用于干燥粒状固体材料的离心机转让专利

申请号 : CN201180072075.5

文献号 : CN103842756B

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相似专利:

发明人 : 约瑟夫·安德里亚斯·尼克

申请人 : 约瑟夫·安德里亚斯·尼克

摘要 :

本发明涉及用于干燥粒状固体材料的离心机(1),其包括料斗(2)、连接到料斗(2)上的离心机构(3),离心机构设有使得能够运送粒状固体材料的旋转式螺旋装置(6)。所述离心机构(3)还设有包围旋转式螺旋装置(6)的穿孔旋转件(7),其配置成通过离心力移除粘附到粒状固体材料的表面上的自由液体。另外机器(1)包括固体出口管(5)和布置在离心机构(3)和固体出口管(5)之间的固体收集室(8),固体收集室能够接收来自旋转件(7)的经离心粒状固体材料。固体收集室(8)设有固体传导转子(9),其包括配置成推动粒状固体材料且对它们施加增加的切向速度的径向叶片(10)。旋转式螺旋装置(6)和旋转件(7)配置成允许调节角速度。

权利要求 :

1.一种用于粒状固体材料的离心机(1),至少包括:

能够使得所述粒状固体材料能够进入的料斗(2);

连接到所述料斗(2)上的离心机构(3),所述离心机构(3)设有能够使得能够运送所述粒状固体材料的至少一个旋转式螺旋装置(6),所述离心机构(3)设有穿孔旋转件(7),所述穿孔旋转件(7)在外部包围所述旋转式螺旋装置(6),所述穿孔旋转件(7)配置成通过离心力移除粘附到所述粒状固体材料的表面上的自由液体;以及连接到所述离心机构(3)的固体出口管(5),所述固体出口管(5)能够使得经离心粒状固体材料能够出来;

布置在所述离心机构(3)和所述固体出口管(5)之间的至少一个固体收集室(8),所述固体收集室(8)能够接收来自所述穿孔旋转件(7)的所述经离心粒状固体材料,所述固体收集室(8)设有固体传导转子(9),所述固体传导转子(9)包括配置成推动所述粒状固体材料且对它们施加增加的切向速度的径向叶片(10);

不动地连接到所述固体收集室(8)和所述固体出口管(5)上的至少一个固体传导管(12),所述固体传导管(12)布置在所述固体收集室(8)和所述固体出口管(5)之间,所述固体传导管(12)能够使得人们能够将来自所述固体收集室(8)的所述经离心粒状固体材料引导到所述固体出口管(5);

液体收集室(16),所述液体收集室(16)在外部同心地包围所述穿孔旋转件(7),所述固体收集室(8)可相对于所述液体收集室(16)转动,所述固体传导管(12)和所述固体出口管(5)具有可通过使所述固体收集室(8)相对于所述液体收集室(16)旋转而配置的角位置;

其特征在于,包括连接到所述液体收集室(16)上的至少一个液体材料出口管(23),所述液体材料出口管(23)具有可通过使所述液体收集室(16)相对于所述固体收集室(8)旋转而配置的角位置,所述液体材料出口管(23)提供了从所述离心机排出由于离心作用而产生的液体。

2.根据权利要求1所述的离心机,其特征在于,相对于所述穿孔旋转件(7)同心且紧密地安装所述旋转式螺旋装置(6)。

3.一种用于粒状固体材料的离心机(1),至少包括:

能够使得所述粒状固体材料能够进入的料斗(2);

连接到所述料斗(2)上的离心机构(3),所述离心机构(3)设有能够运送所述粒状固体材料的至少一个旋转式螺旋装置(6),所述离心机构(3)设有穿孔旋转件(7),所述穿孔旋转件(7)在外部包围所述旋转式螺旋装置(6),所述穿孔旋转件(7)配置成通过离心力移除粘附到所述粒状固体材料的表面上的自由液体;以及连接到所述离心机构(3)上的固体出口管(5),所述固体出口管(5)能够使得经离心粒状固体材料能够出来;

布置在所述离心机构(3)和所述固体出口管(5)之间的至少一个固体收集室(8),所述固体收集室(8)能够接收来自所述穿孔旋转件(7)的所述经离心粒状固体材料,所述固体收集室(8)设有固体传导转子(9),所述固体传导转子(9)包括配置成推动所述粒状固体材料且对它们施加增加的切向速度的径向叶片(10);

其特征在于,所述固体收集室(8)包括设有基本弯曲的端部凸出部(11)的内壁,所述端部凸出部(11)能够防止在所述固体传导转子(9)旋转时对所述粒状固体材料有损害。

4.一种用于粒状固体材料的离心机(1),至少包括:

能够使得所述粒状固体材料能够进入的料斗(2);

连接到所述料斗(2)上的离心机构(3),所述离心机构(3)设有能够运送所述粒状固体材料的至少一个旋转式螺旋装置(6),所述离心机构(3)设有穿孔旋转件(7),所述穿孔旋转件(7)在外部包围所述旋转式螺旋装置(6),所述穿孔旋转件(7)配置成通过离心力移除粘附到所述粒状固体材料的表面上的自由液体;

连接到所述离心机构(93)上的固体出口管(5),所述固体出口管(5)能够使得经离心粒状固体材料能够出来;

连接到所述离心机构(3)上的驱动机构(4),所述驱动机构(4)能够使得所述旋转式螺旋装置(6)和所述穿孔旋转件(7)能够旋转;

所述离心机(1)的特征在于:

所述旋转式螺旋装置(6)借助于第一中心轴(20)来连接到所述驱动机构(4)上,所述离心机(1)包括所述第一中心轴(20);以及所述穿孔旋转件(7)借助于第二中心轴(21)来连接到所述驱动机构(4)上,所述离心机(1)包括所述第二中心轴(21),所述第二中心轴(21)相对于所述第一中心轴(20)布置在内部且与所述第一中心轴(20)同心;

其中,所述驱动机构(4)可使所述第一中心轴(20)和所述第二中心轴(21)彼此独立地转动,所述驱动机构(4)配置成:通过所述第一中心轴(20)对所述旋转式螺旋装置(6)围绕其中心轴线的角速度提供特定的调节;以及通过所述第二中心轴(21)对所述穿孔旋转件(7)围绕其中心轴线的角速度提供特定的调节。

5.根据权利要求4所述的离心机,其特征在于,所述驱动机构(4)配置成与所述穿孔旋转件(7)的角速度相比,对所述旋转式螺旋装置(6)的角速度调节更大的值。

6.根据权利要求5所述的离心机,其特征在于,至少包括:

布置在所述料斗(2)和所述穿孔旋转件(7)之间的旋转式锥形室(27),所述旋转式锥形室(27)能够接收来自所述料斗(2)的所述粒状固体材料,以及将它们输送到所述穿孔旋转件(7),所述旋转式锥形室(27)设有配置成对所述粒状固体材料提供增加的切向速度的径向叶片(13);

布置在所述旋转式锥形室(27)和所述旋转式螺旋装置(6)之间的旋转式前部基盘(14),所述旋转式前部基盘(14)设有能够使得所述粒状固体材料能够流过的至少一个通路开口(15);

所述驱动机构(4)配置成对所述旋转式锥形室(27)的角速度和所述旋转式前部基盘(14)的角速度调节不同的值,以使得能够调节所述粒状固体材料的流量。

7.根据权利要求6中的任一项所述的离心机,其特征在于,所述驱动机构(4)包括连接到彼此上的马达、滑轮、齿轮、链条、皮带和副轴(28),所述副轴(28)配置成协助将扭矩从所述马达传递到所述离心机构(3)。

8.根据权利要求7所述的离心机,其特征在于,所述驱动机构(4)包括配置成稳定所述第二中心轴(21)和所述副轴(28)的端部的稳定条(32)。

9.一种用于粒状固体材料的离心机(1),至少包括:

能够使得所述粒状固体材料能够进入的料斗(2);

连接到所述料斗(2)上的离心机构(3),所述离心机构(3)设有能够运送所述粒状固体材料的至少一个旋转式螺旋装置(6),所述离心机构(3)设有穿孔旋转件(7),所述穿孔旋转件(7)在外部包围所述旋转式螺旋装置(6),所述旋转件(7)配置成通过离心力移除粘附到所述粒状固体材料的表面上的自由液体;以及连接到所述离心机构(3)上的固体出口管(5),所述固体出口管(5)能够使得经离心粒状固体材料能够出来;

布置在所述离心机构(3)和所述固体出口管(5)之间的至少一个固体收集室(8),所述固体收集室(8)能够接收来自所述穿孔旋转件(7)的所述经离心粒状固体材料,所述固体收集室(8)设有固体传导转子(9),所述固体传导转子(9)包括配置成推动所述粒状固体材料且对它们施加增加的切向速度的径向叶片(10);

操作性地连接到所述离心机构(3)上的联驱动机构(4),所述驱动机构(4)配置成对所述旋转式螺旋装置(6)和所述穿孔旋转件(7)围绕它们的中心轴线旋转的角速度提供调节;

其特征在于,包括:

能够容纳所述驱动机构(4)的主机架(17);以及

能够隔开所述主机架(17)与所述固体收集室(8)的固定面板(24);

其中,所述固定面板(24)包括能够减轻所述固体收集室(8)内部的负压的通气孔(25)。

10.一种用于粒状固体材料的离心机(1),至少包括:

能够使得所述粒状固体材料能够进入的料斗(2);

连接到所述料斗(2)上的离心机构(3),所述离心机构(3)设有能够运送所述粒状固体材料的至少一个旋转式螺旋装置(6),所述离心机构(3)设有穿孔旋转件(7),所述穿孔旋转件(7)在外部包围所述旋转式螺旋装置(6),所述穿孔旋转件(7)配置成通过重力移除粘附到所述粒状固体材料的表面上的自由液体;

连接到所述离心机构(3)上的固体出口管(5),所述固体出口管(5)能够使得经离心粒状固体材料能够出来;

连接到所述离心机构(3)上的驱动机构(4),所述驱动机构(4)能够使得所述旋转式螺旋装置(6)和所述旋转件(7)能够围绕它们的中心轴线旋转;

能够容纳所述驱动机构(4)的主机架(17);

所述离心机(1)包括布置在所述主机架(17)的内部的轴承组件(18,19),所述轴承组件(18,19)能够支承所述离心机构(3);

所述离心机构(4)借助于第一中心轴(20)连接到所述离心机构(3)上,所述轴承组件(18,19)包括第一轴承(18)、第二轴承(19),所述第一轴承(18)和所述第二轴承(19)两者固定到所述第一中心轴(20)上,以使得能够支承所述离心机构(3);

其特征在于,包括隔开所述主机架(17)与固体收集室(8)的固定面板(24),所述第一轴承(18)在所述第一中心轴(20)上定位在所述固定面板(24)附近,并且所述第二轴承(19)在所述第一中心轴(20)上定位成与所述第一轴承(18)相对且在所述驱动机构(4)所包括的变速器保护箱(22)附近。

11.根据权利要求10所述的离心机,其特征在于,包括能够使所述穿孔旋转件(7)连接到所述驱动机构(4)上的第二中心轴(21),所述第二中心轴(21)相对于所述第一中心轴(20)布置在内部且与所述第一中心轴(20)同心,所述第二中心轴(21)借助于布置在所述第一中心轴(20)和所述第二中心轴(21)之间的滚子轴承(29)而得到支承。

12.根据权利要求11所述的离心机,其特征在于,所述穿孔旋转件(7)支托在所述第二中心轴(21)的前端(30)和固体传导转子(9)上,所述穿孔旋转件(7)和所述固体传导转子(9)借助于第三轴承(31)而得到支承,所述第三轴承(31)定位在所述固体收集室(8)的内部,所述第三轴承(31)固定到所述第一中心轴(20)上。

说明书 :

用于干燥粒状固体材料的离心机

技术领域

[0001] 本发明涉及用于粒状特性的固体材料的离心机,该离心机集合了以可靠、安全和有效的方式传送固体材料的功能。特别地,本发明涉及连续流的紧凑离心机,其能够从粒状固体材料中移除液体,以及能够以根据应用的要求配置的方向、距离和高度传送之前经离心的材料,进一步防止离心材料有损害,而不削弱离心过程的效能。

背景技术

[0002] 咖啡豆是构成世界农业的主要产品之一的类型的粒状固体材料。由于这个原因,人们不断寻求能够降低生产成本而且另外提供高品质的最终产品且满足出口要求的技术和解决方案。
[0003] 就此而言,影响咖啡品质的主要因素之一是在收获之后的处理中,主要是在进行干燥步骤时对咖啡的操纵/处理方式,干燥步骤包括使存在于咖啡豆的暴露表面上的水分蒸发。应当注意,咖啡的生产具有使咖啡豆首先通过潮湿路线的收获后步骤。
[0004] 因而,干燥在处理咖啡豆的过程中是非常重要的步骤,以便获得高品质的最终产品,因为成熟的咖啡豆非常容易腐烂的,因为在收获时水分高。如果咖啡豆保持在水分高的状态下达给定时段,则真菌开始在咖啡豆的表面上形成,它们与增加的呼吸速率和温度升高共同将导致发酵。所以,咖啡的重要特性(诸如芳香和味道)会变差,即,最终产品的品质大受影响。
[0005] 通常,在库房场地里(诸如实土、水泥或沥青地面)人工地使咖啡豆干燥。但是,此方法易于受天气变化的影响,这可削弱其效能,因为在低温下,以及/或者在水分高时,干燥时间增加,从而对咖啡种植者造成损害。此外,在实土场地里干燥通常需要较长时间来进行该过程,而且另外需要较大面积来建造它们。另外,雇佣劳力进行干燥过程也是必要的。这样的因素对增加最终产品成本起决定性作用。
[0006] 另一方面,已经有用于通过自动化机器(诸如机械干燥机或类似的装备)来减少从咖啡豆的表面移除水所花费的时间的几种新技术。
[0007] 例如,巴西专利申请PI 0201900-0描述了一种机器,其意于通过蒸发原理,借助于能够穿过悬浮在穿孔表面上的谷物层的强制热气流,来从咖啡豆的表面移除多余的水。
[0008] 另一种用于使咖啡豆干燥的已知自动化解决方案是离心作用,其包括基于应用大于重力且可通过使旋转速度升高而增大的向心力的技术。离心作用是常常在工业中用来使固体与液体分离,使液体与气体分离或者分离两种类型的液体的技术。
[0009] 例如,巴西专利申请PI 0304448-3涉及一种能够移除表面水和/或咖啡豆清洗水的离心机。这种离心机包括形状为水平的去顶锥的鼓,鼓由穿孔金属板组成,鼓的旋转受到控制。这个离心机具有无法确切地控制产品的驻留时间和离心作用的限制。此外,其功能的有效性直接取决于咖啡豆是否具有良好的滚动特性,因为它们应当在锥形箱内部滚动,直到它们在没有任何特定装置的协助下到达出口为止。由于咖啡豆不总是具有良好的滚动特性,所以无法避免离心机堵塞的可能,这会使离心机的使用局限于有限范围的粒状材料,即:具有圆形且刚度较大的那些。
[0010] 专利申请PI 0502946-5描述了一种用于咖啡豆的离心机,其设有竖向轴,竖向轴具有下部部分,下部部分具有用于咖啡豆的入口,又借助于两个蜗杆将咖啡豆传送到竖向轴的上部部分,蜗杆沿顺时针和逆时针方向旋转。另外,离心机具有包围蜗杆的圆柱形滤网,滤网能够容许经离心材料的液相出来。另外,离心机进一步包括筒体,筒体包围圆柱形滤网,以从机器中引导出液体。应当注意,蜗杆的作用迫使此机器中的升高的咖啡豆流从机器的底部到其顶部,这会在咖啡豆上产生过大的压力,从而产生大百分比的受损谷物。由于这个原因,在本申请的说明书中建议采用适度旋转,以便平衡移除表面水的好处与较低百分比的受损咖啡豆,这当然会削弱机器的效能。
[0011] 因此,目前知道的离心机不能够令人满意地满足咖啡生产的所有要求,以便使得能够取代目前仍然常常在使用的人工方法。换句话说,需要一种能够优化咖啡豆干燥过程的技术,以便提高生产规模,同时保持产品品质,以及较低的成本。
[0012] 本发明的目标包括提供自动化机器,其能够以自动且最佳的方式使粒状固体材料(例如咖啡豆)的表面干燥,以便提供较高的输出、有效性和快速处理,适合大规模生产需求。
[0013] 此外,本发明的目标进一步包括提供自动化机器,其能够使粒状固体材料(例如咖啡豆)的表面干燥,具有紧凑的结构布置,允许容易且简单地安装以及与在处理和操纵这些粒状固体材料的过程中涉及的其它装备/机器/装置结合。
[0014] 另外,本发明的目标包括提供能够从粒状固体材料(例如咖啡豆)移除表面液体,以及以可根据应用要求而配置的多个方向、距离和高度传送之前进行离心的这样的材料的机器。
[0015] 另外,本发明的目标包括提供这样的机器,该机器能够从粒状固体材料移除液体表面,以及传送之前进行离心的这样的材料,以便防止或最大程度地减小对它们的损害,从而消除或最大程度地减少浪费,而不损害输出、效能和处理速度。

发明内容

[0016] 实现本发明的一个或多个目标的第一种方式是通过一种用于粒状固体材料的离心机,离心机包括能够使得粒状固体材料能够进入的至少一个料斗。此外,离心机还包括连接到料斗上的至少一个离心机构,离心机构设有能够使得能够运送粒状固体材料的至少一个旋转式螺旋装置。这种离心机构进一步设有穿孔旋转件,穿孔旋转件在外部包围旋转式螺旋装置。所述旋转件配置成通过离心力移除粘附到粒状固体材料的表面上的自由液体。另外,离心机包括连接到离心机构上的至少一个固体出口管,固体出口管能够使得经离心粒状固体材料能够出来。另外,离心机包括布置在离心机构和固体出口管之间的至少一个固体收集室,固体收集室能够接收来自旋转件的经离心粒状固体材料。所述固体收集室设有固体传导转子,固体传导转子包括配置成拉动粒状固体材料和对它们施加增加的切向速度的径向叶片。
[0017] 实现本发明的一个或多个目标的第二种方式是通过一种用于粒状固体材料的离心机,离心机包括能够使得粒状固体材料能够进入的至少一个料斗。此外,离心机还包括连接到料斗上的至少一个离心机构,离心机构设有能够使得能够运送粒状固体材料的至少一个旋转式螺旋装置。这种离心机构进一步设有穿孔旋转件,穿孔旋转件在外部包围旋转式螺旋装置。所述旋转件配置成通过离心力移除粘附到粒状固体材料的表面上的自由液体。另外,离心机包括连接到离心机构上的至少一个固体出口管,固体出口管能够使得经离心粒状固体材料能够出来。另外,离心机包括连接到离心机构上的至少一个驱动机构,驱动机构能够使得旋转式螺旋装置和旋转件能够围绕它们的中心轴线旋转。另外,离心机包括能够容纳驱动机构的至少一个主机架。此外,离心机包括布置在主机架内部的一组轴承,轴承能够使得能够支承离心机构。
[0018] 实现本发明的目标的第三种方式是通过一种用于粒状固体材料的离心机,离心机包括能够使得粒状固体材料能够进入的至少一个料斗。此外,离心机还包括连接到料斗上的至少一个离心机构,离心机构设有能够使得能够运送粒状固体材料的至少一个旋转式螺旋装置。这种离心机构进一步设有穿孔旋转件,穿孔旋转件在外部包围旋转式螺旋装置。所述旋转件配置成通过离心力移除粘附到粒状固体材料的表面上的自由液体。另外,离心机包括连接到离心机构上的至少一个固体出口管,固体出口管能够使得经离心粒状固体材料能够出来。另外,离心机包括连接到离心机构上的至少一个驱动机构,驱动机构能够使得旋转式螺旋装置和旋转件能够旋转。所述旋转式螺旋装置借助于离心机所包括的第一中心轴来连接到驱动机构上。所述旋转件借助于离心机还包括的第二中心轴来连接到驱动机构上,第二中心轴相对于第一中心轴布置在内部且与第一中心轴同心。驱动机构可使第一中心轴和第二中心轴彼此独立地转动,驱动机构配置成通过第一中心轴线对旋转式螺旋装置围绕其中心轴线的角速度提供特定的调节;并且进一步配置成通过第二中心轴对旋转件围绕其中心轴线的角速度提供特定的调节。

附图说明

[0019] 现在将参照附图更详细地描述本发明,其中:
[0020] 图1表示根据本发明的优选实施例的用于粒状固体材料的离心机的透视图;
[0021] 图2表示图1中示出的机器的分解图;
[0022] 图3表示图1中示出的机器的固体传导转子的透视图;
[0023] 图4表示图1中示出的机器的主机架的内部部分的透视图,其示出了固定面板;
[0024] 图5表示图1中示出的机器的变速器机构的子组件的透视图;
[0025] 图6表示图5中示出的子组件的分解图;
[0026] 图7表示图1中示出的机器的组装好的子组件的侧视图,子组件包括离心机构、支承件和变速器机构的一部分;
[0027] 图8表示图7中示出的子组件的分解图;
[0028] 图9表示图1中示出的机器的离心机构的透视正视图;
[0029] 图10表示图1中示出的机器的离心机构的侧视图;
[0030] 图11表示图1中示出的机器的离心机构的透视后视图;
[0031] 图12表示图1中示出的机器的离心机构的根据图10中的局部截面G-G的透视正视图;
[0032] 图13表示图1中示出的机器的离心机构的根据图10的局部截面G-G的侧视图;
[0033] 图14表示图1中示出的机器离心机构的根据图10中的局部截面G-G的透视后视图;
[0034] 图15以子组件表示图1中示出的机器的配置机构的分解图;
[0035] 图16以部件和零件表示图1中示出的机器离心机构的分解图;
[0036] 图17表示图1中示出的机器的离心机构的一组螺旋装置的侧视图;
[0037] 图18表示图1中示出的机器的离心机构的一组螺旋装置的根据图17中的局部截面M-M的透视后视图;
[0038] 图19表示图1中示出的机器的离心机构的一组螺旋装置的根据图17中的局部截面M-M的侧视图;
[0039] 图20表示图1中示出的机器的离心机构的一组螺旋装置的根据图17中的局部截面M-M的透视正视图;
[0040] 图21表示图1中示出的机器的安装好的子组件的侧视图,子组件包括旋转式锥形室和旋转式筒体;
[0041] 图22表示图1中示出的机器的安装好的子组件的根据图21中的局部截面J-J的透视后视图,子组件包括旋转式锥形室和旋转式筒体;
[0042] 图23表示图1中示出的机器的安装好的子组件的根据图21中的局部截面J-J的侧视图,子组件包括旋转式锥形室和旋转式筒体;
[0043] 图24表示图1中示出的机器的安装好的子组件的根据图21中的局部截面J-J的透视正视图,子组件对应于旋转式锥形室和旋转式筒体;
[0044] 图25表示由传导管(一个传导管作为固体出口,一个传导管作为液体出口)固体收集室、液体收集室、料斗、支承件和固定面板形成的子组件的分解图;
[0045] 图26表示图1中示出的机器的侧视图,其示出其液体倾倒斜道的位置的变化;
[0046] 图27表示图1中示出的机器的正视图,其示出其固体收集室的位置的变化;
[0047] 图28表示图1中示出的机器的安装和运行的可行位置;
[0048] 图29表示图1中示出的机器的局部透视图,这示出了其内部部分;以及[0049] 图30表示图1中示出的固体收集室的透视图,这示出了其内部部分。

具体实施方式

[0050] 图1示出根据本发明的优选实施例的用于粒状固体材料的离心机1的透视图。这样的粒状固体材料优选由咖啡豆构成。但是,应当理解,具有粒状特性或特征的任何类型的固体材料都可由本发明的机器1处理,诸如例如种子、各种蔬菜渣、粒状合成材料、糠、纤维碎片、膜剂等。如前面已经提到的那样,在一些应用中,使这些粒状固体材料没有水分(布置在固体材料外部和/或渗透固体材料的液体部分)是合乎需要的。当然,为了实现这个理想状态,使用能够从粒状固体材料中移除水分的技术方案是必要的。在本发明中,这个技术方案由图1至30中示出的离心机1的新颖布置/实施例组成。
[0051] 机器1包括能够使得来自任何外部源的粒状固体材料能够进入的的至少一个料斗2。这个料斗2优选通过凸缘固定到机器1上,并且可由将适合各个应用的需要的其它变型容易地代替。此外,料斗2相对于设备基部定位在降低的高度处(例如大约700mm),这有利于使料斗2与外部源连接,从而通常防止需要提前提起粒状固体材料。另外,料斗2强烈地向机器1倾斜,这阻止粒状固体材料的其余部分积聚,以及防止在各次服务期间或在各次服务结束时可能需要将推动它们。大体而言,料斗2具有“斜锥片”形状,在其中心线中的斜度较小,对应于大约40几何度。在大多数料斗2中,斜度逐渐增加,直到到达大约
80几何度为止。重要的是注意到,机器1的待进行离心的粒状固体材料通过其进入的侧部没有支承元件、轴、轴承或变速器,这有利于主要在减小的空间中接近装备的外部零件。
[0052] 如在图2、12、13和14中可看到的那样,机器1还包括连接到料斗2上的至少一个离心机构3,离心机构3设有能够使得能够运送粒状固体材料的至少一个旋转式螺旋装置6。此外,离心机构3设有在外部包围旋转式螺旋装置6的穿孔旋转件7。旋转件7可具有圆柱形形状,如图中显示的那样,或者略微锥形的形状。它还可具有篮筐或转鼓的形状。
[0053] 旋转式筒体7配置成通过离心力移除粘附到粒状固体材料的表面上的自由液体,从而恰当地提供离心作用。因而,旋转式筒体7留住固体,但允许液体流过其孔。优选地,相对于旋转式筒体7同心且紧密地安装旋转式螺旋装置6,这防止粒状固体材料由于其运动而被挤压和压碎。旋转式螺旋装置6沿与旋转式筒体7相同的方向转动,并且具有沿着旋转式筒体7的内壁沿一方向传导、推动和运送粒状固体材料的功能。此外,旋转式螺旋装置6设有节距,可根据需要和粒状固体材料的类型来对节距进行尺寸设置。例如,对于给定类型,根据其特性,诸如易碎性/粗实性/轻/重、光滑/粗糙等,使用较小或较大的节距可为必要的,使用较小的节距会增加粒状固体材料在旋转式筒体7内部的驻留类型。类似地,还可根据各个应用的需要来改变旋转式筒体7的长度,使用较长的长度意味着粒状固体材料在旋转式筒体7内部的驻留时间增加。
[0054] 如图1、2和25中显示的那样,机器1还包括连接到离心机构3上的至少一个固体出口管5,固体出口管5能够使得经离心粒状固体材料能够出来。
[0055] 另外,根据图1、2、25、29和30,机器1还包括布置在离心机构3和固体出口管5之间的至少一个固体收集室8。这种固体收集室8能够接收来自旋转式筒体7的经离心的粒状固体材料,固体收集室8设有固体传导转子9,固体传导转子9包括配置成推动粒状固体材料且对它们施加增加的切向速度的径向叶片10,如可在图2和3中看到的那样。还通过使固体收集室8的半径大小比旋转式筒体7的半径大大约10%来提供固体收集室8内部的切向速度的增大。因而,考虑到固体收集室中的和旋转式筒体7的粒状固体材料的角速度基本相同,切向速度的增加量与固体收集室8的半径的增加量成比例,从而使得能够有高处理能力。应当注意,固体传导转子9固定到旋转式筒体7的后端上,使得所述旋转式筒体7负责固体传导转子9的旋转。
[0056] 优选地,固体收集室8包括设有基本弯曲的端部凸出部11的内壁,端部凸出部11能够防止固体传导转子9在旋转时对粒状固体材料有损害,如可在图30中看到的那样。因此,不像目前已知的离心机那样,固体收集室8的这个特定配置保证运送的粒状固体材料的物理完整性。凭借这一点,可消除或最大程度地减少浪费,而不损害输出、有效性和处理速度。
[0057] 机器1进一步包括至少一个固体传导转子12,其以固定方式连接到固体收集室8和固体出口管5上,并且布置在这两个元件之间。这个固体传导管12能够将来自固体收集室8的经离心粒状材料引导到固体出口管5。应当注意,能够在固体传导管12和固体出口管5之间实施不同类型、大小和形状(长方形、圆形等)的连接件、附件和转接器,以便对将零件装配一起提供更多的便利,以及使机器1与粒状固体材料的目的地更好的结合。优选由金属材料构成的固体传导管12设有可固定到固体收集室8的出口上的侧凸缘36。此外,固体传导管12设有圆柱形鞘37,其功能是接收固体出口管5,鞘优选由PVC构成,鞘为搭扣配合。所述侧凸缘36支承圆柱形鞘37,使得与固体收集室8的出口有一些间隙,使得粒状固体材料在这个节段中自由飞行。所以,在固体出口管5可能堵塞的情况下,可通过这个开口排出粒状固体材料,而不堵塞固体收集室8。
[0058] 根据图1、2、25和29,机器1还包括至少一个液体收集室16,液体收集室16在外部同心地包围旋转式筒体7。首先,固体收集室8相对于液体收集室16旋转,使得这个旋转使得能够配置固体传导管12和固体出口管5的角位置,如图27中显示的那样,从而提供更好的多功能性、使用灵活性,以及对机器1安装在其中的环境的适应性。应当注意,组件(固体传导管12和固体出口管5)相对于轴线的角变化可达到高达360度,具有在投影中示出的具有达到242度的能力的成分。如果经离心固体粒状材料取决于固体出口管5的方向角,则它们将遵从它们在其中将到达最长竖向或水平距离的弹道路径,以便到达下一个关注点。
[0059] 图1、2和25显示机器1还包括连接到液体收集室16上的至少一个液体材料出口管23,其能够使得由于离心作用而产生的液体能够排出机器1。优选地,液体材料出口管23具有可通过使液体收集室16相对于液体收集室8旋转而配置的角位置。优选地,固体收集室8借助于其前凸缘35支承液体收集室16,前凸缘35设有沿径向布置的多个孔。照这样,液体收集室16可围绕其本身的轴线转动,以提供最佳固定位置,这使得能够在处于它们的原始配置的固体收集室8和液体收集室16之间保持角关系,而不管对固体收集室8选择的位置如何。
[0060] 如可在图7至13、16、21至24中看到的那样,机器1进一步包括布置在料斗2和旋转式筒体7之间的至少一个旋转式锥形室27。旋转式锥形室27能够接收来自料斗2的粒状固体材料,并且将它们输送到旋转式筒体7。图9、12、13、22至24示出旋转式锥形室27设有径向叶片13,径向叶片13也配置成对粒状固体材料提供增加的切向速度,以便改进处理机器1的容量。这些径向叶片13设有配置成楔形的凸出部,而且这种配置可使得能够使粒状固体材料留在旋转式锥形室27内部。特别地,径向叶片13的边缘的角始终将进入材料导引到旋转式锥形室27中,而不导引向外部。照这样,径向叶片13防止粒状固体材料被甩出机器1,以便防止浪费。
[0061] 机器1进一步包括布置在旋转式锥形室27和旋转式筒体7之间的旋转式前部基盘14,如图12、18和20中显示的那样。这个旋转式前部基盘14设有能够使得粒状固体材料能够流过的至少一个通路开口15。优选地,旋转式前部基盘14包括多个通路开口15。
[0062] 应当注意,旋转式前部基盘14和径向叶片13之间的角速度差可配置成以便使得能够调节进入到旋转式筒体7中的粒状固体材料。换句话说,旋转式前部基盘14和径向叶片13形成能够使得能够调节待进行离心的粒状固体材料的流速的调节机构。这个调节非常重要,因为它可阻止大于机器的处理容量的大量粒状固体材料进入旋转式筒体7中。因而,在材料过多的情况下,所述调节机构能够防止机器1过载,从而防止堵塞。就此而言,粒状固体材料在径向叶片13、旋转式锥形室27和旋转式筒体7附近聚积,这无法被旋转式螺旋装置6捕捉,因为旋转式前部基盘14具有封闭部分。在旋转式前部基盘14和径向叶片13之间有角速度差的情况下,粒状固体材料传送通过通路开口15,并且被旋转式螺旋装置
6捕捉,进入到旋转式筒体7中,通路15的开口幅度将限制粒状固体材料的进入。应当指出的是,除了别的因素之外,机器1的处理容量由其马达特性、机械阻力限定。
[0063] 图2示出机器1进一步包括操作性地连接到离心机构3上的驱动机构4,驱动机构4配置成对旋转式螺旋装置6和旋转式筒体7围绕它们的中心轴线的角速度提供调节,以便使得能够控制旋转式筒体7对粒状固体材料的运送。
[0064] 如图7至20和29中显示的那样,驱动机构4借助于机器1所包括的第一中心轴20来连接到离心机构3上。更特别地,第一中心轴20使得旋转式螺旋装置6能够连接到驱动机构4上。
[0065] 优选地,驱动机构4包括操作性地连接到彼此上的马达、滑轮、齿轮、链条、皮带和副轴28。图6中显示的这种副轴28配置成协助将扭矩从所述马达传递到离心机构3。驱动机构4还包括用于图29中显示的变速器22的保护箱,变速器22包括上面提到的变速器和驱动元件。另外,如图5和6中显示的那样,驱动机构4还包括配置成稳定第二中心轴21和副轴28的端部的稳定条32,以便消除这些轴之间的吸引力,这将有助于提供尺寸减小的紧凑机器。
[0066] 应当注意,驱动机构4配置成允许调节旋转式螺旋装置6围绕其中心轴线的特定角速度,以及调节旋转式筒体7围绕其中心轴线的特定角速度。优选地,驱动机构4配置成与旋转式筒体7的角速度相比,对旋转式螺旋装置6的角速度调节更大的值。应当注意,机器1的高处理容量在这些速度之间有较大差异的情况下出现,因为决定液体的分离的因素是离心力。这个离心力的强度会直接影响固体-液体分离的品质,并且其正确配置会对离心材料提供较低的机械损害。例如,如果离心力小于液体-固体吸引力,则不会出现分离。液体的最接近粒状固体材料的表面的部分会出现这种情况。另一方面,使粒状固体材料暴露于太高的压力可损害它们的细胞,尤其是在较小空间中减速的影响下。总之,如果给定应用需要通过将材料抛到较高的高度来进行运送,则可采用较大离心力。可通过实施频率转换器或异步马达,改变极数或者仍然通过修改滑轮之间的传动关系,来控制力。例如,当提高马达速度或改变滑轮关系而不改变齿轮关系时,副轴28的旋转速度也将提高。因此,实现了两个作用,即:更大的离心力,以及粒状固体材料在离心作用下的驻留时间更短,因为旋转式螺旋装置6的运送速度也提高。
[0067] 此外,驱动机构4还配置成以不同的值调节旋转式锥形室27的角速度和旋转式前部基盘14的角速度,以使得能够调节粒状固体材料的流量。
[0068] 如图1、2和3中显示的那样,机器1进一步包括能够容纳驱动机构4的主机架17。另外,机器1包括图4中显示的能够隔开主机架17与固体收集室8的固定面板24。在图4中,可观察到固定面板24包括多个通气孔25,通气孔25能够减轻固体收集室8内部的负压,从而增加与通过固体出口管5的粒状固体材料一起出来的空气量,这最大程度地降低固体传导管12内部的空气动力学摩擦对粒状固体材料引起的速度损失。另外,固定面板24利用与固体收集室8的凸缘连接34支承由固体收集室8和液体收集室16形成的整个收集装置组件。由于这个原因,免除了对其它支承点的需要,这使得机器1更紧凑,并且允许粒状固体材料的源和目的地更容易地接近和集成。另外,固定面板24设有可带螺纹的孔26,孔26与固体收集室8的凸缘34共同提供沿多个方向转动和引导固体出口管5的能力,以便在使其与装备的其它零件结合时提供高灵活性。
[0069] 机器1进一步包括布置在液体收集室16和液体出口管23之间的液体斜道33,如图25中显示的那样。液体斜道33具有疏导在其内部且来自液体收集室16的离心液体的功能。这种液体斜道33可进行角运动(图26),以便使得能够更好地与机器1安装在其中的环境结合。
[0070] 另外,机器1包括布置在主机架17内部的、能够使得能够支承离心机构3的轴承组件18、19,如图7、8和29中显示的那样。这种轴承组件18,19包括第一轴承18和第二轴承19,它们固定到第一中心轴20上,以使得能够支承离心机构3。更特别地,第一轴承18在第一中心轴20上定位在固定面板24附近。另一方面,第二轴承19在中心轴20上定位成与第一轴承18相对,并且在驱动机构4所包括的变速器保护箱22附近。
[0071] 轴承组件18、19免除了额外的轴承和用于机器1的前部部分的特定支承结构,从而允许自由地接近料斗2和旋转式锥形室27,以便有利于接近和结合装备的现有零件,从而降低安装成本。
[0072] 根据图8至14、16和29,机器1进一步包括能够使旋转式筒体7连接到驱动机构4上的第二中心轴21。这种中心轴21布置在第一中心轴20内部且与其同心。另外,根据图29,第二中心轴21安装在布置在第一中心轴20和第二中心轴21之间的滚子轴承29上。
第二中心轴21具有前端30,前端30与固体传导转子9一起用来支承旋转式筒体7。因而,滚子轴承29的功能之一是使得固体传导转子9能够在第一中心轴20上自由地转动。
[0073] 应当注意,驱动机构4可使第一中心轴20和第二中心轴21彼此独立地转动。
[0074] 机器1还包括图29中显示的、定位在固体收集室8内部的第三轴承31。第三轴承31固定到第一中心轴20上,并且具有支承彼此支托的固体传导转子9和旋转式筒体7的功能。换句话说,第三轴承31由第一中心轴20支承。
[0075] 因而,本发明提供能够以高效且可控制的方式从粒状固体材料的表面移除液体的连续流离心机,其进一步以前所未闻的方式集合了多向运送器的功能,以便使得能够将离心固体材料运送到可变的高度和距离。
[0076] 另外,本发明使得能够将机器1的具有不同功能的各种部件结合在同一质量轻且紧凑的组件中,即:使粒状固体材料加速的旋转式锥形室27、分离粒状固体材料的旋转式筒体7、拉动粒状固体材料的旋转式螺旋装置6,以及提供最终推力来抛起经离心粒状固体材料的固体传导转子9。
[0077] 另外,除了安装在地板的水平位置,如图28中显示的那样,本发明的机器1可以多个功能安装(这表示使用灵活性和对其中安装了机器1的环境的适应性高),而不损害其在离心和运送过程中的效率。
[0078] 另外,本发明的机器1展现了与和机器1相互作用的装备的其它外部零件结合的良好能力,例如将粒状固体材料供应给机器1的装备的零件(源),以及接收来自机器1的粒状固体材料的装备的外部零件(目的地)。除了有用以支承机器1的部件和内部零件的最佳布置,以及除了容易接近机器1的入口(料斗2)和出口(固体出口管5),这个结合能力主要是由于机器1的配置紧凑而产生的。
[0079] 最后,为了更好地理解机器1的运作,在下面介绍机器所执行的运行步骤。
[0080] 离心:
[0081] 如前面已经提到的那样,待被机器1进行离心的材料是混合物,混合物包括具有粒状特性的固体部分,以及在固体部分外部且/或者渗透固体部分(这取决于其特性)的液体部分。待进行离心的这个材料被称为“进入材料”,以有利阅读,但可将其理解为具有水分的粒状固体材料。
[0082] (i) 进入材料通过料斗2接收在机器1中。
[0083] (ii) 进入材料流过料斗2的壁,由于重力作用而进入旋转式锥形室27中。
[0084] (iii) 在旋转式锥形室27中,进入材料被径向叶片13捕捉,并且加速,从而获得切向速度。
[0085] (iv) 在切向路径中的进入材料被壁旋转式锥形室27的内部捕捉,进入材料对内壁施加离心力。
[0086] (v) 在离心力的作用下,进入材料然后在旋转式锥形室27的倾斜表面上面滑动。
[0087] (vi) 焊接到旋转式锥形室27的内表面上的径向叶片13再次捕捉到进入材料,并且不断地使进入材料加速,因为随着旋转式锥形室27的半径增大,切向速度也提高。
[0088] (vii) 进入材料在旋转式锥形室27的内壁上面滑向与旋转式筒体7的联结部。
[0089] (viii) 在旋转式锥形室27的接近旋转式筒体7的端部部分中,完全加速的进入材料,尤其是其固体部分可被旋转式前部基盘14的封闭部分留住。连接到旋转式螺旋装置6上的旋转式前部基盘14具有略微大于旋转式锥形室27的转速,旋转式锥形室27又连接到旋转式筒体7上。随着旋转式前部基盘14比旋转式锥形室27以更高的转速转动,进入材料未被旋转式前部基盘14的封闭部分留住,而是通过其通路开口15而进入旋转式筒体
7中。应当注意,移动进入材料所需的力也是由于旋转式锥形室27的端部部分倾斜而引起的。除了阻止突然过载的进入材料进入旋转式筒体7中且导致机器1堵塞之外,这个配置使得进入材料在进入旋转式筒体7中之前能够完全加速。
[0090] (ix) 考虑到进入材料到达旋转式筒体7的内表面,都保持相同角速度,相对于彼此保持静止。
[0091] (x) 进入材料的液体部分通过离心力而与固体部分脱离。这个液体部分通过分布在旋转式筒体7的穿孔壁上面的许多孔穿过旋转式筒体7的穿孔壁。大小小于孔的固体碎片也将穿过旋转式筒体7的穿孔壁。
[0092] (xi) 进入材料的固体部分被旋转式筒体7的穿孔壁留住,并且被旋转式螺旋装置6捕捉。照这样,旋转式螺旋装置6的滑动得非常接近旋转式筒体7的内壁的端部边缘捕捉进入材料的固体部分,并且沿着旋转式筒体7以偏转角传送固体部分,直到固体部分通过内壁的后边缘出来为止。
[0093] (xii) 进入材料的液体部分相对于旋转式筒体7进入切向路线,并且被液体收集室16的内表面捕捉。
[0094] (xiii) 进入材料的液体部分由于重力而在液体收集室16的内表面上面流动,直到下部部分,在那里,液体泻出斜道33装有凸缘。
[0095] (xiv) 液体泻出斜道33集中和疏导进入材料的整个离心液体部分。
[0096] (xv) 进入材料的被旋转式螺旋装置6沿着旋转式筒体7的内表面传送的固体部分到达旋转式筒体7的后边缘,在那里,固体部分沿着自由切向路径通过固体收集室8。
[0097] 当离心阶段结束时,机器1对固体收集室8内部的离心材料提供增加的切向速度,并且使用它来运送被出口管5引导的这个材料。
[0098] 多向运送
[0099] i) 进入材料的固体部分在固体收集室8的自由切向路径中,被固体收集室8的静止的壁的内表面捕捉,其中,固体部分再次沿着圆形路径在这个表面上面滑动。
[0100] ii)照这样,进入材料的固体部分在固体收集室8内部失去切向速度,因为与固体收集室8的静止的壁的内表面有摩擦。
[0101] iii) 由于失去了切向速度,进入材料的固体部分被固体传导转子9的径向叶片10捕捉,径向叶片10的外边缘非常接近固体收集室8的壁的内表面而滑动。固体传导转子
9的这种径向叶片10对进入材料的固体部分施加更大的切向速度。
[0102] iv) 进入材料的固体部分被固体传导转子9的径向叶片10沿着伸展部推动,伸展部一直延伸,直到固体收集室8的壁离开其圆形部分而前进到切向部分。
[0103] v) 在这个切向部分处,进入材料的固体部分进入出口路径中,并且由于惯性而离开固体收集室8,传送通过固体传导管12,然后通过固体出口管5。
[0104] 应当注意,固体部分进入材料将达到的竖向和水平距离取决于以下因素:
[0105] a) 进入材料的固体部分的物理特性;
[0106] b) 旋转式螺旋装置6的旋转速度、旋转式筒体7的旋转速度、固体传导转子9的旋转速度、径向叶片13的旋转速度和旋转式前部基盘14的旋转速度;
[0107] c) 固体收集室8的出口角,以及
[0108] d) 固体传导管12的长度。
[0109] 已经描述了优选实施例,应当理解,本发明的范围包括其它可行变化,本发明的范围仅由所附权利要求的内容限制,所附权利要求包括可行等效方案。