CN102892512B - 离心分离器 - Google Patents

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Abstract

离心分离器包括框架(2)、轴承装置(4)和转子(5)，其具有第一端(5a)和第二端(5b)。转子经由轴承装置连接到框架。转子包括限定中央内部空间(7)的中空心轴(6)。心轴具有邻近第一端的第一部分(6a)、中间部分(6c)和邻近第二端的第二部分。转子还包括围绕心轴提供的支撑元件(8)、分离空间(9)、和分离盘(10)，其在分离空间中围绕第一部分并且对着支撑元件(8)提供。转子外壳(11)界定分离空间。支撑元件围绕中间部分提供。轴承装置连接到第二部分并且围绕第二部分提供。

Description

离心分离器
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的离心分离器。
背景技术
US2001/0012814(图29)公开这种离心分离器，其具有形成中央空间的中空心轴。框架包括细长静止部分，其在心轴的中央空间中延伸。该细长静止部分具有用于轴承装置的支承件的功能，该轴承装置包括在细长部分和心轴的内部之间在分离盘上方的上轴承，和在细长部分和心轴的内部之间在分离盘下方的下轴承。
WO2007/133161公开离心分离器，其具有中空的管状心轴、和具有传统结构并安装在心轴的上端上的离心转子。
传统类型的离心分离器在历史上通常构建有相对长和薄的心轴，从而允许离心转子横向地摆动或枢转。所有离心分离器具有多个临界转数，在该多个临界转数处出现离心转子的这种枢转或横向偏转。期望的是以相对高的转数运行离心分离器用于实现有效的分离。稳定的运行在超出第一临界转数的转数范围内获得。
传统类型的离心分离器还具有对于离心转子和定位在其中的盘组件的高度的限制。这部分地取决于当离心转子为高时实现稳定运行的难度。另外，离心分离器的特殊类型或结构难以能够改变高度和包括在盘组件中的分离盘的数量。在上文提及的US2001/0012814中公开的该特殊结构在这方面具有如下缺点，即由于细长静止部分和在心轴与静止部分之间提供的上轴承，高度难于改变和增长。因为支撑元件在下部分处连接到心轴，所以不存在仅在支撑元件和分离盘的下方支承心轴的可能性。
传统离心分离器的另一问题为制造和安装的困难。离心分离器由数个各种构件构成，该数个各种构件诸如心轴、驱动构件、一个或多个轴承、转子和在其中提供的分离盘等。这些构件的安装为耗时并复杂的任务。
发明内容
本发明的目的为修正上文提及的问题。特别地，本发明涉及如下离心分离器，其可利用相对高的离心转子制造，并且可以以稳定的方式并以容易的方法运行，并且可更改并且适合于各种高度的离心转子。另外，本发明涉及使离心分离器的简化安装能够实现的结构。
此目的由最初限定的离心分离器实现，其特征在于，支撑元件围绕心轴的中间部分提供，并且轴承装置连接到心轴的第二部分并围绕心轴的第二部分提供。
中空心轴因而具有支承功能，这是因为它延伸通过整个或者大致整个离心分离器，并且这是因为支撑元件和分离盘安装在心轴上并且围绕心轴安装。心轴可由连接到仅仅第二下部分的轴承装置通过轴颈安装(journaled)和支承。在这种方式下，可留下心轴的第一上部分为相对自由的，用于分离盘的安装。输送待分离的产物到分离空间并且/或者从分离空间排出分离的产物，可经由在心轴中的第一或第二空间以及中央空间而发生。
根据本发明的实施例，离心分离器包括第一锁紧部件，其接合心轴的第一部分并且限定用于成组分离盘的停止位置和末端位置。有利地，离心分离器还可包括第二锁紧部件，其接合心轴的第二部分并且布置成对着第一锁紧部件紧固在心轴上的支撑元件和成组分离盘。以这种方式，安装可实现，这是因为各种构件被引导到心轴上并且紧固在第一锁紧部件和第二锁紧部件之间。锁紧部件中的一个(例如第二个)然后可构造为拉紧螺母，构件依靠该拉紧螺母对着彼此并且对着第一锁紧部件而紧固。第二锁紧部件还可有利地布置成对着第一锁紧部件紧固轴承装置。
根据本发明的实施例，离心分离器包括压缩盘，其围绕在第一锁紧部件和成组分离盘之间的心轴提供。因而，压缩盘组成构件中的一个，其在安装期间可被引导到心轴上并且紧固在成组分离盘和第一锁紧部件之间。有利地，压缩盘可包括：管道部分，其围绕心轴的第一部分延伸并且邻接心轴的第一部分；和压缩部分，其邻接成组分离盘中的最上的分离盘。
根据本发明的实施例，离心分离器包括力传递元件，其在旋转方向上围绕心轴提供并且牢固地连接到心轴，并且布置成将旋转运动从驱动部件传递到心轴。力传递元件有利地在轴承装置和支撑元件之间提供。力传递元件因而还可组成构件中的一个，其在安装期间可被引导到心轴上并且紧固在支撑元件和轴承装置之间。力传递元件可包括用于带或链的滑轮或者由用于带或链的滑轮组成，带或链依靠驱动马达或齿轮驱动，该齿轮经由一个或数个另外的齿轮而由驱动马达驱动。力传递元件还可为驱动马达的转子的支承件，该驱动马达例如电气驱动马达，其包括定子，其连接到框架并且在电气马达的转子内部或外部提供。驱动马达还可包括气动马达或液压马达，或者由气动马达或液压马达组成。
根据本发明的实施例，离心分离器包括输送导管用于输送产物，和至少第一排出导管用于排出该产物的第一相，例如相对轻的相，其中，输送导管和第一排出导管优选地经由第二端而延伸到中央内部空间内。
根据本发明的实施例，离心分离器包括入口与出口装置，其在旋转方向上在中央内部空间中提供并且牢固地连接到心轴，并且布置成至少经由心轴的输送开口将产物从输送导管传输到分离空间内，并至少经由心轴的第一出口开口将第一相从分离空间传输到第一排出导管。第一相可经由第一出口腔传输到静止排出导管内。有利地，支撑元件可包括输送通道，其在分离空间和输送开口之间延伸；和第一通道，其在分离空间和第一出口开口之间延伸。
根据本发明的实施例，离心分离器还包括第二排出导管用于排出该产物的第二相，例如相对重的相，并且其中，第二排出导管延伸到中央内部空间内。有利地，入口与出口装置可布置成至少经由心轴的第二出口开口将第二相从分离空间传输到第二排出导管。第二相可经由第二出口腔传输到静止排出导管。支撑元件还可包括第二通道，其在分离空间和第二出口开口之间延伸。
根据本发明的实施例，旋转外壳连接到支撑元件并且对着支撑元件提供。另外，旋转外壳可具有连接到心轴的第一部分的第一端。
附图说明
本发明现通过各种实施例的描述并且参考附于该描述的附图而更仔细地解释。
图1公开通过根据本发明的实施例的离心分离器的截面图。
图2公开通过图1中的离心分离器的心轴的第一部分的横截面图。
具体实施方式
图1公开包括基部1的离心分离器，该基部1可为静止的或者定位在地板上，或者由地板形成。离心分离器还包括框架2，其经由弹性连接件3而弹性地连接到基部1。
另外，离心分离器包括轴承装置4和转子5，其具有第一端5a和第二端5b。转子5经由轴承装置4连接到框架。转子5可相对于框架2和基部1围绕旋转轴线x而旋转。
转子5包括心轴6，其为中空的并且限定中央内部空间7。心轴6具有管状形状或者设计为管道，优选具有相对薄的壁。心轴6具有邻近第一端5a的第一部分6a和邻近第二端5b的第二部分6b。心轴6还具有中间部分6c，其在第一部分6a和第二部分6b之间延伸并且连接第一部分6a和第二部分6b。轴承装置4连接到心轴6的第二部分6b并且围绕心轴6的第二部分6b提供。
在公开的实施例中，离心分离器示出有竖直的旋转轴线，其中转子5的第一端5a形成上端并且第二端5b形成下端。应注意到，离心分离器还可被定向成使得旋转轴线x在其它方向上延伸，例如水平方向，或者使得转子5的第一端5a形成下端。
第一部分6a具有第一外径d1。第二部分6b具有第二外径d2。然后，第一外径d1大于或者显著大于第二外径d2。关系式d2/d1可例如处于范围0.3-0.9，优选地处于范围0.5-0.85，并且更优选地处于范围0.6-0.8。在优选实施例中，关系式d2/d1可为0.75。
中间部分6c具有外径，其从第一外径d1减小到第二外径d2。在公开的实施例中，中间部分6c包括过渡部分6d，其包括在中间部分6c的部分中或者形成中间部分6c的部分，并且该过渡部分6d包括从d1到d2的外径的这种缩减。
转子5还包括支撑元件8和分离空间9，该支撑元件8围绕心轴6提供并且连接到心轴6。
支撑元件8围绕心轴6的中间部分6c而提供。成组分离盘10在分离空间9中围绕第一部分6a并且对着支撑元件8或者在支撑元件8上提供。因而，分离盘10在公开的实施例中放置在支撑元件8上。然而，通常支撑元件8充当用于分离盘10的保持件，该分离盘10被阻止在朝向心轴6的第二部分6b的方向上运动。分离盘10在实施例中被公开成锥形，但是它们还可为平面并且与垂直于旋转轴线x的平面平行、或者具有弯曲的母线(generatrix)。
还应注意到支撑结构8可整体地成形，如在图1中所指示，或者该支撑结构8由两个或数个构件构成。
转子外壳11界定并且包围分离空间8。转子外壳11对着支撑元件8或者在支撑元件8上提供，并且依靠合适的连接件而牢固地连接到支撑元件8，该连接件例如示意地指示的螺纹件12。转子外壳11具有第一端11a，其连接到心轴6的第一部分6a并且在公开的实施例中定位在成组分离盘10的上方。在第一端11a处，转子外壳具有柱形部分13。
心轴6在公开的实施例中包括纵向突出部15，其与旋转轴线x平行地并且从心轴6的外部表面向外地延伸，见图2。突出部15沿着第一部分6a的部分延伸到中间部分6c内。突出部15可成形为凸起(bulge)，其通过局部按压管状心轴6而形成。突出部15用于锁紧分离盘10以免相对于心轴6旋转，并且接合分离盘10的相应凹部16。突出部15还具有如下目的，即锁紧支撑元件8以免相对于心轴6旋转，并且接合支撑元件8的相应凹部。
轴承装置4在公开的实施例中包括两个旋转式轴承17和18，例如滚柱轴承或球轴承。轴承装置4还包括轴承套筒19，其在心轴6上并且更精确地在心轴6的第二部分6b上牢固地提供。两个旋转式轴承17和18在轴承套筒19和形成框架2的部分的柱形部分2a之间提供。
离心分离器包括第一锁紧部件21，其接合心轴6的第一部分6a并且限定用于成组分离盘10的停止位置和末端位置。离心分离器还包括第二锁紧部件22，其接合心轴6的第二部分6b并且布置成对着第一锁紧部件21紧固在心轴10上的轴承装置4、支撑元件8和成组分离盘10。轴承装置4在公开的实施例中经由轴承套筒19而紧固。锁紧部件21和22可以以各种方式构造，例如为拧紧到相应部分6a、6b的螺纹上的拉紧螺母，或者作为围绕相应部分6a、6b紧固的夹持环。
另外，离心分离器包括压缩盘23，其围绕在第一锁紧部件21和成组分离盘10之间的心轴6的第一部分6a而提供。压缩盘包括管状部分24，其围绕心轴6的第一部分6a延伸并且邻接心轴6的第一部分6a；和压缩部分25，其邻接成组分离盘10中的最上的分离盘10。转子外壳11的柱形部分13在管状部分24外部提供并且可例如依靠柱形套筒26而相对于管状部分24滑动。依靠锁紧部件21、22，分离盘10可因而在压缩盘23和支撑元件8之间对着彼此按压。
另外，离心分离器包括力传递元件27，其在旋转方向上围绕心轴6提供并且牢固地连接到心轴6，并且布置成将旋转运动从驱动部件28传递到心轴6。力传递元件27在轴承装置4和支撑元件8之间提供。因而，力传递元件27牢固地连接到心轴6，并且还优选地连接到支撑元件8。力传递元件可例如通过由力和/或形状进行锁紧而紧固在轴承装置4和支撑元件8之间。
力传递元件27在公开的实施例中为驱动马达28的转子29的支承件。在公开的实施例中，驱动马达28为电气马达，其还包括定子30，其牢固地连接到框架2并且在驱动马达28的转子29内部提供。
驱动马达28还可以可选地包括气动马达或液压马达或者由气动马达或液压马达构成。另外，作为替代，力传递元件可包括用于带或链的滑轮，或者由用于带或链的滑轮组成，该带或链通过驱动马达或齿轮驱动，该齿轮经由一个或数个另外的齿轮而由驱动马达驱动。
离心分离器包括输送导管35用于输送产物，和至少第一排出导管36用于排出该产物的第一相，例如相对轻的相。输送导管35和第一排出导管36为静止的、或者非旋转的，并且延伸到中央内部空间7内。输送导管35和第一排出导管36可有利地连接到框架2。离心分离器还包括第二排出导管37用于排出产物的第二相，例如相对重的相。第二排出导管37为静止的、或者非旋转的，并且延伸到中央内部空间7内。第二排出导管37还可有利地连接到框架2。
第一相在公开的实施例中经由呈关闭腔的形式的第一出口腔36a或者具有在第一排出导管36上提供的配水(paring)盘的配水腔而传输到第一排出导管36内。第二相经由呈关闭腔的形式的第二出口腔37a或者经由具有在第二排出导管37上提供的配水盘的配水腔而传输到第二排出导管37内。
离心分离器还包括入口与出口装置38，其在旋转方向上在中央内部空间7中提供并且牢固地连接到心轴6。入口与出口装置38布置成至少经由心轴6的中间部分6c的输送开口40而将产物从输送导管35传输到分离空间9内。入口与出口装置38还布置成至少经由心轴6的中间部分6c的第一出口开口41而将第一相从分离空间9传输到第一排出导管36。另外，入口和出口装置38布置成至少经由心轴6的中间部分6c的第二出口开口42而将第二相从分离空间9传输到第二排出导管37。
支撑元件8包括输送通道45、第一通道46和第二通道47。输送通道45在分离空间9和输送开口40之间延伸。第一通道46在分离空间9和第一出口开口41之间延伸。第二通道47在分离空间9和第二出口开口42之间延伸。
本发明不限于描述的实施例，而是可在所附权利要求的范围内变化和更改。

Claims (16)

1.一种离心分离器，其包括：
框架(2)，
轴承装置(4)，和
转子(5)，其具有第一端(5a)和第二端(5b)，其中，所述转子(5)能够相对于所述框架(2)围绕旋转轴线(x)旋转并且经由所述轴承装置(4)连接到所述框架(2)，
其中，所述转子(5)包括
    心轴(6)，其为中空的并且限定中央内部空间(7)，其中，所述心轴(6)具有邻近所述第一端(5a)的第一部分(6a)、中间部分(6c)和邻近所述第二端(5b)的第二部分(6b)，
    支撑元件(8)，其围绕所述心轴(6)提供并且连接到所述心轴(6)，
    分离空间(9)，
    成组分离盘(10)，其在所述分离空间(9)中围绕所述心轴(6)的第一部分(6a)并且对着所述支撑元件(8)提供，和
    转子外壳(11)，其界定所述分离空间(9)，
其特征在于，所述支撑元件(8)围绕所述心轴(6)的中间部分(6c)提供，并且所述轴承装置(4)连接到所述心轴(6)的第二部分(6b)并且围绕所述心轴(6)的第二部分(6b)提供。
2.根据权利要求1所述的离心分离器，其特征在于，所述离心分离器包括第一锁紧部件(21)，其接合所述心轴(6)的第一部分(6a)并且限定用于所述成组分离盘(10)的停止位置和末端位置。
3.根据权利要求2所述的离心分离器，其特征在于，所述离心分离器包括第二锁紧部件(22)，其接合所述心轴(6)的第二部分(6b)并且布置成对着所述第一锁紧部件(21)紧固在所述心轴(6)上的所述支撑元件(8)和所述成组分离盘(10)。
4.根据权利要求3所述的离心分离器，其特征在于，所述第二锁紧部件(22)还布置成对着所述第一锁紧部件(21)紧固所述轴承部件(4)。
5.根据权利要求2到4中的任一项所述的离心分离器，其特征在于，所述离心分离器包括压缩盘(23)，其围绕在所述第一锁紧部件(21)和所述成组分离盘(10)之间的所述心轴(6)提供。
6.根据权利要求5所述的离心分离器，其特征在于，所述压缩盘包括：管道部分，其围绕所述心轴的第一部分延伸并且邻接所述心轴的第一部分；和压缩部分，其邻接所述成组分离盘中的最上的分离盘。
7.根据权利要求1到4中的任一项所述的离心分离器，其特征在于，所述离心分离器包括力传递元件(27)，其在旋转方向上围绕所述心轴(6)提供并且牢固地连接到所述心轴(6)，并且布置成将旋转运动从驱动部件(28)传递到所述心轴(6)。
8.根据权利要求7所述的离心分离器，其特征在于，所述力传递元件(27)在所述轴承装置(4)和所述支撑元件(8)之间提供。
9.根据权利要求1到4中的任一项所述的离心分离器，其特征在于，所述离心分离器包括输送导管(35)用于输送产物，和至少第一排出导管(36)用于排出所述产物的第一相，其中，所述输送导管(35)和所述第一排出导管(36)延伸到所述中央内部空间(7)内。
10.根据权利要求9所述的离心分离器，其特征在于，所述离心分离器包括入口与出口装置(38)，其在旋转方向上在所述中央内部空间(7)中提供并且牢固地连接到所述心轴(6)，并且布置成至少经由所述心轴(6)的输送开口(40)将所述产物从所述输送导管(35)传输到所述分离空间(9)，并且至少经由所述心轴(6)的第一出口开口(41)将所述第一相从所述分离空间(9)传输到第一排出导管(36)。
11.根据权利要求10所述的离心分离器，其特征在于，所述支撑元件(8)包括输送通道(45)，其在所述分离空间(9)和所述输送开口(40)之间延伸；和第一通道(46)，其在所述分离空间(9)和所述第一出口开口(41)之间延伸。
12.根据权利要求9所述的离心分离器，其特征在于，所述离心分离器还包括第二排出导管(37)用于排出所述产物的第二相，并且其中，所述第二排出导管(37)延伸到所述中央内部空间(7)内。
13.根据权利要求12所述的离心分离器，其特征在于，所述离心分离器包括入口与出口装置(38)，其在旋转方向上在所述中央内部空间(7)中提供并且牢固地连接到所述心轴(6)，并且布置成至少经由所述心轴(6)的输送开口(40)将所述产物从所述输送导管(35)传输到所述分离空间(9)，并且至少经由所述心轴(6)的第一出口开口(41)将所述第一相从所述分离空间(9)传输到第一排出导管(36)，并且其中，所述入口与出口装置(38)布置成至少经由所述心轴(6)的第二出口开口(42)将所述第二相从所述分离空间(9)传输到第二排出导管(37)。
14.根据权利要求13所述的离心分离器，其特征在于，所述支撑元件(8)包括第二通道(47)，其在所述分离空间(9)和所述第二出口开口(42)之间延伸。
15.根据权利要求1到4中的任一项所述的离心分离器，其特征在于，所述转子外壳(11)连接到所述支撑元件(8)并且对着所述支撑元件(8)提供。
16.根据权利要求1到4中的任一项所述的离心分离器，其特征在于，所述转子外壳(11)具有第一端(11a)，其连接到所述心轴(6)的第一部分(6a)。
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