CN109641240B - 线构件和制造线构件的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于离心机的筛篮，其具有带有宽端和相对的窄端的楔形线。楔形线的宽度从宽端到窄端变窄，并且楔形线的深度从宽端到窄端增加。

Description

线构件和制造线构件的方法

技术领域

本发明一般地涉及对用于分离离心机中的线构件的制造和使用。分离离心机常用于许多分选和脱水过程。更具体地，本发明涉及用于分离离心机中使用的改进的筛篮中的楔形线。

背景技术

离心机，例如筛网涡旋离心机(screen scroll centrifuge)，通常用于过滤或脱水结晶或无定形固体/液体浆料。这些离心机通常利用筛网将浆料的固体部分与液相分离。此外，筛网的尺寸通常设置为在允许液体通过的同时保留浆料的较大固体部分，因此，浆料的两相可以分别收集。然而，不是依靠重力来通过筛网过滤浆料，而是在离心机的高旋转速度引起的大离心力(大约为重力的许多倍的量级)下进行过滤。这些大的离心力大大提高了离心机的分离效率。

特别地，浆料被输送到旋转篮的内部，该旋转篮包括截头圆锥形筛网主体。筛网主体通常由多个并排间隔开的楔形线形成。为了结构支撑，楔形线可以焊接到沿着主体的旋转轴线间隔开的圆周肋。筛篮的旋转驱动浆料抵靠主体的内表面，并且迫使液相通过在相邻的楔形线之间形成的狭缝。较大的固体颗粒不通过狭缝而是收集在篮的内侧。

为了将固体输送出篮的内部，具有螺旋叶片的涡旋输送器通常同心地安装在篮内。然而，叶片的尖端与篮的内表面间隔小的径向间隙。涡旋输送器以与篮相同的方向、但是相对于篮略有不同的旋转速度旋转。通过这种不同的速度，沿着篮的内表面积聚的固体由螺旋叶片从小直径端朝向篮的较大端传送，在较大端它们被倾倒在卸料槽中并被收集。

另一类型的分离离心机是振动离心机。振动离心机也包括筛篮，其在设计上与筛网涡旋离心机的篮类似。然而，振动离心机不使用螺旋叶片涡旋来将收集在篮内表面上的固体颗粒移动到卸料槽。而是，振动离心机包括用于沿其轴线来回摇动篮的机构。通过沿其旋转轴线摇动或振动篮，积聚在篮内侧的固体颗粒被朝向卸料槽轴向输送并被收集。

因此，如上所述，涡旋和振动离心机对于分离液体/固体浆料非常有用。尽管如此，这些离心机经受大量磨损，需要频繁维护和相应的停机时间。例如，浆料的固体颗粒经常被卡在篮的狭缝中，损坏筛网并降低离心机的分离效率。此外，浆料通常包括磨损筛篮的主体的高磨蚀性组分。对部件的相应维护和更换大大增加了运营成本。

上述离心机篮的传统制造方法包括由从平板切割的不锈钢楔形线制造主体。通常，楔形线被布置为筛网滚筒，然后将其分开并展平成板材形式。然后产生形成篮的截头圆锥体，并在该扁平楔形线板材上形成布局。为了最小化使用的材料，通常将主体分成几个部分。每个部分从平板上切下并卷成截头圆锥形。将一组面板放置在合适的夹具上并焊接成所需的完整截头圆锥形状。然而，当连接各个部分以形成主体时，位于每个相邻部分之间的焊接焊缝最终具有类似于斜纹织物中发现的V形图案的“鲱鱼骨”或V形图案。

这也导致在篮内侧上具有以相对垂直的图案延伸的狭缝的锥体(即，狭缝在锥体的大致纵向方向上)。

主体的内表面由楔形线制成，所述楔形线焊接到主体外部的支撑杆网络上。支撑杆与内部楔形线成直角延伸，并且通常在篮的外侧周向延伸。楔形线具有楔形横截面形状。在美国专利4,487,695中描述了这种篮的一个例子。

然而，在这种布置中，每个部分中通常只有一根线平行于主体的旋转轴线。使用当前的材料和技术无法避免这种情况。这意味着，出于下文描述的原因，当由于离心力和振动，矿浆(例如煤浆)中的颗粒从离心篮向外移动时，一些煤颗粒将穿过楔形线，导致篮过度磨损和过早失效。

为了完成可用的篮，各种类型的安装法兰被焊接到篮体的端部，并且通常有加强肋，并且根据设计，添加了强化和耐磨板。

因此，筛篮的制造涉及许多过程，耗时且劳动强度大，并且最终产品的质量取决于参与制造的人员的技能。在很大程度上，制造筛篮的时间和花费是由于从多个面板部分制造篮的主体的方法产生的。取决于篮的尺寸，从平板切割这些面板部分的过程还可能浪费昂贵的不锈钢材料。

如上所述的传统离心机篮的另一个问题是它们不能以高效的方式处理煤浆。在这方面，煤通常具有分层形式，因此换句话说，具有层状结构。因此，在使用中，煤可以从离心机篮的较小直径端行进到较大直径端。然而，由于其结构，煤倾向于分裂成较小的颗粒或粉尘。如上所述的在主体的每个部分之间的焊接焊缝中存在鲱鱼骨图案也对煤颗粒不利，因为它倾向于切割煤颗粒。在这方面，需要使煤颗粒在每根纵向楔形线的内表面上行进以避免破裂。因此，由于每个焊接焊缝中的鲱鱼骨图案，需要以300rpm旋转离心机以将振动引入到篮的移动中以促进煤颗粒在每个楔形线的内表面上行进。然而，这种振动也导致煤颗粒的破裂。

发明内容

发明目的

本发明的目的是克服或至少减轻一个或多个上述问题和/或为消费者提供有用的或商业的选择。

在一种形式中，虽然它不必是唯一的或实际上最宽的形式，但本发明在于一种用于离心机的筛篮，其包括具有宽端和相对的窄端的楔形线，其中楔形线的宽度从宽端到窄端变窄。

楔形线的深度优选从楔形线的宽端到楔形线的窄端增加。

楔形线的横截面适当地具有大致三角形的轮廓。

优选地，变窄程度在楔形线的长度上是均匀的。

优选地，楔形线具有平面的顶面，该顶面具有边缘，在边缘之间限定楔形线的宽度。顶面从楔形线的宽端到楔形线的窄端向内渐缩。

在另一种形式中，本发明在于一种用于离心机的筛篮，该筛篮具有截头圆锥形状的主体，该主体包括多个线构件和多个支撑杆，其中每个线构件定向成与主体的旋转轴线处于共同平面中，并且支撑杆沿主体周向地定向，并且在相邻的线构件之间存在纵向狭缝。

线构件适当地具有宽端和相对的窄端，其中，线构件的宽度从宽端到窄端变窄。

线构件优选地是如本发明的第一形式中所限定和描述的楔形线。

支撑杆优选地具有围绕支撑杆的环间隔的多个齿，其中，每对相邻的齿限定用于接收线构件的凹部。

纵向狭缝优选地具有恒定的宽度。替代地，纵向狭缝可以具有变化的宽度。

在另一种形式中，本发明在于一种制造用于离心机的筛篮的方法，该方法包括：

在轧制操作中在辊之间进给进给线；

当所述进给线在辊之间进给时，逐渐地使至少一个辊更靠近相邻的辊位移，以形成楔形线；和

由所述楔形线形成筛篮。

一种用于由进给线形成楔形线的轧机，包括两个辊，当所述进给线在辊之间进给时，所述两个辊相对于彼此位移。

每个辊优选地具有旋转轴线和凹槽，所述凹槽具有相对于旋转轴线倾斜的底板。

所述轧机包括控制器，当所述进给线在所述辊之间进给时，所述控制器控制所述辊相对于彼此的位移速率。控制器还通过控制至少一个辊的旋转来控制进给线的进给速率。

附图说明

为了帮助理解本发明并使本领域技术人员能够将本发明付诸实践，将仅通过示例的方式参考附图来描述本发明的优选实施例，其中：

图1是根据本发明的楔形线形式的线构件的透视图；

图1A是图1中所示的楔形线的侧视图；

图2是沿图1中所示的楔形线的一系列横截面视图；

图3和4分别是图1中所示的楔形线的从楔形线的每一端所视的透视图；

图5、6和7示出了包括图1的多根楔形线的筛篮的主体的侧视图、面视图和透视图；

图8是图5-7的主体的几何形状的透视图；

图9是形成图1的楔形线的轧制操作的一个实施例的透视图；

图10是图9的轧制操作中使用的夹具的端视图；

图11是图10的夹具的不同端视图；

图12是根据本发明的楔形线的另一个实施例的透视图；

图13是图12的楔形线的不同透视图；

图14是图12的楔形线的宽端的端视图；

图15是图12的楔形线的窄端的端视图；

图16是用于形成图12的楔形线的轧机的一部分的透视图；

图17是图16的轧机的示意图；

图18是图16的轧机的辊处于起始位置的横截面视图；

图19是图16的轧机的辊处于结束位置的横截面视图；

图20是图16的轧机的一个辊的前视图；

图21是图5和6的筛篮中使用的一根杆的横截面视图；

图22是旋转台的顶视图，该旋转台上布置有图12-15的楔形线和图21的杆以组装筛篮的主体；

图23是用于组装包括图22的杆的筛篮的主体的锥形夹具的透视图；

图24示出了筛篮的主体的透视图，该筛篮包括图1的多根楔形线和支撑杆；和

图25示出了图24的支撑杆的部段的平面图。

具体实施方式

在该专利说明书中，诸如第一和第二、左和右、顶部和底部等的形容词仅用于相对于另一个元件或方法步骤限定一个元件或方法步骤，而不必要求形容词描述的特定的相对位置或顺序。诸如“包括”或“包含”之类的词语不用于限定一组排他的元素或方法步骤。而是，这些词仅仅限定了包括在本发明的特定实施例中的元件或方法步骤的最小集合。在附图中，相同的附图标记指示相同的部件。

图1示出了根据本发明一个实施例的线构件的透视图。线构件是用于离心机的筛篮(图5中所示)的楔形线10的形式。从图1中可以注意到，楔形线10具有如图2所示的三角形横截面。楔形线10用于制造离心筛篮。

楔形线10具有三个平面，即顶面(head face)11和两个侧面12,13。顶面11具有与侧面12和13共用的边缘14和15。楔形线10的头宽(w)横跨在边缘14和15之间延伸的顶面11限定。头宽(w)垂直于楔形线10的纵向轴线20测量。

楔形线10具有宽端17和窄端18。应注意，顶面11的边缘14和15从宽端17向窄端18向内渐缩或会聚。也就是说，头宽度(w)从宽端17到窄端18减小。

侧面12和13共用公共边缘16。楔形线10的深度(d)定义为从边缘16到顶面11的最短距离。关于侧面12，侧边缘15和16从端17到端18向外渐缩或发散。关于侧面13，侧边缘14和16从端17到端18向外渐缩或发散。也就是说，深度(d)从宽端17到窄端18增加。

宽端17呈大致等腰三角形的形状，并且窄端18也近似呈等腰三角形的形状。因此，窄端18具有比宽端17大的深度(d)，宽端17具有更大的宽度(w)。

图3和4示出了来自不同端部17和18中的每一个端部的楔形线10的不同等距视图。楔形线10的长度不定，但是为了方便，图1-2指示了有限长度。

图5、6和7示出了离心机筛篮的主体19。主体19包括图1-4中描述的楔形线10。应当理解，主体19具有多根楔形线10以及包括支撑杆的多个支撑环21,22和23。

主体19具有如图所示的截头圆锥形状(截锥形)，具有较小直径端24和较大直径端25。楔形线10围绕主体19的旋转轴线56周向间隔。每根楔形线10在点26处焊接到支撑环21,22和23。在相邻的楔形线10之间还提供有纵向或轴向定向的狭缝27，其具有恒定的宽度，如图5,6和7中的距离“X”所示。还应注意，每根楔形线10的较窄端18位于较小直径端24，而较宽端17位于较大直径端25。此外，应当理解，狭缝在相邻楔形线10之间可具有渐缩的宽度或变化的宽度。通过使每根楔形线10的较窄端18位于较大直径端25并且较宽端17位于较小直径端24，可以实现这种变化的宽度。变化的宽度也可以通过下述方式实现：将相邻的楔形线10放置成使得一根楔形线10具有位于较大直径端25上的较窄端18和位于较小直径端24上的较宽端17，并且相邻的楔形线10具有位于较小直径端24上的较窄端18和位于较大直径端25上的较宽端17。

楔形线10和每个纵向狭缝27与主体19的旋转轴线56处于共同的平面中。

图8示出了楔形线10或狭缝27，由虚线50,51和52表示，每根线形成与主体19的旋转轴线56的共同平面53,54和55。

在线50,51和52表示楔形线10的情况下，每根楔形线10的纵向轴线20将位于线50,51和52中的一根上。

楔形线10在其窄端18处的端面与旋转轴线56成直角。类似地，楔形线在其宽端17处的端面与旋转轴线56成直角。

图9中描述制造楔形线10的一种方法，其中预成形的进给线35在模板31中轧制。进给线(feed wire)35具有大致等腰三角形形状的恒定三角形横截面。模板31具有连续的纵向凹槽32，其具有与楔形线10互补的形状。因此，凹槽32具有恒定变化的三角形形状，如图10和11所示。

图10示出了模板31中的凹槽32的端33，其对应于楔形线10的窄端18。

图11示出了凹槽32的端34，其对应于楔形线10的宽端17。

该过程包括将退火的进给线35放置在凹槽32中(如图9中的虚线所示)并在相对的辊36和37之间移动模板31的初始步骤。在通过辊36和37之后的进给线35将是具有如图1-4所示的横截面形状的楔形线10。

图12示出了楔形线100形式的细长线构件。楔形线100是根据本发明的线构件的另一个实施例。楔形线100类似于楔形线10，主要区别在于楔形线100的侧面120,130各自包括两个平面，如下所述。

楔形线100的侧面120具有主体表面122和鼻表面(nose surface)124。主体表面122和鼻表面124沿着边缘126邻接。主体表面122的平面相对于鼻表面134的平面成角度。类似地，楔形线100的侧面130包括主体表面132和鼻表面134。主体表面132和鼻表面134沿着边缘136邻接。主表面132的平面相对于鼻表面134的平面成角度。

鼻表面124和134共用楔形线100的共同前缘160。

楔形线100的鼻部102限定在鼻表面124和134之间。线100的主体104限定在主体表面122,132之间。楔形线100关于对称平面(p)对称，对称平面(p)从顶面110垂直延伸到前缘160。对称平面(p)延伸穿过楔形线200的纵向轴线200。

主体表面122,132沿着整个线100与对称平面(p)成约3度角倾斜。虽然优选大约3度角，但是可以理解，该角度可以是不同的角度。优选地，该角度在1度至15度的范围内，甚至更优选地在1度至10度的范围内，甚至更优选地在1度至6度的范围内，并且在优选实施例中，最优选地在约2度至约4度。

楔形线100的深度(d)从宽端170到窄端180增加。这样，在宽端170处测量的深度d₁比在窄端180处测量的深度d₂浅。为了使深度增加并且主体表面122,132保持在大约3度，主体104在深度方向上伸长。

头宽(w)从宽端170到窄端180减小。因此在宽端170处测量的头宽w₁比在窄端180处测量的头宽w₂宽。

图5至8中所示的筛篮主体19的楔形线10可以由楔形线100代替。

楔形线100使用轧制工艺由恒定横截面的进给线形成。图16示出了用于形成线100的轧机200的一部分。轧机200包括上辊202和下辊204。上辊202具有旋转轴线206，下辊204具有旋转轴线208。辊202,204的旋转轴线206,208彼此平行。辊202,204相对于彼此保持在框架210中。

上辊202可相对于下辊204在框架210中选择性地位移，使得旋转轴线206,208之间的间隔变化。即使轴线206,208之间的间隔可以变化，但是旋转轴线206,208也保持平行。

上辊202通过安装在框架210顶部的轧机100的电动机216向上或向下位移。辊202,204具有轴212。上辊202的轴212在任一端被轴颈支撑在块214中。块214可在框架210中上下移动。电动机216旋转螺钉，螺钉与块216接合以在框架210中上下平移块214。

轴212通过驱动轴218被驱动。驱动轴218通过万向节220连接到轴212。万向节220允许上辊202位移，同时仍然驱动上辊202的轴212。

应当理解，虽然上辊202已经被描述为可位移的，但是下辊204也可以是可位移的。无论哪种方式，上辊202和下辊204可相对于彼此位移。

驱动轴218的旋转速度控制辊202,204之间的楔形线的进给速率。驱动轴218由液压马达(未示出)驱动。

图17示出了轧机200及其由机器200的控制器300控制的示意图。驱动轴218的旋转速度由控制电动机222的控制器300控制。上辊202的位移也由控制器300控制。特别地，控制器控制电动机216。控制器300因此通过在辊202,204之间控制上辊相对于楔形线的进给速率的位移速率来控制线10在线10的长度上的渐缩。

图18示出了在形成线100时处于起始位置的上辊202。上辊202与下辊204间隔开。线100的宽端170在起始位置位于辊202,204之间。宽端170具有在两个辊202,204之间进给的预成形进给线的形状。

图19示出了处于结束位置的上辊202，其中上辊202已经位移成基本上抵靠下辊204。楔形线100的窄端180在结束位置处位于辊202,204之间。

在一个示例中，从起始位置位移到终点位置，上辊202在进给线的750mm行程上在辊202,204之间位移0.88mm。也就是说，在起始位置和结束位置之间，对于在辊之间进给的每100mm预成形进给线，上辊202更靠近下辊204移动大约0.11733...mm。在该示例中，楔形线100的头宽在750mm上从3mm减小到2.12mm。头宽的减小在楔形线100的长度上是恒定的速率。楔形线100的深度随着头宽的减小而增加。线100的深度在宽端170处为6.22mm，在窄端180处为6.92mm。

图20示出了上辊202的前视图。下辊204与上辊202相同。上辊202通常是圆柱形的并且具有环形凹槽230。凹槽230具有倾斜的底板232。底板232相对于辊202的旋转轴线206以约3度的锐角倾斜。底板232相对于旋转轴线206以约3度渐缩。凹槽230的肩面(shoulderface)234延伸到底板232的最深端。肩面234相对于旋转轴线206垂直。下辊204与上辊202相同。

在使用中，楔形线100的主体表面122或132支撑在凹槽230的底板232之间，其顶面抵靠凹槽230的肩面234。

从楔形线10或100制造筛篮的步骤在下文中描述，因为无论是使用楔形线10还是100，该过程都是相同的。楔形线10,100被拉直，并且在一个步骤中可以被放置在旋转台40中，如图22所示。台40具有一系列圆周凹槽41，杆42放置在圆周凹槽41中。杆42具有如图21所示的横截面形状，其类似于房屋形状。然后将拉直的楔形线10,100横放在杆42，如图22所示，并在楔形线10,100在旋转台40上就位时焊接到杆42。然后可以将楔形线10,100切割成所需的长度并且旋转台40被旋转或转位所需的量，并且下一系列楔形线10,100被横放在杆42上并焊接到杆42。然后可以切割楔形线10,100并重复该过程直到形成由杆42和线10形成的截头圆锥体，其中彼此相邻的边缘彼此焊接。

替代地，可以使用图23中所示的分离锥形夹具43，其将由重钢制成并加工成所需形状，并具有一系列圆周凹槽44，圆周凹槽44将保持具有如图23所示的横截面形状的杆42。夹具43会被分离成两个部件45和46。两个部件45,46可释放地连接在连接线47处。这对于允许将杆42装载到保持凹槽44中是必要的。这也将允许从夹具43移除完成的主体。

替代地，如图24所示的筛篮240可以由支撑环250形式的支撑杆形成，支撑环250由重钢制成并加工成所需形状以接收如上所述的多根楔形线10。应当理解，如本文所述的楔形线100也可以与齿环240一起使用。

在图25中更详细地示出的支撑环250具有一系列周向定位的间隔齿251，其从支撑环250的环形主体252向内突出。凹部253由每对相邻的齿251限定并保持楔形线。每个齿251具有从环形主体252远侧地定位的窄端254和从环形主体252近侧地定位的宽端255。从宽端255到窄端254的变窄是均匀的。宽端255确保楔形线(未示出)抵靠环形主体252保持在凹部253中。在一些实施例中，每个齿251具有大约0.61cm的宽度。

替代地，可以形成多个单独的截头圆锥形部段，然后将它们连接在一起以形成截头圆锥形主体。这些部段可以使用任何合适的附接装置彼此连接，例如螺栓连接或焊接。每个部段可以首先构造为平坦板面，然后弯曲成需要的截头圆锥形部段形状。优选地，多个部段包括至少4个部段，优选至少8个部段，甚至更优选12个部段。然而，应当理解，部段的数量可以根据所需截头圆锥体的尺寸和形状而变化。

在实践中，如图22所示，楔形线10,100横放在杆42上，这可以手动完成或更优选地自动完成。线引导件或载体(未示出)将线10,100带到或推进到夹具43的小端48并将其设置在所需位置，随后将其焊接到杆42。当载体从较小端48抽出到大端49时，将线10切割成正确的长度，然后将锥形夹具43在适当的支撑轴承(未示出)上旋转或转位到下一系列楔形线10所需的位置，以将下一系列楔形线10横放在杆42上并焊接到其上。直到离心机篮的主体完成，该过程完成。

从前述内容可以理解，用具有上述横截面形状的线10,100可以制造出具有均匀或恒定宽度的纵向狭缝27的离心筛篮体19，该纵向狭缝27也处于主体19的旋转轴线的共同平面中。这意味着包含在由离心筛篮体19处理的浆料中的煤颗粒将在缩进的顶面11上从一端24行进到另一端25，从而减少破裂并提供更多来自煤浆加工的煤收获量。

从上述内容可以理解，因为每根楔形线并且因此每个纵向狭缝与截头圆锥体的旋转轴线在共同的平面中，并且每个狭缝具有恒定的宽度，所以大大减少了煤浆中的颗粒的破裂，因此，来自煤浆加工的煤收获量显著增加。

Claims (4)

1.一种用于离心机的筛篮，所述筛篮具有截头圆锥形状的主体，所述主体包括多个线构件和多个支撑杆，其中，每个所述线构件定向成与所述主体的旋转轴线处于共同平面中，所述支撑杆沿所述主体周向地定向，所述线构件间隔开以限定位于相邻的线构件之间的纵向狭缝，每个所述线构件具有宽端和相对的窄端，每个所述线构件的宽度从所述宽端到所述窄端变窄，并且每个所述线构件的深度从所述宽端到所述窄端增加。

2.根据权利要求1所述的筛篮，其中，每个所述支撑杆具有围绕所述支撑杆的环间隔的多个齿，其中，每对相邻的齿限定用于接收线构件中的一个的凹部。

3.根据权利要求1所述的筛篮，其中，位于相邻的线构件之间的纵向狭缝具有恒定的宽度。

4.根据权利要求1所述的筛篮，其中，位于相邻的线构件之间的纵向狭缝在每个狭槽中具有变化的宽度。

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