CN1055128A - 翻口过滤器式离心机 - Google Patents

Abstract

翻口过滤器式离心机包括一个支承在外壳中的 转筒，一个盖住转筒上通孔的可翻转滤布，一个关闭 转筒前端的盖子，一个装料管和一个保险装置，它防 止转筒在大于临界转速时打开。转筒和盖子通过空 心轴和支承轴可相对轴向移动使滤布翻转。支承轴 上有螺旋轴，它与一个螺母相啮合。螺旋轴或螺母由 马达驱动，根据它们相对于空心轴和转筒的转速关 系，可使支承轴在空心轴中往返运动，当螺旋轴或螺 母的转速大于空心轴的转速时，转筒打开，反之则关 闭。

Description

本发明涉及一种翻口过滤器式离心机。

在已知的这种类型的翻口过滤式离心机中（见DE-PS2709894），转筒的与过滤器滤布的翻转相关联的打开和关闭过程是借助于一种液力驱动装置实现的。为了保证转筒按比例仅在较小的转速下被打开，在已知的离心机中设置了一个离心力调节器，它用于保证只在一定的转筒转速以下才开始转筒的打开运动。暂不提液力驱动装置所具有的缺陷，就离心力调节器而言，它是个复杂的易出故障的机器部件，从而它也使整个翻口过滤器式离心易出故障。

本发明的任务是，以简单的方式并且不采用离心力调节器使上述类型的翻口过滤器式离心机得到改进，使得其转速仅在一定的数值以下时才打开转筒。

下面对照附图通过优选实施例对本发明作进一步的描述。

图1  一种翻口过滤器式离心机处于离心分离工作阶段的示意剖面图;

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筒的机械驱动装置的放大示意图;

图4  相对于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伸出的一端上不可相对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。

在轴承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的内部移动的支轴承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）状离心机转筒11的封闭底部。在转筒11的筒形外壳上设有一些径向分布的滤出物（液）通孔12。在其与底部相对的前端上转筒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筒11底部的支承轴9刚性相连。

离心机室的盖子18经间隔螺栓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通过顶压在转筒11的开口边缘上而将转筒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中轴向移出而将转筒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）输入转筒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筒和由此实现在图1和图2中所示的两种运行状况之间的过渡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位于离心转筒11的底部附近。离心腔室的盖子18此时紧密地贴在转筒11的开口边缘上。转筒转动时，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。

转筒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筒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，离心机转筒11由具有极高转速的马达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筒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地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之间，另一方面轴套31和空心轴3之间形成不可转动的连接，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旋轴34相啮合，螺旋轴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固定在螺旋轴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和类似件，盘簧42将螺旋轴34相对于套筒36预张紧（在图3中向右指向），此时，上述在螺旋轴34和套筒36之间的配合键联接件35可以使螺旋轴34和套筒36之间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往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以及往配合键35与套筒36不可转动地相连的螺旋轴34，使套筒36和螺旋轴34转动。

将螺旋轴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克服转筒内部的液力压力紧密地保持在离心机转筒11的开口边缘上。在本发明的较简单的实施结构中，螺旋轴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336的中间连接。在这种情况下，皮带轮43直接装在螺旋轴34上，用于上述目的盘簧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。

当螺旋轴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（螺旋轴34可转动地支承在该套筒31中）沿某一方向转动时，由于螺旋轴34与螺母33啮合，因此与螺母33相连的支承轴9就会溶某一方向移动，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行时，支承着离心机转筒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和螺旋轴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旋轴34。支承轴9和螺旋轴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。只有当螺旋轴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，当螺旋轴34的转速小于支承轴9的转速或者螺旋轴34相对于支承轴9反方向转动，那么支承轴9移动，盖子18与支承轴9一起在相反方向上运动，从而盖子18将离心机转筒11封盖住。在本发明的优选实施形式中，支承轴9和螺旋轴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转筒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力驱动装置不再有液力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旋轴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，在打开和关闭转筒以及使转筒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，而是在内部由螺旋驱动装置来接收。

在所述的实施形式中，由于支承轴9和螺旋轴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之间在正负意义上的转速差，因此，即使螺旋轴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。因此螺旋轴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，即驱动螺旋轴34的马达44设计得相对地较弱，并且当支承轴9和螺旋轴34被相互反方向驱动时亦是这样。

在转筒的各个“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之间的转速差以及空心轴3和螺旋轴34之间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筒的关闭状态后会使离心腔室的盖子紧紧地顶压在转筒11的开口边缘上，即使驱动螺旋轴34的马达44的力相对较弱。

一旦转筒11和其一起的支承轴9将出现比螺旋轴34转动得较快时，离心室盖子18会自动地顶压在离心转筒11上，并且当在离心室中起作用的液压力较大时也是这样。所述的螺旋轴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旋轴（具有细螺纹）的作用。

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

在本发明的一个未示出的实施形式中，螺旋轴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筒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旋轴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或螺旋轴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。

此外也可以在达到转筒的关闭状态或打开状态后完全关掉驱动螺旋轴34的马达44。由于螺旋轴34自锁在螺母33中，螺旋轴34和其它马达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的实施形式中螺旋轴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，螺旋轴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，它与螺旋轴34的外螺纹相啮合。套筒36不能轴向移动，它支承在端部件45中，并通过皮带轮43和马达44进行转动，这样螺旋轴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，螺旋轴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，螺旋轴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。在支承轴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，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紧紧地顶压在转筒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。

在上述翻口过滤器式离心机中，其离心转筒由螺旋轴进行锁闭，这种结构的离心机能够以简单的方式保证，只有当转筒以一个在某一定数值（“临界置”）以下的转速转动时，离心室的盖子18才从离心转筒11上离开。

如已述那样，只有当驱动螺旋轴34的转速大于空心轴3和支承轴9的转速时，支承轴9才能进行打开运动。否则，支承轴9进行关闭运动或将盖子18紧紧地保持在转筒11的开口边缘上。

按照本发明，驱动螺旋轴34的马达应具有一个固定的最大转速马达在任何情况下都不能超过该最大转速。这种类型的马达本身是已知。这样来选取马达44，尤其是电动马达44的该最大转速，即，在考虑了设置在马达44和螺旋轴34或套筒36之间的传动机构（皮带轮43）的相应传动比（增速或减速）后，应使螺旋轴34的转速始终小于转筒11的一个临界转速，在该临界转速以上时转筒不允许被打开，因为否则会损坏翻口过滤器式离心机。

由此排除了转筒在离心分离工作阶段（见图1）时打开，此时转筒正以极高的转速或最高转速转动。在该工作阶段的过程中，旋转着的皮带轮43虽然以一个大于马达44的最大转速驱动着该马达44但是在该较大转速下，马达44的作用不是驱动马达，而是发电机。在这种运行状态下，螺旋轴34相对于支承轴9没有速度差（差速）。

只有在从离心分离工工阶段向抛出固体物质的工作阶段的过渡情况下（见图2），转筒11的转速降到临界值以下，并最终达到低于马达44或螺旋轴34的最大转速的某一数值时，在支承轴9和螺旋轴34之间才产生一个速度差，该速度差使盖子18自动地脱离转筒11。

按照这种方式，可以极其简单地保证，在没有附加的保险装置，例如离心力调节器或类似机构时，只有当转筒11以小于其临界转速的较小转速旋转时才有可能打开该转筒11。

马达44在其最大转速以下的范围内其转速最好是可调的，这样可以提高或降低转筒11的打开速度和关闭速度。

为了获得转筒11的各种打开速度和关闭速度，也可以将多个具有不同转速的且可以按选择接通的马达与螺旋轴34相连接，但应这样地选择所有这些马达的转速，即这些马达引起螺旋轴34或套筒36转动的转速要小于转筒11的临界转速，而在超过该临界转速下打开转筒11是有危险的。

也可以在电动马达44和螺旋轴34之间按照本身已知的方式设置一个可调的变速器，以便在马达44的最大转速以下的范围内对马达4的转速进行控制，从而相应地控制螺旋轴34的转动速度。

本文中所使用于小于转筒11的临界转速的“较小转速”这个概念也包括负的转速，亦即与转筒11的转动方向相反的转动速度。

Claims (4)

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)的转筒(11)，一个盖住滤出物通孔的可翻转的滤布(15)，一个关闭转筒的一端的盖子(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)，以及一个保险装置，当转筒在其转速大于某一个临界转速下转动时，该保险装置可防止因盖子(18)脱离转筒而使转筒打开，机器在大于上述临界转速时打开转筒会受到损坏，此外，上述转筒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)上装有一个螺旋轴(34)并设有一个与螺旋轴相啮合的螺母(33，36)，或者螺旋轴(34)或者螺母(36)可以由马达(44)转动地驱动，从而根据螺旋轴(34)或螺母(36)的转速相对于空心轴(3)和转筒(11)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，当由电动马达(44)驱动的螺旋轴(34)或螺母(36)的转速大于空心轴(3)的转速时，转筒(11)打开，而当螺旋轴(34)或螺母(36)的转速小于空心轴(3)的转速时，转筒(11)则关闭，马达(44)的最大转速是这样选取的，即，由马达(44)传给螺旋轴(34)及螺母(36)的最大转速要小于转筒的临界转速，以便转筒只在其转速小于临界转速下转动时才能打开。

2、按照权利要求1的翻口过滤器式离心机，其特征在于，驱动螺旋轴（34）或螺母（36）的马达（44）的转速在其最大转速以下的范围内是可调的。

3、按照权利要求1的翻口过滤器式离心机，其特征在于，螺旋轴（34）或螺母（36）可以通过多个具有不同转速的且可以按照选择来接通的马达进行驱动，这些马达转速是这样选取的，即由这些马达传给螺旋轴（34）和螺母（36）的最大转速要小于转筒（11）的临界转速。

4、按照权利要求1的翻口过滤器式离心机，其特征在于，在马达（44）和螺旋轴（34）之间设置了一个可调的变速器。

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