JP2597697B2 - 排出装置つき遠心分離機 - Google Patents

排出装置つき遠心分離機

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JP2597697B2
JP2597697B2 JP63508185A JP50818588A JP2597697B2 JP 2597697 B2 JP2597697 B2 JP 2597697B2 JP 63508185 A JP63508185 A JP 63508185A JP 50818588 A JP50818588 A JP 50818588A JP 2597697 B2 JP2597697 B2 JP 2597697B2
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インゲ,クラエス
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ラゲルステット,トルグニイ
ボルグストローム,レオナルド
カールソン,クレス‐ゴルラン
モベルク,ハンス
ノボ,オレ
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アルフアーラヴアル セパレーション アーベー
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04BCENTRIFUGES
    • B04B1/00Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles
    • B04B1/04Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles with inserted separating walls
    • B04B1/08Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles with inserted separating walls of conical shape
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04BCENTRIFUGES
    • B04B11/00Feeding, charging, or discharging bowls
    • B04B11/02Continuous feeding or discharging; Control arrangements therefor

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  • Centrifugal Separators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、液状混合物の流入口と、流入口に接続され
て液状混合物の成分を分離するための分離室と、排出室
とを形成するロータを有する遠心分離機に関する。排出
室は軸方向に離れてある2つの端壁と、これらの端壁の
間に広がっている円周壁によって境界を定められ、分離
室に接続された流入口と、排出室に設けられている排出
装置にある流出口と、排出室の内側表面の一部分と共に
設けられ、ロータの稼働中に回転する液体を形成するよ
うに排出室の内部にある液状の成分を回転の中に伴出す
る装置とを有している。この液体は、円周壁の半径方向
の内側で、半径方向内側に向かう環状の自由液体表面を
有している。排出装置は、運転中には排出室の液体のな
い中心部から自由液体表面の半径方向外側のレベルまで
延びている。
従来知られているこの種の遠心分離機においては、前
記の伴出装置は排出室の中で軸方向に、しかも、半径方
向に広がっている複数の翼によって構成されている。ロ
ータの稼働中、排出室の中を回転する液体は、そのとき
翼に接触して、回転している液体の自由液体表面のレベ
ルより外側まで半径方向に広がっている排出装置の一部
分に接触するだろう。静止しているか、ロータよりも低
い回転速度で回転している排出装置は、ロータの回転
中、回転する翼が液体を伴出するときに、液体の回転運
動を遅らせる。この結果、液体の異なった部分は異なっ
た回転速度を得て、異なった遠心力の影響を受けること
になろう。このことが排出室の内部で、排出装置の外部
に沿った層で半径方向内側への流れの成分と複数の翼に
沿った層で半径方向外側への流れの成分とからなる液体
の内部循環を作り出す。自由液体表面においての複数の
翼に沿っての各成分の流れの速度は相当なものになり得
るので、このことは流れている成分によって自由液体表
面の半径方向内側にある空気や他の気体が伴出され、排
出装置の流入口を通って外に、そして流出口を通って流
れ出るという危険の増大を意味している。伴出された空
気の一部は気泡の形で伴出される一方で、伴出された空
気の一部分は分離された成分の中に溶けているだろう。
その上、このような複数の翼の形をした伴出装置は、ま
た、分離された成分に機械的な歪を作り出し、多くの場
合この伴出装置は分離された成分に有害な影響を有す
る。
流出口から流れ出る成分中の空気の混合を減らすため
に、自由液体表面と排出装置の流入口との間の半径方向
の距離を増加することができる。液体の表面で分離され
た成分によって伴出され、排出装置の流入口に向かって
半径方向外側に向かう空気の一部は、自由液体表面に向
かって半径方向内側に移動する空気の気泡の形で分離さ
れる。自由液体表面と排出装置の流入口との間の半径方
向の距離が大きい程、排出される成分に含まれる空気の
混合は少なくなる。
上述の問題は、排出室の半径方向の最も奥の端部と排
出装置との間の間隙を経て、排出室がロータの周囲の方
向に広がっているところの、遠心分離機において特に顕
著である。この端部は、これらの遠心分離機において上
記の距離が増大する可能性を制限する。多くの場合この
ことは、空気の含まれない成分を得ることはできないこ
とを意味する。
本発明の目的は、分離された成分が、僅かな程度の空
気の混合を持って排出室から排出されることができ、か
つ、排出室の中で穏やかに伴出される、冒頭に述べた種
類の遠心分離機を提供することにある。
この目的は、本発明によれば、この種の遠心分離機に
おける前記伴出手段が、ロータに固定された少なくとも
1つの円盤を含む事実によって達成される。ロータの回
転軸のまわりに広がっている円盤は少なくとも、自由液
体表面のレベルより半径方向で外側に、しかし、排出装
置の最も外縁部のレベルより半径方向で内側に広がって
いる部分を有している。好ましい実施例においては、前
記円盤の少なくとも1つが、排出装置の実質的には軸方
向に向いている外側の表面の近くに、なるべくならばこ
れと平行に設けられ、前記円盤と前記表面との間には空
間が形成されている。
この遠心分離機の構造によって、排出装置の近くにあ
る分離された成分の一部は、公知の遠心分離機より少な
い程度しか伴出されないが、排出室の中に存在する分離
された成分の所望の排出に必要な伴出が得られる。
これによって、分離された成分と排出装置が同じ速度
では回転しないという事実の結果として、排出装置の近
くにおいて必然的に得られることであるが、半径方向で
内側に向かう流れの減少が達成される。このことはま
た、上記の内部での循環が減少することを意味してい
る。
また、この構造により達成される利点は、稼働中に排
出室の中で半径方向に外側向きの流れが、少なくとも1
つの円盤の沿った大きな断面積を持った1層か複数の層
にわたって一様に分配されることである。この結果、半
径方向の流れの局部的な最大速度は低くなるであろう。
半径方向に外側向きの流れは、1つの円盤によって分け
られる2つの空間に分配されるか、もしそれ以上の数の
円盤が用いられる場合にはそれ以上に分けられる空間に
分配され、流れの速度を更に低下させ空気についての伴
出の効果を低下させる。
このように伴出装置を設計することにより、分離され
た成分の接触は広い面積にわたって起き、そうしてこの
ことは分離された成分の穏やかな処理を意味している。
本発明は、添付の図面を参照することによって、以下
により詳細に述べられることになる。すなわち、第1図
は本発明による遠心分離機の一部分の軸方向断面図であ
り、第2図は本発明の他の実施例の遠心分離機の一部分
の要部軸方向断面図であり、第3図は本発明の第3の実
施例の遠心分離機の一部分の要部軸方向断面であり、第
4図は本発明の第4の実施例の遠心分離機の一部分の要
部軸方向断面であり、第5図は排出装置とそれに隣接し
ている円盤との間の空間での半径方向の流れの速度分布
図である。
第1図で示される遠心分離機は、固定リング3によっ
て連結された下方部分1と上方部分2とを有するロータ
よりなっている。ロータの内部にはバルブスライド4が
設けられている。このバルブスライド4は、上方部分2
と共に分離室5の境界を定め、また、分離室5と、ロー
タに供給された液状混合物から分離されて分離室5の外
周縁部に集められている成分のための流出開口6との間
の、分離室5の最も外周縁部にある環状の間隙を開放さ
せたり閉鎖させたりするように設けられている。バルブ
スライド4は下方部分1と共に、封入した液体のための
流入口と絞られた流出口とが設けられた密閉室7の境界
を定めている。これらの流入口と流出口とは図面には示
されていない。
分離室5の内部には、多数の円錐形の分離円盤よりな
る円盤集合体8が、分配器9と上方部分2との間に設け
られている。上方部分2は、図示されているように、そ
の上端において、混合物の中で比較して軽い液状成分が
分離室5から流入口11を経て流入することのできる排出
室10を形成する。排出室10は、2つの軸方向に離れてい
る端壁12,13と、これらの間に広がっている円周壁14と
によって境界が定められている。
排出室10の中央を通って、分配器9の内部に開口して
いる静止した流入管15が設けられている。この流入管15
のまわりに、排出室10の中にまで伸びている比較して軽
い成分のための静止した流出管16が設けられている。排
出室10の内部には、流入管15のまわりに静止した排出装
置17が設けられている。排出装置17は排出室10の中で中
央の流入管から半径方向に外方に広がり、その最大半径
の所に流出管16の内部と通じる流入口18が少なくとも1
つ設けられている。
排出室10の中には、2つの円盤19が、排出室の中に存
在する分離された成分の伴出のために、ロータにしっか
りと結合されて排出装置17の軸方向の両側に設けられて
いる。円盤19は、ロータの軸を取り巻き、稼働中は回転
する液体の中に、すなわち排出室10の中で分離された成
分によって形造られた半径方向内側の方に向いている自
由液体表面の半径方向外側に、位置する部材として設計
されている。排出装置17に設けられた流入口18が、さら
にまた液体の中にある。
第1図で示された実施例と異なる第2図で示される実
施例では、排出装置17の軸方向の両側に複数の円盤19が
設けられており、複数の伴出翼20が排出室10の半径方向
の最も外側の部分に設けられている。
第1図および第2図による2つの実施例において、分
離室5と排出室10との間の複数の流入口11は、複数の流
入口18が設けられている半径レベルとほぼ同じ半径上に
設けられている。一方、第3図による実施例における流
入口11aは、流入口18が設けられている半径よりも小さ
な半径のところで端壁12を貫通して設けられている。
この実施例においては複数の円盤19aは、排出装置17
から隔たるに従って外径が小さくなるように設計されて
いる。排出装置17の軸方向の反対側では、複数の円盤19
は、第2図で示された複数の円盤と同じ構造である。
他の実施例が示されている第4図において、排出室10
の中で流入口11aと排出装置17との間にある複数の円盤1
9bには、成分がそれを通って軸方向に流れることができ
るように複数の孔が備えられている。排出装置17の軸方
向の両側の、排出装置17に最も近い円盤19cには、第4
図に示されるように、流入口18が設けられている半径よ
りも小さな半径の所に少数の複数の孔が備えられてい
る。排出室10の流入口11aの反対側の部分にある他の複
数の円盤19は、第2図で示されるように、第2図で示さ
れる複数の円盤と同じ種類のものであってよい。
第5図において、排出装置17と、排出装置17に隣接し
ロータに結合している円盤19との間の空間の一部分の軸
方向の断面図が示されている。この空間の中の半径Rの
ところでどのように半径方向に流れるかを示す半径方向
速度分布が、この空間の中に示されている。排出装置17
に最も近い層において、成分は半径方向で内側の方に流
れるのに対して、ロータと共に回転する円盤に最も近い
層においては半径方向で外側の方に流れる。これら2つ
の層の間の層では、この場合、半径方向の流れは起きな
いが、接線方向の流れだけが存在する。
本発明によって設計された遠心分離器の作用は次のよ
うなものである。
遠心分離機を起動するとロータは回転を始め、分離室
5は流入口(図示されていない)を通じて密閉室7に供
給される封液によって密閉される。分離室5が密閉する
と、遠心分離されるべき液状混合物は流入管15と分配器
9とを通って分離室5に供給される。次第に分離室が満
たされ、ロータが稼働定格回転数に達し、分離室内部で
は諸条件が安定する。液状混合物の成分は、作用する遠
心力の影響によって分離される。
このとき、分離は主として円盤集合体8の複数の円錐
形円盤の間の空間において行なわれる。分離が行なわれ
る間、混合物の比較して重い方の成分は半径方向外側に
投げやられて分離室の半径方向の最も外側の部分に集め
られ、それに反して比較して軽い方の液状成分は、これ
らの空間の半径方向の内側の方に流れる。
比較して重い方の混合物の成分は、稼働中に断続的
に、ある時間の間だけバルブスライド4が円周上の流出
開口6を開放することにより、取り除かれる。
分離室5から流入口11を通って排出室10の方に流出す
る比較して軽い方の液状成分は、排出室10の中で半径方
向内側の方に向いた自由液体表面を有する回転する液体
となる。排出室10の中にある液状成分は、静止した排出
装置17から、その流入口18を通って排出される。排出室
10の中にある液状成分の伴出は、ロータと共に回転する
複数の円盤19と、分離室の壁の他の内側表面とによって
穏やかに行なわれる。排出装置17に最も近い空間にある
分離された液状成分は、排出装置17の外側表面に接する
ことによって速度が落ちるがゆえに、排出装置17に最も
近い位置に設けられた円盤19に接することによってのみ
伴出される。それによって、排出室10にある液体の異な
る部分は異なる回転速度を得るであろう。液状成分と排
出装置17の外側表面との接触は、排出室10の中で循環流
が生じることを意味し、液状成分は、排出装置17の外側
の表面に沿って半径方向内側に、また軸方向に並んでい
る複数の円盤19の表面と排出室10の壁の内側表面に沿っ
て半径方向外側に流れる。これゆえに、排出装置17に最
も近い空間にある液体の部分だけが部分的にロータの回
転に伴出され、この空間の液体と排出装置との間の回転
速度の差は少なくなり、それによってまた半径方向で内
側に向かう流れと、その結果、内部の循環流は小さくな
る。排出装置17とそれに隣接する円盤19との間の空間に
おいて、半径方向の流れがどうなっているのかは第5図
に図解されていて、その図の中でこの空間における半径
方向の流れの速度分布が描かれている。
この半径方向外側への流れ、排出室10を通過する流れ
の結果として起こりうる半径方向外側に向かう流れは、
複数の円盤に近接する比較的多くの層にわたって分布し
ている。この結果、局部的な最大流れ速度は低く抑えら
れ、このことは、自由液体表面では空気の混合の危険が
特に大きいので、自由液体表面においては特に重要なこ
とである。
第2図に示されように、円盤の数は、伴出に対する現
実の必要性に合わせて、簡単に調節することができる。
また、第2図、第3図、第4図に示されるように、排出
室10の中で軸方向と半径方向に広がっている伴出翼20に
よって、複数の円盤を補なうことが可能である。また、
これらの伴出翼は排出室の半径方向の外側の部分に設け
られるのが望ましい。
排出室10内を通過する流れの結果としての排出室10内
での半径方向の流れは、第1図や第2図で示されるよう
に、流入口18が設けられている半径と実質的には同じ半
径のところに流入口11を設けることにより、減少させる
かまたは消滅させることができる。
しかしながら、時には、第3図や第4図に示されるよ
うに、分離室内部の所望の半径の所で異なる液体レベル
を保つことができるように、前記流入口18の半径方向で
内側に流入口11aを設けることが必要である。
これらの場合において、通路11aと排出装置17との間
に設けられた複数の円盤が、第3図に示されるように、
排出装置17から隔たるほど外径が減るように設計される
ことや、第4図に示されるように、異なる空間を通り流
入口18に向かう軸方向の流れを促進するための複数の孔
をこれら複数の円盤に備えることが考えられる。
複数の孔が備えられた複数の円盤19bは、排出室の流
入口11または11aの反対側にある部分にも当然使用する
ことができ、それによって液状成分が他の空間に流れ出
ることができ、また、円盤からの伴出効果もよりよく利
用することができる。排出装置17に最も近い複数の円盤
19cには、応用のために、流入口の内側の適当な半径の
ところに少数の孔を備えることが好ましい。この結果、
これら複数の円盤の伴出効果は高水準を保つことがで
き、排出装置17と隣接した円盤19cとの間の空間におけ
る液状成分の自由液体表面がこれら複数の孔の所また
は、これら複数の孔の半径方向内側の所にあるとき、す
なわち伴出効果を増す必要のある時に、隣の空間への流
れ出しが生じる。
もちろん、複数の円盤19を排出装置から距離が増える
につれて内側の半径が大きくなるように設計することに
よって、必要とされる伴出効果に対する複数の円盤19の
伴出効果の調節をなしとげることは極めて容易である。
例で示されるように、排出室10の中にある成分は比較
して軽い方の液相よりなっている。本発明は当然のこと
ながら比較して重い方の液状成分を排出することまで包
含している。そのときは、付着した流出通路は、排出室
の外側の部分とつながっている流路と連結されている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラゲルステット,トルグニイ スウエーデン国 エス‐113 52 スト ツクホルム デーベルンスガータン 89 (72)発明者 ボルグストローム,レオナルド スウエーデン国 エス‐124 35 バン ドハーゲン 3 テーアール スケボク ヴアルンスヴエーゲン 269 (72)発明者 カールソン,クレス‐ゴルラン スウエーデン国 エス‐146 00 ツリ ンゲ スコゲムスヴエーゲン 63 ベー (72)発明者 モベルク,ハンス スウエーデン国 エス‐116 47 スト ツクホルム 2 テーアール ベルマン スガータン 21 (72)発明者 ノボ,オレ スウエーデン国 エス‐146 00 ツリ ンゲ ノルダンヴエーゲン 15

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】液状混合物の流入口(12)と、流入口(1
    2)に接続され液状混合物の成分を分離するための分離
    室(5)と、排出室(10)とを形成するロータを有し、
    前記排出室(10)が、軸方向に離れてある2つの端壁
    (12,13)とこれらの端壁の間に広がる円周壁(14)に
    よって境界を定められ、分離室(5)に接続された流入
    口(11,11a)と、排出室(10)に設けられた排出装置
    (17)にある流出口と、排出室(10)の内側表面の一部
    分とともに設けられ、円周壁(14)の半径方向内側にあ
    って円周壁(14)の半径方向内側を向く実質的に円筒形
    状の自由液体表面を有する回転液体を形成するように、
    排出室(10)の中にある液状の成分をロータの稼働中に
    回転の中に伴出する手段とを有し、前記排出装置(17)
    が運転中には排出室(10)の液体のない中心部から自由
    液体表面の半径方向外側のレベルまで延びている遠心分
    離機において、前記伴出する手段が、ロータの回転軸の
    まわりに広がっていて、ロータにしっかりと結合され、
    少なくとも一部分が自由液体表面のレベルより半径方向
    外側に、かつ、排出装置(17)の最も外側の部分のレベ
    ルより半径方向内側に広がっている少なくとも1つの環
    状円盤(19,19a,19b,19c)を含むことを特徴とする遠心
    分離機。
  2. 【請求項2】少なくとも1つの円盤(19,19a,19b,19c)
    が、排出装置(17)の外側の実質的に軸方向に向いた表
    面に近接して、好ましくは平行に設けられ、前記円盤
    (19,19a,19b,19c)と前記表面との間に空間が形成され
    ていることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の遠
    心分離機。
  3. 【請求項3】少なくとも1つの円盤(19,19a,19b,19c)
    が、排出装置(17)の軸方向のいずれの側にも設けられ
    ていることを特徴とする特許請求の範囲第1項または第
    2項記載の遠心分離機。
  4. 【請求項4】円盤(19,19a,19b,19c)が、排出室(10)
    を、流れを制限することなく、また排出装置(10)の流
    入口(18)と実質的に同じ半径上に設けられている通路
    を経て互いに連絡している複数の空間に分けることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項ないし第3項のいずれか
    1項記載の遠心分離機。
  5. 【請求項5】少なくとも2つの円盤(19,19a,19b,19c)
    が、排出装置(17)の軸方向の同じ側に設けられ、軸方
    向にこれら複数の円盤(19,19a,19b,19c)に対向してい
    る排出装置(17)の外側の表面と実質的には平行に広が
    っていて、複数の円盤(19,19a,19b,19c)は排出室(1
    0)を円盤の間の空間や、円盤のうちの1枚と前記表面
    との間の空間とに分けることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項ないし第4項のいずれか1項記載の遠心分離
    機。
  6. 【請求項6】排出室(10)の流入口が、排出装置(17)
    の流入口(18)と実質的に同一の半径レベルで、一方の
    端壁(12)を突き抜けて設けられていることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項ないし第5項のいずれか1項記
    載の遠心分離機。
  7. 【請求項7】排出室(10)の流入口(11a)が、排出装
    置(17)の流入口(18)の内側のある半径レベルに設け
    られていることを特徴とする特許請求の範囲第1項ない
    し第5項のいずれか1項記載の遠心分離機。
  8. 【請求項8】少なくとも2つの円盤(19,19a,19b,19c)
    が排出室(10)の流入口(11,11a)と排出装置(17)と
    の間に設けられ、円盤(19a)の外径が排出装置(17)
    から遠ざかるに従って減少することを特徴とする特許請
    求の範囲第7項記載の遠心分離機。
  9. 【請求項9】少なくとも1つの円盤(19,19a,19b,19c)
    が排出装置(17)の流入口(18)の半径レベルより半径
    方向外側に広がっていることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項から第8項のいずれか1項記載の遠心分離機。
  10. 【請求項10】前記円盤(19b,19c)が、円盤(19b,19
    c)の両側の空間の間の軸方向の連絡のための、前記自
    由液体表面と円盤(19b,19c)の外径との間に設けられ
    た少なくとも1つの孔を有することを特徴とする特許請
    求の範囲第1項ないし第9項のいずれか1項記載の遠心
    分離機。
  11. 【請求項11】前記伴出する手段(19,19a,19b,19c)
    が、ロータに固着され半径方向と軸方向に広がっていて
    少なくともその一部分が前記自由液体表面の半径方向外
    側に位置している、少なくとも1つの翼の形をした部材
    (20)を有することを特徴とする特許請求の範囲第1項
    ないし第10項のいずれか1項記載の遠心分離機。
JP63508185A 1987-10-08 1988-10-04 排出装置つき遠心分離機 Expired - Lifetime JP2597697B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8703884A SE459159B (sv) 1987-10-08 1987-10-08 Centrifugalseparator med utmatningsorgan
SE8703884-0 1987-10-08

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Publication Number Publication Date
JPH03500380A JPH03500380A (ja) 1991-01-31
JP2597697B2 true JP2597697B2 (ja) 1997-04-09

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ID=20369798

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63508185A Expired - Lifetime JP2597697B2 (ja) 1987-10-08 1988-10-04 排出装置つき遠心分離機

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US (1) US5024648A (ja)
EP (1) EP0370068B1 (ja)
JP (1) JP2597697B2 (ja)
DE (1) DE3872713T2 (ja)
SE (1) SE459159B (ja)
WO (1) WO1989003250A1 (ja)

Cited By (1)

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