CN206567106U - 振动离心机 - Google Patents

Abstract

一种振动离心机，包括：分离壳体；容纳在分离壳体内的分离滤网；附接至分离滤网的驱动轴，驱动轴具有轴向轴线；至少一个振动器，其在分离滤网中产生振动；和一个或多个板簧，其将由所述振动器所产生的振动基本限制在与轴向轴线平行的单个自由度；通过至少一个轴承附接至驱动轴的轴承壳体组件；其中所述一个或多个板簧中的至少一个为调节板簧，调节板簧具有预定的刚度，以调节所述振动离心机的振动频率，调节板簧在一端固定至轴承壳体组件，调节板簧的相反端附接至振动离心机的共用支撑框架。

Description

振动离心机

相关申请的交叉引用

本申请要求申请日为2014年4月25日的美国临时专利申请No.61/984,273的权益，在此通过引用而结合该文件的全部内容用于这里的任何和/或所有目的。

技术领域

本实用新型大体涉及振动离心机。具体地但不是排他地，本实用新型涉及具有诸如不平衡马达的振动器的振动离心机，该振动器经由弹簧系统向篮提供轴向振动。

背景技术

这里参考的背景技术不构成为承认该技术构成澳大利亚或者其他地方的公知常识。

可从专利申请WO2012/174588和US2010/0120600以及美国专利5,616,425；7,534,358；和4,082,675理解振动离心机的示例。离心分离器通常用于从浆料分离固体和液体。例如，用于从包括水的煤浆分离煤固体。振动离心机通常具有让浆料通过的轴向振动旋转篮，其中液体通过该篮向外排出，且固体沿着篮的渐缩侧转移至出口。

一些现有技术的振动离心机包括复杂的离心重量机构，其由连接至偏心轴的马达皮带驱动或者直接驱动。这些配置导致高的生产成本，增加的维护要求，以及难以调节振动离心机以适应工艺改变。

较新的振动离心机通常被调节以在特定频率工作而提高效率。然而，调节振动离心机可以是难的和昂贵的。这至少部分地由于调节的振动离心机大体需要特定部件(例如弹簧)在非常大的公差范围内。该大的公差的部件不仅显著地提高了制造成本，还容易发生错误并难以找到源头。

弹性压缩弹簧等可用于调节，但是所涉及的大量的能量使得压缩弹簧的温度升高至可导致较早失效的点。参见专利申请WO2012/174588。该失效不 仅仅降低了可靠性，还增加了维护和服务成本，以及导致分离设备的停工时间。

可清楚地理解，这里对背景材料或信息或者对现有出版物的任何参考不构成承认任何材料、信息或者出版物形成本领域公知常识的部分，或者另外地形成在澳大利亚或者任何其它国家承认的现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服或者至少减轻上述问题中的一个或者多个和/或向消费者提供有用或者商业选择。

根据以下说明，本实用新型的其它优选目的将是明显的。

在一种形式中，尽管其不需要是仅有的或者最宽的形式，本实用新型的振动离心机包括：

连接至驱动轴的分离滤网，所述驱动轴具有轴向轴线；

在所述分离滤网中产生振动的至少一个振动器；和

将由振动器所产生的振动基本限制在与所述轴向轴线平行的单个自由度；

其中所述一个或多个板簧中的至少一个为调节板簧，其具有预定的刚度，以调节振动离心机的振动频率。

优选地，提供多个调节板簧。优选地，作为操作频率和总的簧载质量的函数而选择调节板簧的刚度，其中总的簧载质量优选地至少包括分离滤网、驱动轴、轴承壳体组件和/或附接至驱动轴的驱动皮带轮。优选地，作为操作频率的平方乘以总的簧载质量的函数而选择调节板簧的刚度。

优选地，调节板簧具有大于5kN/mm的刚度，更优选地大于10kN/mm，再更优选地大于15kN/mm，仍更优选地大于20kN/mm，且仍再更优选地大于30kN/mm。

优选地，调节板簧被配置成相对于驱动轴成对地径向布置，其中该对中的一个板簧被设置成与该对中的另一个板簧基本相反地成180°。优选地，调节板簧相对于地面水平地设置。可选地，奇数数量的调节板簧可相对于彼此等距离地间隔。可选地，板簧在沿着与轴向轴线垂直的轴线的任何方向对齐。可选地，板簧相对于驱动轴沿着各自的轴线而径向地延伸，各轴线基本垂直于地面。

优选地，具有单独的调节板簧以及一个或多个支撑板簧。可选地，所有的板簧都为调节板簧。优选地，调节板簧的刚度基本大于支撑板簧的刚度。优选地，调节板簧的刚度至少比支撑板簧的刚度大一个数量级。可选地，调节板簧还可作为支撑板簧。

优选地，在分离滤网与容纳分离滤网的分离壳体之间不设置另外的偏置元件，例如压缩弹簧。

优选地，在总簧载质量中没有调节体质量。可选地，在总簧载质量中包括调节体质量。

优选地，至少调节板簧为纤维增强复合材料(FRP)，优选地为玻璃纤维增强复合材料。优选地，该调节板簧刚度被修改以调节离心机的振动频率，从而适用于具有供电频率(例如，适用于50Hz或60Hz的供电频率)的电机的工作速度。优选地，调节板簧刚度是通过改变调节板簧的宽度、长度、形状、厚度、材料组成和/或预加载荷而预定的和/或调节的。

优选地，振动经由板簧而传递至总簧载质量。

在另一形式中，尽管不是仅有的或者最宽的形式，本实用新型的振动离心机包括：

连接至驱动轴的分离滤网，所述驱动轴具有轴向轴线；

至少一个振动器，其在分离滤网中产生振动；和

一个或多个板簧，其将振动器所产生的振动限制于与轴向轴线平行的单个自由度；

其中，至少一个板簧基本水平地安装。

优选地，两个板簧沿着垂直于轴向轴线的轴线基本水平地对齐。优选地，两个板簧设置在轴承壳体的两侧彼此成基本180°间隔开。可选地，该两个板簧沿着垂直于轴向轴线的轴线而基本竖直地对齐。可选地，该两个板簧沿着垂直于轴向轴线的轴线在任何方向对齐。可选地，两个板簧从轴承壳体的底部沿着各自的轴线径向延伸，各轴线基本垂直于地面。优选地，板簧设置在两个振动器之间。优选地，板簧为调节板簧。优选地，振动经由板簧传递至总簧载质量。

优选地，提供至少一个支撑板簧。优选地，支撑板簧竖直地安装。优选地，支撑板簧竖直地安装在驱动轴下方。可选地，支撑板簧是调节板簧。

驱动轴优选地从在分离壳体内的分离滤网延伸通过轴承壳体，到达驱动 部分。驱动部分优选地包括驱动皮带轮。优选地，驱动轴通过一组轴承而连接至轴承壳体。

优选地，振动器为振动马达，例如不平衡马达。可选地，振动器可以是专用振动单元或者具有集成机构的振动器，优选地其仅产生轴向振动。该专用振动单元可具有两个旋转力，优选地为反向旋转，其可在至少一个轴线上彼此抵消以提供轴向力。优选地，具有两个振动器，其具有两个反向旋转不平衡马达，以提供线性驱动力。

优选地，分离滤网是篮。更优选地，篮是在使用中轴向旋转的截头圆锥形篮。优选地提供入口以将诸如浆料等的待分离材料输送至篮的内侧。优选地该入口是斜槽。

优选地，振动离心机被配置成两个自由度的系统。该调节的两个自由度系统在工作过程中将从机器传递至周围设备或者环境的载荷最小化。这降低了支撑结构的成本，最小化不良的结构振动，并且降低对周围结构的疲劳损坏的风险。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种振动离心机，包括：

分离壳体；

容纳在所述分离壳体内的分离滤网；

附接至所述分离滤网的驱动轴，所述驱动轴具有轴向轴线；

至少一个振动器，其在所述分离滤网中产生振动；和

一个或多个板簧，其将由所述振动器所产生的振动基本限制在与所述轴向轴线平行的单个自由度；

通过至少一个轴承附接至所述驱动轴的轴承壳体组件；

其中所述一个或多个板簧中的至少一个为调节板簧，所述调节板簧具有刚度，所述刚度是预定的以调节所述振动离心机的振动频率，

所述调节板簧在一端固定至所述轴承壳体组件，所述调节板簧的相反端附接至所述振动离心机的共用支撑框架。

可选地，所述一个或多个板簧包括两个调节板簧和至少一个支撑板簧。

可选地，所述两个调节板簧沿着垂直于所述轴向轴线的轴线基本水平地对齐。

可选地，所述至少一个支撑板簧竖直地安装。

可选地，所述至少一个支撑板簧竖直地安装在所述驱动轴下方。

可选地，所述两个调节板簧在基本垂直于所述轴向轴线的轴线上彼此成180°而附接至所述轴承壳体组件。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种振动离心机，包括：

分离壳体；

容纳在所述分离壳体内的分离滤网；

附接至所述分离滤网的驱动轴，所述驱动轴具有轴向轴线；

至少一个振动器，其在所述分离滤网中产生振动；和

一个或多个板簧，其将由所述振动器所产生的振动基本限制在与所述轴向轴线平行的单个自由度；

通过至少一个轴承附接至所述驱动轴的轴承壳体组件；

其中所述一个或多个板簧中的至少一个为调节板簧，所述调节板簧具有刚度，所述刚度是预定的以调节所述振动离心机的振动频率；且

其中所述一个或多个板簧包括两个调节板簧和至少一个支撑板簧，其中所述调节板簧在基本垂直于所述轴向轴线的轴线上彼此成180°地附接至所述轴承壳体组件。

根据以下具体说明，本实用新型的其他特征将是明显的。

附图说明

仅作为示例，在下文中将参考附图对本实用新型的优选实施方式进行更详细的说明，其中：

图1是根据本实用新型的实施方式的振动离心机的透视图；

图2是根据图1的振动离心机的透视图，其中皮带驱动系统的部分被移开；

图3是图2的后视图；

图4是图1的侧剖视图；和

图5是图1的顶剖视图。

具体实施方式

图1至5示出了振动离心机10，其具有分离部分12，驱动部分14，和簧载质量(sprung mass)部分15。该振动离心机10具有地面接合脚24，其包括隔振弹簧26。隔振弹簧26通常为弹性元件，其将地面接合脚24连接至 振动离心机10。地面接合脚24固定至地面或者车间的结构的其他部分。

分离部分12具有分离壳体20，该分离壳体20包括斜槽22形式的入口，其将待分离的材料(如，浆料)输入分离壳体20内，如下文将说明的。驱动部分14具有一对不平衡马达44的形式的振动器，该不平衡马达44安装在共用支撑框架45上。不平衡马达44被配置成使得在使用中其以相反方向旋转(即，反向旋转)。

簧载质量部分15具有多个构件，其在使用中一起移动。这些构件包括轴承壳体40、驱动轴46、从动皮带轮48、篮28，以及其它构件，例如轴承和轴承盖。驱动轴46经由轴承与轴承壳体40接合。驱动轴46在其一端设置有从动皮带轮48的形式的驱动部分。驱动轴46在与驱动部分相反的一端设置有篮28的形式的分离部分。从动皮带轮48与皮带64接合，该皮带64还与马达60的驱动皮带轮62接合，从而驱动皮带轮62的旋转使得从动皮带轮48旋转，从动皮带轮48又进而使轴46旋转以及随后使篮28旋转。

设置板簧以将簧载质量15的移动限制在与驱动轴46的轴向轴线平行的单个自由度。板簧中的两个为调整板簧(tuning leaf spring)50，且板簧中的一个是支撑板簧52(最清楚地参见图2和3)。

调整板簧50具有设计的刚度，其避免了对单独的减震器的需要，该减震器例如弹性压缩弹簧或者扭力杆。在优选实施方式中调整板簧50由玻璃纤维增强复合材料(FRP)制成，该玻璃纤维增强复合材料具有大约30kN/mm的刚度，以适用于具有50Hz供电频率的4极电机的操作速度。这与具有单独偏置元件的类似应用中的小于1kN/mm刚度的常规板簧形成对照。连接至调整板簧50和隔振弹簧26的系统质量提供了振动系统的两个自由度。

调节板簧50被配置成与轴承壳体40相邻。调节板簧50为具有两个固定侧和两个自由侧的基本矩形。调节板簧50在一端固定轴承壳体组件40，彼此相距180°。板簧50的相反端附接至共用支撑框架45。两个调节板簧50的固定侧是基本竖直的，且其自由侧为相对于地面基本水平的。

支撑板簧52设置在轴承壳体40下方且对其提供支撑。支撑板簧52具有相对于调节板簧50的标称刚度。支撑板簧52被设置成与驱动轴46的从动皮带轮48端部相邻。该调节板簧50被配置成基本水平，且支撑板簧被配置成相对于地面基本竖直。支撑板簧52被设置在驱动轴46下方，在水平布置的调节板簧50之间的中间。

调节板簧50大体限定调节板簧平面。支撑板簧52大体限定支撑板簧平面，其与调节板簧平面平行。驱动轴46的轴线基本垂直于调节板簧平面和支撑板簧平面。

调节板簧50和支撑板簧52被配置成允许簧载质量部分15在与驱动轴46的轴线平行的轴线上移动，但是限制在其它轴线上的移动。实际上，板簧50、52将簧载质量部分15的移动限制在一个自由度，且因此来自不平衡马达44的振动能量被转移至单轴线，即驱动轴46的轴线。

系统的连接至调节板簧50和隔振弹簧26的质量提供了两个自由度的动态减震器系统。具体地，簧载质量部分15的质量是有效的减震器质量，且包括分离壳体20的刚度地连接至地面接合脚部24的构件的质量有效地为动态减震系统的第二质量。该弹簧(尤其是调节板簧50)可通过改变调节板簧50的宽度、长度、形状、厚度、材料组成和/或预加载荷而改变其刚度，从而根据需要改变动态减震器特征，优选地保持调节动态减震器系统。

振动离心机10的两个自由度系统通过有利地引起振动轴承壳体组件40的运动提供有效的能量传递，以有效地吸收能量并最小化传递至分离壳体20和相关构件的载荷。这不仅仅提高了效率，还最小化疲劳损坏的风险和不良振动。

具体地转向图4和5，示出了内部构件，具体地为分离壳体20的内部构件，其中示出分离部分12具有篮28的形式的分离滤网。该篮28与驱动轴46接合且随着其旋转。斜槽22具有入口端22a和出口端22b，将待分离材料从源(未示出)传送至篮28内。分离壳体20具有第一出口30，其让被离心机10分离的材料从该离心机10移除，该材料即通过篮28中的孔径的材料。第二出口32让没有通过篮28中的孔径的材料也从离心机10被移除。在使用中，从动皮带轮48由马达60的驱动皮带轮62经由皮带64而驱动。不平衡马达44的旋转经由调节板簧50沿着驱动轴46的轴线提供振动至簧载质量部分15，引起篮28振动。板簧50、52将不平衡马达44的振动限制在一个自由度，其垂直于静置的板簧平面。调节板簧50的刚度是预定的，从而最大振动能量从不平衡马达44传递至篮28，同时最小化传递至分离壳体20的振动能量。

待分离材料(例如作为固体和液体的组合的浆料)，被进给至斜槽22的入口端22a，这里材料被输送至篮28内的出口端22b。接着，待分离材料撞 击具有孔径的篮28的侧面，且篮28旋转而将离心力提供至材料。浆料的液体成分通过篮，同时固体成分不通过篮。

通常不需要的液体从第一出口30排出，用于进一步处理和/或丢弃。不能通过篮28的固体成分在离心力的作用下移过篮28的倾斜的壁。由驱动部分14所提供的轴向振动有助于固体沿着篮28的移动，并且防止或者至少最小化在篮28的内表面上的固体材料聚积。当材料到达篮28的最外边缘28a时，由于液体成分被移除所以其主要包括材料的固体成分。接着，固体可经由第二出口32被输送以用于进一步处理等。

有利地，本实用新型的振动离心机10使用具有高刚度的调节板簧50来调节系统。由板簧50的迟滞引起的能量损失(通常转换为热能)，可经由调节板簧50的较大表面区域而消散。此外，调节板簧50的结构被设计成承受来自系统的力和能量输出，而不会过早损坏。通过使用高刚度的板簧50来提供减震效果，由于不需要另外的部件(如，用于调节的压缩弹簧)，所以部件的数量，以及相关的成本和维护减少。

调节板簧50的水平配置有利地减少了局部弯曲载荷。这不仅仅减少了在调节板簧50和分离壳体20之间引入的局部载荷，由于水平配置所提供的刚度和应力关系的优点，所以这还有助于降低调节板簧50的成本，

在该说明中，例如第一和第二、左和右、顶部和底部等的形容词，可单独使用以将一个元件或动作区别于另一个元件或动作，而不必须或者意味着任何实际的该关系或顺序。在上下文允许的情况下，对整体或部件或步骤(或类似的)的参考不应理解为仅限于该整体，部件，或步骤，而可以是一个或多个整体、部件或步骤等。

提供本实用新型的多个实施方式的上述说明，用于向本领域技术人员进行说明的目的。其不是意图为穷举的，或者将本实用新型限制在单个公开的实施方式。如上所述，对于本领域技术人员来说，通过以上教导，对本实用新型的多种改变和变化是明显的。因此，尽管已经具体地说明了一些可选的实施方式，对本领域技术人员来说，其它实施方式将是明显的或者很容易得到的。本实用新型意图包括对这里所述的本实用新型，以及落在上述的实用新型的实质和范围内的其它实施方式的所有的替换、修改和改变。

在本说明书和权利要求中(如果有)，词“包括”及其派生词包括各所列的整体，但是不排除包括一个或多个另外的整体，除非上下文另外地指出。

Claims (7)

1.一种振动离心机，其特征在于包括：

分离壳体；

容纳在所述分离壳体内的分离滤网；

附接至所述分离滤网的驱动轴，所述驱动轴具有轴向轴线；

至少一个振动器，其在所述分离滤网中产生振动；和

一个或多个板簧，其将由所述振动器所产生的振动基本限制在与所述轴向轴线平行的单个自由度；

通过至少一个轴承附接至所述驱动轴的轴承壳体组件；

其中所述一个或多个板簧中的至少一个为调节板簧，所述调节板簧具有刚度，所述刚度是预定的以调节所述振动离心机的振动频率，

所述调节板簧在一端固定至所述轴承壳体组件，所述调节板簧的相反端附接至所述振动离心机的共用支撑框架。

2.如权利要求1所述的振动离心机，其特征在于所述一个或多个板簧包括两个调节板簧和至少一个支撑板簧。

3.如权利要求2所述的振动离心机，其特征在于所述两个调节板簧沿着垂直于所述轴向轴线的轴线基本水平地对齐。

4.如权利要求2所述的振动离心机，其特征在于所述至少一个支撑板簧竖直地安装。

5.如权利要求2所述的振动离心机，其特征在于所述至少一个支撑板簧竖直地安装在所述驱动轴下方。

6.如权利要求2所述的振动离心机，其特征在于所述两个调节板簧在基本垂直于所述轴向轴线的轴线上彼此成180°而附接至所述轴承壳体组件。

7.一种振动离心机，其特征在于包括：

分离壳体；

容纳在所述分离壳体内的分离滤网；

附接至所述分离滤网的驱动轴，所述驱动轴具有轴向轴线；

至少一个振动器，其在所述分离滤网中产生振动；和

一个或多个板簧，其将由所述振动器所产生的振动基本限制在与所述轴向轴线平行的单个自由度；

通过至少一个轴承附接至所述驱动轴的轴承壳体组件；

其中所述一个或多个板簧中的至少一个为调节板簧，所述调节板簧具有刚度，所述刚度是预定的以调节所述振动离心机的振动频率；且

其中所述一个或多个板簧包括两个调节板簧和至少一个支撑板簧，其中所述调节板簧在基本垂直于所述轴向轴线的轴线上彼此成180°地附接至所述轴承壳体组件。