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.