CN101247893B - 滗析器型离心分离机 - Google Patents

Abstract

本发明是具备提高了扭转振动吸收效果的转矩传递机构的滗析器型离心分离机。滗析器型离心分离机(10)具有：具有圆筒部(21)、圆锥部(22)、澄清液排出挡板(25)及脱液固态物排出口(26)的转筒(20)；插入到该转筒(20)内与转筒(20)同轴且能以不同速度旋转地配置的沉降固态物的轴向输送用的螺旋输送器(40)和处理原液供给机构(15)；澄清液排出口(81)；固态物排出口(82)；驱动机构(71)；以及，使转筒(20)与螺旋输送器(40)产生速差的差动装置(50)；具备在差动装置(50)与螺旋输送器(40)之间的驱动传动轴(51)的作为扭转振动产生源的螺旋输送器(40)一侧的联轴节部(43)形成的联轴节凸缘部(62a、62b)的转矩传递面(66)上具有作为驱动力传递负荷的承受物的弹性缓冲部件(67)并相对于旋转方向具有移动性且对于在驱动力传动时承受的微小角度的正反方向扭转自激振动具有衰减效果的转矩传递机构(60、61)。

Description

滗析器型离心分离机

技术领域

本发明涉及使用于化学工业领域的PVC(聚氯乙稀)、对苯二酸等的晶粒分离及脱液，食品工业领域的淀粉研磨乳等的分离及脱液用途的滗析器型离心分离机。

背景技术

图10所示的现有的滗析器型离心分离机100，在PVC(聚氯乙稀)、对苯二酸、淀粉研磨乳等的分离及脱液处理中，利用转筒120和内部的螺旋输送器140之间的微小速差对离心沉降粒子(固态物)进行轴向输送、脱液时，若继续增加处理量，则通过转筒120和螺旋输送器刮板142的前端之间的处理物而产生的螺旋输送器140的振动(扭转自激振动)，导致由朝向差动机150的冲击负荷(转矩)的产生引起的内部齿轮的损伤的产生，以及由螺旋输送器圆筒状中心轴141(轴毂)的扭转引起的原液进料孔部144的扭转45°方向的裂缝的产生等问题，继而出现处理量被限制在该离心分离机本来的设计最大处理能力的约1/2以下的问题。

为了消除这类问题，虽然以往已提出例如记载在美国专利第4069967号(Jan.24，1978)，美国专利第4069966号(Jan.24，1978)，美国专利第3685722号(Aug.22，1972)的方案，但涉及的装置都是对于扭转自激振动在差动装置一侧具有相对于旋转方向的移动性而使振动吸收的装置，但仍存在如下问题：由于在差动装置内或从差动装置向螺旋输送器的驱动力传动轴的两端连接部的间隙的积累，导致对于在输送器上产生的扭转振动的吸收效果在各传动部上减小。

即，美国专利第4069967号虽然是想通过在差动装置输入侧的小齿轮的齿轮轴一侧安装扭力杆(Torsion Bar)等来吸收扭转振动，但是扭力杆自身虽保持有弹簧特性但衰减率非常小且在吸收扭转振动上是不充分的。再有，由于本装置的安装场所为差动装置输入侧的小齿轮的齿轮轴一侧，因此可以很容易地想到，由于在作为驱动力传动路径的差动装置内部的各齿轮的齿隙(间隙)或者差动装置与螺旋输送器之间的传动轴的两端连接部的例如花键齿的间隙的积累导致产生于输送器上的扭转振动吸收效果在各传动部减小。

另外，美国专利第4069966号虽然也是想与上述相同地通过在差动装置输入侧的小齿轮的齿轮轴一侧安装扭力杆，以及作为用于提高衰减率的辅助方法而将小齿轮的齿轮轴一侧的悬臂扭力杆前端部浸泡在粘液中来吸收扭转振动，但由于本装置的安装场所仍然为差动装置输入侧的小齿轮的齿轮轴一侧，因此可以很容易地想到，该扭转振动吸收效果是由于在作为驱动力传动路径的差动装置内部的各齿轮的齿隙(间隙)或者差动装置与螺旋输送器之间的传动轴的两端连接部的例如花键齿的间隙的积累而减小。

另外，美国专利第3685722号虽然是想使差动装置内的输出轴一侧(螺旋输送器一侧)沿旋转方向具有移动性而吸收扭转自激振动，但由于作为驱动力传动路径仍经由差动装置和螺旋输送器之间的传动轴的两端连接部，因此可以很容易地想到，该扭转振动吸收效果是由于在传动轴的两端连接部的例如花键齿的间隙的积累而减小。另外，基本上可以认为，由于通过通常的线圈弹簧及板簧的组合而具有移动性，因而衰减率低、扭转振动吸收效果低。

然而，在这样的现有技术中，虽然都对于扭转自激振动在差动装置一侧相对于旋转方向具有移动性，但由于扭力杆等的安装场所在差动装置输入侧的小齿轮的齿轮轴一侧或差动装置的输出轴一侧(螺旋输送器一侧)，因此存在如下问题：由于在作为驱动力传动路径的差动装置内部的各齿轮的齿隙(间隙)或者在差动装置与螺旋输送器之间的传动轴的两端连接部的例如花键齿的间隙的积累导致其扭转振动吸收效果减小。

发明内容

本发明的目的在于提供一种滗析器型离心分离机，即，在利用滗析器型离心分离机对PVC(聚氯乙稀)、对苯二酸、淀粉研磨乳等进行的分离及脱液处理中，若继续增加处理量，对于从转筒到差动装置、从差动装置经由驱动传动轴向螺旋输送器传动的螺旋输送器驱动系的振动(扭转自激振动)，在差动装置和螺旋输送器之间的驱动传动轴的螺旋输送器一侧的联轴节部上，具备相对于承受驱动力的旋转方向具有移动性，并且利用较大衰减率的产生提高了扭转振动吸收效果的转矩传递机构。

为了达到相关目的，作为本发明的要点在于以下的各项发明。

一种滗析器型离心分离机，具有：具有圆筒部、圆锥部、澄清液排出档板及脱液固态物排出口的转筒；插入到该转筒内与转筒同轴且能以不同速度旋转地配置的沉降固态物的轴向输送用的螺旋输送器和处理原液供给机构；澄清液排出口；固态物排出口；驱动机构；以及，使上述转筒与上述螺旋输送器产生速差的差动装置；其特征是，

具备在上述差动装置与上述螺旋输送器之间的驱动传动轴的作为扭转振动产生源的上述螺旋输送器一侧的联轴节部形成的联轴节凸缘部的转矩传递面上具有作为驱动力传递负荷的承受物的弹性缓冲部件并相对于旋转方向具有移动性且对于在驱动力传动时承受的微小角度的正反方向扭转自激振动具有衰减效果的转矩传递机构，并且利用上述转筒和上述螺旋输送器之间的微小速差吸收在输送处理物时产生的上述螺旋输送器的扭转自激振动。

在第[1]项所述的滗析器型离心分离机中，其特征是，

上述弹性缓冲部件是螺旋弹簧；

在上述差动装置与上述螺旋输送器之间的上述驱动传动轴的上述螺旋输送器一侧的联轴节部所具备的转矩传递机构具有：

具有从动侧联轴节凸缘部和驱动侧凸缘部；上述从动侧联轴节凸缘部将多个螺旋弹簧安装空间部和其螺旋弹簧内径支撑轴配设在圆周节距上且具有U字型截面；上述驱动侧凸缘部在相同的圆周节距上具有安装在该从动侧联轴节凸缘部的中间空间部上的多个螺旋弹簧的外径保持用孔；上述螺旋弹簧由矩形截面的线材或至少线圈轴向的两端面为平面的线材构成，并将轴向中央部分做成凸形的桶型线圈形状或凹形的鼓型线圈形状；通过调整具有U字型截面的上述从动侧联轴节凸缘部的上述螺旋弹簧内径支撑轴与上述驱动侧凸缘部的上述螺旋弹簧保持孔的内外径间隙以及上述从动侧联轴节凸缘部的中间空间部分的轴向的螺旋弹簧的压缩间隙，利用在驱动力传递时相对于旋转方向具有移动性且在转矩传递中由于各螺旋弹簧承受的横向负荷引起的因上述螺旋弹簧的线材之间的轴向面接触而产生的摩擦能量使微小角度的正反方向扭转自激振动衰减。

在上述[2]或[2]项所述的滗析器型离心分离机中，其特征是，

将在上述差动装置和上述螺旋输送器之间的上述驱动传动轴的螺旋输送器一侧的联轴节部所具备的上述转矩传递机构内部整体浸泡在高粘度液体或高粘度物质中而增大了上述自激振动的衰减。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的滗析器型离心分离机整体的概略构成的整体图。

图2是表示本发明的第一实施方式的滗析器型离心分离机的主要部分的说明图。

图3是表示本发明的第二实施方式的滗析器型离心分离机的主要部分的说明图。

图4是详细地表示图3的转矩传递机构的局部侧视图。

图5是详细地表示图3的转矩传递机构的局部正视图。

图6是表示图4的螺旋弹簧的线材的剖视图。

图7是与图6同样地表示图4的螺旋弹簧的线材的剖视图。

图8是详细地表示本发明的第三实施方式的滗析器型离心分离机的转矩传递机构的局部侧视图。

图9是详细地表示本发明的第三实施方式的滗析器型离心分离机的转矩传递机构的局部正视图。

图10是表示现有滗析器型离心分离机的整体构成的侧视图。

具体实施方式

以下基于附图对本发明的优选的各种实施方式进行说明。

图1及图2表示本发明的第一实施方式。

滗析器型离心分离机10具备有：具有圆筒部21、圆锥部22、澄清液排出档板25以及脱液固态物排出口26的转筒20；插入在该转筒20内部与转筒20同轴且能以不同速度旋转地配置的沉降固态物的轴向输送用的螺旋输送器40和处理原液供给机构15；澄清液排出口81；固态物排出口82；驱动机构71；以及使转筒20与螺旋输送器40产生速差的差动装置50。

滗析器型离心分离机10的转筒20的内径为φ740mm，在这种场合虽然转筒20的旋转速度在离心力为1200G～3200G的场合以1700～2800转/分进行旋转，但是通过使内部的螺旋输送器刮板42在与转筒20相同的方向以相对于转筒20速差为40～80转/分程度的较慢的1620～2760转/分进行旋转，就能够沿轴向输送沉降在转筒20内的液体中的固态物。这些固态物通过利用螺旋输送器刮板42进一步在圆锥部22中被提升至液体水平面以上而能够在轴向输送中进行脱液并从固态物排出口82连续地向滗析器型离心分离机10之外排出。

另一方面，与沉降粒子分离的澄清液在转筒20内的螺旋输送器刮板42之间沿着与沉降固态物相反的方向以螺旋状流动，并能够通过澄清液排出档板25部分溢流而从澄清液排出口81连续地向滗析器型离心分离机10之外排出。

例如，在对容易产生振动(扭转自激振动)的PVC(聚氯乙稀)等进行的分离及脱液处理中，在以原液浆料供给量为40m³/h、PVC固态物处理量为10Ton/h运转的场合，通常，在用于使转筒20与螺旋输送器40产生速差的差动装置50中主要使用行星齿轮装置，虽然通常用于PVC固态物输送的朝向螺旋输送器40的传递转矩是500kg·m程度，但若在螺旋输送器中产生扭转自激振动，由于相对于通常的传递转矩其峰值为2～3倍以上，因此实际安装的差动装置50的容量也需要与之对应地做成大到1500～2000kg·m的容量。

在转筒20的内径为φ740mm的滗析器型离心分离机10中，在转筒20与内部的螺旋输送器40以上述40～80转/分程度的微小速差对离心沉降粒子(固态物)进行轴向输送、脱液时，对于在转筒20与螺旋输送器刮板42前端之间通过PVC晶粒等的处理物尤其是在高负荷时、处理量增加时产生的螺旋输送器40的扭转自激振动，在差动装置50与螺旋输送器40之间的驱动传动轴51的作为扭转振动产生源的螺旋输送器40一侧的联轴节部43上，通过在其联轴节凸缘部62a、62b的转矩传递面66上将硬橡胶67等的弹性缓冲部件用作驱动力传递负荷的承受物，从而做成相对于旋转方向具有移动性且对于在驱动力传递时承受的微小角度的正反方向扭转自激振动具有衰减效果的转矩传递机构60。

本转矩传递机构60的尺寸虽然因插入在螺旋输送器中心轴41内径中而受到限制，但大概直径为φ400mm，轴向长度为300mm的程度。此外，使用的硬橡胶67的材质是例如聚氨酯橡胶、丁腈橡胶、合成橡胶以及EPDM等选择范围比较宽，且作为弹性缓冲部件的橡胶硬度大约是60～85度。使用温度通常相应在100℃以下。

再有，除了上述硬橡胶外也可以使用具有弹性的树脂。

由于通过插入本转矩传递机构60，使扭转自激振动消失，也使转矩变动的峰值消失，因此实际安装的差动装置50所需要的容量只要是对应于通常的传递转矩的600～800kg·m程度的容量则足够。

图3表示本发明的第二实施方式。

此外，对于与第一实施方式相同的部位附注相同的标号。

本实施方式的滗析器型离心分离机10的转筒20的内径也是φ740mm，虽然转筒20的旋转速度在离心力为1200G～3200G的场合以1700～2800转/分进行旋转，但通过使内部的螺旋输送器刮板42在与转筒20相同的方向相对于转筒20以速差为40～80转/分程度的较慢的1620～2760转/分进行旋转，从而能够沿轴向输送在转筒20内的液体中沉降的固态物。这些固态物通过利用螺旋输送器刮板42进一步在圆锥部22中被提升至液体水平面以上而能够在轴向输送中进行脱液并连续地从固态物排出口82向机外排出。

另一方面，与沉降粒子分离了的澄清液在转筒20内的螺旋输送器刮板42之间沿着与沉降固态物相反的方向以螺旋状流动，并能够通过澄清液排出档板25部分溢流而从澄清液排出口81连续地排出。

例如，在对容易产生振动(扭转自激振动)的PVC(聚氯乙稀)等进行的分离及脱液处理中，在以原液浆料供给量为40m³/h、PVC固态物处理量为10Ton/h运转的场合，通常，在用于使转筒20与螺旋输送器40产生速差的差动装置50中主要使用行星齿轮装置，虽然通常用于PVC固态物输送的朝向螺旋输送器40的传递转矩是500kg·m程度，但若在螺旋输送器上产生扭转自激振动，由于相对于通常的传递转矩其峰值为2～3倍以上，因此实际安装的差动装置50的容量也需要与之对应地大到1500～2000kg·m的容量。

如图4及图5所示，在转筒20的内径为φ740mm的滗析器型离心分离机10中，在转筒20与内部的螺旋输送器40以上述40～80转/分程度的微小速差对离心沉降粒子(固态物)进行轴向输送、脱液时，对于在转筒20与螺旋输送器刮板42前端之间通过PVC晶粒等的处理物尤其是在高负荷时、处理量增加时产生的螺旋输送器40的扭转自激振动，作为在差动装置50与螺旋输送器40之间的驱动传动轴51的螺旋输送器40一侧的联轴节部43上安装的尤其是高负荷、高转矩用传动机构61，具有从动侧联轴节凸缘部62b和驱动侧凸缘部62a；该从动侧联轴节凸缘部62b将十个螺旋弹簧安装空间部和与该螺旋弹簧63的内径φ35mm大约相同直径的支撑轴64以等间距角度配设在圆周节距为φ256mm上并具有U字型截面；该驱动侧凸缘部62a在相同的圆周节距φ256mm上具有安装在该U字型凸缘部62b的中间空间部分上的相同的螺旋弹簧63的外径φ65mm保持用孔65。如图6及图7所示，螺旋弹簧63的规格是外径为φ65mm，内径为φ35mm，线材为63a、63b，有效匝数为4.5匝，自由长度为60mm，材质是弹簧钢例如为SWOSC-V材料；并且线圈63的截面由半径方向高度为12.3mm，轴向宽度为9.6mm的矩形截面的线材63a(线材63b)或者至少轴向宽度9.6mm是其两端面为平面的线材63a(线材63b)构成。另外，螺旋弹簧63是轴向中央部为凸形的桶型线圈形状或凹形的鼓型线圈形状，并将具有U字型截面的从动侧联轴节凸缘部62b的螺旋弹簧内径φ35mm用的螺旋弹簧内径支撑轴64的外径与驱动侧凸缘部62a的螺旋弹簧外径保持孔65的内径φ65mm的插入内外径的间隙设定成最小，再通过将U字型凸缘部62b的中间空间部分的轴向的螺旋弹簧63的压缩间隙δ调整至约1.2mm左右、优选1.2mm以下，从而使得在驱动力传递时利用因相对于旋转方向具有移动性且在转矩传递中各螺旋弹簧63承受的横向负荷引起的螺旋弹簧63的线材63a(线材63b)之间的轴向面接触而产生的摩擦能量而对微小角度的正反方向扭转自激振动具有较大的衰减效果。

转矩传递机构61的尺寸具有如下特点：虽然因插入在螺旋输送器中心轴41内而受到限制，但其大概直径为φ400mm，轴向长度为300mm的程度，且在插入了上述螺旋弹簧的状态下的弹性传递转矩为2600kg·m，扭转弹簧常数为7.6×10⁵N·m/rad，其转矩容量非常大。

具有U字型截面的从动侧联轴节凸缘部62b及驱动侧凸缘部62a的材质主要为铁制且最好使用合金钢。另外，就螺旋弹簧的线材63a(线材63b)之间的轴向面接触部以及螺旋弹簧63的从动侧联轴节凸缘部62b的支撑轴64和驱动侧凸缘部62a的保持孔65(φ65mm)的内外径的接触部的润滑用品而言，通过使用少量的二硫化钼系的润滑脂能够相应地防止长期运转中的磨损。

由于通过插入转矩传递机构61而使扭转自激振动消失，也使转矩变动的峰值消失，因此实际安装的差动装置50所需要的容量是与通常的传递转矩相应的600～800kg·m程度的容量则足够。

图8及图9表示本发明的第三实施方式。

此外，在与第一实施方式相同的部位附注相同的标号。

本实施方式的滗析器型离心分离机10，在利用转筒20与内部的螺旋输送器40的上述的40～80转/分程度的微小速差对离心沉降粒子(固态物)进行轴向输送、脱液时，作为防止在转筒20与螺旋输送器刮板42前端之间通过PVC晶粒等的处理物尤其是在高负荷时、处理量增加时产生的螺旋输送器40的扭转自激振动的措施，可以通过采取下述措施而得到更大的衰减振动的效果；即，将在差动装置50与螺旋输送器40之间的驱动传动轴51的螺旋输送器40一侧的联轴节部43所具备的第一实施方式及第二实施方式所示的转矩传递机构60、61的内部整体浸泡在硅油等高粘度液体及硅橡胶(液态且随时间的推移硫化成橡胶状)等的高粘度物质中。

根据本发明的滗析器型离心分离机，在对PVC(聚氯乙稀)、对苯二酸、淀粉研磨乳等进行的分离及脱液处理中，虽然如下事实已被确认，即，若继续增加处理量，则容易产生从转筒至向差动装置、从差动装置经过驱动传动轴向螺旋输送器传递的螺旋输送驱动系统的振动(扭转自激振动)，但对此通过提供在差动装置和螺旋输送器之间的驱动传动轴的螺旋输送器一侧的联轴节部，相对于承受驱动力的旋转方向具有移动性，并且具有由于产生较大衰减率而提高了扭转振动吸收效果的转矩传递机构的滗析器型离心分离装置，由于能够防止在以往的这些脱液处理中产生的扭转自激振动导致的处理能力的限制、降低，因此能够实现该离心分离机本来的设计最大处理能力，即对于相同尺寸、容量的离心分离机也可达到大约2～3倍以上的处理能力。

Claims (5)

1.一种滗析器型离心分离机(10)，具有：具有圆筒部(21)、圆锥部(22)、澄清液排出档板(25)及脱液固态物排出口(26)的转筒(20)；插入到该转筒(20)内与转筒(20)同轴且能以不同速度旋转地配置的沉降固态物的轴向输送用的螺旋输送器(40)和处理原液供给机构(15)；澄清液排出口(81)；固态物排出口(82)；驱动机构(71)；以及，使上述转筒(20)与上述螺旋输送器(40)产生速差的差动装置(50)；其特征在于：

具备相对于旋转方向具有移动性且对于在驱动力传动时承受的微小角度的正反方向扭转自激振动具有衰减效果的转矩传递机构(60、61)，该转矩传递机构(60、61)在上述差动装置(50)与上述螺旋输送器(40)之间的驱动传动轴(51)的、作为扭转振动产生源的上述螺旋输送器(40)一侧的联轴节部(43)所形成的联轴节凸缘部(62a、62b)的转矩传递面(66)上，具有作为驱动力传递负荷的承受物的弹性缓冲部件(67)，并且利用上述转筒(20)和上述螺旋输送器(40)之间的微小速差吸收在输送处理物时产生的上述螺旋输送器(40)的扭转自激振动。

2.根据权利要求1所述的滗析器型离心分离机(10)，其特征在于：

上述弹性缓冲部件(67)是螺旋弹簧(63)；

在上述差动装置(50)与上述螺旋输送器(40)之间的上述驱动传动轴(51)的上述螺旋输送器(40)一侧的联轴节部(43)所具备的转矩传递机构(61)具有：

具有从动侧联轴节凸缘部(62b)和驱动侧凸缘部(62a)；上述从动侧联轴节凸缘部(62b)将多个螺旋弹簧安装空间部和其螺旋弹簧内径支撑轴(64)配设在圆周节距上且具有U字型截面；上述驱动侧凸缘部(62a)在相同的圆周节距上具有安装在该从动侧联轴节凸缘部(62b)的中间空间部上的多个螺旋弹簧(63)的外径保持用孔(65)；上述螺旋弹簧(63)由至少线圈轴向的两端面为平面的线材(63a、63b)构成，并将轴向中央部分做成凸形的桶型线圈形状或凹形的鼓型线圈形状；通过调整具有U字型截面的上述从动侧联轴节凸缘部(62b)的上述螺旋弹簧内径支撑轴(64)与上述驱动侧凸缘部(62a)的上述螺旋弹簧保持孔(65)的内外径间隙以及上述从动侧联轴节凸缘部(62b)的中间空间部分的轴向的螺旋弹簧的压缩间隙(δ)，利用在驱动力传递时相对于旋转方向具有移动性且在转矩传递中由于各螺旋弹簧(63)承受的横向负荷引起的因上述螺旋弹簧的线材(63a、63b)之间的轴向面接触而产生的摩擦能量使微小角度的正反方向扭转自激振动衰减。

3.根据权利要求2所述的滗析器型离心分离机(10)，其特征在于：

上述螺旋弹簧(63)由矩形截面的线材构成。

4.根据权利要求1至3中任何一项所述的滗析器型离心分离机(10)，其特征在于：

将在上述差动装置(50)和上述螺旋输送器(40)之间的上述驱动传动轴(51)的螺旋输送器(40)一侧的联轴节部(43)所具备的上述转矩传递机构(60、61)内部整体浸泡在高粘度物质中而增大了上述自激振动的衰减。

5.根据权利要求4所述的滗析器型离心分离机(10)，其特征在于：

上述高粘度物质是高粘度液体。

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