專利名稱：具有受保護的軸承的離心分離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及離心分離器，在本領(lǐng)域中也被稱作“離心過濾器”。
背景技術(shù)：
熟知了離心分離器用于分離不同密度的流體或者用于將顆粒物質(zhì)從液體分離。這種離心分離器的操作原理在于外殼包含著轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子支承于其中以繞基本上豎直軸線而以高速自旋。流體沿著旋轉(zhuǎn)軸線以高壓供應(yīng)到轉(zhuǎn)子，要從流體分離污染物。隨著這種流體通過轉(zhuǎn)子，更稠密的污染物材料或粒子通過離心方式與它分離且保留在轉(zhuǎn)子中，通常作為粘附到轉(zhuǎn)子的內(nèi)表面上的結(jié)塊，其每隔一段時間被清潔或替換。在自動力式/自供能式(self powered)離心分離器中，將要移除污染物的流體也向轉(zhuǎn)子提供驅(qū)動，這種自動力離心分離器長期以來已用于車輛的潤滑系統(tǒng)中，以及其它分離過程的行業(yè)中。GB 2160796和GB 2296942公開了這種類型的自動力離心分離器，其包括:基部，從基部直立的基本上豎直的心軸；轉(zhuǎn)子，其安裝于心軸上以用于通過來自轉(zhuǎn)子噴嘴的流體發(fā)射的反作用力而繞心軸旋轉(zhuǎn)，該基部具有用于所述流體的入口通路、且該心軸具有軸向內(nèi)孔和來自那里的出口以用于從所述入口通路向轉(zhuǎn)子供應(yīng)流體；以及，覆蓋物，其安裝于基部上且封閉著轉(zhuǎn)子。在這種類型的分離器中，流體以一定壓力從外殼的基部被供應(yīng)且向上流動通過軸向內(nèi)孔到內(nèi)孔的頂部附近的出口，內(nèi)孔通常為盲孔。可釋放的帽通常安裝于心軸的頂部處以用于牢固固定該覆蓋物。到目前為止，離心分離器，無論是自動力類型還是獨立于所過濾的流體被提供動力時，尚不能用于清潔其中污染物粒子為研磨性的液體，即從該液體移除污染物粒子，例如，珩磨油，磨床冷卻劑、電極放電機加工流體、或來自爐的油淬火流體。這是因為上面安裝了轉(zhuǎn)子的軸承由于研磨性粒子的作用變得非?？焖俚啬p、且需要過于頻繁地被替換。例如，在利用包含著研磨性粒子的液體進行了短至30秒操作之后，該軸承可被磨損到足以防止或至少不利地影響到轉(zhuǎn)子的平衡旋轉(zhuǎn)和繼續(xù)高效的離心分離，且需要被替換。而且，到目前為止，尚不能使用這樣一種分離器(過濾器)來從本身并非潤滑劑的液體移除污染粒子，因為液體通常充當(dāng)用于轉(zhuǎn)子軸承的潤滑流體，以及在自動力分離器的情況下用于轉(zhuǎn)子的驅(qū)動流體。因而，使用這樣的過濾器用于例如從水移除粒子的水凈化目的也是不可行的。本發(fā)明的目的是為了設(shè)計一種離心分離器，其能用于清潔包含研磨性污染粒子的液體或者本身并非潤滑流體的液體。更具體而言，目的是為了設(shè)計這樣一種分離器:其中排除了在待分離的流體與軸承之間的接觸。允許轉(zhuǎn)子相對于固定/靜止部件旋轉(zhuǎn)的軸承布置必須不向待清潔的液體暴露，其在自動力分離器的情況下也為驅(qū)動所述轉(zhuǎn)子的液體。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供一種離心分離器，其包括:基部；從基部直立的基本上豎直的心軸；轉(zhuǎn)子，其安裝于心軸上且限定了包圍著心軸的轉(zhuǎn)子腔室，基部具有用于待過濾的流體的入口通路、且心軸具有軸向內(nèi)孔和源自那里的出口以用于從入口通路向轉(zhuǎn)子腔室供應(yīng)待過濾的流體，且其特征在于，心軸連接到轉(zhuǎn)子以便相對于基部與轉(zhuǎn)子一致地旋轉(zhuǎn)、且用于心軸的軸承設(shè)于固定地安裝到基部上的軸承外殼中，心軸也以將軸承外殼與轉(zhuǎn)子腔室隔離開的方式連接到轉(zhuǎn)子；以及，且一種密封布置在軸承下方的位置且在軸承外殼中被設(shè)置在心軸與基部之間。重要的是，密封布置位于軸承下方，從而使得通過分離器循環(huán)的流體(其通過在旋轉(zhuǎn)部件與固定部件之間的任何密封布置而不可避免地泄漏)由于重力而防止其進入到軸承內(nèi)。僅在心軸安裝到轉(zhuǎn)子上、且相對于基部和軸承外殼旋轉(zhuǎn)的設(shè)計中才能令人滿意地實現(xiàn)這個目的。這與其中心軸固定且轉(zhuǎn)子相對于心軸旋轉(zhuǎn)的常規(guī)設(shè)計的自動力離心分離器不同。還已發(fā)現(xiàn)密封布置最合適地包括軸向密封布置，因為這提供相對較小的軸向接口，減小了摩擦，以便與徑向接口密封相比最小化在轉(zhuǎn)子上的驅(qū)動損失，且最小化由污染物粒子堵塞住的風(fēng)險。本發(fā)明同樣可應(yīng)用于自動力分離器，其中轉(zhuǎn)子具備噴嘴、且由于正從所述噴嘴過濾的流體發(fā)射的反作用力而使得轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，且也應(yīng)用于這樣一種離心分離器:其中轉(zhuǎn)子所借助的并非是通過轉(zhuǎn)子的流體，例如借助于單獨馬達或渦輪而獨立地驅(qū)動。


現(xiàn)將參看附圖以舉例說明的方式進一步描述本發(fā)明，在附圖中，單個圖為根據(jù)本發(fā)明的自動力離心分離器的實用實施例的縱向截面圖。
具體實施例方式如圖所示，自動力離心分離器的此示例性實施例包括基部1，在基部I上剛性地固定著軸承外殼2，軸承外殼2定位了兩個滾動元件軸承3。軸承3支承、定位了轉(zhuǎn)子組件9且允許轉(zhuǎn)子組件9旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子組件9包括心軸4，在心軸4上安裝轉(zhuǎn)子基部5、轉(zhuǎn)子管6、轉(zhuǎn)子蓋7和鎖定環(huán)8，這些部件限定著轉(zhuǎn)子腔室21、且被固定在一起以用于相對于軸承外殼2而一致地旋轉(zhuǎn)。軸承3為標(biāo)準(zhǔn)脂型，其中潤滑脂由低摩擦密封件加以保持、且預(yù)期將要持續(xù)軸承的壽命從而使得不再需要其它潤滑。一對切向?qū)χ玫膰娮?0固定到轉(zhuǎn)子基部5內(nèi)?？梢瞥幕@組件19裝配于由轉(zhuǎn)子組件9所限定的腔室21內(nèi)，且用于在清潔時輔助移除轉(zhuǎn)子內(nèi)含物。該組件19的主要籃部件是由網(wǎng)狀物形成的。覆蓋組件17安裝于轉(zhuǎn)子組件9上方，且借助于夾具18而固定到基部I上。心軸4具有中心內(nèi)孔24，中心內(nèi)孔24從其下端延伸穿過以與位于轉(zhuǎn)子組件9封閉件內(nèi)的鉆孔25相接合，鉆孔25與心軸4的中心內(nèi)孔24成直角。密封套筒11裝配到軸承外殼2內(nèi)，且在豎直方向自由滑動。由螺釘12防止密封套筒11旋轉(zhuǎn)，螺釘12延伸穿過外殼2、且接合到密封套筒11中的豎直槽27內(nèi)。螺釘12到密封套筒11內(nèi)的這種接合也用于防止密封套筒11在豎直方向上偏離軸承外殼2。在此方面，密封套筒11由彈簧13的壓縮力而在向上方向被推壓，彈簧13承座于密封套筒11的底部中、且在它與外殼2之間起作用。
軸向密封布置被設(shè)置于心軸4與軸承外殼2之間。此軸向密封件包括了同軸地裝配于密封套筒11內(nèi)的管狀下密封構(gòu)件14、和同軸地固定到心軸4的下端內(nèi)的管狀上密封構(gòu)件15。在這些密封構(gòu)件14、15之間的接口低于在外殼2中兩個軸承3的高度。由于彈簧13而作用于密封套筒11上的力被傳輸?shù)较旅芊鈽?gòu)件14的上面，下密封構(gòu)件14的上面承靠在上密封構(gòu)件15的下面上。在離心機操作中，當(dāng)然，上密封構(gòu)件15旋轉(zhuǎn)，因為其固定到旋轉(zhuǎn)心軸4的下端內(nèi)，而下密封構(gòu)件14保持靜止，因為其被固定以克服/防止在套筒11中的旋轉(zhuǎn)，套筒11也如已經(jīng)解釋的那樣不可旋轉(zhuǎn)地固定到外殼2中。流體通道從入口端口 16而延伸穿過基部I以經(jīng)由密封套筒11和彈簧13的軸向通路而供應(yīng)流體到下密封構(gòu)件14的內(nèi)孔。流體通路經(jīng)由旋轉(zhuǎn)密封構(gòu)件15的軸向內(nèi)孔、心軸4的交叉鉆孔25和軸向內(nèi)孔24而延伸，以進入封閉的空間，該封閉的空間為轉(zhuǎn)子組件9的轉(zhuǎn)子腔室21。彈簧13的力防止源自入口端口 16的大部分所供應(yīng)流體從介于下密封構(gòu)件14與旋轉(zhuǎn)密封構(gòu)件15之間的接口逸散出來?？蓮慕橛谙旅芊鈽?gòu)件14與旋轉(zhuǎn)密封構(gòu)件15之間的接口逸散出來的那些流體能經(jīng)由軸承外殼2中的鉆孔26而排到基部I。此外，安裝起所述密封布置14、15的構(gòu)件，諸如在圖示示例中的心軸4的下端和密封套筒11，或者在其它實施例中的任何其它中間安裝件，被配置成用以將從接口泄漏的流體向下導(dǎo)向朝向外殼2中的排出開口(鉆孔為26)，其從那里傳遞到離心機的基部I。下密封構(gòu)件14和旋轉(zhuǎn)密封構(gòu)件15需要由合適耐用材料制成以充分耐受源自包含于所供應(yīng)的流體內(nèi)的顆粒物質(zhì)的研磨。特別地，密封接口必須充分地耐磨損以維持在維修或更換密封構(gòu)件之間的長操作時段、且其必須提供低摩擦來最小化轉(zhuǎn)子上的驅(qū)動損失。已發(fā)現(xiàn)陶瓷材料適合于圓柱形密封構(gòu)件14、15，但其它材料或材料組合也可證明為合適的。流體的壓力和其經(jīng)由噴嘴10的切向排放，驅(qū)動了轉(zhuǎn)子組件9且通過離心力來分離粘附到可移除的籃組件19內(nèi)表面上的顆粒物質(zhì)。已分離出了顆粒的流體從基部I排出到貯槽(未圖示)，且可再循環(huán)到入口端口 16。必需每隔一段時間移除轉(zhuǎn)子籃組件19和其中所收集的污染物以進行清潔或替換。夾具18、過濾器覆蓋組件17、鎖定環(huán)8和轉(zhuǎn)子蓋7必須在能移除該可移除的轉(zhuǎn)子籃組件19用于清潔之前被移除。夾具18允許在移除鎖定環(huán)8和轉(zhuǎn)子蓋7之前快速釋放所述覆蓋組件17。下密封構(gòu)件14和旋轉(zhuǎn)密封構(gòu)件15由于相應(yīng)O形環(huán)20的壓縮而通過摩擦在軸向和旋轉(zhuǎn)方向上被保持/固位。在拆卸圖示的布置時，下密封構(gòu)件14和旋轉(zhuǎn)密封構(gòu)件15能在過度磨損時被替換。本發(fā)明并不限于前述實施例的細節(jié)，且在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)設(shè)計細節(jié)中的許多變化是可能的。在本說明書的描述和權(quán)利要求中，詞語“包括”和“包含”和它們的變型表示“包括但不限于”，且它們并不預(yù)期(且并不)排除其它構(gòu)件。在本說明書的描述和權(quán)利要求的全文中，單數(shù)也涵蓋復(fù)數(shù)，除非上下文有其它要求。特別地，在使用不定冠詞的情況下，該說明書應(yīng)被理解為涵蓋復(fù)數(shù)以及單數(shù)，除非上下文有其它要求。
權(quán)利要求
1.一種離心分離器，包括:基部；從所述基部直立的基本上豎直的心軸；轉(zhuǎn)子，其安裝于所述心軸上、且限定著包圍住所述心軸的轉(zhuǎn)子腔室，所述基部具有用于待過濾的流體的入口通路、且所述心軸具有軸向內(nèi)孔和源自那里的出口以用于從所述入口通路向所述轉(zhuǎn)子腔室供應(yīng)待過濾的流體， 其特征在于，所述心軸連接到所述轉(zhuǎn)子，以便相對于所述基部與所述轉(zhuǎn)子一致地旋轉(zhuǎn)，且用于相對于所述基部旋轉(zhuǎn)所述心軸的軸承設(shè)于固定地安裝到所述基部上的軸承外殼中， 所述心軸也以將所述軸承外殼與所述轉(zhuǎn)子腔室隔離開的方式連接到所述轉(zhuǎn)子；以及， 密封布置，單獨于所述旋轉(zhuǎn)軸承，在所述軸承外殼中所述軸承下方的位置處設(shè)于所述心軸與所述基部之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心分離器，其中，所述密封布置包括軸向密封布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的離心分離器，其中，所述軸向密封布置是彈簧加載的。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的離心分離器，其中，所述軸向密封布置包括上圓柱形密封構(gòu)件和下圓柱形密封構(gòu)件，其中的至少一個由彈簧加載為與另一構(gòu)件呈端對端密封接觸。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的離心分離器，其還包括安裝于所述轉(zhuǎn)子腔室中的可移除的籃組件。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的離心分離器，其還包括覆蓋組件，所述覆蓋組件安裝于所述轉(zhuǎn)子上、且由快速釋放的夾具而牢固固定到所述基部上。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的自動力離心分離器，所述轉(zhuǎn)子具備噴嘴，且通過來自所述噴嘴的流體發(fā)射的反作用力而使得所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
8.—種基本上如在上文中參看附圖所描述和如附圖中所示的自動力離心分離器。
全文摘要
為了能對包含著研磨性污染物粒子的流體進行離心過濾，轉(zhuǎn)子軸承(3)必須與傳遞到轉(zhuǎn)子腔室(21)內(nèi)且通過轉(zhuǎn)子腔室(21)的流體隔離開。這通過下面這樣的設(shè)計來實現(xiàn)，其中，心軸(4)連接到轉(zhuǎn)子，以便與轉(zhuǎn)子(5,6,7)一致地相對于基部(1)旋轉(zhuǎn)。用于心軸(4)的軸承(3)設(shè)于軸承外殼(2)中，軸承外殼(2)固定地安裝到基部(1)，且密封布置，優(yōu)選地為彈簧加載的軸向密封件(14,15)，在軸承外殼(2)中軸承(3)下方的位置處設(shè)于心軸(4)與基部(1)之間。
文檔編號B04B5/00GK103118792SQ201180013483
公開日2013年5月22日 申請日期2011年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月11日
發(fā)明者N.伯福特, A.費爾, K.德沃拉策克, N.福爾克斯, J.L.米爾斯 申請人:曼·胡默爾有限公司