CN115121378A - 从动离心单元、其制造方法和使用方法及其固液分离设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种从动离心单元、其制造方法和使用方法及其固液分离设备,其特征在于从动离心单元包括锁定结构和/或锁定单元以及由离心盖、离心转筒和后端盖所构成的从动离心单元主体部,固液分离设备则选自设备A(包括主动驱动单元、从动离心单元、液体收集与排出单元、旋转支持单元以及定子总成)、设备B(包括离心液体通道旋转部和静止部、从动离心单元、旋转支持单元以及定子总成)中的任一种。本发明的有益之处是:从动离心单元制造和组装简单,使用过程中拆、装方便,设备容易维护和清洁验证,可以克服现有固液分离设备存在的各种缺陷或弊端。
Description
本申请是申请日2017年12月25日、申请号CN201711426215.X、申请公布号CN108452954A、发明名称为“从动离心单元、其制造方法和使用方法及其固液分离设备”的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种从动离心单元、其制造方法和使用方法以及具有该从动离心单元的固液分离设备,其最终产品形态是一种小型固液混合物离心分离设备,属于离心机领域。
背景技术
在实验室小试和中试研究过程中,最常用的固液分离设备主要是布氏漏斗加抽滤瓶的组合以及各种规格的离心机,其中布氏漏斗加抽滤瓶的组合仅适合实验室小试研究,为了模拟生产中的实际情况,并为生产提供必要的离心分离操作数据,更值得推荐的是离心机。
目前常用的小型离心机都是采用驱动部件(主要是电机)和固液分离部件(主要是液体收集排出腔和离心转鼓)分置、再组装而成,其离心转鼓(相当于从动离心单元)都是机械固定于传动轴上,导致离心转鼓的拆装以及离心设备的清洁验证比较困难,而且设备显得过于复杂笨重、噪音和振动太大、制造工艺复杂、维修不方便等各种缺陷或弊端,不能完全满足实验室小试和中试中固液混合物彻底分离的需要。
发明内容
发明目的:
本发明的目的在于提供一种更换容易的从动离心单元、其制造方法和使用方法以及具有该从动离心单元的直驱式固液分离设备,该系统可以克服现有的离心机或固液分离机存在的各种缺陷或弊端,更好地满足实验室小试和中试中固液混合物彻底分离的需要。
技术方案:
为了克服现有固液混合物分离设备存在的各种缺陷或弊端,本发明提供了一种具有锁定结构和/或锁定单元的从动离心单元、其制造方法和使用方法以及具有该从动离心单元的直驱式固液分离设备,技术方案如下:
一方面,本发明提供了一种从动离心单元,该从动离心单元包括:
锁定结构和/或锁定单元(图5、图6),其用于从动离心单元和/或从动离心单元各组成部件之间的锁定和/或解锁,并且使从动离心单元与主动驱动单元或与离心液体通道旋转部同速同轴旋转;
防止目标物质从前端部溢出的中央具加料孔(9)的离心盖(8);
执行固液离心分离任务的离心转筒(7),其圆筒状的周壁具贯穿的离心通孔(6);以及
防止目标物质从后端部溢出的后端盖(5、13),其封闭或半封闭离心转筒的后端部,所述半封闭优选指的是其中央具有供锁定柱或锁定筒穿越的锁孔;
所述离心盖、离心转筒和后端盖共同构成从动离心单元主体部;
其中所述从动离心单元包括至少一种金属部件和/或由聚合物材料模制成型的使从动离心单元具有完整结构与功能的模制部件;
其中所述从动离心单元中由聚合物材料模制成型的使从动离心单元具有完整结构与功能的模制部件至少包括锁定结构和/或锁定单元的部分或全部,所述聚合物材料的模制部件以至少包含离心转筒的从动离心单元主体部为基础。
具体地,本发明所采取的总体技术方案包括:(1)锁定结构和/或锁定单元分散配置但互相配合,优选外周布置+中心固定,或中心布置+外周固定,或外周布置+外周固定,以降低从动离心单元的结构强度要求;(2)结构上离心转筒与后端盖或离心盖为一体结构甚至三者一体成型以增强从动离心单元的结构强度;(3)材料上尽量以聚合物材料为主金属为辅,优选仅离心转筒使用金属;(4)聚合物材料构成从动离心单元的大部分结构,包括但不限于离心盖、后端盖、锁定结构和/或锁定单元,甚至全部使用聚合物材料制成,这些结构特征使从动离心单元受到的强大离心力被分散传导甚至均匀分散至锁定结构和/或锁定单元上、主动驱动单元上、离心液体通道旋转部上,大大降低了对从动离心单元结构强度的要求,使得与主动驱动单元适配的从动离心单元可以仅离心转筒采用金属材料,使得较小装载量或与离心液体通道旋转部适配的从动离心单元甚至可以全部采用聚合物材料制成,该总体技术方案是从动离心单元获得成功的关键,不仅保证了从动离心单元的结构强度符合要求,拓宽了材料选择范围,而且可以简化从动离心单元的结构,大大降低了制造成本和使用成本,满足易耗商品的特征要求。
具体地,所述锁定结构和/或锁定单元用于从动离心单元与主动驱动单元或离心液体通道旋转部之间的锁定和/或解锁,所述锁定结构和/或锁定单元用于从动离心单元各组成部件之间的锁定和/或解锁,所述锁定结构和/或锁定单元同时用于从动离心单元各组成部件之间以及从动离心单元与主动驱动单元或离心液体通道旋转部之间的锁定和/或解锁(实施例3)。
具体地,所述从动离心单元包括但不限于锁定→离心→解锁的使用方式以及长期锁定→离心→偶尔解锁的使用方式,其中偶尔解锁包括但不限于从动离心单元的清洗、更换、维修。
作为本发明的进一步优化,所述从动离心单元主体部选自下述(1)~(3)3种结构形式中的任一种:
(1)由离心转筒与离心盖构成的一体结构的主体部A与作为独立部件的后端盖的组合,所述主体部A、后端盖以及锁定结构和/或锁定单元共同构成具有完整结构与功能的从动离心单元(图3);
(2)由离心转筒与后端盖构成的一体结构的主体部B与作为独立部件的离心盖的组合,所述主体部B、离心盖以及锁定结构和/或锁定单元共同构成具有完整结构与功能的从动离心单元(图4);
(3)由离心盖、离心转筒、部分或全部后端盖构成的一体结构的主体部C,所述具有部分或全部后端盖的主体部C与锁定结构和/或锁定单元共同构成具有完整结构与功能的从动离心单元(图1、图2)。
具体地,所述(1)或(2)中的结构,特别是(1)中结构的从动离心单元不但可以拓宽所使用的离心介质层的材料(可以使用多层滤纸作为离心介质层),而且在离心分离操作结束并取出包含离心介质层和固体部分的从动离心单元后,可以将离心盖的加料孔对准干燥容器,在解锁后端盖后直接将所得固体物料通过加料孔排入干燥容器,方便从动离心单元的使用,而(3)中结构的从动离心单元则特别适合高装载量并使用滤袋作为离心介质层的固液分离设备。
作为本发明的进一步优化,所述从动离心单元由至少一种金属部件和/或由聚合物材料模制成型的使从动离心单元具有完整结构与功能的模制部件构造而成,所述从动离心单元包括下述(4)~(6)三者中的至少一者:
(4)至少包含离心转筒的第一金属部件;
(5)位于离心盖或后端盖位置的第二金属部件;
(6)由聚合物材料模制成型的使从动离心单元具有完整结构与离心功能的模制部件。
具体地,所述从动离心单元仅由金属材料制作而成,或者仅由聚合物材料模制成型而成,或者由使从动离心单元具有完整结构与功能的聚合物材料以及金属部件通过包括但不限于插入注射成型的方式而模制成型。
作为本发明的进一步优化,所述从动离心单元中由聚合物材料模制成型的使从动离心单元具有完整结构与功能的模制部件至少包括锁定结构和/或锁定单元的部分或全部,所述聚合物材料模制部件优选以至少包含离心转筒的从动离心单元主体部为基础。
具体地,实施例1~实施例4均是优选在制造成型至少包含离心转筒的第一金属部件的基础上,使用聚合物材料成型至少包含锁定结构和/或锁定单元的从动离心单元的其余部分-锁定结构和/或锁定单元以及离心盖、后端盖中的至少一者。
更具体地,实施例1中的第一金属部件仅具有离心盖、离心转筒以及卡状凸起,其余部分-后端盖、特别是锁定结构和/或锁定单元均通过第三步注塑成型。
更具体地,实施例2中的第一金属部件仅具有离心盖、离心转筒、卡状凸起以及部分后端盖,其余部分特别是锁定结构和/或锁定单元均通过第三步注塑成型。
更具体地,实施例3中的第一金属部件仅具有通过卷圆连接而成的离心转筒,其余部分-包括离心盖、后端盖、第一和第二密封面以及锁定结构和/或锁定单元均通过第四步注塑成型。
更具体地,实施例4中的第一金属部件仅具有通过卷圆连接而成的离心转筒,其余部分-包括离心盖、后端盖、第一和第二密封面以及锁定结构和/或锁定单元均通过第四步注塑成型。
作为本发明的进一步优化,所述锁定结构和/或锁定单元包括互相配合但分散配置于从动离心单元上的第一位置部分以及远离第一位置的第二位置部分,所述第一位置部分和/或第二位置部分优选位于后端盖的位置,所述第一位置部分、第二位置部分中至少一者用于阻止从动离心单元的轴向运动。
具体地,实施例1~实施例4中的锁定结构和/或锁定单元包括位于从动离心单元上的第一位置部分以及远离第一位置的第二位置部分。
更具体地,实施例1中的锁定结构和/或锁定单元由中央部分(第一位置)和远离中央的边缘部分(第二位置)构成,包括位于后端盖中央的锁定筒(3),位于锁定筒上的锁定结构-圆弧状凸起(2)和卡槽(4)以及如图5所示的锁定件B(24),位于后端盖边缘的锁定结构-卡状凸起。
更具体地,实施例2中的锁定结构和/或锁定单元由中央部分(第一位置)和远离中央的边缘部分(第二位置)构成,包括位于位于后端盖中央的锁定柱(11),位于锁定柱底端的锁定结构-六边形卡块(12)和顶端的锁定结构-圆弧状凸起(2)以及如图6所示的锁定件D(25)和弹簧(26),以及后端盖边缘的锁定结构-卡状凸起(1)和中央的锁定结构-六边形锁孔(10)。
更具体地,实施例3中的锁定结构和/或锁定单元由中央部分(第一位置)和远离中央的边缘部分(第二位置)构成,包括位于后端盖圆形凸台中央的锁定结构-圆形锁孔(14),位于位于主体部A底端外侧的后端盖锁定结构-圆弧状凸起(2A),位于后端盖边缘的环形边框(16),位于环形边框内侧等间距间隔分布的用于从动离心单元各组成部件(主体部A和后端盖)之间的锁定和/或解锁结构-圆弧状凸起(2B)以及位于圆形凸台和环形边框之间的环形卡槽(15),所述主体部A插入环形卡槽并旋紧圆弧状凸起(2A)和(2B)。
更具体地,实施例4中的锁定结构和/或锁定单元由位于主体部A底端边缘的部分(第一位置)和位于主体部A顶端外侧边缘的部分(第二位置)所构成,包括位于主体部A底端边缘的卡状凸起(1),位于主体部A顶端外侧的离心盖锁定结构-弧形凸块(20),位于离心盖最外侧的从动离心单元锁定结构-圆弧状凸起(2),位于第一密封面内侧对称分布的供弧形凸块(20)滑入的槽口(22)和旋转锁紧的圆弧形凹槽(21),所述主体部B上的弧形凸块(20)通过槽口(22)滑入圆弧形凹槽(21)并旋转锁紧,从而组装成型从动离心单元。
作为本发明的进一步优化,所述从动离心单元中的第一金属部件选自下述(7)~(10)四种结构中的任一种:
(7)具有离心转筒的第一金属部件;
(8)具有离心转筒和离心盖的第一金属部件;
(9)具有离心转筒和部分或全部后端盖的第一金属部件;
(10)具有离心盖、离心转筒、部分或全部后端盖的第一金属部件。
作为本发明的进一步优化,所述从动离心单元中的第二金属部件选自下述(11)或(12)两种结构中的任一种:
(11)离心盖;
(12)后端盖。
具体地,优选(7)、(8)或(9)中结构的第一金属部件,该种结构的第一金属部件制造工艺简单,并且可以通过包括但不限于插入注射成型的方式而模制成型为主体部A、主体部B或主体部C,特别优选(7)中的结构,其可以将平整的钢板冲孔后卷绕并连接成圆筒状的离心转筒,然后再将其置于模具中注塑成型为主体部A、B或C即可。
另一方面,本发明提供了一种从动离心单元的制造方法,所述从动离心单元的制造方法为下述工序1~4的按照需要的组合,所述组合必须满足组装成型为具有完整结构与功能的从动离心单元的需要:
使用聚合物材料制造成型至少包含部分或全部锁定结构和/或锁定单元的从动离心单元其余部分的工序1;
制造至少包含离心转筒的主体部A、主体部B或主体部C的工序2;
制造作为独立部件的离心盖或后端盖的工序3;
组装成具有完整结构与功能的从动离心单元的工序4,所述工序4将主体部A与后端盖以及锁定结构和/或锁定单元或者将主体部B与离心盖以及锁定结构和/或锁定单元或者将主体部C以及锁定结构和/或锁定单元组装成型为具有完整结构与功能的从动离心单元;
其中所述锁定结构可以选择随工序2或工序3制造成型;
其中所述锁定单元可以选择随工序2或工序3制造成型或先制造成型锁定单元(工序1)再将其固定安装于从动离心单元上。
具体地,所述工序2是本发明所述从动离心单元制造方法的基础。
具体地,实施例1~实施例4均是通过工序2先制造成型至少包含离心转筒的第一金属部件,再通过工序1或工序3使用聚合物材料模制成型至少包含部分或全部锁定结构和/或锁定单元的从动离心单元的其余部分,实施例1~4中的生产步骤所遵循的这种先制造简单几何构型的金属部件部分,再使用聚合物材料模制成型目标物体的复杂几何构型部分的生产方法,可以最大程度地降低生产成本。
具体地,本发明所述从动离心单元的结构主要包括四大部分:锁定结构和/或锁定单元、离心盖、离心转筒、后端盖,一般而言,离心转筒采用金属材料制造不仅结构强度大而且产品适应性广,可以同时满足固液分离设备A和B对从动离心单元结构强度的要求,而全部使用聚合物材料模制成型从动离心单元虽然生产成本低,非常适合具有离心液体通道旋转部的固液分离设备B,但是多数情况下不易满足具有主动驱动单元的固液分离设备A对从动离心单元结构强度的要求,因此生产从动离心单元的最优选方法是实施例1~4中的制造方法。
具体地,根据本发明所述从动离心单元的结构特征,所有的工序1~工序4中,工序2涉及主体部A、B、C中的任一种,是整个从动离心单元制造过程的核心和基础,工序1、3、4特别是工序3和4都是围绕工序2的配套或延伸,只有先确定了主体部的结构特征(选用主体部A、B、C中的哪一个)和制造方法后,才能在此基础上选择其它配套部件及其制造方法。
具体地,生产本发明所记载结构特征的从动离心单元,其最核心的工序必然包括:工序2以及选自工序1、工序3中的任一种,其中生产具有主体部C的从动离心单元最低限度仅执行工序2和工序1即可,而生产具有主体部A、B的从动离心单元最低限度仅执行工序2和工序3即可,如果仅使用聚合物材料将图4所示的从动离心单元模制成型为一体结构甚至仅执行工序2即可(只要模具设计合理),多数情况下工序4仅在校验产品质量和使用从动离心单元时进行,但不排除通过工序4组装为类似主体部C结构的从动离心单元。
具体地,所述“工序1~4的按照需要的组合”,指的是工序1~4的所有组合都必须符合“所述组合满足组装成型为具有完整结构与功能的从动离心单元的需要”这个目的,具体的组合方式由从动离心单元的结构特征以及生产的需要决定,符合要求、有意义的组合方式主要有6种:工序2、工序2和1的组合、工序2和3的组合、工序1~工序3的组合、工序2~工序4的组合、工序1~工序4的组合,所述组合包括工序合并的情况,实际上工序减少就是工序合并的结果。
作为本发明所述从动离心单元制造方法的进一步优化,所述工序2选自下述2A~2C的任一种工序:
将聚合物材料或金属材料通过适宜的模制成型工艺制造为主体部A、B或C的工序2A;
将第一金属部件和/或第二金属部件与聚合物材料通过适宜的模制成型工艺制造为主体部A、B或C的工序2B;
将第一金属部件和第二金属部件通过适宜的连接工艺制造为主体部A、B或C的工序2C。
作为本发明所述从动离心单元制造方法的进一步优化,所述从动离心单元中金属部件的制造选自下述工序5~10中的任一种:
卷制成型圆筒状的离心转筒的工序5;
模制成型至少具有离心转筒和离心盖的主体部A或至少具有离心转筒和后端盖的主体部B的工序6;
将模制成型的具有离心转筒和离心盖的金属部件再通过收口机的收口制作工艺制造成型出半封闭离心转筒的后端盖从而获得具有离心盖、离心转筒和后端盖的主体部C胚体的工序7;
将模制成型的具有离心转筒和后端盖的金属部件再通过收口机的收口制作工艺制造成型出离心盖从而获得具有离心盖、离心转筒和后端盖的主体部C胚体的工序8;
将工序6获得的具有离心转筒、部分离心盖和后端盖前体的主体部A胚体注塑成型为具有后端盖前体的主体部A,然后通过收口机的收口制作工艺制造成型出半封闭离心转筒的后端盖从而获得具离心盖、离心转筒和后端盖的主体部C的工序9;
将工序6获得的具有离心转筒、部分后端盖和离心盖前体的主体部B胚体注塑成型为具有离心盖前体的主体部B,然后通过收口机的收口制作工艺制造成型出离心盖从而获得具离心盖、离心转筒和后端盖的主体部C的工序10;
其中所述工序5、6、7、8至少包括离心通孔的冲孔制作工序,所述工序6、9、10中的主体部A胚体、主体部B胚体为胚体的不同结构形式。
需要特别说明的是,本发明所述从动离心单元制造方法中的“按照需要的组合”是指:根据从动离心单元的结构以及锁定结构和/或锁定单元与从动离心单元之间的关系来决定需要选择工序1~10中的哪些工序来组成完整的从动离心单元制造方法,从而制造出具有完整结构与功能的从动离心单元。具体而言,所述锁定结构特别是具有锁定和/或解锁从动离心单元的功能的锁定结构优选随其它工序制造成型,此时工序1已经融合进其它工序而并不是一个独立工序,只有制造具锁定件的锁定单元时工序1作为独立工序存在,与此相类似的是,主体部C的制造过程中也存在这种情况。
需要特别说明的是,本发明所述从动离心单元制造方法中的所有工序编号仅仅是为了便于不同工序的识别以及论述的清晰性,不一定代表生产中的实际生产顺序,实际生产中可以根据具体情况进行顺序调整。
作为本发明所述从动离心单元制造方法的进一步优化,第一种制造从动离心单元的生产方法A(图7),所述方法A为下述工序按照需要的组合:
冲孔并卷圆连接成型为具有离心转筒的第一金属部件的工序5;
将工序5中获得的离心转筒通过至少一次注塑成型为主体部A、B或C的工序2;
制造成型作为独立部件的离心盖或后端盖的工序3;
制造锁定结构和/或锁定单元的工序1;
组装成具完整结构与功能的从动离心单元的工序4;
其中所述工序5和工序2为必需的制造工序;
本方法A如图7中的方法(1)、(2)、(3)所示。
作为本发明所述从动离心单元制造方法的进一步优化,第二种制造从动离心单元的生产方法B(图8),所述方法B为下述工序按照需要的组合:
模制成型至少具有离心转筒和离心盖的主体部A胚体或至少具有离心转筒和后端盖的主体部B胚体的工序6;
将工序6中获得的胚体通过至少一次注塑成型为主体部A、B或C的工序2;
制造成型作为独立部件的离心盖或后端盖的工序3;
制造锁定结构和/或锁定单元的工序1;
组装成具有完整结构与功能的从动离心单元的工序4;
其中所述工序6为必需的制造工序;
本方法B如图8中的方法(4)、(5)、(8)、(11)、(12)、(13)所示。
作为本发明所述从动离心单元制造方法的进一步优化,第三种制造从动离心单元的生产方法C(图8),所述方法C为下述工序按照需要的组合:
将工序6获得的具有离心转筒、部分离心盖和后端盖前体的主体部A胚体注塑成型为具有后端盖前体的主体部A,然后通过收口机的收口制作工艺制造成型出半封闭离心转筒的后端盖从而获得具离心盖、离心转筒和后端盖的主体部C的工序9;
制造锁定结构和/或锁定单元的工序1;
组装成具有完整结构与功能的从动离心单元的工序4;
其中所述工序9为必需的制造工序;
本方法C如图8中的方法(9)所示。
作为本发明所述从动离心单元制造方法的进一步优化,第四种制造从动离心单元的生产方法D(图8),所述方法D为下述工序按照需要的组合:
将工序6获得的具有离心转筒、部分后端盖和离心盖前体的主体部B胚体注塑成型为具有离心盖前体的主体部B,然后通过收口机的收口制作工艺制造成型出离心盖从而获得具离心盖、离心转筒和后端盖的主体部C的工序10;
制造锁定结构和/或锁定单元的工序1;
组装成具有完整结构与功能的从动离心单元的工序4;
其中所述工序10为必需的制造工序;
本方法D如图8中的方法(10)所示。
作为本发明所述从动离心单元制造方法的进一步优化,第五种制造从动离心单元的生产方法E(图8),所述方法E为下述工序按照需要的组合:
通过工序7或工序8获得具离心盖、离心转筒和后端盖的主体部C胚体;
将工序7或工序8所获得的主体部C胚体注塑成型为主体部C;
制造锁定结构和/或锁定单元的工序1;
组装成具有完整结构与功能的从动离心单元的工序4;
其中获得主体部C胚体的工序和获得主体部C的工序为必需的制造工序;
本方法E如图8中的方法(6)、(7)所示。
作为本发明所述从动离心单元制造方法的进一步优化,第六种制造从动离心单元的生产方法F,所述方法F为下述工序按照需要的组合:
直接将聚合物材料通过至少一次注塑成型为主体部A、B或C的工序2A;
制造作为独立部件的离心盖或后端盖的工序3;
制造锁定结构和/或锁定单元的工序1;
组装成具有完整结构与功能的从动离心单元的工序4;
其中所述工序2A为必需的制造工序。
再一方面,本发明提供了一种从动离心单元的使用方法,所述从动离心单元的使用方法为下述步骤1~9的按照需要的组合,所述组合必须满足离心分离工作的需要:
锁定离心盖或后端盖从而组装成型从动离心单元的步骤1;
将离心介质层和/或从动离心单元进行计量,得到毛重M1的步骤2;
沿离心转筒内壁设置至少覆盖所有离心通孔的允许液体通过的离心介质层的步骤3;
使设置有离心介质层的从动离心单元与主动驱动单元或使设置有离心介质层的从动离心单元与离心液体通道旋转部进行相互锁定的步骤4;
进行离心分离固液混合物的步骤5,所述固体部分留存于从动离心单元的离心介质层内,所述液体部分收集于积液器内;
解锁后取出包含固体部分的离心介质层和/或从动离心单元并进行计量的步骤6,得到总重M2,M2与M1的差值就是离心所得湿品重量M3;
解锁离心盖或后端盖的步骤7;
转移离心所得固体并将其置于容器中干燥的步骤8,得干品重量M4;
对包括从动离心单元和/或离心介质层在内的固液分离设备进行清洗的步骤9。
具体地,步骤4~6包括从动离心单元使用中完整的锁定→离心→解锁过程,这是完成固液离心分离的核心步骤,也是锁定结构和/或锁定单元存在的理由和目的,因此使用方法中的步骤4~6是最核心的、最缺一不可的步骤,而且顺序不能调换,否则整个使用方法均违反科学规律,无法满足离心分离工作的需要。
具体地,所述从动离心单元的使用方法特别适合供编制操作软件使用。
具体地,实施例1~实施例4中均记载了包括步骤4~6的从动离心单元的使用方法,其中实施例3和实施例4中的记载相对更详细一些。
具体地,所述离心盖或后端盖的锁定和/或解锁的步骤1、步骤7仅针对具有独立的离心盖或后端盖的从动离心单元。
具体地,所使用的离心介质层包括但不限于滤纸、滤膜、滤袋以及它们两者或多者之间的组合,对于包含主体部A或B,特别是只适合低装载量的从动离心单元,优选使用多层滤纸,而对于包含主体部C,特别是适合高装载量的从动离心单元,则优选使用滤袋,使用滤袋作为离心介质层时,只需要离心前计量滤袋的重量M1,离心后计量滤袋和留存于滤袋内的固体总重量M2,M2与M1的差值就是离心所得湿品重量M3。
具体地,本发明所述从动离心单元使用方法的主要组合方式有:至少包括步骤4~6的组合;至少包括步骤3~6的组合;具有主体部A+后端盖的组合、主体部B+离心盖的组合的从动离心单元的使用方法必须包括步骤1和步骤7;如果不计算产品重量,则可以省去步骤2和步骤8;如果不干燥产品,则可以省去步骤8;如果不清洗设备,则可以省去步骤9等等,所有的组合方法中都必然包括步骤4~6,并且各种组合的方法是有限的、范围是确定的。
需要特别说明的是,本发明所述从动离心单元的使用方法中的“按照需要的组合”是指:根据从动离心单元的结构、锁定结构和/或锁定单元与从动离心单元之间的关系、所使用的离心介质层的种类以及需要离心分离的物料情况来决定需要选择步骤1~9中的哪些步骤来组成从动离心单元的使用方法,从而满足离心分离工作的需要。
需要特别说明的是,本发明所述从动离心单元使用方法中的所有步骤编号仅仅是为了便于不同步骤的识别以及论述的清晰性,并不一定代表其实际使用的顺序,实际使用中可以根据情况进行顺序调整。
最后,本发明提供了一种固液分离设备(包括A和B),所述固液分离设备包括本发明所述的任一种从动离心单元,所述从动离心单元被锁定结构和/或锁定单元锁定后与主动驱动单元或与离心液体通道旋转部同速同轴旋转,所述主动驱动单元或离心液体通道旋转部通过如下轴连接方式中的任一种与电机轴发生关系:
通过位于转子单元支撑件底部中央的电机轴安装孔(轴连接方式1);
通过安装支架,所述安装支架与转子单元支撑件底部以及电机轴固定连接,或与转子单元支撑件底部和/或电机轴为一体结构(轴连接方式2);
电机轴与转子单元支撑件底部为一体结构(轴连接方式3)。
作为本发明所述固液分离设备的进一步优化,本发明提供了一种固液分离设备A,所述固液分离设备A至少包括下述(13)~(17)的部件:
(13)具有锁定结构和/或锁定单元的从动离心单元,所述从动离心单元被锁定结构和/或锁定单元锁定后随主动驱动单元同速同轴旋转;
(14)包含附属顶盖的大致为桶状结构的离心液体收集与排出单元;
(15)旋转支持单元,所述旋转支持单元至少包括电机轴、轴承室以及轴承;
(16)定子总成,所述定子总成包含至少一个与转子单元相适配的定子单元,所述定子单元与转子单元通过电磁相互作用构成可产生旋转运动的电机器;
所述定子总成、轴承室以及轴承采用其轴心与电机轴轴心重合的方式布置于大致为桶状结构的离心液体收集与排出单元的底部;
(17)主动驱动单元,所述主动驱动单元包括:
从动离心单元锁定结构和/或锁定单元,用于锁定和/或解锁从动离心单元,并使从动离心单元在锁定时与主动驱动单元同速同轴旋转;以及
主动驱动单元主体部,所述主动驱动单元主体部包括:
至少一个转子单元,所述转子单元通过与适配的定子单元之间的电磁相互作用产生的旋转力使主动驱动单元绕电机轴中心线作旋转运动;以及
转子单元支撑件,所述转子单元支撑件包括:
转子单元支撑件底部(间隔部),其承担转子单元支撑部和从动离心单元的联系中介并控制处于离心状态的目标物质及其各组成成分的流向;
至少一个承载转子单元的转子单元支撑部;
所述转子单元支撑件或主动驱动单元通过如下轴连接方式中的任一种与电机轴发生关系:
通过位于转子单元支撑件底部(间隔部)中央的电机轴安装孔(轴连接方式1);
通过安装支架,所述安装支架与转子单元支撑件底部(间隔部)以及电机轴固定连接,或与转子单元支撑件底部(间隔部)和/或电机轴为一体结构(轴连接方式2);
电机轴与转子单元支撑件底部或主动驱动单元为一体结构(轴连接方式3)。
作为本发明所述固液分离设备的进一步优化,本发明提供了另一种固液分离设备B,所述固液分离设备B具有离心液体通道旋转部和离心液体通道静止部(其中离心液体通道旋转部相当于主动驱动单元),所述固液分离设备B至少包括下述①~⑤的部件:
①、离心液体通道旋转部,所述离心液体通道旋转部隔着气隙布置于定子总成所围成的空腔内,其包括:
至少一个转子单元,所述转子单元通过与适配的定子单元之间的电磁相互作用产生的旋转力使离心液体通道旋转部绕电机轴作旋转运动;
由转子单元支撑件的腔壁所围成的大致为桶状的离心液体收集腔;以及
转子单元支撑件,所述转子单元支撑件包括:
从动离心单元锁定结构和/或锁定单元,用于锁定和/或解锁从动离心单元并使从动离心单元与离心液体通道旋转部同速同轴旋转;
承载转子单元的大致为圆筒状的主体部;
封闭或半封闭主体部底端的底部;
作为可选结构、位于主体部顶端且中央具有加料口的盖部;
所述转子单元支撑件或离心液体通道旋转部通过如下轴连接方式中的任一种与电机轴发生关系:
通过位于转子单元支撑件底部中央的电机轴安装孔(轴连接方式1);
通过安装支架,所述安装支架与转子单元支撑件底部以及电机轴固定连接,或与转子单元支撑件底部和/或电机轴为一体结构(轴连接方式2);
电机轴与转子单元支撑件底部或离心液体通道旋转部为一体结构(轴连接方式3);
其中与离心液体通道静止部A相适配的离心液体通道旋转部,其转子单元支撑件底部与离心液体通道静止部A环形凹腔相对应的位置具有用于将液体引导至环形凹腔的具有导流通孔的导流结构,所述导流通孔必要时兼作锁定从动离心单元的锁定结构;
②、离心液体通道静止部,所述离心液体通道静止部选自如下A、B中的任一种:
离心液体通道静止部A:包括由环形凹腔内环和环形凹腔外环所围成的竖截面大致为“U”型的环形凹腔以及位于该环形凹腔底部的使液体流向液体收集瓶的排液管道,所述环形凹腔的敞口端与位于离心液体通道旋转部转子单元支撑件底部上用于将液体引导至离心液体通道静止部A环形凹腔的具有导流通孔的导流结构密封连接;
离心液体通道静止部B:包括收集由离心液体收集腔引导而来的液体的漏斗口和使液体流向液体收集瓶的漏斗颈,所述漏斗口边缘与液体收集腔腔壁内侧密封连接,所述漏斗颈穿过电机空心轴并且其末端固定于定子单元支撑件基座部、轴承座、端盖三者中任一者上;
其中离心液体通道静止部A位于定子单元支撑件基座部、电机轴承座、端盖三者中任一者上或与其中任一者一体成型;
③、定子总成,所述定子总成包括:
至少一个与转子单元相适配的定子单元,所述定子单元与转子单元通过电磁相互作用构成可产生旋转运动的电机器;以及
定子单元支撑件,所述定子单元支撑件包括:
承载定子单元、顶端为敞口且大致为圆筒状的外壳部;以及封闭外壳部底端的基座部,所述基座部中心具安装电机轴及其轴承的轴承室;
④、旋转支持单元:
所述旋转支持单元包括电机轴、轴承室以及轴承,所述电机轴、轴承室以及轴承位于构成定子总成的定子单元支撑件基座部、电机轴承座、端盖三者中任一者中央;
⑤、从动离心单元:
具有锁定结构和/或锁定单元的从动离心单元,所述从动离心单元被锁定结构和/或锁定单元锁定后随离心液体通道旋转部同速同轴旋转。
具体地,由于固液分离设备中的密封单元易磨损,其更换涉及主动驱动单元或离心液体通道旋转部的拆卸、组装和校正,而上述3种轴连接方式中,其拆、装过程由难至易的顺序依次为:1(通过轴安装孔)>3(一体结构)>2(通过安装支架),轴连接方式1拆卸和组装所需的外力较大,易损坏主动驱动单元或离心液体通道旋转部,轴连接方式3可以将整个含轴结构(包括电机轴和轴承)整体拆卸和组装,较1容易,但是轴连接方式3涉及组装后的校正,比较麻烦,而轴连接方式2拆卸和组装可以不涉及电机轴和轴承(自然不涉及其校正),综合比较后是3者中最容易的,因此优选轴连接方式2。
作为本发明的进一步优化,所述固液分离设备B中的从动离心单元通过密封结构(如密封面)和/或密封元件(如“0”密封圈)密封所述离心液体通道旋转部敞口端。
作为本发明所述的任一种从动离心单元或任一种固液分离设备,以电机轴中心线为轴心并间隔分布于所述主动驱动单元、离心液体通道旋转部、从动离心单元上的锁定和/或解锁结构包括但不限于选自下述(18)~(22)五种结构中的至少一种:
(18)凹槽或卡槽(4、21);
(19)通孔或卡孔(10);
(20)卡扣连接结构或卡止连接结构;
(21)凸起或卡状凸起(1);
(22)可枢转地进行轴向锁定的圆弧状凸起(2(包括2A和2B),单个所述圆弧状凸起具有从其中一端到另一端平缓降低高度的光滑斜面;
位于所述从动离心单元、主动驱动单元、离心液体通道旋转部上的锁定和/或解锁结构相互适配从而用于阻止从动离心单元与主动驱动单元之间、从动离心单元与离心液体通道旋转部之间、从动离心单元各组成部分之间产生包括但不限于周向和/或轴向运动在内的相对运动以及用于解除所述锁定状态。
作为本发明所述的任一种从动离心单元或任一种固液分离设备,位于所述主动驱动单元、离心液体通道旋转部、从动离心单元上用于阻止从动离心单元与主动驱动单元之间、从动离心单元与离心液体通道旋转部之间、从动离心单元各组成部分之间产生包括但不限于周向和/或轴向运动在内的相对运动以及用于解除所述锁定状态的锁定和/或解锁单元(图5、图6)包括:
包括但不限于上述(18)~(22)所述的锁定和/或解锁结构,所述锁定和/或解锁结构位于主动驱动单元、离心液体通道旋转部、从动离心单元、锁定柱、锁定筒上;
锁定柱(11)或锁定筒(3),所述锁定柱或锁定筒及位于其上的锁定和/或解锁结构优选与主动驱动单元、离心液体通道旋转部或从动离心单元(图1)一体成型形成,所述锁定柱包括但不限于图2和图6中11所示,所述锁定筒包括但不限于图5中3所示,二者常见位于主动驱动单元、离心液体通道旋转部上,但不排除位于从动离心单元上(图1A),所述离心液体通道旋转部或从动离心单元可视作锁定筒;
作为可选结构的弹性件,所述弹性件包括但不限于密封橡胶圈和金属弹簧(25),所述弹性件位于锁定柱、锁定筒上,其提供密封和/或轴向的锁紧力;
锁定件(24、26),所述锁定件上的锁定和/或解锁结构与锁定柱或锁定筒上的锁定和/或解锁结构相互配合,通过锁定件绕锁定柱或锁定筒的旋转运动,或通过锁定件在锁定柱或锁定筒上的包括但不限于轴向和/或径向运动在内的线性运动(比如拔、插、按压)实现从动离心单元的锁定和/或解锁。
具体地,当锁定件或锁定筒通过旋转扭紧锁定从动离心单元时,对密封橡胶圈和/或金属弹簧产生压力,密封橡胶圈或金属弹簧受压后产生变形,通过变形产生的张力反作用于锁定件,如此则密封橡胶圈不仅提供密封而且提供轴向的锁紧力,而金属弹簧则提供轴向的锁紧力。
具体地,所述从动离心单元与主动驱动单元或离心液体通道旋转部的锁定优选可在锁定和解锁之间轻易转换的锁定方式,所述可解锁锁定使得从动离心单元在离心前的锁定和离心后的解锁取出变得非常简单,方便离心操作和设备清洁验证。
根据本发明所述的从动离心单元或固液分离设备,其制造所采用的聚合物材料是选自聚烯烃(包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚丁烯-1(PB-1))或卤代聚烯烃、聚环烯烃、聚砜、聚醚酮、聚酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚酰胺(PA)、聚酰亚胺、聚碳酸酯(PC)、聚氨酯、聚缩醛、聚苯乙烯(PS)、丙烯晴/丁二烯苯乙烯共聚物(ABS)、液晶聚合物(LCP)、以及聚苯硫醚(PPS)中的任一种,或者是这些中的两者或多者的共聚物,其中优选耐酸、碱和/或耐有机溶剂都比较强的聚合物材料,以提高设备的使用寿命。
进一步详细地,所述聚合物材料优选为增强聚合物材料,所述增强聚合物材料至少包括按重量计占5%到50%,优选是按重量计占7%到30%的纤维增强填料。
更进一步详细地,特别优选包含按重量计占7%到12%玻璃纤维增强填料的聚丙烯。
有益效果:
与现有技术相比,本发明所提供的从动离心单元、其制造和使用方法及其固液分离设备,其优点是:
(1)、从动离心单元制造和组装简单,使用过程中拆、装方便;
(2)、从动离心单元在离心前的锁定和离心后的解锁取出变得非常简单,方便离心操作和所需固体至干燥容器的转移;
(3)、固液分离设备容易维护和清洁验证,使用费用低;
(4)、由于主动驱动单元或离心液体通道旋转部直接驱动从动离心单元执行固液分离任务,电能/机械能转化效率高,降低了设备运转的能耗;
(5)、系统同轴度高并且运转稳定、安静,避免了常规皮带驱动的固液分离设备由于同轴度偏差引起的震动和噪音。
附图说明
附图1为从动离心单元1结构示意图;
附图2为从动离心单元2结构示意图;
附图3为从动离心单元3结构示意图;
附图4为从动离心单元4结构示意图;
附图5为锁定单元1结构示意图;
附图6为锁定单元2结构示意图;
附图7为从动离心单元制造方法示意图;
附图8为从动离心单元制造方法示意图;
其中:
1、卡状凸起; 2、圆弧状凸起; 3、锁定筒;
4、卡槽; 5、后端盖; 6、离心通孔;
7、离心转筒; 8、离心盖; 9、加料孔;
10、六边形锁孔; 11、锁定柱; 12、六边形卡块;
13、圆形凸台; 14、圆形锁孔; 15、环形卡槽;
16、环形边框; 17、独立后端盖; 18、第二密封面;
19、第一密封面; 20、弧形凸块; 21、圆弧形凹槽;
22、槽口; 23、锁定头; 24、锁定件B;
25、弹簧; 26、锁定件D。
具体实施方式
下面结合附图说明本发明中的从动离心单元及其固液分离设备的示例性实施例。
除非特别说明,本专利中各术语的基本含义如下:
“周向”即圆周方向,是指以电机轴中心线上一点为圆心所形成的垂直于电机轴中心线的圆的圆周方向;
“轴向”是指与电机轴中心线重合或平行的方向;
“径向”是指垂直于电机轴中心线并通过位于中心线上的圆心的半径方向;
“过盈连接”是指利用零件间的配合过盈来实现两个零件间的连接,其装配方法包括压入法、热胀配合法、冷缩配合法等;
“卡接”是指通过两零件上相互配合的凹槽与凸起、卡槽/卡孔/卡口与卡扣或燕尾槽与凸起之间的镶嵌连接从而限制两零件之间产生相对位移的连接方式;
“模制成型”是指生产工序中通过使用模具获得目标几何形状的物体的过程,包括但不限于冲压成型、冲裁成型、铸造成型、注塑成型等方式,所述“熔接”为“模制成型”的一种特殊形式;
“切割成型”是指采用除“模制成型”以外的,包括但不限于车、刨、铣、钻孔、磨、切(割)等工艺获得目标几何形状物体的过程;
“弯折成型”是指采用包括但不限于卷制、绕制、弯曲等工艺获得目标几何形状物体的过程,比如将某种物体卷制或绕制成圆筒状物体或将其弯曲成任意角度。
实施例1
本实施例为具锁定筒(3)的从动离心单元,其结构示意图见图1(包括图1A和图1B)。
如图1所示,根据图8中方法(7)依次通过如下步骤:
第一步:选取钢板板材;
第二步:冲压成型具离心盖(8)、加料孔(9)、卡状凸起(1)、离心转筒(7)及位于其上通过冲孔成型的离心通孔(6)的主体部A胚体(即具离心盖和离心转筒的第一金属部件);
第三步:注塑成型主体部C(从动离心单元);
共计3步获得的从动离心单元具有:离心盖(8)、加料孔(9)、离心转筒(7)及其上的离心通孔(6)、位于后端盖边缘与离心转筒交界处的锁定结构-卡状凸起(1)、位于后端盖中央的锁定单元,所述锁定单元包括:以电机轴中心线为轴心等间距间隔分布的3片瓦片状凸起构成的圆形锁定筒(3)、位于锁定筒上的锁定结构-圆弧状凸起(2)、位于相邻瓦片状凸起之间的卡槽(4)以及类似如图5所示的锁定件B(其中心应为通孔),通过锁定件绕锁定筒的枢转实现从动离心单元在固液分离设备A中主动驱动单元上的锁定或解锁。
实施例2
本实施例为具六边形锁孔(10)的从动离心单元,其结构示意图见图2。
如图2所示,根据图8中方法(10)依次通过如下步骤:
第一步:选取钢板板材;
第二步:冲压成型具离心盖前体、卡状凸起(1)、离心转筒(7)及位于其上通过冲孔成型的离心通孔(6)的主体部B胚体(即具部分后端盖和离心转筒的第一金属部件);
第三步:注塑成型具离心盖前体的主体部B;
第四步:通过收口机收口工序处理离心盖前体形成离心盖后成型为从动离心单元;
共计4步获得的从动离心单元具有:离心盖、加料孔、离心转筒(7)及其上的离心通孔(6)、位于后端盖边缘与离心转筒交界处的锁定结构-卡状凸起(1)、位于后端盖中央的锁定结构-六边形锁孔(10),所述锁定单元包括:锁定柱(11)、位于锁定柱底端的卡入六边形锁孔(10)的六边形卡块(12)、位于锁定柱顶端的锁定结构-圆弧状凸起(2)以及如图6所示的锁定件D(26)和弹簧(25),通过锁定件D绕锁定筒的枢转实现从动离心单元在固液分离设备A中主动驱动单元上或在固液分离设备B中离心液体通道旋转部上的锁定或解锁。
实施例3
本实施例为具独立后端盖(17)的从动离心单元,其结构示意图见图3(包括图3A和图3B)。
如图3所示,根据图7中方法(1)依次通过如下步骤:
第一步:选取钢板板材;
第二步:冲制离心通孔;
第三部:卷圆并连接成离心转筒(即具离心转筒的第一金属部件);
第四步:注塑成型主体部A;
共计4步获得的主体部A具有:离心盖(8)、加料孔(9)、离心转筒(7)及其上的离心通孔、位于主体部A底端外侧的后端盖锁定结构-圆弧状凸起(2A)以及位于离心盖外侧边缘的第一密封面(19)和覆盖第一密封面的第二密封面(18)。
注塑成型的独立后端盖(17)包括:位于后端盖内侧的圆形凸台(13)、位于圆形凸台中央的锁定结构-圆形锁孔(14)、位于后端盖边缘的环形边框(16)、位于环形边框内侧等间距间隔分布的用于从动离心单元各组成部件(主体部A和后端盖)之间的锁定和/或解锁结构-圆弧状凸起(2B)以及位于圆形凸台和环形边框之间的环形卡槽(15),所述主体部A插入环形卡槽并旋紧圆弧状凸起(2A)和(2B),从而组装成型从动离心单元。
本从动离心单元通过位于离心液体通道旋转部底部中央的如图5或图6所示的锁定单元实现从动离心单元在固液分离设备B中离心液体通道旋转部上的锁定或解锁,并通过第一和第二密封面的协作密封离心液体通道旋转部顶部敞口端。
实施例4
本实施例为具独立离心盖(8)的从动离心单元,其结构示意图见图4(包括图4A和图4B)。
如图4所示,根据图7中方法(3)依次通过如下步骤:
第一步:选取钢板板材;
第二步:冲制离心通孔;
第三部:卷圆并连接成离心转筒(即具离心转筒的第一金属部件);
第四步:注塑成型主体部B;
共计4步获得的主体部B具有:后端盖(5)、卡状凸起(1)、离心转筒(7)及其上的离心通孔以及位于主体部A顶端外侧的离心盖锁定结构-弧形凸块(20)。
注塑成型的独立离心盖(8)包括:位于离心盖中央的加料孔(9)、位于离心盖最外侧的从动离心单元锁定结构-圆弧状凸起(2)和第二密封面(18)、位于离心盖边缘内侧的环形的第一密封面(19)以及第一密封面内侧对称分布的供弧形凸块(20)滑入的槽口(22)和旋转锁紧的圆弧形凹槽(21),所述主体部B上的弧形凸块(20)通过槽口(22)滑入圆弧形凹槽(21)并旋转锁紧,从而组装成型从动离心单元。
本从动离心单元通过位于离心盖最外侧的圆弧状凸起(2)锁定于离心液体通道旋转部内,并通过第一和第二密封面的协作密封离心液体通道旋转部顶部敞口端。
上述对实施例的描述是为了便于本技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改,并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必经过创造性的劳动。因此,本发明不限于这里的实施例,本领域技术人员根据本发明的揭示,对于本发明做出的任何改进和修改都应该在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种从动离心单元,其特征在于,包括:
锁定结构和/或锁定单元,其用于从动离心单元和/或从动离心单元各组成部件之间的锁定和/或解锁,并且在锁定时使从动离心单元与主动驱动单元或与离心液体通道旋转部同速同轴旋转;
防止目标物质从前端部溢出的中央具加料孔的离心盖;
执行固液分离功能的离心转筒,其圆筒状的周壁具贯穿的离心通孔;以及
防止目标物质从后端部溢出的后端盖,其封闭或半封闭离心转筒的后端部;
所述离心盖、离心转筒和后端盖共同构成从动离心单元主体部;
所述从动离心单元主体部选自下述结构中的任一种:
由离心转筒与离心盖构成的一体结构的主体部A与作为独立部件的后端盖的组合,所述主体部A、后端盖以及锁定结构和/或锁定单元共同构成具有完整结构与功能的从动离心单元;
由离心转筒与后端盖构成的一体结构的主体部B与作为独立部件的离心盖的组合,所述主体部B、离心盖以及锁定结构和/或锁定单元共同构成具有完整结构与功能的从动离心单元;
由离心盖、离心转筒、部分或全部后端盖构成一体结构的主体部C,所述主体部C与锁定结构和/或锁定单元共同构成具有完整结构与功能的从动离心单元;
其中所述从动离心单元包括至少一种金属部件和/或由聚合物材料模制成型的使从动离心单元具有完整结构与功能的模制部件;
其中所述从动离心单元中由聚合物材料模制成型的使从动离心单元具有完整结构与功能的模制部件至少包括锁定结构和/或锁定单元的部分或全部,所述聚合物材料的模制部件以至少包含离心转筒的从动离心单元主体部为基础。
2.根据权利要求1所述的从动离心单元,其特征在于:所述锁定结构和/或锁定单元包括互相配合但分散配置于从动离心单元上的第一位置部分以及远离第一位置的第二位置部分,所述第一位置部分、第二位置部分中至少一者用于阻止从动离心单元的轴向运动;
所述分散配置使从动离心单元受到的强大离心力被分散传导至锁定结构和/或锁定单元上、主动驱动单元上、离心液体通道旋转部上。
3.根据权利要求2所述的从动离心单元,其特征在于:所述第一金属部件选自下述结构中的任一种:
具有离心转筒的第一金属部件;
具有离心转筒和离心盖的第一金属部件;
具有离心转筒和部分或全部后端盖的第一金属部件;
具有离心盖、离心转筒、部分或全部后端盖的第一金属部件;
所述第二金属部件选自下述结构中的任一种:
离心盖;
后端盖。
4.一种从动离心单元的制造方法,其特征在于,权利要求1~3中任一项所述从动离心单元的制造方法为下述工序1~4的按照需要的组合,所述组合必须满足组装成型为具有完整结构与功能的从动离心单元的需要:
使用聚合物材料制造成型至少包含部分或全部锁定结构和/或锁定单元在内的从动离心单元其余部分的工序1;
制造至少包含离心转筒的主体部A、主体部B或主体部C的工序2;
制造作为独立部件的离心盖或后端盖的工序3;
组装成具有完整结构与功能的从动离心单元的工序4,所述工序4将主体部A与后端盖以及锁定结构和/或锁定单元或者将主体部B与离心盖以及锁定结构和/或锁定单元或者将主体部C以及锁定结构和/或单元组装成型为具有完整结构与功能的从动离心单元;
其中所述锁定结构可以选择随工序2或工序3制造成型;
其中所述锁定单元可以选择随工序2或工序3制造成型或先制造成型锁定单元再将其固定安装于从动离心单元上;
所述工序2是从动离心单元制造方法的基础。
5.根据权利要求4所述从动离心单元的制造方法,其特征在于:所述工序2选自下述工序2A~工序2C的任一种工序:
将聚合物材料或金属材料通过适宜的模制成型工艺制造为主体部A、B或C的工序2A;
将第一金属部件和/或第二金属部件与聚合物材料通过适宜的模制成型工艺制造为主体部A、B或C的工序2B;
将第一金属部件和第二金属部件通过适宜的成型连接工艺制造为主体部A、B或C的工序2C。
6.根据权利要求5所述从动离心单元的制造方法,其特征在于:所述从动离心单元中金属部件的制造方法选自下述工序5~工序10中的任一种:
卷制成型圆筒状的离心转筒的工序5;
模制成型至少具有离心转筒和离心盖的主体部A胚体或至少具有离心转筒和后端盖的主体部B胚体的工序6;
将模制成型的具有离心转筒和离心盖的金属部件再通过收口机的收口制作工艺制造成型出半封闭离心转筒的后端盖从而获得具有离心盖、离心转筒和后端盖的主体部C胚体的工序7;
将模制成型的具有离心转筒和后端盖的金属部件再通过收口机的收口制作工艺制造成型出离心盖从而获得具有离心盖、离心转筒和后端盖的主体部C胚体的工序8;
将工序6获得的具有离心转筒、离心盖和后端盖前体的主体部A胚体注塑成型为具有后端盖前体的主体部A,然后通过收口机的收口制作工艺制造成型出半封闭离心转筒的后端盖从而获得具有离心盖、离心转筒和后端盖的主体部C的工序9;
将工序6获得的具有离心转筒、后端盖和离心盖前体的主体部B胚体注塑成型为具有离心盖前体的主体部B,然后通过收口机的收口制作工艺制造成型出离心盖从而获得具有离心盖、离心转筒和后端盖的主体部C的工序10;
其中所述工序5、6、7、8中至少包括离心通孔的冲孔制作工序,所述工序6、9、10中的主体部A胚体、主体部B胚体为胚体的不同结构形式。
7.根据权利要求6所述从动离心单元的制造方法,其特征在于:所述从动离心单元选自下述方法(A)~(F)的任一种方法制造而成:
(I)方法A,所述方法A为下述工序按照需要的组合:
冲孔并卷圆连接成型为具有离心转筒的第一金属部件的工序5;
将工序5中获得的离心转筒通过至少一次注塑成型为主体部A、B或C的工序2;
制造成型作为独立部件的离心盖或后端盖的工序3;
制造锁定结构和/或锁定单元的工序1;
组装成具有完整结构与功能的从动离心单元的工序4;
(II)方法B,所述方法B为下述工序按照需要的组合:
模制成型至少具有离心转筒和离心盖的主体部A胚体或至少具有离心转筒和后端盖的主体部B胚体的工序6;
将工序6中获得的胚体通过至少一次注塑成型为主体部A、B或C的工序2;
制造成型作为独立部件的离心盖或后端盖的工序3;
制造锁定结构和/或锁定单元的工序1;
组装成具有完整结构与功能的从动离心单元的工序4:
(III)方法C,所述方法C为下述工序按照需要的组合:
将工序6获得的具离心转筒、离心盖和后端盖前体的主体部A胚体注塑成型为具后端盖前体的主体部A,然后通过收口机的收口制作工艺制造成型出半封闭离心转筒的后端盖从而获得具有离心盖、离心转筒和后端盖的主体部C的工序9;
制造锁定结构和/或锁定单元的工序1;
组装成具有完整结构与功能的从动离心单元的工序4;
(IV)方法D,所述方法D为下述工序按照需要的组合:
将工序6获得的具离心转筒、后端盖和离心盖前体的主体部B胚体注塑成型为具离心盖前体的主体部B,然后通过收口机的收口制作工艺制造成型出离心盖从而获得具离心盖、离心转筒和后端盖的主体部C的工序10;
制造锁定结构和/或锁定单元的工序1;
组装成具有完整结构与功能的从动离心单元的工序4;
(V)方法E,所述方法E为下述工序按照需要的组合:
通过工序7或工序8获得具离心盖、离心转筒和后端盖的主体部C胚体;
将工序7或工序8所获得的主体部C胚体注塑成型为主体部C;
制造锁定结构和/或锁定单元的工序1;
组装成具有完整结构与功能的从动离心单元的工序4;
(VI)方法F,所述方法F为下述工序按照需要的组合:
直接将聚合物材料通过至少一次注塑成型为主体部A、B或C的工序2A;
制造作为独立部件的离心盖或后端盖的工序3;
制造锁定结构和/或锁定单元的工序1;
组装成具有完整结构与功能的从动离心单元的工序4。
8.一种固液分离设备,其特征在于,所述固液分离设备包括下述的固液分离设备A、固液分离设备B中的任一种:
(1)固液分离设备A,其包括:
权利要求1~7中任一项所述的从动离心单元,所述从动离心单元被锁定结构和/或锁定单元锁定后随主动驱动单元同速同轴旋转;
包含附属顶盖的大致为桶状结构的离心液体收集与排出单元;
旋转支持单元,所述旋转支持单元至少包括电机轴、轴承室以及轴承;
定子总成,所述定子总成包含至少一个与转子单元相适配的定子单元,所述定子单元与转子单元通过电磁相互作用构成可产生旋转运动的电机器;
所述定子总成、轴承室以及轴承采用其轴心与电机轴轴心重合的方式布置于大致为桶状结构的离心液体收集与排出单元的底部;
主动驱动单元,所述主动驱动单元包括:
从动离心单元锁定结构和/或锁定单元,用于锁定和/或解锁从动离心单元,并使从动离心单元在锁定时与主动驱动单元同速同轴旋转;以及
主动驱动单元主体部,所述主动驱动单元主体部包括:
至少一个转子单元,所述转子单元通过与适配的定子单元之间的电磁相互作用产生的旋转力使主动驱动单元绕电机轴中心线作旋转运动;以及
转子单元支撑件,所述转子单元支撑件包括:
转子单元支撑件底部,其承担转子单元支撑部和从动离心单元的联系中介并控制处于离心状态的目标物质及其各组成成分的流向;
至少一个承载转子单元的转子单元支撑部;
所述转子单元支撑件或主动驱动单元通过如下轴连接方式中的任一种与电机轴发生关系:
通过位于转子单元支撑件底部中央的电机轴安装孔;
通过安装支架,所述安装支架与转子单元支撑件底部以及电机轴固定连接,或与转子单元支撑件底部和/或电机轴为一体结构;
电机轴与转子单元支撑件底部或与主动驱动单元为一体结构;
(2)固液分离设备B,其包括:
①、离心液体通道旋转部,所述离心液体通道旋转部隔着气隙布置于定子总成所围成的空腔内,其包括:
至少一个转子单元,所述转子单元通过与适配的定子单元之间的电磁相互作用产生的旋转力使离心液体通道旋转部绕电机轴作旋转运动;
由转子单元支撑件的腔壁所围成的大致为桶状的离心液体收集腔;以及
转子单元支撑件,所述转子单元支撑件包括:
从动离心单元锁定结构和/或锁定单元,用于锁定和/或解锁从动离心单元并使从动离心单元与离心液体通道旋转部同速同轴旋转;
承载转子单元的大致为圆筒状的主体部;
封闭或半封闭主体部底端的底部;
作为可选结构、位于主体部顶端且中央具有加料口的盖部;
所述转子单元支撑件或离心液体通道旋转部通过如下轴连接方式中的任一种与电机轴发生关系:
通过位于转子单元支撑件底部中央的电机轴安装孔;
通过安装支架,所述安装支架与转子单元支撑件底部以及电机轴固定连接,或与转子单元支撑件底部和/或电机轴为一体结构;
电机轴与转子单元支撑件或离心液体通道旋转部为一体结构;
其中与离心液体通道静止部A相适配的离心液体通道旋转部,其转子单元支撑件底部与离心液体通道静止部A环形凹腔相对应的位置具有用于将液体引导至环形凹腔的具有导流通孔的导流结构,所述导流通孔必要时兼作锁定从动离心单元的锁定结构;
②、离心液体通道静止部,所述离心液体通道静止部选自下述A、B中的任一种:
离心液体通道静止部A:包括由环形凹腔内环和环形凹腔外环所围成的竖截面为“U”型的环形凹腔以及位于该环形凹腔底部的使液体流向液体收集瓶的排液管道,所述环形凹腔的敞口端与位于离心液体通道旋转部的转子单元支撑件底部上用于将液体引导至离心液体通道静止部A环形凹腔的具有导流通孔的导流结构密封连接;
离心液体通道静止部B:包括收集由离心液体收集腔引导而来的液体的漏斗口和使液体流向液体收集瓶的漏斗颈,所述漏斗口边缘与离心液体收集腔腔壁内侧密封连接,所述漏斗颈穿过电机空心轴并且其末端固定于定子单元支撑件基座部、轴承座、端盖三者中任一者上;
其中离心液体通道静止部A位于定子单元支撑件基座部、电机轴承座、端盖三者中任一者上或与其中任一者一体成型;
③、定子总成,所述定子总成包括:
至少一个与转子单元相适配的定子单元,所述定子单元与转子单元通过电磁相互作用构成可产生旋转运动的电机器,所述定子单元位于外壳部;以及
定子单元支撑件,所述定子单元支撑件包括:
承载定子单元、顶端为敞口的圆筒状的外壳部;以及
封闭外壳部底端的基座部,所述基座部中心具有安装电机轴及其轴承的轴承室;
④、旋转支持单元:
所述旋转支持单元包括电机轴、轴承室以及轴承,所述电机轴、轴承室以及轴承位于构成定子总成的定子单元支撑件基座部、电机轴承座、端盖三者中任一者中央;
⑤、从动离心单元:
权利要求1~7中任一项所述的从动离心单元,所述从动离心单元被锁定结构和/或锁定单元锁定后随离心液体通道旋转部同速同轴旋转。
9.根据权利要求1~7中任一项所述的从动离心单元或权利要求8所述的任一种固液分离设备,其特征在于,位于所述主动驱动单元、离心液体通道旋转部、从动离心单元上用于阻止从动离心单元与主动驱动单元之间、从动离心单元与离心液体通道旋转部之间、从动离心单元各组成部分之间产生相对运动以及用于解除所述锁定状态的锁定和/或解锁单元包括:
锁定和/或解锁结构,所述锁定和/或解锁结构位于主动驱动单元、离心液体通道旋转部、从动离心单元、锁定柱或锁定筒上;
锁定柱或锁定筒,所述锁定柱或锁定筒及位于其上的锁定和/或解锁结构与主动驱动单元、离心液体通道旋转部或从动离心单元一体成型形成;
作为可选结构的弹性件,所述弹性件包括密封橡胶圈、金属弹簧中的一种,所述弹性件位于锁定柱、锁定筒上,所述弹性件提供密封和/或轴向的锁紧力;
锁定件,所述锁定件上的锁定和/或解锁结构与锁定柱或锁定筒上的锁定和/或解锁结构相互配合,通过锁定件绕锁定柱或锁定筒的旋转运动,或通过锁定件在锁定柱或锁定筒上的线性运动实现从动离心单元的锁定和/或解锁。
10.一种从动离心单元的使用方法,其特征在于:所述从动离心单元的使用方法为下述步骤1~9的按照需要的组合,所述组合必须满足离心分离工作的需要,所述组合至少包括步骤4~6或步骤3~6:
锁定离心盖或后端盖从而组装成型从动离心单元的步骤1;
将离心介质层和/或从动离心单元进行计量,得到毛重M1的步骤2;
沿离心转筒内壁设置至少覆盖所有离心通孔的允许液体通过的离心介质层的步骤3;
使设置有离心介质层的从动离心单元与主动驱动单元或使设置有离心介质层的从动离心单元与离心液体通道旋转部相互锁定的步骤4;
进行离心分离固液混合物的步骤5,所述固体部分留存于从动离心单元的离心介质层内,所述液体部分收集于积液器内;
解锁后取出包含固体部分的离心介质层和/或从动离心单元并进行计量的步骤6,得到总重M2,M2与M1的差值就是离心所得湿品重量M3;
解锁离心盖或后端盖的步骤7;
转移离心所得固体并将其置于容器中干燥的步骤8,得干品重量M4;
对包括从动离心单元和/或离心介质层在内的固液分离设备进行清洗的步骤9。
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