JP4562396B2 - 摩耗補強注入口を備えたデカンタ遠心分離機 - Google Patents

Description

本発明は、長手方向回転軸線および回転方向を有する中空ドラムを備えたデカンタ遠心分離機であって、上記ドラム内のスクリューコンベアは、少なくとも１つの螺旋状の巻体を支持するコア本体を備え、コア本体内には注入チャンバが設けられ、上記注入チャンバは、注入チャンバから上記ドラム内に材料を注入するための注入開口を有し、注入チャンバ内には、中央注入口が設けられるとともに、中央注入口と対向して端壁が設けられ、注入開口は、回転方向に対して後側に位置し且つ略軸線方向に延びる境界面を有し、上記境界面には摩耗補強体が設けられ、好ましくは略接線方向に延びる縁部が中央注入口に対して遠位側にあるデカンタ遠心分離機に関する。

また、上記後側境界面は、コア本体の面のうちの囲繞面内でその最前端部が径方向に位置されるように、丸みが付けられていても良い。
２つ以上の注入開口が設けられることが好ましい。
また、本発明は、そのようなデカンタ遠心分離機のための摩耗補強部材に関する。

独国特許第４０ ４１ ８６８Ａ号は、互いにボルト締めされた幾つかの部品からコア本体を組み立て、それにより、コア本体を分解可能にするとともに、注入チャンバの内部に接近できるようにする遠心分離機を開示している。注入チャンバからドラム内への入口には、カラーを有する摩耗ブッシュが裏打ちされている。この場合、摩耗ブッシュは、遠心力に抗して固定されているが、内側から交換しなければならない。

また、コア本体に対して溶着される摩耗補強部材を使用することが知られている。そのような摩耗補強部材を交換することは要求の多い作業であり、溶着（溶接）可能な材料は、一般に、耐摩耗性があまり良くない。そのため、そのような摩耗補強部材をしばしば交換しなければならない。

本発明の目的は、交換が簡単で且つ材料選択に関する制約が少ない摩耗補強部材を有するデカンタ遠心分離機を提供することにある。

本発明において、この目的は、上記摩耗補強体が、後側境界面に沿って延びるとともに回転軸線の方向を横切る断面で見た時に後側境界面の周囲にわたって延びる摩耗補強部材を構成し、後側境界面と対向する摩耗補強部材の凹状の後面が上記注入チャンバ内に内側部分を有するように、摩耗補強部材が注入チャンバの壁に沿って注入チャンバ内へとある程度まで延び、上記内側部分が、回転方向から見て後側境界面の最前端部の後側に位置され、摩耗補強部材には、上記後面に対して接線方向反対側に面する成分を有し且つコア本体に一体化された当接面に対して当接されるとともに動作中に摩耗補強部材が回転方向で接線に沿って前方に移動することを防止する当接面と、径方向外側に面する成分を有し且つコア本体に一体化された当接面に当接されて摩耗補強部材がコア本体から径方向外側に移動することを防止する当接面とが設けられ、コア本体に一体化された上記当接面のうちの少なくとも１つが、取り外し可能なブロッキング部材によって構成され、摩耗補強部材および注入開口が、コア本体の外側から摩耗補強部材をその作用位置へと導入できるように形成されていることにより満たされる。

このようにすれば、交換を外側から行なうことができるので、交換が簡単になるとともに、摩耗補強部材を固定するのに特定の要件を要しない。すなわち、摩耗補強部材は、ブロッキング部材および他の係合面によって所定の位置に保持される。

好ましい実施形態において、摩耗補強部材は、注入チャンバの端壁に沿って延びる少なくとも１つの端部を備え、上記端壁が先端縁部から延びている。このようにすれば、この端壁も保護される。

補強摩耗部材の固定および更なる摩耗防止に鑑みて、摩耗補強部材は、第１の端部に対して反対側の端に第２の端部を備え、上記第２の端部が注入チャンバ内の基端壁に沿って延び、摩耗補強部材が端壁と基端壁との間で延びている。少なくとも一方の端部が、隣接する壁の凹部内に収容されていることが好ましい。このようにすれば、注入チャンバ内に略滑らかな端壁面が得られ、上記凹部が端部と対応するように形成されている場合、１または複数の凹部内の領域によって接線方向の移動を防止する当接面を構成することができる。

上記壁には、上記後側境界面と対向する上記凹部の端部に、ブロッキング部材を収容する深い凹部が設けられていることが好ましい。ブロッキング部材は、摩耗補強部材に対して締め付けられていないことが好ましい。このようにすれば、摩耗補強部材のために比較的脆い材料を使用することができるようになる。

摩耗補強部材と後側境界面との間には、凹凸を埋めるための充填材料が設けられていることが好ましい。これにより、摩耗補強部材のための明確な支持面が確保される。上記充填材料はエポキシ等を含んでいても良い。

コストを上げることなく、より耐摩耗性がある材料を使用できるため、摩耗補強部材は、溶接不可能な材料によって形成されていることが好ましい。特に、摩耗補強部材は、タングステンカーバイドを含んでいても良い。タングステンカーバイドは、まさに脆い材料であるが、耐摩耗性が非常に良好であり、溶着不可能である。しかしながら、本発明は、任意の限られた材料の使用に限定されず、摩耗補強に適した他の材料が使用されても良い。

好ましい実施形態においては、螺旋状の巻体が注入開口を横切って上記ドラム内へと延びており、注入開口に位置する螺旋状の巻体には、摩耗補強部材の交換を可能にする凹部が設けられている。このような実施形態は、螺旋状の巻体のピッチの半分よりも幅広く注入開口が軸線方向に延びている場合に、特に興味深い。このようなことは、多くの場合、注入チャンバからドラム内への注入によって全注入能力が制限されないようにするために望ましい。

本発明の目的は、さらに、サドル形状を成すデカンタ遠心分離機のための摩耗補強部材によって達成される。

以下、概略図面を参照しながら、本発明の一実施形態について詳細に説明する。
図１および図２は、デカンタ遠心分離機のそれ自体既知のスクリューコンベアを示している。スクリューコンベアは、螺旋状の巻体２を支持するコア本体１を備えている。明確のため、図１において、螺旋状の巻体２は、図示の方向から見て手前側が切り取られている。

コア本体１には注入チャンバ３が設けられており、この注入チャンバ内へと中央注入チューブ４が延びている。また、注入チャンバには注入開口５が設けられており、この注入開口を通じて、遠心分離される材料が注入チャンバ３からスクリューコンベアの周囲のドラム（図示せず）内へと流れることができる。

動作中、スクリューコンベアは、ドラムと共に、図に矢印６で示されるように回転する。
動作中、遠心分離される材料は、注入チューブ４を通じて注入チャンバ３内に流入するとともに、注入開口５を通じて流出し、回転により、その回転方向から見て後側にある注入開口の境界面７を横切って流れる。この実施形態において、境界面７は、丸みが付けられている。そして、このようにして流れる材料は、境界面７によって加速され、それにより、これらの境界面７がかなり摩耗する。そのため、これらの境界面を保護することが望ましい。

図３〜図５は、注入開口５の周囲の領域を更に詳細に示している。この場合、境界面７には、本発明に係る摩耗補強部材８が設けられている。注入チャンバ３の一端は、中央穴を備えた基端壁９によって規定されている。注入チャンバ３の他端は、端壁１３によって規定されている。

摩耗補強部材８は、一般に、サドル形状を成しており、先端部分すなわちフランジ１１，１２を両端に有する円筒状の本体部１０を備えている。

この実施形態において、摩耗補強部材８は、タングステンカーバイドによって形成されている。摩耗補強部材８は、溶接可能であるが、その幾何学的な形状によって所定の位置に保持され、その結果、以下に詳細に説明するように、境界面７および他の面と係合する。

端壁１３は、注入開口５においては、先端縁部１３ａによって規定されている。端壁１３および基端壁９には、フランジ１１，１２を収容するための凹部が設けられており、これにより、互いに略対向するこれらのフランジの面が、端壁１３および基端壁９のそれぞれの隣り合う面と位置合わせされ、あるいは、端壁１３および基端壁９のそれぞれの隣り合う面に対して僅かに低くされる。このようにすれば、遠心分離される材料の流れの中へと突出する縁部が無くなる。

端壁１３および基端壁９には、摩耗補強部材８の抜けを防止するためのブロッキング部材１７を収容する蟻形（ダブテール）状の軸線方向溝１６が設けられている。ブロッキング部材１７は、ネジ１８により各壁の所定の位置に保持される。ブロッキング部材１７は、摩耗補強部材８に対して締め付けられていない。

フランジ１１には、ブロッキング部材１７を収容するための凹部１９が設けられている。この凹部は、接線方向に面する成分１９ｂを有する第１の当接面１９ａと、径方向外側に面する成分１９ｄを有する第２の当接面１９ｃとを備えている。

また、フランジ１１は、接線方向に向けられた成分１１ｂを有する湾曲当接面１１ａを備えている。

フランジ１２は、面取りされた当接面２０を有している。この当接面２０は、作用位置でブロッキング部材の下側で延びるとともに、当接面１９ｃと同じ面内で延びる。

境界面７と対向する摩耗補強部材８の後壁の内側部位１４が、回転方向６から見て、境界面７の最前端部１５の後側に位置されるように、摩耗補強部材８は、注入チャンバ３の壁に沿って注入チャンバ３内へとある程度まで延びている。

補強部材８は、端壁１３と基端壁９との間に収容され、これにより、軸線方向の所定の位置に保持される。

接線方向において、摩耗補強部材８は、それが境界面２と当接することにより、また、当接面１１ａ及び／又は１９ａが端壁１３の凹部の壁（それに伴って基端壁９の凹部の壁）およびブロッキング部材１７のそれぞれに対して当接されることにより、所定の位置に保持される。なお、摩耗補強部材８を接線方向で固定するためには、当接面１１，１９ａのうちの一方だけを設ければ済む。

径方向において、摩耗補強部材８は、内側部位１４を境界面７に係合させ且つ当接面１９ｃ，２０をブロッキング部材１７に対して当接させることにより、所定の位置に保持される。

コア本体１の中心に向かう方向においては、遠心力が外側に作用するため、固定はあまり重要ではない。しかしながら、補強部材を境界面７の外側部分と係合させるとともに、当接面１１ａを端壁１３の凹部と係合させることにより及び／又は蟻形（ダブテール）状により傾斜した当接面１９ａをブロッキング部材１７と係合させることにより、摩耗補強部材が注入チャンバ３内に落下することが防止される。

製造公差により存在し得るキャビティを埋めるため、境界面７と摩耗補強部材８の本体部１０との間に材料を導入することが好ましい。この材料は、例えばエポキシまたはシリコンであっても良い。このようにすれば、摩耗補強部材のための支持面を良好に規定することができる。

螺旋状の巻体２の一部は、注入開口５を横切って延びており、この部分に凹部２１が設けられている。この凹部及び更には摩耗補強部材８の形状により、コア本体１がドラムから取り外されていた場合には、コア本体１の外側から摩耗補強部材を交換できるようになる。すなわち、ネジ１８を外し、その後、ブロッキング部材１７を蟻形状の溝１６から軸線方向に引き出せば、図５に示されるように、摩耗補強部材８を引き上げることができる。その後、摩耗補強部材８の向きを変えて螺旋状の巻体２から摩耗補強部材を解放することができるとともに、同じ動作を逆の手順で行なうことにより、新たな摩耗補強部材８を導入することができる。

特定の部分が破断されたデカンタ遠心分離機のスクリューコンベアを示している。 図１のII−II線に沿う断面図である。 図２の一部に対応する本発明の一実施形態に係る図である。 ブロッキング部材を示すために一部が破断された図３に係る実施形態の部分斜視図である。 図３に係る実施形態の第２の部分斜視図である。

Claims (11)

1. 長手方向回転軸線および回転方向（６）を有する中空ドラムを備えたデカンタ遠心分離機であって、前記ドラム内のスクリューコンベアは、少なくとも１つの螺旋状の巻体（２）を支持するコア本体（１）を備え、コア本体（１）内には注入チャンバ（３）が設けられ、前記注入チャンバは、注入チャンバ（３）からドラム内に材料を注入するための注入開口（５）を有し、注入チャンバ（３）内には、中央注入口（４）が設けられるとともに、中央注入口（４）と対向して端壁（１３）が設けられ、注入開口（５）は、回転方向に対して後側に位置し且つ略軸線方向に延びる境界面（７）を有し、前記境界面には摩耗補強体が設けられており、中央注入口（４）に対して遠位側にあり且つ好ましくは略接線方向に延びる縁部（１３ａ）を有する、デカンタ遠心分離機において、前記摩耗補強体は、後側境界面（７）に沿って延びるとともに回転軸線の方向を横切る断面で見た時に後側境界面（７）の周囲にわたって延びる摩耗補強部材（８）を有し、摩耗補強部材（８）は、後側境界面（７）と対向する摩耗補強部材（８）の凹状の後面が注入チャンバ内に内側部分（１４）を有するように、注入チャンバ（３）の壁に沿って注入チャンバ（３）内へとある程度まで延び、前記内側部分は、回転方向（６）に関して後側境界面（７）の最前端部（１５）の後側に位置され、摩耗補強部材（８）には、前記後面に対して接線方向反対側に面する成分（１１ｂ；１９ｂ）を有し且つコア本体（１）に一体化された当接面に当接されるとともに動作中に摩耗補強部材（８）が回転方向（６）で接線に沿って前方に移動することを防止する当接面（１１ａ；１９ａ）と、径方向外側に面する成分（１９ｄ）を有し且つコア本体（１）に一体化された当接面に当接されて摩耗補強部材（８）がコア本体（１）から径方向外側に移動することを防止する当接面（１９ｃ）とが設けられ、コア本体（１）に一体化された前記当接面のうちの少なくとも１つは、取り外し可能なブロッキング部材（１７）によって構成され、摩耗補強部材（８）および注入開口（５）は、コア本体（１）の外側から摩耗補強部材（８）をその作用位置へと導入できるように形成されている、デカンタ遠心分離機。
2. ブロッキング部材（１７）は、端壁（１３）から摩耗補強部材（８）の一部を越えて突出している、請求項１に記載のデカンタ遠心分離機。
3. 摩耗補強部材（８）は、注入チャンバ（３）の端壁（１３）に沿って延びる少なくとも１つの端部（１１）を備え、前記端壁が先端縁部（１３ａ）から延びている、請求項１または２に記載のデカンタ遠心分離機。
4. 摩耗補強部材（８）は、第１の端部（１１）に対して反対側の端に第２の端部（１２）を備え、前記第２の端部（１２）が注入チャンバ（３）内の基端壁（９）に沿って延び、摩耗補強部材（８）が端壁（１３）と基端壁（９）との間で延びている、請求項３に記載のデカンタ遠心分離機。
5. 少なくとも一方の前記端部（１１，１２）は、隣接する前記壁（１３，９）の凹部内に収容される、請求項３または４に記載のデカンタ遠心分離機。
6. 前記壁（９，１３）には、前記後側境界面（７）と対向する前記凹部の端部に、ブロッキング部材（１７）を収容する深い凹部（１６）が設けられている、請求項５に記載のデカンタ遠心分離機。
7. 摩耗補強部材（８）と後側境界面（７）との間には、凹凸を埋めるための充填材料が設けられている、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のデカンタ遠心分離機。
8. 前記充填材料がエポキシを含んでいる、請求項７に記載のデカンタ遠心分離機。
9. 摩耗補強部材（８）がタングステンカーバイドを含む、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のデカンタ遠心分離機。
10. 螺旋状の巻体（２）が注入開口（５）を横切って前記ドラム内へと延びており、注入開口（５）に位置する螺旋状の巻体（２）には、摩耗補強部材（８）の交換を可能にする凹部（２１）が設けられている、請求項１乃至９のいずれか一項に記載のデカンタ遠心分離機。
11. 長手方向回転軸線および回転方向（６）を有する中空ドラムを備えたデカンタ遠心分離機のための摩耗補強部材であって、前記ドラム内のスクリューコンベアは、少なくとも１つの螺旋状の巻体（２）を支持するコア本体（１）を備え、コア本体（１）内には注入チャンバ（３）が設けられ、前記注入チャンバは、注入チャンバ（３）からドラム内に材料を注入するための注入開口（５）を有し、注入チャンバ（３）内には、中央注入口（４）が設けられるとともに、中央注入口（４）と対向して端壁（１３）が設けられ、注入開口（５）は、回転方向に対して後側に位置し且つ略軸線方向に延びる境界面（７）を有し、中央注入口（４）に対して遠位側にあり且つ好ましくは略接線方向に延びる縁部（１３ａ）を有する、デカンタ遠心分離機のための摩耗補強部材において、前記摩耗補強部材（８）は、サドルの形状を成しており、この形状により、後側境界面（７）に沿って延びるとともに回転軸線の方向を横切る断面で見た時に後側境界面（７）の周囲にわたって延びており、これにより、摩耗補強部材（８）は、後側境界面（７）と対向する摩耗補強部材（８）の凹状の後面が注入チャンバ内に内側部分（１４）を有するように、注入チャンバ（３）の壁に沿って注入チャンバ（３）内へとある程度まで延びるように成されており、これにより、前記内側部分は、回転方向（６）に関して後側境界面（７）の最前端部（１５）の後側に位置され、摩耗補強部材（８）には、摩耗補強部材（８）が装着された状態において前記後面に対して接線方向反対側に面する成分（１１ｂ；１９ｂ）を有し且つコア本体（１）に一体化された当接面に当接されて動作中に摩耗補強部材（８）が回転方向（６）で接線に沿って前方に移動することを防止する当接面（１１ａ；１９ａ）が設けられ、前記摩耗補強部材には、さらに、摩耗補強部材が装着された状態において径方向外側に面する成分（１９ｄ）を有し且つコア本体（１）に一体化された当接面に当接されて摩耗補強部材（８）がコア本体（１）から径方向外側に移動することを防止する当接面（１９ｃ）が設けられている、摩耗補強部材。

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