CN1303809A - 密封在转动容器里的卸料口的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种密封在一容器、较佳的是制备机的转动容器底部的卸料口的装置和方法,它具有通过支承臂安装在一枢转轴上的密封盖。由于提供一种用来调整和控制密封盖位置的装置,当密封盖进入卸料口(1)时密封盖(2)的抬升运动基本上是平移,并基本上平行于密封盖的中心轴线(8),通过这种密封装置,尽管其结构简单和便于安装,但可提供良好的密封,因此,即使长时间使用,也可确保压力或真空密封。

Description

密封在转动容器里的卸料口的装置和方法

本发明涉及一种密封卸料口的装置和方法，该卸料口位于一制备机的容器、较佳的是一转动容器底部，而该容器具有一通过支承臂安装在一枢转轴上的密封盖。

这种密封装置一般地说是众所周知的，特别是在带有转动零件的混合机里。然而，通常该密封盖总是刚性地连接在支承臂和枢转轴上的。在这种情况下，密封盖不可避免地进行环绕着该枢转轴的圆周运动。由于这种结构，其缺点是，只有在密封盖的外径和卸料口的内径之间存在足够的间隙才可能引导密封盖进入容器的卸料口，这样，才可在控制下实现在由不同直径产生的间隙里的圆周运动的水平移动。然而，由于该结构里的间隙，而存在着严重泄漏的缺陷，从而不能在以这种方式封闭的容器里进行液体或粉状物品的处理。

因此，DE2903951专利中描述了这样一种结构，以便解决这个问题，即在密封装置里提供一弹性支承。在该专利里讲到用橡胶或塑料作为弹性件。该弹性件位于密封盖的中心之下，并在至少两侧处被一轴承支座环绕。因此，弹性件的实际方向或实际轴线一方面垂直于密封盖，而另一方面直接通过密封盖的中心点。由于这种结构，可使密封盖相对于支承臂以有限的方式回转。在DE2903951专利里，密封移动的第一部分是以一种有利的方式通过正常的圆周运动预先实现的，其中，通过沿圆周的一个弧度驱动枢转轴使支承臂运动。然而，一旦密封盖到达容器底部的卸料口，并与其碰撞，返回件起作用，以使密封盖作有限的偏离圆周运动的变动，从而向上抬起与卸料口配合，同时支承臂使盖子终止圆周运动。该返回件能补偿卸料口内侧边缘和密封盖外侧边缘之间在移动方向上的差异。

该方案已被证明应用简单，然而，它不适合于密闭容器、诸如真空或压力容器的应用场合。此外，返回件难以调整，需要经常重新调整。

在许多场合，制备机的底部用特别耐磨的贴面予以保护。它们(例如)可是复合钢、陶瓷或玄武砖。然而，所有这些贴面相当厚，这样，卸料口在深度上不可避免地要增加。为了关闭这样深度的卸料口，除了支承臂的圆周运动，还需要盖子的非常大的变向运动。另一方面，盖子必须以大致线性方式插入卸料口里。现有技术中的密封装置一般来说没有足够的能力来令人满意地密封这样深度的卸料口。

因此，本发明的一个目的是提供一种密封装置，尽管它结构简单和具有良好的插入性能，但它能提供带良好密封的可靠关闭，且允许较长的维修时间间隔，并在长时间使用过程中确保压力或真空密封性能。

就该装置来说，其目的已达到，即提供一种能调整和控制密封盖相对卸料口的位置的装置，这样，当盖子进入卸料口时，其抬升运动基本上是线性的，也就是说是平移的，即可基本上与密封盖的中心轴线平行。

该装置在进入容器的卸料口之前或开始时也可采取与卸料口的边缘啮合，盖子回转至基本上与卸料口的所述边缘的平面平行的方向上，并沿该方向进入其最终密封位置。盖子回转的调整和控制可主动地或被动地实现。

实施这种调整或控制的一种可能(例如)是使密封盖通过一返回件与支承臂连接，这样，密封盖可相对支承臂并环绕着至少一个回转轴线回转。这样，回转轴线较佳的是安装成与枢转轴平行。返回件允许密封盖相对于支承臂、环绕着回转轴线有限地回转运动。该回转运动可利用一驱动装置的主动控制实现，也可通过密封盖进入与卸料口的内侧边缘啮合而被动控制实现。

一较佳的实施例提供的返回件是这样安装的，其实际轴线位于回转轴线及回转轴线与密封盖中心点的连接线所在平面外。

该实际轴线(例如)可平行于所述的平面移动。然而，一种较佳的布置是，实际轴线与所述平面间形成至少10度、较佳的是20度、更佳的是30度的夹角。按照用途的类型，实际轴线和所述平面之间的较大夹角也可能是较好的。

在另一实施例里，返回件是这样安装的，返回件的作用点之间的连接线与最靠近的、通过回转轴线的平行线具有明显的距离，该距离较佳的是比盖子半径的10％大。当回转轴线与密封盖的轴线相交时，返回件较佳的是与密封盖的轴线不对称布置。这样，它可以使密封盖相对于支承臂有大得多的回转。返回件的伸长变化范围或弹性变化范围越大，返回件安装在离密封盖的轴线越远的地方。

特别是对于较佳的弹性返回件的较大程度的伸长和/或作用在返回件上的较强的力来说，用一个或几个弹簧制成返回件是有利的。较佳的是，使用压缩弹簧或压缩和拉伸复合弹簧。

除此之外，返回件也可以是一液压的或气动的缸。此外，返回件的返回力可以调整的实施例更佳。这样，密封装置可方便地适合于卸料口的特征、例如卸料口的深度，或存在的反作用力。卸料口深度的变化或老化产生的弹性件的变化可通过重新调整弹性件的返回力进行补偿。

在返回件是由一个或几个弹簧组成的情况下，可提供一拉力螺丝，它可以控制弹簧的预拉力。在使用气动或液压缸的情况下，该缸可与一压力源和一压力调节器连接。这样，在一蓄压器里的压力可以改变，从而调整返回件的返回力。

为了在密封操作中更均匀地分配力的比例，回转轴线的转动点不在密封盖的中心轴线上可能是有利的。

在本发明的一个特别好的实施例里，提供一种确定支承臂与密封盖之间的回转角的装置。它可以通过测量端部位置的位移和/或发出信号来实现。

这种确定也可以不用控制或调整盖子相对于卸料口位置的装置。这样，除了别的以外，它可以在密封操作一旦结束时确定密封盖是否适当地位于卸料口上。此外，当密封操作结束时，可给其它装置一个信号，然后该装置可确保对转动容器(例如)重新充填。此外，这个信号还可以储存在一进行产品数据采集(PDA)的系统里。

当密封盖里安装能膨胀的密封环时，该密封装置的密封能力还可进一步提高。任何可能存在于卸料口内侧和/或密封盖外侧的污染、以及因老化产生的变化均可通过能膨胀的密封环得到补偿。这样还可以在密封盖和卸料口之间提供较大的间隙。在密封盖回转进入或插入卸料口之后，密封环膨胀，从而确保高度密封。

较佳的一个实施例提供一转动探测器，以便探测密封盖的转动速度和/或转动加速度。此外，较佳的是给密封盖提供一转动驱动器。这样，它在密封操作中可调整密封盖的转动速度。它可以与容器或卸料口的转动速度相配合。这样，在密封操作中密封盖和卸料口之间的摩擦是最小的，而密封环的使用寿命提高了。

较佳的是，在密封盖插入卸料口的过程中，密封盖的原始圆周枢转运动进入基本线性运动的转变、就是说盖子相对于卸料口的位置的控制得到了进一步的改善，而支承臂的枢转轴可以位移。

该位移能力较佳的是由通过调整枢转轴的偏心轴承确保。通过调整偏心轴承、枢转轴以及支承臂的转动点可以配合。较佳的是，枢转轴的偏心轴承的调整是随着支承臂的枢转而自动发生的，为此，提供一驱动机构。

很显然，返回件可以一起省掉。所述的枢转轴的位移能力提供了控制密封盖位置的另一种可能性。

这里所述的密封装置在一定的时间间隔后不可避免地需要进行调整和维修工作。通常，这是按照固定的、预先确定的时间间隔进行的。本发明的一种较佳的结构提供一种光学探测装置，它较佳的是固定在密封盖的轴承壳的延伸臂上。该光学探测装置(例如)可以是一个摄影机或内窥镜的透镜，它可以适当的方式安装在密封盖上，由于这里所述的密封盖的扩大的活动性，光学探测装置的视角可随密封盖的活动性而扩大。这样，在必须进行清扫和维修操作时，它可以确定是否需要和在什么范围内进行。

通过清扫装置清扫卸料口的内侧和/或密封盖的外侧可以进一步增加维修间隔时间。

该方法可用来实现前言中所述的目的，即调整或控制密封盖相对于卸料口的位置，这样，可以基本上平移而无转动的方式实现密封盖进入卸料口时的抬升运动，该运动较佳的是线性的并平行于密封盖的中心轴线。

如上所述，盖子的转动的控制、即其回转角相对于支承臂的改变可被动地实现，其中，盖子进入与卸料口的边缘的接触。

由于密封盖相对于卸料口的位置或密封盖与支承臂之间的回转角被调整，可以确保密封盖进入卸料口的精确引导。这产生了较小间隙的可能性，并导致增加容器的密封性能。很重要的是，通过这种调整，支承臂、以及密封盖的圆周运动变成平行于中心轴线的大致线性的或平移的运动(即没有环绕回转轴线的运动)。

这种调整或者是通过改变支承臂和密封盖之间的回转角、或者是在盖子进入卸料口之前或过程中通过调整枢转轴而实现的。支承臂和密封盖之间的回转角的这种调整导致改善的效果。在特别有害或危险的材料的情况下，希望具有尽可能少的机械零件在与该材料接触的区域内，或者尽可能使操作人员接近的必要性减至最低程度。在这种特殊的情况下，密封盖运动的曲线控制将通过改变枢转轴的转动点的位置来实现。这可以通过轴承的线性位移、或通过将轴承安装在一转动的偏心机构上、而偏心机构与一转动驱动器连接的方式实现。

为了提高密封能力，一种更佳的方法是，在密封盖的关闭位置上使一可膨胀的、环绕着密封盖或卸料口的密封环膨胀。按照本发明，该密封盖首先放入卸料口，接着使密封环膨胀。由此确保密封盖的高度的密封能力。

一种较佳的方法是，确定枢转轴的回转角和/或位置，接着，根据确定的值实现密封盖的调整。这样，它可以确保在所有时间发生的变化可能性、例如可能由于老化、能够根据确定的回转角和/或确定的枢转轴的位置而通过密封盖位置的调整使其适应。

在密封操作过程中，当密封盖进入转动时，它对于密封环的使用寿命是有利的，因为密封盖的转动速度大致对应于容器的转动速度。密封盖通常以飘浮的方式安装，这样，在密封操作过程中，密封盖被压向转动的容器。一旦密封盖与卸料口接触，存在着因密封环与卸料口之间的摩擦而产生的密封盖的加速度。这样，在卸料口和密封盖之间的第一次接触至完全固连之前所产生的滑移会导致在密封环上的长时间磨损。通过使密封盖的转动速度与容器的转动速度配合，密封环的磨损可大大减少，甚至被防止。

还提供一种较佳的方法，即根据支承臂的位置来控制清扫卸料口的清扫装置。这样，清扫装置可根据需要自动地清扫卸料口的内侧，同时容器是打开的。当关闭密封盖时，该清扫装置自动地从卸料口的内侧边缘上卸下。

一种更佳的方法提供一种测试模式来测试密封环的状态，它包括以下步骤：转动容器转动，用非驱动的密封盖密封转动容器，在密封转动容器过程中根据密封盖的位置确定密封盖的转动速度，以及根据确定的转动速度探测密封环的工作状态。

如上所述，以飘浮方式安装的密封盖在与卸料口接触时，因摩擦而产生加速度。通过所述的方法，密封环的工作状态可由密封盖的加速度被确定。由于密封环的磨损增加，存在着逐渐减速的加速度和逐渐增加的滑移。因此，在预定的时间间隔之后，密封环不需要更换，但可保留在密封装置里，直至存在可通过滑移直接确定的磨损状态。

此外，密封盖的位置可通过光学方法确定，而根据光学确定结果来调整密封盖的位置。

按照本发明的方法的一种较佳的结构提供一种光学图象捕获装置，它安装在可移动的密封装置里，并被用来探测环绕着该密封装置的机械零件。

由于在打开位置时，密封盖被压向或压在一清扫装置上，因此维修和清扫时间间隔可进一步增加。

本发明的其它优点、特征和用途通过下面结合附图的较佳实施例的详细描述可看得更清楚。在附图中：

图1是按照本发明的一密封装置在一关闭的和在一打开的位置；

图1a是根据弹性件离中心轴线的距离确定密封盖的弹性变化范围；

图2是一种使用弹簧的弹性件的可能情况；

图3是带有作为弹性件的液压缸的密封盖；

图4和4a是带有不与中心轴线重合的回转轴线的密封盖；

图5是一密封盖，它带有可膨胀的密封环，以及用来测量回转角或返回件的长度的装置；

图6是带有旋转驱动器的密封盖；

图7是带有可位移的枢转轴的密封装置；

图7a是带有偏中心安装的枢转轴的密封装置；

图8是带有供卸料口用的清洁装置的密封装置；

图9是表示在密封盖上的弹簧通道；

图10是带有供密封盖用的清洁装置的密封装置。

图1显示了本发明的非常简单的结构。密封盖2在进入卸料口1的位置上。盖子的固定板5通过轴承支座和枢轴6连接在支承臂3上，因而可环绕着枢轴的回转轴线旋转。支承臂3通过枢转轴4可转动地安装。返回件7位于回转轴线6和密封盖2中心点之间的连接线之外，就是说，返回件7的实际轴线不在通过回转轴线6和在回转轴线与密封盖的中心点之间的连接线8的平面上。实际轴线与该平面之间的夹角越大，也就是说在返回件7上施力的一点离中心轴线越远，弹性件的弹性变化范围越大。图1a示意地显示了弹性件的施力点与中心轴线的距离与弹性变化范围h和H的关系。在图9中，示意地显示了卸料口较大深度对密封盖所要的侧向偏离、即弹性变化范围的影响。

根据安装条件和所需要的作用力，返回件(例如)可由一个或几个弹簧组成(例如，见图2)。在密封装置的运动过程中，密封盖可在不同的诸时刻按照任务将若干具有不同特殊曲线或有效方向(推或拉)的弹簧组合起来。弹簧(例如)也可互相集中地布置在里面。

弹簧的预拉伸可通过拉力螺丝9设定。

与上述不同，如图3所示，弹性件也可是一气动的或液压缸10。缸所需要的弹性由蓄压器12确保。在驱动或调整缸时，它们还与压力源11′或压力调节器11连接。

如图4和4a所示，例如利用弹簧7或缸10，在枢轴6位于盖子的中心轴线8之外的情况下，也可在密封或打开过程中实现使力的分配或时间分划进一步适应于应用情况的可能性。

在使用弹簧和缸作为弹性件时，可建立路径测量和/或发出端部位置信号，如图5中的标号16所示。

由于磨损，固体密封环2′需要经常重新调整。当使用气动的或液压的可膨胀中空密封件13时，如图5所示，该重要零件的维修时间间隔可显著地增加。压力介质的传导可通过管道14进行，而管道14带有安装在转动轴线中心的转动接头。

当通常以飘浮方式、而不是以被驱动方式安装的盖子进入旋转的卸料口时，首先是接触，直至密封盖完全固连，这时存在着滑移，这种滑移导致对密封环的长时间磨损。这个缺点是可以克服的，就是在盖子的支承上安装一转动装置16。该转动装置可通过图6所示的液压马达的帮助来实现。然后，设定盖子的转动速度，使其外周速度较佳的是对应卸料口的内周速度。这样，盖子可插入卸料口里而没有任何滑移。

密封盖运动曲线的控制可通过改变枢转轴的转动点的位置来进行。如图7和7a所示，它可通过轴承17′的线性移动18或通过在轴承上布置一与转动装置19连接的偏心机构18来实现。

通过提供刮刀、而该刮刀是根据密封装置的驱动情况或密封盖的位置有规律地插入、来清扫卸料口的内侧边缘，可显著地延长密封装置的维修时间间隔。

由于按照本发明所形成的弹性件的较大弹性路径或伸长路径，密封盖的外侧边缘在打开位置时可与一清扫装置21连接，如图10所示，这样，用来调整移动的驱动器可用来使盖子带着清扫装置回转。

密封盖支承的较大活动性还可用来固定一光学探测装置，例如摄影机或内窥镜的透镜。利用所获得的支承的延伸的活动性，并利用可控制的移动，探测装置的透镜可看到大部分的封闭区情况以及环绕该封闭区的机械零件。

Claims (28)

1．一种用来密封安装在一容器底部的卸料口(1)的装置，该容器是一制备机的转动容器，它包括通过一支承臂(3)安装在一枢转轴(4)上的密封盖(2)，密封盖(2)可相对支承臂(3)环绕着至少一条回转轴线(6)运动，其特征在于，还提供一相对卸料口(1)调整或控制密封盖(2)位置的设备，当密封盖(2)进入卸料口(1)时密封盖的抬升运动是平移，并在平行密封盖的中心轴线(8)的情况下进行。

2．如权利要求1所述的装置，其特征在于，密封盖(2)通过返回件(7)连接在支承臂上。

3．如权利要求2所述的装置，其特征在于，返回件的实际轴线位于由回转轴线和在回转轴线及密封盖的中心点之间的连接线形成的平面外。

4．如权利要求3所述的装置，其特征在于，返回件的实际轴线相对由回转轴线和在回转轴线及密封盖的中心点之间的连接线形成的平面倾斜10度、较佳的是20度、更佳的是30度的角。

5．如权利要求2至4之一所述的装置，其特征在于，返回件(7)由一个或几个弹簧(7,7′)组成，而弹簧(7,7′)是压缩弹簧和拉伸弹簧的组合。

6．如权利要求2至4之一所述的装置，其特征在于，返回件(7)是气动或液压缸(10)。

7．如权利要求1至6之一所述的装置，其特征在于，返回件(7)的返回力可调整和/或可控制。

8．如权利要求1至7之一所述的装置，其特征在于，给确定回转角的设备(16)提供一确定返回件(7)伸长的设备(16)。

9．如权利要求1至8之一所述的装置，其特征在于，回转轴线(6)位于密封盖(2)的中心轴线(8)之外一段距离处。

10．如权利要求1至9之一所述的装置，其特征在于，密封盖(2)上设置一可膨胀的密封环(13)。

11．如权利要求1至10之一所述的装置，其特征在于，提供一转动探测器来确定密封盖的转动速度。

12．如权利要求1至11之一所述的装置，其特征在于，给密封盖提供一转动驱动器(16)。

13．如权利要求1至12之一所述的装置，其特征在于，支承臂(3)的枢转轴(4,17)是可位移的。

14．如权利要求13所述的装置，其特征在于，支承臂(3)的枢转轴(4,17)的调整是通过枢转轴(4)的可调整的偏心轴承进行的。

15．如权利要求14所述的装置，其特征在于，提供用来调整枢转轴(4,17)的偏心轴承(18)的驱动装置(19)。

16．如权利要求1至15之一所述的装置，其特征在于，提供一光学探测装置，它固定在密封盖(2)的轴承壳的延伸臂上。

17．如权利要求1至16之一所述的装置，其特征在于，提供一用来清扫卸料口(1)内侧和/密封盖外侧的清扫装置(20,21)。

18．如权利要求1至17之一所述的装置，其特征在于，提供一控制元件或一调整元件，它能控制或调整支承臂(3)和密封盖之间的回转角。

19．一种操作密封装置的方法，该密封装置用来密封在一容器底部的卸料口(1)，该密封装置具有通过支承臂(3)安装在一枢转轴(4)上的密封盖(2)，密封盖与支承臂(3)连接使密封盖(2)可相对支承臂(3)环绕着至少一个回转轴线(6)运动，其特征在于，密封盖(2)相对于卸料口的位置是可控制的或可调整的，当密封盖(2)进入卸料口(1)时密封盖的抬升运动是一种平移，且平行于密封盖(2)的中心轴线(8)。

20．如权利要求19所述的方法，其特征在于，这种调整是通过改变支承臂(3)与密封盖(2)之间的回转角和/或调整枢转轴(4,17)实现的。

21．如权利要求19或20所述的方法，其特征在于，在密封盖(2)的关闭位置，使环绕着密封盖(2)或卸料口(1)的、可膨胀的密封环(13)膨胀。

22．如权利要求19至21之一所述的方法，其特征在于，确定回转角和/或枢转轴(4)的位置，根据确定的数值调整密封盖的位置。

23．如权利要求19至22之一所述的方法，其特征在于，在关闭操作过程中，密封盖(2)进入转动，从而使密封盖的转动速度大致对应容器的转动速度。

24．如权利要求19至23之一所述的方法，其特征在于，根据支承臂(3)的位置控制清扫卸料口(1)的的清扫装置(20)。

25．如权利要求19至24之一所述的方法，其特征在于，提供一用来测试密封环状态的测试模式，它具有以下步骤：

使转动容器转动，

用非转动的密封盖(2)密封转动容器，

在转动容器密封过程中根据密封盖的位置确定密封盖(2)的转动速度，以及

根据确定的转动速度确定密封环的工作条件。

26．如权利要求19至25之一所述的方法，其特征在于，用光学方法确定密封盖(2)的位置，根据光学确定结果来调整密封盖(2)的位置。

27．如权利要求19至26所述的方法，其特征在于，使用一种光学图象捕获装置，它安装在可运动的密封盖上，探测环绕着密封盖的机械零件。

28．如权利要求19至27之一所述的方法，其特征在于，在打开位置，密封盖(2)被压向或压在一清扫装置(21)上。

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