ДЕКАНТИРУЮЩАЯ ЦЕНТРИФУГА С ИЗНОСОСТОЙКИМ УПРОЧНЕННЫМ ВПУСКНЫМ ОТВЕРСТИЕМ Российский патент 2006 года по МПК B04B1/20 B04C5/85 

Настоящее изобретение относится к декантирующей центрифуге с полым барабаном, имеющим продольную ось вращения и направление вращения, шнековым транспортером в барабане, содержащим центральный корпус, имеющий по меньшей мере одну спиралевидную обмотку, в центральном корпусе выполнена впускная камера, которая имеет впускное отверстие для ввода в барабан материала из впускной камеры, причем во впускной камере выполнено центральное впускное отверстие, а также торцевая стенка во впускной камере напротив центрального впускного отверстия, впускное отверстие имеет разграничивающую поверхность, которая является задней относительно направления вращения и проходит по существу по направлению оси, причем разграничивающая поверхность снабжена износостойким упрочнением и предпочтительно проходящей по существу по касательной кромкой, отдаленной от центра относительно центрального впускного отверстия.

Задняя разграничивающая поверхность может быть скруглена таким образом, что ее передняя точка будет расположена радиально внутри огибающей поверхности центрального корпуса.

Предпочтительно выполнено два или более впускных открытия.

Изобретение также относится к износостойкому упрочняющему элементу для такой декантирующей центрифуги.

В патенте Германии DE-А-40 41 868 описана центрифуга с центральным корпусом, собранным из нескольких частей, скрепленных вместе болтами, что позволяет его демонтировать и обеспечивает возможность доступа к внутренней части впускной камеры. Впускные отверстия из впускной камеры в барабан выровнены с износостойкими втулками, которые имеют манжету, так что они защищены от центробежной силы, но заменять их следует изнутри.

Кроме того, известно использование износостойких упрочняющих элементов, которые приваривают к центральному корпусу. Замена таких защитных упрочняющих элементов представляет собой очень трудную работу, а поддающиеся сварке материалы в общем не обладают большой износоустойчивостью, поэтому требуется частая замена защитных упрочняющих элементов.

Задача изобретения заключается в том, чтобы создать декантирующую центрифугу, имеющую износостойкий упрочняющий элемент, который можно легко заменять и который может иметь только несколько ограничений для выбора материала.

Задача согласно изобретению достигается тем, что износостойкое упрочнение содержит износостойкий упрочняющий элемент, проходящий вдоль задней разграничивающей поверхности и, при рассмотрении в разрезе, выполненном перпендикулярно направлению оси вращения, проходящий вокруг задней разграничивающей поверхности, причем износостойкий упрочняющий элемент проходит настолько во впускную камеру вдоль ее стенки, что вогнутая задняя поверхность износостойкого упрочняющего элемента, обращенная к задней разграничивающей поверхности, имеет внутренний участок во впускной камере, причем участок размещен позади передней точки задней разграничивающей поверхности, рассматриваемой относительно направления вращения, при этом износостойкий упрочняющий элемент снабжен опорной поверхностью с элементом, обращенным по касательной против задней поверхности в упоре относительно опорной поверхности, связанной с центральным корпусом, причем опорная поверхность во время работы предотвращает перемещение износостойкого упрочняющего элемента по касательной вперед в направлении вращения, эта опорная поверхность с обращенным радиально наружу элементом в упоре относительно опорной поверхности, связанной с центральным корпусом, предотвращает перемещение износостойкого упрочняющего элемента радиально от центрального корпуса, в котором по меньшей мере одна из опорных поверхностей, связанных с центральным корпусом, образована съемным блокирующим элементом, при этом износостойкий упрочняющий элемент и впускное отверстие выполнены таким образом, что износостойкий упрочняющий элемент можно вставлять в его рабочее положение с внешней стороны центрального корпуса.

В этом случае можно получить легкую замену, поскольку ее можно осуществлять с внешней стороны, и никакие специальные требования не нужны для обеспечения износостойкого упрочняющего элемента, который удерживается на месте блокирующим элементом и другими зацепляющими поверхностями.

В предпочтительном варианте осуществления блокирующий элемент выступает из торцевой стенки над частью износостойкого упрочняющего элемента.

Также износостойкий упрочняющий элемент содержит по меньшей мере один торцевой участок, проходящий вдоль торцевой стенки впускной камеры, при этом торцевая стенка проходит от отдаленной от центра кромки. Таким образом, эта торцевая стенка также защищена.

С целью его обеспечения и дополнительной защиты от износа, износостойкий упрочняющий элемент содержит второй торцевой участок на противоположном конце относительно первого торцевого участка, при этом второй торцевой участок проходит вдоль ближайшей стенки во впускной камере, а износостойкий упрочняющий элемент проходит между торцевой стенкой и ближайшей стенкой. По меньшей мере один торцевой участок предпочтительно размещен в углублении в соседней стенке. Таким образом, во впускной камере имеются по существу гладкие поверхности торцевой стенки, а опорная поверхность для предотвращения перемещения по касательной может состоять из области с углублением или углублениями, причем углубления выполнены в соответствии с торцевыми участками.

Предпочтительно, в стенке на конце углубления напротив задней разграничивающей поверхности выполнено более глубокое углубление, вмещающее блокирующий элемент. Блокирующий элемент предпочтительно не затянут относительно износостойкого упрочняющего элемента. Таким образом, становится возможным использовать для износостойкого упрочняющего элемента сравнительно хрупкий материал.

Между износостойким упрочняющим элементом и задней разграничивающей поверхностью предпочтительно размещен наполнитель для заполнения неровностей. Тем самым гарантирована четко определенная опорная поверхность для износостойкого упрочняющего элемента. Наполнитель может содержать эпоксидную смолу или аналогичный материал.

Износостойкий упрочняющий элемент предпочтительно изготовлен из неподдающегося сварке материала, поскольку можно использовать более износостойкий материал без увеличения затрат. В частности, износостойкий упрочняющий элемент может содержать карбид вольфрама, который является действительно сравнительно хрупким, но очень износостойким и неподдающимся сварке материалом. Однако, изобретение не ограничено использованием какого-либо определенного материала, и можно использовать другие материалы, подходящие для износостойкого упрочнения.

В предпочтительном варианте осуществления спиралевидная обмотка проходит поперек впускного отверстия в барабан, и во впускном отверстии в спиралевидной обмотке выполнено углубление, чтобы обеспечить возможность замены износостойкого упрочняющего элемента. Такое воплощение, в частности, выгодно, когда впускное отверстие имеет более широкое удлинение в осевом направлении, чем половина шага спиралевидной обмотки, при котором часто желательно предотвращать ограничение общей впускной способности впускного отверстия из впускной камеры в барабан.

Задача дополнительно достигается посредством износостойкого упрочняющего элемента для декантирующей центрифуги, который имеет форму седла.

Теперь изобретение будет подробно описано ниже посредством примера варианта осуществления со ссылкой на схематические чертежи, на которых

на фиг.1 изображен шнековый транспортер декантирующей центрифуги с вырезанными некоторыми частями,

на фиг.2 изображен вид в разрезе по линии II-II на фиг.1,

на фиг.3 изображен вид, соответствующий части фиг.2, но в соответствии с вариантом осуществления изобретения,

на фиг.4 частично изображено перспективное представление варианта осуществления согласно фиг.3 с вырезанными частями, чтобы показать блокирующий элемент, и

на фиг.5 изображено второе частичное перспективное представление варианта осуществления согласно фиг.3.

На фиг.1 и 2 показан известный по существу шнековый транспортер декантирующей центрифуги. Шнековый транспортер содержит центральный корпус 1, имеющий спиралевидную обмотку 2. Для ясности, спиралевидная обмотка имеет на фиг.1 вырез в боковой стороне, обращенной к зрителю.

В центральном корпусе 1 выполнена впускная камера 3, в эту камеру проходит центральная впускная труба 4 и выполнены впускные отверстия 5, через которые материал, подлежащий разделению, может проходить из впускной камеры 3 в барабан (не показан), окружающий шнековый транспортер.

Во время работы шнековый транспортер вращается вместе с барабаном, как обозначено стрелкой 6 на фиг.2.

Во время работы материал, подлежащий центрифугированию, проходит через впускную трубу 4 во впускную камеру 3 и наружу через впускные отверстия 5, причем материал из-за вращения проходит поперек задней части, если смотреть в направлении вращения, разграничивающих поверхностей 7 впускных отверстий, которые в варианте осуществления закруглены. Входящий внутрь материал ускоряется разграничивающими поверхностями 7, приводя к существенному износу этих поверхностей 7, которые поэтому требуется защищать.

На фиг.3-5 более подробно показана область вокруг впускного отверстия 5, где разграничивающая поверхность 7 снабжена износостойким упрочняющим элементом 8 согласно настоящему изобретению. Впускная камера 3 определена на одном конце ближайшей стенкой 9, имеющей центральную полость. На другом конце впускная камера 3 имеет торцевую стенку 13.

Износостойкий упрочняющий элемент 8 в общем имеет форму седла и содержит имеющую форму цилиндра часть 10 корпуса с торцевыми участками или фланцами 11, 12 на концах.

В этом варианте, износостойкий упрочняющий элемент 8 выполнен из карбида вольфрама. Он не поддается сварке, но удерживается на месте с помощью своей геометрической конструкции и своего последовательного зацепления с разграничивающей поверхностью 7 и другими поверхностями, как будет подробно объяснено ниже.

Торцевая стенка 13 определена отдаленной от центра кромкой 13a во впускном отверстии 5. В торцевой стенке 13 и в ближайшей стенке 9 выполнены углубления для размещения фланцев 11 и 12 так, чтобы боковые поверхности этих фланцев, обращенные друг к другу, по существу были выровнены с соседними поверхностями торцевой стенки 13 и ближайшей стенки 9 или немного опущены вниз относительно них, соответственно. Таким образом, гарантировано, что никакие кромки не выступают в поток материала, подлежащего центрифугированию.

Для размещения блокирующего элемента 17, чтобы предотвратить выпадение износостойкого упрочняющего элемента 8, в торцевой стенке 13 и в ближайшей стенке 9 выполнена осевая выемка 16 в форме ласточкина хвоста. Блокирующий элемент 17 удерживается на месте винтом 18 в соответствующей стенке. Блокирующие элементы 17 не затянуты относительно износостойкого упрочняющего элемента 8.

Для размещения блокирующего элемента 17 во фланце 11 предусмотрено углубление 19. Углубление имеет первую опорную поверхность 19a с обращенным по касательной элементом 19b и вторую опорную поверхностью 19c с элементом 19d, обращенным радиально наружу.

Кроме того, фланец 11 имеет изогнутую опорную поверхность 11a с направленным по касательной элементом 11b.

Фланец 12 имеет скошенную опорную поверхность 20, которая в рабочем положении проходит под блокирующим элементом и в той же плоскости, что и опорная поверхность 19c.

Износостойкий упрочняющий элемент 8 проходит во впускную камеру 3 вдоль ее стенки настолько, что внутренний участок 14 задней стенки износостойкого упрочняющего элемента 8, обращенный к разграничивающей поверхности 7, будет расположен позади передней точки 15 разграничивающей поверхности 7 при рассмотрении относительно направления вращения 6.

Износостойкий упрочняющий элемент 8 размещен между торцевой стенкой 13 и ближайшей стенкой 9, посредством чего он удерживается на месте в осевом направлении.

В направлении по касательной износостойкий упрочняющий элемент 8 удерживается на месте, упираясь в разграничивающую поверхность 2 и упираясь в опорные поверхности 11a и/или 19a относительно стенки в углублении в торцевой стенке 13 (и соответственно, в ближайшей стенке 9) и относительно блокирующего элемента 17, соответственно. Следует отметить, что для достижения закрепления по касательной износостойкого упрочняющего элемента 8 должна присутствовать только одна из опорных поверхностей 11а и 19a.

В радиальном направлении износостойкий упрочняющий элемент 8 удерживается на месте против действия центробежной силы зацеплением внутреннего участка 14 с разграничивающей поверхностью 7 и упором опорных поверхностей 19c и 20 в блокирующие элементы 17.

В направлении к центру центрального корпуса 1 закрепление менее важно, поскольку центробежная сила действует по направлению наружу. Однако следует отметить, что падение износостойкого упрочняющего элемента во впускную камеру 3 предотвращено благодаря его зацеплению с внешней частью разграничивающей поверхности 7, зацеплению опорной поверхности 11a с углублением в торцевой стенке 13 и/или зацеплению за счет наклонной опорной поверхности 19a в форме ласточкина хвоста с блокирующим элементом 17.

Между разграничивающей поверхностью 7 и участком 10 корпуса износостойкого упрочняющего элемента 8 предпочтительно вводят материал для заполнения полостей, которые в противном случае могут присутствовать из-за допусков на обработку. Этим материалом может быть, например, эпоксидная смола или силикон. Таким образом, получают достаточно определенную поддерживающую поверхность для износостойкого упрочняющего элемента.

Часть спиралевидной обмотки 2 проходит поперек впускного отверстия 5, и в этой части обеспечено углубление 21. Благодаря этому углублению и конструкции износостойкого упрочняющего элемента 8, становится возможным заменять износостойкий упрочняющий элемент с внешней стороны центрального корпуса 1 при его удалении из барабана: удаляют винты 18, затем в осевом направлении вынимают блокирующие элементы 17 из имеющей форму ласточкина хвоста выемки 16, после чего износостойкий упрочняющий элемент 8 можно поднять, как показано на фиг.5. Затем износостойкий упрочняющий элемент 8 можно повернуть, чтобы освободить от спиралевидной обмотки 2, и можно вставить новый износостойкий упрочняющий элемент 8, следуя тем же операциям в обратном порядке.

Предложенное решение относится к центробежным устройствам, а также к закрепленному в нем износостойкому упрочняющему элементу. Устройство включает износостойкое упрочнение, содержащее износостойкий упрочняющий элемент, проходящий вдоль задней разграничивающей поверхности и, при рассмотрении в разрезе, перпендикулярном направлению оси вращения, проходящий вокруг задней разграничивающей поверхности. При этом износостойкий упрочняющий элемент проходит настолько во впускную камеру вдоль ее стенки, что вогнутая задняя поверхность износостойкого упрочняющего элемента, обращенная к задней разграничивающей поверхности, имеет внутренний участок во впускной камере. Внутренний участок расположен позади передней точки задней разграничивающей поверхности при рассмотрении относительно направления вращения. Износостойкий упрочняющий элемент снабжен опорной поверхностью с элементом, обращенным по касательной против задней поверхности в упоре относительно опорной поверхности, связанной с центральным корпусом. Центральный корпус во время работы предотвращает перемещение износостойкого упрочняющего элемента по касательной вперед в направлении вращения. Опорная поверхность с обращенным радиально наружу элементом в упоре относительно опорной поверхности, связанной с центральным корпусом, предотвращает радиальное перемещение износостойкого упрочняющего элемента из центрального корпуса так, что по меньшей мере одна из опорных поверхностей, связанных с центральным корпусом представлена съемным блокирующим элементом. Данная конструкция устройства позволяет упростить и снизить частоту замены износостойкого упрочняющего элемента. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Декантирующая центрифуга с полым барабаном, имеющая продольную ось вращения и направление вращения (6), шнековый транспортер в барабане, содержащий центральный корпус (1), имеющий по меньшей мере одну спиралевидную обмотку (2), при этом в центральном корпусе (1) выполнена впускная камера (3), которая имеет впускное отверстие (5) для впуска материала в барабан из впускной камеры (3), центральное впускное отверстие (4), выполненное во впускной камере (3), а также торцевую стенку (13) во впускной камере (3) напротив центрального впускного отверстия (4), причем впускное отверстие (5) имеет разграничивающую поверхность (7), которая находится сзади относительно направления вращения и проходит, по существу, по направлению оси, причем разграничивающая поверхность снабжена износостойким упрочнением (8) и предпочтительно проходящей, по существу, по касательной кромкой (13а), которая является отдаленной от центра относительно центрального впускного отверстия (4), отличающаяся тем, что износостойкое упрочнение содержит износостойкий упрочняющий элемент (8), проходящий вдоль задней разграничивающей поверхности (7) и, при рассмотрении в разрезе, перпендикулярно направлению оси вращения (6), проходящий вокруг задней разграничивающей поверхности (7), при этом износостойкий упрочняющий элемент (8) проходит настолько во впускную камеру (3) вдоль ее стенки, что вогнутая задняя поверхность износостойкого упрочняющего элемента (8), обращенная к задней разграничивающей поверхности (7), имеет внутренний участок (14) во впускной камере, причем участок расположен позади передней точки (15) задней разграничивающей поверхности (7) при рассмотрении относительно направления вращения (6), причем износостойкий упрочняющий элемент (8) снабжен опорной поверхностью (11а, 19а) с элементом (11b, 19b), обращенным по касательной против задней поверхности в упоре относительно опорной поверхности, связанной с центральным корпусом (1), который во время работы предотвращает перемещение износостойкого упрочняющего элемента (8) по касательной вперед в направлении вращения (6), при этом опорная поверхность (19с) с обращенным радиально наружу элементом (19d) в упоре относительно опорной поверхности, связанной с центральным корпусом (1), предотвращает радиальное перемещение износостойкого упрочняющего элемента (8) из центрального корпуса (1) так, что по меньшей мере одна из опорных поверхностей, связанных с центральным корпусом (1), представлена съемным блокирующим элементом (17), причем износостойкий упрочняющий элемент (8) и впускное отверстие (5) выполнены таким образом, что износостойкий упрочняющий элемент (8) вставляется в его рабочее положение с внешней стороны центрального корпуса (1).2. Декантирующая центрифуга по п.1, отличающаяся тем, что блокирующий элемент (17) выступает из торцевой стенки (13) над частью износостойкого упрочняющего элемента (8).3. Декантирующая центрифуга по п.1, отличающаяся тем, что износостойкий упрочняющий элемент (8) содержит по меньшей мере один торцевой участок (11), проходящий вдоль торцевой стенки (13) впускной камеры (3), причем торцевая стенка проходит от отдаленной от центра кромки (13а).4. Декантирующая центрифуга по п.3, отличающаяся тем, что износостойкий упрочняющий элемент (8) содержит второй торцевой участок (12) на противоположном конце относительно первого торцевого участка (11), причем второй торцевой участок (12) проходит вдоль ближайшей стенки (9) во впускной камере (3), а износостойкий упрочняющий элемент (8) проходит между торцевой стенкой (13) и ближайшей стенкой (9).5. Декантирующая центрифуга по п.3 или 4, отличающаяся тем, что по меньшей мере один торцевой участок (11, 12) размещен в углублении в соседней стенке (13, 9).6. Декантирующая центрифуга по п.5, отличающаяся тем, что в стенке (9, 13) на конце углубления напротив задней разграничивающей поверхности (7) выполнено более глубокое углубление (16), вмещающее блокирующий элемент (17).7. Декантирующая центрифуга по п.1, отличающаяся тем, что между износостойким упрочняющим элементом (8) и задней разграничивающей поверхностью (7) размещен наполнитель для заполнения неровностей.8. Декантирующая центрифуга по п.7, отличающаяся тем, что наполнитель содержит эпоксидную смолу.9. Декантирующая центрифуга по п.1, отличающаяся тем, что износостойкий упрочняющий элемент (8) изготовлен из неподдающегося сварке материала.10. Декантирующая центрифуга по п.9, отличающаяся тем, что износостойкий упрочняющий элемент (8) содержит карбид вольфрама.11. Декантирующая центрифуга по п.1, отличающаяся тем, что спиралевидная обмотка (2) проходит поперек впускного отверстия (5) в барабан, причем в спиралевидной обмотке (2) во впускном отверстии (5) предусмотрено углубление (21), чтобы обеспечить возможность замены износостойкого элемента (8).12. Износостойкий элемент для декантирующей центрифуги по любому из пп.1-11, который имеет форму седла.