FR2783726A1 - ASSEMBLY AND DISASSEMBLY MECHANISM FOR A CENTRIFUGE ROTOR - Google Patents
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Abstract
Un mécanisme de montage et de démontage destiné à un rotor (8) dans une centrifugeuse comprend un arbre tournant (3), et un moyeu de rotor (5) agencé sur l'arbre tournant. Un trou d'accouplement (6) ménagé dans le rotor (8) est conçu pour loger le moyeu de rotor. Un poids (4) est relié au moyeu de rotor, et peut être déplacé radialement relativement au moyeu de rotor. Le poids est situé dans le trou d'accouplement (6) du rotor, et est en regard d'une surface interne d'une paroi du rotor. Une force de liaison du rotor et du moyeu de rotor est engendrée pendant la rotation du moyeu de rotor. La force de liaison engendrée est supérieure à une différence entre le poids du rotor et une force ascensionnelle appliquée au rotor.An assembly and disassembly mechanism for a rotor (8) in a centrifuge comprises a rotating shaft (3), and a rotor hub (5) arranged on the rotating shaft. A coupling hole (6) in the rotor (8) is adapted to house the rotor hub. A weight (4) is connected to the rotor hub, and can be moved radially relative to the rotor hub. The weight is located in the coupling hole (6) of the rotor, and is facing an inner surface of a wall of the rotor. A bonding force of the rotor and the rotor hub is generated during rotation of the rotor hub. The bonding force generated is greater than a difference between the weight of the rotor and an upward force applied to the rotor.
Description
* z 2783726 Cette invention se rapporte à un mécanisme destiné au montageThis invention relates to a mechanism for mounting
d'un rotor sur un élément rotatif d'une centrifugeuse ou of a rotor on a rotating element of a centrifuge or
d'un séparateur centrifuge, et au démontage de celui-ci. a centrifugal separator, and disassembly thereof.
Les centrifugeuses ou les séparateurs centrifuges classiques comprennent des rotors dans lesquels des échantillons devant être analysés sont placés. Les rotors sont entraînés en rotation à des vitesses élevées. Dans la plupart des centrifugeuses, les rotors sont remplaçables. En ce qui concerne ces centrifugeuses, un utilisateur peut choisir un rotor convenant le mieux à un Conventional centrifuges or centrifugal separators comprise rotors in which samples to be analyzed are placed. The rotors are rotated at high speeds. In most centrifuges, the rotors are replaceable. With regard to these centrifuges, a user can choose a rotor best suited to a
échantillon devant être analysé.sample to be analyzed.
Dans une centrifugeuse de la technique antérieure, un moyeu de rotor est fixé à un arbre rotatif, et un rotor remplaçable In a prior art centrifuge, a rotor hub is attached to a rotating shaft, and a replaceable rotor
est monté sur le moyeu de rotor à l'aide de boulons et dTécrous. is mounted on the rotor hub using bolts and nuts.
En ce qui concerne cette centrifugeuse de la technique antérieure, un utilisateur doit serrer les écrous par rapport aux boulons avant de lancer le fonctionnement de la centrifugeuse. Dans ce cas, afin d'empêcher que les écrous ne soient desserrés pendant le fonctionnement de la centrifugeuse, l'application de couples importants aux écrous est nécessaire With respect to this prior art centrifuge, a user has to tighten the nuts with respect to the bolts before starting the operation of the centrifuge. In this case, in order to prevent the nuts from being loosened during the operation of the centrifuge, the application of large torques to the nuts is necessary
lorsqu'ils sont serrés.when they are tight.
Le brevet japonais numéro 2 601 042 décrit une machine centrifuge qui comprend un moteur muni d'un trou d'accouplement s'étendant axialement. Avant de lancer le fonctionnement de la machine centrifuge, on place le rotor sur un arbre tournant de façon que l'arbre tournant s'étende jusque dans le trou d'accouplement du rotor. Dans la machine centrifuge du brevet japonais numéro 2 601 042, l'arbre tournant comporte une gorge s'étendant de façon radiale, qui se trouve dans le trou d'accouplement du rotor lorsque le rotor est positionné relativement à l'arbre tournant. Un élément d'enclenchement Japanese Patent No. 2,601,042 discloses a centrifugal machine which comprises a motor provided with an axially extending coupling hole. Before starting the operation of the centrifugal machine, the rotor is placed on a rotating shaft so that the rotating shaft extends into the coupling hole of the rotor. In the centrifugal machine of Japanese Patent No. 2,601,042, the rotating shaft has a radially extending groove which is in the coupling hole of the rotor when the rotor is positioned relative to the rotating shaft. An interlocking element
s'adapte de façon coulissante dans la gorge de l'arbre tournant. slidably fits in the groove of the rotating shaft.
L'élément d'enclenchement est relié à la paroi de l'arbre tournant par l'intermédiaire d'un ressort de rappel. Pendant le fonctionnement de la machine centrifuge, lorsque l'arbre tournant tourne, l'élément d'enclenchement est soumis à une force centrifuge, et est de ce fait déplacé radialement vers The engagement element is connected to the wall of the rotating shaft via a return spring. During the operation of the centrifugal machine, when the rotating shaft rotates, the engagement element is subjected to centrifugal force, and is thereby displaced radially towards the centrifugal machine.
l'extérieur en s'opposant à la force du ressort de rappel. outside by opposing the force of the return spring.
Ainsi, l'élément d'enclenchement est amené en contact avec la paroi interne du rotor et pressé contre celle-ci, en assurant Thus, the engagement element is brought into contact with the inner wall of the rotor and pressed against it, ensuring
une liaison fiable entre le rotor et l'arbre tournant. a reliable connection between the rotor and the rotating shaft.
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Une considération devra être apportée à une centrifugeuse envisageable dans laquelle un rotor sur un arbre tournant se trouve dans l'air, et le rotor entraîne de l'air radialement vers l'extérieur et également vers le bas par la rotation de celui-ci. Pendant le fonctionnement de cette centrifugeuse envisageable, le rotor est soumis à une sustentation. Si la sustentation dépasse une force de liaison du rotor et de l'arbre tournant, le rotor se séparera de l'arbre tournant en direction Consideration should be given to a conceivable centrifuge in which a rotor on a rotating shaft is in the air, and the rotor drives air radially outwardly and also downwardly by rotation thereof. During the operation of this conceivable centrifuge, the rotor is subjected to a lift. If the lift exceeds a binding force of the rotor and the rotating shaft, the rotor will separate from the rotating shaft in the direction
du haut.from the top.
Un but de cette invention est de fournir un mécanisme fiable destiné à monter un rotor sur un arbre tournant et à démonter un rotor d'un arbre tournant, tel qu'un moyeu de rotor dans une An object of this invention is to provide a reliable mechanism for mounting a rotor on a rotating shaft and disassembling a rotor of a rotating shaft, such as a rotor hub in a
centrifugeuse ou un séparateur centrifuge. centrifuge or centrifugal separator.
Un premier aspect de cette invention procure un mécanisme de montage et de démontage destiné à un rotor dans une centrifugeuse. Le mécanisme comprend un arbre tournant, un moyeu de rotor agencé sur l'arbre tournant, un trou d'accouplement agencé dans le rotor afin de loger le moyeu de rotor, un poids relié au moyeu de rotor et qui peut être déplacé radialement relativement au moyeu de rotor, le poids étant situé dans le trou d'accouplement du rotor et étant en regard d'une surface interne d'une paroi du rotor, et un moyen destiné à engendrer une force de liaison du rotor et du moyeu de rotor pendant la rotation du moyeu de rotor, la force de liaison engendrée étant supérieure à une différence entre le poids du rotor et une force A first aspect of this invention provides a mounting and disassembling mechanism for a rotor in a centrifuge. The mechanism comprises a rotating shaft, a rotor hub arranged on the rotating shaft, a coupling hole arranged in the rotor for housing the rotor hub, a weight connected to the rotor hub and which can be moved radially relative to the rotor hub. rotor hub, the weight being located in the coupling hole of the rotor and facing an inner surface of a wall of the rotor, and means for generating a binding force of the rotor and the rotor hub during the rotation of the rotor hub, the bonding force generated being greater than a difference between the weight of the rotor and a force
ascensionnelle appliquée au rotor.ascent applied to the rotor.
Un second aspect de cette invention est fondé sur le premier aspect de celle-ci, et procure un mécanisme de montage et de démontage dans lequel le moyen comprend une surface inclinée qui fait partie de la surface interne de la paroi du rotor, et le A second aspect of this invention is based on the first aspect thereof, and provides an assembly and disassembly mechanism in which the means comprises an inclined surface which is part of the inner surface of the rotor wall, and the
poids qui vient en contact avec la surface inclinée. weight that comes into contact with the inclined surface.
Un troisième aspect de cette invention est fondé sur le premier aspect de celle-ci, et procure un mécanisme de montage et de démontage dans lequel le moyen comprend une surface inclinée sur le poids, et une partie de la surface interne de la A third aspect of this invention is based on the first aspect thereof, and provides a mounting and disassembling mechanism in which the means comprises an inclined surface on the weight, and a portion of the inner surface of the
paroi du rotor qui vient en contact avec la surface inclinée. rotor wall which comes into contact with the inclined surface.
Un quatrième aspect de cette invention procure un mécanisme de montage et de démontage destiné à un rotor dans une centrifugeuse. Le mécanisme comprend un élément tournant, un trou d'accouplement ménagé dans le rotor afin de loger l'élément A fourth aspect of this invention provides a mounting and disassembling mechanism for a rotor in a centrifuge. The mechanism includes a rotating element, a coupling hole in the rotor to house the element
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tournant, un poids relié à l'élément tournant et pouvant être déplacé radialement relativement à l'élément tournant, le poids étant situé dans le trou d'accouplement du rotor et étant en regard d'une surface interne d'une paroi du rotor, et une surface inclinée contenue dans la surface interne de la paroi du rotor, dans lequel le poids est pressé contre la surface inclinée de la paroi du rotor par une force centrifuge pendant la rotation de l'élément tournant, et la pression du poids contre la surface inclinée provoque une force de liaison du rotor à l'élément tournant pendant la rotation de l'élément tournant. La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un séparateur centrifuge conforme à un premier mode de réalisation rotating, a weight connected to the rotating member and displaceable radially relative to the rotating member, the weight being located in the coupling hole of the rotor and facing an inner surface of a wall of the rotor, and an inclined surface contained in the inner surface of the rotor wall, wherein the weight is pressed against the inclined surface of the rotor wall by a centrifugal force during rotation of the rotating member, and the pressure of the weight against the Inclined surface causes a force of connection of the rotor to the rotating member during rotation of the rotating member. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a centrifugal separator according to a first embodiment
de cette invention.of this invention.
La figure 2 est une vue en section transversale d'un moyeu de rotor et d'un poids dans le séparateur centrifuge de la FIG. 2 is a cross-sectional view of a rotor hub and a weight in the centrifugal separator of FIG.
figure 1.figure 1.
La figure 3 est une vue en coupe agrandie du poids et des éléments environnant dans le séparateur centrifuge de la figure 1. La figure 4 est un diagramme des relations d'une force ascensionnelle et d'une autre force avec la vitesse angulaire, FIG. 3 is an enlarged sectional view of the weight and surrounding elements in the centrifugal separator of FIG. 1. FIG. 4 is a diagram of the relationships of an upward force and another force with the angular velocity,
qui apparaissent dans le séparateur centrifuge de la figure 1. which appear in the centrifugal separator of Figure 1.
La figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'un rotor et d'un moyeu de rotor dans un séparateur centrifuge conforme à un FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a rotor and a rotor hub in a centrifugal separator according to a
second mode de réalisation de cette invention. second embodiment of this invention.
La figure 6 est une vue en perspective d'une bague de FIG. 6 is a perspective view of a ring of
montage dans le séparateur centrifuge de la figure 5. mounting in the centrifugal separator of Figure 5.
En faisant référence à la figure 1, une centrifugeuse ou un séparateur centrifuge d'un premier mode de réalisation de cette invention comprend un rotor 8 monté de façon amovible sur un moyeu de rotor cylindrique 5. Le rotor 8 est coaxial au moyeu de rotor 5 lorsqu'il est monté sur celui- ci. La surface inférieure du rotor 8 comporte un alésage borgne central ou bien un trou d'accouplement central 6 destiné à loger de façon coaxiale le moyeu de rotor 5. Lorsque le rotor 8 se trouve dans sa position normale (sa position montée) par rapport au moyeu de rotor 5, le moyeu de rotor 5 s'étend jusque dans le trou d'accouplement 6 du rotor 8. Le moyeu de rotor 5 est fixé de façon coaxiale à une partie supérieure d'un arbre tournant 3 qui est un arbre de Referring to FIG. 1, a centrifuge or centrifugal separator of a first embodiment of this invention comprises a rotor 8 removably mounted on a cylindrical rotor hub 5. The rotor 8 is coaxial with the rotor hub 5 when mounted on it. The lower surface of the rotor 8 comprises a central blind bore or a central coupling hole 6 intended to coaxially accommodate the rotor hub 5. When the rotor 8 is in its normal position (its mounted position) relative to the rotor hub 5, the rotor hub 5 extends into the coupling hole 6 of the rotor 8. The rotor hub 5 is fixed coaxially to an upper part of a rotating shaft 3 which is a shaft of
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sortie d'un moteur 7. Lorsque le rotor 8 est monté sur le moyeu de rotor 5, le rotor 8 est relié mécaniquement au moteur 7 par l'intermédiaire du moyeu de rotor 5 et de l'arbre tournant 3, de output of a motor 7. When the rotor 8 is mounted on the rotor hub 5, the rotor 8 is mechanically connected to the motor 7 via the rotor hub 5 and the rotating shaft 3,
sorte qu'il peut être entraîné en rotation par le moteur 7. so that it can be rotated by the motor 7.
L'arbre tournant 3 présente une élasticité donnée, conçue de manière à réduire la charge sur un palier du moteur 7, lorsqu'une vibration ou bien une oscillation se produit pendant The rotating shaft 3 has a given elasticity, designed to reduce the load on a bearing of the motor 7, when a vibration or oscillation occurs during
la rotation du rotor 8.rotation of the rotor 8.
Le rotor 8 comporte des trous destinés à loger des tubes 10 The rotor 8 has holes for accommodating tubes 10
contenant des échantillons devant être analysés ou séparés. containing samples to be analyzed or separated.
Pendant la rotation du rotor 8, les échantillons dans les tubes sont soumis à des forces centrifuges, et sont séparés par les During the rotation of the rotor 8, the samples in the tubes are subjected to centrifugal forces, and are separated by the
forces centrifuges en des composants différents. centrifugal forces into different components.
La surface de la circonférence du moyeu de rotor 5 comporte une gorge ou bien un évidement dans lequel un poids (un élément d'enclenchement) 4 s'adapte de façon coulissante. Le poids 4 peut se déplacer radialement relativement au moyeu de rotor 5 sur une faible plage donnée. La position du poids 4 est décalée par rapport à l'axe central du moyeu de rotor 5, c'est-à-dire l'axe de rotation du moyeu de rotor 5. Une broche Ai fixée au rotor 8, fait saillie suivant l'axe à partir de la paroi de celui-ci jusque dans le trou d'accouplement 6. La surface supérieure du moyeu de rotor 5 comporte une gorge annulaire coaxiale par rapport au moyeu de rotor 5. La gorge annulaire dans la surface supérieure du moyeu de rotor 5 est conçue de façon à loger une partie inférieure de la broche Ai. Lorsque le rotor 8 se trouve dans sa position normale (sa position montée) par rapport au moyeu de rotor 5, la broche Ai s'étend jusque dans la gorge annulaire dans la surface supérieure du moyeu de The circumference surface of the rotor hub 5 has a groove or a recess in which a weight (an interlocking member) 4 slidably accommodates. The weight 4 can move radially relative to the rotor hub 5 over a small given range. The position of the weight 4 is offset relative to the central axis of the rotor hub 5, that is to say the axis of rotation of the rotor hub 5. A pin Ai attached to the rotor 8, protrudes according to the from the wall thereof to the coupling hole 6. The upper surface of the rotor hub 5 has an annular groove coaxial with the rotor hub 5. The annular groove in the upper surface of the hub rotor 5 is designed to house a lower portion of the pin Ai. When the rotor 8 is in its normal position (its mounted position) with respect to the rotor hub 5, the pin Ai extends into the annular groove in the upper surface of the hub.
rotor 5.rotor 5.
Comme indiqué sur les figures 1 et 2, des broches B1 et B2, fixées au moyeu de rotor 5, font saillies suivant l'axe vers le haut à partir de la paroi de celui-ci jusque dans la gorge annulaire de la surface supérieure de celui-ci. Lorsque le moyeu de rotor 5 tourne relativement au rotor 8, l'une des broches B1 et B2 vient en contact avec la broche Ai. Le contact entre la broche Ai et l'une des broches B1 et B2 permet au rotor 8 de As shown in FIGS. 1 and 2, pins B1 and B2, attached to the rotor hub 5, project upwardly from the wall thereof into the annular groove of the upper surface of the rotor hub 5. this one. When the rotor hub 5 rotates relative to the rotor 8, one of the pins B1 and B2 comes into contact with the pin Ai. The contact between the pin Ai and one of the pins B1 and B2 allows the rotor 8 to
tourner de façon solidaire avec le moyeu de rotor 5. rotate firmly with the rotor hub 5.
Le poids 4 présente une section transversale approximativement semi-circulaire. Le poids 4 présente une The weight 4 has an approximately semicircular cross section. Weight 4 presents a
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circonférence externe qui épouse une partie de la circonférence externe du moyeu de rotor 5. Comme indiqué sur la figure 3, la paroi du rotor 8 qui définit une face suivant la circonférence outer circumference that conforms to a portion of the outer circumference of the rotor hub 5. As shown in FIG. 3, the wall of the rotor 8 which defines a face along the circumference
du trou d'accouplement 6 comporte une gorge annulaire 11. the coupling hole 6 has an annular groove 11.
Lorsque le rotor 8 se trouve dans sa position normale (sa position montée) par rapport au moyeu de rotor 5, la gorge When the rotor 8 is in its normal position (its mounted position) with respect to the rotor hub 5, the throat
annulaire 11 correspond en position au poids 4. ring 11 corresponds in position to the weight 4.
Le poids 4 comporte un trou traversant axial 4a de section transversale circulaire. Une tige 13 présentant une section transversale circulaire, et fixée au moyeu de rotor 5, s'étend suivant l'axe à travers le trou 4a du poids 4. Ainsi, le poids 4 The weight 4 comprises an axial through hole 4a of circular cross section. A rod 13 having a circular cross-section, and fixed to the rotor hub 5, extends along the axis through the hole 4a of the weight 4. Thus, the weight 4
est relié au moyeu de rotor 5 par l'intermédiaire de la tige 13. is connected to the rotor hub 5 via the rod 13.
La liaison par l'intermédiaire de la tige 13 permet au poids 4 de tourner de façon solidaire avec le moyeu de rotor 5. En outre, la liaison par l'intermédiaire de la tige 13 empêche la séparation du poids 4 depuis le moyeu de rotor 5. Le diamètre extérieur de la tige 13 est inférieur au diamètre du trou 4a du poids 4, de sorte que le poids 4 peut se déplacer radialement The connection via the rod 13 allows the weight 4 to rotate integrally with the rotor hub 5. In addition, the connection through the rod 13 prevents the separation of the weight 4 from the rotor hub 5. The outer diameter of the rod 13 is smaller than the diameter of the hole 4a of the weight 4, so that the weight 4 can move radially
relativement au moyeu de rotor 5 sur une plage limitée donnée. relative to the rotor hub 5 over a given limited range.
Comme indiqué sur la figure 3, la paroi du rotor 8 présente une surface chanfreinée ou une surface biseautée 11A qui définit une face inclinée inférieure de la gorge annulaire 11. La As shown in FIG. 3, the wall of the rotor 8 has a chamfered surface or bevelled surface 11A which defines a lower inclined face of the annular groove 11.
surface chanfreinée 11A est également appelée surface inclinée. chamfered surface 11A is also called inclined surface.
Un coin ou bord externe inférieur du poids 4 peut rencontrer la surface chanfreinée 11A du rotor 8. Pendant le fonctionnement du séparateur centrifuge, le poids 4 reçoit une force centrifuge F2 conformément à la rotation de celui-ci. Le poids 4 est déplacé radialement vers l'extérieur par la force centrifuge F2, de sorte que le coin ou bord externe inférieur du poids 4 rencontre la surface chanfreinée 11A du rotor 8. Pendant le fonctionnement du séparateur centrifuge, le coin ou bord externe inférieur du poids 4 est pressé contre la surface chanfreinée 11A du rotor 8 par la force centrifuge F2. En même temps, le contact du poids 4 contre la surface chanfreinée 11A du rotor 8 provoque une force F3 de sollicitation du rotor 8 vers le bas. La force orientée vers le bas F3 permet au rotor 8 d'être fermement maintenu et A lower outer corner or edge of the weight 4 can meet the chamfered surface 11A of the rotor 8. During operation of the centrifugal separator, the weight 4 receives a centrifugal force F2 in accordance with the rotation thereof. The weight 4 is moved radially outwards by the centrifugal force F2, so that the lower outer corner or edge of the weight 4 meets the chamfered surface 11A of the rotor 8. During operation of the centrifugal separator, the lower outer corner or edge weight 4 is pressed against the chamfered surface 11A of the rotor 8 by the centrifugal force F2. At the same time, the contact of the weight 4 against the chamfered surface 11A of the rotor 8 causes a force F3 for biasing the rotor 8 downwards. The downward force F3 allows the rotor 8 to be firmly maintained and
fixé par rapport au moyeu de rotor 5. fixed relative to the rotor hub 5.
Lorsque: le fonctionnement du séparateur centrifuge est suspendu, le rotor 8 peut être démonté du moyeu de rotor 5 grâce à un déplacement vers le haut du rotor 8 relativement au moyeu When: the operation of the centrifugal separator is suspended, the rotor 8 can be removed from the rotor hub 5 by an upward movement of the rotor 8 relative to the hub
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de rotor 5. Pendant le démontage du rotor 8 depuis le moyeu de rotor 5, le poids 4 est déplacé de façon régulière radialement vers l'intérieur car le coin ou bord externe inférieur du poids 4 coulisse sur la surface chanfreinée 11A du rotor 8. De ce fait, il est possible de réaliser un démontage régulier du rotor 5. During the disassembly of the rotor 8 from the rotor hub 5, the weight 4 is moved regularly radially inwards as the lower outer corner or edge of the weight 4 slides on the chamfered surface 11A of the rotor 8. Therefore, it is possible to perform a regular disassembly of the rotor
8 depuis le moyeu de rotor 5.8 from the rotor hub 5.
En faisant référence à la figure 3, l'angle 0 (angle d'inclinaison) entre la surface chanfreinée 11A du rotor 8 et la direction verticale est égal à une valeur prédéterminée. De préférence, la valeur prédéterminée de l'angle d'inclinaison 0 est dans la plage de 20 degrés à 40 degrés en vue d'un démontage Referring to FIG. 3, the angle θ (tilt angle) between the chamfered surface 11A of the rotor 8 and the vertical direction is equal to a predetermined value. Preferably, the predetermined value of tilt angle θ is in the range of 20 degrees to 40 degrees for disassembly.
facile du rotor 8 depuis le moyeu de rotor 5. easy rotor 8 from the rotor hub 5.
Les paramètres se rapportant au poids 4 sont choisis"comme suit. Les trous dans le rotor 8 destinés à loger les tubes d'échantillons 10 sont inclinés suivant un angle donné afin de procurer une meilleure efficacité de séparation des échantillons. De ce fait, pendant la rotation du rotor 8, un vide apparaît au niveau de la surface supérieure du rotor 8, de sorte qu'une force ascensionnelle F1 agit sur le poids 4 (se reporter à la figure 3). Comme indiqué sur la figure 4, la force ascensionnelle F1 est proportionnelle au carré de la vitesse angulaire du rotor 8. Plus particulièrement, la force The weight-related parameters 4 are selected as follows: The holes in the rotor 8 for accommodating the sample tubes 10 are inclined at a given angle to provide better sample separation efficiency. the rotation of the rotor 8, a vacuum appears at the upper surface of the rotor 8, so that an upward force F1 acts on the weight 4 (see Figure 3) As shown in Figure 4, the force F1 is proportional to the square of the angular velocity of the rotor 8. More particularly, the force
ascensionnelle F1 est donnée par l'équation suivante. ascensional F1 is given by the following equation.
F1 = C.O2 (1)F1 = C.O2 (1)
dans laquelle C indique une constante donnée dépendant de la in which C indicates a given constant depending on the
forme du rotor 8.shape of the rotor 8.
La force centrifuge F2, laquelle agit sur le poids 4 pendant la rotation du rotor 8 (pendant la rotation du moyeu de rotor ), est donnée par l'équation suivante. F2 = m.r.o2 (2) dans laquelle "m" indique la masse du poids 4, et "r" indique la distance (la distance de décalage) entre l'axe de rotation et le The centrifugal force F2, which acts on the weight 4 during the rotation of the rotor 8 (during rotation of the rotor hub), is given by the following equation. F2 = m.r.o2 (2) in which "m" indicates the mass of the weight 4, and "r" indicates the distance (the offset distance) between the axis of rotation and the
centre de gravité G du poids 4 (se reporter à la figure 3). center of gravity G of weight 4 (see Figure 3).
Comme mentionné précédemment, pendant le fonctionnement du séparateur centrifuge, le coin ou bord externe inférieur du poids 4 est pressé contre la surface chanfreinée 11A du rotor 8 par la force centrifugeuse F2. En même temps, le contact du poids 4 contre la surface chanfreinée 11A du rotor 8 provoque une force F3 de sollicitation du rotor 8 vers le bas. La force As mentioned previously, during operation of the centrifugal separator, the lower outer corner or edge of the weight 4 is pressed against the chamfered surface 11A of the rotor 8 by centrifugal force F2. At the same time, the contact of the weight 4 against the chamfered surface 11A of the rotor 8 causes a force F3 for biasing the rotor 8 downwards. Strength
orientée vers le bas F3 est donnée par l'équation suivante. downward F3 is given by the following equation.
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F3 = F2etanO = mer*e2etanO (3) dans laquelle 0 indique l'angle d'inclinaison de la surface chanfreinée 11A du rotor 8 par rapport à la direction verticale (se reporter à la figure 3) Afin d'empêcher la séparation du rotor 8 depuis le moyeu de F3 = F2etanO = mer * e2etanO (3) in which 0 indicates the angle of inclination of the chamfered surface 11A of the rotor 8 relative to the vertical direction (refer to Figure 3) In order to prevent separation of the rotor 8 from the hub of
rotor 5, il est préférable de satisfaire la relation suivante. rotor 5, it is better to satisfy the following relationship.
F3 + Meg>F1 (4) dans laquelle M indique la masse du rotor 8, et "g" indique l'accélération de la pesanteur. Comme indiqué sur la figure 4, la valeur "F3 + Mog" augmente à mesure que la vitesse angulaire O du rotor 8 s'élève. Comme indiqué dans la relation (4) et également comme indiqué sur la figure 4, il est préférable que F3 + Meg> F1 (4) in which M indicates the mass of rotor 8, and "g" indicates the acceleration of gravity. As shown in Fig. 4, the value "F3 + Mog" increases as the angular velocity O of the rotor 8 rises. As indicated in relation (4) and also as shown in Figure 4, it is preferable that
la valeur "F3 + Mog" soit supérieure à la valeur "Fl". the value "F3 + Mog" is greater than the value "Fl".
La combinaison des équations (1) et (3), et de la relation The combination of equations (1) and (3), and the relation
(4) résulte en la relation suivante. (4) results in the following relation.
m.reCo2etanO + Meg>Ceo2 (5) Ainsi, il est préférable de choisir la masse "m" du poids 4, la distance de décalage "r", et l'angle d'inclinaison 0 de la surface chanfreinée 11A du rotor 8 de manière à satisfaire la relation (5) On devra noter qu'une force de liaison du rotor 8 et du moyeu de rotor 5 qui est provoquée par un frottement entre la surface interne principale du rotor 8 et la surface externe principale du moyeu de rotor 5 n'est pas supposée se produire en présence d'une vibration auto-entretenue du rotor 8. Ainsi, une telle force de liaison est omise de la relation (5) La relation (5) signifie que la somme de la force "merro2etanO" de sollicitation du rotor 8 vers le bas et du poids "M*g" du rotor 8 est supérieure à la force ascensionnelle "Ce-2" agissant sur le rotor 8. En d'autres termes, la relation (5) signifie que la force "moreC2etanO" de sollicitation du rotor 8 vers le bas est supérieure à la différence entre la force ascensionnelle "COC2" agissant sur le rotor 8 et le poids "Meg" m.reCo2etanO + Meg> Ceo2 (5) Thus, it is preferable to choose the mass "m" of the weight 4, the offset distance "r", and the inclination angle 0 of the chamfered surface 11A of the rotor 8 in order to satisfy the relation (5) It will be noted that a binding force of the rotor 8 and the rotor hub 5 which is caused by a friction between the main internal surface of the rotor 8 and the main outer surface of the rotor hub 5 is not expected to occur in the presence of a self-sustaining vibration of the rotor 8. Thus, such a bonding force is omitted from the relation (5) The relation (5) means that the sum of the force "merro2etanO of biasing the rotor 8 downwards and the weight "M * g" of the rotor 8 is greater than the upward force "Ce-2" acting on the rotor 8. In other words, the relation (5) means that the force "moreC2etanO" of urging rotor 8 down is greater than the difference between the upward force "COC2" acting on the rotor 8 and the weight "Meg"
de celui-ci.of it.
On devra noter que la surface chanfreinée 11A peut être It should be noted that the chamfered surface 11A can be
formée sur le poids 4 plutôt que sur le rotor 8. formed on the weight 4 rather than the rotor 8.
La figure 5 représente une partie d'un second mode de réalisation de cette invention qui est similaire au premier mode de réalisation de celle-ci, à l'exception de modifications de Fig. 5 shows a part of a second embodiment of this invention which is similar to the first embodiment thereof, except for modifications of
conception indiquées ci-dessous.design shown below.
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Dans le mode de réalisation de la figure 5, la surface supérieure d'un moyeu de rotor 5 comporte une gorge ou bien un évidement dans lequel un poids 4 est situé. Un trou d'accouplement 6 dans un rotor 8 communique avec un évidement supérieur 8A dans le rotor 8. La paroi du rotor 8 présente une surface chanfreinée ou bien une surface biseautée 11A qui définit au moins une partie d'un bord supérieur du trou d'accouplement 6. La surface chanfreinée 11A est également appelée une surface inclinée. Dans le cas o le rotor 8 se trouve dans sa position normale (sa position montée) par rapport au moyeu de rotor 5, le poids 4 peut rencontrer la surface In the embodiment of Figure 5, the upper surface of a rotor hub 5 has a groove or a recess in which a weight 4 is located. A coupling hole 6 in a rotor 8 communicates with an upper recess 8A in the rotor 8. The wall of the rotor 8 has a chamfered surface or a bevelled surface 11A which defines at least a portion of an upper edge of the d-hole. Coupling 6. The chamfered surface 11A is also referred to as an inclined surface. In the case where the rotor 8 is in its normal position (its mounted position) with respect to the rotor hub 5, the weight 4 can meet the surface
chanfreinée 11A du rotor 8.chamfered rotor 11A 8.
Dans le mode de réalisation de la figure 5, une broche 13 fixée au moyeu de rotor 5 s'étend à travers le poids 4 suivant une direction approximativement diamétrale. Le poids 4 peut tourner autour de la broche 13. Lorsque le moyeu de rotor 5 tourne, le poids 4 subit une force centrifugeuse F2. Dans le cas o le rotor 8 se trouve à sa position normale (sa position montée) par rapport au moyeu de rotor 5, le poids 4 est entraîné en rotation autour de la broche 13 par la force centrifuge F2, de sorte qu'une partie du poids 4 rencontre la surface chanfreinée 11A du rotor 8. Pendant la rotation du moyeu de rotor 5, la partie du poids 4 est pressée contre la surface chanfreinée 11A du rotor 8 par la force centrifuge F2, sur un principe de fonction de levier. En même temps, le contact du poids 4 contre la surface chanfreinée 11A du rotor 8 provoque une force F3 de sollicitation du rotor 8 vers le bas. La force orientée vers le bas F3 permet que le rotor 8 soit maintenu et In the embodiment of Figure 5, a pin 13 attached to the rotor hub 5 extends through the weight 4 in an approximately diametric direction. The weight 4 can turn around the pin 13. When the rotor hub 5 rotates, the weight 4 undergoes a centrifugal force F2. In the case where the rotor 8 is in its normal position (its mounted position) with respect to the rotor hub 5, the weight 4 is rotated around the pin 13 by the centrifugal force F2, so that a part the weight 4 meets the chamfered surface 11A of the rotor 8. During the rotation of the rotor hub 5, the weight part 4 is pressed against the chamfered surface 11A of the rotor 8 by the centrifugal force F2, on a principle of lever function. At the same time, the contact of the weight 4 against the chamfered surface 11A of the rotor 8 causes a force F3 for biasing the rotor 8 downwards. The downward force F3 allows the rotor 8 to be maintained and
fixé fermement par rapport au moyeu de rotor 5. firmly attached to the rotor hub 5.
La force F3 de sollicitation du rotor 8 vers le bas est calculée à partir de la force centrifuge F2, tandis qu'une force The force F3 biasing the rotor 8 downward is calculated from the centrifugal force F2, while a force
provoquée par la fonction de levier est prise en compte. caused by the lever function is taken into account.
Ensuite, la force calculée F3 est introduite dans la relation (4) indiquée précédemment. Il est préférable de choisir la masse "m"' du poids 4 ainsi que l'angle d'inclinaison 0 de la surface chanfreinée 11A du rotor 8 de manière à satisfaire la relation Then, the calculated force F3 is introduced in relation (4) indicated above. It is preferable to choose the mass "m" of the weight 4 as well as the angle of inclination 0 of the chamfered surface 11A of the rotor 8 so as to satisfy the relation
(4) résultante.(4) resultant.
Dans le mode de réalisation de la figure 5, une extrémité In the embodiment of Figure 5, one end
inférieure du moyeu de rotor 5 présente une forme hexagonale. The bottom of the rotor hub 5 has a hexagonal shape.
Une bague de montage 14 est fixée à la surface inférieure du A mounting ring 14 is attached to the bottom surface of the
9 27837269 2783726
rotor 8 par des boulons 15. Comme indiqué sur la figure 6, la bague de montage 14 comporte une ouverture hexagonale 14A dans laquelle l'extrémité inférieure du moyeu de rotor 5 peut s'adapter. En conséquence, le rotor 8 peut être relié au moyeu de rotor 5 par l'intermédiaire de la bague de montage 14. La liaison par l'intermédiaire de la bague de montage 14 permet au rotor 8 by bolts 15. As shown in Figure 6, the mounting ring 14 has a hexagonal opening 14A in which the lower end of the rotor hub 5 can fit. Consequently, the rotor 8 can be connected to the rotor hub 5 via the mounting ring 14. The connection via the mounting ring 14 allows the
rotor 8 de tourner de façon solidaire avec le moyeu de rotor 5. rotor 8 to rotate integrally with the rotor hub 5.
On devra noter que la surface chanfreinée 11A peut être It should be noted that the chamfered surface 11A can be
formée sur le poids 4 plutôt que sur le rotor 8. formed on the weight 4 rather than the rotor 8.
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