端盖设计和移除工具的制作方法
【专利说明】端盖设计和移除工具
[0001] 本申请是2012年08月13日递交的申请号为201280049332.8,发明名称为"一种传 送机漉"的分案申请。
[0002] 与其他申请的关系
[0003] 本申请要求W下专利申请的申请日的权益:2011年8月11日提交的美国临时专利 申请序号61/522,587;2012年1月25日提交的美国临时专利申请序号61/590,790;^及2012 年6月28日提交的美国临时专利申请序号61/665，888，所有运些专利申请的披露内容都通 过引用结合在此。 发明领域
[0004] 本发明总体上设及高功率紧凑型电动机，且更具体来说，设及一种电动机和减速 机系统，该电动机是一种外转子电动机，该外转子电动机特别适用于在传送机等中用来在 滚筒壳体周围驱动传送机皮带等的机动化滚筒，且更具体来说，设及卫生传送机机动化滚 筒应用。另外，本发明设及一种卫生系统，该卫生系统监测高功率紧凑型电动机内的流体压 力、W及传送机漉和支撑结构内的流体压力，该卫生系统特别适用于卫生传送机应用。
【背景技术】
[0005] 机动化滚筒被主要配置成使得一个电动机和减速机被布置在一个滚筒壳体中，并 且电动机的旋转是由减速机减速并且随后传送到滚筒壳体上，W使得当外轴被固定到传送 机的框架上时，该滚筒壳体能够旋转。在一些实施例中，滚筒壳体驱动一条扁平皮带或带齿 皮带或模块式皮带。
[0006] 当前可供使用的机动化滚筒具有一个滚筒壳体并且该电动机和减速机被容纳在 此滚筒壳体内。轴承和密封件被布置在滚筒壳体的两个端部区段处，具有多个端罩W用于 闭合被布置在运些轴承与滚筒壳体之间的运些端部区段。迷宫式密封件化abyrinth)频繁 用于端罩中来保护运些密封件免于被用来清洗食品加工设备的高压水。使用了第一安装轴 和第二安装轴，运些安装轴能够相对于滚筒壳体旋转。因此，滚筒壳体围绕第一安装轴和第 二安装轴的中屯、轴线旋转。该第一安装轴含有一个中空部分，连接到电动机上的电动机布 线引线通过该中空部分离开机动化滚筒。已知的机动化滚筒部分地用油填充，运对开放式 齿轮箱和轴承进行润滑，并且当油移动贯穿机动化滚筒时，将来自电动机的热量传送至漉 的滚筒的内周边上。
[0007] 已知电动机具有附接有轴的一个内转子。运个电动机转子轴也充当用于减速机的 输入轴。该减速机具有联接到壳体上的一个输出轴，而该减速机的固定参考点(该减速机的 外壳)相对于滚筒壳体旋转并且相对于电动机定子和安装轴没有旋转运动。当电动机被供 能时，已知电动机的轴进行旋转。运个旋转的速度是由减速机来减速，并且减速机输出功率 随后通过输出轴被传送到滚筒壳体上，由此驱动滚筒壳体进行旋转。为了实现顺杨的操作， 电动机输出轴的中屯、轴线W及第一安装轴和第二安装轴的中屯、轴线必须彼此大致对准。 [000引食品加工行业经常是一个二十四小时的周期，典型地采用两个生产班次和一个清 洗班次。焦点在于高生产量，并且停工时间是不可接受的。设备故障必须是可立即修复的或 可用备用部件更换的。
[0009] 现有的机动化滚筒本质上是定制产品。在机动化滚筒的选择中设及四个变量。运 些变量是:皮带速度、皮带宽度、皮带拉力W及皮带轮直径。在分析中也可W包括另外的选 项，如防护套（lagging)、各种电气选项W及对加强轴的需要。
[0010] 当前，该行业主要使用W-个固定速度进行操作的AC感应电动机。必须选择一个 电动机速度和一个齿轮减速安排来提供最高的可能皮带拉力用于该应用，同时产生最低量 的热量。热量问题是非常重要的，因为机动化滚筒是一种致使热量移除非常困难的闭合系 统。因此，在不同的极中，连同多个二级和=级齿轮箱一起，针对每个直径来考虑大量电动 机。
[0011] 当前，该行业使用受皮带轮的直径和轴向长度限制的螺旋齿轮传动。因此，为了通 过齿轮箱传送必要的转矩，经常有必要的是使用一个较大直径的皮带轮，该皮带轮通常不 是市场优选的。
[0012] 为了有恰当的机动化滚筒可供用于每个应用，制造商将需要存有成千上万的可能 性，运在经济上是不可行的。因此，每个电动机均是基于上述四个变量来定制，从而导致该 行业有不可接受的长的交付时间。由于零停工时间是市场的需求，因此食品加工客户必须 存有他所使用的所有电动机的备用品。运可能要有多达数百个电动机，从而要求较高的资 本投资和成本。
[0013] 因此，本发明的一个目的是产生一个模块式机动化滚筒，该模块式机动化滚筒可 W通过W其最小轴向长度(在下文中，基础单元)所生产的一个机动化滚筒来消除客户对大 备用备件库存的需要，该模块式机动化滚筒在该机动化滚筒的一端上包括可W安装有各种 部件的一个安装面。除其他外，此类部件还包括多个端盖、另外的延伸滚筒壳体W及一个延 伸轴，该延伸轴可W调节链轮的附接。
[0014] 本发明的另一个目的是增加机动化滚筒的转矩密度，W使得模块化基础单元可W 是处于一个优选直径和轴向长度的一个单一单元。
[0015] 本发明的另一个目的是提供一个电动机，该电动机在一个广泛速度范围内维持一 个相对恒定的转矩和效率曲线，W使得一个单一基础单元可W在一个给定的生产设备范围 内用于所有应用中。
[0016] 客户由于本领域中所存在的灾难性故障的高可能性而要求多个备用品和备件。本 领域中导致灾难性故障的一个原因是高的皮带拉力和/或机动化滚筒上的皮带拉伸，运会 给内部部件带来严重和直接的损坏。现有的机动化滚筒使用多个分段轴或偏轴。一个偏轴 被固定到传送机上并进入机动化滚筒中并且被附接到一个电动机凸缘上。该电动机凸缘被 附接到电动机上，并且该电动机被附接到一个齿轮箱上。该齿轮箱被附接到离开机动化滚 筒的一个偏轴上并且随后被附连到传送机上。运些偏轴段是大致共轴的抑或与电动机轴部 分平行。然而，轴的轴向分开减损了轴的横轴刚性，从而导致偏轴之间并且因此电动机与传 送装置之间的弯曲和未对准。
[0017] 此类未对准造成低效率、高磨损W及经常传送装置或电动机的灾难性故障。现有 技术对缓解运个问题的工作包括:随着机动化滚筒的轴向长度的增加，增大该机动化滚筒 内的第一安装轴或第二安装轴的直径。本领域的其他技术人员已通过使用轴向较长的端盖 来寻求补偿。
[0018] 因此，本发明的一个目的是调节机动化滚筒的所有部件之间的未对准并且调节 (而不是最小化)导致进入机动化滚筒中的偏转的固有力。
[0019] 现有技术的另一个显著问题是它不能完全符合市场的食品安全需求。首先，应该 注意的是，现有产品是填充有油的，W便使齿轮、轴承W及密封件润滑。油还将来自电动机 忍的热量传送给壳体，在壳体中，热量可W通过传导给皮带而移除。进一步来说，系统效率 低下在系统中产生了热量并且积聚了压力，从而迫使油泄漏穿过橡胶唇缘密封件一一尤其 是在轴中在密封件处存在刻痕的情况下。油泄漏造成了食品污染的风险。
[0020] 因此，本发明的又一个目的是消除油在机动化滚筒中的使用。
[0021] 第二，现有电动机设计的一个显著问题在于在滚筒单元的外部存在多个滋生点， 在运些滋生点中，细菌菌落(即，病原体)可W生长。缓解运个问题的工作的实例包括在端盖 中使用一个迷宫式密封件，该迷宫式密封件用于保护旋转轴密封件免受高压冲洗。而且，外 部螺栓和垫圈用于将端盖连接到滚筒壳体上，并且在滚筒壳体与其端盖之间存在另外的细 菌滋生区域。
[0022] 因此，本发明的又一个目的是消除细菌菌落可能繁殖生长的滋生点。
[0023] 第=，驱动模块式传送机皮带或带齿驱动皮带的现有机动化滚筒主要通过带沟槽 的橡胶或聚氨醋防护套来接合皮带。运种防护套将破裂、升起或下凹，由此不仅为细菌产生 了另外的滋生点，而且用于隔离电动机内的热量。结果是当前可供使用的电动机的额定值 必须典型地减小约18%。运意味着产生了与所执行工作有关的更多热量，运是由于电动机 正W减小的效率运行。因此，防护套导致皮带轮花费更长的一段时间到达稳定状态，并且当 皮带轮确实达到稳定状态条件时，与没有聚合物防护套的情况相比，皮带轮在一个更高的 溫度下达到稳定状态，运最终导致更高的皮带溫度。运种另外的热量随后必须从防护套中 由传送机皮带移除。当传送机皮带沿传送机移动时，热量典型地是通过对流到环境中抑或 通过传导到正传送的食品中来从皮带中移除的。食品行业人员所希望的是没有来自驱动系 统的热量进入食品中。
[0024] 其他现有技术安排通过将链轮安装到滚筒壳体而不是防护套上来驱动模块式传 送机皮带或带齿驱动皮带。在此类安排中，传送机皮带并不直接接触滚筒壳体，并且因此滚 筒电动机仍需要减小额定值。进一步来说，运些链轮，在它们到壳体的各种安装结构中，产 生了细菌菌落可W生长的多个滋生点或死空间。
[0025] 因此，本发明的一个目的是降低机动化滚筒的稳定状态溫度。
[0026] 本发明的另一个目的是提高热量从电动机内的绕组散逸到滚筒壳体的内表面上 的速率。
[0027] 第四，食品行业关屯、机动化滚筒内的材料与正传送的食品之间的潜在交叉污染。 因此，该行业继续寻求一种将宣布产生交叉污染可能性的条件的的存在的解决方案。例如， 很多食品行业客户要求红色染料或蓝色染料被添加到一种食用级油中，W使得当油泄漏 时，可W检测到。运个所提出的解决方案并非确实有效的，运是因为在机动化滚筒操作了一 段时间后，油变黑并且红色染料和蓝色染料不再充当警示。另外，即使当不存在任何实际的 油泄漏时，交叉污染仍然是一个威胁，运是因为细菌菌落将在一个迷宫式密封件或未注意 到的密封件中生长，细菌菌落随后在高压清洗程序的执行过程中被推进到传送机中。
[0028] 因此，本发明的又一个目的不仅仅是消除油在一个闭合系统中的使用，而且是监 测旋转轴密封件和静态端盖密封件的腐蚀，W便及时警告系统操作员运些密封件的整体性 已受损。
【发明内容】
[0029] W上和其他目的是通过本发明实现的，本发明根据其第一装置方面提供具有一个 滚筒壳体和布置在该滚筒壳体内的一个电动机的一个机动化滚筒。根据本发明，提供一个 端盖移除安排，该端盖移除安排包括一个端盖，该端盖具有带有一个第一标称直径的一个 外圆周几何形状，该圆周几何形状具有一个端盖凹陷。一个移除工具具有一个内圆周几何 形状，该内圆周几何形状具有比该第一标称直径更大的一个第二标称直径。另外，在内圆周 几何形状中提供一个工具凹陷。在一个有利的实施例中，工具凹陷被配置成与端盖凹陷互 补。一条连结绳具有响应于端盖凹陷和工具凹陷的组合的一种截面几何形状。
[0030] 根据本发明的另一个方面，提供一种机动化滚筒，该机动化滚筒具有一个滚筒壳 体和布置在该滚筒壳体内的一个电动机。一个端盖移除安排被提供，并且具有一个端盖，该 端盖具有带有一个第一标称直径的一个外圆周螺旋形几何形状。一个移除工具设有具有一 个第二更大标称直径的一