专利名称：离心机的密封布置的制作方法
技术领域：
本发明涉及可转动吊篮(basket)的驱动轴轴承的方案以及该轴承的密封。可转动吊篮为离心机的部件，尤其是立式刮刀离心机的部件。
背景技术：
这种类型的离心机是将固体/液体混合物分离成其固体和液体组分的装置的实例。在离心期间，将固体组分从液体分离的分离过程中，将固体/液体混合物旋转。作用在固体和液体上的离心力导致了沉积速度的提高。与由作用在颗粒上的重力引起混合物的固体组分的沉积相反，通过垂直于旋转轴平面内离心力的作用，固体颗粒远离旋转轴。颗粒收集在绕着旋转轴可旋转地对称安装的过滤器中。在大多数情形中，过滤器布置在以圆柱方式制成的吊篮的套中，或者可选择地，吊篮本身设计成过滤器。吊篮包括液体通道口，液体从套的外壁沿离心机固定壳的方向抛离。离心机中对于固体/液体混合物中固体组分分离的分离过程中发生的步骤如下离心机通过注入装置例如注入管充满溶液，溶液中包含要分离的固体颗粒。该溶液输送进吊篮的内部。在下一步骤中，发生离心步骤以将液体从固体颗粒分离。颗粒可以饼的形式沉积在吊篮外壁的内侧，液体通过为此目的设置在吊篮中的孔排出，并收集在吊篮周围的容器内。通过清洗步骤可清理掉滤饼中的溶剂残余。清洗液被喷洒在滤饼上。通过旋转将清洗液甩出滤饼。另外，通过清洗步骤清洗掉了滤饼中存在的所有溶剂残余。出于健康原因或生态原因，或者从考虑产物易燃性及其进一步加工能力的观点，在许多情况下，滤饼中这种类型的溶剂无法检测到。在清洗步骤之后，从吊篮的外壁内侧去除滤饼，以技术术语称之为刮除。为此，刮除装置沿着缓慢旋转的吊篮的内壁移动，从而去除滤饼。在立式刮刀离心机中，滤饼通过离心机底部的口向下排出，离开离心空间。随后，清洗吊篮的外壁内侧，使得可去除残留层。
从现有技术可知用于立式离心机可旋转吊篮的密封布置，其中立式离心机包括沿着可旋转吊篮基本垂直的旋转轴布置的驱动轴。吊篮包括篮毂，篮毂可旋转地固定连接到驱动轴上，并支撑可旋转吊篮。第一轴承用于吸收通过吊篮的旋转运动引起的力。至少一个第二轴承用于吸收沿旋转轴方向作用的力。驱动轴被轴颈支撑在离心机的固定壳部分中，其在下面称为槽管。槽管沿着驱动轴的至少一部分延伸。第一和第二轴承布置在驱动轴与槽管之间。
从现有技术还可知道，在固定槽管与旋转篮毂之间设置间隙。在驱动轴连接到存储吊篮毂的末端布置力传递轴承。在驱动轴该末端附近布置导向轴承，并将导向轴承连接到驱动装置。通常用凸缘将V形带皮带轮连接到驱动轴的这一端，V形带皮带轮支撑受电机驱动的V形带。因此，导向轴承位于驱动轴与槽管之间。从而槽管的内径只略小于连接到驱动轴的轴承的外径。
根据现有技术的密封布置的问题是轴既遭受扭转应变，又遭受弯曲应变。另外，轴还必须吸收通过存储吊篮的运动给轴带来的动态力。尤其是对于速度范围在700至2700rpm的高速运行离心机，高的交变弯曲应力导致需要尺寸足够大的轴。从而所需的轴直径需要相应地选择大的轴承，这也使得篮毂的内径更大。因此，在现有技术的方案中，由于轴承内径而导致的相当大的圆周速度，所以必须将轴承直接布置在轴上。另外，密封必须同样地直接布置在轴上，或者通过具有尽可能小的直径并可沿着轴移动的套筒布置在轴上。由于所需允许轴径导致圆周速度提高，从而产生高摩擦热甚至无法通过密封的润滑脂减小至允许的量，使得密封材料损坏。即使是PTFE的唇状密封，使用润滑脂也只能抵抗至250℃的温度范围，在超过上述范围发生化学反应而损坏(密封燃烧)。
现有技术的结构方案是将密封直接布置在轴靠近吊篮悬挂的地方，从而确保密封区域的圆周速度低于密封允许的最大圆周速度。通过这种结构限制获得了一种方案，其中密封布置在轴与固定壳部分之间，固定壳部分是下文中称为槽管的部件。密封直接布置在轴承附近，使得轴被密封的部分尽可能地限制为在驱动侧轴承与靠近存储吊篮悬挂的(多个)轴承之间的部分。因此，该密封具有密封轴承防止杂质和防止轴承润滑所需的润滑油排出的功能。润滑油通过槽管内部的润滑油孔输送至轴承。由于这些润滑油孔的制造费力和/或成本高，所以是不利的。尤其对于其轴总长超过1000m的大尺寸离心机，从技术方面来讲，小直径长通道的孔加工复杂。另外，这些孔必须设计成使得消除操作中的堵塞因为否则在一定环境下必须拆卸存储吊篮和轴承本身来清洗润滑油孔。
另一个缺点基于以下事实，由于根据现有实施例的间隙，所有各类的杂质都可进入轴承空间。由于在离心机卸料时或者通过冲刷或清洗剂进入间隙的颗粒，尤其会出现这些杂质。在变换产品时，必须冲刷整个离心机空间。浸没离心机内部空间，使得灰尘、杂质等等可进入篮毂与槽管之间的间隙并保留在那里，从而在可旋转吊篮与槽管之间其中间的空间可填满。结果，尤其是对于硬的水晶产品，不只由于升高的摩擦阻力难以起动，而且由于运行期间带出间隙的污垢颗粒还会发生污染产品的情况，其中由于运行中的动态力，升高的摩擦阻力会给轴承施加力，从而产生不允许的轴承应变，轴承应变在极限情况下导致轴承故障。特别是对于食品工业和药物产品，必须完全去除对产品的污染。但是，使用根据现有技术的结构方案，存储吊篮毂与槽管之间必然存在间隙。在另一方面，由于会出现上述问题，吊篮的圆周速度高，所以无法密封间隙。在另一方面，由于存储吊篮以悬臂的方式支撑在轴上，结果运行中存储吊篮会绕其静止位置偏移几毫米，所以无法成功密封。但是，具有最高性能的唇状密封在1000rpm时允许最大0.1mm的动态偏心。随着速度的升高，该偏心进一步降低，使得在3000rpm时只能忍受最大0.05mm。在前面描述的基础上，结果是现有的结构方式无法避免槽管与篮毂之间的开口间隙。
杂质的另一个问题是可影响轴承座所有部分的腐蚀，尤其是当不将吊篮从驱动轴或甚至轴承座分开就不易检察这种类型的杂质所引起的堵塞时，其中轴承座为槽管、轴承、密封以及用于这些组件的固定和对中的连接部件的总称。当作用于操作介质的腐蚀是极酸性或极碱性时，这种腐蚀还会影响轴承的密封，使得还会在长期运行时影响密封，从而无法确保轴承的长期密封。一般来讲PFTE密封确实可显著地抵抗化学物品，但是磨蚀颗粒与化学反应物质结合，尤其是当这类高反应物质持久长期地作用于密封上时，通过由于高圆周速度引起的摩擦力，对所有密封都产生高应变。
因此从现有技术可知，在圆柱形转筒毂与轴承座之间的间隙中设置冲洗喷嘴。由于轴承座中有限的可用空间，这些冲洗喷嘴的布置是复杂的。另外，由于杂质引起的堵塞而使冲洗喷嘴不可用，使得即使使用该改进的方案，仍会出现上述所有问题。由于上述原因，因为其间隙不易访问进行清洗从而不易检察，因此必定相应地预计长的整修时间，所以冲洗和/或浸没篮毂与轴承座之间的中间空间是不利的。例如对于在药物工业或食品工业中所使用的产品，只有当证明在加工产品的设备中检测不到前一批或其它杂质的痕迹时，才可更换产品。因此，应当尽量避免其中会聚积残留产品和/或杂质的间隙。如果由于结构原因无法消除这种间隙，如前面离心机实例所示的，那么根据药物产品或药物产品的前体阶段的规定，必须通过再现间隙中实际关系的分析方法证明间隙的完全清洁，例如通过确定杂质的浓度和/或成分。在这种测试的框架下，例如，从界定间隙的一个表面摄取样本，通过实验室分析确定其纯净度。
实际上对于根据现有实施例的离心机，在不完全拆卸其吊篮和轴承座的情况下，无法进行这种分析。轴承座的设计是通过在超临界速度范围内和多次经过驱动轴临界速度的运行引起的机械应变预先设定的。因此，确保运行中所需的运行平顺行需要最大可能地考虑轴承座和吊篮的拆卸。新产品的总修整时间，包括前述清洗和分析，构成了其周期时间的大部分，或者说是主要部分，尤其是当不得不离心分离小批量不同类型的产品时。因此，离心机保持了长期的非生产性未运行状态，导致了重要的成本缺点。
发明内容
因此，本发明的目的是遮蔽圆柱形篮毂与轴承座之间的中间空间，使得阻止杂质进入中间空间。
本发明的另一个目的是减小作用在轴上的分力。
通过权利要求1的特征部分可满足所述目的。根据权利要求1的用于绕着旋转轴布置的离心机吊篮的密封布置包括所述吊篮，其通过篮毂和所述吊篮的悬挂可旋转地固定连接到驱动轴上，其中所述驱动轴连接到驱动单元上在轴承座中沿所述旋转轴延伸。在所述篮毂与所述轴承座之间在驱动侧上设有用于密封所述轴承座与所述篮毂之间间隙的密封。
在运行状态中，结合的静力与动态力作用在驱动轴上。动态力包括随时间变化的力。但是，不平衡力还会经历由运行引起变化，尤其是具有下列原因的运行。在固体/液体混合物的分离过程中，滤饼沉积在吊篮内，不可期望滤饼总是均匀分布在吊篮的整个周围。因此，滤饼的质心通常并不位于吊篮的对称轴，即驱动轴的旋转轴处。这种通常随沉积程度的升高而增大的动态力，即随时间变化的力通过轴承引进槽管，使得驱动轴不必吸收这个力，如下文在优选实施例中所述的。
根据密封布置的优选实施例，所述吊篮支撑在所述轴承座中，使得由动态力引起的轴承力基本上从所述驱动轴断开。
根据优选实施例，为密封布置设置至少一个第一轴承，用于接收由所述吊篮的旋转运动引起的动态力，并设置至少一个第二轴承，用于引导所述驱动轴。
根据优选实施例，所述密封布置包括轴承座和围绕所述驱动轴同轴布置的槽管。在所述槽管与所述篮毂之间布置所述轴承中至少一个。
根据密封布置的优选实施例，所述篮毂通过所述吊篮的所述悬挂可旋转地固定连接到所述驱动轴的第一端。在所述驱动轴第二端或槽管的附近至少布置所述第二轴承，所述第二端可连接到驱动单元。
根据密封布置的优选实施例，所述驱动轴沿着基本上垂直的所述旋转轴布置。特别地，所述驱动轴具有在从10至300mm范围内的轴径，具体地所述轴径处于10与150mm之间，优选地在从50至150mm的范围内，并且所述驱动轴具有从400至1500mm的长度，特别地从400至1000mm，具体地从500至800mm，优选地从600至700mm，所述吊篮直径处于从300至2500mm的范围内，特别地从300至2000mm，优选地处于从400至1600mm的范围内。
由于所述轴承的布置，所述轴承套的水平力和不平衡力由所述槽管吸收。实质上可将驱动轴设计来吸收在所述离心机的起动和停止时由所述驱动装置引入的扭转力，结果充分地减小了轴径，使得与原始轴径相比，其轴径可减小至三分之一。
由于轴径的减小，导致所述槽管的直径更小以及圆周速度更低，这在一方面，有利于轴承工作寿命的延长，在另一方面，充分地降低了所述槽管与所述驱动轴和/或篮毂上要密封的静止和运动工作表面之间的圆周速度，使得获得全新的密封布置。
所述篮毂支撑在所述槽管上，这不仅仅导致所述篮毂运行性能的提升，因为所述篮毂可支撑在所述槽管的整个长度上，从而确保了所述篮毂的导向。所述篮毂通过所述槽管中的篮毂支撑被沿着其整个长度支撑。该支撑导致所述篮毂与所述槽管之间可实现更加精密的公差，使得能够完全密封所述篮毂与所述槽管之间的间隙。由于可消除篮毂的悬臂支撑，所以通过这种支撑能够提高所述篮毂的运行平顺性。
减小的外径还导致圆周速度的降低，使得降低了运行状态中产生的摩擦热，从而间隙的密封可使用唇状密封。
所述吊篮的转速处于从500至3000rpm的范围内。从750至1600rpm的范围是特别优选的，使用普通的轴承润滑油被认为足以提高至900rpm，油润滑的轴承能够超过900rpm使用。
根据密封布置的优选实施例，所述间隙至少从所述第一轴承延伸至所述第二轴承。
根据优选实施例，所述吊篮包括至少一个位于所述间隙附近用于将滤饼输出的排出口，所述排出口通过所述密封防止灰尘和/或颗粒和/或液滴和/或气体穿过。
根据密封布置的优选实施例，轴承润滑可通过所述槽管中的孔进行，所述孔可连接到所述离心机吊篮外部的润滑油供给装置。
根据密封布置的优选实施例，密封布置在运动工作表面与相对布置的静止工作表面之间，其中所述运动工作表面形成在所述篮毂的套表面上，所述静止工作表面形成在所述槽管的套表面上。
根据密封布置的优选实施例，所述密封中至少一个制成为轴密封和/或唇状密封和/或圆周密封。
根据密封布置的优选实施例，所述唇状密封围绕所述篮毂的外套表面布置。
根据密封布置的优选实施例，在运行状态中，在具有润滑脂的情况下所述密封与所述运动工作表面的接触表面处圆周速度低于100m/s，特别地低于75m/s，具体地低于50m/s，优选地低于40m/s，和/或在无润滑运行时达到10m/s的最大值，特别地达到5m/s的最大值，优选地达到1m/s的最大值。
根据密封布置的优选实施例，设有吹扫(intertisation)装置，用于产生和维护所述篮毂内由密封所封闭和空间中的惰性气氛。
特别地，立式离心机可设置根据前述实施例中一个的密封布置。立式离心机特别适于频繁改变产品规格的中小批量生产，而卧式过滤刮除离心机优选地用于长期运行中恒定悬浮液的大批量生产。过滤离心机的应用领域覆盖了颗粒尺寸从0.1至10000μm的范围，特别是从1至5000μm的范围，优选地为1至1000μm的范围。特别地，要离心的悬浮液具有超过10％的固体含量，优选地超过20％，具体地超过25％。
由于滤饼材料是种小的、轻的颗粒(例如细尘或乳液等)，所以其总是能移进存储吊篮毂与驱动轴槽管之间的间隙，故对顶排和底排的立式离心机均会出现这类密封问题。
参考附图，对本发明进行更加详细地描述。其中图1是现有离心机的密封布置；图2是通过根据本发明的离心机的密封布置的截面；图3是根据图2的密封布置的详图；图4是根据本发明具有驱动单元的立式离心机的全视图。
应事先声明，超过100的附图标记属于现有技术中已经公开的实施例。
具体实施例方式
在图1中所示的现有技术的优选实施例中，密封布置包括吊篮101，该吊篮101通过悬挂121可旋转地固地连接到驱动轴103上。在该实施例中，悬挂121位于驱动轴具有圆锥形状的第一端110处。其圆锥形状选择成使由切口效应引起驱动轴103的削弱现象尽可能地低。驱动轴103每一直接的直径过渡都称为削弱现象，其在施加载荷的情况下导致局部载荷峰值，这些载荷峰值相当于切口效应。驱动轴不只必须吸收吊篮101的总载荷以及扭转力，而且还要吸收由于吊篮和/或驱动轴103本身的旋转运动所引起的动态力。这些动态力给驱动轴带来周期性波动的交变弯曲应力，可导致疲劳破坏，由于已知这种类型的疲劳破坏常常在具有小过渡半径的结构切口(例如，轴肩)处开始。悬挂121借助于固定元件138固定以克服旋转。固定元件138通过盖139定位。驱动轴借助于未更详细示出的驱动单元112可绕着其旋转轴106旋转。这样，驱动轴103的旋转可通过吊篮101的悬挂121传递至篮毂102和/或通过肋结构126传递至吊篮的套。因此，吊篮101制成旋转对称部件，其旋转轴线与驱动轴的旋转轴106重合。
驱动轴103由轴承座122轴颈支撑，其中除了轴承(107，108，109)之外，轴承座122还包括槽管104。轴承座122还包括密封118，在所示实施例中具有三个顺序地布置的轴密封。密封118接收在接收装置120中，该接收装置120通过螺纹连接130固定到槽管上。接收装置120设计成具有一系列的凸缘，每个凸缘都接收一个轴密封，使得装配时，凸缘可彼此没有间隙地叠置，并且可借助于末端元件131和/或套筒元件对可能存在于间隙113中的杂质密封。密封作用还包括对用于润滑轴承的润滑油到间隙113中的排放进行密封。在凸缘之间和/或凸缘与末端元件131或套筒元件133之间可设置密封元件132，例如O形圈。可旋转地固定连接到驱动轴103的连接元件134设置有工作表面，该工作表面的表面质量设计成使得用作轴密封的密封118可在该表面上滑动，而不会由于摩擦热以不允许的方式发热。由于该连接元件134上工作表面的制造可比在驱动轴本身上更简单并更节省成本地实现，所以在连接元件134上布置工作表面是有利的。但是，不得不设置用于连接元件134的定位元件135，其允许将连接元件134固定在驱动轴上。对于该连接元件的形状和位置公差具有高的要求，因为在另一方面必须确保驱动轴与连接元件134之间没有中心偏移，使得确保了密封的密封效果，并且在任一点都不会有导致密封效果降低和/或密封过热的不允许按丈夫压力作用在密封上。在另一方面，可使连接元件134的质量分布使得其质心位于驱动轴的旋转轴106上，从而不会给驱动轴带来动态力，尤其不会带来不平衡力。所需的制造精度导致整个轴承座变得更加昂贵。
另外还必须提供清洗的可能性，以便借助于可连续使用的冲洗处理周期性地清洗间隙113的杂质或防止杂质进入间隙113。在所示的实施例中，示出了供给清洗剂的供给口，其设计成管子136，清洗剂通过管子136引入设置在轴承座122中接收装置120与末端元件131之间的外围孔137中。还需要另外的密封元件132以密封外围孔137，使得避免清洗剂渗入轴承区域。在末端元件131中设置有喷嘴(未示出)，使得清洗剂可排入间隙113中。
替代周期性清洗，还可设置成将惰性气体通过所述管子136和外围孔137借助喷嘴持续地引进间隙113。使用惰性气体持续地冲洗间隙，使得通过冲洗流将杂质从间隙113带出。当反应介质经历离心作用存在不期望的化学反应甚至爆炸的风险时，使用这种替代。
根据图2所示本发明密封布置的实施例由离心机(尤其是具有底部卸料的立式离心机)的吊篮1组成，所述吊篮1通过篮毂2绕着旋转轴6可旋转地布置，并通过篮毂2和吊篮1的悬挂21可旋转地固定连接到驱动轴3上，其中驱动轴3连接到驱动单元12上在轴承座(4，7，8，9，20，24)中沿旋转轴6延伸。在篮毂2与轴承座(4，7，8，9，20，24)之间的驱动侧上设有用于密封轴承座(4，7，8，9，20，24)与篮毂2之间间隙13的密封(18，19)。
在图2和图3所示的优选实施例中，密封布置包括吊篮1，其通过悬挂21可旋转地固定连接到驱动轴3上。在该实施例中，悬挂21位于驱动轴具有圆柱台肩的第一端10上。悬挂借助于键可旋转地固定连接到驱动轴3的第一端10上。由于键连接在制造中耗力少，从而其制造更加节省成本，所以优选键连接。由于吊篮的动态力和/或准静态力从由上述驱动单元施加到驱动轴的扭转力的断开，所以驱动轴最多只受到相对扭转力而言无关紧要的交变弯曲应力，使得可避免结构切口的不允许的应变。因此，在驱动轴的设计中可使用节省成本的构造选择方案，这些选择方案在现知的驱动轴中由于其组合应变而无法获得。对于这点可选择地，将存储吊篮1的悬挂21的座制成具有圆锥形状，例如现有技术的实施例中所公开的。其圆锥形状选择成使由切口效应引起的削弱现象尽可能地低。驱动轴形状必须有效地吸收吊篮1的总载荷以及扭转力，和当驱动轴的质心不在旋转轴上时，还要吸收由于驱动轴3本身的旋转运动引起的所有动态力。这些动态力给驱动轴带来周期性交变弯曲应力，可导致疲劳破坏，由于已知这种类型的疲劳破坏通常发生在结构切口中。因此，驱动轴接收于吊篮悬挂21的部分具有圆锥形状的变化方案尤其适用于大型离心机，在大型离心机中相对于扭转力无法忽视驱动轴的重力。借助于与图1中所示实施例类似的固定元件固定悬挂21克服旋转。固定元件和吊篮1的悬挂21借助于盖定位。
驱动轴借助于未更详细示出的驱动单元12可绕着其旋转轴6旋转。具体地，电动机可用作驱动单元12，其可直接法兰连接到驱动轴，或者可选择地，通过传动装置，具体为带式传动11，连接到驱动轴6上。这样，驱动轴3的旋转可通过吊篮1的悬挂21传递至篮毂2和/或通过肋结构26传递至吊篮1的套27。因此，吊篮1制成旋转对称部件，其旋转轴线与驱动轴的旋转轴6重合。驱动轴3由轴承座22轴颈支撑，其中除了轴承(7，8，9)之外，轴承座22还包括槽管4。
轴承(7，8，9)的布置显著不同于现有技术，因为根据图2或图3的离心机吊篮1的密封布置绕着旋转轴6可旋转地布置，使得吊篮1通过篮毂2和吊篮1的悬挂21可旋转地固定连接到驱动轴3上，驱动轴3连接到驱动单元12在轴承座(4，7，8，9，20，24)中沿着旋转轴6延伸，其中吊篮1支撑在轴承座(4，7，8，9，20，24)中，使得由动态力引起的轴承力基本上从驱动轴3断开。在本实施例中，两个轴承(7，8)因此布置在槽管4与篮毂2之间。轴承(7，8)连接到驱动轴3第一端10附近中可连接的地方，使得确保旋转的储存吊篮1的最大可能运转平顺性。吊篮运动产生的动态力通过轴承(7，8)引进槽管4中。具体地，这些动态力可理解为不平衡力。在离心机的起动期间和停止期间，这些不平衡力会随时间变化。在离心机的稳定运行期间，由于吊篮1质量分布的非旋转对称，不平衡力会经历周期性波动，而由于离心机的重新装料也会变化。周期持续时间相当于驱动轴的一转。除了由于吊篮1的套27上分开的材料的不均匀分布和/或由于液体通过吊篮1的套27中孔的不均匀排出而引起的周期性波动不平衡力之外，随时间变化的不平衡力还会作用在轴承上。但是，所有这些力现在不再由驱动轴3吸收。这样的优点是，与现有技术中具有相同结构和相同尺寸的离心机相比，驱动轴3可采用更小的外径。
轴承9实质上是导向轴承，其用于将可由篮毂2的运动引起的径向力引入槽管4。有利地，轴承9布置在篮毂2与槽管4之间。
轴承座22还包括密封18，在所示实施例中尽可能靠近到间隙13中的入口地布置轴密封，使得可密封轴承9，防止杂质通过入口进入间隙13。密封18布置在静止工作表面17与运动工作表面14之间，其中静止工作表面17为槽管4的一部分，运动工作表面14为篮毂2的一部分或为可旋转地固定连接到篮毂2的套筒元件28。间隙13的位于上游、滤饼5的颗粒仍可自由接近的部分可通过另一个唇状密封19来密封，使得对传送到吊篮外的滤饼根本不存在间隙。唇状密封19接收在接收装置20中，该接收装置通过螺纹连接29固定到槽管上。接收装置20具体为管子的一部分或套筒的一部分，其中设有用于接收至少一个唇状密封19的凹槽。凹槽用作唇状密封19的保持件，凹槽的底面形成唇状密封19的唇部位于其上的静止工作表面16。进行接收装置20的组装，使得接收装置借助于螺纹连接直接连接到槽管4上，或者通过凸缘连接23连接到槽管4上。通过两个密封(18，19)密封间隙13以防止杂质。优选地，密封19形成在可旋转地固定连接到篮毂2的套筒元件28的外侧。运动工作表面15在密封19与套筒元件28之间延伸，使得密封19可在运动工作表面15上滑动。由于两个密封之间形成迷宫状通道的事实，密封18和19布置在套筒元件28相对的两侧是有利的。这样，所有通过唇状密封的单独灰尘颗粒可已经在迷宫状通道中被捕集，使得它们甚至不会到达密封18。因此迷宫状通道提供了一定的密封效果。因为套筒元件(28)允许运动工作表面(14，15)的简便制造，所以设置套筒元件。特别是在小型离心机中，因为在较低的圆周速度产生的摩擦热很小，以至于密封不会产生不允许的发热，所以还可直接在槽管4与篮毂2之间设置至少密封18，使得不需要对运动工作表面(14，15)的表面质量进行这种高要求。
因此，消除了包括凸缘之间和/或凸缘与末端元件131或套筒元件133之间密封元件132的复杂和/或昂贵结构(参见图1)，例如现有技术中所描述的。由于密封(18，19)可布置在间隙的入口处，所以不再必需可旋转地固定连接到驱动轴103并且配备有运动工作表面的连接元件134，其中运动工作表面同样需要高的表面质量，使得用作轴密封的密封118可在该表面上滑动而不会由于摩擦热以不允许的方式过量发热。
根据图2或图3的实施例，不再必须提供清洗的可能性以借助于可连续使用的冲洗工序周期性地清洗间隙13的杂质或防止杂质进入间隙13。由于力的断开从而导致驱动轴3和槽管4的直径的减小，所以密封可布置在间隙入口，使得送出的滤饼颗粒无法再“看见”间隙13，从而消除了所有污染轴承布置的风险。
由于在运行期间和装配状态中，没有杂质能够进入间隙13中，所以借助于喷嘴通过图1所述的管子136和外围孔137向间隙113持续地引入惰性气体，以持续地使用惰性气体冲洗间隙，使得通过惰性气体将杂质送出间隙113的替代方法也变成不再必要。因此，只要由于密封布置区域的密封确保了密封的功能，就不再存在有害化学反应或者甚至爆炸的风险，所以根据本发明的离心机能够用于反应和/或爆炸介质而无需前述复杂和/或昂贵的冲洗。这些密封可比较容易地访问以检察，使得还简化了离心机的维护。
图4示出了立式离心机的密封布置的总视图。所示的存储吊篮1为卸料状态。液体排出口示出在存储吊篮表面的上方，由于离心作用，所述液体通过排出口离开吊篮，并能收集在环绕吊篮1布置的壳体中。吊篮1包括篮毂2，该篮毂2借助于根据本发明的密封装置支撑在槽管4上。驱动轴3可旋转地固定连接到吊篮1上，并由用作驱动单元的电动机通过V形带驱动。在未示出的变化方案中，可省略V形带。如果这样，驱动电机可通过凸缘连接直接连接到驱动轴3上。
附图标记1.吊篮2.篮毂3.驱动轴4.槽管5.滤饼6.旋转轴7.轴承8.轴承
9.轴承10.驱动轴第一端11.驱动轴第二端12.驱动单元13.间隙14.运动工作表面15.运动工作表面16.静止工作表面17.静止工作表面18.轴密封19.唇状密封20.接收装置21.悬挂22.轴承座23.凸缘连接24.凸缘25.连接装置26.肋结构27.套28.套筒元件29.螺纹连接现有技术的附图标记(图1)101.吊篮102.篮毂103.驱动轴104.槽管105.滤饼106.旋转轴107.轴承108.轴承109.轴承
110.驱动轴第一端111.驱动轴第二端112.驱动单元113.间隙114.运动工作表面115.运动工作表面116.静止工作表面117.静止工作表面118.轴密封119.唇状密封120.接收装置121.悬挂122.轴承座123.凸缘连接124.凸缘125.连接装置126.肋结构127.套130.螺纹连接131.末端元件132.密封元件133.套筒元件134.连接元件135.连接元件的定位装置136.通道137.外围孔138.固定元件139.盖
权利要求
1.一种用于离心机吊篮(1)的密封布置，所述吊篮(1)绕着旋转轴(6)可旋转地布置，并通过篮毂(2)和所述吊篮(1)的悬挂(21)可旋转地固定连接到驱动轴(3)上，其中所述驱动轴(3)连接到驱动单元(12)上在轴承座(4，7，8，9，20，24)中沿所述旋转轴(6)延伸，其特征在于，在所述篮毂(2)与所述轴承座(4，7，8，9，20，24)之间在驱动侧上设有密封(18，19)，用于密封所述轴承座(4，7，8，9，20，24)与所述篮毂(2)之间的间隙(13)。
2.如前述权利要求中任意一项所述的密封布置，其中所述吊篮(1)支撑在所述轴承座(4，7，8，9，20，24)中，使得由动态力引起的轴承力基本上从所述驱动轴(3)断开。
3.如前述权利要求中任意一项所述的密封布置，其中设置至少一个第一轴承(7，8)，用于接收由所述吊篮的旋转运动引起的动态力，并设置至少一个第二轴承(9)，用于引导所述驱动轴(3)。
4.如前述权利要求中任意一项所述的密封布置，其中所述轴承座(4，7，8，9，20，24)包括围绕所述驱动轴(3)同轴布置的槽管(4)，并且其中所述轴承(7，8，9)中至少一个布置在所述槽管(4)与所述篮毂(2)之间。
5.如前述权利要求中任意一项所述的密封布置，其中所述篮毂(2)通过所述吊篮(1)的所述悬挂(21)可旋转地固定连接到所述驱动轴的第一端(10)，并且在所述驱动轴第二端(11)或槽管(4)的附近至少布置所述第二轴承(9)，所述第二端(11)可连接到驱动单元(12)。
6.如前述权利要求中任意一项所述的密封布置，其中所述驱动轴(3)沿着基本上垂直的所述旋转轴(6)布置，所述驱动轴具体地具有在从10至300mm范围内的轴径，具体地所述轴径处于10与150mm之间，优选地在从50至150mm的范围内，并且所述驱动轴具有从400至1500mm的长度，特别地从400至1000mm，具体地从500至800mm，优选地从600至700mm，所述吊篮直径处于从300至2500mm的范围内，特别地从300至2000mm，优选地处于从400至1600mm的范围内。
7.如前述权利要求中任意一项所述的密封布置，其中所述间隙(13)至少从所述第一轴承(7，8)延伸至所述第二轴承(9)。
8.如前述权利要求中任意一项所述的密封布置，其中所述吊篮(1)包括至少一个位于所述间隙(13)附近用于将滤饼输出的排出口，所述排出口通过所述密封(18，19)防止灰尘和/或颗粒和/或液滴和/或气体穿过。
9.如前述权利要求中任意一项所述的密封布置，其中轴承润滑可通过所述槽管(4)中的孔进行，所述孔可连接到所述离心机吊篮(1)外部的润滑油供给装置。
10.如前述权利要求中任意一项所述的密封布置，其中密封(18，19)布置在运动工作表面与相对布置的静止工作表面(16，17)之间，其中所述运动工作表面形成在所述篮毂(2)的套表面上，所述静止工作表面(16，17)形成在所述槽管的套表面上。
11.如前述权利要求中任意一项所述的密封布置，其中所述密封(18，19)中至少一个制成为轴密封和/或唇状密封和/或圆周密封。
12.如前述权利要求中任意一项所述的密封布置，其中所述唇状密封围绕所述篮毂(2)的外套表面布置。
13.如前述权利要求中任意一项所述的密封布置，其中在运行状态中，在具有润滑脂的情况下所述密封与所述运动工作表面的接触表面处的圆周速度低于100m/s，特别地低于75m/s，具体地低于50m/s，优选地低于40m/s，和/或在无润滑运行时达到10m/s的最大值，特别地达到5m/s的最大值，优选地达到1m/s的最大值。
14.如前述权利要求中任意一项所述的密封布置，其中设有吹扫装置，用于产生和维护所述篮毂(2)内由所述密封(8，9)密封的空间中的惰性气氛。
15.一种具有如前述权利要求中任意一项所述轴承布置的立式离心机。
全文摘要
在一种用于离心机吊篮(1)的密封布置中，所述吊篮(1)绕着旋转轴(6)可旋转地布置，并通过篮毂(2)和所述吊篮(1)的悬挂(21)可旋转地固定连接到驱动轴(3)上，其中所述驱动轴(3)连接到驱动单元(12)上在轴承座(4，7，8，9，20，24)中沿所述旋转轴(6)延伸，在所述篮毂(2)与所述轴承座(4，7，8，9，20，24)之间在驱动侧上设有密封(18，19)，用于密封所述轴承座(4，7，8，9，20，24)与所述篮毂(2)之间的间隙(13)。
文档编号B04B15/00GK101062490SQ200710101900
公开日2007年10月31日 申请日期2007年4月25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