ES2321046T3 - Dispositivo de soporte. - Google Patents
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Abstract
Un separador centrífugo que comprende un dispositivo de soporte para un husillo (1), que lleva un rotor centrífugo (4) del separador centrífugo y que se proporciona en un miembro marco (7) mediante un miembro cojinete (3) para poder girar sobre un eje (x) de rotación, en el que el dispositivo de soporte (6) comprende al menos tres miembros de soporte (8), que están dispuestos para absorber movimientos relativos entre el rotor centrífugo (4) y el miembro marco (7) y que cada uno está situado entre el miembro cojinete (3) y el miembro marco (7) y tiene un eje longitudinal (s) que se extiende hacia afuera con respecto al eje (x) de rotación, en el que cada miembro de soporte (8) comprende un elemento de muelle helicoidal (10), que tiene un cable que se extiende en una trayectoria esencialmente helicoidal de tal modo que se forma un espacio (11) entre las vueltas adyacentes del alambre, caracterizado porque cada miembro de soporte (8) comprende un material de caucho (12) proporcionado al menos en dicho espacio (11) y dispuesto para incrementar la rigidez del miembro de soporte (8) y al mismo tiempo proporcionar una acción humectante del miembro de soporte (8).
Description
Dispositivo de soporte.
La presente invención se refiere a un separador
centrífugo de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1, véase
el documento SEC-505 128.
Los dispositivos de soporte convencionales
mediante husillo para separadores centrífugos son principalmente de
dos clases diferentes, esto es, dispositivos de soporte en los que
los muelles helicoidales aplican una fuerza a las barreras de
fricción oscilación-humectación, y dispositivos de
soporte que están construidos con elementos de caucho elásticos que
producen un efecto de humectación por fricción interna.
Dichos dispositivos de soporte conocidos
comprenden muchos componentes que los hacen complicados y caros.
Resulta difícil calcular las propiedades de humectación de los
barreras de fricción, así como de los elementos de caucho. En las
superficies de humectación por fricción se forman capas (coque) que
cambian las propiedades de humectación y suponen un gran riesgo de
perturbación. En las barreras de fricción se forman partículas de
desgaste que reducen el ciclo de vida del dispositivo de soporte. La
conducción de calor es insuficiente en estos dispositivos de
soporte conocidos, ya que el caucho tiene una baja conductividad de
calor y las superficies de fricción de las barreras de fricción
deterioran la conducción del calor.
El documento WO89/10794 divulga un ejemplo de
dicho dispositivo de soporte conocido para un separador centrífugo
que tiene un rotor centrífugo que gira en un miembro marco mediante
un miembro de cojinete. El dispositivo de soporte comprende un
número de miembros de soporte que se extiende radialmente hacia
fuera desde el miembro de cojinete y cada uno incluye un elemento
de muelle helicoidal. Por consiguiente, estos miembros de soporte
están dispuestos para permitir movimientos radiales relativos entre
el rotor centrífugo y el miembro marco estando comprimidos en el
espacio respectivo del miembro marco. Los elementos del muelle
helicoidal actúan por tanto sobre un pistón móvil en el espacio y
adyacente a la pared exterior de un alojamiento del cojinete.
Mediante el coeficiente de elasticidad de los elementos del muelle
helicoidal se obtiene una cierta rigidez del dispositivo de soporte
conocido, lo que junto con la elasticidad de, por ejemplo, el
husillo rotor, determina el número crítico de revoluciones del
rotor centrífugo. En los separadores centrífugos, los muelles
helicoidales de este tipo han de tener dimensiones adecuadas para
las elevadísimas tensiones y riesgos de fatiga a los que están
sometidos. La humectación de los movimientos radiales se obtiene
mediante la fricción que se origina entre el pistón y sus
superficies de contacto, en particular, la pared exterior del
alojamiento del cojinete. La fricción que se origina resulta,
además de en la humectación de los movimientos relativos, también en
la generación de calor. Dicha generación de calor no es deseable y
fuerza al cojinete a funcionar a una temperatura relativamente
alta, lo que reduce el ciclo de vida del cojinete. Otro problema es
que la disposición de los pistones móviles requiere bastante
espacio. Puede resultar difícil proporcionar dicho espacio para el
dispositivo de soporte en un separador centrífugo, en particular
fuera del llamado cojinete de cuello. Asimismo, estos dispositivos
de soporte conocidos tienen una construcción bastante complicada,
que evidentemente determina unas tareas de fabricación y montaje
exigentes y costosas. Además, es difícil conducir calor fuera del
miembro
del cojinete.
del cojinete.
El objeto de la presente invención es
proporcionar un dispositivo de soporte, que sea menos complicado
desde el punto de vista de la construcción que los dispositivos de
soporte conocidos hasta el momento y con el que se puedan remediar
los problemas anteriormente mencionados. En concreto, está orientado
a un dispositivo de soporte que ofrezca una rigidez óptima y a la
vez, una humectación óptima de los movimientos relativos entre el
rotor centrífugo y el miembro marco.
Este objeto se obtiene por el separador
centrífugo definido al principio, que se caracteriza porque cada
miembro de soporte comprende un material de caucho proporcionado al
menos en dicho espacio y dispuesto para aumentar la rigidez del
miembro de soporte y al mismo tiempo, proporcionar una acción
humectante del miembro de soporte. Mediante dicho miembro de
soporte, puede obtenerse una rigidez deseada dimensionando los
elementos del muelle helicoidal en combinación con el diseño y la
elección de dureza del material de caucho. Dado que la rigidez
determina el número crítico de revoluciones del rotor centrífugo, se
puede obtener mediante este diseño del dispositivo de soporte el
número crítico deseado de revoluciones. Puede obtenerse un nivel
adecuado de humectación de los movimientos relativos dimensionando
el material de caucho entre las vueltas de alambre del elemento del
muelle helicoidal, es decir, de acuerdo con la invención, el
material de caucho se dispone de tal modo que tiene un efecto
humectante sobre dichos movimientos relativos. El material de caucho
incomprimible estará por tanto sometido alternativamente a
compresión, expansión y entre ellas, a cargas inhomogéneas debido a
la rotura o flexión del elemento del muelle helicoidal y el material
de caucho. Al proporcionar material de caucho de esta manera en los
espacios del elemento del muelle helicoidal, puede obtenerse una
elevada rigidez mediante muelles helicoidales más pequeños sin
riesgo de sobrecarga y/o fatiga. La fricción interna, que humedece
los movimientos de oscilación, genera un calor que se distribuye
uniformemente y se dirige al elemento del muelle helicoidal. En
comparación con los dispositivos de soporte similares conocidos
anteriormente, un dispositivo de soporte diseñado de este modo
ahorra espacio.
De acuerdo con la invención, puede obtenerse una
humectación deseada proporcionando material de caucho solamente en
el espacio entre las vueltas de alambre. De acuerdo con una
realización de la invención, el cable está, sin embargo, embebido
al menos parcialmente en el material de caucho. De este modo, el
efecto humectante del material de caucho puede aumentar y de
acuerdo con otra realización, el efecto humectante puede
incrementarse aún más embebiendo sustancialmente el alambre en el
material de caucho.
De acuerdo con una realización adicional de la
invención, el alambre está fabricado en un material de muelle, en
el que el material del muelle está conectado en forma fija al
material de caucho. De este modo, el material de caucho es forzado
a seguir los movimientos del elemento del muelle helicoidal, es
decir, la humectación del material de caucho está continuamente
actuando. De esta manera, el material de caucho puede conectarse
favorablemente de forma fija al material de caucho mediante
vulcanización.
De acuerdo con una realización adicional de la
invención, se disponen medios para permitir el pretensado de los
elementos de muelle helicoidal en la dirección del respectivo eje
longitudinal. Asimismo, cada miembro de soporte puede
proporcionarse en un espacio que está delimitado por un miembro de
parada, en el que el miembro de parada puede colocarse en
diferentes posiciones a lo largo del eje longitudinal con el fin de
obtener un grado de pretensado variable del elemento del muelle
helicoidal.
La presente invención se explicará a
continuación mediante diferentes realizaciones que se describen como
ejemplo, y con referencia a los dibujos que se adjuntan, en los
que
la figura 1 divulga esquemáticamente una vista
lateral de las partes de un separador centrífugo que tiene un
dispositivo de soporte de acuerdo con la invención.
la figura 2 divulga una sección radial a través
del dispositivo de soporte de acuerdo con una primera realización de
la invención.
la figura 3 divulga una sección radial a través
de un dispositivo de soporte de acuerdo con una segunda realización
de la invención.
las figuras 4-10 divulgan vistas
seccionales de diferentes variantes de los miembros de soporte del
dispositivo de soporte de acuerdo con la invención.
La figura 1 divulga esquemáticamente partes de
un separador centrífugo que tiene un husillo vertical 1, que está
articulado en un cojinete inferior 2 y un cojinete superior 3. El
cojinete inferior 2 está dispuesto para absorber fuerzas
esencialmente radiales que actúan en el husillo 1 y el cojinete
superior 3 está dispuesto para absorber esencialmente las fuerzas
radiales que actúan en el husillo 1. El husillo 1 lleva en su
extremo superior sobre el cojinete superior 3 un rotor centrífugo
4. El husillo 1 y el rotor centrífugo 4 pueden girar sobre un eje x
de rotación y son impulsados en el ejemplo divulgado mediante un
mecanismo de tornillo 5 pero, por supuesto, también puede ser
impulsado mediante correa.
En el ejemplo divulgado, el cojinete superior 3
se apoya mediante un dispositivo de soporte 6 que está conectado de
manera fija a un miembro marco sustancialmente estacionario 7 y que
comprende seis miembros de soporte 8 distribuidos uniformemente
alrededor del husillo 1, véase también la figura 2, que contrarresta
pero permite movimientos relativos limitados entre el husillo 1 y
el miembro marco 7. En particular, el dispositivo de soporte 6 está
dispuesto para permitir un movimiento pivotal limitado del husillo
1, y otros detalles relacionados, como el rotor centrífugo 4, y el
cojinete superior 3 en relación con el miembro marco. El dispositivo
de soporte 6 puede comprender más o menos seis miembros de soporte
8.
Cada uno de los miembros de soporte 8 tiene un
eje longitudinal s que se extiende sustancialmente de manera radial
con respecto al eje x de rotación. Cada miembro de soporte 8, que
aparece en las figuras 2 y 3, se proporciona en un espacio 9 del
dispositivo de soporte 6, cuyo espacio tiene la forma de un orificio
cilíndrico sustancialmente circular que se extiende esencialmente
en la misma dirección radial que el eje longitudinal s con respecto
a la rotación del eje x. Asimismo, cada miembro de soporte 8
comprende un elemento de muelle helicoidal 10 que está formado por
un alambre que se extiende en una trayectoria esencialmente
helicoidal de modo que el alambre forma un cuerpo de rotación que
coincide con el eje longitudinal s. Asimismo, el alambre forma un
espacio 11 entre las vueltas de alambre adyacen-
tes, véanse las figuras 4-11. El alambre está fabricado en material elástico y dúctil, preferiblemente acero para muelles.
tes, véanse las figuras 4-11. El alambre está fabricado en material elástico y dúctil, preferiblemente acero para muelles.
De acuerdo con la invención, cada miembro de
soporte 8 comprende un material de caucho 12 que se extiende en al
menos dichos espacios 11. Las figuras 4-10 divulgan
más detalladamente cómo puede proporcionarse el material de caucho
12 en relación con el elemento de muelle helicoidal 10.
En la realización divulgada en la figura 6, el
material de caucho 12 se proporciona sustancialmente solo en los
espacios 11 entre las vueltas de alambre adyacentes del elemento de
muelle helicoidal 10, esto es, el material de caucho forma un
cuerpo tubular que posee un espesor de pared que es esencialmente
igual al espesor del alambre. En las realizaciones de acuerdo con
las figuras 5 a 8, el alambre está embebido al menos parcialmente
en el material de caucho 12. En la figura 5, el material de caucho
12 se extiende a una superficie exterior delimitante del cuerpo de
rotación formada por el elemento del muelle helicoidal 10 y en la
figura 8, el material de caucho 12 se extiende hasta una superficie
interna delimitante del cuerpo de rotación formada por el elemento
de muelle helicoidal.
En la realización divulgada en las figuras 4 y
7, el alambre del elemento del muelle helicoidal 10 está
completamente embebido en el material de caucho 12.
En las realizaciones de acuerdo con las figuras
4 y 7, el material de caucho 12 forma consiguientemente un cuerpo
esencialmente completo y lleno, que tiene una forma cilíndrico
esencialmente circular y en el que el elemento del muelle
helicoidal 10 está completamente embebido o incluido. En las
realizaciones de acuerdo con las figuras 6-8, el
material de caucho forma un cuerpo correspondiente que tiene un
orificio cilíndrico circular esencial 13 que se extiende a través
del cuerpo en la dirección del eje longitudinal s.
En las realizaciones de acuerdo con las figuras
9 y 10, el material de caucho 12 también forma un cuerpo lleno y
completo que tiene forma cilíndrica esencialmente circular y que
posee una entrada circular 14 en una de las superficies extremas, y
con una entrada circular 14 en cada superficie extrema,
respectivamente.
En todas las realizaciones de acuerdo con la
figura 4-10, el material elástico del alambre está
conectado de manera fija al material de caucho 12, preferiblemente
mediante un proceso de vulcanización.
Como aparece en la figura 2, cada miembro de
soporte 8 está incluido en uno de los espacios 9 mencionados
anteriormente mediante un miembro de parada en forma de miembro
tornillo 15 que se atornilla en una rosca del espacio 9. El miembro
de soporte 8 linda, por su superficie radial exterior, con el
miembro tornillo 15, y por su superficie radial interna, con el
alojamiento del cojinete 16 que transporta el cojinete superior 3.
En particular, el extremo radial interno del miembro de soporte 8 se
proporciona en una entrada 17 del alojamiento del cojinete 16.
Mediante el miembro de tornillo 15, es posible pretensar el elemento
de muelle helicoidal 10 del miembro de soporte 8 hasta el grado
deseado de pretensado en la dirección del eje longitudinal s.
En la realización divulgada en la figura 13, el
extremo radial interno de cada miembro de soporte 8 se proporciona
en un miembro de pistón 18 que puede desplazarse a la entrada 9 en
la dirección del eje longitudinal s. El miembro pistón 18 tiene una
superficie frontal 19 que está dispuesta para que linde con una
parte de la superficie periférica 20 del alojamiento del cojinete
16. Durante los movimientos relativos mencionados anteriormente, la
superficie frontal 19 se deslizará a la parte de la superficie
opuesta 20, en la que la fricción que se origina contribuye a una
mayor humectación de los movimientos relativos.
Ha de tenerse en cuenta que, como aparece en las
figures 2 y 3, ambas series del extremo del elemento del muelle
helicoidal 10 están al menos parcialmente en contacto metálico de
transferencia de calor con el alojamiento del cojinete 15 y el
miembro de parada 15 del miembro de soporte 8, respectivamente, lo
que facilita la conducción de calor desde el miembro de soporte
8.
La presente invención no está limitada a las
realizaciones divulgadas pero puede variarse y modificarse dentro
del ámbito de las siguientes reivindicaciones.
En los ejemplos divulgados en las figuras, los
espacios entre todas las vueltas de alambre de los muelles
helicoidales están completamente rellenos de material de caucho. Con
el fin de obtener la rigidez necesaria y el grado de humectación
deseado, es posible sin embargo, dentro del ámbito de la presente
invención, rellenar únicamente los espacios entre una parte de los
extremos del alambre de los muelles helicoidales y/o los espacios
pueden rellenarse solo parcialmente con material de caucho.
Ha de tenerse en cuenta que aunque los elementos
de muelle helicoidal 10 se divulgan en forma de muelle helicoidal
cilíndrico circular, dentro del ámbito de la invención es posible
diseñar estos muelles como muelles helicoidales cónicos. También
pueden tener una forma transversal que se desvía de la forma
circular. Asimismo, la dimensión transversal del alambre del
elemento de muelle 10 divulgado en las figuras 4-10
sólo es esquemática.
En las realizaciones divulgadas, el eje
longitudinal s de todos los miembros de soporte 8 se extiende en un
plano radial común. Sin embargo, también es posible proporcionar los
miembros de soporte 8 de tal modo que los ejes s se extiendan en
diferentes planos, por ejemplo, en dos planos radiales paralelos de
tal modo que cada segundo miembro de soporte 8 esté asociado a uno
de los planos y cada segundo miembro de soporte 8, al otro plano.
De este modo, puede obtenerse más espacio para que puedan
proporcionarse más miembros de soporte 8 que los miembros de
soporte divulgados en las figuras 2 y 3, por ejemplo 12 miembros de
soporte 8.
Claims (10)
1. Un separador centrífugo que comprende un
dispositivo de soporte para un husillo (1), que lleva un rotor
centrífugo (4) del separador centrífugo y que se proporciona en un
miembro marco (7) mediante un miembro cojinete (3) para poder girar
sobre un eje (x) de rotación, en el que el dispositivo de soporte
(6) comprende al menos tres miembros de soporte (8), que están
dispuestos para absorber movimientos relativos entre el rotor
centrífugo (4) y el miembro marco (7) y que cada uno está situado
entre el miembro cojinete (3) y el miembro marco (7) y tiene un eje
longitudinal (s) que se extiende hacia afuera con respecto al eje
(x) de rotación, en el que cada miembro de soporte (8) comprende un
elemento de muelle helicoidal (10), que tiene un cable que se
extiende en una trayectoria esencialmente helicoidal de tal modo
que se forma un espacio (11) entre las vueltas adyacentes del
alambre, caracterizado porque cada miembro de soporte (8)
comprende un material de caucho (12) proporcionado al menos en
dicho espacio (11) y dispuesto para incrementar la rigidez del
miembro de soporte (8) y al mismo tiempo proporcionar una acción
humectante del miembro de soporte (8).
2. Un separador centrífugo de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque el material de caucho
(12) está dispuesto de tal modo que produce un efecto de humectación
a dichos movimientos relativos.
3. Un separador centrífugo de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado
porque el alambre está al menos parcialmente embebido en el
material de caucho (12).
4. Un separador centrífugo de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 1-3,
caracterizado porque el alambre está sustancialmente
embebido en el material de caucho (12).
5. Un separador centrífugo de acuerdo con una
cualquier de las reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque el alambre está fabricado en un material para muelles y que
el material para muelles está conectado de manera fija al material
de caucho (12).
6. Un separador centrífugo de acuerdo con la
reivindicación 5, caracterizado porque el material de muelle
está conectado de manera fija al material de caucho (12) mediante un
proceso de vulcanización.
7. Un separador centrífugo de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque el eje longitudinal (s) de los miembros de soporte (8) se
extiende sustancialmente de forma radial con respecto al eje (x) de
rotación.
8. Un separador centrífugo de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque se disponen medios (15) para permitir un pretensado de los
elementos del muelle helicoidal (10) en la dirección del eje
longitudinal respectivo (s).
9. Un separador centrífugo de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque cada miembro de soporte (8) se proporciona en un espacio (9)
que está delimitado por un miembro de parada (15).
10. Un separador centrífugo de acuerdo con la
reivindicación 9, caracterizado porque el miembro de parada
(15) puede colocarse en diferentes posiciones a lo largo del eje
longitudinal (s).
Applications Claiming Priority (2)
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| SE9800832 | 1998-03-13 | ||
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