专利名称：一种用于离心机的轴承装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对可旋转转筒用驱动轴的轴承的解决方案，还涉及对这种轴承的密封。所述可旋转转筒是离心机特别是立式刮刀离心机中的一个部件。
背景技术：
这种类型的离心机是一种用来将固体/液体混合物分离成其固体和液体组分的装置的一个实例。在离心分离，即用来从液体中分离固体组分的一种分离过程期间，该固体/液体混合物旋转。作用在该固体上和液体上的离心力导致沉积速度增加。与该混合物的固体组分由作用在该颗粒上的重力进行沉积相对比，该固体颗粒在离心力作用下在一个垂直于旋转轴线的平面中运动离开该旋转轴线。该颗粒被收集在一个旋转对称地安装在该旋转轴线周围的过滤器内。该过滤器大多数情况下安置在以圆筒方式制成的一个转筒的套壳内，或者作为替代，该转筒自身被设计成一个过滤器。该转筒包含多个液体用通孔，所述液体按照该离心机的静止机壳方向抛射离开该转筒的外壁。在离心机内用来分离固体/液体混合物的固体组分的分离过程中发生下列处理步骤经过一个填充装置例如填充导管为离心机装填含有待分离固体颗粒的液体。该液体被输送到该转筒内部。在一个进一步步骤中发生分离该液体和该固体颗粒用的离心分离步骤。在该转筒外壁内侧将该颗粒沉积为饼状物，而该液体通过在该转筒内用于此用途的多个孔排出并被收集在围绕该转筒的一个容器之中。该滤饼的溶剂残余物能用一种清洗过程进行清理。将清洗液体喷射在滤饼上。借助于旋转将该清洗液体从滤饼赶出。出现在该滤饼内的任何溶剂残余物也由该清洗过程冲洗出去。由于健康原因或生态原因或者从产品易燃性及其进一步处理能力的观点看，这种类型的溶剂在许多情况下应该在该滤饼中不可检测出。在清洗过程之后，从该转筒外壁内侧取出该滤饼，这在该技术领域中被称作铲刮。为此用途，一个铲刮装置沿着该缓慢旋转转筒的内壁运动并取下滤饼。在一种立式刮刀离心机中，滤饼以通过离心机底板孔向下排出的方式离开该离心机空间。接着清理该转筒外壁内侧，因而能除去残余物层。
从现有技术得知，立式离心机可旋转转筒用的轴承装置包括一根驱动轴，所述驱动轴沿着该可旋转转筒的一根基本垂直的旋转轴线排列。该转筒包括一个筒毂，而且该筒毂旋转固定地连接在该驱动轴上并支承着该可旋转转筒。一个第一轴承用来承担通过该转筒旋转运动产生的力。至少一个第二轴承用来承担按照旋转轴线方向作用的力。该驱动轴用轴颈安装在该离心机的一个静止外套部分内，所述静止外套在下文中应称作沟槽管。该沟槽管沿着该驱动轴的至少一部分延伸。所述第一和第二轴承被布置在该驱动轴和沟槽管之间。
从现有技术还知道，在该静止沟槽管和旋转筒毂之间提供一个间隙。在与该储存筒毂连接的驱动轴端部处布置传力轴承。而导向轴承被布置在驱动轴另一端部附近并连接在驱动装置上。通常将一个“V”型皮带轮连接到驱动轴的这个端部，并且该皮带轮支承着由电马达驱动的“V”型带。因此该导向轴承位于该驱动轴和沟槽管之间，因而该沟槽管的内径仅略小于安装在该驱动轴上的轴承外径。
随同该现有技术轴承装置发生的一个问题是该轴既承受扭转应变又承受弯曲应变。此外，该轴还必须承担通过该储存转筒的运动引入该轴的动力。尤其是在速度从700至2,700转/分范围内的快速运行离心机情况下，高的交变弯曲应力导致其需要一根足够尺寸的轴。于是该所需轴径需要选择相应大小的轴承，这还使筒毂内径较大。因此，在多种现有技术解决办法中必须将多个轴承直接布置在该轴上，这是因为可观的圆周速度由它们的内径产生。此外，多个密封件同样也必须直接或者经过具有最小可能直径并与该轴一起运动的衬套安置在轴上。由于作为所需允许轴径的结果的圆周速度增大，在密封件中生成这样一种高摩擦热，以致于它甚至不能通过密封件的滑脂润滑减少到允许数值，于是密封材料失效。甚至PTFE制成的唇形密封件在滑脂润滑情况下也只能抵抗最高达250℃的温度范围，高于所述范围就因氧化反应(密封件烧损)而发生失效。
来自现有技术的该结构解决办法包括在该轴直接靠近该转筒的悬架处安置多个密封件，借此保证在该密封件区域内的圆周速度保持低于允许作为该密封件用最大值的圆周速度。一种解决办法借助于下述结构限制获得将多个密封件安排在该轴和一个静止外套部分，即下文称之为沟槽管的一个元件之间。该密封件直接靠近该轴承安排，所以待密封的轴区段被尽可能限制在驱动侧轴承和靠近该储存转筒悬架的一个或多个轴承之间的区段。该密封件因此具有使轴承密封防止杂质和密封防止轴承润滑所需润滑材料漏出的功能。该润滑材料借助于在该沟槽管内部的多个润滑孔输送到轴承。这些润滑孔是有缺点的，因为制造它们与高工时和/或高成本相关。尤其是在所用的多根驱动轴总长超过1,000mm的大尺寸离心机情况下，制造多个具有小尺寸的长通道孔从技术观点而言是复杂的。此外，这些孔必须这样地设计，以致于能预防在操作中被堵塞，这是因为在某些情况下必须按拆下该储存转筒和多个轴承本身以便清理多个润滑孔。
一个进一步的缺点基于以下事实由于该现有技术实施例间隙，所有种类的杂质均能进入轴承空间。这些杂质尤其是由该离心机卸料时进入该间隙的颗粒以及由冲洗或清洗剂产生。在产品改变时必须冲洗整个离心机空间。离心机内部空间被淹没，因而尘土、杂质之类能进入该筒毂和沟槽管之间的间隙并留在该处，从而阻塞该旋转转筒和沟槽管之间的中间空间。其结果是，不仅在启动时能因摩擦阻力增大而发生困难，尤其在硬的晶状产品情况下还能因工作中的动力而导致把一个产生不被允许的轴承应变的力引入该轴承从而在极端情况下能使轴承有可能失效，而且还能因在工作期间带离该间隙的污物颗粒而发生产品污染。该产品污染对于食品工业和医药产品而言尤其必须充分预防。然而，在根据现有技术的该结构解决办法情况下，在该储存筒毂和沟槽管之间必须存在该间隙。该间隙不可能密封，在一方面是由于上文描述的问题可能发生而使该储存转筒的圆周速度高。在另一方面，密封也不成功，这是因为该储存转筒以悬臂方式支撑在该轴上，其结果是该储存转筒在工作中受到围绕其静止位置的高达几毫米的偏斜。然而，具有最高性能的唇形密封件在1,000转/分时只允许最大0.1mm的动态偏心度。这个偏心度随着该速度增加而进一步减小，因而在3,000转/分时仅有0.05mm的最大值能被容许。按照上文所述的论点，这就使该沟槽管和筒毂之间的一个敞开间隙不能避免目前的结构方式。
该杂质的一个进一步问题由能影响轴承座，即该沟槽管、轴承、密封件以及用于紧固和对中的连接零件的总体，全部零件的腐蚀而得到体现，更具体而言，当这种类型的杂质造成阻塞时在不从该驱动轴拆下该转筒或者甚至该轴承座的情况下不可接近检修。在作用于强酸性或碱性范围的工作介质时该腐蚀还能影响该轴承的多个密封件，从而还能影响该密封件持久工作，借此不能确保该轴轴承的长期密封。PTFE密封件被公认地说成具有足够的抗化学物质性能，但是与化学活泼物质结合的磨蚀颗粒，在摩擦力因圆周速度大而升高的情况下，尤其是当这种类型的高度活泼物质持久地作用在该密封件上超过一个较长时期时对于任何密封件呈现出一种高应变。
因此从该现有技术得知在该圆筒筒毂和轴承座之间的间隙中提供多个冲洗喷嘴。由于在该轴承座的可提供空间受到限制，这些冲洗喷嘴的安置是困难的。此外，该冲洗喷嘴能因杂质造成的堵塞而变成无法使用，因而在此之前陈述的所有问题也能随这种改进解决办法发生。由于上文所述原因，在该筒毂和轴承座元件之间的中间空间的冲洗和/或浸渍是不利的，这是因为该间隙不易接近清理并进行随后的检验，因此必须提前考虑相对较长的修理时间。对于要被使用在例如医药工业或食品工业中的产品而言，产品改变只有在能证实处理该产品的设备中没有以前批料或其它杂质的踪迹能被探测出时方能进行。因此，能在其中累积这种产品残余物和/或杂质的间隙应尽可能避免。如果由于结构原因不可能免去这种类型的间隙，如同该离心机先前实例所示，就必须根据用于医药产品或医药产品前身阶段的规程借助于一种模拟该间隙中实际关系的分析过程，例如用探测杂质浓度和/或成分的方法来验证该间隙的完全清理。例如，在这种类型的试验系统中，从定界该间隙的表面之一取出样品并经过实验室分析确定纯净度。
在不完全拆散根据该现有技术实施例离心机的转筒和轴承座情况下这种类型的分析实际上是不可能的。该轴承座的结构按照在超临界速度范围工作并多次通过该驱动轴的临界速度范围期间的机械应变进行预调。因此，确保工作中所需的运行平稳度需要最大可能小心地拆散该轴承座和转筒。一种新产品用的总重新装配时间，包括先前所述的清理和分析，如果不是构成该循环时间的主要部分也构成其相当大的部分，尤其在必须离心分离小批量的多个各自不同类型产品时是如此。因此，该离心机长期保持在一种不生产的非工作状态，这导致相当大的成本浪费。
发明内容
因此，本发明的一个目的是隔离在该圆筒筒毂和轴承座之间的中间空间，从而阻止杂质进入该中间空间。
本发明的一个进一步目的是减少作用在该轴上的力组成部分。
该目的由权利要求1的特征部分来满足。根据权利要求1的围绕旋转轴线布置的离心机转筒用轴承装置包括该一个转筒，所述转筒经过一个筒毂和经过转筒的一个悬架旋转固定地连接到一根驱动轴上，所述驱动轴连接在一个驱动装置上并在一个轴承座内延着旋转轴线延伸。
所述转筒这样地支撑在该轴承座内以致于由动力产生的支承力基本上与该驱动轴分离。
在工作状态多个静态和动力作用在该驱动轴上。所述动力包括随时间变化的力。然而，该不平衡力还能经受由作业造成的改变，这尤其能具有下述原因。在逐渐分离固体/液体混合物时一个滤饼沉积在该转筒内，而且不能期待该滤饼总是均匀地分布在该转筒的整个圆周上。因此该滤饼的质量中心通常不位于该转筒的对称轴线即该驱动轴的旋转轴线处。如同下述优选实施例中将会描述的那样，这个动力，即通常随沉积程度增加而加大的随时间变化力，同样经过多个轴承引入该沟槽管，致使该驱动轴不必承担这个力。
根据一个用于该轴承装置的优选实施例，为了密封在该轴承座和该筒毂之间的间隙提供一个密封件。
根据一个优选实施例，为了承担由该转筒的旋转运动产生的所述动力为该轴承装置提供至少一个第一轴承，为了引导该驱动轴提供至少一个第二轴承。
根据一个优选实施例，所述轴承装置包括该轴承座和一根同轴地布置在该驱动轴周围的沟槽管。至少一个所述轴承被安排在该沟槽管和筒毂之间。
根据一个用于该轴承装置的优选实施例，所述筒毂经过该转筒的悬架旋转固定地安装在所述驱动轴的一个第一端部。至少所述第二轴承安排在该驱动轴或沟槽管上的一个第二端部附近，并且该第二端部能连接在一个驱动装置上。
根据一个用于该轴承装置的优选实施例，所述驱动轴沿着基本垂直的旋转轴线进行布置。特别是所述驱动轴具有从10至300mm范围的轴径，所述轴径更准确地说处于10和150mm之间，优选在50至150mm范围内，并且所述驱动轴具有从400至1,500mm的长度，特别是400至1,000mm，更准确地说是500至800mm，优选为600至700mm，且所述转筒的直径处于从300至2,500mm范围内，特别是达到300至2,000mm，优选处于从400至1,600mm范围内。
由于该轴承装置，该支承转筒的多个水平力和不平衡力由该沟槽管承担。该驱动轴实质上能设计成用来承担在该离心机开启和关闭时由驱动装置引入的扭转力，其结果是能发现该驱动轴的尺寸具有小得多的轴颈，以致于相对于原先轴颈而言能减小为最高达三分之一。
由于所述轴颈减小，产生一根较小直径的沟槽管以及较低的圆周速度，这在一方面有助于轴承使用寿命增加，另一方面显著减小在该沟槽管、驱动轴和/或筒毂上的待密封静止和活动跑合面之间的圆周速度，从而产生全新的轴承装置。
所述筒毂支撑在该沟槽管上，这不是最不重要地导致该筒毂运行性能的改善，因为该筒毂能在该沟槽管全长范围内支撑在其上，借此确保该筒毂的导向。借助于筒毂在沟槽管内的这种支承，该筒毂沿其总长被支承。这种支承具有的后果为在该筒毂和沟槽管之间能获得明显较高的公差，因而该筒毂和沟槽管之间间隙的密封完全成为可能。这种支承能由于免除该筒毂的悬臂支承而增加筒毂的运转平稳度。
所述的外径减小还能导致该圆周速度的降低，从而减少在工作状态生成的摩擦热，借此能使用多个唇形密封件来密封该间隙。该转筒的转数处于500至3,000转/分范围内。从750至1,600转/分的范围尤其优选，并且认为常态轴承润滑对于最高达900转/分是足够的，而油润滑轴承能用于900转/分以上的场合。
根据一个用于该轴承装置的优选实施例，所述间隙至少从所述第一轴承延伸至第二轴承。
根据一个用于该轴承装置的优选实施例，所述转筒包括至少一个布置在该间隙附近并用于输送出所述滤饼的排出孔，并且能用该密封件阻止灰尘和/或颗粒和/或飞沫和/或气体的渗透。
根据一个用于该轴承装置的优选实施例，可通过沟槽管内的孔实施轴承润滑，所述沟槽管可被连接在位于所述离心机转筒外侧的润滑材料供应装置上。
根据一个用于该轴承装置的优选实施例，密封件被布置在活动跑合面与相对设置的固定跑合面之间，所述活动跑合面在筒毂的套壳表面上形成，而所述固定跑合面在所述沟槽管的套壳表面上形成。
根据一个用于该轴承装置的优选实施例，至少一个所述密封件被制成轴密封件和/或唇形密封件和/或圆周密封件。
根据一个用于该轴承装置的优选实施例，所述唇形密封件被布置在筒毂的外套壳表面周围。
根据一个用于该轴承装置的优选实施例，所述密封件与所述活动跑合面的接触表面处的工作状态圆周速度在脂润滑情况下低于100m/s，尤其是低于75m/s，更准确地说是低于50m/s，优选低于40m/s，和/或在干运行状态下达到10m/s的最大值，尤其是5m/s的最大值，优选是1m/s的最大值。
根据一个用于该轴承装置的优选实施例，设置惰性化装置用于在被密封件封闭的筒毂内侧空间中生成和保持惰性气体气氛。
尤其是能提供一种具有前述轴承装置实施例之一的立式离心机。垂直定位的离心机特别适用于介质批量小并且频繁改变产品计划书的情况，而水平定位的过滤刮刀离心机优选用于在持久作业中恒定产生的悬浮液通过量高的场合。过滤离心机的应用领域覆盖颗粒尺寸从0.1至10,000μm，尤其是1至5,000μm，优选1至1,000μm的宽广范围。待离心分离的悬浮液更具体而言具有大于10％，优选大于20％，具体而言大于25％的固体含量。
这种类型的密封问题随同具有顶排出和底排出两者的立式离心机一起发生，因为滤饼材料是小而轻的颗粒例如细粉末或乳剂之类，总是能运动到该储存筒毂和驱动轴的沟槽管之间的间隙内。
下面结合附图对本发明进行更加详细地描述，其中图1示出了一种现有技术离心机用的轴承装置；图2示出了根据本发明的离心机用的轴承装置的截面图；图3示出了图2所示的轴承装置的详图；图4是带有驱动装置的根据本发明的立式离心机的总体视图。
应该预先指出，大于100的附图标号属于现有技术中已经披露的实施例。
具体实施例方式
在图1所示的现有技术的优选实施例中，轴承装置包括通过悬架121旋转固定地连接在驱动轴103上的转筒101。悬架121位于该驱动轴的第一端部110，所述第一端部在这个实施例中呈圆锥形。选择圆锥形是为了使由切口效应导致产生的驱动轴103的削弱现象尽可能地小。驱动轴103的每个直接直径转变被称作在载荷作用下导致产生局部载荷峰值的削弱现象，而且这些载荷峰值与切口效应相对应。该驱动轴不仅必须承担转筒101的总载荷以及扭转力，还要承担由于该转筒和/或驱动轴103自身的旋转运动产生的动力。这些动力将能够导致疲劳失效的周期性波动交变弯曲应力引入该轴，而且已公知这种类型的疲劳失效通常始于结构切口例如具有较小转变半径的轴肩。悬架120用紧固元件138进行紧固以防旋转。紧固元件借助盖进行定位。该驱动轴可借助图中未以更详细形式显示的驱动装置112围绕其旋转轴线106进行旋转。因此驱动轴103的旋转能够经过转筒101的悬架121传送到筒毂102上和/或经过肋条结构126传送到该转筒的套壳上。于是将转筒121制成旋转对称构件，其旋转轴线与该驱动轴的旋转轴线106重合。驱动轴103通过轴颈安装在轴承座122中，该轴承座中除轴承107，108，109之外还包括沟槽管104。轴承座122还包括密封件118，在所示实施例中有三个顺序布置的轴密封件。密封件118被容纳在接收装置120中，所述接收装置通过螺纹连接件130被紧固该沟槽管上。接收装置120被设计成一系列凸缘，这些凸缘各自容纳一个轴密封件，以至于在组装时该凸缘能无间隙地相互重叠，并能借助于终端元件131和/或多个衬套元件相对于能位于间隙113内的杂质进行密封。该密封作用还包括相对于进入到润滑材料间隙113的排出物进行密封，所述润滑材料用于对轴承进行润滑。可在多个凸缘之间和/或凸缘与终端元件131或衬套元件133之间设置多个密封元件例如“O”形圈。旋转固定地连接在驱动轴103上的连接元件134上设有一个跑合面，该跑合面的表面质量这样地进行设计，以致于被设计成轴密封件的密封件118能在该表面上滑动而且不被摩擦热以一种不允许的方式进行加热。由于在该连接元件134上制造该跑合面比在驱动轴自身上布置该跑合面能简单得多和成本更有效，因此在该连接元件134上布置该跑合面是有利的。然而，必须提供连接元件134用的定位装置135，该定位装置允许将连接元件134固定在该驱动轴上。对这个连接元件的形状和位置公差要求很高，这是因为一方面必须保证在该驱动轴与连接元件134之间没有中心偏移发生从而保证密封件的密封效果，并且保证不允许的加压压力不作用在该密封件的任何位置，因为这样可能会导致密封效果下降和/或该密封件过热。在另一方面，连接元件134的质量分布可这样形成，以致于质心在驱动轴106的旋转轴线上，从而使得没有动力，尤其是没有非平衡力被引入该轴。所需的制造精度导致整个轴承座变得更加昂贵。
另外，还必须提供一种进行清理的可能性，以便周期性地清理间隙113中的杂质或者借助于一种可连续使用的冲洗过程来阻止杂质进入间隙113。在所示实施例中，示出了一种设计成管136的清洗剂用进料口，清洗剂通过所述进料口被引入到布置在轴承座122内接收装置120与终端元件131之间的周边孔137中。还需要多个附加密封元件132来密封周边孔137，从而避免清洗剂渗入轴承区域中。在终端元件131内布置多个图中未示出的喷嘴，致使该清洗剂能够排入间隙113中。
代替进行周期性清洗，还可采取措施通过所述的管136和周边孔137借助于多个喷嘴将惰性气体连续引入到间隙113中。用惰性气体连续冲洗该间隙，致使杂质随该冲洗气流一起离开间隙113。当反应性介质进行离心分离因而存在所不需要的化学反应甚至爆炸危险时，采用这种变型。
如图2所示的根据本发明的轴承装置的实施例包括离心机尤其是底部卸料的立式离心机的转筒1，所述转筒1通过筒毂2以及通过该转筒的悬架21可旋转地进行布置在驱动轴3上，所述驱动轴连接在驱动装置12上并沿着轴承座4，7，8，9，20，24内的旋转轴线6进行延伸。在驱动侧的筒毂2与轴承座4，7，8，9，20，24之间设置用于密封轴承座4，7，8，9，20，24与筒毂2之间的间隙13的密封件18，19。
在图2和图3示出的优选实施例中，轴承装置包括转筒1，该转筒通过悬架21旋转固定地连接在驱动轴3上。悬架21位于该驱动轴的第一端部10，在这个实施例中所述第一端部具有圆柱形肩部。该悬架借助于键旋转固定地连接在驱动轴3的第一端部10上。优选选择键连接，这是因为键连接在制造中费力小，因而能更加经济有效地进行生产。由于如同上文所述，该转筒的动力和/或准静力与由驱动装置引入驱动轴的扭转力分离，该驱动轴充其量只受到相对于扭转力而言不重要的交变弯曲应力，从而能够消除结构切口产生不允许的应变。因此，在该驱动轴的设计方面产生出经济有效的替代结构，由于例如通过现有技术公知的方法会产生驱动轴联合应变，因此所述替代结构曾经是不可提供的。另一种可选方式是，可以将储存转筒1的悬架21的支座构造成具有例如在现有技术实施例中曾经披露的圆锥形形状。选择圆锥形是为了使由切口效应造成的驱动轴3削弱现象尽可能小。该驱动轴必须容许承受转筒1的总载荷、扭转力以及由于在该驱动轴的质心不位于该旋转轴线上时驱动轴3自身的旋转运动而产生的各种动力。这些动力将能够导致疲劳失效的周期性波动交变的弯曲应力引入该驱动轴，而且已公知这种类型的疲劳失效通常始于结构切口内。因此，一种具有用来接收该转筒悬架21的圆锥形驱动轴部分的变型尤其适用于大型离心机，在所述大型离心机中驱动轴3的重力相对于扭转力而言不能被忽略。悬架21借助于类似于图1所示实施例的紧固元件进行紧固以防旋转。通过盖对该紧固元件和转筒1的悬架21进行定位。
该驱动轴可借助于图中没有更详细示出的驱动装置12围绕其旋转轴线6进行旋转。特别是电马达被设置用作驱动装置12并且能直接通过凸缘安装在该驱动轴上，或者另一种可选方式是，可借助传送设备尤其是带式驱动机构11连接在驱动轴3上。因此，驱动轴3的旋转能够通过转筒1的悬架21被传送到筒毂2上和/或通过肋条结构26被传送到转筒1的套壳27上。因而转筒1被制成旋转对称的构件，其旋转轴线基本上与该驱动轴的旋转轴线6重合。驱动轴3通过轴颈安装在轴承座22中，所述轴承座除了轴承7，8，9之外还包括沟槽管4。
轴承7，8，9的布置与现有技术显著不同，这是因为根据图2或图3所示的离心机转筒用轴承装置可旋转地围绕旋转轴线6进行布置，其中转筒1通过筒毂2并且通过该转筒的悬架21被旋转固定地连接在驱动轴3上，沿轴承座4，7，8，9，20，24内的旋转轴线6进行延伸的驱动轴3连接在驱动装置12上，由此转筒1被支撑在轴承座4，7，8，9，20，24内，从而使得由动力造成的支承力基本上与驱动轴3分离。在本实施例中，两个轴承7，8因此被布置在沟槽管4与筒毂2之间。在此尽可能地将轴承7，8附接在驱动轴3的第一端部10附近，从而确保旋转储存转筒1获得最大可能的运行平稳性。由该转筒的运动生成的动力经过轴承7，8被引入沟槽管4。尤其是这些动力被理解为不平衡力。这些不平衡力在该离心机启动和关闭阶段随时间而变化。在该离心机稳定运行期间，该不平衡力由于转筒1的非旋转对称质量分布而能够出现周期性波动，并且能够由于该离心机的重新加载而改变。周期持续时间与该驱动轴旋转一圈相对应。除了由于已分离材料在转筒1的套壳27上的不均匀分布和/或由于通过该转筒的套壳27内的多个孔的不均匀液体排放而导致的这些周期性波动的不平衡力之外，随时间变化的不平衡力还可作用在轴承上。然而，所有这些作用力现在已不再由驱动轴3承受。能够使用外径比现有技术中相同结构和相同尺寸离心机可能的外径小得多的驱动轴3实现这一优点。
轴承9实质上是导引轴承并且用来将径向力引入沟槽管4，所述径向力由筒毂2的运动而产生。轴承9还有利地布置在筒毂2和沟槽管4之间。
轴承座22进一步包括密封件18，且轴密封件被布置从而与在所示实施例中的间隙13的入口孔尽可能地近，以至于能够相对于通过该入口孔进入间隙13的杂质密封轴承9。密封件18被布置在固定跑合面17和活动跑合面14之间，所述固定跑合面是沟槽管4的一部分，而所述活动跑合面被制成筒毂2的一部分或者被制成旋转固定地连接在筒毂2上的衬套元件28。位于上游并且来自滤饼5的颗粒仍自由地容易接近的间隙13部分可由被制成唇形密封件19的另一个密封件进行密封，由此对于要被运送离开该转筒的滤饼来说看来似乎完全没有间隙出现。唇形密封件19被接收在接收装置20内，所述接收装置通过螺纹连接件29被紧固在沟槽管上。接收装置20特别是被制成管的一部分或者被制成套管的一部分，所述管或套管内设置凹槽用以接收至少一个唇形密封件19。该凹槽用作唇形密封件19的保持器，且带有形成固定跑合面16的凹槽底面，唇形密封件19的唇位于固定跑合面16上。这样地进行接收装置20的组装，从而使得该接收装置借助于螺纹连接件被直接附接在沟槽管4上或者经过凸缘连接件23被直接附接在沟槽管4上。间隙13由两个密封件18，19进行密封阻止杂质。密封件19有利地在衬套元件28的外侧形成，所述衬套元件被旋转固定地连接在筒毂2上。活动跑合面15在密封件19与衬套元件28之间进行延伸，以使得密封件19可在该活动跑合面15上滑动。将密封件18和19布置在衬套元件28的相对设置的侧面上的优点是由于以下事实即在这两个密封件之间形成迷宫状通道。通过该唇形密封件的任何个别污物颗粒因此均已被捕获在该迷宫状通道之中，从而使得它们甚至不能到达密封件18。因此，该迷宫状通道提供一定的密封效果。设置衬套元件28是因为它允许简单地形成活动跑合面14，15。尤其是对于小型离心机而言，至少密封件18也能直接设置在沟槽管4与筒毂2之间，这是因为在该低圆周速度处产生的摩擦热太小以致不能实现对该密封件的不被允许的加热，所以也不必要求活动跑合面14，15的那种高表面质量。
因此，一种包括位于多个凸缘之间和/或位于凸缘和终端元件131或衬套元件133之间的多个密封元件132(见图1)的复杂和/或昂贵的结构，例如在现有技术中描述的结构已经变得过时。由于密封件18，19可被布置在该间隙入口处，因此也就不再需要连接构件134，该连接构件被旋转固定地连接在驱动轴103上并且配有活动跑合面，所述活动跑合面同样需要高表面质量，从而使得设计成轴密封件的密封件118能够在该表面上滑动并且不会由于摩擦热而以一种不允许的方式加热太多。
根据图2或图3所示的实施例，借助于可连续使用的冲洗过程，对于周期性清洗间隙13杂质或阻止杂质运动进入间隙13而言不再需要提供清理可能性。由于力分离并且因而导致驱动轴3和沟槽管4的直径减小，密封件能够被布置在该间隙入口处，由此待输送出的该滤饼的颗粒能不再“看见”间隙13，从而可以预防该轴承装置的任何污染风险。
由于在工作期间和组装状态下没有杂质能进入间隙13，借助多个喷嘴通过图1所示出的管136和周边孔137将隋性气体连续引入间隙113以便用该惰性气体连续冲洗该间隙致使杂质随冲洗气流输送离开间隙113，因此这种变型也变成多余的。因此，根据本发明的离心机能在没有上述复杂和/或昂贵冲洗的情况下用于反应性和/或爆炸性介质，这是因为只要该密封件功能因该轴承装置区域的密封而得到保证，所不需要的化学反应甚至爆炸的危险就不再存在。该密封件相对易于进行检查，由此该离心机的维修也得到简化。
图4示出一台立式离心机的轴承装置的总体视图。在本实例中，储存转筒1被显示处于未加载状态。在该储存转筒的表面上示出多个液体用排出孔，所述液体因离心作用而通过排出孔离开该转筒，并且能够被收集在围绕转筒1布置的外壳中。转筒1包括筒毂2，所述筒毂借助于根据本发明的轴承装置被支撑在沟槽管4上。驱动轴3被旋转固定地连接在转筒1上并由用作驱动装置的电马达通过“V”形带传动机构而受到驱动。在一个未示出的变型中该“V”形带传动机构可以免去。在本实例中，该驱动马达借助凸缘连接件被直接连接在驱动轴3上。
附图标号列表1.转筒2.筒毂3.驱动轴4.沟槽管5.滤饼6.旋转轴线7.轴承8.轴承9.轴承10.驱动轴第一端部11.驱动轴第二端部12.驱动装置13.间隙14.活动跑合面15.活动跑合面16.固定跑合面17.固定跑合面18.轴密封件19.唇形密封件20.接收装置21.悬架22.轴承座23.凸缘连接件24.凸缘
25.连接装置26.肋条结构27.套壳28.衬套元件29.螺纹连接件现有技术的附图标号列表(图1)101.转筒102.筒毂103.驱动轴104.沟槽管105.滤饼106.旋转轴线107.轴承108.轴承109.轴承110.驱动轴第一端部111.驱动轴第二端部112.驱动装置113.间隙114.活动跑合面115.活动跑合面116.固定跑合面117.固定跑合面118.轴密封件
119.唇形密封件120.接收装置121.悬架122.轴承座123.凸缘连接件124.凸缘125.连接装置126.肋条结构127.套壳130.螺纹连接件131.终端元件132.密封元件133.衬套元件134.连接元件135.连接元件用定位装置136.通道137.周边孔138.紧固元件139.盖
权利要求
1.一种用于离心机转筒(1)的轴承装置，所述转筒(1)可旋转地围绕旋转轴线(6)进行布置，并且通过筒毂(2)且通过转筒(1)的悬架(21)被旋转固定地连接在驱动轴(3)上，所述驱动轴与驱动装置(12)相连并且在轴承座(4，7，8，9，20，24)内沿旋转轴线(6)进行延伸，其特征在于，转筒(1)被支撑在轴承座(4，7，8，9，20，24)上，从而使得由动力产生的支承力基本上与驱动轴(3)分离。
2.根据权利要求1所述的轴承装置，其特征在于，设置密封件(18，19)用于对轴承座(4，7，8，9，20，24)与筒毂(2)之间的间隙(13)进行密封。
3.根据前述权利要求中任一项所述的轴承装置，其特征在于，设置至少一个第一轴承(7，8)用于接收由所述转筒的旋转运动产生的动力，且设置至少一个第二轴承(9)用于引导驱动轴(3)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的轴承装置，其特征在于，轴承座(4，7，8，9，20，24)包括围绕驱动轴(3)同轴布置的沟槽管(4)，而且轴承(7，8，9)中的至少一个被布置在沟槽管(4)和筒毂(2)之间。
5.根据前述权利要求中任一项所述的轴承装置，其特征在于，筒毂(2)通过转筒(1)的悬架(21)被旋转固定地紧固在所述驱动轴的第一端部(10)上，而至少所述第二轴承(9)被布置在所述驱动轴或沟槽管(4)上的第二端部(11)附近，且第二端部(11)能够与驱动装置(12)相连。
6.根据前述权利要求中任一项所述的轴承装置，其特征在于，驱动轴(3)沿着基本垂直的旋转轴线(6)进行布置，特别是所述驱动轴具有从10至300mm范围的轴径，所述轴径更准确地说处于10和150mm之间，优选在50至150mm范围内，并且所述驱动轴具有从400至1,500mm的长度，特别是400至1,000mm，更准确地说是500至800mm，优选为600至700mm，且所述转筒的直径处于从300至2,500mm范围内，特别是达到300至2,000mm，优选处于从400至1,600mm范围内。
7.根据前述权利要求中任一项所述的轴承装置，其特征在于，所述间隙(13)至少从第一轴承(7，8)延伸至第二轴承(9)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的轴承装置，其特征在于，所述转筒(1)包括至少一个位于间隙(13)附近并且用于输送出所述滤饼的排出孔，并且能够利用密封件(18，19)阻止灰尘和/或颗粒和/或飞沫和/或气体的渗透。
9.根据前述权利要求中任一项所述的轴承装置，其特征在于，可通过沟槽管(4)内的孔实施轴承润滑，所述沟槽管可被连接在位于所述离心机转筒(1)外侧的润滑材料供应装置上。
10.根据前述权利要求中任一项所述的轴承装置，其特征在于，密封件(18，19)被布置在活动跑合面与相对设置的固定跑合面(16，17)之间，所述活动跑合面在筒毂(2)的套壳表面上形成，而所述固定跑合面在所述沟槽管的套壳表面上形成。
11.根据前述权利要求中任一项所述的轴承装置，其特征在于，至少一个密封件(18，19)被制成轴密封件和/或唇形密封件和/或圆周密封件。
12.根据前述权利要求中任一项所述的轴承装置，其特征在于，所述唇形密封件被布置在筒毂(2)的外套壳表面周围。
13.根据前述权利要求中任一项所述的轴承装置，其特征在于，所述密封件与所述活动跑合面的接触表面处的工作状态圆周速度在脂润滑情况下低于100m/s，尤其是低于75m/s，更准确地说是低于50m/s，优选低于40m/s，和/或在干运行状态下达到10m/s的最大值，尤其是5m/s的最大值，优选是1m/s的最大值。
14.根据前述权利要求中任一项所述的轴承装置，其特征在于，设置惰性化装置用于在被密封件(18，19)封闭的筒毂(2)内侧空间中生成和保持惰性气体气氛。
15.一种具有根据前述权利要求中任一项所述的轴承装置的立式离心机。
全文摘要
在一种围绕旋转轴线(6)布置的离心机转筒(1)的轴承装置中，所述转筒(1)通过筒毂(2)且通过转筒(1)的悬架(21)被旋转固定地连接在驱动轴(3)上，所述驱动轴与驱动装置(12)相连并且在轴承座(4，7，8，9，20，24)内沿旋转轴线(6)进行延伸。转筒(1)被支撑在轴承座(4，7，8，9，20，24)上，从而使得由动力产生的支承力基本上与驱动轴(3)分离。
文档编号B04B15/00GK101062489SQ20071010088
公开日2007年10月31日 申请日期2007年4月24日 优先权日2006年4月25日
发明者L·斯特芬, S·M·O·L·施奈德, G·布什 申请人:弗鲁姆股份公司