线性运动搅拌器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于搅拌流体的线性运动搅拌器，且更特别地涉及用于此类搅拌器的往复驱动组合件中的改进。
【背景技术】
[0002]本发明人是在大型容器中使用线性运动搅拌器搅拌流体从而基本连续地实行工业和商业过程的先驱。所述连续过程的实例包含，在采矿领域中的泡沫分离和溶剂萃取电解沉积，以及在废水处理领域中的市政废水消化池中的对污水污泥的细菌消化。虽然不限于在这些大型搅拌操作中使用，但通过在这些大型操作中使用单个线性运动搅拌器替代多个现有技术中的旋转式搅拌器而实现的改进的搅拌特性、操作能量节约以及降低的维护成本更有意义且不言自明。
[0003]本发明人的现有技术的线性运动搅拌器尤其在W0 02/083280 Al、W02004/045753 A1和W0 2004/098762 A1中公开，其全部通过引用并入本文。在所有这些现有技术参考中共同公开的往复驱动组合件为所谓的“苏格兰轭机构”，其中旋转飞轮上的曲柄组合件在轭组合件的水平滚道中往复运动，进而使轭部件相对于一个或多个垂直定向的线性滑轨/导轨上下滑动。具有邻近于其底端刚性附接的搅拌头的垂直定向的搅拌轴通过轴安装组合件邻近于其顶端连接到轭部件，进而在飞轮旋转时将轭部件的往复运动施加到驱动轴。
[0004]虽然前述国际专利申请证实、公开且教导了使用苏格兰轭驱动组合件将飞轮的旋转运动转换为搅拌轴和附接的搅拌头的往复运动的优点，但作为此技术的首位改编者的本发明人已经认识到需要对此项技术进行进一步改进，以便简化其生产和现场安装并降低成本，改进其操作可靠性，提高维护效率。
【发明内容】
[0005]为此，本发明的目的是提供一种用于线性运动搅拌器的改进的往复驱动组合件，其通过减少对以紧公差加工的复杂部分的需要而表现出显著降低的制造成本和复杂程度。
[0006]本发明进一步的目的是提供一种用于线性运动搅拌器中的改进的往复驱动组合件，归因于使用了具有比适合于此目的的先前可用于现有技术的苏格兰轭机构中的组合件大得多的制造和组装公差，所述驱动组合件容易在现场进行安装、组装和维护。
[0007]本发明进一步的目的是提供一种用于线性运动搅拌器的改进的往复驱动组合件，其通过减少用于此目的的现有技术的苏格兰轭机构中固有的摩擦损耗而减少能量消耗。
[0008]本发明又进一步的目的是提供一种用于线性运动搅拌器的改进的往复驱动组合件，其通过不需要为了可靠和节能操作的连续润滑而显著降低维护要求。
[0009]本发明再进一步的目的是提供一种用于线性运动搅拌器的改进的往复驱动组合件，其较不容易受到在轭组合件沿着线性轴承滑动件往复运动时由于搅拌轴对轭组合件的不平衡的横向负载而使得在线性轴承滑动件与轭组合件之间的约束和/或堵塞所引起的能量损耗和维护问题。
[0010]因此根据本发明的一个方面公开了一种用于搅拌容器内的流体的线性运动搅拌器，所述搅拌器是以下类型:其具有搅拌轴，所述搅拌轴具有上端和下端且限定在上端和下端之间延伸的纵轴。所述搅拌轴支撑邻近于其下端用于浸没在待搅拌的流体中的搅拌头。改进的往复驱动组合件能够邻近于搅拌轴的上端连接到所述搅拌轴，用于与纵轴平行地向所述搅拌头施加往复移动。所述改进的驱动组合件包括:飞轮，其安装成围绕实质上垂直于纵轴延伸的旋转轴旋转；曲柄组合件，其在实质上平行于旋转轴的方向上从飞轮突出；第一和第二柱轴承轴，其各自以彼此横向隔开的关系实质上平行于所述纵轴延伸，以便界定实质上平行于所述纵轴的一对导引轴；轭组合件，其定位在所述第一和第二柱轴承轴之间，所述组合件具有安装在其上的两个或更多波形轴承轴辊，用于与所述第一和第二柱轴承轴中的每一者分别滚动接触。此布置实现所述轭组合件沿着所述柱轴承轴与所述两个导引轴成实质上平行的关系滚动移动。
[0011]所述轭组合件进一步包括在以彼此相对的关系布置的上轨道轴的下表面与下轨道轴的上表面之间界定的线性滚道，由所述曲柄组合件操作接触。所述滚道安置在所述轭组合件内，其中每一所述上表面和下表面实质上定向为垂直于所述旋转轴和所述纵轴。所述搅拌轴邻近于其上端连接到所述轭组合件以用于与所述轭组合件一起移动。
[0012]在此布置下，当所述飞轮旋转时，使所述曲柄组合件在所述滚道内线性地来回平移，进而迫使所述轭组合件沿着所述第一和第二柱轴承轴往复滚动，以向所述搅拌头施加所述往复移动。根据本发明的一个实施例，所述往复驱动组合件具有可操作地安装的四个波形轴承轴辊，每两者邻近于所述轭组合件的相对侧，用于与所述第一和第二柱轴承轴中的相应一者滚动接触。
[0013]所述波形轴承轴辊中的每一者优选安装成使用零维护角接触球轴承组合件在所述轭组合件上旋转。
[0014]根据本发明的另一方面，轨道轴中的至少其中一者且优选两者都安装在所述轭组合件上以响应于所述曲柄组合件的操作接触而围绕它们的相应的对称轴旋转。优选地，但不是必需地，轨道轴的上表面和下表面是由热硬化钢合金材料形成。
[0015]根据本发明的又另一方面，辊轮可旋转地安装在所述曲柄组合件上用于与上轨道表面和下轨道表面滚动接触，从而影响上述的曲柄组合件与其的操作接触。此辊轮优选具有硬化钢外表面用于与所述上轨道表面和下轨道表面滚动接触，且更优选通过低摩擦、重载轴承毂可旋转地安装在曲柄组合件上。为降低成本、减少维护且增加耐用性，此轴承毂最优选是市售的卡车轴承毂。
[0016]根据本发明的再另一方面，为了减轻在轭组合件沿着线性轴承滑动件往复运动时搅拌轴未对准以及由此导致的搅拌轴对轭组合件的不平衡的横向负载，搅拌轴优选通过介于所述轭组合件与所述轴的上端之间的缸杆端对准耦合件而连接到所述轭组合件。
[0017]根据本发明的又另一实施例，所述纵轴、所述成对的导引轴和所述上轨道轴和下轨道轴的对称轴全部优选但不是必需地彼此定位在实质上共同的垂直平面中。此布置减小了原本在这些组件定位在不同的垂直平面中的情况下可能由于这些组件未对准而引起的弯曲负载。因此，任何由此导致的磨损被显著最小化，增加了往复驱动组合件的机械效率和寿命ο
[0018]参考附图考虑以下详细描述和所附权利要求书，本发明的以上和其它目的、优点、特征和特性，以及结构的相关元件的操作方法和功能，和部件的组合及制造经济性将变得更加显而易见，下面简要描述附图。
【附图说明】
[0019]现在将通过以实例说明本发明的目前优选实施例的以下附图更好地理解在其结构、组织、用途和操作方法方面相信为本发明的特性的新颖特征以及本发明的进一步的目的和优点。然而，应明确地理解，附图仅用于说明和描述的目的，不倾向于作为限制本发明的界定。其中:
[0020]图1为根据本发明的改进的线性运动搅拌器的正视图，所示为安装在容器(在此情况下为城市污水消化池，所示为部分剖视)顶部，用于搅拌容器内的流体；
[0021]图2为图1中所示的线性运动搅拌器的往复驱动组合件的大尺度和分解出来的正等轴测视图，部分呈虚线以有助于说明；
[0022]图3为图2的实施例的前视截面图；
[0023]图4为图2的实施例的上部部分的中间截面图；
[0024]图5为图2的实施例的部分呈虚线的顶部、侧面等轴测视图；
[0025]图6为图5的轭组合件的分解出来的放大比例的等轴测视图；
[0026]图7为根据本发明的往复驱动组合件的第二实施例的侧视图；
[0027]图8为图7的实施例的正视图；
[0028]图9为图8的轭组合件的分解出来的放大比例的正视图；
[0029]图10为图9的轭组合件的右上侧正视图；
[0030]图11为图8的曲柄组合件的分解出来的放大比例的正视图；
[0031]图12为图11的曲柄组合件的中间截面图；
[0032]图13为图8中所示的4个轴辊中的其中之一的分解出来的放大比例的正面正视图；及
[0033]图14为图13的轴辊的中间截面图。
【具体实施方式】
[0034]具体参考图1，将看到所示为安装在容器21 (在此案例中为城市污水消化池，所示为部分切除)顶部的用于搅拌容器21内的流体28的线性运动搅拌器20。其顶部打开或闭合的任何其它类型的容器可与搅拌器20 —起使用。
[0035]线性运动搅拌器20包括搅拌轴84，搅拌轴84具有上端84a和下端84b，所述搅拌轴84界定在上端84a和下端84b之间延伸的纵轴“A”。搅拌轴84支撑邻近于其下端84b的搅拌头74，用于浸没在待搅拌的流体28中。出于例如W0 2004/098762 A1中所描述的目的，吸管200可绕搅拌轴84的上端84a环绕搅拌轴84，所述吸管200从位于容器24顶部的底板25向下延伸，但此环绕完全是可选的，取决于特定的搅拌器应用。
[0036]通过通常的附图标记42表示的往复驱动组合件能够连接到搅拌轴84，优选但不必需地通过杆眼耦合件35以可释放的方式连接，杆眼耦合件35在其上端处具有闭环，所述杆眼耦合件35安装在往复驱动组合件42上用于与其一起移动，及可移除的U形插销36，其穿过杆眼耦合件35的下部主体部分及搅拌轴84的上端84a。
[0037]如图2到