一種離心料筒的製作方法

2023-06-06 02:02:21 2

專利名稱：一種離心料筒的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種離心料筒，並且涉及一種具有根據權利要求1和13前序部分所述的離心料筒的離心機。
背景技術：
呈各種形態的離心機分布很廣，並且被用在許多領域來對潮溼物質或者潮溼物質混合物進行去溼處理。因此，非連續工作的離心機，比如刮板式離心機(scraper centrifuges)，最好用於對非常純的藥物製品進行去溼處理，而連續工作的推桿式離心機最好在需要對大量的固-液混合物進行連續分離時使用。此外，在布場上呈各種形態並且用於許多目的的所謂潷析離心機(the so-called decantingcentrifuges)，具有非常大的商業價值。例如在2004年由DrM出版社出版的Werner H.Stahl教授撰寫的專論「industriezentrifugen」[工業離心機]，就對工業離心機領域中的現有技術進行了很好的概述。
所有離心機均具有共同的特徵，即一種固-液混合物，例如一種懸浮液或者一種潮溼的鹽或者鹽混合物，例如通過一根輸入管經由一個混合物分配器供送至一個快速旋轉的滾筒，該滾筒例如被設計成一張濾網，從而使得液態物質在當前離心力的作用下通過濾網分離出來，在滾筒壁的內部留下一個固體餅狀物。
另外一個重要的基本原理在前述潷析離心機中體現，潷析離心機通常被簡稱為「潷析器」。潷析離心機的轉子由一個全覆式滾筒(afull-jacket drum)和一個支撐於滾筒之中的蝸杆元件構成，其中全覆式滾筒帶有一個圓筒部和一個錐部。它們均以高速旋轉，同時蝸杆元件相對於滾筒具有一個相對較低的轉速差異。這種轉速差異用於從全覆式滾筒上去除沉積下來的固體。由於密度較大的固體與密度較小的液體之間的密度差異，固體會沉積在滾筒的內壁上。澄清的懸浮液體沿著位於滾筒端部的溢流板方向以一種螺旋方式在由蝸杆葉片(theworm blades)形成的通道中流過溢流板，並且潷析入周圍的液體盛裝物中，其中溢流板也被稱作潷析板(a decanter weir)。
管式離心機，一種被歸類為術語「分離器」的離心機，通常被豎向懸掛起來，並且主要由一個較小直徑的滾筒構成。儘管直徑較小，但是為了獲得相對較大的固體容積和較大的等效澄清區域，管狀滾筒的軸向尺寸通常等於其直徑的數倍，即這些滾筒具有較大的長度直徑比。離心機液體，也就是說需要分離的混合物，通常以一股從下方噴入的自由射流進入滾筒。一塊擋板阻斷所述液體射流，並且一些徑向直立板使得所述射流達到滾筒的角速度(bring the jet product to theangular speed of the drum)。這些分散的液體沿著表面流向滾筒的上端部，在這裡經由溢流板受到阻擋。一旦在滾筒中沉積的固體餅狀物達到最大值，這種管式離心機停止工作並且將固體餅狀物去除。
根據所使用的類型，利用現代重型離心機達到每分鐘2000轉毫無問題，甚至可以高達每分鐘10000轉或者高達每分鐘20000轉，並且更多地依賴於滾筒直徑、需要離心處理的物質等等。通常，在這種工藝中，滾筒直徑越大會導致滾筒的最大旋轉頻率越低，因為這樣也能夠產生強大的離心力。工作參數，比如滾筒的旋轉頻率、每單位時間供給的混合物量、或者滾筒直徑和/或所用離心機的類型，自然也取決於待去溼處理的物質本身、液體的含量等等。顯然，鑑於多種原因，利用這種類型的離心機通常將無法滿足所述的固體排放工藝。
除了每種類型的離心機具有非常具體的優點和缺點以及每種類型的離心機適用於非常具體的任務並且不太適用於其它任務之外，往往還存在有一個伴隨所有類型離心機的一般性問題，特別是伴隨對特別敏感的物質進行處理，比如對非常純的藥物、化妝品或者化學品進行處理，必須在利用離心機進行的去溼操作結束之後，以一種複雜並且昂貴的方式反覆清洗離心機，以便遵守必要的衛生標準，這種操作非常複雜，尤其耗費時間，因此成本較高。
尤其當必須對不同的物質，尤其是非常純並且特別敏感的物質，依次進行離心和去溼處理時，還存在這樣一個問題，即不容許依次離心處理的物質遭受汙染或者甚至是發生混合。
另外一個問題會出現在對或多或少具有磨蝕性的懸浮液，或者例如物理和/或化學侵蝕性懸浮液進行處理的過程中。離心滾筒通常由非常高質量的材料製成，所述材料會受到所述類型侵蝕性懸浮液的腐蝕和損害。這樣通常會造成在高質量的離心滾筒上進行複雜並且昂貴的維修工作，在最壞的情況下，甚至必須徹底更換離心滾筒。
另外一個在本質上尚未解決的問題是所謂的「拖曳」現象(drag)，這種現象尤其但並不僅限於從諸如管式離心機和潷析器這樣的分離器中得知。需要明白的是，在工作狀態下，隨著在需要分離的混合物的供給速度不變的條件下沉積在離心機滾筒內壁上的固體餅狀物的厚度不斷增大，使得需要在已經沉積下來的固體餅狀物上進行分離的混合物的流速越來越大。由此，在潷析離心機中以本身已知的方式從離心機滾筒中排出的液體，隨著越來越多的材料發生沉積，例如經由位於滾筒端部的潷析板流出，並且由此在沉積成固體餅狀物之前將其從滾筒中排出。前述「拖曳」作用會使得離心機在實際中必須在離心滾筒的填充度接近60％時過早停機，因為混合物的沉積效率已經降低至一個無法容忍的程度。這種狀態在某些情況下在填充度低於60％時也已經達到，例如60％成為一個用於生物工程產品的特牲值。

發明內容
因此，本發明的目的在於提供這樣一種設備，利用這種設備在很大程度上克服了從現有技術得知的所述缺點。
滿足這些目的的本發明主題的特徵在於獨立權利要求1和13中的特徵。
獨立權利要求涉及本發明的特別優選實施例。
因此，本發明涉及一種離心料筒，用於將混合物分離成固體餅狀物和液態物質，並且這種離心料筒在安裝狀態下環繞一根離心機旋轉軸線被可旋轉地支撐起來。這種離心料筒可以被可拆卸地安裝在離心機中，尤其是安裝在離心機的離心滾筒中。
首先，本發明的必要特徵是提供一種離心料筒，這種離心料筒可以被可拆卸地連接在離心機上，例如可以被可拆卸地安裝在本身已知的離心機的離心滾筒中。這就意味著所述離心料筒是一個獨立元件，其並非固定連接在轉子或者連接在離心機的滾筒上，而是可拆卸地連接起來。由於根據本發明的離心料筒可以被可拆卸地連接在轉子和/或連接在離心機的離心滾筒上，所以這種離心料筒總體上適合於實際安裝入所有已知類型的離心機內；無論是豎式或者水平支持的離心機，連續或者非連續工作的離心機，比如分離器，具體來說是管式離心機，還是在刮板式離心機、潷析式離心機、滑動式離心機或者擺動式離心機中，根據本發明的離心料筒可以被優選地安裝起來。甚至在推桿離心機中，比如在將推桿支架(the pusher base)或者其它推動設備停止工作或者分解開之後，根據本發明的離心料筒可以被有益地用在具體情況下並且用於非常特殊的用途。
需要明白的是，不同的改動或者更換通常必須在將離心料筒安裝起來之前根據離心機的類型進行。例如，對於刮板離心機來說，必須將刮板機構取出、停止工作或者至少匹配到離心料筒上，以便使得這種刮板離心機可以利用根據本發明的離心料筒可靠地工作。通過在本質上不同的對應料筒或者轉子或者滾筒上進行必要的改動或者更換，同樣的內容或多或少以類似的方式應用於大多數前述類型的離心機。
本發明中的離心料筒尤其可以被安裝在管式離心機中，因為與諸如刮板離心機這樣的離心機相比，必要的更換工作或者改動不太複雜和昂貴。
但是，鑑於其它原因，所述離心料筒也可以優選地與管式離心機一同使用。
為此目的，根據本發明的離心料筒的另外一個極其重要的優點將在下文中利用管式離心機作為所有類型離心機的代表而示出。一個前述僅不令人滿意地加以解決的問題(特別是伴隨管式離心機，但是並非僅伴隨管式離心機的問題)是固體的析取。所謂的「Carr離心機」無可否認地容許在某些限制內自動地進行固體析取，但是在這種情況下，當需要處理特別敏感的物質，比如非常純的藥物、化妝品或者化學品時，在對產品進行的去溼操作結束之後，必須再次以一種耗費時間並且成本昂貴的方式對離心機進行清洗，其中所述特別敏感的物質尤其需要遵從最高的衛生要求，以便遵守前述的衛生標準，這種操作非常複雜，也耗費時間，並且因此成本極高。此外，與向離心機的一部分供料的存儲容器相連並非必然成為可能(關鍵詞「間歇式標識(batch identification)」。
所有這些問題均利用根據本發明的離心料筒加以解決，因為例如在完成工作步驟之後，也就是說當位於離心料筒中的混合物達到預定的去溼程度時，整個料筒可以簡單地與稠化後的固體餅狀物一同取出，並且生產工藝可以利用另外一個離心料筒立即繼續，無需必須以一種複雜方式對離心機進行清洗，或者進行某些準備以進行用於對下一批次的混合物進行去溼處理的後續生產步驟。
甚至完全不同的物質，同樣是非常純並且特別敏感的物質，可以由此在一個或者同一離心機中依次得以離心和去溼處理，不必擔心依次離心的物質遭受汙染，並且在實際中無需必須同時對離心機或者滾筒或者轉子進行清洗。
由於使用了根據本發明的離心料筒，在對多少有些高度磨蝕性的懸浮液進行處理，或者例如對具有物理和/或化學侵蝕性的懸浮液進行處理中產生的問題，也以一種簡單並且高效的方式得以很好解決。前述的離心滾筒通常由非常高質量的材料製成，不再與這些侵蝕性懸浮液直接接觸，並且因此將不再遭受它們的腐蝕和損壞。這就意味著根據本發明的離心料筒可以由此被優選地用作「磨損防護料筒」。在高質量離心滾筒上進行耗費時間並且成本昂貴的維修工作因此變得多餘。根據本發明的離心料筒本身可以由次等材料製成，從而使得考慮經濟原因對損壞的離心料筒進行更換也變得有效並且正當。
在本文中，必須明確強調的是，根據本發明的離心料筒的使用並非局限於特殊類型的離心機，這樣就極大地增加了現有離心機工廠的靈活性和經濟性。
將根據本發明的離心料筒可拆卸地安裝在離心機中可以以任何合適方式進行，這樣容許簡便地安裝和取出所述離心料筒。因此能夠，例如在離心機中設置支撐螺栓，尤其是設置在離心滾筒上，所述離心滾筒被設計和設置成使得一個根據本發明的離心料筒可以通過精確裝配定位在該滾筒中，由所述支撐螺栓支撐起來，無需必須設置其它緊固裝置來進行緊固。替代性地或者除此之外，也可以利用簡單的可拆卸固定裝置，例如螺釘或者螺母，比如翼形螺釘或者蝶形螺母，或者其它易於拆卸的螺釘和/或螺母，來以一種固定並且可拆卸的方式將離心料筒安裝在離心機中。對於離心料筒來說，還能夠利用易於拆卸的快速緊固方式，比如咬接緊固，利用一種可拆卸的連接裝置，比如偏心升降機，卡口緊固或者螺釘連接，優選但並非必須，與前述的支撐螺栓連接起來。需要明白的是，前述措施中的全部或者某些或者其它在這裡沒有指明的合適措施，可以以一種合適方式設置在離心機本身上和離心料筒上。
料筒的更換可以手動和/或半自動和/或全自動地進行。所有料筒可以同時更換或者各個料筒可以單獨更換。
最後，在離心機中安裝根據本發明的離心料筒的具體類型屬於第二重要。僅必須確保這種離心料筒可以以一種簡單可拆卸的方式連接在離心機或者連接在離心滾筒上即可。如何具體去做當然也取決於根據本發明的離心料筒將要安裝其中的離心機的具體類型，並且當然必須使得離心機與離心料筒的安全工作得以確保。在另外一個方面，熟練人員知道如何在特殊情況下以一種安全、可靠並且可拆卸的方式將離心料筒安裝在特殊的離心機中。
在一個重要的實施例中，離心料筒是一個子料筒(a sub-cartridge)。也就是說，至少兩個子料筒被設置在本身已知的離心機的轉子中或者滾筒中，例如在管式離心機中，這兩個料筒的設計可以相同或者不同，並且它們的內部空間可以相互連通或者相互隔絕，從而使得沒有材料可以在離心處理過程中從一個輻射料筒進入另外一個料筒之內。
當然，對於根據本發明的離心料筒和/或子料筒來說，其本身也可以包括一個或者多個子料筒，從而使得存在一種由離心料筒和/或子料筒形成的嵌套裝置。
根據需求，所述的一種或者其它變型將是優選的。
開頭部分提及的「拖曳」現象由此不僅僅是一個伴隨管式或者潷析離心機的已知問題。正如熟練人員完全知道的那樣，在工作狀態下，隨著在需要分離的混合物的供給速度不變的條件下沉積在離心機滾筒內壁上的固體餅狀物的厚度不斷增大，使得需要在已經沉積下來的固體餅狀物上進行分離的混合物的流速越來越大。由此，在管式離心機中以本身已知的方式從離心機滾筒中排出的液體，隨著越來越多的材料發生沉積，例如經由位於滾筒端部的潷析板流出，並且由此在沉積成固體餅狀物之前將其從滾筒中排出。在特殊情況下，利用高的流速，已經沉積下來並且已經沉澱在沉積物表面上的固體，可以再次受到拖曳。
前述拖曳作用會使得離心機在實際中必須在離心滾筒的填充度接近60％時過早停機，因為混合物的沉積效率已經降低至一個無法容忍的程度。這種狀態在某些情況下在填充度低於60％時也已經達到，例如60％成為一個用於生物工程產品的特性值。
已經令人驚奇地發現，當例如一個或者多個潷析板沿著轉子軸線方向以特定間距依次設置在轉子或者滾筒中時，比如將在後面針對圖3a中所示例子較為詳細描述的那樣，這種拖曳效果，通常在專家圈中也被稱作「牽引效果」，可以明顯減輕。
使用沿著轉子方向依次設置的子料筒，適合於以一種特殊方式解決這個問題，各個子料筒的一個或者兩個端面例如由潷析板形成，以便使得兩個依次設置的子料筒的內部空間經由相鄰潷析板上的開口相互連通。
另一方面，前述拖曳現象可以由此差不多完全抑制，並且另一方面，例如具有不同顆粒分布的固體餅狀物可以沉積在兩個不同的子料筒中，即分離可以在兩個不同的子料筒中進行和/或具有不同去溼度或者不同稠度的固體餅狀物可以被隔離在兩個不同的子料筒中，以便使得在離心處理結束之後可以從離心機的轉子中單獨地取出子料筒，並且由此具有不同稠度的固體餅狀物自動地分離在各個子料筒中，以便進行必要的進一步處理。在這個工藝中，固體餅狀物的稠度，尤其是它們的不同顆粒分布和/或它們的不同去溼度，可以通過選擇不同參數，比如子料筒的幾何形狀和/或形成潷析板的端面的幾何形狀和/或需要分離的混合物的供給速度和/或其它參數，直接設定。
在另外一個應用中，相反，優選的是或者甚至必須將兩個不同子料筒的內部空間相互隔絕，例如端面被設計成封閉端面，從而使得沒有材料從一個子料筒進入另外一個。例如當可以不可混合的不同物質必須在同一臺的離心機中並且在同一個離心工藝中同時處理時，這一點尤其有益。
利用根據本發明的子料筒，現有離心系統的工作範圍(theperformance spectrum)和工作能力可以由此大大拓展和改善。
在根據本發明的離心料筒的特定實施例中，在離心料筒中設置有至少兩個沉積腔，它們相對於旋轉軸線依次軸向排列。類似於前述示例，所述至少兩個沉積腔例如可以被製成潷析板形式，從而使得兩個不同沉積腔的內部空間相互連通。在另外一個示例中，這些沉積腔還可以利用隔離裝置相互隔離，例如利用隔離板，從而使得沒有材料可以從離心料筒中的一個沉積腔進入同一個離心料筒中的另外一個沉積腔。
需要明白的是，可以在同一個離心料筒中同時設置兩個或者多個連通的沉積腔和一個或者多個封閉的沉積腔。同樣，對於特定應用領域來說，顯然沉積腔和/或離心料筒和/或子料筒可以在一個端面處封閉並且可以在第二端面處敞開，例如在第二端面處設置一塊潷析板。此外，顯然子料筒還可以具有兩個或者多個沉積腔。
針對由敞開式、半敞開式或者封閉式離心料筒或者敞開式和/或半敞開式和/或封閉式子料筒的組合形成的示例，前面已經非常詳細地討論了封閉式和/或敞開式沉積腔的優點和功能。熟練人員可以輕易地將這部分所述的內容應用於具有至少兩個沉積腔的離心料筒和/或子料筒。
如前所述，沉積腔可以由潷析板形成，尤其是利用具有用於排出液態物質的流出口和/或流出缺口的潷析板形成。潷析板本身以及它們的具體實施例是熟練人員所公知的，因此無需在這裡更為詳細地描述。尤其參照圖4a-4c所示內容，可以知曉潷析板的可能性具體實施例。
在根據本發明的離心料筒的另外一個具體實施例中，沉積腔本身可以進一步分為至少兩個分割腔，同時這種沉積腔尤其能夠被製成一種蜂窩結構。利用分割腔，能夠在離心過程中將固體餅狀物自動地分割成預定的量，明顯有利於進一步處理，並且使得效率明顯提高。
尤其是利用一種合適的工藝管理和/或利用一種合適的前述特定幾何形狀的組合，也就是說利用一種敞開式、半敞開式以及封閉式離心料筒和/或子料筒的組合和/或利用合適的潷析板，能夠將固體餅狀物自動地分割成預定的量，同時通過合適地利用前述組合，所得到的部分能夠具有不同的去溼度和/或預定的稠度和/或不同的顆粒分布。
需要明白的是，沉積腔和/或分割腔也可以以不同方式形成，例如單並非僅局限於，一個或者多個潷析蝸杆，尤其是利用合適的嵌套或者非嵌套潷析蝸杆。
顯然，離心料筒中的沉積腔和/或分割腔可以具有相同或者不同的尺寸，從而使得例如可以在同一個離心機中並且在同一個工作步驟中同時製造並且分割出具有不同稠度和/或不同去溼度的部分。例如，第一沉積腔可以由此大於第二沉積腔和/或第一分割腔可以大於第二分割腔。
需要明白的是，離心料筒和/或子料筒中的沉積腔或者內部空間的尺寸不僅會受到軸向幅度不同的影響，也就是說軸向長度不同的影響，而且自然地也取決於直徑或者半徑，尤其是取決於內徑。因此，第一沉積腔和/或第一子料筒的第一半徑可以大於第二沉積腔和/或第二子料筒的第二半徑。正如熟練人員知曉的那樣，這種方案尤其適用於對混合物進行分離，也就是說將混合物分離成不同的固體餅狀物，這些固體餅狀物例如所沉積顆粒的尺寸和/或重量不同。這種分離效果尤其通過施加不同的離心加速度實現，因為在離心機的轉速相同的條件下不同沉積區域或者不同沉積腔的直徑不同，這種效果本身是公知的，並且也已經在離心機工程中詳細地驗證和討論過。
在一個重要的實施例中，離心料筒和/或子料筒以一種本身已知的方式在徑向周面處包括一張濾網，用於排出液態物質。
離心料筒和/或子料筒可以由金屬製成和/或塑料製成，尤其由注模塑料和/或合成材料製成。
尤其是當需要處理例如不必與金屬發生接觸的敏感性物質時或者當需要處理純度要求非常高或者必須滿足最高衛生標準的物質時，離心料筒和/或子料筒和/或離心滾筒的內壁本身可以加襯，尤其是利用塑料進行加襯，特別是利用一種衛生塑料進行加襯。
在這種工藝中，可以在離心料筒和/或子料筒的料筒開口處設置一個密封裝置；和/或離心料筒和/或子料筒可以被製成一個可封閉的容器。所述密封裝置例如可以是一個由合適材料製成的蓋子，塑料薄片或者其它合適的密封裝置。一種與產品兼容的液體也能夠用作密封裝置，在沉積過程結束之後應用於沉積下來的固體餅狀物，並且隨後例如固化成一種封閉薄膜形式。優選地這種液體密封裝置例如仍舊在離心機運轉的過程中應用於沉積下來的固體餅狀物，也就是說應用於產品，從而使得離心料筒或者子料筒在離心機逐漸停止時已經被氣密性封閉起來。
所述密封也可以經由一個中央插頭或者類似裝置實現，藉助於這些裝置，例如可以隨後將料筒一同取出。這些裝置可以不僅密封單個料筒，而且可以將多個料筒密封在一起，這些料筒就可以類似地被單獨或者一同取出和/或安裝起來。除了其它解決方案之外，帶有咬接或者卡扣系統的部件也能夠作為具體實施例。
當形成於料筒中的固體餅狀物遵從極純標準時或者當需要非常苛刻的衛生條件時，密封起來的離心料筒和/或子料筒尤其有益。
如果離心料筒和/或子料筒由此被設計成一個密封容器，那麼密封起來的料筒可以在去溼處理進行之後，即在對混合物進行壓實或者離心處理之後，從離心機中取出，無需必須將離心料筒打開，並且無需使得固體餅狀物暴露出來遭受有害的環境影響。密封起來的離心料筒可以隨後被供送至其它生產步驟，或者可以返回至要求在離心機中直接在密封容器內對混合物進行去溼處理的消費者，不會使得固體餅狀物在從料筒中取出時和/或例如在運輸過程中遭受汙染。
對離心料筒和/或子料筒的密封操作在填充了需要去溼處理的混合物之後直接進行，例如，利用一個蓋子或者薄片將用作填充口的端面密封起來，並且隨後放入離心機中進行去溼處理，設置對於熟練人員來說本身已知的合適裝置來排出殘餘液體。這種工藝尤其適用於當離心料筒和/或子料筒具有用於排出液態物質的濾網時。
需要明白的是，在另外一種情況下，離心料筒和/或子料筒也可以僅在離心機中完成去溼處理之後合適地密封起來。
本發明還涉及一種離心機，尤其是一種豎向支撐或者水平支持的離心機，尤其是一種非連續工作的離心機，具體來說是一種分離器，優選的是管式離心機、刮板式離心機，和/或一種連續工作的離心機，尤其是潷析式離心機、滑動式離心機、推桿式離心機或者擺動式離心機，它們具有前面詳細描述的離心料筒和/或子料筒。
需要明白的是，根據本發明的離心料筒的前述實施例僅用於例證目的，並且尤其是，但並不局限於，在本申請中描述的實施例的所有合適組合均被本發明所覆蓋。


下面將參照附圖更為詳細地解釋本發明。以示意方式
圖1a示出了一個帶有根據本發明的離心料筒的離心機；圖1b示出了一個不帶有滾筒外套的離心料筒；圖1c示出了另外一個根據圖1b的實施例；圖2a示出了一個帶有子料筒的離心機；圖2b示出了第二個根據圖2a的實施例；圖2c示出了第三個根據圖2a帶有一條可密封排放通路的實施例；圖3a示出了一個帶有潷析板的離心料筒；圖3b示出了一個用於抑制根據圖3的離心料筒產生拖曳現象的簡圖；圖4a示出了一塊潷析板的實施例；圖4b示出了另外一個根據圖4a的實施例；圖4c示出了第三個根據圖4a的實施例；圖4d示出了一個帶有溢流肋的子料筒；圖5a示出了一個帶有分割腔的離心料筒實施例；圖5b示出了一個根據圖5a帶有可拆卸安裝起來的分割腔的實施例；圖6a示出了用於分離操作的帶有不同內徑的子料筒；圖6b示出了用於分離操作的帶有不同外徑的子料筒。
具體實施例方式
圖1a以示意性剖面圖形式示出一個帶有根據本發明的離心料筒的離心機，在下文中所述離心料筒由附圖標記1指代。離心機2以一種本身已知的方式包括一個離心滾筒21，該離心滾筒21由一個旋轉驅動器2000環繞一根旋轉軸線6進行驅動，並且被可旋轉地支撐在殼體200中，一種需要分離的混合物3可以經由輸入管213導入該離心滾筒21之內。根據本發明的離心料筒1被可拆卸地安裝在離心滾筒21中，在本示例中，離心滾筒21具有一張濾網211，用於排出液態物質5。
在工作狀態下，需要分離的混合物3以一種本身已知的方式經由輸入管213在快速旋轉的條件下導入離心滾筒21內，由於離心滾筒21的快速旋轉施加的強大離心力，在離心滾筒21的內壁上沉澱一個固體餅狀物4，同時液態物質5經由濾網211排入離心機2的殼體200內，並且經由排放管214從離心滾筒200中去除。
為了確保離心機2的安全工作，離心料筒1經由支撐裝置212可拆卸地並且可靠地支撐在離心滾筒21中，其中支撐裝置212在本示例中被設計成支撐螺栓212。設置在離心滾筒21的面對著旋轉驅動器2000的後側面上的支撐螺栓212，被插入離心滾筒21上的對應缺口中，以便使得離心滾筒21的旋轉運動可以可靠並且無震顫地傳送至離心料筒1。根據圖示設置在離心滾筒21頂部和底部的支撐螺栓212在離心滾筒21中沿著徑向支撐起離心料筒1，從而一方面確保將離心料筒1總體上絕對安全地保持在離心滾筒21中，另一方面，可以以一種簡便可靠的方式組裝和拆卸離心料筒1。
在圖1a所示的例子中，以示意方式示出的離心料筒1包括一個穩定並且自支撐的滾筒外套101。需要明白的是，離心料筒1，尤其是子料筒100，可以具有或多或少非自支撐的滾筒外套101，當然，滾筒外套101自然可以經由許多支撐螺栓212在其周面處支撐起來，或者甚至可以將滾筒外套101的整個表面支撐在離心滾筒21中。在這種情況下，徑向支撐螺栓212可以省去。
在圖1b中，示出了離心料筒1的一個具體實施例，不帶有滾筒外套101。圖1b中的離心料筒1主要包括一根料筒軸111，其例如與離心機2的旋轉軸線6重合，並且在該料筒軸111上設置有一個或者多個潷析板8，以便使得在安裝狀態下，在離心滾筒21中形成沉積腔7，固體餅狀物4可以在離心機2的工作狀態下沉積在沉積腔7中。不帶有滾筒外套101的離心料筒1被設置在離心滾筒21中，以便使得其與離心滾筒21一同旋轉。為了將離心料筒1可旋轉地固定聯結在離心滾筒21上，可以設置相應的錨固裝置(在圖1b中未示出)。
這種根據本發明的離心料筒1的特別簡單實施例可以被特別簡便地安裝在離心滾筒21中或者從離心滾筒21中取出，並且尤其容許在離心處理結束之後非常簡便地排空離心料筒1，因為如圖1b中的雙箭頭所示，離心料筒1可以沿著料筒軸簡便地從離心滾筒21中抽出，同時沉積下來的固體餅狀物4在潷析板8的作用下被同時從離心滾筒2中取出。
需要明白的是，根據圖1b不帶有滾筒外套101的離心料筒1當然也可以是一個子料筒100，即不帶有滾筒外套101的離心料筒1不可能僅被直接設置在離心滾筒21中，而是當然也可以被設置在另外一個離心料筒1中或者甚至是被設置在一個子料筒100中。
圖1c是另外一個根據圖1b的實施例。主要區別在於，在根據圖1c的實施例中，沉積腔7並非由潷析板8形成，而是由可旋轉地固定連接在料筒軸111上的蝸杆80形成，在工作狀態下，蝸杆80與離心滾筒21一同旋轉，或者根據前述實施例，與蝸杆80設置於其中的離心料筒1或者子料筒100一同旋轉。
在另外一個方面需要明白的是，所有附圖僅是示意性的，並且它們尤其並不對實際的安裝位置提供任何具體指示。這就意味著以水平位置明確示出的離心滾筒在實際中絕對也可以以豎直結構工作，或者恰好相反。
在圖2a中示出了另外一個根據圖1a的實施例，帶有兩個相對於旋轉軸線6沿著軸向依次設置在離心機2中的子料筒100。為了清楚起見，旋轉驅動器2000中的輸入管213、支撐裝置212以及離心機2中本身已知的其它組成部件在圖2a中被省去。
在特殊情況下，不同的子料筒100可以具有與它們關聯的不同功能。在第一子料筒100中，例如沉積下來的固體餅狀物4可以由此得以衝洗或者水洗，而在第二子料筒中則並非如此，或者恰好相反。因此總體上來說完全能夠在同一個離心滾筒21和/或離心料筒1和/或子料筒100中設置多個子料筒100，並且可以在它們中執行不同的處理步驟或者滿足不同的離心功能。
圖2a中的子料筒100被製成在兩端敞開的子料筒100，從而使得混合物例如可以從附圖中右側的子料筒轉移至左側的子料筒。利用根據圖2a的結構，尤其減輕了前面已經詳細解釋的拖曳現象，其中所述結構具有兩個其端面被製成潷析板8形式的子料筒，並且利用藉助於兩個子料筒100形成的腔，明顯提高了每離心工藝的固體餅狀物產量或者離心效率。這種積極效果將在下文中尤其參照圖3b的示意圖較為詳細地進行解釋。需要明白的是，子料筒100和離心料筒1可以以一種本身已知的方式設計成一個全覆式料筒1、100和/或設計成一個過濾料筒1、100和/或一個交叉過濾料筒(a cross-filtering catridge)1、100和/或其它。料筒1、100的端面當然也可以類似地被製成過濾料筒，也就是說，如前所述，被製成交叉過濾料筒1、100。
在一個特殊實施例中，如圖2c中示意性示出的那樣，可以利用一個封閉機構V將排放通路D封閉起來，從而使得在第一方法步驟中停止交叉過濾。兩個工藝步驟，也就是說過濾和沉積/壓實處理，可以由此在根據圖2c的方案中於料筒1、100中依次執行。
在圖2b中示意性地示出了根據圖2a的第二實施例的一部分。兩對子料筒100被設置在離心滾筒21中，也可以被設置在離心料筒1或者子料筒100中，其中這兩對子料筒100為了將混合物3從一對子料筒100中的一個交換或者轉移到同一對子料筒100中的相鄰那個之內而相互連通。需要明白的是，完全與圖3所示的示意性例子相似，不僅可以形成成對的兩個子料筒100，而且可以形成一串不止兩個子料筒100。
圖2b的特殊益處在於，可以在同一個離心機2中對至少兩種不同或者相同的混合物31、32進行去溼處理，不會使得兩種混合物31、32或者沉積下來的固體餅狀物41、42相互發生接觸。
至少兩種不同的混合物31、32通過輸入管213導入離心機2之內，同時輸入管213被設計成使得混合物31、32不會在該輸入管中相互發生接觸。例如通過將輸入管制成帶有至少雙層壁或者設置多個獨立的分導管2131、2132，可以確保前述效果。優選的是，所設置分導管2131、2132的數量恰好等於需要處理的混合物31、32的數量，從而使得不同或者相同的混合物31、32在導入離心機2之內時不會相互接觸。
在圖2b所示的例子中，混合物31、32經由分導管2131和2132導入附圖中左側那對子料筒100的相應子料筒100之內。
在離心處理過程中，一部分相應的混合物31、32將在一對子料筒100的相應左側子料筒100中沉積成固體餅狀物41、42，而另外一部分相應的混合物31、32被進一步傳送入附圖中右側那對子料筒100的相應子料筒100之內。混合物31、32中仍舊剩餘的那部分固體組分由此在相應的右側子料筒100中沉積成固體餅狀物41、42，並且殘餘的液態物質5經由位於相應右側子料筒100端面處的濾網向外排出。
在圖3a中，示出了根據本發明的離心料筒1或者子料筒100的實施例，帶有潷析板8，從而使得在圖3a所示的例子中，離心料筒1或者子料筒100的內部空間被劃分為三個分離腔7。正如前面已經述及的那樣並且正如將要利用圖3b較為詳細解釋的那樣，一方面，本實施例尤其適用於減輕破壞性的拖曳現象，因為尚未沉積下來的顆粒無需拖曳現象被離心料筒1、100內部空間中的輔助潷析板8阻止。另一方面，通過選擇合適的幾何形狀或者選擇合適的工藝參數，可以在不同的沉積腔8中沉積具有不同去溼度和/或不同稠度和/或不同組成的固體餅狀物4，例如具有不同顆粒尺寸的固體餅狀物。
圖3的示意圖以一種尤其給人印象深刻的方式論證了，利用根據圖3的離心料筒，能夠抑制拖曳現象，並且由此明顯提高固體餅狀物4的沉積效率，以及明顯提高固體餅狀物4的產量。
固體餅狀物的產量A位於豎向坐標軸，而離心工藝的時間t位於水平坐標軸。圖3b中的圖表由此以示意方式示出了沉積下來的固體餅狀物4的總量與離心工藝進行的時間t的依賴關係。
曲線1000表示依賴時間t在離心料筒1、100中得到的固體餅狀物4的產量A，其中離心料筒1、100被製成一個整體，不具有分開的沉積腔7，或者換句話說，僅由單個沉積腔7構成。曲線700以一種類似方式表示可以在根據圖3a的離心料筒1、100中，也就是說利用具有不止一個沉積腔7的離心料筒1、100，得到的固體餅狀物4的產量A。
從圖3b可以明確地看出，一方面，曲線700差不多從起點就比曲線1000以較大的陡度升高。這就意味著在帶有多個沉積腔7的離心料筒1、100中進行的沉積工藝，從起點就遠遠快於在沒有劃分為多個沉積腔7的離心料筒1、100中進行的沉積工藝。這就意味著在帶有多個沉積腔7的離心料筒1、100中，固體餅狀物的沉積更為高效。還有，從圖3b可以明確地認識到，利用帶有多個沉積腔7的離心料筒1、100獲得的固體餅狀物4的總產量A，也遠遠高於利用僅由一個腔構成的離心料筒1、100獲得的固體餅狀物4的總產量A。從曲線700一直在曲線1000的上方延伸就可以非常清楚地看出這一點。
這些極其積極的效果非常重要，因為利用沉積腔7或多或少地能夠完全抑制令人擔心的拖曳現象，從而使得固體餅狀物4的沉積更快更高效地進行，並且總產量A可以明顯提高。
在圖4a至4b中，作為例子示出了本身已知地潷析板8的三個不同實施例，它們均可以優選地用在離心料筒1、100中。如圖3a中示意性示出的那樣，圖4a至4b中所示地潷析板8例如可以相對於離心機2的旋轉軸線6依次設置在根據本發明的離心料筒1、100中。潷析板8由此環繞軸線6被可旋轉地設置在所述離心料筒中，從而使得需要排出的液態物質5可以在離心機2的工作狀態下越過潷析板8的邊緣83潷析出來。
根據需求，可以提供特定措施來排出液態物質5和/或將需要分離的某些混合物3從一個沉積將7輸送至相鄰的沉積將7之內，這樣可以在預期結果方面優化這些工藝。也就是說，例如，通過達到沉積和/或沉積速度的最佳效率，來設定並且保持不同沉積腔7中的固體餅狀物4的預期稠度。
為了能夠實現這一點，如圖4a中所示，可以在潷析板8上設置開口81，或者如圖4b和4c中所示，可以設置缺口82，如圖4c中所示，缺口82可以利用一些齒來實現。
如果如圖3a中所示，例如，多個潷析板8被沿著軸向依次設置在離心料筒1、100中，那麼可以優選將潷析板8依次設置成使得兩個不同潷析板8上的缺口82或者開口81的相互關係能夠使得當沿著軸向觀看時，開口81和/或缺口82的橫剖面相互重疊，以便使得利用所述開口和/或缺口82沿著軸向形成一條暢通「通道」。在另外一個示例中，相反，可以更為優選地將潷析板8相對彼此設置成使得第一潷析板8上的開口81和/或缺口82被第二潷析板8遮蓋，從而使得利用開口81和/或缺口82的重疊橫剖面形成不止一條「通道」。
還有，可以在潷析板8處，或者除了將液體沿著徑向從所述表面向外傳送的潷析板8之外，設置裝置800，比如翼片800或者肋800或者其它措施800。這些裝置800或者措施800，比如浸漬板800(dip weirs)，本身是已知的。在圖4d中示意性地示出了帶有兩個子料筒800的對應方案，用於圖示它們的功能。混合物3經由沒有較為詳細示出的裝置導入附圖中的左側子料筒100之內，同時一部分包含懸浮固體的混合物3在左側子料筒100中沉積成固體餅狀物4。另外一部分混合物3隨後經由左側和/或右側子料筒100的端面進入附圖中的右側子料筒100之內。進入右側子料筒100之內的混合物3首先通過溢流肋800以一種本身已知的方式朝向離心機2的較高周向速度方向徑向向外受壓，由此明顯改善了右側子料筒100中的沉積工藝，並且拖曳現象明顯減輕。
對潷析板8或者溢流肋800的這些列舉當然僅被理解為示例。熟練人員完全知曉潷析板8和溢流肋800的許多其它實施例，並且將它們設置在離心機的轉子腔中，當然，以所有合適的組合，這些內容可以全部優選地用在根據本發明的離心料筒1、100中。
在圖5a和5b中，示意性地示出了離心料筒1和子料筒100的兩個實施例，它們包含分割腔9。這就意味著，例如分割腔7被進一步劃分為分割腔9，如圖5a中所示，分割腔9可以呈長方形，例如尤其被製成一種蜂窩結構形式，或者也可以具有不同的幾何形狀，如圖5b中所示。
在圖5b所示的例子中，分割腔9最好，但並非必須，被設計成可取出的導管，即分割腔9被可拆卸地安裝在離心料筒1、100中。由此能夠在離心處理過程中在被設計成分割導管的分割腔9中以預定的量自動分割所述固體餅狀物，並且所述分割腔可以隨後被單獨和順暢地取出，並且可以將已經自動分割成預定的量的固體餅狀物供送至下一個處理步驟，或者可以以一種備用分割方式(in a ready-portionedmanner)為顧客所獲得。
圖6a最後示出了一種用於進行分離的裝置，在本示例中利用獨立的可拆卸子料筒100來實現。在圖6a中，作為示例示出了三個子料筒100，它們具有不同的內徑R1、R2、R3，從而使得需要分離的混合物3能夠利用圖6a所示的裝置以一種本身已知的方式進行分離。這就意味著由於在工作狀態下與不同內徑R1、R2、R3對應的不同離心力施加在不同的子料筒100上，從而使得例如具有不同尺寸的固體顆粒在不同的子料筒100中沉積成固體餅狀物，並且由此相互分離開。這就意味著不同尺寸的固體顆粒自動地沉積在不同的子料筒100中，由於採用了圖6a所示的根據本發明的裝置，這些子料筒100可以被單獨地拆卸下來，這樣就自然地明顯簡化了對固體餅狀物地進一步處理或者僅在特殊情況下使得這一點完全成為可能。
最後，在圖6b中示意性地示出了利用不同的外徑D1、D2、D3進行分離的子料筒100，作為一種變型。在本示例中，子料筒100的不同外徑D1、D2、D3如此實現，即沿著徑向向外分別設置一個靜區101，並且沿著旋轉軸線6的方向具有一個沉積表面102，固體餅狀物4沉積在該沉積表面102上。需要分離的混合物3可以使用圖6b所示的裝置利用以這種方式形成的不同外徑D1、D2、D3以一種本身已知的方式進行分離。其原因在於，由於在工作狀態下對應不同外徑D1、D2、D3的不同強大離心力作用在不同的子料筒100上，從而使得例如在不同的子料筒100中，例如具有不同去溼度的固體餅狀物4，和/或當混合物3可以從一個子料筒進入相鄰的子料筒時，例如具有不同顆粒尺寸的固體餅狀物4，可以發生沉積，並且由此相互分離開。這就意味著具有不同去溼度的固體餅狀物4和/或具有不同尺寸固體顆粒的固體餅狀物4自動地沉積在不同的子料筒100中，由於採用了圖6b所示的根據本發明的裝置，這些子料筒100可以被單獨地拆卸下來，這樣就自然地明顯簡化了對固體餅狀物的進一步處理或者僅在特殊情況下使得這一點完全成為可能。顯然，當然也可以優選地設置不止三個具有相同或者不同外徑的子料筒100。
權利要求
1.一種用於離心機(2)的離心料筒，其中離心機(2)用於將混合物(3)分離成固體餅狀物(4)和液態物質(5)，該離心料筒(1)在安裝狀態下被環繞離心機(2)的旋轉軸線(6)可旋轉地支撐起來，其特徵在於，該離心料筒(1)可以被可拆卸地安裝在離心機(2)中，尤其安裝在離心機(2)的離心滾筒(21)中。
2.根據權利要求1的離心料筒，其特徵在於，離心料筒(1)包括滾筒外套(101)，尤其是自支撐滾筒外套和/或非自支撐滾筒外套(101)。
3.根據任一前述權利要求的離心料筒，其特徵在於，離心料筒(1)是子料筒(100)。
4.根據任一前述權利要求的離心料筒，其特徵在於，至少兩個沉積腔(7)被設置在離心料筒(1)中，並且它們相對於旋轉軸線(6)依次軸向設置。
5.根據任一前述權利要求的離心料筒，其特徵在於，沉積腔(7)利用潷析板(8)形成，尤其是利用帶有用於排出液態物質(5)的排放開口(81)和/或排放缺口(82)的潷析板(8)形成。
6.根據任一前述權利要求的離心料筒，其特徵在於，沉積腔(7)被劃分為至少兩個分割腔(9)，同時沉積腔(7)尤其被製成一種蜂窩結構。
7.根據任一前述權利要求的離心料筒，其特徵在於，設置潷析蝸杆，以便形成沉積腔(7)和/或分割腔(9)。
8.根據任一前述權利要求的離心料筒，其特徵在於，第一沉積腔(71)大於第二沉積腔(72)和/或第一分割腔(9)大於第二分割腔(9)。
9.根據任一前述權利要求的離心料筒，其特徵在於，第一沉積腔(71)的第一半徑(R1)大於第二沉積腔(72)的第二半徑(R2)。
10.根據任一前述權利要求的離心料筒，其特徵在於，在離心料筒(1)和/或子料筒(100)處設置有濾網(10)。
11.根據任一前述權利要求的離心料筒，其特徵在於，離心料筒(1)和/或子料筒(100)由金屬和/或塑料製成，尤其是由注模塑料和/或合成材料製成。
12.根據任一前述權利要求的離心料筒，其特徵在於，離心料筒(1)和/或子料筒和/或離心滾筒(21)的內壁被加襯，尤其是利用塑料進行加襯，具體來說是利用一種衛生塑料進行加襯。
13.根據任一前述權利要求的離心料筒，其特徵在於，在離心料筒(1)和/或子料筒(100)的料筒開口(11)處設置用於密封的裝置(12)；和/或離心料筒(1)和/或子料筒(100)被製成可密封的容器(1，100)。
14.一種離心機，尤其是一種水平或者豎向支撐的離心機(2)，一種連續或者非連續工作的離心機(2)，具體來說是一種管式離心機(2)、滑動式離心機(2)、推桿式離心機(2)或者擺動式離心機(2)，具有根據任一前述權利要求的離心料筒(1)。
全文摘要
本發明涉及一種用於離心機(2)的離心料筒(1)，其中離心機(2)用於將混合物(3)分離成固體餅狀物(4)和液態物質(5)，該離心料筒(1)在安裝狀態下被環繞離心機(2)的旋轉軸線(6)可旋轉地支撐起來。離心料筒(1)可以被可拆卸地安裝在離心機(2)中，尤其安裝在離心機(2)的離心滾筒(21)中。
文檔編號B04B3/00GK1966155SQ20061014922
公開日2007年5月23日 申請日期2006年11月17日 優先權日2005年11月18日
發明者G·布希, S·M·O·L·施奈德, S·斯塔爾, W·斯塔爾 申請人:弗魯姆股份公司