CN1025009C - 翻口过滤器式离心机 - Google Patents

Abstract

一种翻口过滤器式离心机包括一个支承在外壳中具有径向滤出物通孔的转鼓，一个盖住通孔的可翻转的滤布，一个关闭转鼓前端的盖子，一个装入待过滤的悬浮物的装料口和一个装料管，转鼓和盖子通过一个空心轴和一个支承轴可以相互相对地轴向移动而使滤布翻转，支承轴上有一个螺杆和一个与后者啮合的螺母，螺杆或者螺母由马达转动，从而根据螺杆或螺母的转速与空心轴的转速之间的关系，使支承轴在空心轴中作往返伸缩运动。

Description

本发明涉及一种翻口过滤器式离心机。

在已知的这种翻口过滤器式离心机中（见DE-PS    2709894），当在将过滤器滤布翻过来的情况下要打开或关闭转鼓时，与转鼓的盖子固定连接的支承轴通过一个液力驱动装置在一个支承着转鼓的空心轴中伸缩地往返移动。由于在液力驱动装置中原则上来说不能排除泄漏，而且这些泄漏是发生在驱动缸区域以及发生在伸入该驱动缸中的管道和装在管道上的阀门中，因此从原则来说，这会发生故障。尤其是在对敏感产品（例如药品）进行过滤时，或者在无菌条件下进行的加工过程中，这些故障所引起的问题是极其严重的。

因此，本发明的任务是，对这种翻口过滤式离心机进行改进，取消至今为止用于打开和关闭转鼓的液力驱动装置，由此排除了液力液体产生故障的泄漏问题。

下面对照附图对本发明的优选实施例作进一步的说明。

图1翻口过滤器式离心机在离心分离工作阶段的一个示意截面视图;

图2图1的离心机在抛掉固体物质的工作阶段的示意图;

图3用于打开和关闭翻口过滤器式离心机的转鼓的机械驱动装置的放大示意图;

图4相对于图3做了改动的另一种实施形式的示意图。

附图中所示的翻口过滤器式离心机包含一个示意示出的密封地包围住整个机器的外壳1，在该外壳中的一个固定机架2上，一个空心轴3可转动地支承在轴承4，5中。在空心轴3的从轴承5伸出的一端上不可转动地连接着一个驱动轮6，通过该轮，并借助于三角皮带可由一个电动马达或其它马达7使空心轴3快速转动。

在轴4，5之间刚性穿过的空心轴3有一个虚线表示的轴向分布的楔槽，一个楔形件8可以在该楔槽中移动。该楔形件8与一个可在空心轴3的内部移动的支承轴9刚性连接。因此支承轴9与空心轴3一起转动，但是，支承轴9还可以在空心轴3中轴向移动。

在位于图1和图2左边的从轴承4伸出的空心轴3的端部上通过凸缘连接着一个罐盆状离心机转鼓11的封闭底部。在转鼓11的鼓形外壳上设有一些径向分布的出物（液）通孔12。在其与底部相对的前端上转鼓11是开着的。通过一个固定环14将一个基本呈圆柱形结构的过滤器滤布（或滤网）15的边缘紧密地固定在包围着该开着的前端的凸缘状开口边缘13上。过滤器滤布15的另一边缘则按相应的方式与一个底部部件16紧密相连，该部件16与可以移动的且可以自由地穿过转鼓11底部的支承轴9刚性相连。

离心机室的盖子18经间隔栓17刚性地固定在底部部件16上， 并且其间留有一定的间距。在图1中，盖子18通过顶压在转鼓11的开口边缘上而将转鼓11的离心机腔室紧密地封闭住。在图2中，盖子18与底部部件16一起通过使支承轴9从空心轴3中轴向移出而从转鼓11中自由地取出。

在位于图1和图2左边的翻口过滤器式离心机的前端上装有一个装料管19，该管用于将一种待分解成固体组成部分和液体组成部分的悬浮物（体）输入转鼓11的离心腔室中（图1），以及在图2所示的运行状态下进入可移动的支承轴9的孔21中。

使支承轴9在空心轴3中移动并由此打开和关闭离心机转鼓和由此实现在图1和图2中所示的两种运行状况之间的过滤的驱动装置在后面还要作详细的描述。

在运行时，翻口过滤器式离心机首先处于图1所示的位置。可移动的支承轴9被拉回到空心轴3中，由此，与支承轴9相连的底部部件16位于离心转鼓11的底部附近。离心腔室的盖子18此时紧密地贴在转鼓11的开口边缘上。转鼓转动时，待过滤的悬浮物经装料管19被输入进来。悬浮物中的液体组成部分沿箭头22方向穿过孔12，并由一个导向板23导入一个排出管24中。悬浮物中的固体组成部分则被过滤器滤布15拦住。

转鼓11继续转动，相应于图2，支承轴9向左移动，由此过滤器滤布15向外翻转，附着在滤布上的固态粒子向外沿箭头25方向被抛出而进入外壳1中。固态粒子可以很容易地从外壳中输送出去。在 图2所示的位置上，装料管19通过盖子18和底部部件16上的相应的孔进入支承轴9的孔21中。

固态粒子在离心力的作用下被抛出后，通过移回支承轴9使过滤器式离心机再次回到图1所示的运行位置，此时，过滤器滤布15沿相反的方向翻转过来。按照这种方式，离心机可以在离心转鼓11持续转动状态下运行，其中，在图1所示的进行离心分离的工作阶段，离心机转鼓11由具有极高的转速的马达7驱动，该转速比图2所示的抛出固体粒子的运行状态的转速大得多，在该后一个工作阶段中转鼓11的旋转要慢得很多。

尤其如在图3中所示的那样，在轴承5支承着的空心轴3的一端上刚性地且不可转动的装着一个向后凸出的轴套31，轴套31上有一个轴向分布的开口32。螺母33经径向凸出的楔形件30与支承轴9的后端刚性连接，楔形件30与楔槽32相啮合，从而该楔形件30一方面使螺母33和支承轴9，另一方面轴套31和空心轴3不可转动的连接，而螺母33和支承轴9则可以在轴套31中轴向移动。

螺母33的内螺纹与一个具有相应外螺纹的螺杆34相啮合，螺杆34由一个普通的配合键联接件35与一个套筒36不可转动地但可稍微轴向移动地相连接。套筒36借助于轴承37，38可转动地支承在一个固定装在轴套31上的端部部件45中。垫圈41通过螺母39固定在螺杆34的向后超出套筒36的一端上。在套筒36的后端和垫圈41之间装有一个盘簧42或类似件，盘簧42将螺杆34相对于套 筒36预张紧（在图3中向右指向），此时，上述在螺杆34和套筒36之间的配合键联接件35可以使螺杆34和套筒36产生微小的轴向运动。

在套筒36上不可转动地装着一个皮带轮43，皮带轮43经三角皮带与另一个电动马达或其它马达44（图1）相连，马达44由此传动套筒36以及经配合键35与套筒36不可转动地相连的螺杆34，使套筒36和螺杆34转动。

将螺杆34预张紧的和由此经螺母33也将支承轴预张紧（在图3中向右）的盘簧42的作用是，在离心分离的工作阶段（图1）时，使盖子18克服转鼓内部的液力压力紧密地保持在离心机转鼓11的开口边缘上。在本发明的较简单的实施结构中，螺杆34也可以直接地可转动地支承在轴承37和38中，也就是说不要套筒36的中间连接。在这种情况下，皮带轮43直接装在螺杆34上，用于上述目的的盘簧42则被取消。

如还要描述的那样，轴套31借助于装在其上的端部部件45可转动地支承在自身的枢轴承46中，该轴承经支架47支撑在机架2上，从而可以在轴承46附近接收皮带轮43和马达44施加的驱动力。

当螺杆34经皮带轮43和马达44相对于空心轴3以及与其相连的套筒31（螺杆34可转动地支承在该套筒31中）沿某一个方向转动时，由于螺杆34与螺母33啮合，因此与螺母33相连的支承轴9 就会沿某一个方向移动，从而与支承轴9相连的盖子18进行所希望的打开运动或者关闭运动。

但是在翻口过滤器式离心机运动时。支承着离心机转鼓11的空心轴3，与其刚性相连的轴套31以及在空心轴3中可轴向伸缩的且与盖子18相连的支承轴9都总是沿某个一定的旋转方向上转动。因此，在打开和关闭盖子18时要依赖于这些部件的相对速度，尤其是支承轴9和螺杆34的相对速度，特别是取决于是否用比支承轴9的转速小的或大的转速来传动螺杆34。支承轴9和螺杆34在其转速相同时，支承轴9不会在空心轴3中作轴向移动。只有当螺杆34的转速大于支承轴9的转速时，支承轴9才在空心轴3中移动，以便打开盖子18。反之，当螺杆34的转速小于支承轴9的转速，或者螺杆34相对于支承轴9反方向转动，那么支承轴9转动，盖子18与支轴9一起在相反方向上运动，从而盖子18将离心机转鼓11封盖住。在本发明的优选实施形式中，支承轴9和螺杆34总是在相同旋转方向上转动。

因此，至今用于打开和关闭离心腔转鼓所需要的液力驱动装置被一个简单的机械驱动装置所代替，这种机械驱动装置不再有液体驱动装置中发生泄漏的缺陷。然而这并不是所描述的机械式螺杆驱动装置的唯一优点。在液力驱动装置中，支承轴9经一个装在空心轴3的后部上的液力缸进行移动。与液力驱动装置相反，在打开和关闭转鼓以及使转鼓保持关闭状态时所需要的力不是经主枢轴承4，5 而消失的，而是在内部由螺杆驱动装置来接收。

在所述的实施形式中，由于支承轴9和螺杆34同时和同方向转动，并且当使支承轴9在空心轴3中轴向移动时仅仅取决于这两个部件在正负意义上的转速差，因此，即使螺杆34的绝对转速相对较大时，也只能引起支承轴9相对较小的轴向行程。因此螺杆34此时只是起着一个具有较小螺距（细螺纹）的螺杆，而这又意味着只需要极小的力用于其传动，即驱动螺杆34的马达44设计得相对地较弱，并且当支承轴9和螺杆34被相互反向驱动时亦是这样。

在转鼓各个“打开”或“关闭”行程运动（或称为提升运动）的端点，或者也在行程运动受阻时，空心轴3和支承轴9的转速差以及空心轴3和螺杆34的转速差相对零值是变化的，因此，最后这些部件会产生一种同步转动。此时会自动地产生力的增加，这种力的增加尤其在达到转鼓的关闭状态后会使离心腔室的盖子紧紧地顶压在转鼓11的开口边缘上，即使驱动螺杆34的马达44的力相对较弱。

一旦转鼓11和其一起的支承轴9将出现比螺杆34转动得较快时，离心室盖子18会自动地顶压在离心转鼓11上，并且当在离心室中起作用的液压力较大时也是这样。所述的螺杆锁闭结构起着一个不需要附加的径向闭锁机构的具有自锁的螺杆（具有细螺纹）的作用。特别地，与液力锁闭结构不同，在所述的螺杆锁闭结构中不需要任何保险装置，例如离心力调节器或类似部件等。这些装置保证可以一定的转鼓转速下打开转鼓，因为按照本发明，只要螺杆34比 支承轴9和与其相连的部件转动地慢或者相互反向转动，那么离心室盖子18就会被所述的螺杆驱动机构一直自动地且紧紧地顶压在转鼓11的开口边缘上。

图3中示出了相应于图2中的转鼓处于打开的状态，此时，支承轴9从图3中的螺杆34完全向左移出。如图所示，支承轴9在与其相连的母螺33前面有一个空腔48，当支承轴9在转鼓关闭运动过程中收回（图3中向右）时，螺杆34伸入到该空腔中，此时，螺母33在构成空心轴3的一个向后延长段的轴套31中作相应的移动。

在本发明的一个未示出的实施形式中，螺杆可以是一个不带自锁的轴，例如可以用通常的直线往复运动球轴承来实现。在这种情况下，用于可靠地关闭住转鼓11所需的闭合力由常接通的马达44来提供，该马达44以较低的转速驱动螺杆34，即比电动马达7驱动空心轴3和支承轴9的转速小。也可以在马达44或螺杆34的相应的一段上设置一个单独的可接通的制动器，尤其是当马达44是一个频率可调的电动马达时，它本身就可以作为制动器。

一般地，只有当马达44以大于转鼓和支承轴9转动的转速来驱动螺杆34时，马达44才能使转鼓11开始进行打开运动。当在进行离心的工作阶段（图1）马达44被常速驱动时，只要其速度大于螺杆34的转动速率，马达44就能一直使转鼓紧紧地关闭住。只有当在过渡到抛出固体物质的工作阶段时（图2）转鼓11的转速下降到螺杆34的转速之下才产生转鼓11的打开运动。

此外也可以达到转鼓的关闭状态或打开状态后完全关掉驱动螺杆34的马达44。由于螺杆34自锁在螺母33中，螺杆34和其马达44被由马达7驱动的空心轴3传动而进行空转。

图4示出了本发明的另一种实施形式。图4中对应的部件具有与图1至图3中相同的编号。在图3的实施形式中螺杆34经皮带轮43和马达44进行驱动而转动，以便在空心轴3中移动支承轴9，而在图4所示的实施形式中，螺杆34不可转动地与支承轴9相连，设计成螺母结构的套筒36有一个内螺纹，它与螺杆34的外螺纹相啮合。套筒36不能轴向移动，它支在端部件45中，并通过皮带轮43和马达44进行转动，这样螺杆34和支承轴9可以轴向地往返移动，由此离心室的盖子18可以按照已经描述的方式打开或关闭。

如图4所示，螺杆34经一个配合键35可轴向滑动地支承在部件33中，该部件与支承轴9固定连接。按照这种方式，螺杆34不可转动地与支承轴9相连，但可以相对于支承轴9经过一个有限的行程作轴向移动。在支承9的内部，垫片41由螺母39固定住，盘簧42的一端顶在垫片41上，其另一端顶靠在支承轴9的空腔48中的一个内凸肩49或类似件上，因此同与图3所示实施形式一样，盘簧42的作用也在于这样地对支承轴9进行预张紧，使得在进行离心的工作阶段（图1）离心室的盖子18紧紧地顶压在转鼓11的开口边缘上。

相对于图3所示的实施形式，图4所示的实施形式在一定程度 上体现了一种“运动的转变”。两种实施形式的功能和优点则是相互一致的。

在本发明的转鼓11和盖子18的“螺旋锁闭”的另一种实施形式（未示出）中，图4中所示的起着转动地传动的螺母作用的套筒36可以安装在固定的机架2（见图1）和转筒1之间，如果在那里从空心轴3中出来的支承轴9上设置了相应的外螺纹话，该螺纹与起着螺母作用的套筒相啮合。在这种情况下，套筒也是通过一个皮带轮43和一个相应设置的马达44来传动的。

Claims (10)

1、翻口过滤器式离心机，包括一个可转动地支承在外壳(1)中的具有径向滤出物(液)通孔(12)的转鼓(11)，一个盖住滤出物通孔的可翻转的滤布(15)，一个关闭转鼓的一端的盖子(18)，一个设置在盖子上用于装入待过滤的悬浮物的装料口和一个穿过装料口的装料管(19)，其中转鼓和盖子借助于一个转动地传动的空心轴(3)和一个可在空心轴中往返伸缩的支承轴(9)可以相互相对地轴向移动，以便使滤布翻转，其特征在于，支承轴(9)上装有一个螺杆(34)并设有一个与螺杆相啮合的螺母(33，36)，或者螺杆(34)或者螺母(36)可以由马达(44)转动地驱动，从而根据螺杆(34)或螺母(36)的转速相对于空心轴(3)的转速之间的关系，支承轴(9)在空心轴(3)中作往返伸缩运动。

2、按照权利要求1的翻口过滤器式离心机，其特征在于，螺母（33）固定安装在支承轴的背离转鼓（11）的后端部上，螺杆（34）啮合在螺母中，螺杆（34）可转动地支承在空心轴（3）的一个背离转鼓（11）指向的后部延长段（轴套31）中，螺杆（34）由马达（44）转动地驱动。

3、按照权利要求1的翻口过滤器式离心机，其特征在于，杆（34）不可转动地与支承轴（9）相连，并且螺杆（34）的外螺纹与一个可转动的但不能轴向移动的螺母（36）相啮合，该螺母可以由马达（44）转动地驱动。

4、按照权利要求2的翻口过器式离心机，其特征在于，承轴（9）在转鼓（11）和螺母（33）之间有一个空腔（48），当支承轴（9）相对于空心轴（3）作相应的移动时，螺杆（34）的一个自由端伸入到该空腔（48）中。

5、按照权利要求1的翻口过滤器式离心机，其特征在于，在空心轴（3）的一个后部延长段（轴套31）上设在一个轴向平行的槽（32），槽中装有一个防止转动而与支承轴（9）固定连接的楔形件（30）。

6、按照权利要求2或5的翻口过滤器式离心机，其特征在于，楔形件装在螺母（33）上。

7、接照权利要求5的翻口过滤器式离心机，其特征在于，空心轴（3）的后部延长段（轴套31）至少支承在一个枢轴承（46，47）中。

8、按照权利要求2或5的翻口过滤器式离心机，其特征在于，螺杆（34）不可转动地但可滑动地装在一个套筒（36）中，该套筒（36）可以在空心轴（3）的后部延长段（轴套31）中转动，套筒（36）可以经过马达（44）驱动。

9、按照权利要求8的翻口过滤器式离心机，其特征在于，螺杆（34）从套筒（36）的背离支承轴（9）的后端部自由地伸出套筒（36），在套筒（36）的该后端部和螺杆（34）的自由端之间装有一个弹簧（42），该弹簧将螺杆（34）以及支承轴（9）相对着套筒（34）进行预张紧。

10、按照权利要求1的翻口过滤器式离心机，其特征在于，螺杆（34）由马达（44）经皮带轮（43）驱动。

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