DE112012004649T5 - vibratory centrifuge - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Vibrationszentrifuge 10, die eine Wellenbaugruppe 12 umfasst, die an einer Korbbaugruppe 14 montiert ist, die durch einen Antriebsmechanismus 16 gedreht wird. Die Wellenbaugruppe 12 enthält eine Welle 38, die drehbar in einem Wellengehäuse 40 montiert ist und an entgegengesetzten Enden dafür ausgelegt ist, mit der Korbbaugruppe 14 bzw. dem Antriebsmechanismus 16 verbunden zu werden. Die Wellenbaugruppe 12 enthält außerdem ein Paar vorbelasteter Axiallager 42A und 42B, die an der Welle 38 montiert sind und dafür ausgelegt sind, axiale Vibrationsbelastungen in der Welle 38 aufzunehmen. Eines der vorbelasteten Axiallager 42B ist an dem Wellengehäuse 40 montiert und somit dafür ausgelegt, ebenfalls radiale Belastungen aufzunehmen. Die Wellenbaugruppe 12 umfasst des Weiteren Vorspannmittel in Form von Tellerfedern 46, die zwischen dem Paar vorbelasteter Lager 42A/B montiert sind, um eine vorgegebene konstante statische Vorbelastung unter den axialen Vibrationsbelastungen aufrecht zu erhalten.The present invention relates generally to a vibratory centrifuge 10 that includes a shaft assembly 12 that is mounted to a basket assembly 14 that is rotated by a drive mechanism 16. The shaft assembly 12 includes a shaft 38 which is rotatably mounted in a shaft housing 40 and adapted at opposite ends to be connected to the basket assembly 14 and the drive mechanism 16, respectively. The shaft assembly 12 also includes a pair of preloaded thrust bearings 42A and 42B mounted on the shaft 38 and configured to receive axial vibratory loads in the shaft 38. One of the preloaded thrust bearings 42B is mounted on the shaft housing 40 and thus configured to also receive radial loads. The shaft assembly 12 further includes biasing means in the form of cup springs 46 mounted between the pair of preloaded bearings 42A / B to maintain a predetermined constant static preload under the axial vibration loads.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Vibrationszentrifugenwellenbaugruppe. Die Erfindung betrifft des Weiteren allgemein eine Vibrationszentrifuge.The present invention relates generally to a vibratory centrifuge shaft assembly. The invention further relates generally to a vibratory centrifuge.
Vibrationszentrifugen bestehen aus:
- i) konischen Körben, die aus Drahtsiebsegmenten hergestellt sind und gedreht werden, um bis zu 100 g Zentrifugalbeschleunigung zu erreichen, um eine Trennung zwischen Feststoffen und Flüssigkeit zu bewirken und Kohle, Salz, Sand und Phosphat in Mineralverarbeitungsanlagen zu entwässern;
- ii) einem Feststofftransportsystem, das aus der einen oder anderen Form von mechanischer Erregung besteht, um die Mineralien in dem Korb entlang zu rütteln.
- i) conical baskets made of wire mesh segments and rotated to achieve up to 100g of centrifugal acceleration to effect separation of solids and liquid and to dewater coal, salt, sand and phosphate in mineral processing plants;
- ii) a solids transport system consisting of one or another form of mechanical excitation to shake the minerals in the basket.
Während des Betriebes wird das Schüttgut über eine Rutsche auf den Korb geleitet. Die Rotation des Korbes beschleunigt das zugeführte Material, um die zentrifugale Entwässerung einzuleiten. Die rotierenden Teile (der Korb und die Wellenbaugruppe) werden gerüttelt, um das Mineral, wie zum Beispiel Kohle, zu transportieren. Das abfließende Wasser wird in dem Hauptgehäuse aufgefangen und fortgeleitet, und die entwässerten Feststoffe werden von dem Korb herunter auf eine Austragsrutsche gerüttelt. Das Hauptgehäuse ist auf elastischen Vibrationsisolatoren über einem an einem Fundament befestigten Grundrahmen montiert.During operation, the bulk material is passed through a chute on the basket. The rotation of the basket accelerates the feed material to initiate centrifugal dewatering. The rotating parts (the basket and shaft assembly) are vibrated to transport the mineral, such as coal. The effluent water is collected in the main housing and carried away, and the dewatered solids are shaken from the basket down to a discharge chute. The main body is mounted on elastic vibration isolators above a base frame attached to a foundation.
Bei den meisten Vibrationszentrifugen auf dem Markt sind die beiden Lager, die die Welle stützen, infolge der Vibration der Wellenbaugruppe hohen axialen Belastungen ausgesetzt, aber auch hohen radialen Belastungen durch Rotationsunwuchten, die durch eine ungleichmäßige Verteilung von zugeführtem Material auf dem Korb hervorgerufen werden. Infolgedessen sind die Lager hohen zyklischen und/oder Stoßbelastungen ausgesetzt, welche die Lager verschleißen lassen und ihre Lebensdauer verkürzen.In most vibratory centrifuges on the market, the two bearings supporting the shaft are subject to high axial loads due to vibration of the shaft assembly, but also high radial loads due to rotational imbalances caused by uneven distribution of feed material on the basket. As a result, the bearings are subject to high cycling and / or shock loads, which wear the bearings and shorten their life.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Vibrationszentrifugenwellenbaugruppe bereitgestellt, die Folgendes umfasst:
eine Welle, die drehbar in einem Wellengehäuse montiert ist;
ein Paar vorbelasteter Axiallager, die an der Welle nahe beieinander montiert und dafür ausgelegt sind, axiale Vibrationsbelastungen in der Welle aufzunehmen, wobei nur eines der vorbelasteten Axiallager an dem Wellengehäuse montiert ist und dafür ausgelegt ist, auch radiale Belastungen aufzunehmen.According to the present invention there is provided a vibratory centrifuge shaft assembly comprising:
a shaft rotatably mounted in a shaft housing;
a pair of preloaded thrust bearings mounted close to each other on the shaft and configured to receive axial vibratory loads in the shaft, wherein only one of the preloaded thrust bearings is mounted to the shaft housing and adapted to also receive radial loads.
Bevorzugt umfasst die Wellenbaugruppe des Weiteren Vorspannmittel, die zwischen dem Paar vorbelasteter Axiallager montiert sind, um eine vorgegebene konstante statische Vorbelastung unter den axialen Vibrationsbelastungen aufrecht zu erhalten. Besonders bevorzugt enthalten die Vorspannmittel Tellerfedern, die zwischen dem vorbelasteten Axiallager und einem inneren Ringflansch des Wellengehäuses montiert sind. Ganz besonders bevorzugt ist das andere des Paares vorbelasteter Axiallager auf einer gegenüberliegenden Seite des inneren Ringflanschs angeordnet und liegt an dem inneren Ringflansch mit der vorgegebenen konstanten statischen Vorbelastung an.Preferably, the shaft assembly further comprises biasing means mounted between the pair of preloaded thrust bearings to maintain a predetermined constant static preload under the axial vibration loads. More preferably, the biasing means include cup springs mounted between the preloaded thrust bearing and an inner annular flange of the shaft housing. Most preferably, the other of the pair of preloaded thrust bearing is disposed on an opposite side of the inner annular flange and abuts against the inner annular flange with the predetermined constant static preload.
Bevorzugt umfasst die Wellenbaugruppe außerdem ein Radiallager, das an der Welle und dem Wellengehäuse montiert ist. Besonders bevorzugt nimmt das Radiallager zusammen mit dem nur einen der vorbelasteten Axiallager radiale Unwuchten in der Welle auf.Preferably, the shaft assembly further includes a radial bearing mounted on the shaft and the shaft housing. Particularly preferably, the radial bearing, together with the only one of the preloaded thrust bearing radial imbalances in the shaft.
Zum besseren Verständnis der Prinzipien der vorliegenden Erfindung werden nun eine bevorzugte Ausführungsform einer Vibrationszentrifugenwellenbaugruppe und eine Vibrationszentrifuge – lediglich beispielhaft – mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen Folgendes dargestellt ist:For a better understanding of the principles of the present invention, a preferred embodiment of a vibratory centrifuge shaft assembly and a vibratory centrifuge will now be described, by way of example only, with reference to the accompanying drawings, in which:
Wie am besten in den
Wie in
Wie am besten in den
Die Wellenbaugruppe
Die Wellenbaugruppe
Nachdem nun eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einiger Ausführlichkeit beschrieben wurde, leuchtet es dem Fachmann ein, dass die Vibrationszentrifuge mindestens die folgenden Vorteile gegenüber dem anerkannten Stand der Technik besitzt:
- 1. Die erwartete Lebensdauer der Lagerbaugruppe wird verlängert;
- 2. Es versteht sich, dass die Welle und insbesondere die Lagerbaugruppe deutlich weniger Wärme als herkömmliche Systeme erzeugen, die sich bis auf 90°C und darüber hinaus erwärmen können;
- 3. Die geneigten Vibrationsisolatoren vereinfachen den Grundrahmen, während herkömmliche Bauformen mit mehreren vertikalen, horizontalen und axialen Isolatoren zwangsläufig recht groß und komplex sind, um mehrere Isolatoren aufzunehmen.
- 1. The expected life of the bearing assembly is extended;
- 2. It is understood that the shaft and in particular the bearing assembly produce significantly less heat than conventional systems that can heat up to 90 ° C and beyond;
- 3. The inclined vibration isolators simplify the base frame, while conventional designs with multiple vertical, horizontal and axial isolators are necessarily quite large and complex to accommodate multiple insulators.
Dem Fachmann ist klar, dass sich die im vorliegenden Text beschriebene Erfindung auch für andere Variationen und Modifikationen als die, die ausdrücklich beschrieben wurden, anbietet. Zum Beispiel kann die konkrete Lageranordnung von der beschriebenen abweichen und eventuell auf ein einzelnes vorbelastetes Axiallager beschränkt sein. Das Haupt- oder Wellengehäuse, die Korbbaugruppe und/oder der Antriebsmechanismus können von der konkret beschriebenen und veranschaulichten Bauweise abweichen. Alle diese Variationen und Modifikationen sind als innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung liegend anzusehen, deren Prinzipien aus der vorausgegangenen Beschreibung zu entnehmen sind.It will be understood by those skilled in the art that the invention described herein also lends itself to other variations and modifications than those expressly described. For example, the actual bearing arrangement may differ from that described and may be limited to a single preloaded thrust bearing. The main or shaft housing, the basket assembly, and / or the drive mechanism may differ from the specifically described and illustrated construction. All of these variations and modifications are to be understood as being within the scope of the present invention, the principles of which are to be understood from the foregoing description.
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