CN1096890C - 支承装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种轴支承装置(6),该轴装有离心分离器的离心转子,且装在壳体内,通过轴承可以围绕一根回转轴线旋转,支承装置(6)包含至少三个支承件(8),用于吸收离心转子和壳体之间的相对运动,每个支承件均处于轴承和壳体之间,且有一根相对于回转轴线向外延伸的纵轴线(S),每个支承件(8)包含一个螺旋弹簧(10),它有一根簧丝基本上按螺旋轨迹伸展,以便在相邻簧圈之间形成空间,为了增加支承件(8)的刚性和产生相对运动的阻尼作用,每个支承件(8)均包含至少处于所述空间内的橡胶材料(12)。
Description
发明的背景和现有技术
本发明涉及一种轴支承装置,该轴装有离心分离器的离心转子,且装在一个壳体内,通过轴承可以围绕一根回转轴线旋转。支承装置包括至少三个支承件,用于吸收离心转子和壳体之间的相对运动,每个支承件均位于轴承和壳体之间,且有一根相对于回转轴线向外延伸的纵轴线。每个支承件包含一个螺旋弹簧,它有一根簧丝基本上按螺旋轨迹伸展,以便在相邻簧圈之间形成空间。
常用的离心分离器轴支承装置主要分两种:即在一种支承装置中,螺旋弹簧对振动-阻尼摩擦缓冲器施加-力;而另一种支承装置是利用弹性橡胶件通过内摩擦产生阻尼效果。
这些已知的支承装置包含许多元件,故复杂而昂贵。摩擦缓冲器以及橡胶件的阻尼性亦难以计算。在摩擦阻尼表面上形成的覆盖层(碳化物)将改变阻尼性,因而造成咬死的巨大危险。在摩擦缓冲器内产生的磨损微粒将缩短支承装置的寿命。由于橡胶的导热性差和摩擦缓冲器的摩擦表面使导热性恶化,因而这些已知的支承装置的热传导是不充分的。
WO 89/10794公开了这样一种具有一离心转子的离心分离器的已知支承装置的实例,该转子借助于轴承能在壳体内转动。该支承装置包含数个从轴承开始径向向外伸出的支承件,而且每个支承件均含有一个螺旋弹簧。结果,这些支承件由于在壳体的相应空间内受到压缩,因而允许在离心转子和壳体之间产生相对的径向运动。螺旋弹簧此时作用在一个在空间内运动并靠在轴承座外壁上的活塞上。利用螺旋弹簧的弹簧常数,已知的支承装置便能获得一定的刚性,该刚性和例如转子轴的弹性结合,便决定了离心转子的临界转速。在离心分离器内,这种型式的螺旋弹簧的尺寸必须按照它们承受的通常很高的应力和疲劳危险性进行设计。利用活塞及其接触表面-特别是轴承座外壁-之间产生的摩擦作用,使径向运动的阻尼作用得以产生。产生摩擦所造成的结果除了阻尼相对运动外,还产生热。这种生热现象是不希望有的,因为它使轴承不得不在较高温度下工作,从而缩短轴承的寿命。另外一个问题是安置运动的活塞需要较多的空间,可是对于离心分离器中的支承装置,特别在所谓的necte轴承之外,可能难于提供这样的空间。此外,这些已知支承装置的结构很复杂,当然会提高对制造和安装工人的要求和增加成本,更有甚者,还难以将热从支承件传出。
本发明概述
本发明的目的在于提出一种支承装置。在结构上,它比迄今的支承装置都简单,而且能够解决上述问题。特别是要求该装置在具备最佳刚性的同时,对离心转子和壳体之间的相对运动还具有最佳的阻尼作用。
这个目的通过初步确定的支承装置得以达到。该装置的特征在于:每个支承件均包含一种至少存在于所述空间内的橡胶材料,以便在增加支承件刚性的同时,还提供支承件的阻尼作用。通过这样一种支承装置,由于将螺旋弹簧的尺寸设计和橡胶材料的硬度设计和选择两者结合,便可能获得所需要的刚性。因为刚性决定着离心转子的临界转速,故通过此种支承装置的设计可以获得需要的临界转速。通过设计位于螺旋弹簧簧圈之间的橡胶材料的尺寸,可以达到适当的相对运动阻尼性水平,亦即按照本发明,使橡胶材料的设计对所述相对运动产生一种阻尼效果。此种非压缩性橡胶材料因而要随压缩和膨胀的交替作用,其间由于螺旋弹簧和橡胶材料的剪切或弯曲,还存在不均匀的载荷。由于在螺旋弹簧的空间内存在处于这样一种状态的橡胶材料,故利用较小的螺旋弹簧便可获得高刚性,且无任何过载和/或疲劳之虞。阻尼振动运动的内摩擦所产生的热将均匀分布,并由螺旋弹簧传导。和以前已知的类似支承装置相比,按照这种形式设计的支承装置能节约空间。
按照本发明,只要把橡胶材料置于簧圈之间的空间内,便能获得需要的阻尼性。可是,按照本发明的实施例,簧丝至少应部分地埋入橡胶材料内。在此情况下,将能增加橡胶材料的阻尼性。按照另一实施例,如果把簧丝基本上全部埋入橡胶材料内,可以进一步增加阻尼效果。
按照本发明的另一实施例,簧丝应用弹簧材料制造,而且弹簧材料应固定地和橡胶材料连接。在此情况下,橡胶材料被迫跟随螺旋弹簧一同运动,亦即橡胶材料连续地起作用。因此,如果通过硫化将弹簧材料和橡胶材料固定连接将更有利。
按照本发明的另一实施例,安排了一些措施以便能够在相应的纵轴线方向上予紧螺旋弹簧。此外,每个支承件可以有一个由挡件限定的空间,该挡件可以置于沿纵轴线方向的不同位置上,从而使螺旋弹簧达到可以变化的予紧程度。
附图简要说明
现在按照附图就不同的实施例对本发明加以说明。
图1表示具有本发明支承装置的离心分离器部件的侧视图。
图2表示通过本发明第一实施例的支承装置的径向截面。
图3表示通过本发明第二实施例的支承装置的径向截面。
图4~10表示按照本发明支承装置不同方案支承件的截面图。
不同实施例的详细说明
图1表示一个离心分离器的部件,该分离器有一轴颈架在下轴承2和上轴承3上的垂直轴1。下轴承2基本上吸收作用在轴1上的轴向力,而上轴承3基本上吸收作用在轴1上的径向力。轴1在上轴承3上方的上端上装着离心转子4。本例中,轴1和离心转子4被一齿轮5驱动而围绕回转轴线X旋转,当然亦可用皮带驱动。
在本例中,上轴承3由一个和基本不动的壳体7固定连接的支承装置6所支承,该支承装置含有六个围绕轴1均匀分布的支承件8(见图2),它们抵消,但允许轴1和壳体7之间存在有限的相对运动。特别是支承装置6的设计允许轴1和装在轴1上的零件如离心转子4和上轴承3相对于壳体7进行有限的转动。支承装置6包含的支承件8可能多于或少于六个。
每个支承件8均有一纵轴线S,它相对于回转轴线X基本上径向地延伸。从图2和3可知,每个支承件8均位于支承装置6的空间9内,该空间的实际形状为一圆柱孔,它基本上和纵轴线S一样位于相对于回转轴线X的径向上。此外,每个支承件8都包括一个螺旋弹簧10,它由一根簧丝按基本的螺旋轨迹伸展成一个其回转轴线和纵轴线S一致的回转体。此外,簧丝在相邻簧圈之间形成空间11(见图4~10)。簧丝用弹性材料制成,最好用弹簧钢。
按照本发明,每个支承件8包含一种至少在所述空间11内伸展的橡胶材料12。图4~10仔细地表明橡胶材料12和螺旋弹簧10的相对位置。
在图6所示实施例中,橡胶材料12基本上仅位于螺旋弹簧10的相邻簧圈之间的空间11内,即橡胶材料形成一管体,其壁厚基本上和簧丝的厚度相等。在图5和8所示实施例中,簧丝至少部分地埋于橡胶材料12内。在图5中,橡胶材料12伸展到由螺旋弹簧10形成的回转体的外界面上,而在图8中,橡胶材料12则伸展到由螺旋弹簧10形成的回转体的内界面上。在图4和7所示实施例中,螺旋弹簧10的簧丝完全埋入橡胶材料12内。
在图4和7所示实施例中,橡胶材料12结果形成一个基本呈圆柱形的完全实心体,螺旋弹簧10整个地埋入或被包围在其内。在图6~8所示实施例中,由橡胶材料构成的相应物体中均有一沿纵轴线S方向贯通物体而伸展的基本呈圆柱形的孔13。
在图9和10所示实施例中,橡胶材料12也形成一个基本呈圆柱形的完全实心体,同时分别在一个端面上有一圆形凹孔14和在每个端面上有一圆形凹孔14。
在图4~10所示全部实施例中,簧丝的弹性材料最好通过硫化过程和橡胶材料12实行固定连接。
如图2所示,每个支承件8均用一挡件15置于上述空间9之一内。挡件15呈螺丝状,拧入空间9的螺纹内。支承件8由其外径向表面靠在螺丝15上,同时由其内径向表面靠在装有上轴承3的轴承座16上,特别是支承件8以径向内端装在轴承座16的凹孔17内。利用螺丝15就能对支承件8的螺旋弹簧10进行予紧,使其在纵轴线S方向上达到要求的予紧程度。
在图3所示实施例中,每个支承件8的径向内端位于可在凹孔9内沿纵轴线S方向移动的活塞18内。活塞18的前表面19设计成靠在轴承座16的圆周表面部分20上。在进行上述相对运动时,前表面19将在相对的表面部分20上滑动,此时产生的摩擦亦有助于进一步阻尼相对运动。
值得注意的是,由图2和图3可知,螺旋弹簧10的两个底圈分别和轴承座16及支承件8的挡件15至少有部分的金属接触并传热,这就有利于将热从支承件8上传走。
本发明不限于所公开的实施例,而可在下述权利要求书范围内进行变化和改进。
在图中所公开的实施例中,所有螺旋弹簧簧圈之间的空间均完全被橡胶材料充填,但是,为了获得要求的刚性和要求的阻尼性,可以在本发明范围内,只充填一部分螺旋弹簧簧圈的空间和/或空间仅局部地被橡胶材料充填。
值得注意的是,虽然采用的螺旋弹簧10是圆柱形的,但在本发明范围内,可以将其设计成锥形螺旋弹簧。它们的横截面形状亦可不同于圆形。此外,图4~10中的弹簧10簧丝的横截面尺寸仅属示意性质。
在所公开的实施例中,全部支承件8的纵轴线都在一个公共径向平面内伸展,但是也可以提供其轴线S在不同平面内伸展的支承件8。例如在两个平行的径向平面内,第一个支承件8位于一个平面内,而第二个支承件8则位于另一个平面内,依此类推。在此情况下,由于有了更多的空间,因而就可能安置比图2和3更多的支承件8,例如十二个支承件8。
Claims (10)
1.一种轴(1)支承装置,该轴装有离心分离器的离心转子(4),且装在一个壳体(7)内,通过轴承(3)可以围绕一根回转轴线(X)旋转,支承装置(6)包含至少三个支承件(8),用于吸收离心转子(4)和壳体(7)之间的相对运动,每个支承件(8)均处于轴承(3)和壳体(7)之间,具有一根相对于回转轴线(X)向外延伸的纵轴线(S),每个支承件(8)均包含一个螺旋弹簧(10),它有一根簧丝,基本上按螺旋轨迹伸展,以便在相邻簧圈之间形成空间(11),该支承装置的特征在于每个支承件(8)都含有橡胶材料(12),该材料至少位于所述空间(11)内,用于在增加支承件(8)刚性的同时,使支承件(8)产生的阻尼作用。
2.按照权利要求1所述的支承装置,其特征在于橡胶材料(12)的安排使其对所述相对运动产生阻尼效果。
3.按照权利要求1和2中任何一项所述的支承装置,其特征在于该簧丝至少部分地埋入橡胶材料(12)内.
4.按照权利要求1~3中任何一项所述的支承装置,其特征在于该簧丝基本上埋入橡胶材料(12)内。
5.按照前述任何一项权利要求所述的支承装置,其特征在于该簧丝用弹簧材料制造,而该弹簧材料和橡胶材料(12)固定连接。
6.按照权利要求5所述的支承装置,其特征在于该弹簧材料通过硫化和橡胶材料(12)固定连接。
7.按照前述任何一项权利要求所述的支承装置,其特征在于支承件(8)的纵轴线(S)相对于回转轴线(X)基本上沿径向伸展。
8.按照前述任何一项权利要求所述的支承装置,其特征在于具有装置(15),它被安排成沿相应纵轴线(S)方向能予紧螺旋弹簧(10)。
9.按照前述任何一项权利要求所述的支承装置,其特征在于每个支承件(8)均处于由挡件(15)限定的空间(9)内。
10.按照权利要求9所述的支承装置,其特征在于挡件(15)沿纵轴线(S)方向可安置于不同的位置上。
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CX01 | Expiry of patent term |