JP2015521542A - 分離器 - Google Patents

Abstract

流動可能な生成物をさまざまな相に遠心分離するため、または生成物を遠心浄化するための分離器であって、少なくとも次の特徴：ａ．ドラム下側セクション（７）およびドラム上側セクション（８）を備える回転可能なドラム（２）と、ｂ．前記ドラム（２）内に配置された、遠心力場で処理される生成物を浄化するための手段とを備え、ｃ．次の要素：−ドラム下側セクション（７）、−ドラム上側セクション（８）、−浄化手段の１つ、２つ以上、またはすべてが、プラスチックまたはプラスチック複合材から作製される、分離器。【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１の前段による分離器に関する。

連続的な作動を実現するための遠心分離器が長期にわたって知られており、このタイプの分離器は、特許文献１からの１つの実施形態においてノズル分離器として知られている。
特許文献２は、さらに、一緒にボルト留めされた中実のドラム下側セクションおよびドラム上側セクションを備えた分離器を特徴付ける。
ノズル分離器に加えて、固形材料排出開口部を備えたこのタイプの分離器が知られており、固形材料排出開口部には、固形材料排出開口部をそれによって開閉することができる油圧式に作動可能なピストンスライド弁が関連付けられる。
分離器として、特許文献３は、１つの設計として固形材料排出を有さない分離器を特徴付ける。

知られているタイプの構造物の遠心分離器の場合、特に、衛生的状況下で生成物を処理することに関する新しい構造的方法に対する要求が存在する。

特開昭６２−１１７６４９号公報 米国特許第２，２８６，３５４号明細書 米国特許第２，０１７，７３４号明細書 独国特許出願公開第１０ ２００８ ０５２ ６３０（Ａ１）号明細書

この問題の解決策が、本発明の目的である。

本発明は、請求項１の主題によってこの問題を解決する。

自由に流れる生成物を異なる相に分離するために、または生成物を浄化するために、少なくとも次の特徴：下側セクションおよび上側セクションを備えた回転可能なドラムと、ドラム内に配置された浄化のための手段とを有する分離器が創出される。
この場合、以下の要素：ドラム下側セクション、ドラム上側セクション、および浄化のための手段の１つ、複数またはすべては、プラスチックまたはプラスチック複合材料から構成される。

固形材料粒子の、処理されるべき、浄化されるべき生成物の浄化のための手段は、好ましくは、プラスチックから構成される円錐状の分離プレートから構成される分離プレートパケットであるが、これはまた、たとえば、特許文献４のやり方でプラスチックから構成される一体品の浄化／分離カートリッジ、または径方向フィンを備えたフィン付き本体などの、固形材料粒子の生成物の浄化のための別の手段とすることもできる。

したがって、回転システムの生成物接触領域、特にドラム下側セクションおよびドラム上側セクションおよびプレートパケットの一部、好ましくはそのすべてもが、プラスチックまたはプラスチック複合材料から構成される。
特に好ましくは、供給システムおよび排出システムもまた、プラスチックまたはプラスチック複合材料から構成される。

そのような方法では、好ましくは供給および排出のシステムまたは領域に加えて、ドラムの一部または好ましくはドラム全体をも、使い捨てに設計することが可能であり、この使い捨ては、特に、発酵もろみ液などの医薬生成物の処理に関して利益および利点になるものであり、その理由は、対応するバッチの処理のための作動後、ドラムの洗浄は、バッチの処理中、連続的であることが好ましい作動中に行われるものではなく、ドラムは全体として交換されるものであるからである。
洗浄に関連付けられた衛生問題は、この結果、簡単なやり方で排除される。
生成物接触部分は、全体的に廃棄されまたは再利用され得る。
この廃棄はまた、特に危険物質の場合に利益になるものである。

また、生成物の浄化プロセス中、非常に高密度の物質を濃縮すること、およびこのプロセスの残渣として高密度の物質を生成するために、バッチの処理後、ドラムを融解させること、またはたとえば、酸などの中でドラムを溶解させることもまた考えられる。

さらには、プラスチック部分を用いることにより、生成コストは、比較的低く保たれ得る。

ドラムは、好ましくは、スピンドル構造物によって回転され、このスピンドル構造物は、好ましくはプラスチックまたはプラスチック複合材料から構成され、好ましくは、モータの出力シャフトに直接的に連結され、この場合、スピンドル構造物は、その外周上に回転軸受を有さない。
この構造物は、簡単で頑強なものであり、軽量ドラム構造物に非常に良好に適合される。
電気モータまたはそのロータ軸受配置が、簡単な方法でドラムの軸受の機能を果たす。

この場合、ドラム全体、特にその供給システムおよびその排出システムもまた、封止タイプの構造物として設計されれば有利であり、特に衛生的である。

有利な開発によれば、ドラムは、好ましくはこれもまたプラスチックまたはプラスチック複合材料から構成されるハウジングによって取り囲まれる。
分離器全体は、モータ以外、プラスチックから構成され、それにより、モータ以外、これは、好ましくは事前組み立てされたユニットとして全体として交換され得ることも可能である。

本発明の特に有利な開発によれば、ドラム下側セクションは、分配取り付け部との一体品として直接的に設けられ、この分配取り付け部は、処理される生成物を供給管からドラム内部に移送するための１つまたは複数の分配チャネルを有する。
そのような方法で、別の形で別個に生産される２つの構成要素またはさらには組立部品は、組み合わせられ、それによって特にプラスチックからの生成が可能にされる。

再生可能なプラスチック、特にＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、またはＴＫ−ＰＥＥＫ（特に部分的に結晶構造のポリエーテルエーテルケトン）が、好ましくはプラスチックとして使用される。

プラスチックから構成される部分は、射出成形プロセスにおいて生成され、適用可能な場合、事後に機械加工され、たとえば、必要な場合に穴などが設けられる。

ねじなどもまた、プラスチックから構成可能であるが、これらはまた、特に生成物と接触しない場合、別の材料から生成され得る。

未臨界回転速度（回転システムの第１の共振周波数を下回る）における回転システムの作動は、特に有利であると考えられるが、その理由は、そのような駆動は、駆動システムを大幅に簡易化し、また材料選択により、この分離器は、他の現在一般的である分離器とは対照的に、他の回転速度範囲で作動されるためである。

電力需要は、通常、既存の構造物と比較して低減され得る。
さらに、低回転速度の結果、ノイズ放射も対応して低い。

生成物バッチの１回処理のための廃棄可能な分離器としての、本発明による分離器の使用もまた、本発明によって創出され、この場合、分離器は、駆動無しで、好ましくは、この生成物バッチの処理後に、たとえば危険物質の廃棄の目的で、たとえば専門的に行われる焼却によって廃棄される。

本発明はまた、本発明による分離器を作動させるための方法も創出する。
この方法により、最大内周の領域内のドラム内部に収集する物質は、生成物の浄化プロセス中に濃縮される。
ドラムは、次いで、このプロセスの残渣として高密度の材料を生み出すために、バッチの処理後に分解され、たとえば焼却または融解され、またはたとえば酸などの中で溶解される。

固形材料が、高密度に圧縮され、それによってこれらを排出できない、もしくは困難を伴ってでしか排出できない、または固形材料排出穴を詰まらせるもしくは遮る場合、時々または必要な場合に排出システム（ドラムカバー内のダイバータおよび場合によっては穴）を介して、媒体（水、浄化生成物、緩衝溶液）を用いた短期間のフラッシングによって固形材料を放出または再希釈することが可能であり、それにより、これらの固形材料は、依然として、排出穴を介して排出され得る。

さらに有利な実施形態は、残りの従属請求項から集められるものである。

本発明は、図を参照して例示的な実施形態に基づいて以下においてより詳細に説明される。

直接駆動ならびにハウジングおよびドラムを備えた本発明による分離器の断面図である。

図１は、液体生成物を遠心力場内で２つの相にそれによって分離することができる、本発明による分離器のハウジング１およびドラム２の領域を貫通する断面を示す。
ハウジング１は、この場合、例としてねじ１ｃによってフランジセクションに接続される、（ほとんど半球状の弧のような）上側セクション１ａおよび対応する下側セクション１ｂを有する。
ハウジングは、プラスチックまたはプラスチック複合材料から構成され得る。

ドラム２は、垂直の回転軸Ｄを有し、この場合、直接的にまたは間置された伝達要素を介して駆動モータ４に連結された簡単なタイプの構造物、ここでは駆動するスリーブ様スピンドル構造物３上に装着される。

駆動モータが、スピンドル構造物３の軸方向延長部内、好ましくはスピンドル構造物３の、ドラムから外方を向く側に直接的に配置される電気モータ４である場合、特にコンパクトな設計が達成される。

この場合、スピンドル３は、ボルト１６によって直接的に出力シャフト５に軸方向に接続される。
これはまた、トルク伝達手段、この場合はフェザーキー１７によって電気モータ４の出力シャフト５に円周方向に回転抵抗式に接続される。
トルク伝達手段はまた、別の形態、たとえばトルク伝達輪郭部（ここでは図示せず）として設計され得る。

回転可能なドラム２は、駆動スピンドル構造物３に、（たとえば円錐セクション内で）圧入によって、または別のトルク伝達手段（ここでは図示せず）によって接続され得る。

この場合、スピンドル構造物３の別個の軸受配置は、好ましくは省かれ、それによってこの構造物を簡単で比較的コスト効果の高い方法で実現することを可能にする。
その代わり、電気モータ４のモータハウジング６内の出力シャフト５の軸受配置はまた、好ましくは直接的に、出力シャフト５、スピンドル構造物３およびドラム２から構成されるロータシステム全体の軸受配置の役割を果たす。

モータ３は、さらに、スピンドル３を向く側において、ハウジング１のフランジセクション１８上に締め付けられ、この場合、たとえばねじ切りされたボルト４０によってねじ止めされる。
ハウジングまたはフランジセクションは、さらに、ここでは図示しない方法で、たとえばねじ締め付けによって、ここでは図示しない基部または機械フレームなどの上に締め付けられる。

ドラム２は、円錐状の下側セクション７および円錐状の上側セクション８を有し、それにより、一緒になって二重円錐体が形成される。
ドラム下側セクション７およびドラム上側セクション８は、好ましくは、その最大円周の領域内で、円周上に分配されたねじ切りされたボルト９によって一緒にボルト留めされる。
しかし、この接続はまた、別の方法、たとえば２つの部分間のバイオネット継ぎ手のタイプによって、または金属から構成される分離器に類似する、別個の係止リングの形態のねじ式締め付けによって達成され得る。
また、トリクランプ接続（円錐表面によってクランプされたリング）も考えられる。
また、１つのドラムセクションを他のドラムセクション内に固定するためのばねリングのタイプも考えられる。

一体品のドラム下側セクション７の１つの部分、この場合は下側部分１０に軸方向に隣接するのは、分配取り付け部１１であり、この分配取り付け部１１は、回転軸を同軸に包含し、遠心作用にかけられる材料をドラム内部１５内に導入するため、およびドラム２の回転中に円周方向に遠心作用にかけられる材料を加速させるための完全な分配器を形成する。

上側領域内の分配取り付け部１１内に形成されるのは、供給管１３が中に開口する止まり穴様孔１２である。
供給管は、その外周で、第１の円周方向シール（たとえばＯリング）１４によって孔１２の内周に対して封止される。

供給管１３および分配取り付け部１１は、そのようにして供給システムを形成し、この供給システムは、好ましくは有利には、周囲に対して封止されるように設計される。

下側端部において、孔１２はまた、１つのまたは複数の分配チャネル１９内に開口し、この分配チャネル１９は、回転軸に対して傾斜して形成され、この場合は、実際のドラム内部１５内にも傾斜して開口する。

ドラム内部１５内には、軸方向に離間して置かれた分離プレート２０’のスタックとして形成された、特に一体品または好ましくは複合品のプレートパケット２０などの浄化のための手段が配置され、この分離プレート２０’は、円錐状の基本形状を有し、好ましくは、回転抵抗式に分配取り付け部１１上に装着される。
浄化のための手段はまた、径方向または弓形状のフィンを備えたフィン付き本体、または浄化チャンバを備えた浄化カートリッジなどの別の形態で設計され得る。

この場合の分離プレート２０’は、好ましくは、各々の場合において、ドラム下側セクション７の円錐状の基本形状によってもたらされる異なる半径を有するが、その理由は、分離プレート２０’は、好ましくは、その直径が上部から下向きに対応して低減するようにドラム下側セクション７の内側縁のすぐ手前まで外方向に延びるためである。

ドラム内部１５内に導入された生成物は、ドラム２内で、異なる密度の、異なる、好ましくは２つの生成物相に分離される。

異なる生成物相のドラム２からの排出の役割を果たすのは、２つまたはそれ以上の排出領域を備えた排出システムである。

この方法では、より軽量の液体相は、径方向に内方向に流れ、分配取り付け部１１上のチャネル２１内では、そこで軸方向に上方向に環状チャネル２２内へと向けられ、この環状チャネル２２は、供給管１３の外周と、これもまた上部からドラム２内に突出するより大きい直径の管セクション２３との間に形成される。

他方では、より高密度の液体相（または依然として自由に流れない固体相）は、ドラム内部の最大内周の領域からドラム上側セクション８内のチャネル２５を通って、実際には好ましくは、外側管セクション２３と、好ましくはこれもまたプラスチックから構成されるドラムカバー２７との間の第２の環状チャネル２６内に入る。

より高密度およびより軽量の液体相は、環状チャネル２２、２６から流出して、いずれの場合も上部に向かい、環状本体３０、３１内に互いに上下に軸方向に配置されたアニュラス２８、２９に入り、この環状本体３０、３１には、ドラムから排出されたより軽量のおよびより高密度の相がそこからさらに排出され得る径方向排出管３２、３３が設けられる。
上部方向には、液体を供給管１３内に導入するための貫通穴３５を備えた環状カバー３４が、環状本体３３上に配置される。
要素３０、３１、３４もまた、好ましくはプラスチックから構成される。

第１のリングシール３６が、内側供給管と環状本体３１またはカバー３４の間に配置される。
別のリングシール３７もまた、外側管セクション２３と環状本体３１の間に配置される。
さらに、別のリングシール３８が、カバー２７と下側環状本体の間に配置される。

ハウジング１、環状本体３０、３１、およびカバー３４は、この場合、１つまたは複数のボルト、特にねじ切りされたボルト３９によって簡単なやり方で圧密にかつ確実に軸方向に一緒にクランプされる。

供給システム、さらに少なくとも２つの排出部を備えた排出システム、したがってドラム２全体は、好ましくは、特に、特徴付けられた方法または別の方法で気密封止された設計のものであり、それにより、生成物は、ドラムの周囲に接触せず、回転システムによって加圧される。

この場合、回転システムの生成物接触領域、特にドラム下側セクション７およびドラム上側セクション８の一部、好ましくはそのすべてもが、プラスチックまたはプラスチック複合材料から構成される。
分離プレート２０もまた、特に好ましくは、これらが作動中に回転されない場合であっても、供給システムおよび排出システムの生成物接触領域のすべてと同様にプラスチックから構成される。

しかし、ハウジング１をプラスチックからまたはプラスチック複合材料から生成することも可能であり有利である。

そのようにして、この構造物は、非常に軽く、十分な大きさの生成物バッチの処理後に廃棄され得る。

図１は、２相分離機械（生成物の「液体／液体」相への分離）のような実施形態を示しており、この場合、第２の液体相は、ドラムカバー８から排出される。

３相機械（３相への分離）もまた実現され得る（ここでは図示せず）。

供給システムおよび排出システム、ならびにハウジング１の一部、すなわちハウジング上側セクション１ａに加えて、ドラム２全体が、有利には、プラスチックまたはプラスチック複合材料から構成される交換可能な事前組み立てされたモジュールとして有利にかつ簡単に設計される。

１ ハウジング
１ａ ハウジング上側セクション
１ｂ ハウジング下側セクション
１ｃ ねじ
２ ドラム
３ スピンドル
４ 駆動モータ
５ 出力シャフト
６ モータハウジング
７ ドラム下側セクション
８ ドラム上側セクション
９ ねじ切りされたボルト
１０ セクション
１１ 取り付け部
１２ 孔
１４ 封止材料
１３ 供給管
１４ 円周方向シール
１５ ドラム内部
１６ ボルト
１７ フェザーキー
１８ フランジセクション
１９ 分配チャネル
２０ プレートパケット
２０’ 分離プレート’
２１ チャネル
２２ 環状チャネル
２３ 管セクション
２５ チャネル
２６ 環状チャネル
２７ ドラムカバー
２８， ２９ アニュラス
３０， ３１ 環状本体
３２， ３３ 排出管
３４ カバー
３５ 貫通穴
３６ リングシール
３７ リングシール
３８ リングシール
３９ ねじ切りされたボルト
４０ ねじ切りされたボルト

Claims (21)

1. 自由に流れる生成物を異なる相に遠心分離するための、または生成物を遠心浄化するための分離器であって、少なくとも次の特徴：
   ａ．下側セクション（７）および上側セクション（８）を備えた回転可能なドラム（２）と、
   ｂ．前記ドラム（２）内に配置された、遠心力場内で処理されるべき生成物の浄化のための手段とを有する分離器において、
   ｃ．次の要素：
   前記ドラム下側セクション（７）、
   前記ドラム上側セクション（８）、
   浄化のための前記手段の１つ、複数またはすべてが、プラスチックまたはプラスチック複合材料から構成されることを特徴とする
   分離器。
2. 浄化のための前記手段が、分離プレート（２０’）のスタックから構成されるプレートパケット（２）であることを特徴とする
   請求項１に記載の分離器。
3. 次の部分：前記ドラム上側セクション（８）および前記ドラム下側セクション（７）の１つまたは両方が、円錐設計のものであることを特徴とする
   請求項１または２に記載の分離器。
4. 前記ドラム（２）が、好ましくはプラスチックまたはプラスチック複合材料から構成されるスピンドル構造物（３）によって回転され得ることを特徴とする
   請求項１、２、または３に記載の分離器。
5. 前記スピンドル構造物（３）が、モータ（４）の前記出力シャフト（５）に直接的に連結され、前記スピンドル構造物（３）が、その外周上に回転軸受を有さないことを特徴とする
   請求項３に記載の分離器。
6. 前記ドラム（２）、特にその供給システムおよびその排出システムが、封止されたタイプの構造物として設計されることを特徴とする
   請求項１から５の一項に記載の分離器。
7. 前記ドラム（２）のすべての生成物接触領域が、プラスチックから構成されることを特徴とする
   請求項１から６の一項に記載の分離器。
8. 前記ドラム（２）が、好ましくはプラスチックから構成されるハウジング（１）によって取り囲まれることを特徴とする
   請求項１から７の一項に記載の分離器。
9. 前記分離器全体が、前記モータ（４）以外、プラスチックから構成されることを特徴とする
   請求項１から８の一項に記載の分離器。
10. 前記ドラム下側セクション（７）が、分配取り付け部（１１）との一体品として直接的に設けられ、前記分配取り付け部（１１）は、処理される生成物を供給管（１３）から前記ドラム内部（１５）に移送するための分配チャネル（１３）を有することを特徴とする
    請求項１から９の一項に記載の分離器。
11. 前記供給システムおよび排出システム、ならびに場合によっては前記ハウジングの一部に加えて、前記ドラム（２）全体が、プラスチックまたはプラスチック複合材料から構成される交換可能な事前組み立てされたモジュールとして設計されることを特徴とする
    請求項１から１０の一項に記載の分離器。
12. 前記分離器全体が、前記モータ（４）以外、プラスチックまたはプラスチック複合材料から構成される交換可能な事前組み立てされたモジュールとして設計されることを特徴とする
    請求項１から１１の一項に記載の分離器。
13. 前記モータ（４）が、前記ハウジング（１）上に直接的にフランジ装着されることを特徴とする
    請求項１から１２の一項に記載の分離器。
14. 前記排出システムの前記生成物接触セクションが、好ましくは、プラスチックから構成されることを特徴とする
    請求項１から１３の一項に記載の分離器。
15. 高密度の生成物相のための少なくとも１つの排出チャネルが、前記ドラム上側セクション（８）内に組み込まれることを特徴とする
    請求項１から１４の一項に記載の分離器。
16. 前記排出システムの前記排出領域が、環状本体（３０、３１）内のアニュラス（２８、２９）内に軸方向に開口する環状チャネルとして設計されることを特徴とする
    請求項１から１５の一項に記載の分離器。
17. 前記環状本体（３０、３１）が、プラスチックまたはプラスチック複合材料から構成されることを特徴とする
    請求項１から１６の一項に記載の分離器。
18. 生成物相のための少なくとも１つの排出チャネル（２４）が、前記ドラム上側セクション内に組み込まれることを特徴とする
    請求項１から１７の一項に記載の分離器。
19. プラスチックから構成されるドラムカバー（２７）が、前記ドラム上側セクション上に装着されることを特徴とする
    請求項１から１８の一項に記載の分離器。
20. 請求項１から１９の一項に記載の分離器を作動させるための方法であって、
    生成物の浄化プロセス中、非常に高密度の物質が濃縮され、
    前記ドラムが、バッチの処理後、このプロセスの残渣として前記高密度の物質を生成するために融解される、またはたとえば酸などの中で溶解されることを特徴とする
    方法。
21. 請求項１から１９の一項に記載の分離器の、生成物バッチの使い捨て処理のための廃棄可能な分離器としての使用。

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