CN107923434A - 用于提取器系统的轴承组件 - Google Patents

Abstract

一种轴承组件可以用于液体服务应用中，在所述液体服务应用中，所述轴承组件间歇地或连续地暴露于液体，如在固体‑液体提取器的液位以下。在一些示例中，所述轴承组件包括环形套筒和环形轴承。所述环形套筒被设计用于安装在可旋转轴的一端之上并且定位在壳体内部，所述可旋转轴至少部分地突出穿过所述壳体。所述环形套筒具有外表面和平行于所述可旋转轴的旋转轴线的长度。所述环形套筒的所述外表面可以沿所述套筒的所述长度的至少一部分径向向内成锥形。因此，所述轴承组件和定位在其中的可旋转轴可以在壳体内绕所述环形套筒的锥度枢转。

Description

用于提取器系统的轴承组件

相关申请

本申请要求2015年8月25日提交的美国专利申请号14/835,340的优先权，所述专利申请的全部内容通过引用结合在此。

技术领域

本公开涉及轴承组件并且更具体地涉及用于液体提取器系统的轴承组件。

背景技术

各种不同产业使用提取器来提取和恢复固体中携带的液体物质。例如，从可再生有机源生产油的生产商使用提取器来从油性物质(如大豆、油菜籽、葵花籽、花生、棉籽、棕榈仁以及玉米胚芽)中提取油。油性物质与提取器内的有机溶剂接触，导致油从周围的蜂窝结构提取到有机溶剂中。作为另一个示例，提取器用于从木瓦以及其它基于石油的废弃材料中恢复沥青。通常，基于石油的材料被磨成小颗粒并且然后穿过提取器将沥青从固体材料提取到周围的有机溶剂中。

在较高体积处理设施中，操作员使用连续提取器来处理连续流动的材料流。提取器包括其中混杂了正在处理的固体材料以及溶剂的室，允许将可溶组分从固体材料提取到溶剂中。例如，浸入式提取器通常利用通过其来输送正在处理的固体材料的溶剂池。溶剂和固体材料可以通过浸入式提取器以逆流方向输送，导致溶剂中的提取组分的浓度从溶剂入口到溶剂出口增大，而固体材料中的组分的浓度相应地从固体入口到固体出口减小。

在实践中，用于移动正在处理的固体材料穿过提取器的输送系统通常包括由一个或多个驱动轴驱动的输送器。输送器还可以连接至与输送器同时旋转但不驱动输送器的一个或多个惰轮轴。输送系统的每个轴可以通过提取器的侧壁来连接并且由轴承组件来支撑。轴承组件可以约束轴相对于提取器的侧壁的移动并且还减少了在旋转期间轴与提取器的侧壁之间的摩擦。

在轴和轴承组件位于提取器的液位以下的情况下，轴承组件在操作期间可以暴露于溶剂、正在处理的固体材料以及其它沾污材料。随时间推移，这些材料具有使轴承组件劣化的趋势，可能迫使提取器昂贵且耗时的停机。例如，如果需要更换浸没的轴承组件，可能需要从提取器排出数千加仑的溶剂并将其置于临时存储设备中以便允许接近轴承组件进行修理和更换。确保提取器轴承组件提供长期可靠的服务可以有助于确保提取器的安全高效操作。

发明内容

总体上，本公开涉及轴承组件，如用于液体服务应用的轴承组件，在所述液体服务应用中，所述轴承组件间歇地或连续地暴露于液体。尽管轴承组件可以在多个不同的应用中找到实用性，但是在一个具体的示例中，轴承组件用在提取器系统上，所述提取器系统移动固体材料穿过在逆流方向上流向固体材料行进方向的溶剂的池。轴承组件可以操作性地连接至并支撑移动固体材料穿过提取器的输送系统的轴(例如，惰轮轴)。除了使轴与提取器的侧壁之间的摩擦最小化之外，轴承组件可以部分或完全阻止提取器中所保持的液体通过轴开口渗漏出去。在这些应用中，组件可以充当密封件和轴承组件两者。

尽管轴承组件可以具有各种不同的构型，但是在一些示例中，轴承组件包括环形套筒和环形轴承。所述环形套筒被设计用于安装在可旋转轴的一端之上并且定位在壳体内部，所述可旋转轴至少部分地突出穿过所述壳体。所述环形套筒具有外表面和平行于所述可旋转轴的旋转轴线的长度。所述环形套筒的所述外表面可以沿所述套筒的所述长度的至少一部分径向向内成锥形。例如，环形套筒的横截面面积可以沿环形套筒长度的一部分从具有相对较大横截面面积的区域到具有相对较小横截面面积的区域减小。当轴承组件安装在具有基本上恒定的横截面面积的壳体开口中时，环形套筒的锥形外表面可以允许轴承组件在壳体内部铰接或枢转。轴承组件可以绕锥度枢转，例如，具有较大横截面面积的区域充当支点，从而使得外表面的一部分与壳体接触，而外表面的另一部分与壳体接触。

为轴承组件配置锥形轮廓可能出于各种原因是有用的。锥形轮廓可以通过提供具有减小的横截面面积的前导端来促进轴承组件安装到壳体开口中。具有减小的横截面面积的前导端可以有助于将轴承组件引导到壳体开口中。另外，锥形轮廓可以允许轴承组件在连接至轴承组件的轴旋转时枢转。如果向轴施加弯曲力矩，这可用于维持轴承组件与轴之间的密切接触。例如，如果轴承组件未配置成枢转，除剪切载荷之外的力矩载荷可以通过轴承组件传输到壳体中。此力矩载荷可以在轴承组件与轴之间的接口处产生非均匀接触压力，可能增加轴承组件的磨损。通过将轴承组件联接至轴并允许轴承组件在壳体内枢转，力矩载荷可以通过轴承组件均匀地传输，有助于防止损坏轴承组件。

除了或代替为轴承组件配置锥形轮廓，轴承组件可以具有一个或多个密封件。例如，轴承组件可以包括围绕接合可旋转轴的组件的内周界延伸的第一密封件。轴承组件可以进一步包括围绕接合壳体的组件的外周界延伸的第二密封件，所述组件安装在所述壳体中。密封件可以有助于防止在其中安装有轴承组件的壳体的一侧保持的液体通过轴承组件渗漏。进一步地，密封件可以防止固体材料到达轴承组件的滑动表面，这可能以其它方式加速轴承组件的磨损。密封件还可以在轴承组件枢转时缓冲轴与壳体之间的移动，衰减部件之间的力。

尽管轴承组件可以用于各种不同的系统中，但在一个应用中，轴承组件被安装在含液体的容器(如提取器)的端口中。可旋转轴的末端可以突出到位于端口中的轴承组件中，允许容器的侧壁支撑轴的重量。端口可以用端板包封以防止容器的任何液体绕开轴承组件从系统漏出。端板还可以充当推力板，限制可旋转轴的轴向运动。在一些构型中，一个或多个冲洗部被安装在端板或邻近其的端口的侧壁中。冲洗端口可以用于周期性地冲洗轴承组件以便移除趋于使轴承组件劣化的凝结的固体、液体和/或其它沾污材料。这可以有助于增加轴承组件的使用寿命。

在一个示例中，描述了一种轴承系统，所述轴承系统包括壳体、可旋转轴以及轴承组件。所述壳体形成具有内表面的孔。所述可旋转轴至少部分地突出穿过所述孔。进一步地，所述轴承组件在所述孔的所述内表面与所述可旋转轴之间定位在所述壳体的所述孔内。所述轴承组件包括环形套筒和环形轴承。所述环形套筒具有外表面和长度，其中，所述长度平行于所述可旋转轴的旋转轴线。所述外表面沿所述长度的至少一部分径向向内成锥形，从而使得所述外表面的一部分与所述孔的所述内表面接触并且所述外表面的一部分不与所述孔的所述内表面接触。另外，所述环形轴承围绕所述可旋转轴安装并且在所述环形套筒内部。

在另一个示例中，描述了一种轴承组件，所述轴承组件包括环形套筒，所述环形套筒配置成安装在可旋转轴的远端之上并且定位在壳体内部，所述可旋转轴至少部分地突出穿过所述壳体。所述环形套筒具有外表面和长度，其中，所述外表面沿所述长度的至少一部分径向向内成锥形，从而使得当所述环形套筒定位在所述壳体内部时，所述外表面的一部分与所述壳体的内表面接触并且所述外表面的一部分不与所述壳体的所述内表面接触。所述轴承组件进一步包括环形轴承，所述环形轴承配置成围绕所述可旋转轴安装并且在所述环形套筒内部。

在另一个示例中，描述了一种提取器，所述提取器包括提取室、输送器以及轴承组件。所述提取室配置成接纳提取液体和待通过所述提取液体输送的固体材料。所述输送器配置成在提取期间通过所述提取室来输送所述固体材料并且包括可旋转轴，所述可旋转轴至少部分地突出穿过孔，所述孔形成在所述提取室的侧壁中。所述轴承组件定位在形成在所述提取室的所述侧壁中的所述孔中并且围绕所述可旋转轴。所述轴承组件包括环形套筒和环形轴承，其中，所述环形套筒的外表面相对于所述孔的内表面成锥形。

附图说明

图1是根据本公开的包括轴承组件的示例轴承系统的图示。

图2和图3分别是分解横截面视图和透视剖面图，示出了图1的轴承组件的示例构型。

图4是图2和图3的轴承组件的示例环形套筒构型的侧视图。

图5A和5B分别是可以用在图1的轴承组件上的示例环形套筒安排的透视图和侧视图。

图6是可以用于在安装轴承组件期间支撑轴的示例轴定位机构的图示。

图7是根据本公开的可以利用轴承组件的示例提取器的侧视图。

具体实施方式

本公开涉及轴承系统、组件以及技术。在一些示例中，轴承组件被配置为包括被固位在环形套筒内的环形轴承的自含式匣盒。环形轴承形成具有轴向开口的圆筒，所述轴向开口延伸穿过所述圆筒。轴向开口被设定大小并成型用于接纳可旋转轴的末端，所述轴承组件旨在联接至所述末端。环形套筒在环形轴承周围延伸并且为环形轴承提供保护表面。环形套筒被设定大小并成型用于装配在壳体的孔(如在容器的侧壁周围延伸的凸缘端口)内。在使用中，在将组件插入壳体的孔中的同时，轴承组件可以定位在可旋转轴的末端之上。一旦安装，可旋转轴的末端就被定位在轴承组件内部、接触环形轴承。进一步地，环形套筒定位在壳体的孔内部、与孔的内壁表面接触。环形轴承可以由相对较低摩擦材料(如石墨浸渍的聚合物)形成以便减少在旋转期间轴与轴承之间的摩擦量。如本文中所描述的，根据本公开的轴承系统和组件可以具有各种不同的构型和特征。

图1是包括壳体12、可旋转轴14以及轴承组件16的示例轴承系统10的侧视图图示。可旋转轴14在壳体12周围延伸并且通过轴的相反端(出于说明的目的，横截面中仅示出了所述相反端中的一端)上的轴承组件对16联接至壳体。在操作中，可旋转轴14可以绕轴承组件内的旋转轴线18旋转(例如，360度旋转)。每个轴承组件16可以支撑并转移可旋转轴14的重量至壳体12。每个轴承组件16还可以提供一个或多个低摩擦表面以促进轴14相对于壳体12旋转。

在实践中，壳体12可以实现为轴承组件16有用地实现的任何类型的结构。作为各个示例，壳体12可以是接纳固体和/或液体材料以进行处理的处理容器(例如，搅拌罐、固体-液体提取室)、泵或者可旋转轴延伸穿过的任何其它结构。例如，如结合图7更加详细地描述的，壳体12可以是浸入式提取器的提取室并且可旋转轴14可以是提取器输送器系统的轴。

在所展示的示例中，壳体12被示出为容器，所述容器配置成容纳液体从而使得可旋转轴14和轴承组件16浸没在容器的液位21以下。在此构型中，壳体12包括通过可旋转轴14分离的隔开的侧壁对20。每个侧壁20形成对应轴承组件16插入的孔或开口22。在操作中，可旋转轴14可以相对于轴承组件16旋转，而组件或其部件相对于壳体12保持在固定位置。

轴14从第一末端24A延伸至与第一末端相反的第二末端24B。轴14至少部分地并且一些示例完全突出穿过壳体12的孔22。例如，根据轴14和孔22的长度，轴的第一末端24A可以定位在孔内部(如图1所示)或凸出超过壁20和形成在其中的孔22。轴承组件16定位在轴14与壳体12之间的孔22内。

轴14的构型可以根据轴承组件16实现在其中的系统的类型而改变。通常，轴14提供通过旋转来传输力的狭长本体(例如，在图1上所指示的X方向上具有大于宽度或厚度的长度)。尽管在不脱离本公开的范围的情况下可以使用其它形状，但是轴14通常是圆柱形的、在图1上所指示的Y-Z平面中具有圆形横截面形状。在图1的构型中，轴14包括至少一个链轮26，所述至少一个链轮被展示为沿轴的长度定位在隔开的位置处的多个链轮。每个链轮可以接合输送系统的链，从而使得在输送系统操作期间轴与链同时旋转。尽管轴14在图1中被展示为非驱动惰轮轴，但是在其它构型中，轴14可以连接至驱动电机以充当驱动轴。

图2和图3是图1的系统10的一部分的分解横截面视图和透视剖面图，示出了轴承组件16的示例构型(出于说明的目的，被示出为未将可旋转轴14插入组件中)。如所展示的示例所示，轴承组件16被插入壳体12中。轴承组件16包括环形套筒28和环形轴承30。环形轴承30定位在环形套筒28内部并且在一些示例中固定联接至环形套筒。环形轴承30可以配置成通过将图1中的轴14的末端插入轴承中和/或穿过轴承(例如，在图2上所指示的负X方向上)来接纳所述轴(例如，轴的第一末端24A)。因此，环形轴承30可以具有与可旋转轴14的外部大小和形状(例如，外径)相对应的内部大小和形状(例如，内径)。一旦可旋转轴14插入轴承组件16中并且尤其是环形轴承30中，轴14和/或其末端24A就可以与环形轴承30直接接触。环形轴承30可以提供可旋转轴14可以绕其旋转的相对低摩擦表面。

为了接纳轴承组件16，图2和图3中的壳体12包括至少部分地并且在一些情况下完全延伸穿过壳体12的侧壁的孔22。孔22可以形成被配置(例如，被设定大小并成型)用于接纳轴承组件16的腔管(例如，圆筒)，其中，轴承组件的至少一部分接触孔。例如，孔22可以被设定大小，使得轴承组件16配置成摩擦装配在孔中。在这些应用中，孔22可以限定基本上等于或等于轴承组件16的外部横截面尺寸(例如，外径)的内部横截面尺寸(例如，内径)。

尽管壳体12和孔22可以具有各种不同构型，但是在图2和图3的示例中，孔22被展示为端口。端口可以延伸穿过图1中的壳体12的壁20(例如，从所述壁向外凸出)。端口可以包括用于与端口进行机械联接的凸缘。例如，当轴承组件16未安装在端口中时，端口可以提供通路以供液体从壳体12外部传达到壳体内部。端口被示出为由密封端口的端板25覆盖。端板25可以充当在操作期间向其推动可旋转轴14(图1)的末端24A的推力板，从而轴的所述端在端口内。

在图2和图3的示例构型中，当轴承组件插入孔中时，壳体12的孔22形成接触轴承组件16的环形套筒28的内表面32。孔22可以具有跨其长度(例如，在图2上所指示的X方向上)基本上恒定的横截面面积或者可以具有在一个或多个位置处与一个或多个其它位置处的横截面面积不同的横截面面积。例如，在所展示的构型中，孔22是圆柱形的并且具有跨轴承组件16定位在其中的区域恒定的内径。

如上所述，轴承组件16包括环形套筒28和环形轴承30。环形套筒28可以是具有环形轴承30和轴14(图1)插入的内部开口的环形或环状结构。环形套筒28限定当轴承组件16插入壳体12的孔22中时接触孔的内表面32的外表面34。环形套筒28可以充当装配在环形轴承30之上和/或包封所述环形轴承的保护管。例如，环形套筒28可以由比环形轴承30更强和/或更稳健的材料形成，帮助保护环形轴承在轴承组件16的运输、组装以及操作期间免于劣化。在不同的示例中，环形套筒28可以由金属(例如，不锈钢)、陶瓷或者与使用轴承组件16的操作环境兼容的其它材料形成。

为了允许轴14在旋转期间进行挠曲且收缩的竖直移动(例如，在图2和图3上所指示的Z方向上的移动)，环形套筒28可以包括环形轴承组件可绕其枢转的锥度。锥度可以从具有较大横截面面积(例如，外径)的区域到具有较小横截面面积的区域减小环形套筒28的横截面面积。因此，当锥形环形套筒28定位在具有均匀横截面面积的孔22内部时，轴承组件16可以在具有较小横截面面积的区域不与孔的内表面32接触的位置与具有较小横截面面积的区域与内表面接触的位置之间枢转。然而，在其它构型中，环形套筒28并非是锥形的，反而具有跨其长度恒定的横截面面积(例如，直径)。在这些构型中，轴承组件16在不具有锥形轮廓的情况下可以具有如本文中所描述的其它有利的设计特征。

在图2所示的构型中，环形套筒28的外表面34朝向套筒的几何中心径向向内成锥形。环形套筒28具有从环形套筒的第一端36A延伸至环形套筒的第二端36B的长度(例如，在图2上所指示的X方向上)。在此示例中，环形套筒28在沿第一端36A与第二端36B之间的环形套筒的长度的大约半路的位置处具有最大外径。环形套筒28的外表面34从最大外径位置到第一端36A以及同样到第二端36B径向向内成锥形。因此，在此构型中，环形套筒28在第一端36A和第二端36B处具有小于沿第一端与第二端之间的环形套筒的长度的最大外径的外径。

一旦安装在壳体12的孔22内，环形套筒28的具有扩大的(例如，最大)外径的区域可以充当轴承组件16的支点。最大外径的位置可以充当支点，因为其提供了环形套筒28的锥形端远离最大外径的接触点凸出的位置。例如，环形套筒28的外表面34可以与孔22的内表面32直接物理接触，在所述内表面中，环形套筒具有其最大外径；环形套筒28的具有小于最大外径的直径的部分可以不与孔22的内表面32接触(例如，不物理接触)。

环形套筒28的外表面34与孔22的内表面32之间的接触位置可以充当轴承组件16可绕其旋转(例如，在孔22的壁表面的约束内)的枢转点。例如，根据轴承组件16和孔22所允许的旋转度，环形套筒28可以从套筒的外表面在第二端36B处不与孔的内表面32相接触(如图2所示)的位置到套筒的外表面的上侧在第二端36B处接触孔的内表面的位置顺时针枢转。相反地，逆时针枢转环形套筒28可以将套筒从套筒的外表面在第二端36B处不与孔的内表面32接触(如图2所示)的位置移动到套筒的外表面的下侧在第二端36B处接触孔的内表面的位置。

在所展示的示例中，环形套筒28的外表面34沿套筒的长度从最大直径区域到第一端36A和第二端36B连续成锥形。最大直径区域可以是环形套筒28的具有最大横截面面积的部分，例如，不包括围绕环形套筒28定位的密封件所提供的任何附加横截面面积(当使用时)。在一些构型中，环形套筒28的外表面34以角38向套筒的几何中心成锥形。虽然在不同的应用中可以使用其它角度，但是角38可以是从0.1度到10度(如0.5度到5度)或从1度到4度的范围内的任何值。在其它示例中，环形套筒28不沿其长度以恒定角成锥形，而是沿其长度具有离散步骤或多个不同锥角。独立于锥度的构型，锥度可以减小环形套筒28从具有较大横截面面积的区域到具有较小横截面面积的区域的外径。

另外，尽管环形套筒28在图2和图3中被展示为具有朝向套筒的第一和第二端36A、36B的双向锥度，但是在其它构型中，环形套筒可以仅在一个方向上成锥形。例如，环形套筒28可以在第一端36A或第二端36B处具有最大外径并且在单个方向上朝向相反端成锥形。在另外其它构型中，环形套筒28可以不成锥形，反而可以具有跨其长度恒定的或基本上恒定的外径。

轴承组件16还包括环形轴承30。环形轴承30可以是配置成装配在环形套筒28内部并具有配置成接纳轴14(图1)的内部开口的环形或环状结构。例如，环形轴承30可以由配置成在轴14的末端之上滑动并定位在环形套筒28内部的一个或多个圆筒元件形成。环形轴承30可以约束轴14与壳体12之间的移动并且还减少了在轴旋转期间部件之间的摩擦。在一些示例中，环形轴承30是用润滑材料浸渍过的自润滑轴承。例如，环形轴承30可以由含有润滑材料(如油、石墨或其它润滑剂)的陶瓷或聚合物形成。在一个示例中，环形轴承30包括聚合物(例如，聚四氟乙烯)、石墨以及形成矩阵的碳纤维的混合物。在另一个示例中，环形轴承30由PEEK(聚醚醚酮)形成，所述环形轴承可以包括或可以不包括诸如石墨和/或碳纤维等添加剂。环形轴承30可以由其它材料形成，并且本公开在此方面不受限制。

环形轴承30定位在环形套筒28内部。在一些示例中，环形轴承30沿环形轴承的长度与环形套筒28直接物理接触。例如，环形轴承30可以是环形套筒28内部的摩擦装配件，从而沿环形轴承的外表面直接接触环形套筒。在环形套筒28限定环形轴承30插入的圆柱形腔的实例中，环形套筒28的内径可以略大于环形轴承30的外径以便促进环形轴承插入环形套筒中。例如，环形套筒28的内径可以大于环形轴承30的外径小于1/100英寸。在一些构型中，环形轴承30是具有大于环形套筒28的长度的一半(如大于环形套筒的长度的四分之三)的长度的单个管状轴承。

图4是环形套筒28的侧视图，展示了对套筒的示例安排。如所示出的，环形套筒28具有内径40和外径42。环形套筒28的内径40沿环形套筒跨环形轴承30配置成定位的区域的长度是恒定的。因此，当具有恒定外径的环形轴承30插入这种构型的环形套筒28中时，环形轴承的外表面可以与环形套筒的内表面齐平。

进一步参照图2和图3，轴承组件16被展示为定位在壳体12的孔22内部。可旋转轴14(图1)的第一末端24A可以插入轴承组件16中。一旦组装，可旋转轴14就可以相对于轴承组件16旋转。在一些构型中，可旋转轴14相对于轴承组件16旋转，而环形套筒28和环形轴承30并不旋转(例如，保持静止)。在其它构型中，可旋转轴14通过使环形轴承30在环形套筒28内旋转来相对于轴承组件16旋转。在这些构型中，可旋转轴14和环形轴承30可以联接在一起并配置成同时旋转。在所展示的构型中，环形套筒28和环形轴承30配置成当可旋转轴14在环形轴承30内部旋转时保持在固定旋转位置。例如，在操作期间，可旋转轴14可以摩擦地接合环形轴承30并且当轴承保持不可旋转时在轴承内旋转。

为了抵抗可旋转轴14的旋转而限制环形套筒28和环形轴承30，轴承组件16包括固位构件44。壳体12具有配置成接纳固位构件的固位构件接纳开口45。另外，环形套筒28具有延伸穿过套筒的固位构件接纳开口46，并且环形轴承30具有至少部分地延伸到轴承中的轴向对齐的固位构件接纳开口48。固位构件44被插入穿过壳体12的接纳开口45、穿过环形套筒28的接纳开口46并且插入环形轴承30的接纳开口48中。固位构件44抵抗可旋转轴14的旋转而使环形套筒28和环形轴承30固位。在不同的示例中，固位构件44可以用螺栓、销或其它刚性元件来实现以便保持环形套筒28和环形轴承30在固定旋转位置。例如，在固位构件44是螺纹螺栓的实例中，接纳开口45、46和/或48可以是相应地带螺纹的，从而使得固位构件44在开口中螺纹接合。在其它构型中，轴承组件16并未利用固位构件44。

在另外其它构型中，轴承组件16可以具有多于一个延伸穿过环形套筒28的固位构件接纳开口46和/或至少部分地延伸到环形轴承30中的固位构件接纳开口48。例如，轴承组件16可以具有围绕轴承组件的周界定位在不同位置处的多个固位构件接纳开口(例如，彼此基本上等距)。可以旋转轴承组件16，以便所述多个固位构件接纳开口中特定的一个固位构件接纳开口与壳体12的固位构件接纳开口45对齐。此后，固位构件44可以被插入穿过壳体12的接纳开口45以及轴承组件16的对齐开口。通过为轴承组件16配置多个固位构件接纳开口，轴承组件16的磨损表面可以重新定位在壳体12内，增加了轴承组件的使用寿命。

图5A和图5B分别是透视图和侧视图，示出了具有多个固位构件接纳开口的环形套筒28的示例构型。在所展示的示例中，环形套筒28具有围绕套筒的周界定位在不同位置处的三个固位构件接纳开口46A、46B以及46C。环形轴承30(未展示)可以具有相应组的固位构件接纳开口，以便提供延伸穿过环形套筒28并且至少部分地到环形轴承30中的对齐固位构件接纳开口对。可以旋转轴承组件16，以便一对固位构件接纳开口与延伸穿过壳体12(图2)的固位构件接纳开口45以及此后被插入穿过所述开口的固位构件44对齐。在随后的操作期间，固位构件44可以从开口移除并且轴承组件16可以旋转，以便不同的固位构件接纳开口对与延伸穿过壳体12的固位构件接纳开口45对齐。然后，固位构件44可以被插入穿过新对齐的开口并且操作重新开始。

为了帮助防止壳体12内部正在处理的液体或其它材料绕开轴承组件16并通过孔22排出，轴承组件可以包括一个或多个密封件。例如，轴承组件16可以包括定位在环形套筒28与可旋转轴14之间的内部密封件以便帮助防止材料在套筒与轴之间传递。另外地或可替代地，轴承组件16可以包括定位在环形套筒28与壳体12之间的外部密封件以便帮助防止材料在套筒与壳体之间传递。外部密封件还可以用于当可旋转轴14枢转时帮助保持环形套筒28在壳体12内的轴线上和/或缓冲或衰减环形套筒28与壳体12之间的移动。

在图2和图3的构型中，轴承组件16包括(当轴插入轴承组件16中时)定位在环形套筒28的内表面与可旋转轴14之间的第一密封件50。轴承组件16还包括定位在环形套筒28的外表面34与壳体12的孔22的内表面32之间的第二密封件52。在所展示的示例中，轴承组件16还包括沿环形套筒28的长度与第二密封件52隔开的第三密封件54。第一密封件50可以围绕轴承组件16的内周界延伸并且配置成接触可旋转轴14的外周界。第二密封件52和/或第三密封件54可以围绕轴承组件16的外周界延伸并且配置成接触轴承组件插入的壳体12的内周界。通常，每个密封件是由比环形套筒28和轴14更加柔韧且可变形的材料(如聚合化合物)形成的环。尽管图2和图3展示了具有三个密封件的轴承组件16，但是在不同的构型中，组件可以包括更少密封件(例如，一个或两个)或更多密封件(例如，四个、五个或更多个)。例如，图2和图3中的轴承组件16可以配置有定位在环形套筒28内部的第四密封件(与第一密封件50轴向地隔开)以便进一步保护环形套筒与轴14之间的滑动接口。

为了在操作期间将第一密封件50固位在轴承组件16中，轴承组件可以包括密封件插入的密封腔。参照图4，环形套筒28被示出为具有将环形套筒28分为环形轴承30插入的轴承腔60和第一密封件50插入的密封腔62的凸缘58。环形套筒28从环形轴承的内表面64径向向内凸出。因此，凸缘58在凸缘的相反侧上提供横向顶接表面66、68。环形轴承30可以插入环形套筒28的一端，直到环形轴承的所述端接触凸缘58的顶接表面66。第一密封件50可以插入环形套筒28的相反端，直到套筒接触凸缘的顶接表面68。

甚至在轴承组件16包括一个或多个密封件的实例中，污染材料在操作期间可以绕开(多个)密封件。随时间推移，累积的污染材料可能导致轴14与轴承组件16和/或轴承组件16与壳体12之间的磨损。磨损可以具有使轴承组件16的操作劣化并减少组件的使用寿命的趋势。

为了增强轴承组件16的性能，壳体12可以配置有一个或多个冲洗部。冲洗端口可以用于连续或周期性地用无污染物的液体来冲洗轴承组件16。例如，冲洗端口可以流体联接至用于清洗轴承组件16的加压液体或气体，允许加压液体迫使累积的污染物离开组件。

在图2的构型中，壳体12包括至少一个冲洗端口70，所述至少一个冲洗端口被展示为围绕容纳轴承组件16的孔的周界定位的多个冲洗端口。特别是，轴承组件16被展示为与端板25隔开一定距离从而形成腔72。腔72可以是将端板与轴承组件16的一端分离的开放区域或自由体积。冲洗端口70可以是延伸穿过腔72的开放区域内的孔的壁的开口。在使用中，冲洗端口70被置于与冲洗源成流体连通，从而通过轴承组件16向壳体12内部推动冲洗液体。当未使用时，冲洗端口70可以用插塞(如图2所示的插塞)堵塞以便密封端口以防渗漏。

为了将轴承组件16安装在可旋转轴14之上，可旋转轴可以定位在壳体12内部，其中，轴的末端24A(图1)延伸到侧壁20和/或孔22中。随后，轴承组件16可以插置在可旋转轴14的末端24A之上，将轴承组件从末端24A向末端24B推进并到孔22中。一旦轴承组件16被适当地定位在孔22内并且围绕可旋转轴14，就可以通过将端板25紧固到孔之上来密封孔。

通常，侧壁20、轴承组件16以及可旋转轴14之间的容差将是紧密的。因此，轴承组件16可能需要小心地装配在可旋转轴14周围并且在侧壁20内以确保部件之间良好对齐。为了帮助在安装轴承组件16期间将可旋转轴14对齐在侧壁20内，系统10可以包括轴定位机构。轴定位机构可以支撑可旋转轴14的末端24A并且使所述轴的所述端在侧壁内基本上居中以便允许轴承组件16安装在所述轴的所述端之上。

图6是壳体12的侧视图，示出了可以用于在安装轴承组件16期间支撑可旋转轴14的示例轴定位机构74。轴定位机构74被紧固至壳体12的外表面并且包括可延伸臂76。在使用中，可延伸臂76向外推进从而接触可旋转轴14并从孔22的底部提起所述轴，所述轴原本会搁置在所述底部上。例如，轴承组件16可以置于轴14的末端上，而轴搁置在壳体孔的底部上。此后，可延伸臂76被推出足够在孔22内抬高可旋转轴14的量，例如，因此，可旋转轴14的末端24A在孔内基本上居中。在通过定位机构74使可旋转轴14在孔内保持居中的同时，可以将轴承组件16推入孔22中。可延伸臂76可以随后撤回并且端板25紧固在孔22之上。虽然可以使用更多个(例如，三个、四个或更多个)定位机构中的较少个(一个)定位机构，但是在图6中，壳体12包括围绕可旋转轴14径向对齐的两个轴定位机构74。

如上所述，轴承组件16可以用于各种不同的应用中。在一个应用中，轴承组件16用在提取系统中的输送器系统的轴上。例如，提取系统可以是浸入式提取器，在所述浸入式提取器中，输送器系统运输正在处理的固体材料穿过溶剂池。轴和其上安装的轴承组件16可以浸没在溶剂池的液位以下。轴可以操作性地联接至链或其它循环输送器回路。轴可以用链或其它循环输送器回路来旋转以便移动正在处理的固体材料穿过溶剂池。

图7是根据本公开的可以利用轴承组件16的示例提取器100的侧视图。提取器100可以用于处理携带期望提取到溶剂中的一种或多种化合物的固体材料的连续流。如此示例中所示，提取器100包括包含一个或多个提取级的壳体12(所述壳体还可以称为提取室)，正在处理的材料通过所述一个或多个提取级在与提取溶剂逆流的方向上行进。壳体12包括配置成接纳携带待提取到提取器100内的提取物的固体材料104的连续流的进料入口102。提取器100还包括配置成在提取物的部分或全部已提取到流过提取器的溶剂中之后排出固体材料104的进料出口106。

为了提供穿过提取器100的溶剂的流动，壳体12还包括接纳没有提取物或具有相对较低浓度的提取物的溶剂的溶剂入口108。溶剂出口110提供在壳体12的总体上相反的端上以便排出已穿过提取器100的溶剂。在溶剂通过壳体12从入口108向出口110行进时，溶剂在与穿过提取器的固体材料104的流动逆流的方向上流动。溶剂在提取器100内与固体材料104混杂，使固体材料所携带的提取物从固体材料转移到溶剂。因此，在操作中，具有相对较低浓度的提取物的溶剂在入口108处进入，而具有增加的浓度的提取物的溶剂在出口110处排出。同样地，携带提取物的新固体材料104在入口102处进入，而具有减少的浓度的提取物的经处理的固体材料在出口106处排出。例如，在固体材料104是含油材料的实例中，溶剂可以从固体材料中提取油，形成通过出口110排出的混合油(提取溶剂中油的溶液)。

提取器100可以使用任何适合的溶剂来处理任何期望的固体材料104。可以使用提取器100处理的固体材料104的示例类型包括但不限于油性物质，如大豆(和/或大豆蛋白浓缩物)、油菜籽、葵花籽、花生、棉籽、棕榈仁以及玉米胚芽；含油种子和果实；含沥青材料(例如，包括诸如碎矿物岩石、沥青以及纤维增强材料等集料材料的含沥青屋顶瓦)；刺激剂(例如，尼古丁、咖啡因)；苜蓿；杏仁壳；鯷鱼粉；树皮；咖啡豆和/或渣、胡萝卜；鸡肉部分；叶绿素；双原子丸；鱼粉；啤酒花；燕麦；松针；沥青砂；香草；以及木屑和/或浆。可以用于提取固体材料104的溶剂包括但不限于丙酮、己烷、甲苯、异丙醇、乙醇、其它醇以及水。

提取器100可以作为浸入式提取器进行操作，在所述浸入式提取器中，溶剂池或库112维持在壳体12中以在提取器内部提供期望的溶剂位。在这样的应用中，当固体材料104移动穿过提取器100时，所述固体材料浸入(例如，浸没)溶剂池112中。在一些示例中，当固体材料104行进穿过提取器100时(例如，当邻近入口102和出口106时除外)，所述固体材料保持完全浸没在溶剂池112中。在其它示例中，固体材料104在从输送器的一端跌落并掉回溶剂池中之前在提取器100中的不同级处、在溶剂池112上方行进。作为一个示例，提取器100可以使用可从明尼苏达州的明尼阿波利斯皇冠钢铁工程公司(Crown Iron WorksCompany of Minneapolis)商购的模型IV提取器来实现。

为了使固体材料104与提取器100内部的溶剂接触，提取器具有在逆流方向上通过溶剂池112来输送材料的一个或多个输送器。例如，在图7的构型中，提取器100具有通过容纳在壳体12内的溶剂池112来输送固体材料104的三个输送器114A、114B以及114C。每个输送器可以包括被操作性地联接至电源(例如，电机)并被驱动用于以循环回路的方式驱动输送线的一个或多个驱动轴。每个输送器还可以包括未被驱动但被选择性地(例如，机械地)联接至输送线并在输送线以循环回路的方式旋转时与输送线同时旋转的一个或多个惰轮轴。例如，在图7中，输送器114A、114B以及114C包括惰轮轴116A、116B以及116C。输送器114A、114B以及114C的轴(包括惰轮轴116A、116B以及116C)可以利用根据本公开的轴承组件16。例如，轴承组件可以安装在每个轴的末端之上并且暴露于溶剂池112中的液体。

在操作中，输送器114A、114B以及114C可以沿定位在提取器100内部的甲板或托盘移动固体材料104以提供材料底床。每个底床甲板可以形成沉积正在处理的材料的下部接纳端以及排出正在处理的材料的竖直抬高的上部排出端。在使用中，固体材料104可以掉落到底床甲板的接纳端上并且然后由对应的输送器沿底床甲板输送，直到到达排出端。一到达排出端，固体材料104就可以从底床甲板的末端边缘掉落或跌落，例如，到下部底床甲板上。

尽管提取器100提供了以上关于图1至图5所讨论的轴承组件16的一个特定实施方式，但是在不脱离本公开的范围的情况下，轴承组件可以用于其它适合的应用中。已经描述了各个示例。这些以及其它示例在以下权利要求书的范围内。

Claims (28)

1.一种轴承系统，包括：

壳体，所述壳体形成具有内表面的孔；

可旋转轴，所述可旋转轴至少部分地突出穿过所述孔；以及

轴承组件，所述轴承组件在所述孔的所述内表面与所述可旋转轴之间定位在所述壳体的所述孔内，所述轴承组件包括环形套筒和环形轴承，

其中所述环形套筒具有外表面和长度，所述长度平行于所述可旋转轴的旋转轴线，并且所述外表面沿所述长度的至少一部分径向向内成锥形，从而使得所述外表面的一部分与所述孔的所述内表面接触并且所述外表面的一部分不与所述孔的所述内表面接触，并且

所述环形轴承围绕所述可旋转轴安装并且在所述环形套筒内部。

2.根据权利要求1所述的轴承系统，

其中所述壳体是容纳液体的容器，所述孔是延伸穿过所述容器的壁的端口，并且所述液体的高度延伸到所述端口上方，并且

其中所述轴承组件进一步包括密封件。

3.根据权利要求2所述的轴承系统，其中所述密封件包括第一密封件和第二密封件，所述第一密封件定位在所述环形套筒的内表面与所述可旋转轴之间，所述第二密封件定位在所述环形套筒的所述外表面与所述壳体的所述内表面之间。

4.根据权利要求3所述的组件，其中所述环形套筒具有凸缘，所述凸缘径向向内凸出、将所述环形套筒分为所述环形轴承插入的轴承腔和所述第一密封件插入的密封腔。

5.根据权利要求2所述的轴承系统，其中容器是提取器，所述提取器具有配置成在提取期间输送固体材料穿过所述提取器的输送系统，并且所述可旋转轴被操作性地联接至所述输送系统并且配置成在所述输送系统移动期间旋转。

6.根据权利要求1所述的轴承系统，

进一步包括固位构件，

其中所述壳体、环形套筒和所述环形轴承各自包括固位构件接纳开口，所述固位构件被插入穿过所述壳体和所述环形套筒的所述固位构件接纳开口并且至少部分地插入所述环形轴承的所述固位构件接纳开口中，并且所述固位构件抵抗所述可旋转轴的旋转而保持所述环形套筒和所述环形轴承相对于所述壳体在固定位置。

7.根据权利要求6所述的轴承系统，其中所述环形套筒和所述环形轴承各自包括围绕其周界定位的多个固位构件接纳开口，其中，所述固位构件被插入穿过所述环形套筒的所述多个固位构件接纳开口中对应的一个固位构件接纳开口并且至少部分地插入所述环形轴承的所述多个固位构件接纳开口中相应的一个固位构件接纳开口中。

8.根据权利要求6所述的轴承系统，其中所述固位构件包括螺栓。

9.根据权利要求1所述的轴承系统，其中所述孔是延伸穿过所述容器的壁的端口并且所述可旋转轴位于所述端口中，并且所述轴承系统进一步包括覆盖所述端口的端板。

10.根据权利要求9所述的轴承系统，其中所述轴承组件与所述端板隔开从而在所述轴承组件与所述端板之间限定腔，并且所述轴承系统进一步包括与所述腔成流体连通的至少一个冲洗端口，所述至少一个冲洗端口配置成置于与用于冲洗所述腔的冲洗源成流体连通。

11.根据权利要求1所述的轴承系统，其中所述环形轴承是具有大于所述环形套筒的所述长度的一半的长度的单个管状轴承。

12.根据权利要求1所述的轴承系统，其中所述环形轴承由聚合物材料形成。

13.根据权利要求1所述的轴承系统，其中所述环形轴承包括石墨并且是自润滑的。

14.根据权利要求1所述的轴承系统，其中所述环形套筒具有第一端和第二端并且在所述第一端与所述第二端之间限定与所述孔的所述内表面接触的支点，并且所述环形套筒的所述外表面从所述支点到所述第一端并且还从所述支点到所述第二端径向向内成锥形。

15.根据权利要求1所述的轴承系统，其中所述环形套筒具有内径和外径，所述内径是沿所述环形套筒的所述长度恒定的，并且所述外径随着所述外表面从所述外表面与所述孔的所述内表面接触的部分径向向内成锥形而减小。

16.根据权利要求1所述的轴承系统，进一步包括连接至所述壳体的外表面的轴定位机构，所述轴定位机构配置成将所述轴定位在所述孔内并支撑所述轴，以便促进所述轴承组件定位在所述孔中。

17.一种轴承组件，包括：

环形套筒，所述环形套筒配置成安装在可旋转轴的远端之上并且定位在壳体内部，所述可旋转轴至少部分地突出穿过所述壳体，所述环形套筒具有外表面和长度，所述外表面沿所述长度的至少一部分径向向内成锥形，从而使得当所述环形套筒定位在所述壳体内部时，所述外表面的一部分与所述壳体的内表面接触并且所述外表面的一部分不与所述壳体的所述内表面接触；以及

环形轴承，所述环形轴承配置成围绕所述可旋转轴安装并且在所述环形套筒内部。

18.根据权利要求17所述的组件，其中进一步包括密封件。

19.根据权利要求18所述的组件，其中所述密封件包括第一密封件和第二密封件，所述第一密封件在所述环形套筒的内表面上，所述第二密封件在所述环形套筒的所述外表面上。

20.根据权利要求19所述的组件，其中所述环形套筒具有凸缘，所述凸缘径向向内凸出、将所述环形套筒分为所述环形轴承插入的轴承腔和所述第一密封件插入的密封腔。

21.根据权利要求17所述的组件，其中所述环形套筒和所述环形轴承各自包括固位构件接纳开口，所述固位构件接纳开口配置成接纳固位构件，所述固位构件抵抗所述可旋转轴的旋转而对所述环形套筒和所述环形轴承进行固位。

22.根据权利要求17所述的组件，其中所述环形轴承是具有大于所述环形套筒的所述长度的一半的长度的单个管状轴承并且包括石墨。

23.根据权利要求17所述的组件，其中所述环形套筒具有第一端和第二端并且在所述第一端与所述第二端之间限定支点，所述环形套筒的所述外表面从所述支点到所述第一端并且还从所述支点到所述第二端径向向内成锥形。

24.根据权利要求17所述的组件，其中所述环形套筒具有内径和外径，所述内径是沿所述环形套筒的所述长度恒定的，并且所述外径随着所述外表面径向向内成锥形而减小。

25.一种提取器，包括：

提取室，所述提取室配置成接纳提取液体和待通过所述提取液体输送的固体材料；

输送器，所述输送器配置成在提取期间通过所述提取室来输送所述固体材料，所述输送器包括可旋转轴，所述可旋转轴至少部分地突出穿过形成在所述提取室的侧壁中的孔；以及

轴承组件，所述轴承组件定位在形成在所述提取室的所述侧壁中的所述孔内并且围绕所述可旋转轴，所述轴承组件包括环形套筒和环形轴承，其中所述环形套筒的外表面相对于所述孔的内表面成锥形。

26.根据权利要求25所述的提取器，其中所述轴包括惰轮轴。

27.根据权利要求25所述的提取器，其中所述孔是延伸穿过所述提取室的所述侧壁的端口，所述可旋转轴的末端位于所述端口中，并且所述提取器进一步包括覆盖所述端口的端板，并且

其中所述轴承组件与所述端板隔开从而在所述轴承组件与所述端板之间限定腔，并且所述提取器进一步包括与所述腔成流体连通的至少一个冲洗端口，所述冲洗端口配置成置于与用于冲洗所述腔的冲洗源成流体连通。

28.根据权利要求25所述的提取器，进一步包括第一密封件和第二密封件，所述第一密封件定位在所述环形套筒的内表面与所述可旋转轴之间，所述第二密封件定位在所述环形套筒的所述外表面与所述孔的所述内表面之间。