用於製造分離盤的方法及分離盤與流程
2023-07-29 22:56:02 2
本發明涉及一種用於從具有頂側和底側的金屬板坯料開始製造分離盤的方法。本發明還涉及一種用於離心分離器的分離盤，分離盤為金屬材料且適於壓縮成離心轉子內的分離盤的堆疊以用於分離液體或液體/固體混合物，分離盤具有帶外表面和內表面的截頭圓錐形狀，且多個間隔部件在內表面上方延伸一定高度以用於提供所述堆疊中的相互相鄰的分離盤之間的空隙。本發明還涉及一種包括多個這樣的分離盤的盤堆疊，以及包括這樣的盤堆疊的分離器。
背景技術：
圓錐形分離盤已經已知了100年以上(例如，見DE48615)，且在許多類型的離心分離器中廣泛使用。儘管自從提出提供具有與其整體結合形成的突起部的分離盤也已經大約100年(例如，見SE21700和US1006622)，但該技術在薄板金屬用作分離盤的材料時實際上不適用。相比之下，很有可能製造由塑料製成的分離盤，其設有整體結合形成的間隔器件。由於由塑料製成的分離盤可通過注射模製技術製成，故這容易完成。由薄板金屬製成的分離盤通常通過旋壓產生，且設有金屬板的窄條或小圓圈形式的間隔器件，其在以各種方式(通常通過點焊)形成之後緊固至分離盤。用於將分離間隔器件附接至分離盤(例如，通過焊接)的操作是既昂貴又耗時的。用於壓制具有整體結合形成的突起部的分離盤的方法在DE19705704中提到，其涉及在圓錐上旋壓金屬板坯料，以產生具有整體結合形成的突起部的分離盤。金屬板坯料藉助於輥在圓錐上壓制。圓錐設有凹部，其在金屬板坯料的旋壓期間變為填充有來自坯料的材料。在根據DE19705704中提到的方法製造具有突起部的分離盤時，可能難以實現其上突起部超過一定高度的分離盤。嘗試實現其可引起材料上的過大應力，尤其是如果坯料較薄，因為關於坯料的"可用"材料填充壓力輥圓錐上的凹部所需的材料量，或可用材料還不足以填充凹部。如果分離盤的厚度與突起部或間隔部件的高度之間的比率超過1(這在一些應用中是期望的)，則這尤其是此情況。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種用於製造介紹中指出的類型的分離盤的方法，其中間隔部件為較大高度的突起部的形式，雖然分離盤自身很薄。根據本發明，該目的通過以下實現：藉助於焊接在所述金屬板坯料上在其頂側上的位置中應用額外的金屬材料，將金屬板坯料放置在心軸上，心軸包括截頭圓錐支承表面，其中凹口對應於完成的分離盤上的間隔部件，其中所述底側面向所述截頭圓錐支承表面，對準金屬板坯料，以便在所述壓制之後額外金屬材料的位置將對應於所述凹口，藉助於輥和所述心軸旋壓所述金屬板坯料，在所述心軸上形成分離盤的輥完成在所述底側上具有間隔部件的分離盤。根據本發明的實施例，分離盤由一種方法製成，由此壓制通過以下實現：心軸設有沿所述支承表面的所述凹口，且布置成用於圍繞圓錐形支承表面的幾何軸線旋轉以便形成所述分離盤，引起所述金屬板坯料在圓錐形支承表面的一個軸向端處橫向於幾何軸線牢固地抵靠所述心軸，引起所述心軸和金屬板坯料圍繞幾何軸線以相同速度旋轉，以及在心軸和金屬板坯料的旋轉期間實現可圍繞中心軸線旋轉的所述輥與背對支承表面且設有所述額外金屬材料的金屬板坯料的側部之間的抵靠，由此輥壓在金屬板坯料上且通過摩擦引起相對於金屬板坯料滾動，而不在其旋轉中伴隨後者和心軸，且沿軸向和在周向方向上沿螺旋通路引導，但離支承表面有選擇的距離，以便金屬板坯料沿該螺旋通路逐漸移動以抵靠支承表面，利用該力，來自金屬板坯料的材料移動到支承本體中的所述凹口中。突起部或間隔部件因此可大致在與金屬板壓製成抵靠支承表面的同時形成。額外材料可以長條沿徑向雷射焊接在金屬板坯料上，或條可相對於金屬板坯料的半徑傾斜。材料可在旋壓之後通過切削加工從金屬板坯料的頂側除去。本發明還涉及用於前文提到的離心分離器的分離盤，其中所述盤的厚度和所述間隔部件的高度具有至少1到1.0、1到1.25、1到1.5、1到2、1到2.5或1到3的比率。本發明還涉及包括上文所述的多個分離盤的盤堆疊。本發明還涉及包括上文所述的盤堆疊的分離器。附圖說明本發明在下文中參照附圖進一步描述，在附圖中圖1繪出了準備用於旋壓的金屬板坯料，圖2繪出了通過根據本發明的實施例的方法使用根據圖1的金屬板製造圓錐形分離盤的裝置的主要部分，圖3繪出了穿過用於產生根據本發明的另一個實施例的分離盤的的裝置的部分的截面，該裝置包括帶凹口的支承本體、用於形成帶突起部的金屬板的壓制元件和用於材料去除加工的工具。具體實施方式圖1繪出了用於形成圓錐形分離盤1的圓形金屬板形式的金屬板坯料6。在金屬板坯料6進一步處理和成形之前，額外材料通過使用焊接應用在金屬板的一側上，其在下文中稱為頂側2。金屬板坯料6還具有底側3。可使用的焊接過程的示例為弧焊、氧燃料氣體焊接、電阻焊接、固態焊接、感應焊接、雷射焊接(諸如雷射束焊接和雷射混合焊接)，以及氣電焊。額外材料應用至金屬板坯料6的頂側，以便金屬板對應於其頂側2上的期望突起高度形成，頂側2為完成的凸起(即，間隔部件4、5)將出現的位置的相對側。在應用額外材料時，必須對隨後的旋壓過程中的材料伸展留餘量，使得額外材料的放置將對應於期望完成凸起的位置。額外材料在圖1中布置成長條，其相對於金屬板坯料6的半徑傾斜，但可改為直接徑向的。間隔部件的寬度可取決於分離盤的大小而大到5mm。間隔部件的其它構造是可能的。如果在薄金屬分離盤的表面上期望較大數目的小尺寸的間隔部件，則等距空間可使用比現今甚至更薄的分離盤來實現。因此，離心分離器的分離能力可以此方式通過將較大數目的較薄金屬分離盤配合到堆疊中且仍保持等距空隙來提高。以此方式，本發明將便於使用儘可能薄的分離盤，以最大限度增加分離盤的數目和給定堆疊高度內的空隙。此外，特別是在大尺寸離心分離器中，分離盤可存在在壓縮狀態中彼此接觸的風險。這是為何空隙(諸如0.4mm)上存在最小高度(尺寸)以便確保盤不彼此抵靠完全壓縮的另一個原因。由於間隔部件(例如，小尺寸間隔部件)的小寬度，故有可能在分離盤的特定表面區域中布置所述間隔部件的群集或集中形式的分布圖案，其中壓縮的前述問題在分離盤的組裝堆疊中出現。作為群集構造的備選方案，間隔部件還可貫穿分離盤的表面構造成均勻分布的圖案(即，相互相鄰的小尺寸間隔部件之間相同的距離)，且可能處於相比於"常規"(大尺寸)間隔部件更大的集中度。找出適合的分布圖案可不但取決於分離盤自身，而且取決於離心轉子的設計，以及分離盤的堆疊在轉子內壓縮的方式。壓縮盤堆疊中的空隙的變形可在計算機中或通過檢查實際的壓縮盤堆疊來計算/模擬。此檢查例如可通過進行壓縮盤堆疊的鑄造來進行，...