CN109647634A - 一种离心机扰流装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种离心机扰流装置，包括用于通过增加离心机的转动系统迎风面积的扰流结构；扰流结构安装在离心机的转动系统上，在离心机正常工作时扰流结构处于闭合状态；用于在需要对离心机进行减速时，控制扰流结构打开的控制结构；控制结构安装在离心机的转动系统上，且其作用连接端与扰流结构连接。本申请通过扰流结构、控制结构在转动系统上的配合设置，可在需要对离心机进行减速时，使得整个转动系统外形由整流状态变为扰流状态，极大程度上增加了结构迎风面积，从而大大增加系统风阻，从而使得转动系统快速停止转动，整个系统在实现减速过程中，无需施加外在动力能源，无能耗。
Description
技术领域
本发明属于离心机减速刹车领域，具体涉及一种离心机扰流装置。
背景技术
离心机设备的规模一般较大，其转动系统惯性大。在离心机完成试验后或者出现故障停车时，往往只能让离心机自由滑车，依靠其自身阻力缓慢停止运动，该时间可能长达数小时之久，严重影响工作效率。
目前，对于离心机的减速刹车方式有以下几类：
第一类是驱动电机输出反向力矩，该方式是被广泛采用的快速停车方式。即通过驱动电机输出反向力矩，对转动系统施加一个反向的作用力，进而使得转动系统快速停车。
第二类是刹车制动式，即在离心机主轴处设计刹车盘结构，通过制动器合闸，与刹车盘发生强烈摩擦，从而实现对离心机的制动。
第三类是对机室进行强制通风，扰乱机室流场，增加转动系统滑车的阻力来加快停车。
上述第一类减速方式的缺点是：能耗大，不能在断电时使用。
导致上述缺点的原因是：由于特种离心机一般规模较大，其所使用的驱动电机一般能耗特别大，采用驱动电机反向驱动会增加大量耗能。同时电机驱动方式需要在通电情况下进行，当出现停电故障时，无法给电机正常供电，该方式不可行。
上述第二类减速方式的缺点是：能耗大，噪音大，需要频繁更换刹车片。
导致上述缺点的原因是：大扭矩制动器耗能较大，同时在制动时，摩擦片与刹车盘强烈摩擦，会发出较大的噪音，且对刹车片磨损较为严重。为保持制动器的制动力矩，需要频繁更换刹车片。同时，由于制动器需要在通电情况下工作。因此，如果要在突然断电下制动器能正常使用，需要为制动器单独配备UPS电源。
上述第三类减速方式的缺点是：系统复杂，能耗大，效率低。
导致上述缺点的原因是：对机室强制通风需要额外增设通风系统，并配备能源，增加了系统复杂性和建设成本。同时通过强制通风扰乱机室流场从而使转动系统减速的效果不是特别显著，因此该方式仅在极少数情况下使用。
为了解决以上问题我方研发出了一种离心机扰流装置。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种离心机扰流装置。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种离心机扰流装置，包括：
用于通过增加离心机的转动系统迎风面积的扰流结构；扰流结构安装在离心机的转动系统上，在离心机正常工作时扰流结构处于闭合状态；
用于在需要对离心机进行减速时，控制扰流结构打开的控制结构；控制结构安装在离心机的转动系统上，且其作用连接端与扰流结构连接。
通过扰流结构、控制结构在转动系统上的配合设置，可在需要对离心机进行减速时，使得整个转动系统外形由整流状态变为扰流状态，极大程度上增加了结构迎风面积，从而大大增加系统风阻，从而使得转动系统快速停止转动，整个系统在实现减速过程中，无需施加外在动力能源，无能耗。
具体地，离心机扰流装置分布于转动系统的转动轴心线两侧的部分的结构重心以转动系统的转动轴心线对称。
优选地，控制结构为液压系统，液压系统的控制作用端作用于扰流结构，并用于将扰流结构在闭合状态、打开状态之间转换。
作为另一种优选，控制结构为电机系统，电机系统的控制作用端作用于扰流结构，并用于将扰流结构在闭合状态、打开状态之间转换。
作为另一种优选，控制结构包括：
弹性结构；弹性结构的两个作用端分别与转动系统和扰流结构连接，弹性结构在离心机正常工作时处于预压缩状态，弹性结构在离心机进行减速时处于伸展状态；
锁定结构；锁定结构用于在扰流结构处于闭合状态时对扰流结构的位置进行锁定，并在扰流结构需要变化为打开状态时打开对扰流结构的位置锁定。
弹性结构、锁定结构均为结构较简单的机械结构，不易损坏，维护保养简单，制造成本低。
进一步地优选地，锁定结构为电子开关控制的锁止结构，锁止结构中的伸缩结构用于对扰流结构的阻挡、放开。
进一步地另一种优选，锁定结构为电磁铁；扰流结构的一部分为铁磁金属制成，扰流结构处于闭合状态时，扰流结构上的铁磁金属制成的部分被电磁铁通电吸附，电磁铁断电时，扰流结构在弹性结构的作用下处于打开状态。
优选地，处于打开状态的扰流结构在受到风阻较大时，弹性结构压缩，扰流结构翻转。
处于打开状态的扰流结构在受到风阻较大时弹性结构能够自动被压缩，从而减小扰流结构的受力，避免扰流结构因受力过大而被破坏。
优选地，扰流结构包括位于转动系统的拉力轴上、下部的扰流蒙皮组成。
拉力轴上、下部均设置扰流蒙皮，更好的利用了空间，且让转动系统在减速时更加稳定。
优选地，弹性结构为空气弹簧杆，空气弹簧杆的一端通过一铰支座和一销轴与转动系统铰接，空气弹簧杆的另一端通过一铰支座和一销轴与扰流结构铰接。
本发明的有益效果在于：
本发明的一种离心机扰流装置：
1、通过扰流结构、控制结构在转动系统上的配合设置，可在需要对离心机进行减速时，使得整个转动系统外形由整流状态变为扰流状态，极大程度上增加了结构迎风面积，从而大大增加系统风阻，从而使得转动系统快速停止转动，整个系统在实现减速过程中，无需施加外在动力能源，无能耗；
2、处于打开状态的扰流结构在受到风阻较大时弹性结构能够自动被压缩，从而减小扰流结构的受力，避免扰流结构因受力过大而被破坏。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中侧蒙皮的结构示意图；
图3是本发明中扰流蒙皮的结构示意图；
图4是本发明中铰支座的结构示意图；
图5是本发明中空气弹簧杆的结构示意图。
图中：1-转动系统；2-第一侧蒙皮；3-第二侧蒙皮；4-电磁铁；5-第二扰流蒙皮；6-第一扰流蒙皮；7-空气弹簧杆；8-铰支座；9-销轴。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
实施例1，如图1所示：
一种离心机扰流装置，包括：
用于通过增加离心机的转动系统1迎风面积的扰流结构；扰流结构安装在离心机的转动系统1上，在离心机正常工作时扰流结构处于闭合状态；
用于在需要对离心机进行减速时，控制扰流结构打开的控制结构；控制结构安装在离心机的转动系统1上，且其作用连接端与扰流结构连接。
通过扰流结构、控制结构在转动系统1上的配合设置，可在需要对离心机进行减速时，使得整个转动系统1外形由整流状态变为扰流状态，极大程度上增加了结构迎风面积，从而大大增加系统风阻，从而使得转动系统1快速停止转动，整个系统在实现减速过程中，无需施加外在动力能源，无能耗。
实施例2，如图1所示：
本实施例与实施例1的区别在于：离心机扰流装置分布于转动系统1的转动轴心线两侧的部分的结构重心以转动系统1的转动轴心线对称。
结构重心以转动系统1的转动轴心线对称，指的是不管扰流结构、控制结构处于离心机的那个工作阶段，结构重心均以转动系统1的转动轴心线对称，且不破坏转动系统1的整体平衡，不会影响离心机的离心场的作用。
实施例3：
本实施例与实施例1或实施例2的区别在于：控制结构为液压系统，液压系统的控制作用端作用于扰流结构，并用于将扰流结构在闭合状态、打开状态之间转换。
液压系统一般包括液压缸、液压油路，液压油路与地面压力输入端通过旋转接口连接，液压油路为液压缸供油，液压缸安装在转动系统1上，液压缸的活塞杆与扰流结构连接，使得扰流结构发生翻转、位移，则扰流结构在闭合状态、打开状态之间转换。
实施例4：
本实施例与实施例1或实施例2的区别在于：控制结构为电机系统，电机系统的控制作用端作用于扰流结构，并用于将扰流结构在闭合状态、打开状态之间转换。
电机系统一般包括电机、与电机的动力输出端进行搭配的传动结构，传动系统的动力输入端与电机的动力输出端连接，传动系统经过传动后其动力输出端作用于扰流结构，使得扰流结构发生翻转、位移，则扰流结构在闭合状态、打开状态之间转换。
实施例5，如图1所示：
本实施例与实施例1或实施例2的区别在于：控制结构包括：
弹性结构；弹性结构的两个作用端分别与转动系统1和扰流结构连接，弹性结构在离心机正常工作时处于预压缩状态，弹性结构在离心机进行减速时处于伸展状态；
锁定结构；锁定结构用于在扰流结构处于闭合状态时对扰流结构的位置进行锁定，并在扰流结构需要变化为打开状态时打开对扰流结构的位置锁定。
弹性结构、锁定结构均为结构较简单的机械结构，不易损坏，维护保养简单，制造成本低。
弹性结构一般选用弹簧、弹性材料制成的弹性件等。弹性结构在离心机正常工作时处于预压缩状态，弹性结构在离心机进行减速时，锁定结构打开，弹性结构伸展恢复常态，使得扰流结构打开；
实施例6，如图1所示：
本实施例与实施例5的区别在于：锁定结构为电子开关控制的锁止结构，锁止结构中的伸缩结构用于对扰流结构的阻挡、放开。
实施例7，如图1所示：
本实施例与实施例5的区别在于：锁定结构为电磁铁4；扰流结构的一部分为铁磁金属制成，扰流结构处于闭合状态时，扰流结构上的铁磁金属制成的部分被电磁铁4通电吸附，电磁铁4断电时，扰流结构在弹性结构的作用下处于打开状态。
电磁铁4的控制线路、电源供给线均附在离心机吊篮的供电线路上进行。电磁铁4的磁力要保证，不会因为弹性结构的回复形变的弹力作用将扰流结构打开。
实施例8，如图1所示：
本实施例与实施例6或实施例7的区别在于：处于打开状态的扰流结构在受到风阻较大时，弹性结构压缩，扰流结构翻转。
处于打开状态的扰流结构在受到风阻较大时弹性结构能够自动被压缩，从而减小扰流结构的受力，避免扰流结构因受力过大而被破坏。
此处对扰流结构的打开方向、闭合方向进行了限定，转动系统1的转动方向确定后，扰流结构的打开方向、闭合方向应该是：扰流结构在受到风阻较大时，风阻力作用于扰流结构，扰流结构将力传递给弹性结构，弹性结构能被压缩，从而扰流结构顺着风阻力方向倾斜，减少其受的阻力，避免扰流结构因受力过大而被破坏。
弹性结构的伸缩力根据扰流结构所能承受的最大阻力来设置，通过合理设置该伸缩力，使得扰流结构既获得足够的支承力，又可以在过大的风阻力时能够自动被压缩，从而减小其受力。
实施例9，如图1所示：
本实施例与实施例6或实施例7的区别在于：扰流结构包括位于转动系统1的拉力轴上、下部的扰流蒙皮组成。
拉力轴上、下部均设置扰流蒙皮，更好的利用了空间，且让转动系统1在减速时更加稳定。
实施例10，如图1、图4和图5所示：
本实施例与实施例8的区别在于：弹性结构为空气弹簧杆7，空气弹簧杆7的一端通过一铰支座8和一销轴9与转动系统1铰接，空气弹簧杆7的另一端通过一铰支座8和一销轴9与扰流结构铰接。
实施例11，如图1所示：
本实施例与实施例9的区别在于：离心机扰流装置还包括侧蒙皮，侧蒙皮为半圆柱环形状，与转动系统1的拉力轴通过螺栓连接固定。扰流蒙皮的一端设置有两个铁磁金属制成的凸出部，在扰流蒙皮处于闭合状态时候，两个铁磁金属制成的凸出部分别被两个电磁铁4通电吸附。
实施例12，如图1、图2和图3所示：
本实施例与实施例1-11任一项的区别在于：扰流结构为平板结构。扰流结构的一端通过销轴连接结构实现与拉力轴的可转动连接，空气弹簧杆7的一端通过一铰支座8和一销轴9与扰流结构的板面铰接；扰流结构在转动系统1一侧的拉力轴上设置有四个，分别为两个第一扰流蒙皮6和两个第二扰流蒙皮5，两个第一扰流蒙皮6、两个第二扰流蒙皮5均可转动连接在拉力轴上，拉力轴通过一定位环分为两个部分；两个第一扰流蒙皮6在打开状态时分别置于拉力轴的上下部，且置于定位环一侧靠近转动系统1的转动轴心线的位置；两个第二扰流蒙皮5在打开状态时分别置于拉力轴的上下部，且置于定位环另一侧远离转动系统1的转动轴心线的位置；第一侧蒙皮2和第二侧蒙皮3也对应第一扰流蒙皮6和第二扰流蒙皮5的位置安装，安装在没有放置扰流蒙皮的另一根拉力轴(本实施例选用双拉力轴的离心机)上，第一侧蒙皮2和第二侧蒙皮3是为了调整整个离心机扰流装置的重心和减少阻力结构布设。
在离心机正常运转情况下，电磁铁4通电产生磁吸力，与扰流蒙皮的凸出部吸合，此时空气弹簧杆7被压缩于转动系统1结构空腔内侧，侧蒙皮与扰流蒙皮一起使得整个转动系统1呈扁平状，对转动系统1进行整流，减小转动系统1的风阻影响，减小设备工作能耗。
在离心机完成试验或者出现故障停车时，控制电磁铁4的电路断电，电磁铁4失去磁力，扰流蒙皮在空气弹簧杆7的作用力下被顶起，呈现如图1所示状态。优选地是空气弹簧杆7完全伸展时候，扰流蒙皮与转动系统1的转动平面垂直。
扰流蒙皮的打开，使得整个转动系统1外形由整流状态变为扰流状态，极大程度上增加了结构迎风面积，从而大大增加结构阻力，从而使得转动系统1快速停止转动。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。
Claims (10)
1.一种离心机扰流装置，其特征在于，包括：
用于通过增加离心机的转动系统迎风面积的扰流结构；扰流结构安装在离心机的转动系统上，在离心机正常工作时扰流结构处于闭合状态；
用于在需要对离心机进行减速时，控制扰流结构打开的控制结构；控制结构安装在离心机的转动系统上，且其作用连接端与扰流结构连接。
2.根据权利要求1所述的一种离心机扰流装置，其特征在于：离心机扰流装置分布于转动系统的转动轴心线两侧的部分的结构重心以转动系统的转动轴心线对称。
3.据权利要求1或2所述的一种离心机扰流装置，其特征在于：控制结构为液压系统，液压系统的控制作用端作用于扰流结构，并用于将扰流结构在闭合状态、打开状态之间转换。
4.据权利要求1或2所述的一种离心机扰流装置，其特征在于：控制结构为电机系统，电机系统的控制作用端作用于扰流结构，并用于将扰流结构在闭合状态、打开状态之间转换。
5.据权利要求1或2所述的一种离心机扰流装置，其特征在于，控制结构包括：
弹性结构；弹性结构的两个作用端分别与转动系统和扰流结构连接，弹性结构在离心机正常工作时处于预压缩状态，弹性结构在离心机进行减速时处于伸展状态；
锁定结构；锁定结构用于在扰流结构处于闭合状态时对扰流结构的位置进行锁定，并在扰流结构需要变化为打开状态时打开对扰流结构的位置锁定。
6.据权利要求5所述的一种离心机扰流装置，其特征在于：锁定结构为电子开关控制的锁止结构，锁止结构中的伸缩结构用于对扰流结构的阻挡、放开。
7.据权利要求5所述的一种离心机扰流装置，其特征在于：锁定结构为电磁铁；扰流结构的一部分为铁磁金属制成，扰流结构处于闭合状态时，扰流结构上的铁磁金属制成的部分被电磁铁通电吸附，电磁铁断电时，扰流结构在弹性结构的作用下处于打开状态。
8.据权利要求6或7所述的一种离心机扰流装置，其特征在于：处于打开状态的扰流结构在受到风阻较大时，弹性结构压缩，扰流结构翻转。
9.据权利要求6或7所述的一种离心机扰流装置，其特征在于：扰流结构包括位于转动系统的拉力轴上、下部的扰流蒙皮组成。
10.据权利要求8所述的一种离心机扰流装置，其特征在于：弹性结构为空气弹簧杆，空气弹簧杆的一端通过一铰支座和一销轴与转动系统铰接，空气弹簧杆的另一端通过一铰支座和一销轴与扰流结构铰接。
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