CN1938099B - 具有配备静止的偏转盘的闸门的无孔转鼓离心机 - Google Patents

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Abstract

一无孔转鼓离心机，具有一可环绕一水平旋转轴线旋转的离心机转鼓(1)，所述转鼓具有一闸门，用来使从离心机转鼓(1)中出来的液体转向，所述闸门在一轴向端部区域或转鼓盖板(3)上具有一信道，所述信道具有至少一个或多个通口(5)，所述闸门还优选具有一设置在离心机转鼓(1)外部及通口(5)前方的节流孔板，其与至少一个的通口(5)的距离是可改变的，因此在通道(4)和节流孔板(6)或一其它的构件之间构成有一可变的环状间隙(8)，其特征在于，环状间隙(8)由一例如扩展成锥形的偏转盘(12)环绕。

Description

具有配备静止的偏转盘的闸门的无孔转鼓离心机
技术领域
本发明涉及一种无孔转鼓离心机(Vollmantelzentrifuge)。
背景技术
这种类型的无孔转鼓离心机分别从EP 0 702 599B1和US5,593,377中可知。这两份文献公布了一具有转鼓的无孔转鼓螺旋型离心机，所述无孔转鼓螺旋型离心机具有一闸门，所述闸门设有一通道，用来排放在离心机转鼓中分离出来的液相，其中此通道配备给一节流孔板，所述节流孔板构成为非旋转的部件，其与通道的距离是可以改变的，因此可通过轴向调节节流孔板来调整离心机转鼓中的液位。
通过静止的节流孔板，不会对离心机转鼓的工作方式产生不良影响，其中特别是不会由于流过旋转闸门和静止的液体节流孔板之间的环状间隙中的液体而产生不利的制动作用。
环状间隙产生的通流阻力越大，闸门和节流闸之间的轴向距离就越小。随着通流阻力的增加，则在通道上要求更大的液压，这会导致离心机转鼓中液位的上升。如果闸门和节流孔板之间的轴向距离加大，则在离心机转鼓中的液位会一直下降到一个值，这个值是由无此种节流孔板的闸门通道引起的。
这种解决方案在实践中已被突出证明是有效的，因为通过这样的进一步构造，即在运行中不随同转鼓一起旋转的静止的结构，在无需将调节力传输到离心机上的随同旋转的部件上的情况下，所述解决方案可以简单且便宜地实现，并且特别有利地可以控制和/或调节转鼓中的分离过程或净化过程。
由WO 01/85349A1中可知(图3)，不随同旋转的节流孔板在转鼓的通口和节流孔板之间的轴向可调节性这样得以实现，即节流孔板借助一致动器(Stelltrieb)可围绕一其外圆周上的中心轴承翻转式摆动，此节流孔板的工作原理与EP 0 702 599B1一致。借助一环形槽，在那儿称为“环形杯”，应该可以优化在通道中的流动情况。在此文献的图1中还描述了一方案，其中一圆柱形的环设置在一静止的壳体壁板和离心机盖板之间的环状间隙中，所述环的壁板平行于转鼓的旋转轴线，其中可调节的孔板设置在这个环中，借助此孔板被排出的液体直接径向地朝外喷射。
DE PS 966 080示出了一无孔转鼓螺旋型离心机，其液体排放是从转鼓径向朝外的，液体在此处被接纳在一种横截面几乎呈圆形的环状空腔中。DE PS 706 968也示出了从转鼓中径向朝外的液体排放。
此外，DE 25 15 452A1示出了在轴向上的液体排放后面一与转鼓共同旋转的板，此板将流出的液体几乎偏转180°至相反的轴向方向上。
US 20 83 899示出了一具有垂直旋转轴线的无节流孔板的离心器。
FR 20 57 600和FR 20 54 722分别示出了具有在旋转轴线轴向上的液体排出的无孔转鼓螺旋型离心机，流出的液体在流出后能够由一壁板再次回射到转鼓上。
发明内容
相对于同类型的现有技术，如其从EP 0 702 599B1中可知的一样，本发明的目的是，以简单的方式柔和地实现液相从闸门中的排出。
本发明如此实现此目的，无孔转鼓离心机具有一可环绕一水平的旋转轴线旋转的离心机转鼓，所述离心机转鼓具有一用来从离心机转鼓中排出液体的闸门，所述闸门具有一通道，此通道具有至少一个或多个在一轴向端部区域或转鼓盖板上的通口，在转鼓盖板之前在离心机转鼓外部设有一在运行时静止的从转鼓盖板出发至少部分扩展的偏转盘，所述偏转盘具有一内壳，此内壳到所述旋转轴线的距离是不固定的，而是扩展或增大的；其中，液体首先在轴向上朝外从转鼓中流出，直至液体碰到一壁板或圆板，液体从此壁板或圆板基本上在径向上朝外喷射，其中所述液体碰到所述扩展的偏转盘，所述偏转盘阻止流出的液体直接在径向上撞击接收腔的壁板，从而可减少噪音的产生。
在转鼓盖板之前在离心机转鼓外部-在接收腔的内部-设置有一运行时静止的就是说不随转鼓一同旋转的、从转鼓盖板出发至少部分扩展的偏转盘，其至少具有一内壳，其中内壳到旋转轴线的距离是不固定的，而是会扩展或增大的。
这样来理解扩展，即偏转盘不是指一平面的圆盘，而是指一种“套筒式”的构件，其具有一内直径，所述内直径至少在轴向延伸的一部分上或在整个轴向延伸上是变化的，此处是指增大。偏转盘因此具有一确定的轴向延伸(在转鼓旋转轴线的延长线上)以及一内壳和一外壳，其中内壳到旋转轴线的距离是不固定的，而是会扩展或增大。
扩展的偏转盘具有一相对于一与转鼓的旋转轴线垂直的或与转鼓盖板平行延伸的平面的开口角度γ，所述开口角度大于0°，小于90°。因此这个扩展的偏转盘在内壳处具有一相对于转鼓的旋转轴线的角度90°-γ，此角度大于0°，小于90°。
偏转盘优选具有一这种类型的形状并且这样设置或整合到结构中，使得液体首先轴向朝外从转鼓中流出，直到它碰到一壁板或圆板，并从此处基本径向朝外喷射，其中它碰到扩展的偏转盘，所述偏转盘阻止流出的液体直接径向地碰到接收腔的壁板尤其是与旋转轴线平行设置的壁板，从而相对于没有偏转盘的结构所而言，减少了所产生的噪音。
液体首先在轴向上-即与转鼓旋转轴线平行地-朝外由转鼓中流出，直到它碰到一壁板，并从此处基本径向朝外地导出。液体在此处碰到扩展的偏转盘，所述偏转盘阻止流出的液体再次回到转鼓中。
偏转盘这种扩展的几何形状具有多个优点。一方面它使离心机的运行噪音明显减小，因为液体不再由特别是在节流孔板或一其它构件与转鼓盖板之间的环状间隙直接喷射到接收腔的壁板上，而是偏转一个与偏转盘的开口角度对应的角度。液体不再垂直地碰到接收腔的壳体壁板，这明显减少了噪音的产生。这在实践中例如在3500U/min的高转速时很有利。
由于液体射束轻柔地撞击在接收腔的壁板上，所以对于容易起泡沫的产品还能减少起泡。
另一优点在于功率消耗的减少，这是通过首先从内部区域、尤其是从离心机转鼓表面快速的排出实现的。
特别是在通道和一在离心机转鼓外部的节流孔板之间，或者在通道和一其它的构件之间构成有一环状间隙，此环状间隙把液体径向朝外引导，并优选全部或部分地在其轴向延伸上被扩展的偏转盘包围，从此阻止了液相从环状间隙的直接径向喷射。偏转盘正好在此有利地起作用，因为它阻止了流出的液体再次撞击转鼓。
偏转盘的内直径优选大于离心机转鼓的通口的外直径。
偏转盘优选在轴向上直接邻接通口，从而阻止液体在转鼓盖板和偏转盘之间流出。在另一优选的方案中，在通口上设置了凸起部---套筒或类似件，此凸起部在轴向上搭接偏转盘。
在其它方面仍然保留了开头所述的同类技术水平的其它所有优点。
偏转盘特别具有一环状的锥形扩展的形状。
偏转盘的内壳的开口角度优选在5至45°之间，特别在10至30°之间。正好通过最后提到的角度范围可达到特别有利的结果，尤其是特别明显的噪音减少。
偏转盘的开口角度可以是固定不变的，也可以在其轴向延伸上和/或圆周方向上改变。
特别还可以考虑偏转盘的多部件的尤其是双部件的结构，以便以简单的方式实现其扩展的形状。
附图说明
下面借助实施例并参照附图详细描述了本发明。其中：
图1本发明一具有一偏转盘的无孔转鼓离心机的轴向端部区域的剖视图；
图2图1中的剖视图的局部放大图，其简单示例性地示出流动情况；
图3第二本发明的无孔转鼓离心机的轴向端部区域的剖视图；
图4图3中的剖视图的局部放大图，其简单示例性地示出了流动情况；
图5按图3的第三本发明的无孔转鼓离心机的轴向端部区域的剖视图，其具有可替换的偏转盘固定方式；以及
图6按图3的第三本发明的无孔转鼓离心机的轴向端部区域的剖视图，其具有另外的可替换的偏转盘固定方式。
具体实施方式
图1示出了一构成为无孔转鼓螺旋型离心机的无孔转鼓离心机，包含一具有一水平的旋转轴线的可旋转的离心机转鼓1。在离心机转鼓1中设置了一同样可旋转的蜗杆2，其中运行时通常在离心机转鼓1和蜗杆2之间保持一转速差。
离心机转鼓1被一轴向的转鼓盖板3封闭，此转鼓盖板设有至少一固定的或借助隔板13可调节的闸门4，以便从离心机转鼓中排出液相。
闸门4具有一通道，此通道具有至少一个或多个在转鼓盖板3中的通口5以及具有在离心机转鼓3外部在通口5前方设置的节流孔板6，所述节流孔板构成为在操作时不随同旋转的部件并且其与通口5的距离是可改变的。闸门的卡圈形的凸起部19轴向地从转鼓盖板3上伸出。这例如可借助于在通口5内或/上的套管或借助一具有其它直径的环或第二隔板实现。
通口5和节流孔板6之间的轴向距离的改变例如可通过节流孔板6在通口5之前的移动和偏转的产生的轴向运动实现，所述轴向运动例如借助于致动器。至此，此结构是与此类的现有技术原则上是一致的。
与现有技术不同的是，节流孔板6配备一构成为环状的偏转盘12(或“导向套筒”)，其在此处具有一特别优选的锥形形状，其中偏转盘12优选越过环状间隙8的整个长度将此环形间隙覆盖，并从通口5开始扩展。
偏转盘12的内壳7(见图2)相对于一与转鼓的旋转轴线D垂直的或与转鼓盖板平行地延伸的平面E的开口角度γ优选在5到45°之间，特别在10°和30°之间。
开口角度γ优选在偏转盘12的整个径向和轴向延伸上是恒定的。但它也可以跳跃地或连续地变化，例如从15弯曲到20°。
因为从环状间隙8流出的液体流向偏转盘12并且通过此偏转盘转向，所以液体基本上以小于90°的角度γ击中一包围偏转盘的接收腔11的壁板9、10，以便排出液体。由此实现运行时明显的噪音减少。
特别是可以考虑多部件的尤其是双部件的偏转盘12的构造，以便在结构方面以简单的方式实现偏转盘12的扩展形状。
图2中示出了优化的流动情况。
可特别容易看出的是，通过避免液相L在径向上的直接流出，获得从环状间隙8的优化的排出。液体因此不再碰到接收腔的壁板9，所述壁板基本上平行于旋转轴线延伸。由此噪音的产生明显减少，这优选对于的直径超过500mm的转鼓而言特别有利，但不仅限于这样的使用范围。噪音极限值可以保持得更低，或在更高转速时才会达到。当液体从转鼓或支承毂(Lagernabe)中排出时，如果液体不再碰到转鼓或支承毂，还可以避免功率的损耗。
开口角度特别这样选择，使得流出的产品射束不会直接到达在接收腔11的外部上的壁板9。
也可以考虑偏转盘12的类似于离心泵的螺旋壳体的螺旋壳体几何形状(此处没有示出)。
如图3，闸门虽然包括转鼓盖板3中的通口5，但不包括节流孔板6。液体其实是直接流向另一构件，此处是位于变速箱外壳18之前或上面的一环形板14，其构成为在运行时不会随同旋转的部件。环状间隙8’构成在转鼓盖板3和其它的构件环形板14之间，偏转盘12向外部分地遮盖所述环状间隙。
流动情况在此处类似于图2被优化(见图4)。偏转盘12相对于环状间隙8’的轴向长度还能够具有比图示更大的延伸。
优选由片材或多个片材制成的偏转盘12的固定能够以不同的方式实现，可以通过轴向上的(图1和3)或径向上的(图5)螺栓15或16实现，所述螺栓从周围的壁板9或10向偏转盘12延伸；或通过一在偏转盘12的外壳和壁板9之间的特别优选的稳固的平面的环17实现(图6)。
紧固螺栓或紧固环17在径向上的设置减少了其自身的腐蚀危险，因为它几乎设置在偏转盘12的流体阴影区域内。紧固螺栓的数量是可变的，一般最少为三个。
附图标记清单
1.    离心机转鼓
2.    蜗杆
3.    转鼓盖板
4.    闸门
5.    通口
6.    节流孔板
7.    内壳
8，8’环状间隙
9，10 壁板
11.   接收腔
12    偏转盘
13.   闸门
14.   环形板
15，16螺栓
17.   环
18.   变速箱外壳
19.   凸起部

Claims (23)

1.无孔转鼓离心机，具有
a)一可环绕一水平的旋转轴线旋转的离心机转鼓(1)，
b)所述离心机转鼓具有一用来从离心机转鼓(1)中排出液体的闸门，
c)所述闸门具有一通道，此通道具有至少一个或多个在一轴向端部区域或转鼓盖板(3)上的通口(5)，其特征在于，
d)在转鼓盖板(3)之前在离心机转鼓(1)外部设有一在运行时静止的从转鼓盖板(3)出发至少部分扩展的偏转盘(12)，所述偏转盘具有一内壳，此内壳到所述旋转轴线的距离是不固定的，而是扩展或增大的；
其中，液体首先在轴向上朝外从转鼓中流出，直至液体碰到一壁板或圆板，液体从此壁板或圆板基本上在径向上朝外喷射，其中所述液体碰到所述扩展的偏转盘，所述偏转盘阻止流出的液体直接在径向上撞击接收腔的壁板(9)，从而可减少噪音的产生。
2.按权利要求1所述的无孔转鼓离心机，其特征在于，所述无孔转鼓离心机是无孔转鼓螺旋型离心机。
3.按权利要求1或2所述的无孔转鼓离心机，其特征在于，在通道(4)和一在离心机转鼓外部的节流孔板(6)之间或在通道(4)和一其它的部件之间构成一环状间隙(8，8’)。
4.按权利要求3所述的无孔转鼓离心机，其特征在于，环状间隙全部或部分地在其轴向延伸上被扩展的偏转盘(12)包围。
5.按权利要求1或2所述的无孔转鼓离心机，其特征在于，扩展的偏转盘(12)在内壳(7)处具有一相对于一与转鼓的旋转轴线(D)垂直的或与转鼓盖板(3)平行延伸的平面(E)的开口角度(γ)，所述开口角度大于0°，小于90°。
6.按权利要求1或2所述的无孔转鼓离心机，其特征在于，偏转盘具有一环状的呈锥形扩展的形状。
7.按权利要求5所述的无孔转鼓离心机，其特征在于，扩展的偏转盘(12)在内壳(7)处具有一相对于转鼓的旋转轴线(D)的角度(90°-γ)，此角度大于0°，小于90°。
8.按权利要求1或2所述的无孔转鼓离心机，其特征在于，偏转盘(12)的最小内直径比通口(5)的外直径大。
9.按权利要求1或2所述的无孔转鼓离心机，其特征在于，偏转盘在轴向上直接邻接通口(5)。
10.按权利要求1或2所述的无孔转鼓离心机，其特征在于，在通口(5)上构成有一轴向从转鼓盖板上突出的凸起部(19)，此凸起部在轴向上搭接偏转盘(12)。
11.按权利要求5所述的无孔转鼓离心机，其特征在于，偏转盘(12)的开口角度(γ)在5°至45°之间。
12.按权利要求5所述的无孔转鼓离心机，其特征在于，偏转盘(12)的开口角度(γ)在10°至30°之间。
13.按权利要求5所述的无孔转鼓离心机，其特征在于，偏转盘(12)的开口角度(γ)是固定不变的。
14.按权利要求5所述的无孔转鼓离心机，其特征在于，偏转盘(12)的开口角度(γ)在其轴向延伸上和/或圆周方向上改变。
15.按权利要求5所述的无孔转鼓离心机，其特征在于，偏转盘(12)的开口角度(γ)在偏转盘(12)的轴向延伸上连续或跳跃地改变。
16.按权利要求15所述的无孔转鼓离心机，其特征在于，偏转盘(12)的开口角度(γ)在偏转盘(12)的轴向延伸上连续或跳跃地增大。
17.按权利要求1或2所述的无孔转鼓离心机，其特征在于，偏转盘(12)构成为多部件的。
18.按权利要求17所述的无孔转鼓离心机，其特征在于，偏转盘(12)构成为双部件的。
19.按权利要求3或4所述的无孔转鼓离心机，其特征在于，通道(4)和节流孔板(6)之间的距离是可变化的。
20.按权利要求1或2所述的无孔转鼓离心机，其特征在于，该无孔转鼓离心机构成为具有设置在离心机转鼓(1)中的可旋转的蜗杆(2)的无孔转鼓螺旋型离心机。
21.按权利要求1或2所述的无孔转鼓离心机，其特征在于，偏转盘(12)通过轴向上的螺栓(15，16)固定在周围的壁板(9，10)上。
22.按权利要求1或2所述的无孔转鼓离心机，其特征在于，偏转盘(12)通过径向上的螺栓(15，16)固定在周围的壁板(9，10)上。
23.按权利要求1或2所述的无孔转鼓离心机，其特征在于，偏转盘(12)通过环(17)固定在周围的壁板(9，10)上。
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