离心分离机的制作方法

背景技术：

本发明涉及一种用离心力从固体中分离液体的离心分离机。在一个实施例中，离心分离机呈用于从衣物中分离水的旋转脱水机的形式。

本申请是对在先公开在美国专利4,412,390号和4,742,624号中的旋转脱水机的改进，这些专利的公开内容通过引用结合于此。

虽然在这两个专利中公开的旋转脱水机很好地适用于它们所意欲的应用，但是本发明人已经认识到，可以做出进一步的改进。

本发明人已经认识到，此设计可以改进成进一步降低运行期间的振动和噪声。本发明人已经认识到，此设计可以通过进一步降低互连部件上的不均匀磨损的可能来提供更平稳的运行。本发明人已经认识到，能够提供具有改进的电力切断机构和改进的制动系统的更安全的运行系统。

技术实现要素：

本发明的实施例公开了一种离心分离机，诸如用于从物体或诸如泳衣的湿的衣物中分离水的旋转脱水机。虽然在此处描述的是旋转脱水机，但是离心分离机的其它用途、包括实验室环境或制造业环境中的液体分离机也被包含在本发明中。

本发明的实施例提供一种包括固定室的离心分离机。固定室具有环绕的侧壁或多个环绕的侧壁、和底部基层。壳体还可包括位于底部基层下面的机械基层。滚筒被布置成在固定室内旋转。滚筒具有带孔的环绕的侧壁。马达布置在底部基层下面。马达具有马达壳体和输出轴。

马达壳体可紧固至机械基层。传动轴可经由挠性联接器连接至输出轴，传动轴穿过底部基层并连接至滚筒。

马达可包括dc或ac马达。

制动盘能够可操作地固定至输出轴，诸如固定至联接器以随着输出轴转动，制动卡钳固定至机械基层。卡钳具有能够与制动盘的相反面接合的制动闸瓦。

具有保持平衡流体的环形室的平衡环能够安装至滚筒的外部，以随着滚筒转动。

控制面板具有显示器，显示器包括使被亮起的信号绕着路径循环以指示滚筒的旋动的指示器。

流体分配器可由控制器控制，以将流体间歇地分配到固定室中，流体为诸如液体或气体的流体，例如：芳香剂、液体溶液、或消毒剂。

位于固定室内部的紫外线灯，紫外线灯可由控制器控制，以间歇地照明，以便对室的内部灭菌。

鳍片或叶片可以布置在滚筒的底部上，以循环滚筒内部的空气。

湿度传感器可以设置在固定室中，与机器控制器信号联通以控制旋转脱水机的运行。传感器能够感测从旋转的滚筒接纳的水滴。例如，旋转脱水机能够操作成根据衣服的湿润程度来持续不同的持续时间。

离心分离机能够包括循环控制器和指示器。控制器能够通过将机盖锁定关闭来开始循环，指示器能够使用图像来指示滚筒正在旋动。当滚筒正在旋动时，图像可以绕着连续的路径运动。

控制器能够在开始时斜坡式地提升滚筒的速度，并且在停止时斜坡式地降低该速度。控制器能够根据滚筒速度和方向预选的变化旋动滚筒。例如，控制器能够反转或摆动旋动方向，即，沿着相反的转动方向来回旋动滚筒，以便在旋动循环开始前排除堵塞或者预布置并预平衡载荷。

滚筒速度和方向预选的变化能够包括用户选择的程序。

控制器能够取决于感测到的诸如振动或湿度的条件根据滚筒速度和方向的受控变化旋动滚筒。

控制器能够根据滚筒速度和方向的受控变化旋动滚筒，滚筒速度和方向的受控变化包括程序，其中，滚筒被提速至运行速度通过增强的滚筒振动的区域，并且控制器能够以一个速率改变滚筒经过该区域的旋动速度，一旦滚筒通过该区域，速度被以不同的速率改变至运行速度。能够使用振动传感器感测或通过实验数据预估增强的振动的区域。

例如，控制器能够缓慢地提升滚筒经过增强的振动的区域的旋动速度，并且一旦滚筒通过该区域，以更大的速率将该速度提升至运行速度。

改进的旋转脱水机利用创新的设计提升旋转脱水机的运行，并使其低成本和低维护。

旋转脱水机包括自动运行循环，这消除了在该循环中保持机盖向下的需要。旋转脱水机包括自动安全锁定，这防止了机盖直到循环完成且滚筒静止前的打开。旋转脱水机包括预选的循环曲线，并且包括循环运行的视觉反馈。旋转脱水机经由平衡环提供动态平衡。这降低了循环运行期间的振动和声音。旋转脱水机提供电子操作的卡钳制动。制动模式默认为启用，直至控制器释放制动以便运行循环。有利地，能够使用体积更小、质量更轻的船用级的dc马达。

旋转脱水机机柜能够提供更大容量的滚筒，该更大容量是可能扩大30％。机柜布置成用于从机柜的前部接近内部机械部件。机柜能够具有不锈钢的顶部和机盖以便耐用和清洁。机柜能够具有高抗冲击、热朔性的前部。

从下面对于本发明及其实施例的详细描述中、从权利要求中以及从附图中，本发明的许多其它优点和特征将变得显而易见。

附图说明

在附图中，示意性地示出了本发明，其中：

图1是本发明的离心分离机的透视图；

图2是大体上沿着图1中的线2-2截取的、图1中的离心分离机的透视截面图；

图3是大体上沿着图1中的线2-2截取的放大的局部截面图；

图4是取自图3的局部放大图；

图5是取自图3的局部放大图；

图6是大体上沿着图1中的线2-2截取的截面图；

图7是大体上沿着图1中的线2-2截取的截面图；

图8是取自图2的平衡环的透视图；

图9是大体上沿着图8中的线9-9截取的截面图；

图10是大体上沿着图8中的线10-10截取的截面图；

图11是取自图2的联接器的放大透视图；

图12是本发明的一个实施例的控制系统的示意性框图；

图13是在图1至图7的装置中使用的可替代的制动组件的透视图；

图14是图13的制动组件的分解透视图；

图15是图13的制动组件的一部分的局部透视图；

图16是图1中的离心分离机的一部分的放大的局部透视图；和

图17是图16的该部分的局部截面图。

具体实施方式

虽然本发明允许许多不同形式的实施例，但是附图示出了且本文详细描述了本发明的具体实施例，应理解的是，本公开被视为本发明的原理的示例，并且不旨在将本发明限制于所示出的具体实施例。

在下面对本发明的实施例的描述中，相同的参考数字将用于指代相同的部件。

在图1中，一般以10来表示诸如旋转脱水机的离心分离机。脱水机10包括侧面板16、侧面板18，上部前面板22和凹陷的下部前面板24。上部前面板22和下部前面板24可以是单个一体的面板。顶部面板30包括具有开口33的凹陷区域32。凹陷区域32和开口33被铰接盖36覆盖。顶部面板30还具有用于控制面板42的开口或凹陷40。后面板46封闭脱水机10的后侧，并且能够用于将脱水机10支撑在墙上。基层48大体上封闭脱水机的底部。

面板16、面板18、面板22、面板24、面板30能够通过紧固件和/或通过联锁的唇和/或夹具或其它装置来连接在一起。一旦前面板22被移除，顶部面板30能够被移除。同样地，一旦前面板22和前面板24被移除，就能够接近脱水机10的电子和机械部件。

图2至图5示出脱水机10的内部部件。圆筒形滚筒50具有带孔的圆筒形侧壁51和基层52，并且滚筒50被支撑在传动轴56上。传动轴56联接至马达60。固定室53包括圆筒形侧壁54和大体上封闭侧壁54的开口底端的基层55。侧壁形成开口顶端57。室53环绕滚筒50。基层55包括中心孔55a，以允许传动轴56通过。

马达60的运行旋转传动轴56和滚筒50。马达由马达控制器60a控制，传动轴56穿过被固定至板67或者被压入板67的引导件或套筒支承件66。板67经由三个周向间隔开的隔离安装件69安装至中间基层68。该安装件可以是弹性体套垫等。

平衡环70绕着滚筒50的上部部分被紧固在固定室53内。平衡环70具有容纳诸如饱和含盐溶液的平衡流体的密封的环形室72。平衡环可以用紧固件附接或者可以具有相互配合的构造以卡扣在滚筒上面。

如图8至图10所示，平衡环70具有环形室72，环形室72具有大体上三角形的截面，该截面由向上且向外倾斜的外壁70b和大体上竖直的内壁70c限定。环形室72被顶壁70d封闭。三角形的肋70e绕着环70的周边间隔布置。肋70e从外壁70b径向地向内延伸，并大约终止于外壁70b和内壁70c之间的中间处。绕着且邻近内壁70c的环形室72是连续敞开的，即，没有被肋70e打断。环形室72在静止时保持流体，并且随着环旋转，流体沿着外壁70b向外和向上移动，以增大环70的惯性。肋70e用作桨叶，以降低流体保持静止的趋势，并使流体相对环滑动，即，肋70e使得在环70转动时流体与环70一起转动运动。

图2至图5示出了传动轴56，传动轴56包括配合到滚筒50的基层52的凹陷部分82中放大或成形的头部部分80，传动轴56通过紧固件84紧固至滚筒50。传动轴56在引导件或套筒支承件66中被引导。板67经由在板67和基层68之间延伸的紧固件71将振动隔离件69压紧至基层68。

通过移除前面板22和具有铰接盖36的顶部面板30、移除紧固件84、并将滚筒50和平衡环70一起穿过固定室53的开口顶端57竖直地向外拉出而容易地移除滚筒，以便清洁或维护，否则，滚筒被顶盖30和盖36封闭。

机械基层98经由侧壁98a和侧壁98b从基层68悬挂。马达60紧固至机械基层98。

在下端处，传动轴56连接至挠性联接器106，挠性联接器106连接至马达60的输出轴108。该联接器如图11中所示。联接器106包括上部夹具106a，上部夹具106a经由穿过孔106c和孔106d配合的两个紧固件将传动轴56夹在开口106b中。联接器106包括下部夹具106e，下部夹具106e经由穿过一个或两个孔106g、106h配合的一个或两个紧固件将马达输出轴108夹在开口106f中。位于夹具106a和夹具106e之间的螺旋形狭槽106i提供在传动轴56和马达输出轴108之间的挠性连接。凸缘112固定在螺旋形狭槽106i和底部夹具106e之间。

输出凸缘112是联接器106的一部份、或者固定至联接器106，以便随联接器106转动。制动盘118固定至输出凸缘112以便随着输出凸缘转动。制动卡钳120紧固至机械基层98。卡钳120包括上部壳体122a和下部壳体122b、和布置在制动盘118的相反侧上的上部制动闸瓦126和下部制动闸瓦128。弹簧130用于通过推动制动闸瓦远离盘片118来分开它们。

附加的弹簧131用于在上部闸瓦126上施加向下的力，以将制动盘118压紧在闸瓦126和闸瓦128之间。螺线管用于释放制动。螺线管筒体132在通电时施加力，以绕着支点133a枢转杠杆133，以便提升柱塞133b来克服弹簧131的弹簧力，从而从闸瓦126和闸瓦128之间解除对制动盘118的压紧，以使得制动盘118自由转动。当螺线管未通电时，制动闸瓦126和制动闸瓦128在弹簧131的作用下夹住制动盘118，以停驻滚筒50。弹簧131、筒体132、杠杆133和支点133a被示意性地示出。下面参照图13至图15示出并描述可替代的制动布置。

在运行时，当滚筒接纳湿的物品并且马达被致动以运行旋转循环时，作用在旋动的物品上的离心力将水从物品分离出来，被分离出的水穿过滚筒壁51中的孔眼到固定室53中。排水管53a(在图6中以虚线示出)使得被收集在固定室53中的水能够排出脱水机10。

控制器144(图12)响应来自用户通过控制面板42、诸如通过触摸屏小型键盘145的输入指令(例如，启动、停止等)。可替代地，在关闭机盖后能够自动启动。指示器146示出脱水机的状态，例如，通电、断电、旋动、锁定、需要维护、不平衡载荷等。具体地，圆形阵列布置的照灯148绕着圆周按序依次循环(通断)来指示脱水机正在旋动。

如图16和图17所示的细节，一个或多个弹簧锁定件147在运行期间保持机盖锁闭。当机盖关闭时，弹簧锁定件147自动锁定机盖。具有水平底部部分148a的"u"形冲击件(strike)148附接至机盖36。由弹簧钢或其它材料制成的闩扣149在位置149a处通过焊接、紧固件或其它装置附接至顶盖30。

闩扣149可以相对于它相对于顶盖30的静止位置向下弯曲，而不能向上弯曲。

当机盖关闭时，由于机盖36向下枢转，冲压件148的底部部分148a接合闩扣149上的键150的顶部，使得闩扣149向下并绕着u形冲压件148的水平底部部分148a的圆形截面弯曲。

水平底部部分148a在键150下面通过，闩扣149回弹，使键150的底部与水平底部部分148a的顶端部分接合。由于闩扣149在点151处邻近顶盖30，闩扣149在向上运动方面受限制，任何撬动机盖的尝试都会增强闩扣和冲压件的接合，从而防止强行打开机盖。

为了释放闩扣149，根据一个实施例，用户按压控制面板42上的控制选键，位于固定护套153内部的缆索152在沿着缆索152的张紧方向p上被拉动，使得绕着附接位置149a顺时针(图17)弯曲闩扣149，固定护套153在153a处固定至锁147的背部。通过螺线管155或其它装置使缆索152相对护套153被拉动，以绕着水平底部部分148a的圆形截面向下弯曲闩扣149，螺线管与护套一起固定至脱水机的固定结构(图2和图16)。机盖稍微向下运动以完成这个动作，随后闩扣149从冲压件脱离。

机盖36经由在闩扣脱离时允许机盖36弹开的弹簧铰链36a(图3)或类似的装置来稍微偏移打开。控制器144操作螺线管155以释放弹簧锁定件147，从而解锁机盖，以便在运行结束时打开机盖。控制器144能够被编程以使得脱水机运行一个循环，随后释放闩扣，以便机盖弹开。手动超控(仅由维修人员进行)能够被结合到前盖下面的闩扣中。

机盖关闭或打开传感器154(图3)设置在机盖36和盖体30之间，以便与控制器通信来确定机盖是打开的还是关闭的。如果机盖没有关闭和锁定，控制器将阻止脱水机启动，并且将阻止机盖在运行期间被打开。

控制器144能够根据预选的程序运行旋转循环，或者能够根据感测到的条件通过控制马达控制器60a来改变预选的程序。例如，如果通过为控制器144提供信号的振动传感器156(如在图3中示意性地示出的)感测到载荷不稳定或不平衡，控制器能够使滚筒正向转动并随后转向反向，以尝试再布置和平衡载荷。可以运行类似的循环以解决卡住的情况。湿度传感器158(如在图3中示意性地示出的)能够被设置成感测穿过滚筒的湿气程度，并与控制器144进行通信，控制器144据此调节循环速度或持续时间。

控制器能够在启动期间斜坡式地提升滚筒的速度，并在停止期间斜坡式地降低该速度。控制器能够根据滚筒速度和方向的预选的变化旋动滚筒。例如，控制器能够反转或摆动旋动方向，即，沿着相反的转动方向来回旋动滚筒，以便在旋动循环开始前排除堵塞或者预布置并预平衡载荷。

滚筒速度和方向的预选的变化能够包括用户选择的程序。

控制器能够取决于感测到的诸如振动或湿度的条件根据滚筒速度和方向的受控变化旋动滚筒。

控制器144能够根据滚筒速度和方向的受控变化旋动滚筒50，滚筒速度和方向的受控变化包括程序，其中，滚筒50被提速至运行速度通过增强的滚筒振动的区域，并且控制器能够缓慢地提升经过该区域的旋动速度，一旦滚筒通过该区域，速度被以更大的速率提升至运行速度。能够使用振动传感器感测增强的振动的区域。

图6示出了本发明的实施例的另一方面或改进。紫外线灯150被安装至机盖36的下侧，紫外线灯在循环之间通电。紫外线灯对滚筒内的表面灭菌。类似的布置能够用于经由受控制器控制的喷嘴152将由流体池153供给的芳香剂、液体溶液或消毒剂间歇地喷射到滚筒和/或固定室中。

图7示出了本发明的实施例的另一方面或改进。在此实施例中，滚筒50的基层52包括使滚筒50和固定室53中的空气循环的风扇叶片或鳍片160。

图12示出了脱水机10的控制系统。控制器144能够从湿度传感器158、振动传感器156、机盖锁147、和来自小型键盘145的操作者输入接收信号。控制器144能够向马达控制器60a发送信号，以调节马达60的速度、持续时间和转向。控制器144能够在旋转脱水机启动时向制动螺线管132发送信号，以释放制动进行运行循环。控制器144能够在运行循环的结束时向制动螺线管132发送信号，以断开动力从而停驻滚筒。当马达停止时，控制器释放机盖锁147，使得机盖能够被打开。控制器144能够向显示器发送信号，以指示脱水机的运行或状态或者指示脱水机内的故障或错误。控制器能够向uv灯150和流体分配器152发送信号，以间歇地处理脱水机的内部。

图13至图15示出了替代的制动组件200。组件200包括具有上部壳体122a和下部壳体122b的卡钳120，上部壳体122a和下部壳体122b分别容纳上部制动闸瓦或垫片126和下部制动闸瓦或垫片128。上部壳体122a和下部壳体122b被紧固在一起并紧固至机械基层98。制动盘118部分地位于上部垫片126和下部垫片128之间。杠杆220固定至柱塞226并且在远端旋转地连接至l形销钉228。该连接也允许在l形销钉228和杠杆220之间的竖直运动。当l形销钉从螺线管致动器延伸出或者回缩至螺线管致动器中时，l形销钉被诸如螺线管致动器230的线性致动器水平地移动。杠杆220转动并导致柱塞236的旋转。

柱塞236包括位于柱塞236的底端处的凸轮盘240。凸轮盘240包括在凸轮盘240的相对侧上形成为旋转对称的两个凸轮轨道244和246。两个滚子支承件254和256被容纳在上部壳体122a内，滚子支承件254和滚子支承件256被固定在位，但是当柱塞236转动时，允许滚子支承件254和滚子支承件256绕着它们的轴线转动并有效地骑在相应的凸轮轨道244和凸轮轨道246上。凸轮轨道中的每个具有斜面260，当柱塞转动约l/4圈或更少时，斜面260使得柱塞236被降低，这是通过实际上沿斜面260向上骑的滚子支承件245和滚子支承件256实现的。凸轮盘240向下压在有垫柱塞266上，有垫柱塞266压在上部制动垫片126上，使得上部制动垫片126和下部制动垫片128将制动盘夹在它们之间，以致动制动。

图15示出了柱塞236，为了更清楚地显示凸轮盘240，柱塞236被降低。在装配后，柱塞236将被提升成如图13中所示，以便附接至杠杆220，并且滚子支承件245和滚子支承件256将在凸轮盘240的两侧上与凸轮轨道244和凸轮轨道246接触。

螺线管230将具有使销钉228偏置至延伸位置的回弹，以顺时针(在图13中向下俯视杠杆)转动杠杆220，这将会压低柱塞236，以致动制动。传至螺线管的电信号将会使销钉228回缩并逆时针(在图13中向下俯视杠杆)转动杠杆220，以提升柱塞236并脱离制动。

从上述可以看出，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行许多变型和修改。应当理解的是，对于在此示出的特定装置的限制不是所意欲的并且不应推断出限制。