CN102245286B - 具有转子和定子的分散装置 - Google Patents

Abstract

分散装置(1)具有一带有破碎棱边(7)的转子(6)，其与一定子(8)的破碎棱边(9)共同作用，其中，转子(6)同时借助泵叶片沿轴向方向施加输送作用并且定子沿径向方向向外封闭。沿输送方向在转子(6)下游设置有至少一个滚动轴承(12)，其滚动体(14)引起对被分散装置(1)处理的产品的进一步破碎。优选地，沿输送方向在滚动轴承(12)下游还有另一泵叶片单元(15)可改善尤其是通过滚动轴承(12)的介质流并且可将被处理的介质优选沿径向方向从装置(1)输送出来。

Description

具有转子和定子的分散装置

技术领域

本发明涉及一种具有旋转的驱动轴的分散装置，该驱动轴支承一构造为转子的破碎工具，该破碎工具具有径向外侧的破碎棱边并且能相对于一固定的、尤其是由轴管支承的定子转动运动，该定子本身具有面向转子的破碎棱边，其中，转子的破碎棱边和定子的破碎棱边在转子旋转时加载、处理或破碎位于它们之间的介质和/或位于介质中的固体并且将该介质和/或固体从转子区域输送出来。

背景技术

一种这类分散装置由DE 10 2004 009 708 B3公开并且已经得到证明。转子和定子的沿径向方向彼此相邻的破碎棱边由于转子的高转速和这些破碎棱边之间的小距离而引起被输送或抽吸到转子区域中的介质的期望的分散。

但是在此破碎的可能性受到限制，即分散过程的所产生的部分或颗粒的尺寸可能在有些情况下还不够小。

发明内容

因此存在目的，即创造一种开头所定义类型的分散装置，通过该分散装置能够实现对颗粒的附加处理以便进一步破碎，而不需要另外的由转子和定子组成的级，但是该级是附加可行的。

为了解决该目的，开头所定义的分散装置的特征在于，定子的破碎棱边限定沿径向方向封闭的、沿轴向方向定向的槽或者缝隙，转子具有从其轴向入口区域沿轴向方向的泵送或输送作用，并且沿轴向的输送方向在由转子和定子构成的分散区域下游设置有至少一个滚动轴承，介质能被输送穿过该滚动轴承并且在该滚动轴承下游设置有用于被处理的介质的出口。

以该方式能够将待破碎的物质或混合物首先以常规的方式在转子和定子之间的分散区域中破碎。该被破碎的材料然后强制通过至少一个滚动轴承，在该滚动轴承中通过滚动体加载并且据此还进一步破碎该材料。通过单级的分散装置已经能够实现相应小的颗粒尺寸或者相应强烈的分散结果。但是在两级的分散装置中也能够在至少一个滚动轴承中以类似方式设置这样的附加的破碎。这一个或这些滚动轴承本身可以看做分散装置的附加的破碎级。在此，滚动轴承具有双重功能，因为一方面它支承用于转子的驱动轴，另一方面它引起或者支持对介质和位于介质中的颗粒的破碎和分散。

在根据DE 10 2004 009 708 B3的分散装置中，转子和定子的破碎棱边分别设置在一个假想的圆柱体上，而本发明的一种构型可规定，包括转子的破碎棱边的包络面和/或包括定子的破碎棱边的包络面沿大致轴向的输送方向具有减小的横截面或直径。由此可以提高沿输送方向的流动速度并且实现和缩窄获得大致环形横截面的输送流，使得该输送流以相应高的压力到达这一个或这些滚动轴承。

在此还有利的是，转子的破碎棱边到定子的破碎棱边的径向距离沿流动或输送方向减小。这也有助于改善分散结果和加速输送流或者将输送流以相应高的压力向这一个或这些滚动体输送。

根据本发明的分散装置的一种特别适宜且有利的构型在此可以规定，转子通过在驱动轴上径向突出的倾斜的叶片构成，所述叶片的沿输送方向定向的端部指向滚动轴承。这些叶片因此具有双重功能，其方式是它们一方面在其径向外侧的边界上支承分散棱边，而另一方面由于它们相应的倾斜位置而施加从进入分散装置的入口朝向这一个或这些滚动轴承的输送或泵送作用。

从由转子和定子构成的分散区域出来的出口可以构成环形面，该环形面至少部分地与这样的环形面相一致或轴向相邻，该这样的环形面限定具有滚动轴承之滚动体的环形区域，定子的缝隙和在转子的破碎棱边之间的间隔可以通到该环形区域中。因此确保，由转子和定子处理的介质的输送流到达滚动轴承的滚动体并且可以沿轴向方向进入滚动轴承中。转子的叶片可以相对于驱动轴的轴向方向和中轴线(如已经提到)这样倾斜地布置，使得它们具有沿轴向方向从进入分散区域中的入口向进入这一个或这些滚动轴承的入口的输送作用。

已经说明，在必要时也可以设置超过一个滚动轴承，以便引起颗粒的更强烈的破碎。在此，适宜的可以是，沿输送方向在滚动轴承下游设置有至少一个另外的滚动轴承，其中，这些滚动轴承适宜地直接相互对接，从而能直接实现从其中一个滚动轴承至另一个滚动轴承的输送流。

这一个或这些对于根据本发明的分散装置重要的滚动轴承可以不同地构造。例如可行的是，这一个或这些滚动轴承通过在转子与定子之间的壳体中被导引的滚动体构成或者为了保持滚动体而具有内圈和/或外圈。首先这些设有内圈和外圈的传统滚动轴承易于装配。

但是也可能的是，这些滚动轴承中的至少一个是球轴承或桶形滚子轴承，并且球或桶形滚子尤其是在其外侧沿轴向方向固定并且无保持架地保持在环绕沟道中，其中，这些沟道可以直接加工到保持壳体中，如果应当沿径向方向节省空间的话。但是尤其是市场上常见的这类滚动轴承的外圈也可以具有环绕沟道，以避免用于滚动体的保持架，该保持架可能阻止介质进入到轴承中。

对于破碎效果有利的是，滚动体可通过在其旋转时的离心力压到滚动轴承的固定的外侧或外圈上并且可在那里实际上无游隙地滚动，并且轴承游隙在使用期间设置在滚动体的径向内侧。通过该措施可以充分利用：滚动体尤其是在高的转速下遭受离心力并且由此能够无游隙地在外侧环绕运行以及同时在其径向内侧释放破碎间隙。

对于特别节省空间的布置，这一个或这些滚动轴承可以是滚针轴承。

此外，如已经说明的那样，可以由此沿径向方向节省空间，即，支承定子的轴管或者壳体本身构成这一个或这些滚动轴承的外圈，和/或驱动轴为了对滚动体的径向内侧的导引而包含环绕的导引沟道或者支承滚动轴承的内圈。

如果滚动体和/或其轴承圈由硬质陶瓷构成，则可以实现高的使用寿命和效率。

转子、定子和/或泵送或输送装置也可以由硬质陶瓷构成或者被调质处理，尤其是为了能够良好地抵抗磨蚀性的介质。

根据本发明的分散装置的另一种有利的、提高效率的构型可以规定，沿流动方向在这一个或这些滚动轴承下游设有一个另外的泵送或输送装置或者泵叶片单元，并且在该泵送或输送装置或者泵叶片单元的作用区域中或者沿轴向的流动方向在其下游设有至少一个从轴管或者分散装置的壳体出来的径向出口。介质在这种情况下不仅可以由施加泵送作用的转子沿流动方向运动到这一个或这些滚动轴承前面，而且可以通过这样一个附加的泵叶片单元高效地通过整个分散装置运动并且相应地被处理。

原因在于，首先这种通过附加的泵叶片单元在径向上从轴管或壳体排出的流如此之强，使得由于分散装置的旋转效应在搅拌容器中形成的漩涡被该径向流破坏或者阻止。因此，也减小或者消除了这样的危险，即具有破碎棱边的转子完全或部分地在空气中运行并且没有任何效应。

首先在个别或多个前述特征和措施的组合中得到有效的分散装置，在该分散装置中这一个或这些用于支承转子的滚动轴承可以引入到破碎过程中。在此，也可以使用陶瓷轴承，该陶瓷轴承不需要任何润滑并且甚至可以干式运行，以便引起所述附加的破碎效应。在此，陶瓷轴承的已知的耐高温性对于在分散装置中的使用也是有利的，因为在分散过程中非常高的转速产生相应大的热量；通常也需要在破碎产品时在大热量下处理产品，该热量由这种陶瓷轴承良好地承受。

附图说明

下面根据附图详细说明本发明的实施例。在部分示意图中示出：

图1：根据本发明的分散装置的侧视图，具有轴管和位于图中下方区域的分散区域，该分散区域具有下侧的轴向入口和沿轴向方向与其间隔距离的侧向出口，

图2：根据本发明的分散装置的纵剖视图——没有位于轴管内部的驱动轴的驱动器——其中在分散区域中沿轴向方向与破碎棱边相邻地设置有一个构造为球轴承的滚动轴承并且与其又轴向相邻地设置有一个另外的泵叶片单元，该泵叶片单元位于侧向出口的区域中，

图3：各单个部件的相互拆开的视图，它们基本上在分散区域中相邻并且共同作用地设置，

图4：以放大的比例示出在图2中以圆“X”标记的局部以及在此尤其是分散区域的纵剖视图或轴向剖视图，

图5：根据在图4中的线B-B通过转子和定子的横剖视图，以及

图6：在看向待处理的介质的轴向入口和转子的搅拌叶片以及定子的破碎棱边的视线中分散装置的下端部上的端面视图。

具体实施方式

整体以1表示的分散装置(以下也称为“装置1”)根据图2具有一个在使用中旋转的驱动轴2，该驱动轴的驱动器相反地作用于一个在使用位置中位于下方的端部上并且在图中没有示出。驱动轴2位于一轴管3中，该轴管同时也以仍要描述的方式起壳体的作用并且在该实施例中支承在下壳体4上，该下壳体的外周大于轴管3的外周。

驱动轴2在下方的端部上在分散区域5中支承一个构造为转子的破碎工具6，该破碎工具具有径向外侧的破碎棱边7并且能相对于一个固定的、支承在轴管3中或者在由该轴管保持的壳体4中的定子8转动运动。能在图4至6中特别好地识别出的定子8是壳体4的一个重要部分并且它本身具有破碎棱边9，其中，破碎工具6(以下也称为“转子6”)的破碎棱边7和定子8的破碎棱边9在转子6旋转时加载、处理并且破碎位于它们之间的介质和位于介质中的固体。此外，带有固体的介质被从转子6的区域中输送出来，以便为其它待处理的介质提供空间并且能实现连续的破碎和分散过程。

根据图4至6可看出，定子8的破碎棱边9沿径向方向是封闭的并且限定沿轴向方向定向的槽10或缝隙，这些槽或缝隙在此具有例如沟道形的横截面。转子6以有待描述的方式具有从其在装置1的下端面上的轴向入口区域11沿轴向方向的泵送或输送作用并且一个滚动轴承12沿轴向方向位于由转子6和定子8构成的分散区域5下游，介质如尤其是在图4中良好可见的那样被输送穿过该滚动轴承。沿径向方向从分散区域5并且从壳体4出来的出口13设置在滚动轴承下游，被处理的介质能够大致沿径向方向从该出口流出。

介质首先被转子6的破碎棱边7和定子8的破碎棱边9以及接着被滚动轴承12的滚动体14加载和处理。由此可以比仅借助转子6和定子8实现更大程度的破碎。

这一个——在必要时多个——滚动轴承12在此同时用作径向和轴向的支承部位并且用于破碎。

图4示出，包括转子6的破碎棱边7的包络面构造为大致锥状或锥形的并且包括定子8的破碎棱边9的包络面沿大致轴向的输送方向也构造为锥形的或以减小的横截面或直径延伸。在此，转子6的破碎棱边7至定子8的破碎棱边9的径向距离可以沿该流动方向或输送方向减小，以便沿流动方向有效地设计破碎过程。

根据图4和尤其是图6，转子6通过在驱动轴2上径向突出的、倾斜定向的叶片构成，这些叶片的径向外部的棱边构成破碎棱边7并且这些叶片的沿输送方向定向的端部指向滚动轴承12，这在图4中可良好地看出。转子6的叶片在此相对于轴向方向并且相对于驱动轴的中轴线具有这样的斜度，使得它们具有沿轴向方向从进入分散区域中的入口11并通向进入滚动轴承12中的入口的输送作用。因此，转子6具有双重作用，其方式是该转子一方面有助于破碎、而另一方面具有轴向的输送作用。从由转子6和定子8构成的第一分散区域出来的出口构成环形面，该环形面与这样的环形面一致，该这样的环形面限定具有滚动轴承12之滚动体14的环形区域，并且定子8的缝隙或槽10以及在转子6的相应破碎棱边7与破碎棱边9之间的间隔通入到该环形区域中，从而待处理的介质的流有针对性地进入到滚动体14的区域中并且可以由这些滚动体进行进一步的处理。在此，滚动体14能够以反向的运动接触，这可以引起附加的破碎。

也就是说，整个分散区域5实际上具有两个分散级，即由转子6和定子8构成的第一级和由滚动轴承12构成的第二级。相应精细的颗粒可以离开整个分散区域5。

以未详细示出的方式可沿输送方向在滚动轴承12下游设置有至少一个另外的这种滚动轴承，如果力求更好的支承和更强烈的破碎的话。

在该实施例中设有一个在很大程度上传统的球轴承作为滚动轴承2，即其滚动体14是球。在此，该滚动轴承12具有内圈和外圈并且这些圈上的沟道对球导引，使得不需要用于这些球的保持架，该保持架可能阻止通过滚动轴承12的流。但是也可能的是，将用于滚动体的沟道直接设置在壳体4的内侧上和/或驱动轴2上。

使用滚动轴承12用以进一步破碎在此可充分利用：滚动体或球14由于旋转时的离心力被向外推压、即在外侧无游隙地环绕运行并且由此在内侧释放与轴承游隙相应的间隙用以进一步的破碎。

特别有利的是，滚动轴承12是陶瓷轴承，该陶瓷轴承不需要专门的润滑并且能够承受高的热负载。

在图1、2和4中还可看到，沿流动方向在滚动轴承12下游还设置有泵叶片单元15形式的一另外的泵送或输送装置，在该泵送或输送装置的区域中径向相邻地设置从壳体4出来的径向出口13。因此通过分散区域5并且尤其是也通过滚动轴承12的流被加强并且可以用于抑制或干扰在除分散装置1外的容器中通过介质可能形成漩涡并且由此在很大程度上或者完全避免转子6的干式运行。

分散装置的各个组成部分的形成可以在图3中更清楚地看到。在图3中在最上面标出的部分是转子6及其倾斜设置的泵叶片，这些泵叶片的径向外部的棱边构成破碎棱边7。在它下面可看到必要时通过螺纹16固定在壳体4上的定子8及其位于内部的槽10和限定这些槽的破碎棱边9。接下去示出用于附加的破碎和用于支承驱动轴2的滚动轴承12，在该实施例中是球轴承，在图3中在其下方是泵叶片单元15，该泵叶片单元具有尤其径向的泵送作用，以便一方面附加地通过滚动轴承12抽吸介质并且另一方面径向向外地输送介质。这些细节因此在图3中从上向下顺序示出，其中它们在使用位置中从下向上组合在装置1中。

分散装置1具有一个带有破碎棱边7的转子6，其与一定子8的破碎棱边9共同作用，其中转子6同时借助泵叶片沿轴向方向施加输送作用并且定子沿径向方向向外封闭。沿输送方向在转子6下游设有至少一个滚动轴承12，该滚动轴承的滚动体14引起对在分散装置1中处理的产品的进一步破碎。优选地，沿输送方向在滚动轴承12下游还有一个另外的泵叶片单元15可改善尤其是通过滚动轴承12的介质的流并且可将被处理的介质优选沿径向方向从该装置1输送出来。

Claims (16)

1.具有旋转的驱动轴（2）的分散装置（1），该驱动轴支承构造为转子（6）的破碎工具，该破碎工具具有径向外侧的破碎棱边（7）并且能相对于固定的定子（8）转动运动，该定子本身具有破碎棱边（9），其中，转子（6）的破碎棱边（7）和定子（8）的破碎棱边（9）在转子（6）旋转时加载、处理或破碎位于它们之间的介质和/或位于介质中的固体并且将该介质和/或固体从转子（6）的区域输送出来，其特征在于，所述定子（8）的破碎棱边（9）限定沿径向方向封闭的、沿轴向方向定向的槽（10）或者缝隙，所述转子（6）具有从其轴向入口区域沿轴向方向的泵送或输送作用，并且沿轴向的输送方向在由转子（6）和定子（8）构成的分散区域下游设置有至少一个滚动轴承（12），介质能被输送穿过所述滚动轴承并且在所述滚动轴承下游设置有用于被处理的介质的出口（13）。 

2.根据权利要求1所述的分散装置，其特征在于，包括转子（6）的破碎棱边（7）的包络面和/或包括定子（8）的破碎棱边（9）的包络面沿轴向的输送方向具有减小的横截面或直径。 

3.根据权利要求1所述的分散装置，其特征在于，转子（6）的破碎棱边（7）到定子（8）的破碎棱边（9）的径向距离沿流动或输送方向减小。 

4.根据权利要求1所述的分散装置，其特征在于，转子（6）通过在驱动轴（2）上径向突出的倾斜的叶片构成，所述叶片的沿输送方向定向的端部指向滚动轴承（12）。 

5.根据权利要求1所述的分散装置，其特征在于，从由转子（6）和定子（8）构成的分散区域出来的出口构成环形面，该环形面至少部分地与这样的环形面相一致，该这样的环形面限定具有滚动轴承（12）滚动体（14）的环形区域，并且定子（8）的缝隙和在转子（6）的破碎棱边（7）与定子（8）的破碎棱边（9）之间的间隔通到所述环形区域中。 

6.根据权利要求4所述的分散装置，其特征在于，转子（6）的叶片相对于驱动轴（2）的轴向方向和中轴线这样倾斜地设置，使得所述叶片具有沿轴向方向从进入分散区域中的入口（11）向进入滚动轴承（12）中的入口的输送作用。 

7.根据权利要求1所述的分散装置，其特征在于，沿输送方向在滚动轴承（12）下游设置有至少一个另外的滚动轴承。 

8.根据权利要求1所述的分散装置，其特征在于，所述滚动轴承（12）通过在转子（6）与定子（8）之间的壳体中被导引的滚动轴承（12）滚动体（14）构成或者为了保持滚动体（14）而具有内圈和/或外圈。 

9.根据权利要求1所述的分散装置，其特征在于，这些滚动轴承（12）中的至少一个滚动轴承是球轴承或桶形滚子轴承，并且球或桶形滚子沿轴向方向固定在并且无保持架地保持在环绕沟道中。 

10.根据权利要求9所述的分散装置，其特征在于，球或桶形滚子在其外侧沿轴向方向固定在并且无保持架地保持在环绕沟道中。

11.根据权利要求1所述的分散装置，其特征在于，所述滚动轴承是滚针轴承。 

12.根据权利要求1所述的分散装置，其特征在于，支承定子（8）的轴管（3）或壳体（4）本身构成所述滚动轴承（12）的外圈，和/或驱动轴（2）为了对滚动轴承（12）滚动体（14）的径向内侧导引而包含导引沟道或者支承滚动轴承（12）的内圈。 

13.根据权利要求1所述的分散装置，其特征在于，滚动轴承（12）滚动体（14）由硬质陶瓷构成。 

14.根据权利要求13所述的分散装置，其特征在于，滚动体的轴承圈由硬质陶瓷构成。 

15.根据权利要求1所述的分散装置，其特征在于，沿流动方向在所述滚动轴承（12）下游设置有一个另外的泵送或输送装置或者泵叶片单元（15），并且在该泵送或输送装置或者泵叶片单元的区域中或者沿轴向流动方向在其下游设有至少一个从分散装置（1）的轴管（3） 或壳体（4）出来的径向出口（13）。 

16.根据权利要求1所述的分散装置，其特征在于，定子（8）由轴管（3）支承。 

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