JP2013255870A - Sealing mechanism of rotation processing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば遠心分離機などの回転処理装置に関する。 The present invention relates to a rotation processing device such as a centrifuge.
例えば特許文献1に開示されているデカンタタイプの遠心分離機は、被処理液に遠心力を付与して分離操作を実行する回転処理装置である。遠心分離機は、ケーシング内に回転体であるボウルとスクリューコンベアが配置されており、ボウルを回転させる駆動機構(例えば駆動モーター)がケーシング外に配置されている。スクリューコンベアは、差速発生装置であるギアボックスを介して駆動モーターの動力が伝達され、ボウルと間に相対的な差速をもって回転する。ボウルの回転軸となるシャフトは、ケーシングの開口部を貫通する連結部に軸支されており、ケーシング外にまで延びたシャフトの端部に駆動モーターの動力が伝達されるように構成されている。連結部は、ベアリング等の軸受機構及びグランドパッキン等のシール機構を含んでいる。 For example, a decanter type centrifuge disclosed in Patent Document 1 is a rotation processing device that performs a separation operation by applying a centrifugal force to a liquid to be processed. In the centrifuge, a bowl as a rotating body and a screw conveyor are arranged in a casing, and a driving mechanism (for example, a driving motor) for rotating the bowl is arranged outside the casing. The screw conveyor receives the power of the drive motor via a gear box, which is a differential speed generating device, and rotates with a relative differential speed between the screw conveyor and the bowl. The shaft serving as the rotation axis of the bowl is pivotally supported by a connecting portion that passes through the opening of the casing, and is configured such that the power of the drive motor is transmitted to the end of the shaft that extends to the outside of the casing. . The connecting portion includes a bearing mechanism such as a bearing and a seal mechanism such as a gland packing.
ケーシングは、不純物が混入しないように気密構造にされる。特に、処理物が化学品や食品の場合、ケーシング内への不純物の混入や化学品等の漏洩を防止するために、可能な限りケーシングの気密を維持する必要がある。そのため、特許文献1においても封止特性を向上させたメカニカルシールが報告されている。特許文献1に報告されているメカニカルシールは、ギアボックスに適用される。一方、ケーシングの開口部と連結部との隙間を封止するシール機構には、一般的に、樹脂系材料で形成される平坦でリング状のシール部材が使用される。シール部材は、内周縁の領域(被クランプ部)を連結部のクランプ手段(挟圧手段)で挟持され、外周縁の領域(被クランプ部)をケーシングのクランプ手段(挟圧手段)で挟持される。クランプ手段は、ケーシング内圧に応じた必要な圧力でシール部材をクランプする必要がある。一般的に、クランプ手段は、ボルトやネジ機構で締付ける構造となっており、ボルト等を必要なトルクで締付けるようにしている。 The casing has an airtight structure so that impurities are not mixed. In particular, when the processed product is a chemical or a food, it is necessary to keep the casing airtight as much as possible in order to prevent contamination of the casing or leakage of the chemical or the like. Therefore, also in patent document 1, the mechanical seal which improved the sealing characteristic is reported. The mechanical seal reported in Patent Document 1 is applied to a gear box. On the other hand, a flat and ring-shaped sealing member formed of a resin-based material is generally used for a sealing mechanism that seals a gap between the opening of the casing and the connecting portion. The seal member is sandwiched between the inner peripheral area (clamped part) by the clamping means (clamping means) of the connecting part, and the outer peripheral area (clamped part) is clamped by the clamping means (clamping means) of the casing. The The clamping means needs to clamp the sealing member with a necessary pressure corresponding to the casing internal pressure. Generally, the clamping means is structured to be tightened with a bolt or a screw mechanism, and the bolt or the like is tightened with a necessary torque.
しかしながら、ケーシングの開口部と連結部との隙間を封止するシール部材は、封止特性が必ずしも充分でないという問題があった。特に、高圧(例えば、0.6MPa以上)となる運転条件に設定した場合に、耐圧不良による漏れが発生する場合がある。さらに、回転体を有する装置においては、回転時に、ケーシングに対して回転体が偏心運動するため、クランプ部を挟圧する手段に緩みが生じて、封止特性が低下する場合がある。特許文献1のような竪型のデカンタの場合、回転体であるボウルを懸架支持しているため、回転動作時に発生する揺れ(振動)が封止特性を低下させる原因となることが多い。 However, the sealing member that seals the gap between the opening and the connecting portion of the casing has a problem that the sealing characteristics are not always sufficient. In particular, when the operating conditions are set to high pressure (for example, 0.6 MPa or more), leakage due to defective pressure resistance may occur. Furthermore, in a device having a rotator, the rotator moves eccentrically with respect to the casing during rotation, so that the means for clamping the clamp portion may be loosened, and the sealing characteristics may deteriorate. In the case of a bowl-shaped decanter as in Patent Document 1, the bowl, which is a rotating body, is suspended and supported, so that the vibration (vibration) generated during the rotation operation often causes the sealing characteristics to deteriorate.
さらに、従来のシール部材は、クランプする面の面圧が高く、ボルト等の締付けに高いトルクを必要とする問題があった。面圧が高い場合、取付不良やボルト等の緩みなどを起こすことが多く、装置への取り付け作業が容易でないという問題もあった。 Further, the conventional seal member has a problem that the surface pressure to be clamped is high and a high torque is required for tightening bolts or the like. When the surface pressure is high, there are many problems that mounting failure or loosening of bolts or the like is often caused, and there is a problem that the mounting operation to the apparatus is not easy.
本発明は、一例として挙げた上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、圧力容器をなすケーシングの開口部と該開口部を貫通する回転処理機構の連結部との隙間をリング状のシール部材で封止するにあたり、前記シール部材の封止特性を高めることのできる技術を提供することにある。 The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems mentioned as an example, and the object thereof is a gap between an opening of a casing forming a pressure vessel and a connecting portion of a rotation processing mechanism passing through the opening. In sealing with a ring-shaped sealing member, the present invention is to provide a technique capable of enhancing the sealing characteristics of the sealing member.
また、本発明の他の目的は、回転体の回転動作に起因してシール部材の封止特性が低下するのを抑えることのできる技術を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a technique capable of suppressing the deterioration of the sealing characteristics of the sealing member due to the rotating operation of the rotating body.
また、本発明の他の目的は、シール部材の装置への取り付けを容易にすることのできる技術を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a technique capable of facilitating attachment of a seal member to an apparatus.
(1)本発明の回転処理装置は、圧力容器をなすケーシングと、前記ケーシング内で回転する回転体、前記ケーシング外に配置される前記回転体を回転させる駆動装置、及び前記ケーシングの開口部を貫通して前記回転体と駆動装置とを連結する連結部を含む回転処理機構と、前記ケーシングの開口部と該開口部に位置する連結部との隙間を封止するリング状のシール部材と、を備えた回転処理装置であって、前記シール部材は、前記ケーシングの内部雰囲気に接する側から順にフッ素系樹脂材料の層、ゴム系樹脂材料の層、ナイロン系材料の基布を積層した三層構造であり、且つ、前記シール部材の断面形状が、前記ケーシングと連結部との隙間に配置される山形に湾曲した中央の部分と、前記ケーシング及び前記連結部のクランプ手段に挟持される少なくとも二山の凸部が形成された両端の被クランプ部を含むことを特徴とする。
(2)前記少なくとも二山の凸部は、好ましくは前記シール部材の表面と裏面の両方に形成する。
(3)前記開口部は、前記ケーシングの上部側に形成されており、前記回転体は、連結部に懸架支持されている。
(4)前記回転体は、遠心力の作用によって固体と液体を分離する回転ボウルとスクリューコンベアを含み、前記回転処理装置がデカンタタイプの遠心分離機である。
(1) A rotation processing apparatus according to the present invention includes a casing forming a pressure vessel, a rotating body that rotates within the casing, a driving device that rotates the rotating body disposed outside the casing, and an opening of the casing. A rotation processing mechanism including a connecting portion that penetrates and connects the rotating body and the driving device; and a ring-shaped seal member that seals a gap between the opening of the casing and the connecting portion located in the opening; The sealing member includes three layers in which a layer of a fluorine-based resin material, a layer of a rubber-based resin material, and a base material of a nylon-based material are stacked in this order from the side in contact with the internal atmosphere of the casing. The structure and the cross-sectional shape of the sealing member are a central portion that is curved in a mountain shape that is disposed in the gap between the casing and the connecting portion, and the clamping means for the casing and the connecting portion. Characterized in that it comprises a clamped portion at both ends projecting portions of at least two crests are formed is lifting.
(2) The at least two convex portions are preferably formed on both the front surface and the back surface of the seal member.
(3) The opening is formed on the upper side of the casing, and the rotating body is suspended and supported by a connecting portion.
(4) The rotating body includes a rotating bowl and a screw conveyor that separate solids and liquids by the action of centrifugal force, and the rotation processing device is a decanter type centrifuge.
本発明の回転処理装置によれば、ケーシングの内部雰囲気に接する側から順にフッ素系樹脂材料の層、ゴム系樹脂材料の層、ナイロン系材料の基布を積層した三層構造であり、且つ、山形に湾曲した中央の部分と、ケーシング及び連結部のクランプ手段に挟持される少なくとも二山の凸部が形成された両端の部分を含む断面形状に設計されたシール部材を採用したことにより、回転処理機構の連結部が配置されるケーシングの開口部の封止特性を高めることができ、さらに回転動作時に発生する揺れ(振動)によって封止特性が低下することを抑制することが可能となる。 According to the rotation processing apparatus of the present invention, it has a three-layer structure in which a layer of a fluorine-based resin material, a layer of a rubber-based resin material, a base material of a nylon-based material are stacked in order from the side in contact with the internal atmosphere of the casing, By adopting a seal member designed to have a cross-sectional shape including a central portion curved in a chevron shape and at least two convex portions sandwiched between the casing and the clamping means of the connecting portion, rotation is achieved. It is possible to enhance the sealing characteristic of the opening of the casing in which the connection part of the processing mechanism is arranged, and to further suppress the sealing characteristic from being deteriorated due to the vibration (vibration) generated during the rotation operation.
従って、本発明の回転処理装置は、化学,食品,バイオ関連などの不純物の混入を避けたいとする技術分野に適応することが可能である。また、ケーシング内の圧力が高圧に設定させる運転条件にも対応可能であり、内容物が漏洩するのを抑制した安全な操業を実現することが可能である。 Therefore, the rotation processing apparatus of the present invention can be applied to a technical field where it is desired to avoid contamination of chemical, food, bio-related impurities. Further, it is possible to cope with an operating condition in which the pressure in the casing is set to a high pressure, and it is possible to realize a safe operation in which contents are prevented from leaking.
さらに本発明の回転処理装置によれば、前述の構成を有するシール部材を採用したことによって、クランプ手段に挟持される部分の面圧を下げることができるので、取付不良やボルト等の緩みなどを起こすことが少なく、装置への取り付け作業が容易となる。さらに、シール部材の小径化を図ることができるので、益々装置への取り付けが容易になる。 Furthermore, according to the rotation processing apparatus of the present invention, the use of the sealing member having the above-described configuration can reduce the surface pressure of the portion sandwiched between the clamping means, so that mounting failure, loosening of bolts, etc. can be prevented. It is less likely to occur and can be easily attached to the device. Furthermore, since the diameter of the seal member can be reduced, the attachment to the apparatus becomes easier.
以下、本発明の好ましい実施形態に従う回転処理装置として、デカンタ式の遠心分離機を一例に挙げて説明する。但し、以下に説明する実施形態によって本発明の技術的範囲は何ら限定解釈されることはない。 Hereinafter, a decanter centrifuge will be described as an example of the rotation processing device according to a preferred embodiment of the present invention. However, the technical scope of the present invention is not construed as being limited by the embodiments described below.
図1は、本実施形態による遠心分離機の全体構成を示す。図1には、遠心分離機の一例として竪型のデカンタ1を示している。デカンタ1は、回転体であるボウル2を備えている。ボウル2は、内部に被処理液が供給される概ね筒状の回転体であり、固液分離するための遠心力を被処理液に付与する。ボウル2は、外装体であるケーシング3内に配置されており、ケーシング3外に配置されている駆動装置としての駆動モーター31によって、鉛直軸回りに回転可能となっている。
FIG. 1 shows the overall configuration of the centrifuge according to the present embodiment. FIG. 1 shows a saddle type decanter 1 as an example of a centrifuge. The decanter 1 includes a bowl 2 that is a rotating body. The bowl 2 is a generally cylindrical rotating body in which the liquid to be processed is supplied, and applies a centrifugal force for solid-liquid separation to the liquid to be processed. The bowl 2 is disposed in a
ボウル2の上部側は、フロントハブと称する円盤部材21が配置されており、この円盤部材21に分離液が排出される排出口(分離液排出口)21aが形成されている。一方、ボウル2の下部側には、分離された固形物が排出される排出口(固形物排出口)22が形成されている。また、ボウル2の回転軸となるシャフト21bは、ケーシング3の上部開口部を貫通する連結部21cに軸支されており、ケーシング3外にまで延びたシャフト21bの端部に駆動モーター31の動力が伝達されるように構成されている。連結部21cの内部には、ベアリング等の軸受機構21d及びグランドパッキン等の回転軸シール機構21eが配置されている。駆動モーター31の駆動力は、例えばプーリー32に架け渡された無端の回転ベルト33を通じてボウル2側のプーリー34に伝達される。但し、駆動力の伝達方式が限定されることはない。本実施形態では、ボウル2,連結部21c及び駆動モーター31によって回転処理機構が構成しているが、これらの構成に限定されることはない。
A
ボウル2の内部には、固形物を固形物排出口22に向けて搬送するスクリューコンベア4が配置されている。スクリューコンベア4は、ボウル2の回転速度に対して差速をもって回転し、螺旋状に形成されたスクリュー羽根41によって固形物を固形物排出口22に向けて搬送する。そのため、差速発生装置であるギアボックス5にボウル2とスクリューコンベア4を連結しており、駆動モーター31によってボウル2を回転させるとギアボックス5を通じて回転速度が変速され、スクリューコンベア5がボウル2の回転速度に対して差速をもって回転される。一方、ボウル2内には、供給ノズル23を通じて被処理液が連続的に供給されており、これにより固形物が分離された分離液が排出口21aから排出(いわゆるオーバーフロー)される。ボウル2から排出された分離液は、ケーシング3の内周面に形成された樋状の液受部35に供給され、さらに液受部35と連通する排出ノズル36を介して装置外に排出される。
Inside the bowl 2, a screw conveyor 4 that conveys the solid material toward the solid
ボウル2とスクリューコンベア4の下端側は開口しており、回転するボウル2及びスクリューコンベア4と接触しないように、供給ノズル23の先端23aが開口部に挿入されている。そして、スクリューコンベア4の内部に形成されている空洞(バッファー)に被処理液を供給すると、スクリューコンベア4の胴部に形成されている液吐出孔42を通じて、遠心力の作用によって被処理液がボウル2内に供給される。また、供給ノズル23の先端23aは二重管で形成されており、外側の管がリンス液供給ノズル24に連通している。リンス液は、例えば分離された固形物を洗浄するためにボウル2内に供給することができる。但し、必ずしもリンス液は必要でない。
The lower ends of the bowl 2 and the screw conveyor 4 are open, and the
前述のように、スクリューコンベア4は、ボウル2の回転速度に対して相対的な差速をもって回転する。この「相対的な差速をもって回転する」とは、ボウル2の回転速度よりも遅い速度で回転する場合だけでなく、ボウル2の回転速度よりも速い速度で回転する場合も含まれる。このような差速を形成する方法としては、所望の差速が形成されるギア比にギアボックス5を設計したり、バック駆動モーターを配置してスクリューコンベア4にブレーキトルクをかけたりする方法がある。図1は、バック駆動モーターを用いずに、ギアボックス5のギア比のみで差速を形成するタイプのデカンタ1を示している。ギアボックス5は、例えば特許文献1等に開示されているように公知であるため、詳しい説明は省略する。
As described above, the screw conveyor 4 rotates with a differential speed relative to the rotation speed of the bowl 2. This “rotation with a relative differential speed” includes not only the case of rotating at a speed slower than the rotation speed of the bowl 2 but also the case of rotating at a speed higher than the rotation speed of the bowl 2. As a method of forming such a differential speed, there is a method of designing the
続いて、図2−図5を参照しながら、本実施形態によるシール部材について説明する。図2は、シール部材が配置される箇所(図1におけるA)の拡大図である。図3は、シール部材の斜視図であり、図4は、断面図である。また、図5は、シール部材をクランプする様子を示す模式図である。 Next, the sealing member according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is an enlarged view of a place (A in FIG. 1) where the seal member is disposed. FIG. 3 is a perspective view of the seal member, and FIG. 4 is a cross-sectional view. FIG. 5 is a schematic diagram showing how the sealing member is clamped.
図2に示すように、シール部材6は、ケーシング3と連結部21cとの隙間100を封止するように配置されている。この隙間100は、例えば約10mm程度である。より詳しくは、ケーシング3と連結部21cとの隙間100を塞ぐようにシール部材6を配置し、シール部材6の内周縁側の領域(被クランプ部)を全周に亘って連結部21c側のクランプ手段で固定し、外周縁側の領域(被クランプ部)を全周に亘ってケーシング3側のクランプ手段で固定する。図2には、クランプ手段の一例として、強度を有する部材(例えば、金属製のリング状の部材)60,61でシール部材6を挟み、ボルトやネジ等の締付け手段62,63によって締付け圧を付与することによってシール部材6を挟持した構成を示している。シール部材6の材料や装置の運件条件によって適宜変更されるが、一例としてボルト等の締付けトルクが8.6Nm×6本となるよう締付け圧を付与する。
As shown in FIG. 2, the
続いて、シール部材6の形状等について詳しく説明する。図3に示すように、シール部材6は、円形のリング状に形成されている。シール部材6の寸法は、取り付ける装置の大きさによって適宜設定することができる。一例として、内径が約290mm、外径が約350mm、厚みが約6mmとすることができる。さらに、形状が円形に限定されることはなく、矩形状や楕円形等の種々の形状にすることができる。すなわち、ケーシング3の開口部及び/又は連結部21cの形状に応じて、適宜シール部材6の形状を決定することができる。
Next, the shape and the like of the
また、シール部材6の断面形状(図3のB−B断面)について説明すると、図4に示すように、上方に向かって山形に湾曲した部分64が中央に形成されており、この山形の中央の部分64の両端(すなわち、内周縁側と外周縁側の両方)に、ケーシング3及び連結部21のクランプ手段に挟持される領域(被クランプ部)65,66が形成されている。シール部材6は、山形の中央の部分64がケーシング3と連結部21cとの隙間に配置される。従って、ボウル2を回転させた際に、揺れ等によって連結部21cが偏心運動を起こしても、この山形の部分64の変形によってその偏心移動分を吸収することが可能である。なお、一例として、山形のR(アール)は、外周側を6mm、内周側を2mmに設定することができる。
Further, the cross-sectional shape of the seal member 6 (BB cross-section in FIG. 3) will be described. As shown in FIG. 4, a
シール部材6の両端の領域(被クランプ部)65,66は、径方向に間隔をあけて二山の凸部65a,65b,66a,66bが形成されている。各凸部65a,65b,66a,66bは、シール部材6の全周に亘ってリング状に形成するのが好ましい(図3参照)。ここで、非圧縮性の弾性材料を含むシール部材6は、圧縮力に対し、接触面積に比例的な反発力を発生させる。従って、被クランプ部66,67が平坦又は略平坦な場合、固定手段の締付けによる圧縮力が分散し、必要な面圧を得るために高い締付トルクを必要する場合がある。一方、凸部を一山とした場合、平坦に比べるとクランプ手段との接触面積が小さく、少ない圧縮力で高い反発力を発生することによって封止特性が発揮される。他方、一山の場合、ケーシング3の内部(封入側)と外部とを一山の凸部の線接触だけで仕切ることになるため、振動伝達や急減圧の際に発生する取り付け位置の位置ズレに追従し難く、安定的な封止特性が得られない。これに対し、凸部65aと65b,66aと66bによる二山にすると、接触面積が小さく、高い反発力を発生することで高い封止特性が得られる。加えて、二山の場合、山と山の間にある空間(谷の部分)が中間室として作用し、取り付け位置の位置ズレが起きても、封止状態を維持することができる。すなわち、二山にすれば封止状態を安定に保つことが可能である。さらに、シール部材6は少ない圧縮力で高い封止特性が発揮できるので、締付けトルクを低く設定することが可能である。さらに、シール部材6の小径化(すなわち、被クランプ部65,66の幅を小さく設定)することが可能となる。なお、凸部65a,65b,66a,66bは、シール部材6の製作コスト等を考慮すると二山が好ましいが、三山以上にしてもよい。
Two
凸部65a,65b,66a,66bは、被クランプ部65,66の表面及び裏面の両方に形成するのが好ましい。また、凸部65a,65b,66a,66bの高さ及び幅は、特に限定されることはないが、クランプしたときの潰し代に相当する高さに設定することが好ましい。凸部65a,65b,66a,66bの高さ(すなわち、潰し代L1)は、好ましい一例として2mmに設定することができる。
The
シール部材6は、フッ素系樹脂により形成される下層67、ゴム系樹脂により形成される中間層68、ナイロン系材料により形成される基布(すなわち上層)69の三層構造である。これら三層を構成する部材67,68,69は、それぞれ独立した部材を単に重ねたのではなく、シール部材6の製作過程でこれら三層を構成する部材67,68,69を接着剤や溶着などの方法によって固着した一体物とするのが好ましい。但し、固着手段が限定されることはない。
The
フッ素系樹脂には、例えばPTFEなどを用いることができる。下層67は、ケーシング3の内部雰囲気と接する面でもあるため、ケーシング3の内部雰囲気(すなわち、装置の処理物)に対して耐食性を有するものを選定するのが好ましい。また、中間層68のゴム系樹脂には、例えばFKM、NBRなどを用いることができる。また、基布(布状の部材)69を構成するナイロン系材料には、例えば6ナイロン、ポリプロピレン などを用いることができる。
For example, PTFE can be used as the fluororesin. Since the
各層67,68,69の厚みは、適宜設定することができる。一例として、フッ素系樹脂により形成される下層67が0.8mm、ゴム系樹脂により形成される中間層68が3mm、ナイロン系材料により形成される基布(すなわち上層)69が0.3mmとなるようにすることができる。
The thickness of each
一方、クランプ手段は、図5に示すように、被クランプ部65,66を挟む対向面60a,61aが平坦面に形成され、シール部材6の内側の凸部65b,66bの裾の部分に係合するように突出した凸部60b,61bを有することが好ましい。このクランプ手段の凸部60b,61bも、シール部材6の凸部65b,66bと同様に、ケーシング3の内周及び連結部の外周に沿って全周に形成するのが好ましい。
On the other hand, as shown in FIG. 5, the clamping means has opposed
上述のように構成されたシール部材6は、図5に模式的に示すように、クランプ手段である金属部材60,61によって両端の被クランプ部65,66を挟み、さらにボルト等の締付け手段(図2の符号62,63)によって所定の締付けトルクで挟圧することによって、被クランプ部65,66の二山の凸部65a,65b,66a,66bが変形(潰れて)して目的とする圧に耐え得る封止特性が発現するようになっている。このように、本実施形態によるシール部材6は、潰し代に相当する高さに設定した二山の凸部65a,65b,66a,66bがクランプ手段の平坦面60a,61aに対し接触・変形するので、その分において面圧を下げることができる。図5は、変形の様子を模式的に示しているのであって、必ずしも図のような変形状態に限定されない。但し、山と谷が完全に潰れると中間室として作用する空間が無くなり、位置ズレに対応できなくなる。さらに、シール部材6の形状に合うように、クランプ手段の形状をシール部材6の内側の凸部65b,66bの裾の部分に係合するように突出した凸部60b,61bを有することにより、小径化したシール部材6を確実にクランプして封止特性を確保できるようになっている。
As schematically shown in FIG. 5, the sealing
以上の通り、上述の実施形態に従うデカンタ1によれば、フッ素系樹脂により形成される下層67、ゴム系樹脂により形成される中間層68、ナイロン系材料により形成される基布(すなわち上層)69の三層構造であって、且つ、その断面形状が中央の山形に形成した部分64と二山の凸部65a,65b,66a,66bを形成した両端の被クランプ部65,66を有する新規なシール部材6を採用したことにより、クランプ手段との総接触面積を減らし、少ない締付圧で必要な面圧を確保して強固なクランプを実現することができる。さらに、山と山の間にある空間(谷の部分)が中間室として作用し、取り付け位置の位置ズレに対応することが可能となる。その結果として、本実施形態によるシール部材6によれば、連結部21cとケーシング3との封止状態を確保及び維持することが可能となる。本発明者らは、高圧運転条件(運転圧力:0.6MPa)での長期運転(1年以上)を達成できたことを確認している。
As described above, according to the decanter 1 according to the above-described embodiment, the
さらに上述の実施形態によれば、ボウル2の回転動作時に発生する揺れ(振動)によってボウル2が偏心運動をしたとしても、特に中央の山形の部分で偏心移動を吸収することができ、且つ、被クランプ部が強固にクランプされているので、封止特性が低下するのを抑制できる。竪型のデカンタ1のようにボウル2を懸架支持した構成の場合、偏心運動を起こしやすいため、特にこの効果が有効である。 Furthermore, according to the above-described embodiment, even if the bowl 2 has an eccentric motion due to the vibration (vibration) generated during the rotation operation of the bowl 2, the eccentric movement can be absorbed particularly at the central chevron, and Since the clamped portion is firmly clamped, it is possible to suppress the deterioration of the sealing characteristics. In the case of a configuration in which the bowl 2 is suspended and supported like the bowl-shaped decanter 1, this effect is particularly effective because it tends to cause an eccentric motion.
さらに上述の実施形態によれば、フッ素系樹脂により形成される下層67、ゴム系樹脂により形成される中間層68、ナイロン系材料により形成される基布(すなわち上層)69の三層が一体的となっているシール部材6を採用したことにより、封止特性を高めることができ、また装置への取り付けが容易になる。また、上述の構成のシール部材6は、基布69の種類を変えることによってシール部材6自体の強度が調整可能であるという利点がある。
Furthermore, according to the above-described embodiment, the three layers of the
さらに上述の実施形態によれば、従来に比べて締付トルクを小さくしても封止特性を確保できるので、取付不良やボルト等の緩みなどを起こすことが少なく、装置への取り付け作業が容易となる。さらに、シール部材6の小径化を図ることができるので、益々装置への取り付けが容易になる。
Furthermore, according to the above-described embodiment, the sealing characteristics can be ensured even if the tightening torque is reduced as compared with the conventional case, so that it is less likely to cause poor mounting or loosening of bolts and the like, and the mounting work to the apparatus is easy. It becomes. Further, since the diameter of the
続いて、本発明の効果を確認するために行った実施例について説明する。
本発明者らは、図6に示すように、上述の実施形態によるシール部材6(a)の他にも、上面のみ二山(b)、上下に一山(c)、下面のみ二山(d)、凸部なし(e)のシール部材の封止特性を確認した。その結果を図6に併せて示す。
Next, examples performed for confirming the effects of the present invention will be described.
In addition to the seal member 6 (a) according to the above-described embodiment, the present inventors have two peaks (b) only on the upper surface, one mountain (c) above and below, and two mountains only on the lower surface ( d) The sealing characteristics of the seal member without the convex part (e) were confirmed. The results are also shown in FIG.
既述の理由により、(a)のシール部材は、接触面積に基づく封止特性が良好(封止特性:O)であり、且つ、振動等による位置ズレに起因する漏れも起こらなかった(安定性:O)。一方、上下に一山(c)の場合、封止特性は良好(○)であるが、位置ズレに起因する漏れが確認された(安定性:×)。また、凸部なしの平坦なシール部材(e)及び、上面又は下面のいずれかが平坦なシール部材(b)、(d)は、接触面積が大きく圧縮力が分散してしまい、(a)のシール部材と同じ締付トルクでは必要な面圧を確保できなかった(封止特性:×)。 For the reasons already described, the sealing member (a) has good sealing characteristics based on the contact area (sealing characteristics: O), and leakage due to positional deviation due to vibration or the like did not occur (stable Sex: O). On the other hand, in the case of a single top and bottom (c), the sealing characteristics were good (◯), but leakage due to positional deviation was confirmed (stability: x). Further, the flat seal member (e) without a convex portion and the seal members (b) and (d) having either a flat upper surface or a lower surface have a large contact area and the compressive force is dispersed. The required surface pressure could not be secured with the same tightening torque as that of the sealing member (sealing characteristic: x).
上記の結果について考察すると、以下のように推察する。
すなわち、ゴムも粘弾性であるため、加圧下では応力緩和によって塑性変形を起こし、変形下ではクリープによって塑性変形を起こす。塑性変形すると接触部の封止に必要な面圧が低下するので塑性変形は少ない方が良い。そのため、初期の面圧が長期間にわたり低下しにくい材料、形状が望まれる。
When the above results are considered, it is assumed as follows.
That is, since rubber is also viscoelastic, plastic deformation is caused by stress relaxation under pressure, and plastic deformation is caused by creep under deformation. When plastic deformation occurs, the surface pressure required for sealing the contact portion decreases, so it is better that plastic deformation is less. For this reason, a material and shape in which the initial surface pressure is difficult to decrease over a long period of time are desired.
上記シール部材(a)は二山の凸部を有し、その頂点を圧縮することによって部分的に封止面圧を与える構造で、封止面圧を維持した上で全体の締め付け圧力を下げ、合わせて変形の歪を谷の部分に逃がし長期耐久に不利な塑性変形も低減できるようになっている。一方で、一山であると谷部が無いため締め付け圧も増し、塑性変形も大きくなり耐久も好ましくない。従って、凸部があるシール部材(b)〜(d)もそれぞれ効果はあるがシール部材(a)には及ばない。 The sealing member (a) has a structure having two convex portions, and compresses the apex to give a partial sealing surface pressure, while maintaining the sealing surface pressure and lowering the overall tightening pressure. At the same time, the deformation strain is released to the valley portion, and plastic deformation which is disadvantageous for long-term durability can be reduced. On the other hand, if it is a single mountain, since there is no valley, the tightening pressure increases, plastic deformation increases, and durability is not preferred. Accordingly, the sealing members (b) to (d) having the convex portions are also effective, but do not reach the sealing member (a).
以上、本発明を具体的な実施形態に則して詳細に説明したが、形式や細部についての種々の置換、変形、変更等が、特許請求の範囲の記載により規定されるような本発明の精神及び範囲から逸脱することなく行われることが可能であることは、当該技術分野における通常の知識を有する者には明らかである。従って、本発明の範囲は、前述の実施形態及び添付図面に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものに基づいて定められるべきである。 Although the present invention has been described in detail with reference to specific embodiments, various substitutions, modifications, changes, etc. in form and detail are defined in the claims. It will be apparent to those skilled in the art that this can be done without departing from the spirit and scope. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, but should be determined based on the description of the claims and equivalents thereof.
1 デカンタ
2 ボウル
21b シャフト
21c 連結部
3 ケーシング
31 駆動モーター
4 スクリューコンベア
5 ギアボックス
6 シール部材
64 山形の中央の部分
65 被クランプ部
66 被クランプ部
67 フッ素系樹脂により形成される下層
68 ゴム系樹脂により形成される中間層
69 ナイロン系材料により形成される基布(上層)
65a,65b,66a,66b 凸部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Decanter 2
65a, 65b, 66a, 66b Convex part
Claims (4)
前記ケーシング内で回転する回転体、前記ケーシング外に配置される前記回転体を回転させる駆動装置、及び前記ケーシングの開口部を貫通して前記回転体と駆動装置とを連結する連結部を含む回転処理機構と、
前記ケーシングの開口部と該開口部に位置する連結部との隙間を封止するリング状のシール部材と、を備えた回転処理装置であって、
前記シール部材は、前記ケーシングの内部雰囲気に接する側から順にフッ素系樹脂材料の層、ゴム系樹脂材料の層、ナイロン系材料の基布を積層した三層構造であり、且つ、
前記シール部材の断面形状が、前記ケーシングと連結部との隙間に配置される山形に湾曲した中央の部分と、前記ケーシング及び前記連結部のクランプ手段に挟持される少なくとも二山の凸部が形成された両端の被クランプ部を含むことを特徴とする回転処理装置。 A casing forming a pressure vessel;
Rotation including a rotating body that rotates within the casing, a driving device that rotates the rotating body that is disposed outside the casing, and a connecting portion that connects the rotating body and the driving device through an opening of the casing. A processing mechanism;
A ring-shaped sealing member that seals a gap between the opening of the casing and a connecting portion located in the opening,
The seal member has a three-layer structure in which a layer of a fluorine-based resin material, a layer of a rubber-based resin material, and a base material of a nylon-based material are stacked in order from the side in contact with the internal atmosphere of the casing; and
The seal member has a cross-sectional shape formed in a central portion that is curved in a chevron shape that is disposed in a gap between the casing and the connecting portion, and at least two convex portions that are sandwiched between the casing and the clamping means of the connecting portion. A rotation processing device comprising clamped portions at both ends.
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