CN103732329A - 振动式离心机 - Google Patents

Abstract

一种振动式离心机，其具有分离筛，分离筛旋转振动以分离材料，通常是浆料（如，煤浆）。该分离筛通过诸如不平衡电机等的振动器而振动。提供优选是片簧的一个或多个约束元件，其将振动器产生的振动限制在与驱动轴轴线平行的单个自由度。该振动式离心机具有压缩弹簧形式的偏置元件，以调校振动频率。可选地，还可使用调校质量来调校振动频率。

Description

振动式离心机

技术领域

本发明涉及振动式离心机。具体地，本发明涉及但不限于具有诸如不平衡电机等的振动器的振动式离心机，该振动器经由弹簧系统向转筒提供轴向振动。

背景技术

这里所参考的背景技术不构成承认该技术在澳大利亚或者其它地方是公知常识。

离心式分离器通常用于将固体和液体从浆料分离。例如，为了将固体煤从包括水的煤浆料分离。振动式离心机通常具有轴向振动转筒（basket），浆料移过该转筒，其中液体经由该转筒被向外排出，而固体沿着该转筒的锥形侧被带至出口。

振动式离心机通常被调校以在特定频率操作来提高效率。然而，调校振动式离心机可能非常困难和昂贵。这至少部分是因为经调校的振动式离心机通常需要例如弹簧等的特定部件处于非常高的公差内。该高公差部件不仅显著地提高了制造成本，还容易发生故障且难以查到原因。此外，旋转和振动转筒使用大量的能量，该能量通常由于低效率的减振和能量传递而被浪费。

发明目的

本发明的目的是提供振动式离心机，其克服或改良了上述的一个或多个缺点或问题，或者其至少提供了有用的替代。

根据以下说明，本发明的其它优选目的将更加明显。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了振动式离心机，包括：

连接至驱动轴的分离筛；

至少一个振动器，其在所述分离筛上产生振动；

一个或多个约束元件，其将所述振动器产生的振动基本上限制在与驱动轴轴线平行的单个自由度；和

至少一个偏置元件，其与所述振动器接合以调校振动频率。

优选地，所述振动式离心机还包括分离壳体。该分离壳体优选地至少包括分离筛。缓冲质量部分（sprung mass portion）优选地包括有轴承壳体，驱动轴和分离筛。可将橡胶密封件设置在分离壳体和轴承壳体之间。驱动轴优选地从分离壳体内的分离筛穿过且通过轴承壳体至驱动部分。驱动部分优选为驱动滑轮接合部分。

振动式离心机优选地还包括底座。该分离壳体和驱动电机优选地安装在底座上。该底座优选地具有地面接合部分，其包括隔振弹簧。优选地，地面结合部分是脚，且优选地隔振弹簧包括弹性材料。

优选地，振动器是振动电机，例如不平衡电机。可选地，振动器可以是专用的振动单元或者具有整体构造的振动器，优选是仅产生轴向振动的振动器。该专用振动单元可具有两个旋转力，其互相抵消以提供轴向力。

优选地，所述振动器被安装在框架上，该框架被安装在底座上。优选地，具有两个振动器，其包括两个反向旋转的不平衡电机以提供线性驱动力。优选地，第一不平衡电机位于轴承壳体的第一侧，而第二不平衡电机位于轴承壳体的第二侧。

偏置元件优选为压缩弹簧。优选地，一个或多个压缩弹簧设置在轴承壳体的每一侧，位于轴承壳体与底座之间，且优选地其被设置成在与驱动轴轴线平行的轴线上进行偏置。优选地，压缩弹簧包括弹性材料。

该一个或多个约束元件优选包括片簧。该片簧优选仅在与驱动轴轴线平行的轴线上弯曲。优选地提供两个片簧，在轴承壳体的每侧上各有一个，且在与驱动轴轴线平行的轴线上对齐。各片簧的第一端优选安装至轴承壳体，且各片簧的第二端优选安装至底座。

优选地，分离筛是转筒。进一步优选地，该转筒是在使用中轴向旋转的截头圆锥式转筒。优选地提供入口以输送诸如浆料等待分离材料至转筒内部。优选地该入口是斜槽。

上述至少一个偏置元件和/或调校质量可用来调校离心机的振动频率。离心机的振动频率优选通过设计被初始调校。如有需要，可使用调校质量重新调校离心机的振动频率。

调校质量优选是安装在振动式离心机的一部分上的固体质量。优选地，调校质量被安装至轴承壳体上。调校质量可栓接至轴承壳体上。优选地，调校质量相对于驱动轴轴线居中设置。该调校质量可包括多个质量元件（massmember），其选择用于提供整体需要的调校质量。

优选地，振动式离心机被配置成具有两个自由度的动力吸振器系统。更优选地，振动式离心器被配置成经调校的动力吸振器，且选择调校质量以至少帮助调校动力吸振器。

根据以下具体说明，本发明的其它特征和优点将更加明显。

附图说明

仅作为示例，将参考附图更全面地说明本发明的优选实施方式，其中：

图1是根据本发明的实施方式的振动式离心机的透视图；

图2是图1中所示的振动式离心机的侧剖视图；

图3是示出了驱动电机的振动式离心机的透视图。

具体实施方式

图1、2和3示出了振动式离心机10，其具有分离部分12、驱动部分14和缓冲质量部分（sprung mass portion）15。分离部分12具有通过刚性元件（stiffener）18刚性地安装至底座16的分离壳体20。分离壳体20具有斜槽22的形式的入口，通过其可将诸如浆料的待分离材料输送至分离壳体20内，如这里所讨论的。该底座16具有脚24的形式的地面接合部分，该脚24通过隔振弹簧26连接至底座16。

驱动部分14具有不平衡电机（unbalanced motors）44的形式的振动器，其被安装在支撑框架45上，该支撑框架45刚性地连接至底座16。不平衡电机被配置成使得在使用中它们以相反的方向旋转（即，逆向旋转）。

缓冲质量部分15具有在使用中一起移动的多个构件。这些构件包括轴承壳体40，驱动轴46，驱动滑轮48，转筒（basket）28，以及诸如轴承和轴承盖的其它构件。驱动轴46通过轴承与轴承壳体40接合。驱动轴46在其一端设置有驱动滑轮48形式的驱动部分。在轴承壳体40的两侧设置有片簧50形式的约束元件（更清楚地如图2中所示），其设置成允许缓冲质量部分15在平行于驱动轴46轴线的轴线上移动，但限制在其它轴线上的移动。有效地，片簧50将缓冲质量部分15相对于底座16的移动限制在一个自由度，因此，来自不平衡电机44的振动能量被被传递至单个轴线，即与驱动轴46轴线平行的轴线。

可将调校质量（tuning mass）52拴接至轴承壳体40的顶部。应理解，调校质量52可具有选择来提供特定预定质量的质量，以及/或者可能甚至不需要调校质量52。在优选的实施方式中，振动式离心机10通过没有任何调校质量52的设计而调校。如果需要，可稍后增加调校质量52来重新调校振动频率。

在分离壳体20和轴承壳体40之间设置橡胶密封件42，以防止分离壳体20内分离的任何材料漏出振动式离心机10。

具体参考图2，示出了内部构件，特别是分离壳体20，已示出分离部分12具有转筒28形式的分离筛。该转筒28与驱动轴46接合并随着其旋转。斜槽22具有入口端22’和出口端22”，将待分离的材料从源（未示出）输送至转筒28内。分离壳体20具有第一出口30，其允许由离心机10分离的材料，即通过转筒28中的孔的材料，从离心机10被移除。第二出口32允许没有通过转筒28中的孔的材料也从离心机10被移除。

将压缩弹簧54形式的两个或更多个偏置元件设置在轴承壳体40的每侧，位于轴承壳体与支撑框架45之间。压缩弹簧54被配置成允许在与驱动轴46轴线平行的轴线上的压缩。在优选的实施方式中，压缩弹簧54是弹性元件，其选择用于预定振动频率的动力减振。

系统连接至压缩弹簧54和隔振弹簧26的质量提供两个自由度的动力吸振器系统。具体地，包括可调节调校质量52的缓冲质量部分15的质量有效地是吸振器质量，包括分离壳体20的刚性连接至底座16的构件的质量有效地是动力吸振器系统的辅助质量。弹簧和质量，特别是包括可变调校质量52的缓冲质量部分15的质量，可以变化以根据需要改变动力吸振器特性，优选地维持一个经调校的动力吸振器系统。

在使用中，驱动滑轮48由安装在底座16上的驱动电机60形式的外部动力源驱动（参见图3）。驱动电机60具有与皮带64接合的驱动轮62。该皮带64还与驱动滑轮48接合，使得驱动轮62的旋转使驱动滑轮48转动，其进而旋转轴46并相继旋转转筒28。

不平衡电机44旋转向辅助质量提供动力，辅助质量通过使其振动的缓冲质量部分15发生反作用。由于轴承壳体40通过片簧50相对于底座被约束在一个自由度上，所以缓冲质量部分15沿着驱动轴轴线往复振动。该系统通过设计调校，但是可通过增加或调节调校质量52而调校或再调校，使得将最大振动能量从不平衡电机44传递至转筒28。

将诸如固体和液体混合物的浆料等待分离材料进给至斜槽22的入口端22’，由此将其输送至转筒28内的出口端22”。接着待分离的材料将撞击转筒28的侧面，该转筒28上具有孔且通过旋转将离心力施加至材料。浆料的液体成分通过转筒而固体部分不能通过转筒。

将通常不需要的液体沿第一出口30排出用于进一部处理和/或处置。不能通过转筒28的固体部分在离心力下通过转筒28的倾斜壁。驱动部分14提供的轴向振动有助于固体沿着转筒28移动，且防止或至少减少固体材料聚积在转筒28的内表面上。当材料到达最外边缘28’时，由于液体成分被移除，所以其主要包括材料的固体成分。接着可通过第二出口32输送固体用于进一部处理等。

有利地，本发明获得的振动式离心机10向转筒28提供充分的振动，同时由于改进了振动能量的能量传递，因而和常规的的振动式离心机相比，可使用更小的振动电机44和较少的能量。此外，可通过改变调校质量44的质量，能容易地调校各振动式离心机10的工作频率。这允许使用较小公差部件，特别是对于弹簧而言，进而能降低制造和维护成本。

在本说明书中，诸如第一和第二，左和右，顶部和底部等的形容词仅用于将一个元件或动作与另一个元件或动作区分开，而不需要或表示任何实际的该关系或顺序。在上下文允许的情况下，在提到一个整体或构件或步骤（或类似情况）时，不应理解为仅限于一个该整体、构件或步骤，而可以是一个或多个该整体、构件或步骤等。

提供了本发明的不同实施方式的上述说明，是用于为相关领域普通技术人员提供说明的目的。其不旨在穷举或者将本发明限制于单个公开的实施方式。如上所述，对于本领域技术人员来说，本发明具有多种选择和改变是明显的。因此，尽管已经具体地说明了一些可选的实施方式，然而对本领域技术人员来说其它实施方式将是明显的或较容易的。本发明旨在包括这里所说明的本发明的所有的变化、修改和改变，以及落入上述发明的实质和范围内的其它实施方式。

在本说明书中，术语“包括”、“包括有”、“具有”、“含有”或者类似术语旨在表示非排除的包括，因而包括多个一系列元素的方法、系统或者设备不仅仅包括这些元素，而可能包括其它没有列出的元素。

Claims (18)

1.一种振动式离心机，包括：

连接至驱动轴的分离筛；

至少一个振动器，其产生所述分离筛的振动；

一个或多个约束元件，其将所述振动器产生的振动基本上限制于与所述驱动轴的轴线平行的单个自由度；和

至少一个偏置元件，其与所述振动器接合以调校所述振动的频率。

2.如权利要求1所述的振动式离心机，还包括具有地面接合部分的底座，该地面接合部分包括隔振弹簧，其中所述分离筛，至少一个振动器，一个或多个约束元件，以及至少一个偏置元件都安装在所述底座上。

3.如权利要求2所述的振动式离心机，其中所述隔振弹簧包括弹性材料。

4.如前述权利要求中任一项所述的振动式离心机，其中所述振动器包括振动电机。

5.如权利要求4所述的振动式离心机，其中具有两个振动电机，所述两个振动电机包括两个以相反向旋转的不平衡电机。

6.如前述权利要求中任一项所述的振动式离心机，其中所述偏置元件包括压缩弹簧。

7.如权利要求6所述的振动式离心机，其中在与所述驱动轴的轴线平行的轴线上偏置所述压缩弹簧。

8.如权利要求6或7所述的振动式离心机，其中所述压缩弹簧包括弹性材料。

9.如前述权利要求中任一项所述的振动式离心机，其中所述约束元件是片簧。

10.如权利要求9所述的振动式离心机，其中所述片簧被布置成仅在与所述驱动轴的轴线平行的一个轴线上弯曲。

11.如前述权利要求中任一项所述的振动式离心机，还包括调校质量。

12.如权利要求11所述的振动式离心机，其中所述调校质量相对于所述驱动轴的轴线居中设置。

13.如前述权利要求中任一项所述的振动式离心机，其中所述分离筛是关于所述驱动轴轴向旋转的截头圆锥转筒。

14.如前述权利要求中任一项所述的振动式离心机，其中所述振动式离心机被配置为具有两个自由度的动力吸振器系统。

15.如权利要求14所述的振动式离心机，其中所述动力吸振器系统的质量包括一轴承壳体，所述驱动轴和所述分离筛。

16.如权利要求14或15所述的振动式离心机，其中所述振动式离心机被配置为经调校的动力吸振器。

17.如前述权利要求中任一项所述的振动式离心机，还包括容纳所述分离筛的分离壳体。

18.如权利要求17所述的振动式离心机，还包括在所述分离壳体和一轴承壳体之间的橡胶密封件。

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