CN1087978C - 一用于一离心分离器的支承装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一用于一离心分离器的支承装置，其具有一离心转子并设置在一框架(1)上，以可绕一旋转轴线(x)通过一轴承件(4)旋转。该支承装置设置在轴承件与框架之间，并且允许在转子与框架之间相对运动。支承装置包括两个第一刚性部分(6’、6”)，它们相对于轴承件基本上是固定不动的；两个中间弹性部分(7’、7”)和两个第二刚性部分(1’、1”)，所述第二刚性部分相对于框架件基本上固定不动，在一轴向剖面中可见的第一刚性部分沿一第一边界线(8’、8”)邻接于一相应的中间部分，在所述轴向剖图中可见的第二刚性部分沿一第二边界线(9’、9”)邻接于一相应的中间部分，至少一个所述的第二边界线相对于轴线(X)倾斜，并且第二边界线(9’、9”)的从轴线出发向外指向的延伸线彼此相交。

Description

一用于一离心分离器的支承装置
本发明涉及用于一离心分离器的一支承装置，该离心分离器具有一离心转子，其设置在一框架件上，以便通过至少一个轴承件绕一旋转轴线可以旋转，其中轴承件具有一中间平面，其中，旋转轴线大致垂直于轴承件的所述中间平面，该支承装置被布置成设置在轴承件与框架件之间，并且允许在离心转子与框架件之间相对运动，而且包括两个第一大致刚性的部分，该第一刚性部分相对于轴承件基本上是不可移动的；还包括两个中间弹性部分和两个第二大致刚性的部分，所述第二刚性部分相对于框架件基本上不可移动，并且其中在一轴向剖面中所见的两个第一刚性部分沿一第一边界线邻接于一相应的中间部分，在所述轴向剖面中所见的两个第二刚性部分沿一第二边界线邻接于一相应的中间部分。
离心分离器的这种支承装置，并且尤其是对于离心分离器的所谓的颈状轴承，其具有一定的弹性，即允许在框架件与离心转子之间径向和轴向相对运动。因此，重要的是支承装置具有如此一刚度(刚性)，其足够地低，以保持作用于颈状轴承上的力在一低水平的程度。作用于颈状轴承上的大力要降低其使用寿命。但是，支承装置不能太软弱，因为在这种情况下离心转子的临界转速将太低，这导致不稳定和大的振荡运动的危险。因此，支承装置在径向以及轴向都应当具有一足够的但不能太高的刚度。除了允许这样的相对运动外，支承装置在径向以及轴向还应具有一定的阻尼作用。
已知通过绕颈状轴承设置许多钢制弹簧缓冲器来提供这样的一弹性和阻尼。这种钢制弹簧缓冲器包括一螺旋弹簧，由其可提供一所需的弹力或弹性。通过允许弹簧缓冲器在连接到轴承件或框架件的一表面上滑动，可以获得一定的阻尼。但是，采用这样的弹簧缓冲器时，支承装置整体上变复杂了，并且需要一相对费时的安装工作。
此外，已知利用作为一环件绕整个转子心轴延伸的橡胶元件或者作为单独的橡胶元件绕转子心轴设置的橡胶元件来支承离心转子。现有的橡胶元件被布置成允许由于径向的相对运动而剪切橡胶。但是，橡胶环件相对于压缩力的弹簧常数相对较大，因而相对于剪切力的弹簧常数相对较小。结果，这种橡胶元件具有一相对高的轴向刚度和一相对低的径向刚度。在这种构造中，如果有人试图通过选择一较硬的橡胶(较高的肖氏值)来增大刚度，则通常会产生问题，因为足够硬的一橡胶的质量并不令人满意，即可获得的橡胶元件的整个硬度是变化的并且这种硬橡胶老化较快。
SE-B-137768公开了具有一离心转子的一离心式分离器，其设置在一框架件上，以能够通过一个轴承件绕一旋转轴线旋转。已知的分离器包括一支承装置，其被设置在轴承件与框架件之间，并且允许在离心转子与框架件之间相对运动。该支承装置包括一径向的内部刚性部分，一中间橡胶弹性部分和一径向的外部刚性部分，其中，中间部分被布置成通过橡胶的一纯压缩来承受径向的相对运动。该支承装置还包括一轴向的上部刚性部分，一轴向的中间橡胶弹性部分和一轴向的下部刚性部分，其中，中间部分被布置成通过橡胶的一大致纯剪切来承受径向的相对运动。
FR-A-884635公开了一支承装置的不同设计，其用于一离心式分离器之一离心转子的一颈状轴承。根据一实施例，该支承装置包括一环形橡胶元件，其具有沿一轴向剖面可见的一L形，并且从轴承沿径向向外地和轴向向下地延伸，以允许并衰减径向及轴向的运动，即倾斜或转动运动。
DE-B-1069431披露了用于一离心转子的一支承装置。根据所公开的实施例，该支承装置包括两个中间弹性部分。该支承装置可沿旋转轴线相对于轴承移动。
FR-A-1263432披露了用于一离心转子的另一种支承装置。该装置包括两个中间弹性部分，它们与相应的刚性部分形成边界线。这些边界线在一径向平面内相对于旋转轴线延伸。
本发明的目的是提供一种结构简单的支承装置，其被布置成允许在离心转子与框架件之间相对运动，并且提供对这些运动的阻尼作用。尤其是，该支承装置以这样的一方式设计，从而可以用一简单的方式在轴向以及径向获得所需的弹簧常数和所需的阻尼作用。
通过上述定义的支承装置达到这一目的，其特征在于至少一个所述的第二边界线相对于旋转轴线倾斜配置，从而第二边界线的从旋转轴线出发向外指向的延伸线彼此相交，并且两个中间部分设置在中间平面的相应各侧上。通过这样的一弹力或弹性部分，其以这样的一方式布置，从而一外部边界线相对于旋转轴线倾斜配置，即具有相对于旋转轴线之大于0度和小于90度的一角度，在弹性部分中出现的变形将包括弹性元件的压缩和剪切变形两者。通过选择所述第二边界线倾斜的倾斜角度，压缩和剪切的程度可能以这样的一方式而分别适配于具体的结构，即获得了合适的弹簧常数和刚度。通过这样的一弹性部分，还可以获得一低的抗倾斜刚度，尽管径向刚度相对较高。这降低了作用于轴承件上的负荷并且防止一滚柱轴承的内圈与外圈之间的破裂。此外，这样的一框架件可以用一简单的方式和较小的尺寸来制造和安装，即根据本发明的框架件需要一相对小的空间。
根据本发明的一实施例，至少一个中间弹性部分的第一边界线的径向内端沿径向位于该中间弹性部分的第二边界线的径向内端的内侧。此外，至少一个中间弹性部分的第一边界线的径向外端沿径向可以位于该中间弹性部分的第二边界线的径向外端的内侧。
根据本发明的再一实施例，至少一个所述的第一边界线相对于旋转轴线倾斜配置，并且第一边界线的从旋转轴线向外指向的延伸线相交。根据该实施例，第二径向外边界线与第一径向内边界线两者可以相对于旋转轴线倾斜配置。采用这样的一方式，可以用非常简单和可靠的方式分别确定压缩和剪切的程度，该方式是通过合适地选择一公共的倾斜角度或两个边界线的不同的倾斜角度来进行的。此外，采用这样的一实施例，可以用一简单和可靠的方式获得一低的抗倾斜刚度和一高的抗径向运动的刚度。
根据本发明的一有利的实施例，两个中间弹性部分被布置成绕所述旋转轴线延伸。此外，两个第一刚性部分以及两个第二刚性部分也可被布置成绕所述旋转轴线延伸。
根据本发明的又一实施例，每一中间弹性部分由一橡胶类材料的环件形成。通过这样的一橡胶弹力或弹性部分，可以用一简单的方式实现支承装置。
根据本发明的再一实施例，两个第一边界线被布置成相对于所述旋转轴线倾斜一相应的倾斜角度。这些倾斜角度的绝对值可以不同或大致相等。此外，两个第二边界线可以被布置成相对于所述旋转轴线倾斜一相应的倾斜角度。同样，该第二边界线的倾斜角度的绝对值可以不同或大致相等。
参照附图通过作为例子描述的不同实施例来阐述本发明，其中：
图1示意地表示根据本发明一第一实施例的具有一支承装置的一离心分离器的一部分的一轴向剖视图。
图2表示根据本发明一第二实施例的一支承装置的一轴向剖视图。
图3表示根据本发明一第三实施例的一支承装置的一轴向剖视图。
图1示意地表示一离心分离器的一部分，其包括一框架件1和一离心转子2，所述转子固定地连接到一转子心轴3上。离心转子2和转子心轴3设置在框架件1内，以能够通过一上部轴承4与一下部轴承5而绕一旋转轴线X旋转。上部轴承4具有一中间平面P，其形成相对于旋转轴线X的一径向平面。下部轴承5在所示的例子中与转子心轴3及框架件1两者直接接触，而在图2和3中可见的上部轴承4的一内部轴承圈4’紧靠转子心轴3，轴承4的一外部轴承圈4”(参见图2和3)紧靠一环形元件6，在下文中称为轴承座(bearing housing)6。轴承座6通过根据本发明的一支承结构被连接到框架件1上。该支承结构是通过轴承座6、框架件1和两个弹力件或弹性元件7’、7”形成的，其中所述的弹性元件7’、7”设置在轴承座6与框架件1之间。在所公开的例子中，每一弹性元件7’、7”被成形为绕旋转轴线X延伸的一环件并且用一橡胶材料制造。弹性元件7’和7”设置在中间平面P的相应的各(轴向)(axial)侧。这样，轴承座6相对于轴承4基本上固定不动，并且转子心轴3相对于径向和轴向运动亦固定不动。因此，转子心轴3的运动将传递给元件7’和7”，所述的元件7’和7”被设计成允许在框架件1与轴承座6之间相对运动。
从任一轴向剖面图中可看出，两个弹性元件7’和7”沿一第一边界线8’和8”分别邻接于基本上不可变形的或刚性的轴承座6。此外，从所述轴向剖面中可看出，两个弹性元件7’和7”沿一第二边界线9’、9”邻接于基本上不可变形的或刚性的框架件1。在图1所公开的例子中，所述边界线相对于旋转轴线X分别倾斜a、b、c、d的倾斜角度。倾斜角度a和b大于0度和小于90度，倾斜角度c和d处在同一角度范围内但符号相反。因此，这意味着第一边界线8’、8”的径向向外指向的延伸线将相交，并且第二边界线9’、9”的径向向外指向的延伸线也相交。
根据第一实施例，角度a和b基本上相等，并且角度c和d也基本上相等。另外，角度a和b的绝对值等于角度c和d的绝对值。但是，应注意到这种情况并非必需，而是角度a和b可以不同，而且角度c和d也可不同。另外，角度a和d的绝对值不必相等，以及角度b和c的绝对值也不必相等。
从图1可清楚地看出，第二边界线9’、9”径向位于第一边界线8’、8”的外侧。此外，对于每一弹性元件7’、7”，第一边界线8’、8”的径向内端径向位于第二边界线9’、9”的径向内端的内侧。类似地，对于每一弹性元件7’、7”，第一边界线8’、8”的径向外端径向位于第二边界线9’、9”的径向外端内侧。
根据第一实施例，弹性元件7’、7”由环形元件7’、7”形成，它们由橡胶制造并且与轴承座6及框架件1的相应的刚性部分6’、6”和1’、1”熔接在一起，例如通过一硫化方法。
图2表示本发明的一第二实施例，其不同于第一实施例在于弹性元件7’、7”分别相对于轴承座6和框架件1的连接结构。应注意到对于具有相应或相同功能的元件，在所有的实施例中使用了相同的参考标记。根据第二实施例，弹性元件7’、7”由相应的环形元件7’、7”形成，它们由橡胶材料制造并且设有两个斜切的端部分，这些斜切端部分被布置成分别***轴承座6与框架件1的凹槽内。采用这样的一方式，环圈元件7’、7”可以被固定在轴承座6与框架件1之间的一位置。应注意到环形元件7’、7”之分别置于轴承座6与框架件1的凹槽内的端部分基本上不可变形或者是刚性的。这意味着在框架件1与转子心轴3之间具有一相对运动的情况中，环形元件7’、7”将在位于轴承座6与框架件1之凹槽外侧的中间部分中变形。分别在环形元件7’、7”的弹性部分与轴承座6及框架件1的刚性部分之间的边界线8’、8”和9’、9”实际上将在拐角点之间延伸，所述的拐角点形成在环形元件7分别接触轴承座6与框架件1的位置。在第一边界线8’、8”的径向内侧和在第二边界线9’、9”的径向外侧，环形元件7’、7”将不发生变形。
表示于图3中的第三实施例不同于图2所公开的第二实施例在于环形元件7’、7”的端部分是非对称地形成的，并且具有一基本上径向延伸的第一邻接表面和两个较短的轴向延伸的第二邻接表面，这可在一轴向剖图中看出，即这些第二邻接表面沿包围旋转轴线X的一圆柱面延伸。
本发明不限于在此公开的实施例，而是可以在权利要求书的范围内变化和修改。

Claims (13)

1.一用于一离心分离器的支承装置，该离心分离器具有一离心转子(2)，其设置在一框架件(1)上，以能通过至少一个轴承件(4)绕一旋转轴线(X)旋转，其中轴承件具有一中间平面(P)，旋转轴线(X)大致垂直于轴承件(4)的所述中间平面(P)，支承装置被布置成设置在轴承件(4)与框架件(1)之间，并且允许在离心转子(2)与框架件(1)之间相对运动，而且包括两个第一大致刚性的部分(6’、6”)，该第一刚性部分相对于轴承件(4)基本上是固定不动的；两个中间弹性部分(7’、7”)和两个第二大致刚性的部分(1’、1”)，所述第二刚性部分相对于框架件(1)基本上固定不动，并且其中在一轴向剖面中可见的两个第一刚性部分沿一第一边界线(8’、8”)邻接于一相应的中间部分(7’、7”)，在所述轴向剖面中可见的两个第二刚性部分沿一第二边界线(9’、9”)邻接于一相应的中间部分，其特征在于至少一个所述的第二边界线(9’、9”)相对于旋转轴线(X)倾斜配置，从而第二边界线的从旋转轴线(X)出发向外指向的延伸线彼此相交，并且两个中间部分(7’、7”)设置在中间平面(P)的相应各侧上。
2.如权利要求1所述的支承装置，其特征在于至少一个中间弹性部分(7’、7”)的第一边界线(8’、8”)的径向内端沿径向位于该中间弹性部分(7’、7”)的第二边界线(9’、9”)的径向内端的内侧。
3.如权利要求1和2之任一所述的支承装置，其特征在于至少一个中间弹性部分(7’、7”)的第一边界线(8’、8”)的径向外端沿径向位于该中间弹性部分(7’、7”)的第二边界线(9’、9”)的径向外端的内侧。
4.如任一前述权利要求所述的支承装置，其特征在于至少一个所述的第一边界线(8’、8”)相对于旋转轴线(X)倾斜配置，并且第一边界线(8’、8”)的从旋转轴线(X)向外指向的延伸线相交。
5.如任一前述权利要求所述的支承装置，其特征在于两个中间弹性部分(7’、7”)被布置成绕所述旋转轴线(X)延伸。
6.如任一前述权利要求所述的支承装置，其特征在于两个第一刚性部分(6’、6”)被布置成绕所述旋转轴线(X)延伸。
7.如任一前述权利要求所述的支承装置，其特征在于两个第二刚性部分(1’、1”)被布置成绕所述旋转轴线(X)延伸。
8.如任一前述权利要求所述的支承装置，其特征在于每一中间弹性部分(7’、7”)由一橡胶类材料的环件形成。
9.如任一前述权利要求所述的支承装置，其特征在于两个第一边界线(8’、8”)被布置成相对于所述旋转轴线(X)倾斜一相应的倾斜角度(b、c)。
10.如权利要求9所述的支承装置，其特征在于两个第一边界线(8’、8”)的倾斜角度(b、c)的绝对值大致相等。
11.如任一前述权利要求所述的支承装置，其特征在于两个第二边界线(9’、9”)被布置成相对于所述旋转轴线(X)倾斜一相应的倾斜角度(a、d)。
12.如权利要求11所述的支承装置，其特征在于两个第二边界线(9’、9”)的倾斜角度(a、d)的绝对值大致相等。
13.如任一前述权利要求所述的支承装置，其特征在于所述的部分(1’、1”，6’、6”，7’、7”)是大致旋转对称的。
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