JP4435696B2 - 液圧による速度差決定を行う遠心分離機 - Google Patents
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Description
そのように介在されるギアボックスを実現するもう1つの可能性は、作動液(hydraulic fluid)のフローを速度に関してその大きさ決定する際の容易さのために、制御することが容易な液圧モータである。制御によって速度差を可変にできることは、特に好都合である。なぜなら、処理すべき特有のサスペンション次第では、分離が試行錯誤によって容易に最適化され得るためである。この観点では、時間単位ごとのサスペンションのフロー、特にその濃度(consistency)が均一でなく、開ループおよび閉ループ制御の組合せを必要とすることが考慮される必要がある。このことは、たとえば、サスペンションのパラメータが一定でない固体フェーズ等においては、蓄積物によって填塞した状態(plugged)になるという、装置の追加のリスクをもたらす慮がある。そのような蓄積物は、スクロールのトルクの増加によって示されるが、速度差の増加によって、填塞(plugging)のリスクを和らげる際に取り出される固体物の増加が達成される。
また、特に問題なのは、中心にあって外部のモータ駆動アセンブリが停止しているときに、静止したボウルがそこに沈殿された固体から自由ではなくなる可能性があることである。介在されたギアボックスが変動速度、高トルク、低速走行、同時回転する液圧モータによって得られる遠心分離機の例は、フランス特許542 659号、フランス特許69 42 189号、および、米国特許3,923,241号に記載される。ボウルとスクロール間に介在された液圧モータに供給するために必要なものは、外部に静止して配置されたポンプアセンブリであり、このことは上記した先行技術から明らかである。なぜなら液圧モータに供給する作動液のフローは、静止したフィード回路から回転する遠心分離システムに対して伝達される必要があるからである。これは、たとえばスリップリング/ブラシによって電気モータと類似した、いわゆるロータリーフィードスルーという手段によって達成される。高容積から得られる、高圧下での十分な量の作動液のフィードフローのために、ロータリーフィードスルーは、フローと圧力の双方に関して高い要求にさらされ、それによって、この問題のあるコンポーネントに関係があるサイズの問題、その他特に、液漏れの問題が主要な困難性をもたらすのである。
したがって、同時回転する液圧モータは、低重量設計、良好な閉ループ制御やレギュレーション、長持ちする動作に関する顕著な複数の利点を兼ね備えるものの、従来から必要とされるロータリーフィードスルーが欠点となっている。
しかしながら、実質的により複雑でない構成のロータリーフィードスルーがさらに必要とされる。フィードポンプと液圧モータ間のフィード回路が不安定であるためである。フィードポンプと液圧モータの液漏れ損失は不可避であり、作動液自体は、温度による影響および負荷に起因して一定ではなく、その状態を整えること(conditioning)が必要となる。この目的のため、作動液のフローの一部が分岐され、排出回路を介して状態が整えられる。
すなわち、
・分離したポンプアセンブリが必要ない点、
・単に1つの電気モータしか要しない点、
・装置はモータ動力の使用が少なく、スクロールの過負荷と生成物(product)の供給停止時には、電気モータは、スクロールを駆動するためにより大きな動力を供給することが可能である点、
・動力の供給停止時に、スクロール駆動の動作がボウルの停止に至るまで保証される点、
・軽量およびコンパクトな構成である点、
・ボトルネックがない短い導管路によって、および、ロータリーフィードスルーにおけるフロー損失の除去によって、全体の効率が改善される点、
である。
このエネルギーの節約の観点は、特にフランス特許69 42 189号、および、米国特許3,923,241号に関係するシステムとは対照的に優れている。
動作中の液室(chamber)は択一的に分配器12f経由で作動液を受け、その作動液(hydraulic fluid)は、交替で、ポンプ11によって供給される。ポンプ11のロータシャフト13は、ロータシャフト13のトルクを支持する(静止した)レバーアーム15に固定される。スクロールシャフト14は、非回転の状態でロータ12cに挿入されている。したがって、関係するものは、ブロック回路図によって基本的に図解された閉循環における、回転する流体静力学のギアボックスである。そのようなギアボックスは、循環内の液体の一部(15〜25%)が戻される前に冷却およびフィルタリング(排出)のために連続的に吐き出される(drawn off)連続的動作に対してのみに適しているであろう。排出回路は、システムの低圧側に配置され、これにより、ポンプの型式に応じて、(特に高速時に)ポンプの吸引領域においてキャビテーションが発生しないように最小バイアス圧がしばしば設けられる。
Claims (9)
- 回転して搭載されるボウル(1)と、
前記ボウルと同心で回転するように搭載され、前記ボウルと所定の速度差をもって回転するスクロール(5)と、
を備え、
前記ボウル(1)と前記スクロール(5)は、前記速度差を制御する液圧モータ(12、21)によって動力が与えられ、
前記液圧モータ(12、21)に対する作動液の供給がフィードポンプ(11、23、41)によって行われる遠心分離機であって、
前記液圧モータ(12、21)に対して、前記フィードポンプ(11、23、41)が同時回転するように配備されるが、フィードポンプのロータシャフト(13)は同時回転せずに外部に支持され、
前記フィードポンプ(11、23、41)によって前記液圧モータ(12、21)へ供給される前記作動液のフローの変化が、液圧モータ及びフィードポンプと同時回転するように配置される調整部(42、43、29、30)によってもたらされること
を特徴とする遠心分離機。 - 請求項1記載の遠心分離機であって、前記フィードポンプ(41)は一定の容積を有し、
前記調整部はフロー制御バルブ(42、43)であり、不要な作動液を、前記液圧モータ(12、21)によって液体回路の非加圧領域に戻すこと
を特徴とする遠心分離機。 - 請求項2記載の遠心分離機であって、
前記フロー制御バルブの制御絞り(40)は、前記液圧モータ及び前記フィードポンプを含む回転系の外部に設けられること
を特徴とする遠心分離機。 - 請求項2記載の遠心分離機であって、
前記フロー制御バルブの制御絞り(37)は、リターン圧(バルブ46)によって制御されるか、または、比例磁石若しくはソレノイド(36)によって作動されること
を特徴とする遠心分離機。 - 請求項1記載の遠心分離機であって、前記フィードポンプ(23)は可変の容積を有し、
前記調整部は、サーボ部(31)を介して作動される、液圧作動のシリンダ(29)であること
を特徴とする遠心分離機。 - 請求項5記載の遠心分離機であって、
前記サーボ部(31)は、比例磁石若しくはソレノイド(36)を介して直接的に作動されること
を特徴とする遠心分離機。 - 請求項5記載の遠心分離機であって、
前記サーボ部(31)は、チャージポンプ(26)のチャージ圧を介して直接的または間接的に作動されること
を特徴とする遠心分離機。 - 請求項1記載の遠心分離機であって、
作動液の状態を整えるためのフィルタ(24)及び冷却器(25)が、前記液圧モータ及び前記フィードポンプを含む回転系の外部に設けられること
を特徴とする遠心分離機。 - 請求項7記載の遠心分離機であって、
前記チャージポンプ(26)が同時回転するように配置されること
を特徴とする遠心分離機。
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