一種直驅(qū)式離心分離設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種直驅(qū)式離心分離設(shè)備，屬于離心機(jī)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在實(shí)驗(yàn)室小試和中試研究以及工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，我們經(jīng)常會(huì)遇到需要將固液混合物進(jìn)行徹底分離并洗滌固體，以獲得符合要求的固體或液體的情況。工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常使用的固液分離設(shè)備就是各種各樣的離心機(jī)，特別是三足式離心機(jī)。但是，目前由工業(yè)生產(chǎn)用離心機(jī)經(jīng)過(guò)小型化改進(jìn)而來(lái)的設(shè)備還是顯得過(guò)于笨重、噪音和振動(dòng)太大、離心轉(zhuǎn)鼓不能根據(jù)需要更換大小或更換特別不容易，因而不適合實(shí)驗(yàn)室小試和中試的要求。
[0003]在實(shí)驗(yàn)室研究中，可供我們選用的設(shè)備主要是各種規(guī)格的臺(tái)式離心機(jī)或布氏漏斗加抽濾瓶的組合，特別是布氏漏斗加抽濾瓶的組合使用最為普遍。但是使用布氏漏斗過(guò)濾分離固液混合物也存在許多弊端，甚至于即使采用相同的原料和工藝，由于每個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)、操作技巧等的差異，導(dǎo)致其所獲得產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量上的顯著差異、甚至不合格，特別是在固液混合物中含有油狀雜質(zhì)、有色雜質(zhì)或者二者皆有時(shí)更是如此。即使是同一個(gè)人不同批次的產(chǎn)品也可能出現(xiàn)質(zhì)量上的顯著差異、甚至不合格。具體地講，引起這種差異的主要因素有以下幾個(gè)方面:⑴抽濾時(shí)加料不均勻；⑵手工壓緊固體時(shí)不均勻；⑶洗滌雜質(zhì)不均勻；⑷真空度的差異(不能從始至終保持恒定)等所引起。而更加令人遺憾的是:無(wú)法模擬生產(chǎn)中的實(shí)際情況，并提前為生產(chǎn)提供必要的離心分離操作數(shù)據(jù)。
[0004]對(duì)于臺(tái)式離心機(jī)，多數(shù)情況下指的是離心沉淀機(jī)，其并不能實(shí)現(xiàn)固液混合物中固體與液體的徹底分離和良好洗滌并去除雜質(zhì)。為了實(shí)現(xiàn)固液混合物中固體與液體的徹底分離和良好洗滌并去除雜質(zhì)這個(gè)目的，人們發(fā)明了各種改進(jìn)的固液分離料筒。盡管如此，臺(tái)式離心機(jī)仍然具有比較致命的缺陷:⑴不能在線(xiàn)清洗固體:即轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)情況下進(jìn)行固體的洗滌，無(wú)法模擬生產(chǎn)中的實(shí)際情況，并提前為生產(chǎn)提供必要的離心操作數(shù)據(jù)；⑵不能在線(xiàn)加料:即轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)進(jìn)行加料；⑶必須要有精密的配平料筒方可進(jìn)行離心操作，單個(gè)樣品無(wú)法離心；⑷料筒的裝載量受到一定的制約，不能很好地滿(mǎn)足各種需要。為了去掉臺(tái)式離心機(jī)的這些致命缺陷，人們?yōu)槠潆x心轉(zhuǎn)子配備了清洗液分配器如公開(kāi)號(hào)JP142691/2002或連續(xù)加料裝置如公開(kāi)號(hào)CN2030910(申請(qǐng)?zhí)朇N87214144)，導(dǎo)致臺(tái)式離心機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步復(fù)雜化和價(jià)格昂貴，不利于推廣使用。即使經(jīng)過(guò)上述改進(jìn)，缺陷⑶依然存在。
[0005]實(shí)驗(yàn)室小試和中試的一個(gè)主要特點(diǎn)就是:經(jīng)常需要在不同品種或不同批號(hào)的產(chǎn)品之間進(jìn)行切換，這就需要對(duì)離心轉(zhuǎn)鼓進(jìn)行快速的更換，對(duì)離心液體收集腔進(jìn)行快速的清洗驗(yàn)證。而現(xiàn)有的各種離心機(jī)或固液分離機(jī)都存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、離心轉(zhuǎn)鼓的固定和取出不易，同時(shí)離心機(jī)的清洗也費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且制造工藝復(fù)雜、價(jià)格不菲，維修、維護(hù)費(fèi)用高等等各種缺陷或弊端，不能更好地滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)室小試和中試中固液混合物徹底分離的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種直驅(qū)式離心分離設(shè)備，其可以克服現(xiàn)有的各種離心機(jī)或固液分離機(jī)存在的各種缺陷或弊端，更好地滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)室小試和中試中固液混合物徹底分離的需要。
[0007]為了克服現(xiàn)有的各種離心機(jī)或固液分離機(jī)存在的各種缺陷或弊端，本發(fā)明提供了一種直驅(qū)式離心分離設(shè)備，在結(jié)構(gòu)上所采取的措施包括:
[0008]該設(shè)備包含具下列特征的(A)離心轉(zhuǎn)盤(pán)或離心轉(zhuǎn)筒、(B)離心轉(zhuǎn)鼓或離心轉(zhuǎn)子、(C)離心液體收集腔、(D)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)部件。所述包含一個(gè)部件特指(C)、(D)中的任一部件；所述包含兩個(gè)部件特指部件(C)與部件(D)的組合，或部件(A)與部件(B)兩者之間的自由組合，或部件(B)與具連接結(jié)構(gòu)電機(jī)轉(zhuǎn)子的組合；所述包含多個(gè)部件特指部件(A)與(B)自由組合后，再與部件(C)、(D)中的一個(gè)或兩個(gè)自由組合。其中:
[0009]⑷離心轉(zhuǎn)盤(pán)或離心轉(zhuǎn)筒:
[0010]其固定于電機(jī)軸上，離心轉(zhuǎn)盤(pán)或離心轉(zhuǎn)筒具有可與離心轉(zhuǎn)鼓或離心轉(zhuǎn)子互相配合從而實(shí)現(xiàn)二者之間固定的螺紋、凸起、凹槽、卡槽、卡扣或通孔，或螺紋、凸起、凹槽、卡槽、卡扣或通孔兩者之間或多者之間的復(fù)合型連接結(jié)構(gòu)；
[0011]其中離心轉(zhuǎn)盤(pán)或離心轉(zhuǎn)筒可以為獨(dú)立部件(具體見(jiàn)實(shí)施例1);離心轉(zhuǎn)盤(pán)或離心轉(zhuǎn)筒也可以與電機(jī)轉(zhuǎn)子融為一體，此時(shí)連接離心轉(zhuǎn)鼓或離心轉(zhuǎn)子的連接結(jié)構(gòu)直接位于電機(jī)轉(zhuǎn)子上(實(shí)施例2、3、4、6);當(dāng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)為外轉(zhuǎn)子電機(jī)或盤(pán)式電機(jī)時(shí)，離心轉(zhuǎn)盤(pán)或離心轉(zhuǎn)筒更可以與離心轉(zhuǎn)鼓、電機(jī)轉(zhuǎn)子三者整體成型(實(shí)施例5)；
[0012]附圖1圖示了幾種常見(jiàn)連接結(jié)構(gòu)的離心轉(zhuǎn)盤(pán)，其中的連接結(jié)構(gòu)包括凸起(1-2、
1-4、1-6)、通孔(1-8、1-9)、卡槽(1-10);附圖5 (包括附圖5_1至附圖5_6)圖示了幾種常見(jiàn)連接結(jié)構(gòu)的電機(jī)空心轉(zhuǎn)子，其中的連接結(jié)構(gòu)包括凸起(5-3、5-4、5-6)、卡槽(5-7);
[0013](B)離心轉(zhuǎn)鼓或離心轉(zhuǎn)子:
[0014]其固定于離心轉(zhuǎn)盤(pán)上或離心轉(zhuǎn)筒內(nèi)并與離心轉(zhuǎn)盤(pán)或離心轉(zhuǎn)筒同速、同軸旋轉(zhuǎn)；離心轉(zhuǎn)鼓或離心轉(zhuǎn)子具有可與離心轉(zhuǎn)盤(pán)或離心轉(zhuǎn)筒互相配合從而實(shí)現(xiàn)二者之間固定的螺紋、凸起、凹槽、卡槽、卡扣或通孔，或螺紋、凸起、凹槽、卡槽、卡扣或通孔兩者之間或多者之間的復(fù)合型連接結(jié)構(gòu)；
[0015]其中離心轉(zhuǎn)鼓可以具有獨(dú)立頂蓋或其頂蓋同時(shí)密封離心液體收集腔(實(shí)施例6、7);其中離心轉(zhuǎn)鼓可以是獨(dú)立部件，也可以與離心轉(zhuǎn)盤(pán)或離心轉(zhuǎn)筒、電機(jī)轉(zhuǎn)子三者作為一個(gè)整體而一體成型制造(實(shí)施例5);
[0016]其中離心轉(zhuǎn)鼓的直徑與其用于離心分離固液混合物的有效高度之比優(yōu)選為2?10，更優(yōu)選的比值為2?5 ;
[0017]附圖2(包括附圖2-1至附圖2-3)圖示了幾種常見(jiàn)連接結(jié)構(gòu)的離心轉(zhuǎn)鼓，其中的連接結(jié)構(gòu)包括凸起(2-4、2-7)、卡槽(2-8);附圖3(包括附圖3_1至附圖3_3)圖示了幾種常見(jiàn)連接結(jié)構(gòu)的離心轉(zhuǎn)子，其中的連接結(jié)構(gòu)包括凸起(3-3、3-5)、卡扣(3-4);附圖4(包括附圖4-1至附圖4-3)則圖示了離心轉(zhuǎn)盤(pán)或離心轉(zhuǎn)筒上的連接結(jié)構(gòu)與離心轉(zhuǎn)鼓或離心轉(zhuǎn)子上的連接結(jié)構(gòu)二者之間相互作用進(jìn)而實(shí)現(xiàn)固定的三種典型情況；
[0018](A)與(B)之間選擇何種連接結(jié)構(gòu)根據(jù)具體情況確定。
[0019](C)離心液體收集腔:
[0020]其位于離心轉(zhuǎn)鼓或離心轉(zhuǎn)子的外部，由設(shè)置在該腔壁內(nèi)側(cè)的冷卻盤(pán)管(冷源外接)構(gòu)成的冷卻系統(tǒng)、基座與金屬底座，或者與電機(jī)金屬外殼、端蓋，或者與定子總成以熱固性或熱塑性塑料一體成型而構(gòu)成的內(nèi)部空腔；其腔壁頂部可以沿徑向向內(nèi)延伸，形成的圓環(huán)形頂部其內(nèi)徑不大于離心轉(zhuǎn)鼓外徑，圓環(huán)形頂部靠空腔一側(cè)與腔內(nèi)壁形成弧型過(guò)渡；
[0021]或者離心液體收集腔由電機(jī)空心轉(zhuǎn)子的空心腔構(gòu)成；
[0022](D)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng):
[0023]其電機(jī)端蓋或金屬底座可以沿徑向向外然后沿軸向向上延伸構(gòu)成離心液體收集腔的金屬增強(qiáng)內(nèi)壁，電機(jī)轉(zhuǎn)子優(yōu)選懸臂連接于電機(jī)軸上，優(yōu)選電機(jī)高度小于其寬度或直徑；電機(jī)定子總成與轉(zhuǎn)子總成優(yōu)選全塑封密閉結(jié)構(gòu)；
[0024]所述(A)、⑶中論述的螺紋、凸起、凹槽、卡槽、卡扣、通孔或它們兩者或多者之間的復(fù)合型連接結(jié)構(gòu)是以電機(jī)軸為中心、沿圓周方向設(shè)置并沿軸向延伸，其軸向的高度或深度大于其徑向的寬度或半徑，其中凸起、凹槽、卡槽、卡扣或通孔的橫切面圖形優(yōu)選軸對(duì)稱(chēng)或中心對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)圖形。
[0025]所述(A)、(B)中論述的可互相配合從而實(shí)現(xiàn)二者之間固定的連接結(jié)構(gòu)可以設(shè)置于離心轉(zhuǎn)盤(pán)或離心轉(zhuǎn)筒上(附圖1)，比如離心轉(zhuǎn)盤(pán)的上表面、下表面、外圓周面、內(nèi)圓周面或離心轉(zhuǎn)筒的內(nèi)表面、端面；可以設(shè)置于電機(jī)轉(zhuǎn)子上，比如電機(jī)外轉(zhuǎn)子的外表面(實(shí)施例2)、端部(實(shí)施例8)，或電機(jī)空心轉(zhuǎn)子的內(nèi)部(實(shí)施例6)、底部(實(shí)施例7)、端部，或電機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)子的端部(實(shí)施例3)，或盤(pán)式電機(jī)轉(zhuǎn)子外表面(實(shí)施例4)、端部；可以設(shè)置于離心轉(zhuǎn)鼓(附圖2)或離心轉(zhuǎn)子(附圖3)上，比如離心轉(zhuǎn)鼓或離心轉(zhuǎn)子的外表面、上端部、下端部、底部外表面；
[0026]所述(B)中論述的離心轉(zhuǎn)鼓本體部分(由圓形底部和壁上具規(guī)則通孔的圓筒構(gòu)成)和頂蓋，三者之間為整體結(jié)構(gòu)；或者頂蓋為獨(dú)立部件并僅僅密封離心轉(zhuǎn)鼓；更或者該頂蓋同時(shí)密封離心轉(zhuǎn)鼓和離心液體收集腔。
[0027]所述(B)中論述的離心轉(zhuǎn)鼓直徑與其用于離心分離固液混合物的有效高度之比優(yōu)選為2?10，更優(yōu)選的比值為2?5，比值的大小由轉(zhuǎn)鼓直徑?jīng)Q定。當(dāng)離心轉(zhuǎn)鼓的直徑越大時(shí)，這個(gè)比值越接近2 ;當(dāng)離心轉(zhuǎn)鼓的直徑越小時(shí)，這個(gè)比值越接近10。這個(gè)相對(duì)于工業(yè)離心機(jī)更大的比值(工業(yè)離心機(jī)一般為1.5?2.0)，可以增加離心時(shí)轉(zhuǎn)鼓中固體物料受到的離心力，同時(shí)增加離心時(shí)轉(zhuǎn)鼓中固體物料的徑向厚度，這對(duì)洗滌時(shí)徹底去除產(chǎn)品中的雜質(zhì)非常有利，也對(duì)轉(zhuǎn)盤(pán)或轉(zhuǎn)筒上連接結(jié)構(gòu)的布置、轉(zhuǎn)鼓的制造和使用時(shí)的更換有利。
[0028]所述(C)中論述的離心液體收集腔為冷卻盤(pán)管、基座與電機(jī)金屬外殼、電機(jī)端蓋，或者與金屬底座，或者與電機(jī)定子總成以熱塑性或熱固性塑料一體成型而構(gòu)成的內(nèi)部圓形空腔，該直驅(qū)式離心分離設(shè)備主體作為一個(gè)整體，優(yōu)選采用一體成型工藝技術(shù)整體制造。其一體成型材料優(yōu)選金屬與工程塑料相結(jié)合的材料，更優(yōu)選熱固性工程塑料中的不飽和聚酯玻璃纖維增強(qiáng)模塑料(簡(jiǎn)稱(chēng)DMC或BMC)與鋼或鋁的復(fù)合材料。單純的金屬成型材料可以增加電機(jī)的選擇范圍，同時(shí)離心腔的安全系數(shù)也很高，但是不利于防腐和維修保養(yǎng)；單純的工程塑料則電機(jī)的選擇范圍有限制，離心腔的安全系數(shù)相對(duì)降低。因此，金屬與工程塑料相結(jié)合的材料，特別是BMC與鋼或鋁的復(fù)合材料，綜合了二者各自的優(yōu)點(diǎn)，為最佳的使用材料。
[0029]所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，當(dāng)離心轉(zhuǎn)盤(pán)或離心轉(zhuǎn)筒為獨(dú)立部件(附圖6)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)位于離心液體收集腔(6-17)的底部外側(cè)中央時(shí)，其電機(jī)外殼、端蓋(6-13)及其延伸段、基座(6-9)、定子總成￠-8)以塑封料一體成型構(gòu)成離心液體收集腔的腔壁￠-3)，其底部中央圍成容納上、下軸承(6-19、6-22)及電機(jī)軸(6-20)的圓形空腔；電機(jī)轉(zhuǎn)子懸臂連接于電機(jī)軸上；其驅(qū)動(dòng)電機(jī)的金屬外殼或端蓋也可以沿徑向向外延伸至離心液體收集腔內(nèi)壁然后再沿軸向向上延伸