潮湿微粒物质中抽取液体的方法和设备技术

本发明专利技术的方法和设备用于从潮湿材料离心排出水液体．离心机的转鼓（１４）有一个轴（１７）从底座（１６）伸出，转轴的另一端装在一个万向节型系统（１９），使得转轴和转鼓的行进的顶点（２１）保持在一个确定的轨迹上，弹性装置（２２－－２８）如气袋（２３）位于顶点（２１）和底座（１６）之间支承轴承（１８，２０，２６）和转轴的弹性装置的弹性是可变的，因此转轴和转鼓的自然振动频率可依据转轴和转鼓的旋转频率而改变．（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术是关于从潮湿微粒物质中，包括固体微粒，(如矿石砂浆、工业废料、煤和类似物)离心抽取液体的方法和设备。在与本专利技术有关的技术中，使用间歇式离心机使不完全平衡地装载的微粒以必要的高转速干燥至非常小的湿度的问题，仍未解决。现有设备用于高生产率和对于具有使用价值湿度非常小的微粒干燥所需的高转速，是不太安全或者太昂贵了。举例来说，煤炭工业急需一种经过改进的设备用来干燥小於100目的细煤粒，並要求经济、安全和污染小。先有这种用途的商业离心机分为三大类(1)、倾注式无孔转鼓，有螺旋将料推进转鼓(2)、滤网转鼓离心机，有螺旋将料推进转鼓(3)、间歇式离心机，类似于美国专利2，271，493号所示，低转速时接收潮湿微粒，提高转鼓转速至高速以进行干燥，之后又降低速度以便取出干燥的微粒。某些现有的间歇式离心机有粗糙的弹性悬吊装置，如美国专利3，275，152号，但他们都不适用所需的极高的转速和较高的生产速度于经济地而燥极细煤粒。这三种现有的离心机，没有一个能得到足够的离心力来干燥小于100目的煤粒到低于百分之二十至三十的表面湿度。此外，滤网式转鼓离心机，透过滤网损失大部分小于325目的煤粒。结果是，洗煤厂工人想要他们的细煤粒干燥到低于百分之二十的湿度时，选用了加热干燥机或压力干燥机。这两种方法都很昂贵。压力干燥机不能干燥很细的煤粒到低于百分之十五至二十的表面湿度。加热干燥机，虽然不安全和污染环境，它能干燥细煤粒到低于百分之十的表面湿度。然而，它不能处理很细的煤粒，除非经过和粗煤混合处理，而且热的干燥细煤粒煤尘四处飞扬並在运输时也易被吹散。根据本专利技术提供的一个离心机，它包括一个鼓室，一个转鼓可旋转地安装在上述鼓室内。一个较宽的开口位于转鼓一端用于装入要进行干燥的原料。一组开孔位于上述转鼓上用于将水排至上述鼓室。一个底座靠近转鼓另一端。一个连续的转轴其一端牢固地安装在转鼓底部以使转鼓旋转用来安装转轴使之围绕自身轴心旋转的装置。以使转轴和转鼓旋转的驱动装置。用来安装转轴，包括一个万向节型系统将转轴安装在一个第2端上，以使得上述第2端的转轴和转鼓沿已基本确定的轨迹行进保持一个顶点位置的装置。支撑转轴轴承的弹性装置，位于转轴端和转鼓底部之间，而且上述弹性装置是可变弹性，由此转轴和转鼓的自然振动频率依据转轴和转鼓的转动频率而改变。这样的结构比在先有技术中的大型离心机更有可能将潮湿的细微粒干燥至更低的湿度，而且不会引起污染问题、安全隐患或显著的微粒原料在被抽取的液体中流失。本专利技术的离心机，可在非常高的干燥速度下处理不平衡的载荷例如超过90米/秒，並且干燥微粒排出时的操作速度是超过22米/秒。根据本专利技术的另一方面，提供了一个方法从潮湿微粒材料离心地抽取液体，包括将上述潮湿微粒原料通入一个间歇式离心机的步骤。该离心机具有一个转鼓，在其一端有开口用于接收上述潮湿微粒原料，其另一端有一个底座並装在一个驱动轴上以不同转速旋转，还有一个过滤衬套靠近上述转鼓的内表面。上述离心机的转速加速到一个可控制的干燥速度，以离心抽取液体，将上述的微粒原料的液体含量减少至低于予先确定的百分比。上述离心机转速减速，在上述离心机可控制的转速下，从上述离心机中移走微粒。位于转轴远离转鼓的一端将上述转轴支撑在一个万向节型系统上，以保持上述转轴和转鼓沿以确定好的轨迹行进並有一个顶点位置，並且限制上述转轴围绕上述的顶点作回转运动，由此转鼓和转轴运动自由度被局限於与旋转轴线相横切的方向上。将在上述转鼓和上述万向节型系统之间的上述转轴支撑在可变弹性装置的支座上。而控制上述离心机固有振动频率是通过依据上述离心机的旋转速度(f)改变支座的弹性来达到，使得只是在上述加速和减速的步骤期间，比率f/fn为1.0，因此上述离心机在f/fn＝1.0状态期间不足以产生连续的径向振动。本专利技术的方法和离心机采用了一种固定装置，它有效地利用了旋转弹性体其自然的物理倾向。一个弹性体，即离心机的转鼓和转轴，如果平衡受到外力短暂的干拢，它将以一个或多个的自然频率作自由振动。假如外力是反复地作用，则弹性体将以外来激振的频率发生振动。一个旋转弹性体系具有临界转速，在该转速时，不希望产生的振动可能出现。这些转速相应于系统不同的自然频率。因为不平衡总是存在于系统中，使系统中总是存在着激振力，其频率相应于其转速。当系统的一个自然频率和系统的旋转频率吻合时，共振会导致系统作最大振动。自然频率和最终的临介转速不仅仅是转轴独有的性质，它们还进一步受轴承、支座和底座的影响，应该改变这些有关因素，将改变自然频率和临介转速。本专利技术利用可变弹性支承件来改变系统的自然径向振动频率。一个间歇式离心机设计成以可变速度旋转，速度范围包括一个相对低的卸载速度以将干燥微粒取出、一个中等较高的装载速度和一个非常高的干燥速度。最终离心机的旋转速度将超过一临介转速或者要求在相应自然径向振动频率的一个临界速度下运转一段时间。通过改变支承件的弹性，有可能改变自然径向振动频率，使得几乎是瞬时地变速横越其临介速度。在另一方面，自然径向振动频率可改变，以使得离心机在一段时间内，如卸载时，旋转速度相应的频率低于其自然径向振动频率。旋转速度並非是对共振时的振幅唯一有影响的因素。另一个非常重要的因素是系统中的阻尼。然而阻尼对于在宽阔速度范围内旋转的一个系统既是朋友也是敌人。共振时，要求实际阻尼接近系统的临介阻尼，由此从转轴取得能量並减小系统的振动振幅。在高的干燥转速时，希望实际阻尼是最小的，以便有效地利用转轴和转鼓系统中的能量。因此，最好有一个可变速率的能量吸收装置用作阻尼装置来稳定转鼓，在转速接近共振的卸载速度时，克服过度的径向偏移，而又允许系统在更高的干燥速度旋转时自由地振动。因为本专利技术的离心机应用了一个悬垂式转鼓，为了精确地控制系统的径向振动，应有一个装置保持系统的顶点位于确定的轨迹之内。通过利用与转鼓相对的转轴一端的一个万向节型系统采实现这一点，並且在接近顶点处利用输入旋转力的驱动装置，使顶点的径向振动和对旋转部件的外来激振减至最小，並且将支座结构在系统顶点处传递及接收到的径向振动隔绝开来。为了更深入了解本专利技术，通过实例方式参照附图在下面加以描述，图1.根据本专利技术的设备的一个实例的侧视图;图2.沿图1设备的转轴轴线剖开的放大剖视图，示出了转鼓、转鼓室、和弹性支座的一部分;图3.沿图2线3-3的剖面图;图3a.局部图，与图3的一部分相似，图示一个变型结构图4.驱动装置的端部视图，包括转轴的万向节型装置;图5.沿转轴和转鼓轴线的局部剖视图，图示了金属转鼓的销钉结构;图6a和图6b.分别为弹性体在各种频率比率下的响应振幅和相位角的曲线图。图7.一个局部剖视图，图示一个弹性联轴节，连接马达和转轴。图1中所示设备包括一个机架11，机架带有一个上部箱体12，其上配有一个转鼓室13，转鼓室内装有一个转鼓14。正如本领域内众所周知的，转鼓室13是用来限制和排出从转鼓14内的颗粒中抽取的液体。转鼓14有一个底座16，通常接在连续转动的转轴17上，而转轴17在纵向隔开的轴承18和20内旋转。转轴17相对转鼓14的一端安装在可使其转动的一个万向节型系统19上，系统19连接並支承转轴17，以保持转轴17和转鼓14的行进有一个顶点21。如图2和图3所示，支撑着轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一个离心机，其组成包括一个转鼓室（１３）、一个转鼓（１４）可旋转的装在转鼓室（１３）内、一个宽口的开口（５８）位于转鼓一端通入被干燥处理的物料、一组开孔（５４）在上述转鼓内用于液体排入上述转鼓室（１３），一个鼓底（１６）封闭转鼓另一端、一个转轴（１７）安装转鼓使之旋转、用来安装转轴使之围绕自身轴线旋转的装置（１８—２８）使转轴（１７）和转鼓（１４）旋转的驱动装置（４７—４９），其特征在于转轴（１７）是一个连续轴，轴的一端装有底座（１６）；安装转轴的装置（１８—２８）包括，一个万向节型系统（１９，４１—４４）在转轴（１７）的第２端固定转轴（１７），以保持在上述第二端的受转轴和转鼓的行进的顶点（２１）在一基本确定的轨迹上；弹性装置（２２—２８）支承着转轴轴承（１８、２０、２６）并位于顶点（２１）和底座（１６）之间；而上述弹性装置（１８—２８）是可变弹性装置，由此转轴（１７）和转鼓（１４）的自然振动频率可根据转轴（１７）和转鼓（１４）旋转频率而改变。

【技术特征摘要】
1.一个离心机，其组成包括一个转鼓室(13)、一个转鼓(14)可旋转的装在转鼓室(13)内、一个宽口的开口(58)位于转鼓一端通入被干燥处理的物料、一组开孔(54)在上述转鼓内用于液体排入上述转鼓室(13)，一个鼓底(16)封闭转鼓另一端、一个转轴(17)安装转鼓使之旋转、用来安装转轴使之围绕自身轴线旋转的装置(18-28)使转轴(17)和转鼓(14)旋转的驱动装置(47-49)，其特征在于转轴(17)是一个连续轴，轴的一端装有底座(16)；安装转轴的装置(18-28)包括，一个万向节型系统(19，41-44)在转轴(17)的第2端固定转轴(17)，以保持在上述第二端的受转轴和转鼓的行进的顶点(21)在一基本确定的轨迹上；弹性装置(22-28)支承着转轴轴承(18、20、26)並位于顶点(21)和底座(16)之间；而上述弹性装置(18-28)是可变弹性装置，由此转轴(17)和转鼓(14)的自然振动频率可根据转轴(17)和转鼓(14)旋转频率而改变。2.根据权利要求1的离心机，其特征在于一个过滤层内衬(61、62)装在转鼓(14)内，接近其内表面。3.根据权利要求1或2的离心机，其特征在于其转鼓是一个金属缸(51)，有一个可膨胀外壳。4.根据权利要求1、2或3的离心机，其特征在于采用弹性装置(18-28)，当上述转轴以低速旋转便于从转鼓(14)取出干燥的微粒时，提供一个高的自然径向频率、而当转轴以高速、干燥速率旋转时，又提供一个低的自然频率。5.根据前述任何一项权利要求的离心机，其特征在于其弹性装置包括一组气袋(20、23)装在上述轴承(18、20、26)周围和一组可动的支承组件(24、29)其弹性小于上述气袋(23)，与上述气袋(23)一起装在上述轴承四周，由此上述支承组合(24、29)和轴承(18、20、26)可受迫相互接近。6.根据权利要求5的离心机，其特征在于轴承(18、20、26)通过改变选定的气袋(23)的膨胀选定的一个支承组合(24、29)相接触。7.根据前述任何一项权利要求的离心机，其特征在于，其能量吸收装置(31-38)在转...

【专利技术属性】
技术研发人员：劳埃德巴特尔史密斯，
申请(专利权)人：联合采煤公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]