膨胀系数，因为不同的内直径和/或狭槽允许实际共同作用的各部件的不同的热膨胀，从而例如内部的钢接管件不会撞开或炸开陶瓷轴承衬套。有利地能够应用陶瓷轴承衬套，其具有高的耐温性和耐磨性。
转子和轴承衬套同轴地并排和/或彼此接触地设置在驱动轴上并且共同地在轴向方向上通过压力被夹紧。这导致简单的组装和允许在其直径方面几乎是连续的驱动轴，在该驱动轴上能够彼此同轴地并排设置(一方面)转子和(另外一方面)轴承衬套。在此可能的是，轴承衬套在其一个端侧上具有一个止挡和一个斜坡或倒圆部，其具有止挡的负模形状，从而轴承衬套在止挡上的轴向压紧也能够形成径向固定和定心。
相应的滑动轴承的特别是由陶瓷构成的、静止的轴瓦设置在金属的夹具内，该夹具在加热时由于其较大的热膨胀系数从轴瓦向外后退，并且在轴瓦的外侧上设置开槽的或多重划分的外环，该外环借助于弹簧力或弹簧被压靠在轴瓦上。因此对于轴承衬套而言在每个膨胀阶段的不同的热膨胀时也形成良好的径向固定，或在外侧相对于弹簧或复位力柔性的保持部能够补偿轴瓦的不同的热膨胀。
为了轴向夹紧转子和轴承，在轴的背对磁性耦合器的自由端部上设置嵌入该轴内的膨胀螺钉，该膨胀螺钉搭接膨胀套筒，该膨胀套筒支承在排列在轴上的各部件上。因此膨胀螺钉的夹紧导致将期望的压力在轴向方向上作用在排列在轴上的各部件上。使用膨胀螺钉能够在此从开始就注意，这种预紧即使在高温和相应的温度膨胀情况下也应当得到保持。
输送介质通过腔或工作腔能够由此变得容易，即轴承的夹具具有穿孔或由单个筋条构成。相应地介质也能够穿过轴承的这些夹具被输送。
首先在上述的特征和措施的单个或多个的组合形成用于分散或均化的设备，其允许高的功率，因为能够顾及到高的温度，而工作腔的密封不需要麻烦的必要时冷却的轴密封件，例如滑动环密封件形式。
附图说明
接下来本发明的一个实施例借助于附图详细阐述。以部分示意图示出：
图1以部分纵向剖视图示出本发明的用于分散或均化的设备，其具有驱动马达和被介质穿流的腔，在该腔内设置由定子和转子构成的工具，其中在驱动装置和工具之间设置磁性耦合器；以及
图2放大地示出本发明的设备的纵向剖视图，无所属的驱动马达。
具体实施方式
整体上利用1表示的设备用于根据通流原理分散或均化的设备并且接下来也称为分散装置1。它为了处理介质，具有总共三个由转子2和定子3构成的工具，所述工具设置在被待处理的介质穿流的腔内，该腔接下来也称为“工作腔4”。
仍待描述的转子2的支承件设置在腔4内并且转子2经由整体上以5表示的磁性耦合器通过驱动马达6被驱动。磁性耦合器在此在一个驱动侧的被旋转驱动的驱动耦合件7和一个从动耦合件8之间具有一个固定的、在耦合区域内气密地封闭腔4的分隔罐9，从而利用这种分散装置1即使在高温和高压时能够获得高的功率，而无需设置被特别冷却的轴密封件例如滑动环密封件。
如由图2所示，所述驱动侧的驱动耦合件7作为磁铁支架嵌入被加深的或空心构成的从动侧的从动耦合件8中，并且在这两个耦合件之间设置所述分隔罐9。被加深的或空心的从动耦合件8面对腔4或位于该腔内，从而能够被待处理的介质作用和冷却。
所述外部的驱动耦合件8与位于腔4内的用于转子2的驱动轴10连接并且用于被驱动轴10支承的转子2的轴承11在被介质穿流的腔4内与转子2相邻地布置，也被待处理的介质环绕流过和冷却。
在此主要在附图2中可见，驱动耦合件7筒形构成，并且从动耦合件8与之相配地构成为空心筒形的，从而驱动耦合件7能够嵌入从动耦合件8中，其中然而如上所述，在这两个耦合件之间的分隔罐9确保气密的分隔和密封。
如果观察腔4的进口孔12和出口孔13，那么清楚的是，轴承11设置在腔4的内部的介质流动区域内，即通过输送介质通过腔4相应地能够被介质作用和冷却，从而相应地高转速是可能的。以未详细示出的方式，在此在相应的轴承11中在彼此可相对运动的轴承件的至少一个上设置至少一个槽或类似的成型部，用于输送待分散的介质通过相应的轴承11，这改善了润滑和冷却作用。
在实施例中设置，设置在从动耦合件8上的或与之连接的轴10具有两个轴承，并且在这两个轴承11之间具有两个转子2以及具有在所述转子的背对耦合器5的、突出于第二轴承11伸出的端部上悬挂式支承的一个第三转子2。分散装置1总体上包含三个具有相应的定子3的转子2，它们中的两个在两侧得到支承，从而仅仅在流动方向上位于最前面的、紧接在进口孔12之后的转子2悬挂式支承。相应地轴承比例是精确的，并且在转子2和定子3之间的间隙相应狭窄地构成。
在附图中可看见，从动耦合件8具有至少一个或多个通向分隔罐9的通道14和至少一个通向腔4或工作腔的出口孔13的出口15，从而分隔罐9尽管由于尽可能包围它的从动耦合件8，仍然能够被介质作用和冷却。
从动耦合件8的出口15在此是其在从动耦合件8的自由边缘16上的开口，分隔罐9嵌入该开口中，并且驱动耦合件7嵌入分隔罐9的内部。因此在设备1运行时被导入从动耦合件8内的介质良好和均化地分布在分隔罐9上和将其冷却。
在实施例中转子轴10水平设置，然而它也能够向上指向地或垂直地设置在驱动装置6和磁性耦合器5的上方，从而通入腔4或工作腔内的进口孔12设置在转子2的上方。这是由于腔4的借助于分隔罐9的良好的气密的密封是可能的，从而输送介质通过设备1借助于重力得到支持并且腔4能够更好地被清空，因为它能够简单地空转，这在清洁和处理在冷却时硬化的产品时是有利的。
在图2中示出，相应的轴承11的分别与轴10一起转动的轴承衬套17设置在位于轴承衬套17和轴10之间的金属接管18之间，所述金属接管在轴承宽度的一部分上具有相对于轴10稍微加大的内直径或根据该实施例具有沿着轴向方向延伸的狭槽19，其尺寸特别是大于预计的热膨胀。因此一方面轴承衬套17和另外一方面轴10的不同的热膨胀系数能够被补偿。
此外在附图2可以看出，转子2和轴承11的轴承衬套17同轴地并排设置在驱动轴10上并且共同地在轴向方向上以更待描述的方式通过压力被夹紧，从而形成简单的组装。相应的滑动轴承11的同样由陶瓷构成的、静止的与轴承衬套17共同作用的轴瓦20设置在一个金属的夹具21内，其在加热时由于其较大的热膨胀系数能够从轴瓦20径向向外后退。在此首先在图2中在轴瓦20的外侧上看到开槽的或多重划分的外环22，其借助于弹簧23的弹簧力被压靠在轴瓦20上并且因此位于夹具21和轴瓦20之间。通过这种方式在这个位置上能够补偿不同的热膨胀系数和高的温度。
为了业已提及的转子2和轴承11或其轴承衬套17的轴向夹紧，在轴10的背对磁性耦合器5的自由端部上设置一个沿着轴向嵌入该轴中的膨胀螺钉24，该膨胀螺钉以其外螺纹嵌入轴10的内螺纹中，并且以其位于外部的头部25沿着轴向搭接膨胀套筒26，膨胀套筒26支承在排列在轴10上的各部件上，即转子2和轴承。在图2中清楚可见在轴向方向上可被压缩的膨胀套筒26如何被膨胀螺钉24的头部25搭接并且可实现各部件的夹紧，该夹紧即使在热膨胀时由于使用相应被预紧的膨胀螺钉24也是保持存在的。
仍然应当提及的是，轴承11的夹具21具有穿孔27，通过穿孔能够将介质从进口孔12输送到出口孔13。与工作腔或腔4同心地设置一个加热腔28，利用该加热腔能够影响腔4内的温度。
设备1用于根据通流原理分散或均化并且具有至少一个由转子2和定子3组成的工具，优选多个这样的工具沿着轴向依次布置，所述工具设置在被待处理的介质穿流的腔4内。转子2经由磁性耦合器5被马达6驱动，所述磁性耦合器在一个驱动侧的被旋转驱动的驱动耦合件7和一个从动耦合件8之间具有一个固定的分隔罐，从而能够避免麻烦地冷却轴密封件。所述驱动侧的驱动耦合件在此嵌入被加深的或空心构成的从动侧的从动耦合件中，在两个耦合件之间存在所述分隔罐9。因此从动耦合件8和分隔罐9能够通过待处理的介质被冷却。

Claims (15)

1.用于根据通流原理分散或均化的设备(1)，其包含至少一个由转子(2)和定子(3)组成的工具，所述工具设置在被待处理的介质穿流的腔(4)内，转子(2)的支承件设置在腔(4)内并且转子(2)经由磁性耦合器(5)被驱动，所述磁性耦合器在驱动侧的被旋转驱动的驱动耦合件(7)和从动耦合件(8)之间具有固定的、在耦合区域内封闭腔(4)的分隔罐(9)，其特征在于，所述驱动侧的驱动耦合件(7)作为磁铁支架嵌入被加深的或空心构成的从动侧的所述从动耦合件(8)中，所述分隔罐(9)设置在这两个耦合件之间，外部的所述从动耦合件(8)支承位于腔(4)内的、用于转子(2)的驱动轴(10)或与该驱动轴连接，并且用于被驱动轴(10)支承的转子(2)的轴承(11)在被介质穿流的腔(4)内部与转子(2)相邻地布置。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，驱动耦合件(7)构成为筒形的，并且从动耦合件(8)与之相配地构成为空心筒形的。
3.如权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述轴承设置在介质的流通区域内。
4.如权利要求1至3之一项所述的设备，其特征在于，在可彼此相对运动的轴承件的至少一个上设置至少一个槽或类似的成型部，用于输送待分散的介质通过轴承(11)。
5.如权利要求1至4之一项所述的设备，其特征在于，在至少一个转子(2)的两侧分别设置一个轴承(11)或滑动轴承。
6.如权利要求1至5之一项所述的设备，其特征在于，设置至少两个同轴布置的、分别设有所属的定子(3)的转子(2)，其中一个转子悬挂式支承，或者两个转子(2)设置在至少两个轴承(11)之间。
7.如权利要求1至6之一项所述的设备，其特征在于，在从动耦合件(8)上设置的轴(10)具有两个轴承(11)并且在这两个轴承之间具有两个转子(2)以及具有在所述转子的背对耦合器(5)的、突出于第二轴承伸出的端部上悬挂式支承的一个第三转子(2)。
8.如权利要求1至7之一项所述的设备，其特征在于，从动耦合件(8)具有至少一个或多个通向分隔罐(9)的通道(14)并且具有至少一个通向腔(4)或工作腔的出口孔(13)的出口(15)。
9.如权利要求1至8之一项所述的设备，其特征在于，在从动耦合件(8)上的出口(15)是从动耦合件(8)在其自由边缘(16)上的开口，分隔罐(9)嵌入该开口中。
10.如权利要求1至9之一项所述的设备，其特征在于，转子轴(10)向上指向地设置在驱动装置和磁性耦合器(5)上方并且通入腔(4)或工作腔的进口孔(12)设置在该布置中最上方的转子(2)上方。
11.如权利要求1至10之一项所述的设备，其特征在于，轴承是滑动轴承，分别与轴(10)一起旋转的轴承衬套(17)设置在该轴承衬套和轴(10)之间的金属接管(18)上，该金属接管在轴承宽度的一部分上具有相对于所述轴稍微加大的内直径和/或具有至少一个在轴向方向上延伸的或与轴向方向倾斜延伸的狭槽(19)，所述狭槽的宽度特别是大于预计的热膨胀。
12.如权利要求1至11之一项所述的设备，其特征在于，转子(2)和轴承衬套(17)同轴地并排设置在驱动轴(10)上并且共同地在轴向方向上通过压力被夹紧。
13.如权利要求1至12之一项所述的设备，其特征在于，相应的滑动轴承(11)的特别是由陶瓷构成的、静止的轴瓦(20)设置在金属的夹具(21)内，该夹具在加热时由于其较大的热膨胀系数从轴瓦(20)向外后退，并且在轴瓦(20)的外侧上设置开槽的或多重划分的外环，该外环借助于弹簧力或弹簧(23)被压靠在轴瓦(20)上。
14.如权利要求1至13之一项所述的设备，其特征在于，为了轴向夹紧转子(2)和轴承(11)，在轴(10)的背对磁性耦合器(5)的自由端部上设置嵌入该轴内的膨胀螺钉(24)，该膨胀螺钉搭接膨胀套筒(26)，该膨胀套筒支承在排列在轴(10)上的各部件上。
15.如权利要求1至14之一项所述的设备，其特征在于，轴承(11)的夹具(21)具有穿孔(27)或由各单个筋条构成。
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