专利名称：离心器滚筒以及离心器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种离心器滚筒，它具有一个滚筒壳，在该滚筒壳的内侧安置了一个用于分离悬浮液的工作筛。该滚筒壳具有一些孔，它们椭圆状地构成。同样，本发明涉及一种具有一个这样的滚筒壳的离心器和一种用于制造离心器滚筒的方法。
背景技术：
从DE 19 16 280 B1中公知一种用于离心分离填料的周期性工作的离心器，在该离心器中，在离心器滚筒内壁上安置了一个工作筛。滚筒壳的中间部分中的排出孔呈椭圆状构成，椭圆焦点的轴线垂直于滚筒轴线。
公知的是，在连续工作的离心器中使用圆锥形的滚筒，它们的排出口具有钻孔或者缝隙的形状。在Agrawal和Malik在Proc.S.T.A.I.63(2001)Manufacturing Section 98-109中的公开文献“连续式离心器篮中糖浆排放的区域和位置的重要性”(Importance of area and location ofmolasses drainage in basket of continuous centrifugal machines)中说明，在滚筒中除已有的8mm钻孔之外附加加工一些钻穿孔和缝隙。由此，孔面积相对于滚筒面积达到2.6％，这导致渗透的改善和糖质量的改善。
发明内容
本发明的任务是，提供一种离心器滚筒和一种用于它的制造的方法，通过该离心器滚筒优化悬浮液的分离，尤其是，对于晶体悬浮液，改善固体和液体的分离。
根据本发明，该任务的解决方案是，这些孔借助磨蚀(abrasiven)方法加工在滚筒壳中并且在该滚筒壳的轴向上和圆周方向上相互错位地布置，使得这些孔的轮廓在滚筒壳的轴向上重叠并且滚筒壳圆周被这些孔覆盖。这些孔这样布置在滚筒壳中使得这些孔的轮廓相互搭接并且由于它们的错位布置几乎构成一个环绕的缝隙。由此可能的是，达到很大的孔比例并且实现悬浮液的短的流动路径。同样，由于这些孔的这种特别构造不可能的是，通过工作筛所分离的悬浮液沿着滚筒壳内壁流动，不碰到一个孔。在圆周方向上纵长延伸地构造并且在几何意义上优选是椭圆的孔的椭圆状构造能减小这些孔的区域中的应力并且最佳地利用材料特性参数。这些椭圆状的孔造成滚筒壳内部均匀的应力分布，其中，轴向上的最大应力出现在椭圆焦点之间的最高点上。通过这些孔的错开的布置可以将其彼此很靠近地设置，以致于滚筒壳可以具有带有最多孔的最大孔比例。在迄今为止用金属板制成的滚筒中，只有4％的孔比例可以是经济的。通过本发明滚筒可以经济地达到20％的孔比例。
同样可能的是，使滚筒壳轴向上的孔比例与分别沉积的液体量相适配。此外，滚筒的总重量减小并且离心器的效率提高。这还通过借助磨蚀方法加工这些孔来得到支持，因为在切割区中材料组织仅仅最小地改变并且尤其是不会出现这些孔的边缘区域中的脆化。通过这些孔的形状、布置和用磨蚀方法加工，可能的是，以高转速运行很薄壁的离心器滚筒，因为尽管可达到大的孔比例，出现在滚筒壳中的应力在一个允许的范围中变动。高转速在分离胶质晶体悬浮液时是一个重要的前提条件。
本发明的一个进一步构型规定，这些孔的轮廓在它们的面积的5％至30％的区域中重叠，例如具有10％的重合度，以便保证所分离的悬浮液不在这些孔之间流过。
这些椭圆状孔的主轴，即椭圆焦点所在的那个轴，优选与滚筒轴线形成一个35°至135°的角度，优选与滚筒轴线形成一个90°的角度，因为由于高转速悬浮液发生主要在轴向上进行的流动。通过不同的角度可以考虑变化的工作条件或使用目的。
本发明的一个进一步构型规定，这些孔在圆周方向前后布置成一个孔列。在这些孔之间设有必要的间隙。在轴向上错开布置的孔列这样围绕滚筒轴线旋转地设置，使得这些孔的轮廓覆盖这些间隙并且超出这些间隙，使得在轴向上看这些孔的两部分区域前后安置。
为了产生精确的筛分率，这些孔列成组地、尤其是成对地设置，优选在一个滚筒壳中构造三个至四个双列，以致于存在这样的可能性将排出物根据其纯度分开。在此规定，这些孔列相互间的间距小于或者等于这些组之间或者这些双列之间的间距，以致于所分离的悬浮液可以根据它的纯度排出。该组向着离心器滚筒边缘方向被设置的越远，所分离的悬浮液就越纯。同样规定，在成对安置时，这些孔的重合度在双列与双列之间不相同，例如在滚筒下部区域中直接在悬浮液入口后面比在离心器壳边缘处具有较小的重叠。可替换的，在下部区域中可提供较大的重叠并且由此具有较大的孔比例，以便尽可能快地分离沉积的糖浆。由于滚筒下部区域中的机械负荷小，可以达到很大的重合度。
符合目的的是，该滚筒壳截锥状地构造，其中，离心器滚筒圆锥形地敞开。滚筒壳的材料厚度优选为3mm至25mm，尤其是5mm，由此可实现，该滚筒壳和整个离心器滚筒容易地成形。
本发明的一个进一步构型规定，这些孔具有1∶3至1∶10的轴长比，其中，较短的轴定向在轴向上。两个孔之间的水平间距为孔的较长的水平轴的长度的大约2/3，其中，两个孔列的较长的水平轴在轴向上的相互间距为孔的水平轴的长度的大约2/3。
为了能够尽可能无应力地制造滚筒壳，这些孔以水射流—磨料切割方法加工。可替换的是，可使用相似无应力工作的切割方法，以构成这些椭圆状的孔，例如腐蚀方法。
用于制造离心器滚筒的本发明方法规定，将这些孔用磨蚀的切割方法加工到滚筒壳的材料中，其中，或者在连接滚筒壳的零件前将这些孔加工到该材料中，或者在滚筒壳被组装成截锥体后才加工。在组装前加工这些孔有这样的优点通常加工平的工件，这在操作工件和对准刀具方面带来优点。如果在已经制成的截锥体中加工这些孔，有时它们能够更好地相互对准。
下面借助附图1和2详细地说明本发明的实施例。相同的参考标号表示相同的构件。
图1示出一个连续工作的离心器滚筒的圆锥形向上敞开的滚筒壳的一个实施例，图2示出一个连续工作的离心器滚筒的圆锥形向上敞开的滚筒壳的另一个实施例。
具体实施例方式
附图示出一个具有一个圆锥形向上敞开的滚筒壳2的连续工作的离心器滚筒1，在该滚筒壳内侧安置了一个筛3并且该滚筒壳的上终端构成一个滚筒环7。该筛3可以构造为具有支承筛的工作筛或者构造为条缝筛；重要的是，悬浮液的排出可沿着滚筒内壁进行，使得该筛3上的结晶可被排出到该滚筒边缘，而分离出的悬浮液可从该滚筒1中导出。在滚筒壳2中安置了一些椭圆形的孔5，在图1所示实施例中设置成三个双列，在图2所示实施例中设置成五个双列。这些孔5沿滚筒壳2的圆周方向一个接一个地安置，使得这些椭圆形孔5的主轴，即椭圆焦点所在的轴，位于一个圆周上并且构成一个第一孔列15。在这些孔5之间设置了间隙6。这些间隙6可以在该滚筒壳2的轴向上不同地定尺寸，使得这些孔5的距离变化。孔5越紧密地布置在一起，孔比例就越高并且由此液体排出量越高，孔5相互离开越远，则孔比例就越小并且由此液体排出量越少。
同样，一些孔5在轴向上错开地设置在另一个圆周上并且构成一个第二孔列25，其中这些孔相对于第一孔列15这样偏转，使得这些孔5覆盖间隙6。同样可以看到，不同圆周上的孔5相互重叠，以致于在轴向上前后设置了两个孔区域。孔列15，25构成一个组。在轴向上沿着该滚筒壳2设置了多个组，其中组之间的间距大于或等于列15，25之间的间距。由此可以实现悬浮液的分级分离。
在离心器滚筒1运行时，即围绕轴线4转动时，分离出的悬浮液在滚筒壳2上由于圆锥形的构型而向上运动，该悬浮液通过滚筒壳2上的工作筛3被离心分离。在此，流动路径基本上是线性的，使得由于这些孔5的布置可以保证，所分离的悬浮液在任何情况下通过这些穿过滚筒壳2的孔5被导出。
如果上下叠置地设置两个孔列15，25，就构成一个环绕的缝隙，通过该缝隙离心分离出全部所分离的悬浮液。因为在该滚筒1的下部区域中沉积较多的悬浮液，在那里的孔比例大于滚筒边缘上的孔比例，这通过在图2中示出的在该区域中孔5，6相对于在图1中示出的变型更紧密的布置表示出。图1的离心器滚筒1具有比图2中的离心器滚筒1更小的孔比例，尤其是在下部区域中。替换地，可以不是成对地设置孔列15，25，而是均匀设置具有相同角偏移量的孔列15，25。
孔5的主轴在本实施例中与离心器滚筒1的轴线垂直地构造，但是也可以与轴线4偏错开一个35°至135°的角度安置。
孔5用一种磨蚀方法、尤其是借助水射流加工到滚筒壁中，这可阻止孔5的边缘区域脆化，因为没有发生由于大量热输入引起的组织变化。因此，薄壁的材料可以被用于滚筒壳2。滚筒壳2可以用板材或铸铁制成。通过本发明离心器滚筒1可以将固体物与液体节能地分离。
在此，一个特点是，由于可达到的高的离心力，所分离的液体被尽可能快地从离心器滚筒1中导出，由此进一步提高了整个离心器的效率，因为较少的液体必须被加速。这尤其是还可以通过此实现这些孔5由于与角形的长孔相比应力较小而可以布置得相互很靠近并且靠近滚筒底板，因此达到大的孔比例。因此，被加速的悬浮液优选在下部区域中从离心器滚筒1中排出并且不必再被继续加速。
因此可以节约材料地和节约成本地制成该离心器滚筒1，因为由于这些孔5的布置和构型以及小的组织改变，材料被最佳地利用。由此，可以制成很薄壁的滚筒壳，它还能够以高的转速运行。
这样的离心器滚筒1尤其用于连续的离心器，其中，通过布置多个上下叠置的孔列15，25构成这样的区在它们的上边界处实现将所分离的液体从离心器滚筒1中精确排出。这提供了这样的可能性，即，从离心器滚筒1中的液体排出按照它们的纯度来分开。
本发明的一个方案规定，在高度为12mm时，椭圆的水平延伸尺寸在44mm与60mm之间，使得半轴比例在1∶3与1∶10之间。在一个孔5的水平延伸尺寸为约60mm时，两个孔5之间在水平方向上的间距为大约40mm，水平轴在轴向上的相互间距同样为大约40mm。
由于这些椭圆状的孔5的较小的应力集中，这些孔5可以比在角形孔的情况下相互更紧密地布置。
权利要求
1.离心器滚筒(1)，具有一个滚筒壳(2)和一个安置在该滚筒壳内侧上、用于分离悬浮液的工作筛(3)，所述滚筒壳(2)具有孔(5)，这些孔椭圆状地构造，其特征在于，这些孔(5)通过磨蚀的切割方法加工到所述滚筒壳(2)中并且不仅在滚筒壳(2)的轴向上、而且在圆周方向上相互错开地安置，这些孔的轮廓在轴向上相互重叠，以致于所述滚筒圆周被孔(5)覆盖。
2.根据权利要求1所述的离心器滚筒，其特征在于，这些孔(5)的轮廓重叠它们面积的5％至30％。
3.根据权利要求1或2所述的离心器滚筒，其特征在于，这些孔(5)的轮廓重叠它们面积的10％。
4.根据上述权利要求之一所述的离心器滚筒，其特征在于，这些孔(5)构造为椭圆形，该椭圆的焦点所在的轴，以一个相对于所述滚筒轴线(4)成35°至135°、优选90°的角度定向。
5.根据上述权利要求之一所述的离心器滚筒，其特征在于，这些孔(5)在所述滚筒壳(2)的圆周方向上前后布置成一个第一孔列(15)，在这些孔之间构成间隙(6)，并且，构造一个在轴向上错开安置的第二孔列(25)，它的孔(5)这样安置，使得它们的轮廓重叠所述间隙(6)。
6.根据权利要求5所述的离心器滚筒，其特征在于，这些孔列(15，25)成组地、尤其是成对地安置，这些组之间的间距等于或大于孔列(15，25)之间的间距。
7.根据权利要求6所述的离心器滚筒，其特征在于，在所述滚筒壳(2)上构造一个至八个、优选三个至五个双列。
8.根据上述权利要求之一所述的离心器滚筒，其特征在于，这些孔(5)的轮廓的重合度在所述滚筒壳(2)的轴向上变化。
9.根据上述权利要求之一所述的离心器滚筒，其特征在于，所述滚筒壳(2)上的孔面积与所述滚筒壳(2)的面积之比在4％至20％之间。
10.根据上述权利要求之一所述的离心器滚筒，其特征在于，下部滚筒区域中的孔面积在大于上部滚筒区域中的孔面积。
11.根据上述权利要求之一所述的离心器滚筒，其特征在于，所述滚筒壳(2)截锥状地构造。
12.根据上述权利要求之一所述的离心器滚筒，其特征在于，所述滚筒壳(2)的材料厚度为3mm至25mm。
13.根据上述权利要求之一所述的离心器滚筒，其特征在于，这些孔(5)通过水射流-磨了切割方法加工在所述滚筒壳(2)中。
14.根据上述权利要求之一所述的离心器滚筒，其特征在于，这些孔(5)的距离在所述滚筒壳(2)的轴向上变化。
15.根据上述权利要求之一所述的离心器滚筒，其特征在于，这些孔(5)具有1∶3至1∶10的轴长比，其中，较短的轴定向在轴向上。
16.根据上述权利要求之一所述的离心器滚筒，其特征在于，两个孔(5)之间的水平间距为这些孔(5)的较长的水平轴的长度的2/3。
17.根据权利要求5所述的离心器滚筒，其特征在于，两个孔列(15，25)的较长的水平轴在轴向上的相互间距为这些孔(5)的水平轴的长度的2/3。
18.离心器，具有一个根据上述权利要求之一所述的离心器滚筒。
19.用于制造根据权利要求1至17之一所述离心器滚筒的方法，其特征在于，这些孔(5)用磨蚀的切割方法加工在所述滚筒壳(2)的材料中。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，这些孔(5)加工在截锥状的滚筒壳(2)中。
21.根据权利要求19或20所述的方法，其特征在于，这些孔(5)用水射流-磨料方法加工到滚筒壳(2)的材料中。
全文摘要
本发明涉及一种具有一个滚筒壳(2)的离心器滚筒(1)，在所述滚筒壳的内侧上构造一个用于分离悬浮液的工作筛(3)。滚筒壳(2)具有孔(5)，它们椭圆状地构造。这些孔(5)在滚筒壳(2)的轴向上和圆周方向上相互错开布置。这些孔(5)的轮廓在轴向上这样重叠，使得滚筒圆周被这些孔(5)覆盖。
文档编号B24C1/00GK1820856SQ20061000861
公开日2006年8月23日 申请日期2006年2月20日 优先权日2005年2月18日
发明者埃克哈德·巴尔奇, 汉斯-海因里希·韦斯滕达普 申请人:不伦瑞克机械制造企业股份公司