JP3174320B2 - フィルター反転式遠心分離機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ハウジングの中に回転自在に取付けられた
自己支持ドラムを具備するフィルター反転式遠心分離
機、すなわち反転可能なフィルターを有する遠心分離機
であって、前記ドラムが半径方向のろ過液通路を有しか
つ超過圧力又は過小圧力を受けることができ、前記遠心
分離機がまた、前記ドラムの開放された前側を閉じる蓋
を有し、前記ドラムと蓋とが相互に対し軸方向に移動可
能であり、さらに、前記蓋に配設されたろ過されるべき
懸濁液のための供給開口と、該供給開口を通ってシール
状に挿入される供給パイプとを具備している、フィルタ
ー反転式遠心分離機に関するものである。

この型式の公知のフィルター反転式遠心分離機（ドイ
ツ特許公開第3740411号）において、組合された回転摺
動シールが固定供給パイプと蓋の供給開口との間に配設
され、ドラムの中の圧力又は過小圧力作用させるように
している。蓋の供給開口に直接配設されるこの組合され
た回転摺動シールは、避けることのできない摩擦シール
要素のため、ドラムの領域にろ過された生産物の汚染を
生じ易い激しい摩損を生じるという欠点を有している。
ドラムがろ過工程中に非常に高い回転数で回転するた
め、著しい汚染を生じる激しい摩損をもたらすことにな
る。

本発明の目的は、ドラムの供給開口の部分に摩損を生
じさせる組合された回転摺動シールを省略することので
きるように、一般型式のフィルター反転式遠心分離機を
改良することである。

上記の目的は、供給パイプがその長手方向軸線の周り
に回転自在に取付けられそしてこの軸線の周りにドラム
と共に回転することができる本発明によって達成され
る。

本発明の総括概念により供給パイプとドラムが同期し
て回転するので、供給パイプが挿入されるドラムの蓋の
供給開口はシール要素を摩擦することのない簡単なシー
ルを設けることが必要であるにすぎない。これにより、
摩損の汚染する傾向は完全に回避される。

本発明の好適な実施態様の以下の記載は添付図面と関
連して本発明をさらに詳細に説明するのに役立つ。

図面において、 第１図はフィルター反転式遠心分離機の部分切断概略
図である。

第２図は第１図のＡ部分の拡大詳細図である。

第３図は第１図に比較して変更されたフィルター反転
式遠心分離機の実施態様の概略及び拡大部分断面図であ
る。

第１図に概略的に示されるフィルター反転式遠心分離
機は、機械全体をシール状に包囲しまた中空シャフトが
固定機械フレーム２上の軸受４に回転自在に取付けられ
たハウジング１を具備している。第１図の右側に位置し
かつ対応の軸受４を越えて突出する中空シャフト３の端
部（図示しない）が駆動モータ（図示しない）に連結さ
れ、この駆動モータを介して中空シャフト３が迅速に回
転するようにされる。

中空シャフト３の内側に、中空シャフト３に回転しな
いよう接合された軸方向に移動可能なシャフト５が配設
される。シャフト５はしたがって中空シャフト３と共に
回転するが、しかし依然として中空シャフトの内側で軸
方向に移動可能である。

第１図の左側に向って軸受４を越えて突出する中空シ
ャフト３の端部に、底部８に連結されたフランジとなっ
ている。自己支持の回転しないカップ形状の遠心ドラム
７が取付けられている。ドラム７はその円筒形側壁９に
半径方向に延びる放出開口11を有している。ドラム７は
底部８とは反対側の前側が開放している。この開放した
前側を取巻く開口のフランジ状縁12が保持リング13によ
り、本質的に管状に構成されたフィルター（ろ過布）15
の一方の縁14にシール状に締めつけ固定される。フィル
ター15の他方の縁16は同様に底板17にシール状に連結さ
れ、この底板は底部８を自由に貫通する可動シャフトに
堅く連結されている。フィルター15は放出開口11によっ
て形成されたろ過液通路を被覆する。

中間の空間を自由に残し、堅いスペーサボルト18を介
し底板17には遠心室蓋19が堅く取付けられ、この蓋19が
ドラム７の遠心室をその開口の縁に係合することにより
底板17と共に緊密に閉鎖し、またシャフト５が中空シャ
フト３から軸方向外側に移動することによりドラム７か
ら自由に離れるよう上昇することができる。他の実施態
様においてはドラム７が同じ目的で固定した蓋19に対し
軸方向に移動することができる。

供給パイプ21が、第１図の左側に位置するフィルター
反転式遠心分離機の前端部に配設されている。この供給
パイプは固体成分と液体成分とに分離される懸濁液をド
ラム７の遠心室に供給する働きをする。このため、ドラ
ム７の蓋19は、供給パイプ21の自由端がドラムの内部に
また蓋19が閉じられた時に入る中央の自由開口22を有し
ている。

第１図の左側に示されるように、供給パイプ21は、ハ
ウジング１に固く連結されしかもこのハウジングの外側
に位置している固定軸受ブロック23の回転軸受24によっ
て、長手方向軸線の周りに自己支持式かつ回転自在に取
付けられる。好ましくは電気モータのような駆動モータ
25、ベルト26及び供給パイプ21上に回転しないよう配設
された駆動プーリ27により、供給パイプ21はドラム７の
回転軸線と整列するその長手方向軸線の周りに回転する
ことができる。

通常のシャフトシール28が軸受ブロック23の供給パイ
プ21の外側をシールする。軸受ブロック23がろ過される
べき懸濁液が導入されるパイプラインに連結することの
できる供給開口29を有している。この供給開口29から懸
濁液が供給パイプ21に直接導入されそしてここからドラ
ム７に導かれる。

第２図の拡大図に最も良く見られるように、ドラムと
共に回転するブッシュ31が、ドラム７の蓋19にその中心
にかつドラムの回転軸線と同軸に堅く取付けられてい
る。供給パイプ21の自由端の近くに、リング形状の閉じ
られた弾性膜32がパイプ端部の淺い空隙の内部に配設さ
れる。供給パイプ21の壁の中に延びる管路33を介して空
気圧又は油圧媒体が膜とこの膜の近くの供給パイプ21の
外壁との間に導入される。この媒体の圧力のもとに、膜
32は半径方向外側に移動しブッシュ31の内壁の直ぐ周り
に位置し、それにより供給パイプ21とドラム８の蓋19と
の間に完全に圧力に耐えるシールが得られるようにす
る。第１図に見られるように、管路33は、膜32に対する
上記圧力媒体を通路35を介して導入することのできる軸
受ブロック23の環状凹所34に開口する。

第１図において、膜32はこれがブッシュ31に当接して
シールしている外側に移動した状態で示されている。第
２図はその頂部側において膜32の同じ状態を示す。第２
図はその底部側においてその解放された圧力状態で示さ
れ、この状態では膜がその弾性によりパイプ21の端部に
おける上記空隙に嵌まるよう引っ込み、それによりスリ
ーブ31と膜32との間に蓋19が供給パイプ21の上を自由に
移動できる空隙が完全に保持されるようにする。

第１図に示されるように、出口通路37を有するもう１
つの空隙36が軸受ブロック23の２つのシャフトシール28
の間に設けられる。この空隙36とこの通路37とにより、
ろ過工程の間小量が第１図の左側に位置するシャフトシ
ール28の背後を通過した懸濁液が緊急時に開口の中に流
れ出ることができる。

図示のように供給パイプ21はその全長にわたって管路
38によって貫通され、この管路は軸受ブロック23に堅く
連結され、すなわち供給パイプ21の回転中動かないよう
に保持される。軸受ブロック23の中の管路38は高圧源か
低圧源かのいずれかに連結することができ、それにより
閉じられたドラム７の内部に超過圧力又は過小圧力が導
入され、この圧力に対してすでに説明したように、ブッ
シュ31と膜32とにより形成されるシールが密封作用をす
る。

供給パイプ21は軸受ブロック23に回転自在に取付けら
れることによりドラム７と同期して回転することができ
るので、開口22の近くで供給パイプ21とドラム７との間
に何らの摩擦も生じない。ブッシュ31と膜32とはまた同
期して回転するので、ドラム７の中の懸濁液の汚染を生
じるような摩損が全くない。摩損はせいぜいシャフトシ
ール28上に少し発生するだけである。しかしこれは凹所
36と通路37とを介してドラム７に入ることなく流れ出る
ことができる。

ドラム７が開かれ蓋19がドラムから離れるよう上昇さ
れ第１図に点線で示される位置に移行された時、膜32は
すでに述べたように第２図の底部側に示されるその解放
位置に移動され、それにより蓋19が何ら摩擦なしに供給
パイプ19に沿って自由に移動できるようになる。軸方向
に固定された供給パイプ21の自由端はシャフト５の穴39
の中に入る。（この穴39は第１図では余白がないため軸
方向に短かくされている。） 作動中、上記フィルター反転式遠心分離機は最初第１
図に示される位置をとり、この位置で圧力媒体が作用す
る膜32が蓋19と供給パイプ21との間にシールをもたら
す。移動可能シャフト５が中空シャフト３の中に引込ま
れ、それによりシャフト５に連結された底板17が遠心ド
ラム７の底部の近くに位置しフィルター15がドラムの中
へと移動しそれによりフィルターがドラムの内部にある
ようにする。遠心室蓋19がそのためドラム７の開口の縁
にシール状に位置する。ドラム７の比較的遅い回転の間
ろ過されるべき懸濁液が供給パイプ21を介してドラムの
遠心室の中に供給される。この充填工程が完了した後、
ドラムは比較的速く回転される。懸濁液の液体成分はド
ラム７の開口11を通過しそらせ板40によって外側に案内
される。懸濁液の固体成分は通常のろ過固形物の形式で
フィルター15により保持される。

ろ過工程のうちのこの速いドラム回転の間、超過圧力
又は過小圧力が、ブッシュ31と膜32とにより形成される
シールが当接してシールするドラムの内部に管路38を介
して、発生される。

ろ過工程の完了後に、シャフト５はドラム７の比較的
低い回転の間及び管路38に連結された圧力源又は過小圧
力源を切換え遮断するとともにブッシュ31と膜32とによ
り形成されたシール閉鎖が開放された（第２図の底部側
参照）後に、左側に移動され、それにより第１図に鎖線
で示されるようにフィルター15が外側に向って移動され
これに付着した固体成分が外に出てハウジング１の中に
入る。ドラム７のこの開かれた位置で供給パイプ21は解
放された膜32を通ってシャフト５の穴39を自由に貫通す
る。

固体成分が投げ出されると、フィルター反転式遠心分
離機はシャフト５を戻すよう動かすことにより第１図に
示すようにその閉鎖位置に戻され、フィルター15はこれ
によりその逆方向に帰るよう移動される。このようにし
て遠心ドラム７を一定回転するようにして遠心分離機を
作動することができ、それによりドラム７における圧力
比を所望のように調整することができる。同時に、摩損
を生じそのためドラム７の遠心室内の懸濁液を汚染する
ような摩擦部分が、蓋19の供給開口22の領域に全く存在
しないようになる。

モータ25、ベルト26及び駆動プーリ27により、供給パ
イプ21は、ブッシュ31と膜32により形成されるシール閉
鎖が閉じられる前にドラムと同じ回転数に移行すること
ができ、そのため供給パイプ21とドラム７とが同一転し
ないことにより生じる望ましくない摩損が蓋の閉蓋中で
も全く生じないようになる。

モータ25による供給パイプ21の図示の駆動は単なる象
徴的な例である。実際に、供給パイプ21とドラム７の同
期的な駆動は例えば等しい設定値を持った複数の周波数
調整モータを用いることによりそれ自体公知の電気的又
は機械的手段によって実現される。

図示されかつ記載されたこの実施態様においては、供
給開口22の閉鎖の要素を形成する膜は供給パイプ21に固
定される。他の例として、圧力媒体が作用する膜もまた
供給開口22の内側に沿ってドラムの蓋19に固定されそれ
によりこの膜が、圧力媒体が加えられた時に供給パイプ
21の外壁に同心に当接しかつその全周に位置するように
なっている。この場合、膜に作用する圧力媒体の供給は
圧力ドラム７を介して行わなければならない。これは、
シャフト５、底板17、スペーサボルト18及び蓋19を通っ
て膜まで延びる第１図の通路41を表わす点線によって示
されている。

供給パイプ21の内部に超過又は過小の圧力を発生させ
る作用をする管路38はシャフト５に形成されこれもまた
第１図において点線で示される管路42によって置換える
ことができる。

第３図はフィルター反転式遠心分離機の変形実施態様
の軸受ブロック43を示し、この軸受ブロック43は第１図
の軸受ブロック23に対応している。第１及び３図と相互
に一致する部分は同一参照番号が付けられている。

第３図に示されるように、供給パイプ44はその反対側
に端部フランジ45を有している。リング形状の膜シール
46が、この膜シールの後側が軸受ブロック43に形成され
た管路47を介して圧力媒体を受けたならばフランジ45の
自由端面にシール状に当接することができる。この膜シ
ール46はその一部が、端部フランジ45に向って開放して
いる軸受ブロック43の対応環状間隙48に配置されてい
る。

長手方向軸線の周りにドラム７と共に一定回転する供
給パイプ44が、特に敏感な懸濁液がドラム７の中に充填
される間に回転供給パイプ44の壁の上に堆積した場合に
は作動不可能となることがわかっている。このような場
合には、ブッシュ31と膜32で形成されるシールが上記の
ように開放された場合もう１つの回転ドラム７によるこ
とが確実な充填工程の間供給パイプ44を動かないよう保
持するのが有利である。供給パイプ44が固定されている
時、弾性膜シール46はしかし容易に端部フランジ45に係
合するように移動される。このようにして、充填された
懸濁液はシャフトシール28の領域に到達するのが確実に
阻止される。ブッシュ31と膜32によって形成されるシー
ルがろ過工程の間閉鎖され供給パイプ44がドラム７と共
に回転する時、膜シール46は開いた状態にあり、すなわ
ち供給パイプの端部フランジ45から離れた状態にあり、
そのため膜シール46と供給パイプ44との間に望ましくな
い摩損が生じることがなくなる。

フィルター反転式遠心分離機の上記各実施態様におい
て、シール（ブッシュ31、膜32、シール46）は膜シール
として構成されている。このような膜シールはまた例え
ば管状の空気圧式又は油圧式に作動する弾性の圧搾可能
なシールの形式の他の閉鎖要素によって置換えることが
できることは明らかである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 米国特許5092995（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B04B 3/02

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジング（１）の中に回転自在に取付け
   られ半径方向のろ過液通路（11）を有し超過圧力又は過
   小圧力を受けることのできる自己支持ドラム（７）と、
   該ドラムの開放した前側を閉鎖しかつ前記ドラムに対し
   軸方向に移動可能な蓋（19）と、蓋に配設されたろ過す
   べき懸濁液のための供給開口（22）と、該供給開口を通
   ってシール状に挿入された供給パイプ（21）とを具備す
   るフィルター反転式遠心分離機において、前記供給パイ
   プ（21）がその長手方向軸線の周りに回転自在に取付け
   られかつ前記ドラム（７）と共に前記軸線の周りに回転
   することができることを特徴とするフィルター反転式遠
   心分離機。
2. 【請求項２】供給パイプ（21）が駆動手段（25,26,27）
   により本質的にドラム（７）と同期して回転するよう駆
   動可能であることを特徴とする請求項１に記載のフィル
   ター反転式遠心分離機。
3. 【請求項３】開放位置と閉鎖位置との間を前後に動くよ
   う任意に制御可能な閉鎖要素（32）が、供給開口（22）
   と供給パイプ（21）との間にシールが得られるように配
   設されていることを特徴とする請求項１に記載のフィル
   ター反転式遠心分離機。
4. 【請求項４】閉鎖要素（32）が供給パイプ（21）に連結
   されていることを特徴とする請求項３に記載のフィルタ
   ー反転式遠心分離機。
5. 【請求項５】閉鎖要素が空気圧又は油圧式に作動可能な
   弾性の圧搾可能なシールであることを特徴とする請求項
   ３に記載のフィルター反転式遠心分離機。
6. 【請求項６】圧搾可能なシールが環状膜（32）として構
   成されていることを特徴とする請求項５に記載のフィル
   ター反転式遠心分離機。
7. 【請求項７】供給パイプ（21）が、ドラム（７）の外側
   に供給開口（22）から距離をおいて配設された軸受ブロ
   ック（23）の中に回転自在に取付けられていることを特
   徴とする請求項１に記載のフィルター反転式遠心分離
   機。
8. 【請求項８】排出通路（37）が懸濁液を漏出させるため
   軸受ブロック（23）に設けられていることを特徴とする
   請求項７に記載のフィルター反転式遠心分離機。
9. 【請求項９】開放位置と閉鎖位置との間を前後に移動す
   るよう任意に制御可能なシール要素（46）が供給パイプ
   （44）と軸受ブロック（43）との間に配設され、前記シ
   ール要素が、供給パイプ（44）が回転していない時供給
   パイプを軸受ブロック（43）に対してシールすることを
   特徴とする請求項７に記載のフィルター反転式遠心分離
   機。
10. 【請求項１０】弾性膜シール（46）が、供給開口から離
    れた供給パイプ（44）の前側と軸受ブロック（43）との
    間に制御可能なシール要素として配設されていることを
    特徴とする請求項９に記載のフィルター反転式遠心分離
    機。