CN119896874B - 一种单支撑结构离心机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及离心萃取机，特别涉及一种单支撑结构离心机。一种单支撑结构离心机，包括壳体、装配在壳体内的转鼓，转鼓的轴心处设有转鼓转轴，转鼓转轴的上端配置有对其进行转动支撑的上轴承，所述转鼓转轴为空心轴，壳体的顶部连接有向下悬伸的转鼓支撑轴，转鼓支撑轴伸入转鼓转轴内并向下延伸；转鼓支撑轴与转鼓转轴之间设有下轴承，转鼓转轴上设有用于将下轴承密封在转鼓转轴内的密封结构；转鼓支撑轴的轴心设有上下延伸的贯通孔，贯通孔内设有用于与转鼓驱动装置连接的驱动轴，驱动轴的下端与转鼓转轴之间设有用于带动转鼓转动的扭矩传递结构。本发明能够解决现有的离心萃取机增加下轴承后轴向空间占用大、密封结构复杂、维护成本高的问题。

Description

一种单支撑结构离心机

技术领域

本发明涉及离心萃取机，特别涉及一种单支撑结构离心机。

背景技术

目前市场上的大流量离心萃取机，结构上通常具有两个显著特征：一个是为了满足大流量的处理要求，外形尺寸较大，特别是高度较高；另一个是转鼓的长径比和用于使转鼓转动装配到壳体上的转鼓转轴的长径比都比较大，整体稳定性会受到影响。大流量离心萃取机结构上的这两大特征会造成运输困难，特别是对于出口机型，一般需要通过集装箱运输，而一些大流量离心萃取机的整机高度往往高于国际标准集装箱最高高度2698mm，导致国际化困难。

另外，大流量离心萃取机工作时转鼓转轴承受的负载较大，若采用顶部单支点支撑，即仅在转鼓转轴的顶端设置轴承，转鼓处于吊装状态，这样的机构会导致转鼓转轴的悬伸长度过长，很难保证运行稳定性。因此，大流量离心萃取机一般只能采用上下双支点支撑结构，即在转鼓转轴的顶端设置上轴承形成上支点、在转鼓转轴的底端设置下轴承形成下支点，例如授权公告号为CN201899900U的中国实用新型专利公开的液-液两相混合-分离的装置采用的上轴承和下轴承结构。

上下双支点支撑结构会造成下轴承位于设备底部、埋入在物料中，这就需要在下轴承的上方设置密封结构，为了满足转动装配需求和密封效果，密封结构一般选用机械密封。但是设置机械密封会使设备底部结构复杂化，而且机械密封属于易损部件，需经常更换，每次更换需要设备停机较长时间，会较大程度地增加维护成本、降低生产效率。并且，转鼓转轴下端增加下轴承结构之后，下轴承结构和密封结构会占用一定的轴向空间，导致离心萃取机整机的高度进一步增加。

发明内容

本发明的目的是提供一种单支撑结构离心机，解决目前在需要增大流量时，单支点离心萃取机的悬臂梁弯曲刚度和强度低，运行不稳定，而双支点离心萃取机密封结构复杂、维护成本高的问题。

本发明中单支撑结构离心机采用如下技术方案：

一种单支撑结构离心机，包括壳体、装配在壳体内的转鼓，转鼓的轴心处设有转鼓转轴，转鼓转轴的上端配置有对其进行转动支撑的上轴承，所述转鼓转轴为空心轴，壳体的顶部连接有向下悬伸的转鼓支撑轴，转鼓支撑轴伸入转鼓转轴内并向下延伸；转鼓支撑轴与转鼓转轴之间设有下轴承，转鼓转轴上设有用于将下轴承密封在转鼓转轴内的密封结构；转鼓支撑轴的轴心设有上下延伸的贯通孔，贯通孔内设有用于与转鼓驱动装置连接的驱动轴，驱动轴的下端与转鼓转轴之间设有用于带动转鼓转动的扭矩传递结构。

上述技术方案的有益效果是，通过将转鼓转轴设置为空心轴，壳体上设置的转鼓支撑轴能够从空心轴伸入到转鼓转轴内，从而在转鼓转轴与转鼓支承轴之间通过下轴承支撑，满足转鼓转轴承受的负载较大的需求；下轴承沉入转鼓内，不仅不会占用额外的轴向空间，同时一方面减小了转鼓悬臂的长度，振动幅值减小，转鼓稳定性提高，另一方面在相同不平衡量下，上下轴承所受径向力显著降低，寿命提高；而且转鼓转轴与转鼓之间的相对位置固定，转鼓转轴上的密封为静态密封，结构简单，便于维护；另外，转鼓支撑轴上设有贯通孔，能够实现驱动轴的设置，进而实现对转鼓的驱动。与现有技术中必须采用上下双支点支撑时转鼓转轴的下端需要设置机构复杂、成本高、易损的机械密封相比，本发明中的单支撑结构离心机的下轴承不需占用额外轴向空间，并且采用的是静态密封结构，结构简单，零部件成本和维护成本低。

作为一种进一步限定的技术方案：所述转鼓转轴内在下轴承的下方设有封堵盖，所述密封结构由封堵盖形成。

上述进一步限定的技术方案的有益效果是，采用下轴承下方处设置的封堵盖作为密封结构，拆装方便，易于维护。

作为一种进一步限定的技术方案：所述驱动轴和转鼓转轴均与封堵盖固定，所述扭矩传递结构由封堵盖形成。

上述进一步限定的技术方案的有益效果是，封堵盖能够同时起到密封作用和扭矩传递作用，有利于减少零部件数量和简化拆装过程，成本低。

作为一种进一步限定的技术方案：所述封堵盖与所述下轴承之间形成轴向挡止配合，用于对下轴承进行轴向定位。

上述进一步限定的技术方案的有益效果是，封堵盖与下轴承形成轴向挡止配合能够节省单独设置的轴承定位结构，有利于减少零部件数量。

作为一种进一步限定的技术方案：转鼓转轴的上端伸出转鼓，所述壳体的顶部设有上轴承座，所述上轴承设置在转鼓转轴的径向外侧与所述上轴承座之间。

上述进一步限定的技术方案的有益效果是，通过壳体顶部的上轴承座能够形成稳定可靠的上支撑点，保证转鼓的稳定转动。

作为一种进一步限定的技术方案：所述转鼓支撑轴的顶端与驱动轴之间设有支撑用轴承，用于使驱动轴与转鼓支撑轴保持对中。

上述进一步限定的技术方案的有益效果是，设置支撑用轴承能够实现驱动轴上端的径向定位，提高驱动轴的运转稳定性，并且能够将驱动轴与转鼓支撑轴之间的间距设置得较小，减小径向空间占用。

作为一种进一步限定的技术方案：所述壳体的顶部设有支撑轴固定座，支撑轴固定座上设有支撑轴穿孔，转鼓支撑轴的顶端从支撑轴穿孔中穿过，与支撑轴穿孔的孔壁形成径向定位。

上述进一步限定的技术方案的有益效果是，通过支撑轴穿孔能够使转鼓支撑轴形成具有一定长度的支撑段，因此能够实现较强的抗偏摆效果，使转鼓支撑轴对转鼓的下轴承形成更加稳定的支撑。

作为一种进一步限定的技术方案：所述转鼓支撑轴的顶端设有上细下粗的圆台段，所述支撑轴穿孔是与圆台段适配的锥形孔；转鼓支撑轴上于圆台段的上方设有螺纹段，螺纹段从支撑轴穿孔的顶端穿出并连接有支撑轴锁紧螺母，支撑轴锁紧螺母的下端面支撑在支撑轴固定座上，使圆台段的外周面与锥形孔贴紧。

上述进一步限定的技术方案的有益效果是，圆台段与锥形孔的配合能够实现自动对中，保证转鼓支撑轴处于竖直状态，并且能够依靠支撑轴锁紧螺母实现转鼓支撑轴的可靠固定，有利于提高转鼓的转动稳定性。

作为一种进一步限定的技术方案：上轴承设置在转鼓支撑轴的外周面与转鼓转轴的内壁之间形成的环形空间中，转鼓转轴的顶端位于壳体内的转鼓安装腔内，下轴承也位于转鼓安装腔内。

上述进一步限定的技术方案的有益效果是，能够减少上轴承的空间占用，进一步控制离心萃取机的轴向尺寸。

作为一种进一步限定的技术方案：转鼓支撑轴与转鼓转轴之间设有位于上轴承上方的上轴承密封结构。

上述进一步限定的技术方案的有益效果是，能够避免将上轴承设置到转鼓安装腔内之后料液可能进入上轴承中的风险，有利于保证转鼓的可靠运行。

附图说明

图1是本发明中单支撑结构离心机的实施例1的结构示意图；

图2是本发明中单支撑结构离心机的实施例2的结构示意图；

图3是本发明中单支撑结构离心机的实施例3的结构示意图；

图4是本发明中单支撑结构离心机的实施例3的另一种形式的结构示意图。

图中相应附图标记所对应的组成部分的名称为：11、壳体；12、上封板；13、轴承座下法兰；14、支撑轴固定座；15、支撑轴穿孔；21、转鼓支撑轴；22、支撑轴锁紧螺母；23、冷却通道；31、电机支架；32、转鼓驱动装置；33、联轴器；34、驱动轴；35、支撑用轴承；41、转鼓；42、转鼓转轴；51、上轴承；52、上轴承座；53、轴承压环；54、压环锁紧螺母；55、骨架油封；61、下轴承；62、封堵盖；71、传动保护罩；81、轴承外圈支座。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的具体实施方式中，可能出现的术语如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，可能出现的术语如“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，可能出现的语句“包括一个……”等限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合实施例对本发明进一步地详细描述。

本发明中单支撑结构离心机的实施例1：

如图1所示，单支撑结构离心机包括壳体11，壳体11内转动装配有转鼓41，壳体11的顶部设有上封板12，上封板12上固定有电机支架31，电机支架31上固定有作为转鼓驱动装置32的驱动电机。

转鼓41的轴心处固定有用于在驱动电机的驱动下转动的转鼓转轴42，转鼓41通过转鼓转轴42转动装配在壳体11上。转鼓转轴42采用吊装结构，上端伸出转鼓41，通过上轴承51吊装在壳体11上。具体地，壳体11包括固定在壳体主体上的轴承座下法兰13，轴承座下法兰13上固定有上轴承座52；上轴承座52形成的轴承室内装配有两只上轴承51，上轴承51的外圈沿轴向支撑在上轴承座52上并沿径向定位；上轴承51的内圈套设在转鼓转轴42上，内圈的下端支撑在转鼓转轴42上的轴肩上，上端被转鼓转轴42上设置的压紧结构锁紧，本实施例中的压紧结构包括轴承压环53和压环锁紧螺母54。当然，对于吊装式的转鼓来说，不论是现有技术中的离心萃取机还是本发明中的离心萃取机，转鼓转轴42与相应的轴承之间必然需要设置轴向支撑结构来承受转鼓41的重量，本实施例中，上轴承51应当选用能够承受转鼓41重量的轴承，例如角接触推力轴承，依靠轴承压环53和压环锁紧螺母54作为轴向支撑结构来实现对支撑力的传递。为了避免转鼓安装腔内的料液进入到上轴承室内，轴承座下法兰13下方设有密封座，密封座与转鼓转轴42之间设有骨架油封55。

上轴承51在转鼓转轴42的顶端形成了上支点，为了满足大流量离心萃取机的转鼓转轴42负载较大的需求，转鼓转轴42的底端对应设有下轴承61，形成了下支点。为了避免现有技术中直接在转鼓转轴42的底部与壳体11之间设置下轴承61而导致的不易密封问题，本发明中将下轴承61设置在转鼓转轴42的内部。具体地，转鼓转轴42的底端设有内环台，形成下轴承座，下轴承61的外圈支撑在内环台上，转鼓转轴42的底端开口处设有封堵盖62，封堵盖62通过向上穿设的螺钉固定在转鼓转轴42的下端面上，将下轴承61压紧在内环台上，并且形成了密封结构，将下轴承61密封在了转鼓转轴42内。

为了形成下支点，壳体11还包括支撑轴固定座14，支撑轴固定座14上固定有转鼓支撑轴21，转鼓支撑轴21向下悬伸，伸入转鼓转轴42内并延伸至转鼓41的底部，下轴承61的内圈设置在转鼓支撑轴21上，对转鼓转轴42起到径向支撑作用。考虑到结构的简洁性，转鼓支撑轴21上未设置下轴承压紧结构，下轴承61仅起到径向支撑作用，不对转鼓转轴42进行轴向支撑。为了实现转鼓支撑轴21在壳体11上的固定，转鼓支撑轴21的顶端设有上细下粗的圆台段，支撑轴固定座14上设有与圆台段适配的锥形孔作为支撑轴穿孔15，转鼓支撑轴21的顶端从支撑轴穿孔15中穿过，与支撑轴穿孔15的孔壁形成径向定位，能够依靠圆台段的外周面实现自动对中。转鼓支撑轴21上于圆台段的上方设有螺纹段，螺纹段从支撑轴穿孔15的顶端穿出并连接有支撑轴锁紧螺母22，支撑轴锁紧螺母22的下端面支撑在支撑轴固定座14上，使圆台段的外周面与锥形孔贴紧，实现转鼓支撑轴21的固定安装，并能够实现自动对中，保证转鼓支撑轴21呈竖直状态。由于转鼓支撑轴21与支撑轴穿孔15的孔壁形成了径向定位，能够形成一段支撑段，因此能够实现较强的抗偏摆效果，为转鼓41的下支点提供稳定的支撑。

为了实现对转鼓41的驱动，转鼓支撑轴21为中空结构，轴心设有上下延伸的贯通孔，驱动装置的输出轴上通过联轴器33连接有驱动轴34，驱动轴34的下端端面上设有螺纹孔，封堵盖62上设有螺钉穿孔，驱动轴34通过螺钉与封堵盖62固定连接；封堵盖62上设有法兰结构，与转鼓41的底部端面固定连接，封堵盖62同时形成了用于带动转鼓41转动的扭矩传递结构。为了提高驱动轴的运转稳定性，转鼓支撑轴21的顶端与驱动轴34之间设有支撑用轴承35，用于使驱动轴34与转鼓支撑轴21保持对中。

另外，所述转鼓支撑轴21内设有冷却通道23，冷却通道23具有位于转鼓支撑轴21的顶端的进液口和出液口，冷却通道在转鼓支撑轴21内上下折返，以有效对转鼓支撑轴21进行冷却。应当说明的是，图中只能看到一道冷却通道23，其余未剖到。

上述单支撑结构离心机工作时，转鼓转轴42的上端通过上轴承51形成的上支点支撑在上轴承座52上，转鼓转轴42的下端通过下轴承61形成的下支点支撑在转鼓支撑轴21的底端，实现了上下双支点支撑的同时，能够利用中空的转鼓支撑轴21实现驱动轴34的设置，进而实现对转鼓41的驱动，并且下支点沉入转鼓41内，不会占用额外的轴向空间，同时，转鼓转轴42底部的密封为静态密封，结构简单，便于维护。

本发明中单支撑结构离心机的实施例2：

本实施例与实施例1的不同之处在于：实施例1中，转鼓驱动装置32与转鼓转轴42同轴布置。而本实施例中，如图2所示，转鼓驱动装置32偏置于上轴承51的一侧，且平行于转鼓转轴42布置，转鼓驱动装置32的输出轴与转鼓转轴42之间通过传动机构连接，并设置传动保护罩71进行防护。传动机构可以采用带传动、齿轮传动等。

本发明中单支撑结构离心机的实施例3：

本实施例与实施例1的不同之处在于：实施例1中，上轴承51形成的上支点位于壳体11的上封板12的上方。而本实施例中，上轴承51形成的上支点位于壳体11的上封板12的下方，具体地，如图3所示，转鼓转轴42的顶端低于壳体11的上封板12，位于壳体11内的转鼓安装腔内部，上轴承51设置在转鼓支撑轴21的外周面与转鼓转轴42的内壁之间形成的环形空间中。具体地，转鼓转轴42的顶端于内壁上设有轴承外圈支座81，上轴承51支撑在轴承外圈支座81上，转鼓支撑轴21的顶端于轴承外圈支座81上方设有上轴承压盖，上轴承压盖与转鼓支撑轴21之间设有密封件，密封件形成了上轴承密封结构，避免料液进入到上轴承51内。上轴承51的内圈套设在转鼓支撑轴21上并通过轴向定位结构定位。与实施例1相同，转鼓41的重量由上轴承51承受，且转鼓驱动装置32处于上轴承51的正上方。此外，与实施例1不同的是，转鼓支承轴在转鼓转轴中的延伸长度小于转鼓转轴的长度，且转鼓支承轴的下端处于转鼓转轴的中部靠上位置，安装在转鼓支承轴下端的下轴承处于转鼓转轴的中部靠上位置。

与实施例3类似的一种实施例，如图4所示，转鼓驱动装置32偏置于上轴承51的一侧，且平行于转鼓转轴42布置，转鼓驱动装置32的输出轴与转鼓转轴42之间通过传动机构连接，并设置传动保护罩71进行防护。传动机构可以采用带传动、齿轮传动等。

本发明中单支撑结构离心机的实施例4：

本实施例与实施例1的不同之处在于：实施例1中，转鼓转轴42的底端开口处设有封堵盖62，封堵盖62形成了密封结构的同时，还能够对下轴承61进行轴向定位，并且形成了扭矩传递结构，将驱动轴34的动力传递给转鼓转轴42。而本实施例中，封堵盖62仅用于封堵转鼓转轴42的底端开口，而扭矩传递结构由设置在封堵盖62和下轴承61上方的键传动结构形成。

在其他实施例中，封堵盖62也可以仅用于实现转鼓转轴42的底端开口的密封，而下轴承61的轴向定位由单独的结构形成。

本发明中单支撑结构离心机的实施例5：

本实施例与实施例1的不同之处在于：实施例1中，支撑轴固定座14上设有支撑轴穿孔15，转鼓支撑轴21的顶端从支撑轴穿孔15中穿过并与支撑轴穿孔15形成径向定位。而本实施例中，在转鼓支撑轴21的顶端设有连接法兰，通过法兰结构固定在支撑轴固定座14上。

在其他实施例中，转鼓支撑轴21也可以采用其他方式实现固定，例如在转鼓支撑轴21顶端设置外螺纹，通过螺纹连接固定。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种单支撑结构离心机，包括壳体(11)、装配在壳体(11)内的转鼓(41)，转鼓(41)的轴心处设有转鼓转轴(42)，转鼓转轴的上端配置有对其进行转动支撑的上轴承，其特征在于，所述转鼓转轴(42)为空心轴，壳体(11)的顶部连接有向下悬伸的转鼓支撑轴(21)，转鼓支撑轴(21)伸入转鼓转轴(42)内并向下延伸；转鼓支撑轴(21)与转鼓转轴(42)之间设有下轴承，转鼓转轴(42)上设有用于将下轴承(61)密封在转鼓转轴(42)内的密封结构；转鼓支撑轴(21)的轴心设有上下延伸的贯通孔，贯通孔内设有用于与转鼓驱动装置(32)连接的驱动轴(34)，驱动轴(34)的下端与转鼓转轴(42)之间设有用于带动转鼓(41)转动的扭矩传递结构。

2.根据权利要求1所述的单支撑结构离心机，其特征在于，所述转鼓转轴(42)内在下轴承的下方设有封堵盖(62)，所述密封结构由封堵盖(62)形成。

3.根据权利要求2所述的单支撑结构离心机，其特征在于，所述驱动轴(34)和转鼓转轴均与封堵盖(62)固定，所述扭矩传递结构由封堵盖(62)形成。

4.根据权利要求2所述的单支撑结构离心机，其特征在于，所述封堵盖(62)与所述下轴承(61)之间形成轴向挡止配合，用于对下轴承(61)进行轴向定位。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的单支撑结构离心机，其特征在于，转鼓转轴(42)的上端伸出转鼓(41)，所述壳体(11)的顶部设有上轴承座(52)，所述上轴承(51)设置在转鼓转轴(42)的径向外侧与所述上轴承座(52)之间。

6.根据权利要求5所述的单支撑结构离心机，其特征在于，所述转鼓支撑轴(21)的顶端与驱动轴(34)之间设有支撑用轴承，用于使驱动轴(34)与转鼓支撑轴(21)保持对中。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的单支撑结构离心机，其特征在于，所述壳体(11)的顶部设有支撑轴固定座(14)，支撑轴固定座(14)上设有支撑轴穿孔(15)，转鼓支撑轴(21)的顶端从支撑轴穿孔(15)中穿过，与支撑轴穿孔(15)的孔壁形成径向定位。

8.根据权利要求7所述的单支撑结构离心机，其特征在于，所述转鼓支撑轴(21)的顶端设有上细下粗的圆台段，所述支撑轴穿孔(15)是与圆台段适配的锥形孔；转鼓支撑轴(21)上于圆台段的上方设有螺纹段，螺纹段从支撑轴穿孔(15)的顶端穿出并连接有支撑轴锁紧螺母(22)，支撑轴锁紧螺母(22)的下端面支撑在支撑轴固定座(14)上，使圆台段的外周面与锥形孔贴紧。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的单支撑结构离心机，其特征在于，上轴承(51)设置在转鼓支撑轴(21)的外周面与转鼓转轴(42)的内壁之间形成的环形空间中，转鼓转轴(42)的顶端位于壳体(11)内的转鼓安装腔内，下轴承(61)也位于转鼓安装腔内。

10.根据权利要求9所述的单支撑结构离心机，其特征在于，转鼓支撑轴(21)与转鼓转轴(42)之间设有位于上轴承(51)上方的上轴承密封结构。