DE60013399T2 - Self-propelled centrifuge with separation bucket module - Google Patents

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DE60013399T2 DE2000613399 DE60013399T DE60013399T2 DE 60013399 T2 DE60013399 T2 DE 60013399T2 DE 2000613399 DE2000613399 DE 2000613399 DE 60013399 T DE60013399 T DE 60013399T DE 60013399 T2 DE60013399 T2 DE 60013399T2
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centrifuge according
blades
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Peter K. Cookeville Herman
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    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
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    • B04B7/08Rotary bowls
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B04B5/005Centrifugal separators or filters for fluid circulation systems, e.g. for lubricant oil circulation systems

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen das kontinuierliche Trennen von festen Teilchen aus einer strömenden Flüssigkeit durch die Verwendung eines Zentrifugalfelds. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung von Spiralplatten oder -schaufeln in der Zentrifugenvollummantelung in Zusammenwirkung mit einer geeigneten Antriebsanordnung zur selbstangetriebenen Rotation der Spiralschaufeln. Bei einer Ausführung der vorliegenden Erfindung umfaßt die Antriebsanordnung die Verwendung von Strahldüsen. Bei anderen Ausführungen der vorliegenden Erfindung sind die spezielle Form und Gestaltung der Spiralschaufeln modifiziert, einschließlich der Ausführung flacher (ebener) Platten.The The present invention generally relates to continuous Separating solid particles from a flowing liquid by use a centrifugal field. In particular, the present invention relates the use of spiral plates or vanes in the centrifuge casing in cooperation with a suitable drive arrangement for self-propelled Rotation of the spiral blades. In an embodiment of the present invention comprises the drive assembly the use of jet nozzles. For other versions The present invention is the specific shape and design Spiral blades modified, including flat (flat) version Plates.

Da die Verwendung von Spiralschaufeln bei der bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung eine Konstruktionsänderung gegenüber der bekannten Technologie ist, die eine Kegelstapelunterbaugruppe als die Basis zur Trennung teilchenförmiger Masse aus der strömenden Flüssigkeit einsetzt, kann ein Rückblick auf diese Kegelstapeltechnologie hilfreich beim Verstehen der Unterschiede zwischen der vorliegenden Erfindung und dem Stand der Technik und den durch die vorliegende Erfindung geschaffenen Vorteilen sein.There the use of spiral blades in the preferred embodiment of present invention, a design change over the known technology, which is a cone stack subassembly as the basis for separating particulate Mass from the pouring liquid can take a look back This cone-stacking technology is helpful in understanding the differences between the present invention and the prior art and be the advantages provided by the present invention.

Das US-Patent Nr. 5 575 912, das am 19. November 1996 für Herman u.a. erteilt wurde, offenbart eine Bypass-Schaltungszentrifuge zum Trennen teilchenförmiger Masse aus einer zirkulierenden Flüssigkeit. Der Aufbau dieser Zentrifuge umfaßt eine hohle und im Allgemeinen zylindrische Zentrifugenvollummantelung, die in Kombination mit einer Basisplatte angeordnet ist, um eine Flüssigkeitsstromkammer zu definieren. Ein hohles Mittelrohr erstreckt sich axial durch die Basisplatte in das hohle Innere der Zentrifugenvollummantelung. Die Bypass-Schal tungszentrifuge ist ausgelegt, um mit einer Abdeckbaugruppe zusammengebaut zu werden, und ein Paar gegenüberliegend angeordneter tangentialer Strömungsdüsen in der Basisplatte werden verwendet, um die Zentrifuge in der Abdeckung in Drehung zu versetzen, um zu bewirken, daß sich Teilchen aus der Flüssigkeit trennen. Das Innere der Zentrifugenvollummantelung umfaßt eine Vielzahl von Kegelstumpfen, die in einer gestapelten Anord^Nnung angeordnet sind, und dicht beabstandet sind, um die Trennwirksamkeit zu verstärken. Die gestapelte Anordnung von Kegelstumpfen ist zwischen einer Deckenplatte, die neben dem oberen Abschnitt der Zentrifugenvollummantelung angeordnet ist, und einer Bodenplatte angeordnet, die dichter zu der Basisplatte angeordnet ist. Die ankommende Flüssigkeitsströmung tritt aus dem Mittelrohr durch ein Paar von Öleinlässen aus und fließt von dort durch die Deckenplatte. Die Deckenplatte in Verbindung mit Rippen an der Innenfläche der Zentrifugenvollummantelung beschleunigen und lenken diese Strömung in den oberen Abschnitt der gestapelten Anordnung von Kegelstumpfen. Wenn die Strömung radial einwärts durch die Kanäle tritt, die zwischen benachbarten Stumpfen erzeugt werden, findet die Trennung von Teilchen statt. Bei Erreichen des inneren Durchmessers der Stumpfe fährt die Flüssigkeit fort, nach unten zu den Tangentialströmungsdüsen zu strömen.The U.S. Patent No. 5,575,912 issued November 19, 1996 to Herman et al has disclosed a bypass circuit centrifuge for Separating more particulate Mass from a circulating liquid. The construction of this Centrifuge includes a hollow and generally cylindrical centrifuge casing, which is arranged in combination with a base plate to a Liquid flow chamber define. A hollow central tube extends axially through the base plate into the hollow interior of the centrifuge casing. The bypass scarf centrifuge is designed to work with a cover assembly to be assembled, and a pair of oppositely arranged tangential ones Flow nozzles in the Base plate are used to hold the centrifuge in the cover in rotation to cause particles to escape from the liquid separate. The interior of the centrifuge casing comprises a Variety of truncated cones arranged in a stacked arrangement are arranged and are closely spaced to the separation efficiency to reinforce. The stacked arrangement of truncated cones is between a ceiling plate, which is arranged next to the upper portion of the centrifuge casing, and a bottom plate which is closer to the base plate is arranged. The incoming liquid flow occurs from the center pipe through a pair of oil inlets and flows from there the ceiling plate. The ceiling plate in conjunction with ribs on the palm Centrifuges vollummantelung accelerate and direct this flow in the upper portion of the stacked array of truncated cones. When the flow is radial inwards through the channels occurs, which are generated between adjacent blunt finds the separation of particles instead. When reaching the inner diameter the blunt drives the fluid continues, to flow down to the tangential flow nozzles.

Das US-Patent Nr. 5 637 217, das am 10. Juni 1997 für Herman u.a. erteilt wurde, ist ein Teilfortsetzungspatent auf der Basis des US-Patents Nr. 5 575 912. Das 5 637 217 Patent offenbart eine Bypass-Schaltungszentrifuge zum Trennen teilchenförmiger Masse aus einer zirkulierenden Flüssigkeit. Der Aufbau dieser Zentrifuge umfaßt eine hohle und im Allgemeinen zylindrische Zentrifugenvollummantelung, die in Kombination mit einer Basisplatte angeordnet ist, um eine Flüssigkeitsströmungskammer zu definieren. Ein hohles Mittelrohr erstreckt sich axial nach oben durch die Basisplatte in das hohle Innere der Zentrifugenvollummantelung. Die Bypass-Schaltungszentrifuge ist ausgelegt, um mit einer Abdeckbaugruppe zusammengebaut zu werden, und ein Paar gegenüberliegend angeordneter Tangentialströmungsdüsen in der Basisplatte werden verwendet, um die Zentrifuge in der Abdeckung in Drehung zu versetzen, um zu bewirken, daß Teilchen aus der Flüssigkeit getrennt werden. Das Innere der Zentrifugenvollummantelung umfaßt eine Vielzahl Kegelstumpfe, die in einem gestapelten Feld angeordnet und dicht beabstandet sind, um die Trennwirksamkeit zu vergrößern. Die ankommende Flüssigkeitsströmung tritt aus dem Mittelrohr durch ein Paar von Öleinlässen aus, und wird von dort in das gestapelte Feld von Kegeln gelenkt. Bei einer Ausführung beschleunigen eine Deckenplatte in Verbindung mit Rippen an der Innenfläche der Zentrifugenvollummantelung diese Strömung und leiten sie in den oberen Abschnitt der gestapelten Anordnung. Bei einer anderen Ausführung ist die gestapelte Anordnung als Teil einer Einwegunterbaugruppe angeordnet. Bei jeder Ausführung tritt, wenn die Strömung durch die Kanäle tritt, die zwischen benachbarten Kegeln erzeugt werden, eine Teilchentrennung auf, wenn die Flüssigkeit fortfährt, nach unten zu den tangentialen Strömungsdüsen zu strömen.The U.S. Patent No. 5,637,217 issued June 10, 1997 to Herman et al. was granted is a part continuation patent based on US Patent No. 5 575 912. The 5 637 217 patent discloses a bypass circuit centrifuge for separating particulate Mass from a circulating liquid. The construction of this Includes centrifuge a hollow and generally cylindrical centrifuge casing, which is arranged in combination with a base plate to a Fluid flow chamber define. A hollow center tube extends axially upwards through the base plate into the hollow interior of the centrifuge casing. The bypass circuit centrifuge is designed to work with a cover assembly and a pair of oppositely disposed tangential flow nozzles in the Base plate are used to hold the centrifuge in the cover in rotation to cause particles from the liquid be separated. The interior of the centrifuge casing comprises a Variety of truncated cones arranged and stacked in a stacked field are closely spaced to increase the separation efficiency. The incoming liquid flow occurs out of the center tube through a pair of oil inlets, and gets out of there steered in the stacked field of cones. Accelerate during execution a ceiling plate in conjunction with ribs on the inner surface of the Centrifuge fully encase this flow and divert it into the upper portion of the stacked arrangement. In another embodiment is the stacked assembly is arranged as part of a disposable subassembly. In every execution occurs when the flow through the channels occurs between adjacent cones generated a particle separation on when the liquid continues to flow down to the tangential flow nozzles.

Das US-Patent Nr. 6 017 300, das am 25. Januar 2000 für Herman erteilt wurde, offenbart eine Kegelstapel-Zentrifuge zum Trennen teilchenförmiger Masse aus einer zirkulierenden Flüssigkeit. Der Aufbau dieser Zentrifuge umfaßt eine Kegelstapelbaugruppe, die mit einer hohlen Rotornabe aufgebaut und ausgelegt ist, um um eine Achse zu rotieren. Die Kegelstapelbaugruppe ist auf ein Mittelwellenrohr montiert, das an eine hohle Basisnabe einer Basisbaugruppe befestigt ist. Die Basisbaugruppe umfaßt ferner einen Flüssigkeitseinlaß, einen ersten Durchlaß und einen zweiten Durchlaß, der mit dem ersten Durchlaß verbunden ist. Der Flüssigkeitseinlaß ist mit der hohlen Basisnabe durch den ersten Durchlaß verbunden. Eine Lageranordnung ist zwischen der Rotornabe und dem Mittelwellenrohr für eine Drehbewegung der Kegelstapelanordnung angeordnet. Ein Impulsturbinenrad ist an der Rotornabe befestigt, und eine Strömungsstrahldüse ist angeordnet, um auf das Turbinenrad gelenkt zu werden. Die Strömungsstrahldüse ist an den zweiten Durchlaß zum Lenken eines Strömungsstrahls von Flüssigkeit auf das Turbinenrad ange schlossen, um der Kegelstapelbaugruppe eine Drehbewegung zu verleihen. Die Flüssigkeit für die Strömungsstrahldüse tritt in die Kegelstapelzentrifuge durch den Flüssigkeitseinlaß ein. Der gleiche Flüssigkeitseinlaß stellt auch die Flüssigkeit bereit, die durch die Kegelstapelbaugruppe zirkuliert wird.U.S. Patent No. 6,017,300, issued January 25, 2000 to Herman, discloses a cone-stack centrifuge for separating particulate matter from a circulating liquid. The structure of this centrifuge comprises a cone stack assembly constructed with a hollow rotor hub and adapted to rotate about an axis. The Kegelstapelbaugruppe is on a Mittelwel lenrohr mounted on a hollow base hub of a base assembly. The base assembly further includes a fluid inlet, a first passage and a second passage connected to the first passage. The liquid inlet is connected to the hollow base hub through the first passage. A bearing assembly is disposed between the rotor hub and the center shaft tube for rotational movement of the cone stack assembly. A pulse turbine wheel is fixed to the rotor hub, and a flow jet nozzle is arranged to be directed to the turbine wheel. The flow jet nozzle is connected to the second passage for directing a flow of liquid to the turbine wheel to impart a rotary motion to the cone stack assembly. The fluid for the flow jet nozzle enters the cone stack centrifuge through the liquid inlet. The same fluid inlet also provides the fluid that is circulated through the cone stack assembly.

Das US-Patent Nr. 6 019 717, das am 1. Februar 2000 für Herman erteilt wurde, ist ein Teilfortsetzungspatent auf der Basis des US-Patents Nr. 6 017 300. Das 6 019 717 Patent offenbart einen Aufbau, der ähnlich dem Aufbau des Stammpatents ist, aber der das Hinzufügen eines honigwabenartigen Einsatzes umfaßt, der in die Strömungsstrahlldüse eingebaut ist, um die Einlaßturbulenz zu vermindern und die Turbinenwirksamkeit zu verbessern.The U.S. Patent No. 6,019,717, issued February 1, 2000 to Herman has been granted, is a partial continuation patent based on the U.S. Patent No. 6,017,300. The 6,019,717 patent discloses a structure the similar The structure of the parent patent is, but the addition of a honeycomb insert incorporated in the flow jet nozzle is to the intake turbulence to reduce and improve the turbine efficiency.

Die verstärkte Trennwirksamkeit, die durch die Erfindungen der Patente 5 575 912, 5 637 217, 6 017 300 und 6 019 717 geschaffen wird, wird zum Teil des verminderten Absetzungsabstands über dem Spalt von Kegel zu Kegel zugeschrieben. Während der Konzeption der vorliegenden Erfindung wurde theoretisch geschlossen, daß ein äquivalenter Effekt erreicht werden könnte, indem die Kegelstapelunterbaugruppe in eine strahlenartige Reihe von Spiralschaufeln oder -platten mit einer konstanten axialen Querschnittsgeometrie konvertiert wird. Die Spiralschaufeln der vorliegenden Erfindung, wie sie hier detaillierter beschrieben werden, sind einstückig mit einer Mittelnabe und einer Deckenplatte verbunden. Das bevorzugte Ausführungsbeispiel beschreibt diese Kombination von Bauteilen als eine einheitliche und geformte Kombination, derart, daß es ein einzelnes Bauteil gibt. Die Deckenplatte funktioniert in Verbindung mit den Beschleunigungsschaufeln an der inneren Oberfläche der Hülle, um die austretende Strömung von dem Mittelabschnitt der Zentrifuge zu dem äußeren Umfangsrandabschnitt der Deckenplatte zu führen, wo Strömungseinlaßlöcher angeordnet sind. Ein benachbart zu dem äußeren Umfang der Deckenplatte angeordnetes Trennschild hat die Funktion, zu verhindern, daß die Strömung an den Einlaßlöchern abgeleitet wird oder diese umgeht und danach in das Spiralschaufelmodul durch den Außenumfang zwischen den Schaufelspalten eintritt. Wenn es der Strömung erlaubt wäre, sich auf diese Weise fortzubewegen, würde es Turbulenz und den Wiedereintritt von einigen Teilchen verursachen, weil Teilchen in diese Zone ausgestoßen werden. Bei der Anordnung von jeder Spiralschaufel ist der äußere Umfangsrand mit einem Turbulenzschild ausgebildet, das sich über die gesamte axiale Abmessung von jeder Spiralschaufel als ein Mittel erstreckt, um die Fluidwechselwirkung zwischen der äußeren ruhigen Matsch-Sammelzone und dem Spalt zwischen benachbarten Spiralschaufeln weiter zu vermindern, wo Flüssigkeit fließt und die Teilchentrennung stattfindet. Folgend der theoretischen Konzeption der vorliegenden Erfindung tritt eine tatsächliche Reduktion zur Praxis auf. Tests wurden durchgeführt, um die Vorteile und Verbesserungen zu bestätigen, die von der vorliegenden Erfindung geboten werden.The increased Separation efficiency provided by the inventions of patents 5,575,912, 5 637 217, 6 017 300 and 6 019 717, becomes part of the reduced settling distance over attributed to the cone-to-cone gap. During the conception of the present The invention was theoretically concluded to achieve an equivalent effect could be by placing the cone stack subassembly in a radiating row spiral vanes or plates with a constant axial cross-sectional geometry is converted. The spiral vanes of the present invention, as described in more detail herein are integral with a Center hub and a ceiling plate connected. The preferred embodiment describes this combination of components as a unitary and shaped combination, such that it is a single component gives. The ceiling plate works in conjunction with the accelerator blades on the inner surface the envelope, around the exiting flow from the central portion of the centrifuge to the outer peripheral edge portion to lead the ceiling tile, where flow inlet holes arranged are. An adjacent to the outer perimeter of Ceiling plate arranged separating shield has the function to prevent that the flow derived at the inlet holes or bypasses and then into the spiral vane module the outer circumference enters between the blade gaps. If the flow allows it would be, yourself would move in this way it can cause turbulence and the reentry of some particles because particles are ejected into this zone. In the arrangement of each spiral blade is the outer peripheral edge with a Turbulence shield is formed, extending over the entire axial dimension from each spiral vane as a means extending to the fluid interaction between the outer quiet mud collection zone and the To further reduce gap between adjacent spiral vanes where liquid flows and the particle separation takes place. Following the theoretical Concept of the present invention occurs an actual Reduction to practice. Tests were done to get the benefits and improvements to confirm, which are offered by the present invention.

Die kommerziellen Ausführungen der Erfindung, die in den Patenten 5 575 912, 5 637 217, 6 017 300 und 6 019 717 offenbart sind, verwenden eine Kegelstapelunterbaugruppe, die einen Stapel von zwischen zwanzig und fünfzig einzelnen Kegeln umfaßt, die separat geformt, gestapelt und vor dem Zusammenbau mit der Futterhülle und der Basisplatte oder im Fall einer Einwegrotorkonstruktion mit dem Naben- oder Spulenabschnitt ausgerichtet werden müssen. Diese spezielle Konfiguration führt zu höheren Werkzeugkosten aufgrund der Notwendigkeit für große Formen mit mehreren Hohlräumen und höhere Zusammenbaukosten wegen der Zeit, die erforderlich ist, um jede der einzelnen Schaufeln getrennt zu stapeln und auszurichten. Das Konzept der "einheitlich geformten Spirale" der vorliegenden Erfindung ermöglicht den Austausch von allen einzelnen Schaufeln des Standes der Technik gegen ein geformtes Bauteil. Die Spiralschaufeln, die das einheitliche Modul umfassen, können mit dem Nabenabschnitt für das Modul und die bezeichnete Deckenplatte gleichzeitig zusammen spritzgegossen werden. Alternativ können diese einzelnen Spiralschaufeln mit der Nabe extrudiert werden und dann an eine separat geformte Deckenplatte angebracht werden. Selbst bei diesem alternativen Ansatz für das Herstel lungsverfahren der vorliegenden Erfindung würde die Gesamtteilezahl von zwischen zwanzig und fünfzig getrennten Teilen auf zwei Teile reduziert werden.The commercial designs of the invention described in patents 5,575,912, 5,637,217, 6,017,300 and 6,019,717, use a cone stack subassembly, which comprises a stack of between twenty and fifty individual cones, the separately shaped, stacked and before assembly with the food casing and the base plate or, in the case of a disposable motor design, with the hub or coil section must be aligned. This special configuration leads to higher Tool costs due to the need for large molds with multiple cavities and higher assembly costs because of the time it takes to get each of the individual blades to stack and align separately. The concept of "uniformly shaped Spiral "of the present Invention allows the replacement of all individual blades of the prior art against a molded component. The spiral blades, which are the uniform Module can include with the hub section for the module and the designated ceiling panel together at the same time be injection molded. Alternatively, these individual spiral blades be extruded with the hub and then attached to a separately molded Ceiling plate be attached. Even with this alternative approach for the Manufacturing method of the present invention would be the Total parts number of between twenty and fifty separate parts two parts are reduced.

Die vorliegende Erfindung schafft ein alternatives Design für die oben erwähnte Kegelstapeltechnologie. Der Nutzen der Neuheit der Konstruktion und der Ausführung der selbst angetriebenen Kegelstapelkonstruktionen, wie in den US-Patenten Nummer 5 575 912, 5 637 217, 6 017 300 und 6 019 717 offenbart ist,, haben sich im tatsächlichen Gebrauch gezeigt. Während einige der "Schlüssel" zum Erfolg dieser früheren Erfindungen in der vorliegenden Erfindung beibehalten wurden, nämlich das Selbstantriebskonzept und der reduzierte Sedimentationsabstand über die Spalte zwischen den Kegeln, hat sich die Grundkonstruktion geändert. Der Austausch des vertikalen Stapels einzeln geformter Kegel gegen ein einzelnes Spiralschaufelmodul ist eine erhebliche strukturelle Änderung und man glaubt, daß sie eine Neuheit und einen nicht naheliegenden Fortschritt in der Technik darstellt.The present invention provides an alternative design for the above-mentioned cone stack technology. The benefit of novelty in the construction and execution of the self-propelled cone stack constructions as disclosed in U.S. Patent Nos. 5,575,912, 5,637,217, 6,017,300 and 6,019,717 have been shown in actual use. While some of the "keys" to the success of these earlier inventions have been retained in the present invention, namely the self-propulsion concept and the reduced sedimentation rate stood over the gap between the cones, the basic structure has changed. Replacing the vertical stack of individually formed cones with a single spiral vane module is a significant structural change and is believed to be a novelty and an unobvious advance in the art.

Die WO99/51353 offenbart einen Rotor für eine Trennschleuder, der eine Vielzahl gebogener Trennscheiben aufweist, die um die Drehachse des Rotors verteilt sind. Die Trennscheiben definieren eine Vielzahl sich axial erstreckender Trennkanäle zwischen einer Verteilkammer und einer Sammelkammer, derart, daß beim Betrieb Flüssigkeit axial durch die Trennkanäle aus der Verteilkammer zu der Sammelkammer fließt. Die Drehung des Rotors führt zur Trennung von teilchenförmiger Masse aus einer Flüssigkeit, die durch die Trennkanäle strömt.The WO99 / 51353 discloses a rotor for a centrifugal separator which has a plurality of curved cutting discs, which are about the axis of rotation of the rotor are distributed. The cutting discs define a variety axially extending separation channels between a distribution chamber and a collection chamber, such that liquid during operation axially through the separation channels flows from the distribution chamber to the collection chamber. The rotation of the rotor leads to Separation of particulate Mass from a liquid, through the separation channels flows.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY THE INVENTION

Gemäß einem Gesichtspunkt dieser Erfindung wird eine Zentrifuge angegeben, wie in Anspruch 1 definiert.According to one In view of this invention, a centrifuge is disclosed, such as defined in claim 1.

Merkmale von Ausführungen der Erfindung sind in den von Anspruch 1 abhängigen Ansprüchen angegeben.characteristics of designs The invention are set forth in the claims dependent on claim 1.

Eine Zentrifuge zum Trennen teilchenförmiger Masse aus einer Flüssigkeit, die durch die Zentrifuge strömt, umfaßt gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung eine Basis, einen Zentrifugenmantel, der an die Basis angebracht ist und dazwischen einen hohlen Innenraum definiert, eine hohle Rotornabe, die eine zentrale Rotationsachse aufweist und in die Basis montiert ist und sich durch den hohlen Innenraum erstreckt, eine Trägerplatte, die in dem hohlen Innenraum positioniert ist und in Zusammenwirkung mit der hohlen Rotornabe eine Strömungsaustrittsöffnung zwischen der Trägerplatte und der hohlen Rotornabe definiert, und ein Trennschaufelmodul, das in dem hohlen Innenraum positioniert und derart ausgeführt und angeordnet ist, daß es sich um die hohle Rotornabe erstreckt und von der Trägerplatte getragen wird, wobei das Trennschaufelmodul eine Vielzahl sich axial erstreckender und voneinander beabstandeter Trennschaufeln umfaßt.A Centrifuge for separating particulate Mass from a liquid, which flows through the centrifuge, comprises according to a execution the present invention a base, a centrifuge shell, which is attached to the base and in between a hollow interior defines a hollow rotor hub having a central axis of rotation and is mounted in the base and going through the hollow Interior extends, a support plate, which is positioned in the hollow interior and in cooperation with the hollow rotor hub a flow outlet between the carrier plate and the hollow rotor hub, and a separator blade module, which is positioned in the hollow interior and executed and so it is arranged that it extends around the hollow rotor hub and from the carrier plate is supported, wherein the separating blade module a plurality of axially extending and spaced apart blades comprises.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte selbst angetriebene Zentrifuge anzugeben, die ein Trennschaufelmodul umfaßt.A The object of the present invention is an improved itself indicate powered centrifuge, which comprises a separating blade module.

Verwandte Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung klar.relative Objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description clear.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENSUMMARY THE DRAWINGS

1 zeigt eine Vorderansicht im Gesamtquerschnitt einer selbst angetriebenen Zentrifuge gemäß einer typischen Ausführung der vorliegenden Erfindung. 1 shows a front view in the overall cross section of a self-propelled centrifuge according to a typical embodiment of the present invention.

1A zeigt eine Teilschnittansicht von oben der Zentrifuge von 1, wie sie entlang der Linie 1A-1A gesehen wird. 1A shows a partial sectional top view of the centrifuge of 1 as seen along line 1A-1A.

1B zeigt eine Teilschnittansicht von oben einer anderen Ausführung der vorliegenden Erfindung, die die Sichtlinie 1A-1A in 1 verwendet. 1B shows a partial sectional top view of another embodiment of the present invention, the line of sight 1A-1A in 1 used.

2 zeigt eine Ansicht von oben im Gesamtquerschnitt der Zentrifuge von 1, wie sie entlang der Linie 2-2 in 1 gesehen wird. 2 shows a view from above in the overall cross section of the centrifuge of 1 as they walk along the line 2-2 in 1 is seen.

3 zeigt eine perspektivische Ansicht von oben eines gegossenen Spiralschaufelmoduls, das einen Abschnitt der Zentrifuge von 1 umfaßt. 3 shows a perspective view from above of a cast spiral vane module, which is a portion of the centrifuge of 1 includes.

4 zeigt eine perspektivische Ansicht des Spiralschaufelmoduls von 3 von unten. 4 shows a perspective view of the spiral vane module of 3 from underneath.

5 zeigt eine schematische Teilansicht von zwei Spiralschaufeln des Spiralschaufelmoduls von 3 und den entsprechenden Weg der Teilchen von oben. 5 shows a schematic partial view of two spiral vanes of the spiral vane module of 3 and the corresponding path of the particles from above.

6 zeigt eine schematische Ansicht im Gesamtquerschnitt von vorne, die Seite an Seite einen Vergleich einer bekannten Kegelstapelunterbaugruppe im Vergleich mit dem Spiralschaufelmodul von 3 zeigt. 6 FIG. 12 is a schematic front elevational cross-sectional view side-by-side comparison of a prior art cone stack subassembly compared to the spiral vane module of FIG 3 shows.

7A zeigt eine schematische Ansicht einer alternativen Schaufelgestaltung von oben. 7A shows a schematic view of an alternative blade design from above.

7B zeigt eine schematische Ansicht einer noch weiteren alternativen Schaufelgestaltung von oben. 7B shows a schematic view of yet another alternative blade design from above.

7C zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren alternativen Schaufelgestaltung von oben. 7C shows a schematic view of another alternative blade design from above.

8 zeigt eine Ansicht im Gesamtquerschnitt einer Impulsturbinen-angetriebenen Zentrifuge gemäß einer anderen Ausführung der vorliegenden Erfindung von vorne. 8th shows a view in the overall cross section of a pulse turbine-driven centrifuge according to another embodiment of the present invention from the front.

8A zeigt eine schematische Ansicht der der Zentrifuge von 8 zugehörigen Impulsturbinenanordnung von oben. 8A shows a schematic view of the centrifuge of 8th associated impulse turbine assembly from above.

9 zeigt eine Ansicht im Gesamtquerschnitt eines Einwegrotors gemäß einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung von vorne. 9 shows a view in the overall cross section of a disposable rotor according to another embodiment of the present invention from the front.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGENDESCRIPTION THE PREFERRED EMBODIMENTS

Für die Zwecke der Förderung eines Verständnisses der Prinzipien der Erfindung wird jetzt Bezug auf die Ausführungen gemacht, die in den Zeichnungen dargestellt sind, und eine bestimmte Sprache wird verwendet, um diese zu beschreiben. Es ist nichtsdestoweniger klar, daß keine Beschränkung des Schutzbereichs hierdurch beabsichtigt ist, daß solche Änderungen und weitere Modifikationen bei der dargestellten Vorrichtung und solche weiteren Anwendungen der Prinzipien der Erfindung, wie darin dargestellt, so angesehen werden, daß sie dem Fachmann auf dem Gebiet normal erscheinen würden, das die Erfindung betrifft.For the purpose the promotion of an understanding The principles of the invention will now be referred to the embodiments made in the drawings, and a particular language is used to describe this. It is nonetheless clear that no restriction the scope of protection is intended thereby that such changes and further modifications in the illustrated device and such other applications of the principles of the invention as illustrated therein be considered that they would appear normal to one skilled in the art to which the invention pertains.

Mit Bezug auf die 1 und 2 wird eine Selbstantriebszentrifuge 20 mit einem einheitlichen Spiralschaufelmodul 21 dargestellt, das die Kegelstapelunterbaugruppe früherer Konstruktionen ersetzt, wie zum Beispiel solchen früheren Konstruktionen, die in den US-Patenten Nummer 5 575 912, 5 637 217, 6 017 300 und 6 019 717 offenbart sind. Das US-Patent Nr. 5 575 912, das am 19. November 1996 für Herman u.a. erteilt wurde, ist hiermit durch Bezugnahme aufgenommen. Das US-Patent Nr. 5 637 217, das am 10. Juni 1997 für Herman u.a. erteilt wurde, ist hiermit durch Bezugnahme aufgenommen. Das US-Patent Nr. 6 017 300, das am 25. Januar 2000 für Herman erteilt wurde, ist hiermit durch Bezugnahme aufgenommen. Das US-Patent Nr. 6 019 717, das am 1. Februar 2000 für Hermann erteilt wurde, ist hiermit durch Bezugnahme aufgenommen.With reference to the 1 and 2 becomes a self-propelled centrifuge 20 with a single spiral bucket module 21 which replaces the cone stack subassembly of prior designs, such as those prior designs disclosed in U.S. Patent Nos. 5,575,912, 5,637,217, 6,017,300, and 6,019,717. U.S. Patent No. 5,575,912, issued November 19, 1996 to Herman et al., Is hereby incorporated by reference. U.S. Patent No. 5,637,217, issued June 10, 1997 to Herman et al., Is hereby incorporated by reference. U.S. Patent No. 6,017,300, issued January 25, 2000 to Herman, is hereby incorporated by reference. U.S. Patent No. 6,019,717, issued to Hermann on February 1, 2000, is hereby incorporated by reference.

Ein Großteil der gesamten Unterbringung auf engem Raum und der Konstruktion für die Zentrifuge 20 ist die gleiche, wie die in den beiden erwähnten US-Patenten offenbarte. Der erwähnte Unterschied ist der Austausch der bekannten Kegelstapelunter baugruppe gegen das Spiralschaufelmodul 21 der vorliegenden Erfindung. Weitere kleinere strukturelle Änderungen sind enthalten, um das Spiralschaufelmodul 21 aufzunehmen, wie in dem teilweisen Vergleich Seite an Seite in 6 dargestellt.Much of the total space and design space for the centrifuge 20 is the same as that disclosed in the two US patents mentioned. The mentioned difference is the replacement of the known Kegelstapelunter assembly against the spiral vane module 21 of the present invention. Other minor structural changes are included to the spiral vane module 21 as in the partial comparison side by side in 6 shown.

Die Zentrifuge 20 arbeitet auf eine Weise, die sehr ähnlich zu der in dem '912 und '217 Patent beschrieben ist, in der Hinsicht, daß sie eine ankommende Flüssigkeitsströmung empfängt, typischerweise Öl, durch eine Einlaßöffnung in einer entsprechenden Trägerbasis (nicht dargestellt). Ein Verbindungsdurchlaß in dieser Basis ermöglicht es der Flüssigkeit, in das hohle Innere der Rotornabe zu strömen, die auch als ein Lagerrohr 22 beschrieben werden kann. Die Flüssigkeit fließt dann nach oben, bis sie die oberen Rohröffnungen 23 erreicht. Dort gibt es typischerweise vier Öffnungen 23, die um die obere Umfangsoberfläche des Rohrs 22 gleich beabstandet sind. Die Flüssigkeit tritt durch diese Öffnungen 23 aus und strömt radial nach außen, wenn sie in die Nähe des Spiralschaufelmoduls 21 kommt. Der obere Abschnitt des Futters 24 ist mit integral geformten Beschleunigungsschaufeln 25 ausgebildet, die zusammenwirken, um Strömungskanäle zu definieren (einen Kanal zwischen jedem benachbarten Paar von Beschleunigungsschaufeln). Diese Beschleunigungsschaufeln, typischerweise vier, sechs oder acht im gleichen Abstand, erleichtern die radiale Strömung des Öls (oder der anderen Flüssigkeit) nach außen und liefern die Flüssigkeitsströmung zu dem Ort der Einlaßlöcher 26, die in der Deckenplatte 27 des Spiralschaufelmoduls 21 geformt sind. Das Futter 24 wird von einem Mantel 28 eingeschlossen, der an der Basis 29 angebracht ist. Die Flüssigkeit tritt in die Einlaßlöcher 26 ein und strömt durch das Spiralschaufelmodul 21, wobei es letztlich an dem unteren Rand 31 des Moduls 21 austritt. An diesem Punkt tritt die Strömung durch den ringförmigen Freiraum 32 zwischen der Trägerbasisplatte 33 und der äußeren Oberfläche des Lagerrohrs 22 oder der Rotornabe. Die austretende Strömung bewegt sich weiter zu den beiden Strömungsstrahlöffnungen 34 (nur eine ist in der Schnittansicht sichtbar). Diese beiden Strömungsstrahlöffnungen stellen die inneren Öffnungen für zwei tangential gerichtete Strahlstromdüsen dar. Der Hochgeschwindigkeitsstrahl, der aus jeder Düsenöffnung austritt, erzeugt einen Reaktionsmoment, das wiederum die Zentrifuge 20 bei einer hinreichend hohen Rate zwischen 3000 und 6000 U/min antreibt (in Drehung versetzt), um eine Teilchentrennung in dem Spiralschaufelmodul gleichzeitig mit der Strömung der Flüssigkeit durch das Spiralschaufelmodul 21 zu erreichen. Die Flüssigkeitsströmung durch die Zentrifuge 20 einschließlich des bestimmten Strömungswegs und die Verwendung der austretenden Flüssigkeit zum Selbstantreiben der Zentrifuge 20 ist im Wesentlichen die gleiche, wie das, was in den US-Patenten Nummer 5 575 912, 5 637 217, 6 017 300 und 6 019 717 offenbart ist, mit der wichtigen Ausnahme von dem, was in dem Spiralschaufelmodul 21 geschieht, und mit der wichtigen Ausnahme des Aufbaus des Moduls 21, der auffallend unterschiedlich zu dem Kegelstapelunterbaugruppenaufbau ist, wie er in den '912 und '217 Patenten dargestellt ist.The centrifuge 20 operates in a manner very similar to that described in the '912 and' 217 patents, in that it receives an incoming fluid flow, typically oil, through an inlet port in a corresponding support base (not shown). A communication passage in this base allows the fluid to flow into the hollow interior of the rotor hub, which also serves as a bearing tube 22 can be described. The liquid then flows upwards until it reaches the upper tube openings 23 reached. There are typically four openings 23 around the upper peripheral surface of the pipe 22 are equally spaced. The liquid passes through these openings 23 and flows radially outward as they approach the spiral vane module 21 comes. The upper section of the feed 24 is with integrally molded accelerating blades 25 which cooperate to define flow channels (one channel between each adjacent pair of accelerating blades). These accelerating vanes, typically four, six or eight equidistant, facilitate the radial flow of the oil (or other liquid) outwardly and provide the liquid flow to the location of the inlet holes 26 that in the ceiling tile 27 of the spiral vane module 21 are shaped. The food 24 is from a coat 28 included at the base 29 is appropriate. The liquid enters the inlet holes 26 and flows through the spiral vane module 21 , where it is ultimately at the bottom 31 of the module 21 exit. At this point, the flow passes through the annular space 32 between the carrier base plate 33 and the outer surface of the bearing tube 22 or the rotor hub. The exiting flow moves on to the two flow jet openings 34 (only one is visible in the section view). These two flow jet orifices represent the inner orifices for two tangentially directed jet stream nozzles. The high velocity jet emerging from each nozzle orifice creates a reaction moment, which in turn is the centrifuge 20 at a sufficiently high rate between 3,000 and 6,000 rpm drives (in rotation) a particle separation in the spiral vane module simultaneously with the flow of liquid through the spiral vane module 21 to reach. The liquid flow through the centrifuge 20 including the particular flow path and the use of the leaking fluid to self-propel the centrifuge 20 is essentially the same as that disclosed in U.S. Patent Nos. 5,575,912, 5,637,217, 6,017,300, and 6,019,717, with the important exception of what is in the spiral vane module 21 happens, and with the important exception of the construction of the module 21 which is strikingly different from the cone stack subassembly structure as illustrated in the '912 and' 217 patents.

Mit fortgesetztem Bezug auf die 1 und 2 ist das Spiralschaufelmodul 21 in dem Futter 24 an im Wesentlichen dem gleichen Ort angeordnet, der von der bekannten Kegelstapelunterbaugruppe eingenommen wird. Das Modul 21 umfaßt die Deckenplatte 27 und eine Reihe identisch aufgebauter und gleich beabstandeter (siehe Spalt 37) Spiralschaufeln 38. Das Konzept "gleich-beabstandet" bezieht sich nur auf ein gleichförmiges Muster von Spiralschaufel zu Spiralschaufel und nicht über den Raum oder Spalt, der durch benachbarte Schaufeln definiert ist, wenn man sich in einer Richtung radial nach außen bewegt. Der Raum oder Spalt 37 zwischen benachbarten Schaufeln 38 wird allmählich größer (d.h. in Umfangsrichtung breiter), wenn man sich radial nach außen von dem Ort des inneren Nabenabschnitts 39 zu dem äußersten Rand 40 bewegt.With continued reference to the 1 and 2 is the spiral vane module 21 in the feed 24 disposed at substantially the same location as occupied by the known cone stack subassembly. The module 21 includes the ceiling tile 27 and a series of identically constructed and equally spaced (see nip 37 ) Spiral blades 38 , The concept "equidistant" refers only to a uniform pattern of spiral vane to spiral vane and not over the space or gap defined by adjacent vanes when moving in a radially outward direction. The room or gap 37 Zvi neighboring blades 38 becomes gradually larger (ie, wider in the circumferential direction) as it moves radially outward from the location of the inner hub portion 39 to the very edge 40 emotional.

Das gesamte Spiralschaufelmodul 21 ist aus Kunststoff als ein einheitliches einstückiges Bauteil gegossen. Die einzelnen Schaufeln 38 sind entlang ihres inneren Rands in einer Form eines Mittelrohrs oder eines Nabenabschnitts 39 verbunden, der ausgelegt ist, um über das Lagerrohr zu gleiten oder das, was auch die Zentrifugenrotornabe 22 genannt wird. Durch das richtige Abmessen des Innendurchmessers 41 des Nabenabschnitts 39 relativ zu dem Außendurchmesser der Rotornabe ist es möglich, eine konzentrische Passung mit einer engen Toleranz zu erzeugen. Das wiederum trägt zu der Gesamtausgewogenheit bei, die aufgrund der Drehzahl erwünscht ist, mit der sich die Zentrifuge dreht.The entire spiral bucket module 21 is molded from plastic as a unitary one-piece component. The individual blades 38 are along their inner edge in a shape of a center tube or a hub portion 39 connected, which is designed to slide over the bearing tube or what, including the centrifuge rotor hub 22 is called. By the correct measurement of the inside diameter 41 of the hub section 39 relative to the outer diameter of the rotor hub, it is possible to produce a concentric fit with a tight tolerance. This, in turn, adds to the overall balance desired by the speed at which the centrifuge rotates.

Das Spiralschaufelmodul 21 ist in der Gestalt ringförmig, wobei die einzelnen Spiralschaufeln 38 (34 insgesamt) angeordnet sind, um eine im Allgemeinen zylindrische Form zu erzeugen. Der gegossene Nabenabschnitt 39 ist ebenso zylindrisch. Die Deckenplatte 27 ist in der Form im Allgemeinen konisch, obwohl sie einen im Wesentlichen flachen ringförmigen Ringabschnitt 27a umfaßt, der das hohle Innere 42 umgibt. Es wird auch erwogen, daß die Geometrie dieser Deckenplatte 27 eine halbkugelförmige obere Oberfläche haben könnte. Auch als Teil von dem Modul 21 enthalten und benachbart zu dem äußeren Umfangsrand 43 der Deckenplatte 27 angeordnet ist ein Teilerschild 44. Das Teilerschild 44 hat auch eine ringförmige Ringform und erstreckt sich in einer horizontalen Richtung radial nach außen. Die Vielzahl von Einlaßlöchern 26, die in die Deckenplatte 27 geformt sind, sind neben dem äußeren Umfangsrand 43 der Deckenplatte angeordnet, die auch neben oder dicht zu dem Punkt ist, wo das Schild 44 beginnt. In der Querschnittsansicht von 2 werden die Einlaßlöcher 26 und das Schild 44 in gestrichelten Linien gezeigt, weil sie tatsächlich oberhalb der Schnittebene 2-2 liegen. Die gestrichelte Linie wird verwendet, um schematich darzustellen, wo diese Merkmale relativ zu den Schaufeln 38 angeordnet sind.The spiral vane module 21 is annular in shape, with individual spiral vanes 38 ( 34 in total) are arranged to produce a generally cylindrical shape. The cast hub section 39 is also cylindrical. The ceiling plate 27 is generally conical in shape, although it has a substantially flat annular ring portion 27a which includes the hollow interior 42 surrounds. It is also considered that the geometry of this ceiling tile 27 could have a hemispherical upper surface. Also as part of the module 21 included and adjacent to the outer peripheral edge 43 the ceiling plate 27 arranged is a divider shield 44 , The divider shield 44 Also has an annular ring shape and extends in a horizontal direction radially outward. The multitude of inlet holes 26 in the ceiling plate 27 are shaped, are adjacent to the outer peripheral edge 43 the ceiling panel is also located next to or close to the point where the sign 44 starts. In the cross-sectional view of 2 become the inlet holes 26 and the sign 44 shown in dashed lines, because they are actually above the cutting plane 2-2. The dashed line is used to schematically illustrate where these features are relative to the blades 38 are arranged.

Die Strömung von Flüssigkeit, die aus den Rohröffnungen 23 austritt und von dort in die Richtung der Einlaßlöcher 26 geleitet wird, wird tatsächlich durch die Beschleunigung der Schaufeln 25 an einer Stelle, die (radial) den Einlaßlöchern 26 entspricht, "herausgetropft". Die Strömung tritt durch die Decken platte 27 mittels dieser Einlaßlöcher, wobei es dort ein Loch gibt, das jedem Trennspalt 37 zwischen jedem Paar benachbarter Spiralschaufeln 38 entspricht. Wenn die Strömung durch die Einlaßlöcher und in jeden Spalt 37 tritt, fließt sie durch die Spalte in einer Richtung radial einwärts und axial nach unten aufgrund der Stelle des Strömungsaustritts zwischen der äußeren Oberfläche der Rotornabe und dem inneren Rand der Basisplatte. Die Strömungsdynamik ist derart, daß die Strömung, die aus den Rohröffnungen 23 austritt, dazu neigt, gleichmäßig über die Oberfläche der Deckenplatte verteilt zu werden und somit gleichmäßig über die vierunddreißig Einlaßlöcher 26 verteilt zu werden. Wie beschrieben, gibt es ein Einlaßloch, das jedem Spalt entspricht, und ein Spalt entspricht jeder Schaufel 38. Wenn die Strömung an Flüssigkeit durch jeden Spalt 37 von dem äußeren und weiteren Punkt zu dem inneren und etwas engeren Punkt neben der Rotornabe voranschreitet, wirkt die Zentrifugalkraft aufgrund der hohen Drehzahl der Zentrifuge auf die schwerere teilchenförmige Masse, was es ihr ermöglicht, allmählich in eine Richtung radial nach außen zu wandern, sich auf der konkaven Oberfläche der Spiralschaufel zu sammeln und fährt fort, nach außen zu rutschen, wo sie schließlich aus dem Modul austritt und sich in einer Matschsammelzone ansammelt, die zwischen dem äußeren Umfang des Moduls 21 und der inneren Oberfläche des Futtermantels 24 angeordnet ist. Ein möglicher Partikelweg für Teilchen 45 ist schematisch in 5 dargestellt.The flow of liquid coming out of the pipe openings 23 exit and from there in the direction of the inlet holes 26 is actually guided by the acceleration of the blades 25 at a location that (radially) the inlet holes 26 corresponds, "dripped out". The flow passes through the ceiling plate 27 by means of these inlet holes, where there is a hole, which is each separation gap 37 between each pair of adjacent spiral blades 38 equivalent. When the flow through the inlet holes and into each gap 37 As it passes, it flows radially inwardly and axially downward through the gaps due to the location of the flow exit between the outer surface of the rotor hub and the inner edge of the base plate. The flow dynamics is such that the flow coming out of the tube openings 23 leaks, tends to be evenly distributed over the surface of the ceiling tile and thus evenly across the thirty-four inlet holes 26 to be distributed. As described, there is an inlet hole corresponding to each gap, and a gap corresponds to each blade 38 , When the flow of fluid through each gap 37 from the outer and further points to the inner and slightly narrower point adjacent the rotor hub, the centrifugal force acts on the heavier particulate mass due to the high speed of the centrifuge, allowing it to gradually travel radially outward in one direction collecting the concave surface of the spiral blade and continues to slip outwards, where it finally exits the module and accumulates in a mud collection zone, which is between the outer periphery of the module 21 and the inner surface of the lining 24 is arranged. A possible particle path for particles 45 is schematic in 5 shown.

Das Trennschild 44 erstreckt sich in einer Richtung radial nach außen von der nächsten Stelle der Einlaßlöcher 26 zu einer Stelle neben aber nicht berührend die Innenoberfläche 48 des Futters 24. Das Trennschild 44 hindert die Strömung am Umleiten um die Einlaßlöcher 26 und dadurch daran, die Ruhezone 50 zu stören, wo Matsch (d.h. die getrennte teilchenförmige Masse und etwas Öl) gesammelt wird. Indem die Strömung am Stören der Ruhezone 50 gehindert wird, verhindert die Konstruktion der vorliegenden Ausführung auch zu einem großen Ausmaß den Wiedereintritt von teilchenförmiger Masse, die bereits aus der strömenden Flüssigkeit getrennt wurde. Das Konzept des Wiederein tritts umfaßt das Lösen und Aufsammeln von etwas der teilchenförmigen Masse, die bereits aus der Flüssigkeitsströmung getrennt wurde, und es ihr zu ermöglichen, zurück in die Flüssigkeit zu gehen, wodurch die Arbeit rückgängig gemacht wird, die bereits durchgeführt wurde. Es ist auch klar, daß der Trennabstand zwischen dem Teilerschild 44 und der Innenoberfläche 48 des Futters 24 groß genug ist, um es größerer teilchenförmiger Masse zu ermöglichen, daß sie in den Bereich der Beschleunigungsschaufeln 25 getrennt werden könnte, um in die Ruhezone 50 entladen zu werden.The divider 44 extends in a direction radially outward from the next location of the inlet holes 26 to one place next to but not touching the inside surface 48 of the feed 24 , The divider 44 prevents the flow from diverting around the inlet holes 26 and by doing so, the quiet zone 50 to disturb where mud (ie the separated particulate matter and some oil) is collected. By the flow disturbing the quiet zone 50 is prevented, the construction of the present embodiment also prevents the re-entry of particulate matter, which has already been separated from the flowing liquid, to a great extent. The concept of reentry involves releasing and collecting some of the particulate mass that has already been separated from the liquid flow and allowing it to go back into the liquid, thereby reversing the work that has already been done. It is also clear that the separation distance between the divider shield 44 and the inner surface 48 of the feed 24 is large enough to allow larger particulate mass to enter the area of the accelerating blades 25 could be disconnected to the rest area 50 to be unloaded.

Wenn die Strömung von Flüssigkeit durch die Einlaßlöcher 26 und in die Trennspalte 37 tritt, breitet sie sich in den Spalten aus und bewegt sich weiter radial einwärts und axial nach unten in Richtung des unteren Randes 31, wo die Strömung mittels des Abstandraums 32 austritt. Die Strömung wird daran gehindert, die ausgelegte Strömung durch die Spalte 37 zu umgehen, durch die Verwendung der Grundplatte 33, die jeden anderen Austrittsweg für die Strömung verschließt, außer für die Strömungsöffnung, die durch den Freiraum 32 vorgesehen ist, der durch den inneren kreisförmigen Rand 51 der Grundplatte 33 und die äußere Oberfläche 52 des Lagerrohrs 22 definiert ist, oder was man die Rotornabe genannt hat (siehe 1A).When the flow of liquid through the inlet holes 26 and into the separation column 37 it spreads in the gaps and continues to move radially inward and axially down towards the lower edge 31 where the flow by means of the distance space 32 exit. The flow is prevented from flowing through the flow column 37 to get around, by using the base plate 33 that closes any other exit path for the flow, except for the flow opening through the clearance 32 is provided by the inner circular edge 51 the base plate 33 and the outer surface 52 of the bearing tube 22 is defined, or what has been called the rotor hub (see 1A ).

Bei einer alternativen Ausführung der vorliegenden Erfindung (siehe 1B) erstreckt sich die Basisplatte 33a bis zu einem Kontakt mit dem Lagerrohr 22, derart, daß der Freiraum 32 geschlossen ist. Um einen Strömungsweg zu schaffen, werden eine Vielzahl von Freilöchern 33b in der Basisplatte 33a ungefähr an dem selben Ort wie der Freiraum 32 erzeugt. Die einzelnen Schaufeln 38 wurden für die Schnittansichten von den 1A und 1B wegen der zeichnerischen Einfachheit weggelassen. Statt kreisförmiger Löcher 33b kann nahezu fast jede Art an Öffnung verwendet werden, einschließlich radial und/oder in Umfangsrichtung verlaufender Schlitze.In an alternative embodiment of the present invention (see 1B ) extends the base plate 33a until contact with the bearing tube 22 , such that the free space 32 closed is. To create a flow path, a variety of free holes 33b in the base plate 33a approximately in the same place as the open space 32 generated. The individual blades 38 were for the sectional views of the 1A and 1B omitted because of the graphic simplicity. Instead of circular holes 33b Almost any type of opening can be used, including radially and / or circumferentially extending slots.

Mit Bezug auf die 3, 4 und 5 werden konstruktive Details des Spiralschaufelmoduls 21 dargestellt. Die 3 und 4 zeigen perspektivische Ansichten der gegossenen einheitlichen Konstruktion für das Modul 21. 5 zeigt eine Ansichtsorientierung von oben und in schematischer Form ein Paar Spiralschaufeln 38 und den Spalt 37, der sich dazwischen befindet. Wie zum Teil im Zusammenhang von dem Strömungsweg beschrieben, umfaßt das Spiralschaufelmodul 21 vierunddreißig Spiralschaufeln 38, von denen jede einen nahezu identischen Aufbau hat und die einstückig in einem einheitlichen gegossenen Modul verbunden sind. Jede dieser vierunddreißig Spiralschaufeln 38 ist einstückig als Teil der einheitlichen Konstruktion entlang ihres obersten Rands an der Unterseite oder der unteren Oberfläche der Deckenplatte 27 verbunden. Jede Spiralschaufel 38 erstreckt sich von der Deckenplatte in einer Axialrichtung weg in Richtung ihres entsprechenden unteren Rands 31. Der innere Rand von jeder Schaufel ist zusammenwirkend in dem inneren Nabenabschnitt 39 ausgebildet. Jede Spiralschaufel 38 umfaßt eine konvexe äußere Oberfläche 55 und eine konkave innere Oberfläche 56. Diese Oberflächen definieren eine Spiralschaufel im Wesentlichen gleichförmiger Dicke, die ungefähr 1 mm (0,04 Inch) mißt. Die konvexe Oberfläche 55 von einer Schaufel in Zusammenwirkung mit der konkaven Oberfläche 56 der benachbarten Schaufel definiert den entsprechenden Spalt 37 zwischen diesen beiden Schaufeln. Die Breite von diesem Spalt zwischen den Schaufeln oder seine Dicke in Umfangsrichtung nimmt zu, wie die Schaufeln nach außen verlaufen.With reference to the 3 . 4 and 5 become constructive details of the spiral vane module 21 shown. The 3 and 4 show perspective views of the molded unitary structure for the module 21 , 5 Figure 11 shows a top view and schematic of a pair of spiral vanes 38 and the gap 37 which is in between. As described in part in connection with the flow path, the spiral vane module includes 21 thirty four spiral blades 38 each of which has a nearly identical construction and which are integrally connected in a unitary molded module. Each of these thirty-four spiral blades 38 is integral as part of the unitary construction along its uppermost edge at the bottom or lower surface of the ceiling tile 27 connected. Every spiral scoop 38 extends from the ceiling panel in an axial direction away toward its corresponding lower edge 31 , The inner edge of each blade is cooperative in the inner hub portion 39 educated. Every spiral scoop 38 includes a convex outer surface 55 and a concave inner surface 56 , These surfaces define a spiral vane of substantially uniform thickness, measuring approximately 1 mm (0.04 inches). The convex surface 55 from a blade in cooperation with the concave surface 56 the adjacent blade defines the corresponding gap 37 between these two blades. The width of this gap between the blades or its thickness in the circumferential direction increases as the blades extend outward.

Weil jede Spiralschaufel 38 in einer radialen Richtung nach außen weg von dem inneren Nabenabschnitt 39 erstreckt, ist sie gebogen (gebogener Abschnitt 57), um das entsprechende Einlaßloch 26 zum Teil einzuschließen. Weil sich der Abschnitt 57 tangential weg von dem Einlaßlochort erstreckt, bildet er ein Turbulenzschild 58. Das Turbulenzschild 58 von einer Spiralschaufel 38 erstreckt sich in Umfangsrichtung in einer Richtung gegen den Uhrzeigersinn auf der Basis einer Aufsicht von oben in Richtung der benachbarten Schaufel. Es gibt einen Trennspalt 59, der zwischen dem freien Ende oder Rand von einem Schild 58 an einer Schaufel und dem gebogenen Abschnitt 57 an der benachbarten Spiralschaufel definiert ist. Der Trennspalt ist tatsächlich ein axialer Schlitz oder ein Schlitz über die gesamte Länge und ist ungefähr 1,8 mm (0,07 Inch) in der Breite in einer Umfangsrichtung. Die leichte Krümmung in jedem Turbulenzschild 58 in Zusammenwirkung mit den sich abwechselnden Trennspalten 59 erzeugt einen im Allgemeinen zylindrische Form, die die äußerste Oberfläche des Spiralschaufelmoduls 21 definiert, das unter der Deckenplatte 57 angeordnet ist.Because every spiral blade 38 in a radial outward direction away from the inner hub portion 39 it is bent (curved section 57 ) to the corresponding inlet hole 26 partly to include. Because the section 57 extends tangentially away from the inlet hole location, it forms a turbulence shield 58 , The turbulence shield 58 from a spiral scoop 38 extends circumferentially in a counterclockwise direction based on a top plan view of the adjacent blade. There is a separation gap 59 that is between the free end or edge of a sign 58 on a blade and the bent section 57 is defined at the adjacent spiral vane. The separation gap is in fact an axial slot or slot over the entire length and is about 1.8 mm (0.07 inches) in width in a circumferential direction. The slight curvature in each turbulence shield 58 in cooperation with the alternating separation gaps 59 produces a generally cylindrical shape, which is the outermost surface of the spiral vane module 21 defined under the ceiling tile 57 is arranged.

Die Krümmung von jeder Spiralschaufel von ihrem inneren Rand zu dem äußeren gebogenen Abschnitt hat eine einzigartige Geometrie. Eine Linie 60, die von der axialen Mittellinie 60a der Zentrifugenrotation um einen Schnittpunkt 61 an irgendeinem der vierunddreißig Spiralschaufeln 38 gezogen wird, bildet einen eingeschlossenen 45°-Winkel 60b mit einer Tangentiallinie 62 zu der Spiralschaufelkrümmung an dem Schnittpunkt (2). Diese einzigartige Geometrie gilt für den konvexen und den konkaven Abschnitt des Hauptkörpers von jeder Spiralschaufel und umfaßt nicht entweder den gebogenen Abschnitt 57 oder das Turbulenzschild 58. Der eingeschlossene Winkel, der bei der bevorzugten Ausführung 45° beträgt, kann als der Spiralschaufelwinkel für das Spiralschaufelmodul und für die entsprechende Zentrifuge beschrieben werden. Man hat in Erwägung gezogen, daß der bevorzugte Bereich für den eingeschlossenen Winkel zwischen 30 und 60 Grad liegen wird. Wo die früher zitierten '912 und '217 Patente einen Kegelwinkel definierten, typischerweise 45° aufgrund des Abfalls oder der Neigung der konischen Wand von jedem Kegel, definiert die vorliegende Ausführung einen Spiralschaufelwinkel.The curvature of each spiral vane from its inner edge to the outer curved portion has a unique geometry. A line 60 from the axial centerline 60a centrifuge rotation around an intersection 61 on any of the thirty-four spiral blades 38 is pulled, forming an included 45 ° angle 60b with a tangential line 62 to the spiral vane curvature at the intersection ( 2 ). This unique geometry applies to the convex and concave portions of the main body of each spiral vane and does not include either the bent portion 57 or the turbulence shield 58 , The included angle, which in the preferred embodiment is 45 °, can be described as the spiral vane angle for the spiral vane module and for the corresponding centrifuge. It has been considered that the preferred range for the included angle will be between 30 and 60 degrees. Where the previously cited '912 and' 217 patents defined a cone angle, typically 45 °, due to the drop or slope of the conical wall of each cone, the present embodiment defines a spiral vane angle.

Bei dem Vorgang, daß die Strömung durch die Spalte 37 tritt, triftet die zu trennende teilchenförmige Masse über den Spalt auf einen im Allgemeinen radialen Weg nach außen durch den Spalt zwischen benachbarten Schaufeln 38 aufgrund einer radialen Zentrifugalkraftkomponente. Diese teilchenförmige Masse triftet tatsächlich relativ zu der Strömungsrichtung auf eine zu dem ähnliche Weise stromaufwärts, was bei den zuvor erwähnten Kegelstapelunterbaugruppenkonstruktionen der '912 und '217 Patente geschieht. Sobald die Teilchen, die die aus der Flüssigkeitsströmung zu trennenden teilchenförmige Masse umfassen, die konkave innere Spiralenoberfläche der entsprechenden Schaufel erreichen (siehe 5), wandern sie in der Abwesenheit der Strömungsgeschwindigkeit aufgrund der Fluidgrenzschicht radial nach außen. Dieser Weg radial nach außen liegt in der Richtung der Matschsammel- oder Ruhezone 50. Die Teilchen "fallen" dann "aus" dem Spiralschaufelmodul durch die ununterbrochenen axialen Schlitze, die zwischen den in Umfangsrichtung unterbrochenen Turbulenzschildern der entsprechenden Spiralschaufeln angeordnet sind (d.h. Trennspalte 59). Wie beschrieben, ist es die Funktion der Turbulenzschilder, die Fluidwechselwirkung zwischen der Strömung zu reduzieren, die in den Spalten 37 und in der Matschsammelzone (Ruhezone 50) auftritt. Während diese Matschsammelzone als eine "Ruhezone" bezeichnet wird, stellt diese Wahl der Terminologie den bevorzugten oder gewünschten Zustand dar. Idealerweise würde diese Matschsammelzone 50 vollständig ruhig sein, so daß es nahezu keine Turbulenz und nahezu kein Risiko geben würde, daß irgendwelche teilchenförmige Masse wieder zurück in die Flüssigkeitsströmung wiedereintritt. Die Turbulenzschilder 58, wie sie in einer Ansicht von oben gesehen werden, sind zur Zeit so angeordnet, daß sie ein kreisförmiges Profil erzeugen oder definieren. Jedoch wird es erwogen, daß in dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung jedes dieser Turbulenzschilder 58 leicht nach außen geneigt sein könnte, um es teilchenförmiger Masse zu ermöglichen, die sich dann auf der inneren Oberfläche von jedem Turbulenzschild sammeln kann, auch nach außen in die Sammelzone zu "rutschen". Da es effektiv eine Ecke gibt, die an der Stelle des gebogenen Abschnitts von jeder Spiralschaufel erzeugt wird, könnte es eine Neigung dazu geben, daß sich etwas teilchenförmige Masse in dieser Ecke ansammelt. Indem der Turbulenzschildabschnitt geneigt wird, wird diese Ecke derart geöffnet, daß es eine größere Neigung für irgendwelche gefangene teilchenförmige Masse gibt, daß sie fähig ist, nach außen in die Matschsammelzone (Ruhezone 50) zu rutschen. Diese alternative Form für den Turbulenzschildabschnitt ist durch die gestrichelte Linie in 5 dargestellt.In the process that the flow through the column 37 As a result, the particulate mass to be separated over the gap drifts outwardly in a generally radial path through the gap between adjacent blades 38 due to a radial centrifugal force component. This particulate mass actually drifts upstream relative to the flow direction in a similar manner as in the aforementioned cone stack subassembly designs of the '912 and' 217 patents. Once the particles, which are the particulate matter to be separated from the liquid flow which reach the concave inner spiral surface of the corresponding blade (see 5 ), they migrate radially outward in the absence of flow velocity due to the fluid boundary layer. This path radially outward is in the direction of the mud collection or rest zone 50 , The particles then "fall" out of the spiral vane module through the uninterrupted axial slots located between the circumferentially discontinuous turbulence shields of the respective spiral vanes (ie, separation gaps 59 ). As described, the function of the turbulence shields is to reduce the fluid interaction between the flow in the gaps 37 and in the mud collection zone (rest zone 50 ) occurs. While this slush collection zone is referred to as a "quiet zone", this choice of terminology is the preferred or desired state. Ideally, this slush collection zone would 50 be completely calm, so that there would be virtually no turbulence and almost no risk of any particulate mass re-entering back into the liquid flow. The turbulence signs 58 as seen in a top view are currently arranged to create or define a circular profile. However, it is contemplated that within the scope of the present invention, any of these turbulence signs 58 could be inclined slightly outwards to allow particulate matter to collect on the inner surface of each turbulence shield, also to "slip" outward into the collection zone. Since there is effectively a corner created at the location of the bent portion of each spiral vane, there may be a tendency for some particulate matter to accumulate in that corner. By inclining the turbulence shield portion, this corner is opened so that there is a greater tendency for any trapped particulate mass to be able to escape out into the mud collection zone (rest zone 50 ) to slide. This alternative form for the turbulence shield section is indicated by the dashed line in FIG 5 shown.

Nachdem die Strömung die Spalte zwischen den benachbarten Spiralschaufeln verläßt und aus dem Freiraum neben der Rotornabe austritt, tritt sie zu den Strahldüsen, wo sie mit einer hohen Geschwindigkeit ausgestoßen wird, was bewirkt, daß sich der Rotor aufgrund der Reaktionskraft mit einer hohen Drehzahl dreht. Als eine Alternative zu diesem Aufbau könnte der bestimmte Rotor durch eine am Rotor montierte Impulsturbine angetrieben werden. Außerdem ist das gegossene Spiralschaufelmodul innerhalb einer Matsch enthaltenden Futterhüllen-/Grundplattenbaugruppe "eingekapselt", die ähnlich zu der in dem US-Patent Nr. 5 637 217 offenbarten ist. Dieser besondere Aufbau erlaubt das schnelle und leichte Warten des Zentrifugenrotors, weil der Schlamm insgesamt in der inneren Kapsel enthalten ist, und kein Schaben oder Reinigen notwendig ist. Alternativ könnte das Spiralschaufelmodul, das hier beschrieben ist, eine Kegelstapelunterbaugruppe ersetzen, die als Teil einer vollständig entsorgbaren Zentrifugenrotorkonstruktion enthalten ist.After this the flow the gap between the adjacent spiral blades leaves and from the Free space next to the rotor hub exits, it enters the jet nozzles, where It is ejected at a high speed, which causes the Rotor rotates due to the reaction force at a high speed. As an alternative to this design, the particular rotor could go through a rotor-mounted impulse turbine are driven. Besides that is the molded spiral vane module contained within a mud Casing shell / base plate assembly "encapsulated" similar to which is disclosed in U.S. Patent No. 5,637,217. This particular Construction allows quick and easy maintenance of the centrifuge rotor, because the sludge is contained in the inner capsule as a whole, and no scraping or cleaning is necessary. Alternatively, that could Spiral vane module described herein, a cone stack subassembly as part of a fully disposable centrifuge rotor design is included.

Mit Bezug auf 6 wird Seite an Seite eine schematische Darstellung bereitgestellt, die auf der linken Seite der Zentrifuge 63 eine Hälfte einer typischen bekannten Kegelstapelunterbaugruppe 64 und auf der rechten Seite eine Hälfte eines Spiralschaufelmoduls 21 zeigt, das die vorliegende Erfindung verkörpert. Die Darstellung von 6 ist dazu gedacht, die vorhergehende Beschreibung zu bekräftigen, die angibt, daß das Spiralschaufelmodul 21 ein Ersatz für die bekannte Kegelstapelbaugrupe ist oder sein kann, wie sie in den US-Patenten Nummer 5 575 912, 5 637 217, 6 017 300 und 6 019 717 gezeigt ist. Während die Konstruktion der entsprechenden Basisplatten 65 und 33 sich leicht zwischen den beiden Bauarten ändert, ist die Auswuchtung der Zentrifugenkonstruktion für jede Bauart nahezu identisch.Regarding 6 Side by side, a schematic representation is provided on the left side of the centrifuge 63 one half of a typical known cone stack subassembly 64 and on the right half of a spiral vane module 21 which embodies the present invention. The representation of 6 is intended to corroborate the foregoing description, which indicates that the spiral vane module 21 is or may be a substitute for the known cone stack assembly, as shown in U.S. Patent Nos. 5,575,912, 5,637,217, 6,017,300, and 6,019,717. While the construction of the corresponding base plates 65 and 33 If there is a slight change between the two types, the balancing of the centrifuge design for each type is almost identical.

Mit Bezug auf die 7A, 7B und 7C werden drei alternative Konstruktionsausführungen für die Bauart der Spiralschaufeln dargestellt, die als Teil des Spiralschaufelmoduls zu verwenden sind. Während man sich noch in dem gleichen Kontext der Theorie und des Funktionierens der vorliegenden Erfindung aufhält und während man noch das Konzept des Ersetzens der bekannten Kegelstapelunterbaugruppe durch ein Spiralschaufelmodul beibehält, kann irgendeine dieser alternativen Konstruktionen eingesetzt werden.With reference to the 7A . 7B and 7C Three alternative constructions of the design of the spiral vanes are shown, which are to be used as part of the spiral vane module. While still remaining in the same context of the theory and operation of the present invention and while still retaining the concept of replacing the prior art cone stack subassembly with a spiral vane module, any of these alternative designs may be employed.

In 7A sind die gebogenen Spiralschaufeln 38 des Moduls 21 durch Schaufeln 68 mit im Wesentlichen flachen ebenen Oberflächen ersetzt. Die Schaufeln 68 sind versetzt, um sich nach außen zu erstrecken, aber nicht auf eine rein radiale Weise. Die Ansicht von 7A von oben zeigt eine Gesamtzahl von vierundzwanzig Schaufeln oder linearen Platten 68, aber die tatsächliche Zahl kann in Abhängigkeit von solchen Variablen erhöht oder verringert werden, wie die Gesamtgröße der Zentrifuge, die Viskosität der Flüssigkeit und die erwünschte Wirksamkeit für die zu trennende Teilchengröße. Der Steigungswinkel (α) oder die Neigung jeder Platte ist eine weitere Variable. Während jede Platte 68 auf dem selben radialen Winkel (α) eingestellt ist, kann der ausgewählte Winkel variieren. Die Wahl für den Winkel hängt zum Teil von der Drehzahl der Zentrifuge ab.In 7A are the curved spiral blades 38 of the module 21 by shovels 68 replaced with essentially flat flat surfaces. The shovels 68 are offset to extend outward, but not in a purely radial manner. The view from 7A from the top shows a total of twenty four blades or linear plates 68 but the actual number may be increased or decreased depending on such variables, such as the total size of the centrifuge, the viscosity of the liquid, and the desired particle size effectiveness. The pitch angle (α) or slope of each plate is another variable. While each plate 68 is set at the same radial angle (α), the selected angle may vary. The choice for the angle depends in part on the speed of the centrifuge.

In 7B sind die einzelnen Schaufeln 69 gebogen, ähnlich zu der Bauart der Schaufeln 38, aber mit einer größeren Krümmung, d.h. mit einer stärkeren Konkavität. Überdies hat jede einzelne Schaufel 69 eine allmählich zunehmende Krümmung, wenn sie sich von der im Lagerrohr 22 weg erstreckt. Diese Schaufelform wird als eine "Hyperspirale" beschrieben und ist geometrisch auf die folgende Weise definiert. Zuerst unter Verwendung einer Radiallinie 72, die von der axialen Mittellinie des Lagerrohrs 22 gezeichnet wird, die auch die axiale Mittellinie des Moduls 21 ist, läßt man diese Linie sich an einem Punkt 73 an der konvexen Oberfläche einer Schaufel schneiden. Das Zeichnen einer Tangente 74 für diesen Schnittpunkt 73 definiert einen eingeschlossenen Winkel 75 zwischen der Radiallinie und der Tangente. Die Größe dieses eingeschlossenen Winkels 75 nimmt zu, wenn sich der Schnittpunkt 73 weiter weg von dem Lagerrohr 22 bewegt. Die Theorie bei dieser alternativen Spiralschaufelausführung besteht darin, jede Schaufel so zu gestalten, daß es eine konstante Teilchenrutschrate gibt, wenn die g-Kraft proportional mit dem Abstand von der Rotationsachse zunimmt. Mit der Ausnahme der Krümmungsgeometrie für jede Schaufel 69 ist das in 7B schematisch dargestellte Spiralschaufelmodul identisch zu dem Spiralschaufelmodul 21.In 7B are the individual blades 69 bent, similar to the design of the blades 38 but with a larger curvature, ie with a stronger concavity. Moreover, every single scoop has 69 a gradually increasing Krüm mung, when moving away from the bearing tube 22 extends away. This blade shape is described as a "hyperspiral" and is geometrically defined in the following manner. First using a radial line 72 extending from the axial centerline of the bearing tube 22 is drawn, which is also the axial center line of the module 21 is, this line is left at one point 73 cut on the convex surface of a blade. Drawing a tangent 74 for this intersection 73 defines an included angle 75 between the radial line and the tangent. The size of this included angle 75 increases when the point of intersection 73 further away from the bearing tube 22 emotional. The theory with this alternative spiral vane design is to design each vane so that there is a constant particle rake as the g-force increases in proportion to the distance from the axis of rotation. With the exception of the curvature geometry for each blade 69 is that in 7B schematically illustrated spiral vane module identical to the spiral vane module 21 ,

In 7C beruht der Spiralschaufelaufbau für das entsprechende Modul auf dem Aufbau der Schaufel 69 von 7B mit der Hinzufügung der Splitterteilschaufel 70. Es gibt eine Splitterschaufel 70 zwischen jedem Paar vollständiger Schaufeln 69, und die Größe, Form und der Ort von jeder ist über das gesamte Modul die bzw. der gleiche. Die Splitterschaufeln 70 sind ähnlich zu solchen, die in einem Turboladerkompressor verwendet werden, um das Schaufelgesamtoberflächengebiet zu vergrößern, wann immer die Anzahl an Schaufeln und der Schaufelabstand durch das dichte Beabstanden an dem Nabeninnendurchmesser begrenzt sein kann.In 7C For example, the spiral vane assembly for the corresponding module relies on the structure of the vane 69 from 7B with the addition of the splitter part scoop 70 , There is a splinter shovel 70 between each pair of complete blades 69 and the size, shape and location of each is the same over the entire module. The splinter blades 70 are similar to those used in a turbocharger compressor to increase the overall blade surface area whenever the number of blades and the blade clearance can be limited by the tight spacing on the hub inner diameter.

Weitere Konstruktionsvariationen oder Überlegungen für die vorliegende Erfindung umfassen Variationen für die Herstellungs- und Gießverfahren. Zum Beispiel kann die im Allgemeinen zylindrische Form der gegossenen Schaufeln (oder -platten) als ein kontinuierliches Glied extrudiert werden und dann in der gewünschten axialen Länge oder Höhe abgeschnitten werden und an eine getrennt hergestellte typischerweise gegossene Deckenplatte angebracht werden. Die Deckenplatte wird mit den gewünschten Einlaßlöchern und Teilerschildern gegossen, wie vorher als Teil von dem Modul 21 beschrieben.Other design variations or considerations for the present invention include variations on the manufacturing and casting methods. For example, the generally cylindrical shape of the molded paddles (or plates) may be extruded as a continuous member and then cut to the desired axial length or height and attached to a separately prepared typically cast ceiling tile. The ceiling plate is cast with the desired inlet holes and divider plates as before as part of the module 21 described.

Eine weitere Konstruktionsvariation, die erwogen wird, ist es, das Spiralschaufelmodul in zwei Teile zu trennen, eine obere Hälfte und eine zusammenwirkende untere Hälfte. Diese Herstellungstechnik würde verwendet werden, um Gießschwierigkeiten zu vermeiden, die von einem dichten Schaufel-zu-Schaufel-Abstand stammen können. Nach der Herstellung der beiden Hälften können sie in ein integrales Modul verbunden werden. Bei diesem Ansatz erwägt man, daß die Deckenplatte auf eine einheitliche Weise mit der oberen Hälfte der Schaufelunterbaugruppe gegossen wird, und daß die Bodenplatte auf eine einheitliche Weise mit der unteren Hälfte der Schaufelunterbaugruppe gegossen wird.A Another design variation that is considered is the spiral vane module to separate into two parts, an upper half and a cooperating one bottom half. This manufacturing technique would used to casting difficulties To avoid having a dense blade-to-blade distance can come. After the preparation of the two halves, they can be transformed into an integral Module connected. In this approach, it is considered that the ceiling plate on a uniform manner with the upper half of the blade subassembly is poured, and that the Base plate in a consistent manner with the lower half of the blade subassembly is poured.

Das Spiralschaufelmodul 21 und/oder irgendeine der drei Alternativen (Spiral-)schaufelbauarten der 7A, 7B und 7C können in Kombination mit einer Impulsturbinen-angetriebenen Bauart der Zentrifuge 80 verwendet werden, wie in den 8 und 8A dargestellt. Für diese Darstellung wurde das Spiralschaufelmodul 21 verwendet. Die Impulsturbinenanordnung 81 ist schematisch in 8A dargestellt.The spiral vane module 21 and / or any of the three alternative (spiral) blade types of 7A . 7B and 7C can in combination with a impulse turbine-driven type of centrifuge 80 be used as in the 8th and 8A shown. For this representation, the spiral vane module 21 used. The impulse turbine arrangement 81 is schematic in 8A shown.

Man erwägt auch, daß das Spiralschaufelmodul 21 und/oder irgendeine der drei alternativen (Spiral-)schaufelbauarten der 7A, 7B und 7C als Teil eines Einwegrotors 82 verwendet werden können, der zur Verwendung mit einer zusammenwirkenden Zentrifuge (nicht dargestellt) geeignet ist. Das Spiralschaufelmodul 21 ist in der Darstellung von 9 aufgenommen worden. Es wird auch erwogen, daß der Einwegrotor 82 in 9 in Kombination mit einer Impulsturbinen-angetriebenen Zentrifugenbauart verwendet werden kann, wie zum Beispiel die Zentrifuge 80.It is also considered that the spiral vane module 21 and / or any of the three alternative (spiral) blade designs of 7A . 7B and 7C as part of a disposable motor 82 can be used, which is suitable for use with a cooperating centrifuge (not shown). The spiral vane module 21 is in the representation of 9 been recorded. It is also considered that the disposable rotor 82 in 9 can be used in combination with a pulse turbine-powered centrifuge design, such as the centrifuge 80 ,

Während die Erfindung im Detail in den Zeichnungen und der vorangegangenen Beschreibung dargestellt und beschrieben wurde, ist das beschreibend und im Charakter als nicht beschränkend zu betrachten, und ist es klar, daß nur die bevorzugte Ausführung gezeigt und beschrieben wurde, und daß alle Änderungen und Modifikationen, die in dem Schutzbereich liegen, der durch die Ansprüche beschrieben ist, geschützt werden sollen.While the Invention in detail in the drawings and the foregoing description is described and described, that is descriptive and in character as non-limiting too consider, and it is clear that only the preferred embodiment shown and described, and that all changes and modifications, which are within the scope of protection defined by the claims is protected should be.

Claims (14)

Zentrifuge (20, 80) zum Trennen teilchenförmiger Masse aus einer Flüssigkeit, die durch die Zentrifuge strömt, wobei die Zentrifuge umfaßt: eine Basis (29); einen Zentrifugenmantel (28), der an die Basis angebracht ist und dazwischen einen hohlen Innenraum definiert; eine hohle Rotornabe (22), die eine zentrale Rotationsachse aufweist und in die Basis montiert ist und sich durch den hohlen Innenraum erstreckt; eine Trägerplatte (33), die in dem hohlen Innenraum positioniert ist und angeordnet ist, um zumindest eine Strömungsaustrittsöffnung (32; 33b) zu definieren, und ein Trennschaufelmodul (21), das in dem hohlen Innenraum positioniert ist und derart ausgeführt und angeordnet ist, daß es sich um die hohle Rotornabe erstreckt und von der Trägerplatte getragen wird, wobei das Trennschaufelmodul eine Vielzahl sich axial erstreckender und voneinander beabstandeter Trennschaufeln (38; 68; 69) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrifuge derart angeordnet ist, daß eine Flüssigkeitsströmung durch das Trennschaufelmodul (21) von zumindest einer Strömungseinlaßöffnung (26) radial einwärts und axial abwärts zu der zumindest einen Strömungsaustrittsöffnung (32; 33b) gelenkt wird.Centrifuge ( 20 . 80 ) for separating particulate matter from a liquid passing through the centrifuge, the centrifuge comprising: a base ( 29 ); a centrifuge casing ( 28 ) which is attached to the base and defines a hollow interior therebetween; a hollow rotor hub ( 22 ) having a central axis of rotation and mounted in the base and extending through the hollow interior; a carrier plate ( 33 ), which is positioned in the hollow interior and arranged to at least one flow outlet ( 32 ; 33b ) and a separating blade module ( 21 ) positioned in the hollow interior and configured and arranged to extend around the hollow rotor hub and carried by the support plate, the separation vane module having a plurality of axially extending and spaced apart ones Separating blades ( 38 ; 68 ; 69 ), characterized in that the centrifuge is arranged such that a liquid flow through the separation blade module ( 21 ) of at least one flow inlet opening ( 26 ) radially inwardly and axially downwardly to the at least one flow outlet opening ( 32 ; 33b ) is directed. Zentrifuge nach Anspruch 1, bei der die zumindest eine Strömungsaustrittsöffnung (32; 33b) radial einwärts von der zumindest einen Strömungseinlaßöffnung (26) für eine Flüssigkeitsströmung in das Trennschaufelmodul (21) positioniert ist.Centrifuge according to claim 1, wherein the at least one flow outlet opening ( 32 ; 33b ) radially inwardly of the at least one flow inlet port (US Pat. 26 ) for a liquid flow into the separation blade module ( 21 ) is positioned. Zentrifuge nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei der die zumindest eine Strömungsaustrittsöffnung (32; 33b) benachbart zu der Rotornabe (22) positioniert ist.Centrifuge according to claim 1 or claim 2, wherein the at least one flow outlet opening ( 32 ; 33b ) adjacent to the rotor hub ( 22 ) is positioned. Zentrifuge nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, bei der das Trennschaufelmodul eine Deckelplatte (27) umfaßt, die eine Vielzahl von Strömungseinlaßöffnungen in der Form von Einlaßlöchern (26) für eine Flüssigkeitsströmung in das Trennschaufelmodul definiert.Centrifuge according to any preceding claim, in which the separation pad module comprises a cover plate ( 27 ) having a plurality of flow inlet openings in the form of inlet holes ( 26 ) is defined for fluid flow into the blade module. Zentrifuge nach Anspruch 4, bei der das Trennschaufelmodul ein sich radial erstreckendes Teilerschild (44) umfaßt, um die Strömung von Flüssigkeit in die Einlaßlöcher zu erleichtern.A centrifuge according to claim 4, wherein the separator vane module comprises a radially extending divider shield (10). 44 ) to facilitate the flow of liquid into the inlet holes. Zentrifuge nach Anspruch 4 oder 5, bei der jede Trennschaufel der Vielzahl von Trennschaufeln einen gebogenen Abschnitt (57) umfaßt, der geformt ist, um ein entsprechendes Einlaßloch der Vielzahl von Einlaßlöchern teilweise einzukreisen.A centrifuge according to claim 4 or 5, wherein each separator vane of the plurality of separator vanes has a bent portion (Fig. 57 ) which is shaped to partially encircle a corresponding inlet hole of the plurality of inlet holes. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der das Trennschaufelmodul ein einheitlich geformtes Teil ist.Centrifuge according to one of claims 1 to 6, wherein the separating blade module is a uniformly shaped part. Zentrifuge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der jedes Paar benachbarter Trennschaufeln einen Spalt (37) dazwischen definiert, wobei die Umfangsabmessung von jedem Spalt so zunimmt, wie sich der Spalt nach außen in die Richtung des Zentrifugenmantels erstreckt.Centrifuge according to one of the preceding claims, in which each pair of adjacent separating vanes has a gap ( 37 ) defined therebetween, wherein the circumferential dimension of each gap increases as the gap extends outwardly in the direction of the centrifuge shell. Zentrifuge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der jede Trennschaufel der Vielzahl von Trennschaufeln ein Turbulenzschild (58) umfaßt, um Strömungsturbulenz von jeder Flüssigkeit zu reduzieren, die aus dem Trennschaufelmodul in einer radialen Richtung zwischen benachbarten Trennschaufeln austritt.Centrifuge according to one of the preceding claims, in which each separating blade of the plurality of separating blades comprises a turbulence plate ( 58 ) to reduce flow turbulence of any liquid exiting the separator vane module in a radial direction between adjacent separator vanes. Zentrifuge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der jede Trennschaufel (3; 69) der Vielzahl von Trennschaufeln eine gebogene Form hat.Centrifuge according to one of the preceding claims, in which each separating blade ( 3 ; 69 ) of the plurality of blades has a curved shape. Zentrifuge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Winkel, der durch eine sich radial erstreckende Linie von der Rotationsachse, die eine Trennschaufel schneidet, und eine Tangentiallinie zu dem Schnittpunkt definiert ist, zwischen 30° und 60° beträgt.Centrifuge according to one of the preceding claims, in the angle passing through a radially extending line of the rotation axis intersecting a separation blade and a tangential line to the point of intersection is defined, between 30 ° and 60 °. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der jede Trennschaufel (68) der Vielzahl von Trennschaufeln eine Hyperspiralform aufweist.Centrifuge according to one of claims 1 to 9, in which each separating blade ( 68 ) of the plurality of separator blades has a hyperspiral shape. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der jede Trennschaufel (68) der Vielzahl von Trennschaufeln eine im Wesentlichen ebene Form aufweist.Centrifuge according to one of claims 1 to 9, in which each separating blade ( 68 ) of the plurality of blades has a substantially planar shape. Zentrifuge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Trägerplatte angeordnet ist, um mit der hohlen Rotornabe zusammenzuwirken, um die Strömungsaustrittsöffnung (32) zu definieren.Centrifuge according to one of the preceding claims, in which the carrier plate is arranged to cooperate with the hollow rotor hub, in order to open the flow outlet ( 32 ) define.
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