JP5061402B2 - 制御流体用の供給ラインを有する、特に分離機等の遠心機 - Google Patents

Description

[0001]本発明は、請求項１の前文に記載された遠心機、特に、分離機に関する。

[0002]工業用の用途に適した分離機は、当業者に既知のものである。このような分離機には、構造の種類に応じてさまざまであるが、固形物を排出するための油圧システムがあり、この油圧システムは、制御流体によって動作可能な閉鎖要素を有し、通例、ピストンスライドとして組み立てられる。

[0003]図２に、当業者に既知の別の構造を示す。図２は、遠心ドラムの部分排出を制御して行えるようにする油圧システムを有した自己排出型分離ドラムの下方領域を示す。

[0004]油圧システムは、閉鎖チャンバａ、ｂに誘導され得る制御流体として閉鎖流体（下部）および弁制御流体（上部）用の供給ラインを備える。遠心力がかかると、閉鎖チャンバに液体リングができ、ピストンスライドに力がかかることで、ピストンスライドが上部の位置に押し入れられ、固形物放出開口が閉じられる。ドラムの排出が行われると、弁ｃは、開口流体によって開かれる。

[0005]例示したように、制御流体は、制御流体供給ラインによって供給され、この供給ラインは、ドラム内に垂直上向きに、供給ラインに平行にあるスピンドルの比較的近くに延伸し、ドラムの内部で、制御流体を外側の方向へ半径方向に、供給ライン内を通して閉鎖チャンバおよび弁ｃへと吹き付ける。

[0006]このような構造は、米国特許第４，４７９，７８８号および同第３，９３８，７３４号、および上述したタイプのドイツ特許出願公開第１５３２６７６号から知られている。上述したタイプのさらなる遠心機が、ドイツ特許出願公告第２０２２１９７号から知られている。ドイツ特許第９２４９７９号には、遠心機の下部でリングからチャンバ内に制御流体を直接射出することが示されている。

[0007]米国特許第４，７１７，３７６号および同第４，７８１，６７０号、またはドイツ特許第３８２９１５８号には、さらに高い費用を必要とする構造が例示されている。同ドイツ特許によれば、液体は、スピンドルを通ってドラムの下部内に流される。

[0008]さらに、国際特許出願公開第９６／０８３１３号から、駆動スピンドルの前方に半径方向にある制御流体用の供給ラインをデフレクタに方向付けることが知られており、このデフレクタは、駆動スピンドルと遠心ドラムとの間のギャップまたは遠心ドラムに回転不能に接続された部品を通って、ドラムの内部にある油圧システム内に液体を誘導する。この場合も、さらなる比較的高い組み立てコストが問題となる。

[0009]技術的背景に関しては、米国特許第２，５６４，８９９号についても参照する。

[0010]以上のことから、遠心ドラム内へ制御液体の供給をさらに容易に組み立てられる必要がある。

[0011]本発明の１つの目的は、この問題を解消することである。

[0012]この目的を達成するために、本発明により、請求項１の装置が提供される。

[0013]したがって、制御流体用の供給ラインは、出口領域にある駆動スピンドルの半径方向前方に導かれ、外側領域は、流出制御流体が、駆動スピンドルに対して直接分散されるように配向され配設されることで、制御流体の一部分または全制御流体が、駆動スピンドルと遠心ドラムまたは遠心ドラムに回転不能に接続された部品との間のギャップを通って、ドラムの内部にある油圧システム内に入る。具体的に言えば、制御流体用の供給ラインの出口と駆動スピンドルとの間には、デフレクタも他の偏向デバイスも設置されないということである。

[0014]その結果、制御流体の供給ラインを遠心ドラムに直接誘導する必要はなくなるため、ドラムシェルまたは遠心ドラムに回転不能に接続された部品は、駆動スピンドルまでほぼ直接比較的近接して延伸し得る。

[0015]さらに予想外にも、スピンドルの回転にかかわらず、ドラム内への流体噴射（例えば、流体として水が使用される）が回転スピンドルで偏向されることで、ドラムの内部にある流体システムに流体が良好に供給されるため、国際特許出願公開第９６／０８３１３号のデフレクタが省かれている。

[0016]この場合、スピンドルが、水噴射が衝突し、スピンドルがドラムに入る領域に比較的滑らかな表面を有することが有益であり、すなわち、水噴射を望ましくない方向に向ける平坦でない表面がないことが好ましい。特に、この領域に、溝や急な直径の変化があってはならない。スピンドルは、一定の直径またはわずかに円錐形の直径を有することが好ましい。

[0017]他の形態として、スピンドルは、円錐構造のものでもよい。

[0018]さらに、駆動スピンドルとドラムまたはドラムに回転不能に接続されるリングなどの部品との間にある別の慣例の比較的大きな半径方向のギャップ（図２を参照）は、この方法で明らかに縮小され、特に、遠心ドラムの制御流体オーバーフロー直径が、中心の付近まで移動できるという利点を有する。

[0019]出口領域は、出口ノズルとして設計されることが好ましく、デフレクタなど、ギャップの領域にある駆動スピンドルに対して中間に位置する要素を備えず、出口ノズルは、制御流体が、鋭角、すなわち、０°〜９０°の範囲、好ましくは、２０°〜７０°の範囲にある回転軸に対する角度で制御流体が射出されることが好ましいように配向される。これは、本発明の趣旨の特に有益な実施例である。

[0020]流体が供給され得る油圧システムは、例えば、ピストンスライド、メンブレン、ピストン弁、および／またはピストンスライドのような構造の制御など、多くの異なる排出機構を動作するために使用されてもよい。

[0021]本発明の有益なさらなる発展は、従属クレームに含まれる。

[0022]以下、図面を参照しながら、実施形態によって本発明を詳細に記載する。

[0025]図２は、回転垂直軸Ｄを有する遠心ドラム２を有する分離機１の下側部分領域を示し、流体出口（図示せず）と、制御流体、特に、制御流体によって油圧動作されるピストンスライド４が割り当てられた少なくとも１つ以上の固形物放出開口とを有する。

[0026]制御流体は、制御流体用の少なくとも１つ（以上）の供給ラインを通って、遠心ドラム１に誘導される。

[0027]図１によれば、例えば、図２に類似した構造を有するものでも、異なる構造を有するものでもよい本発明による分離機の場合、制御流体用の少なくとも１つの供給ライン１４は、出口領域、特に、出口ノズル６にある駆動スピンドル５の半径方向前方で終端し、制御流体が、駆動スピンドル５に対する回転軸に対して鋭角αで制御流体が吹き付けられるように配向され、角度αは、０°〜９０°の範囲であり、特に、２０°〜７０°の範囲である。

[0028]出口ノズル６は、出口ノズル６から流出制御流体の少なくとも一部分が、駆動スピンドル５と遠心ドラム（またはドラムに回転不能に接続された部品、この場合、リング８）との間の環状ギャップ７を通って、下方から遠心ドラム２内、ひいては、その油圧システム９内（制御流体の進入を示す矢印Ｗを参照）に入るように配向され、この油圧システム９は、図２のようにピストンスライドを動作するために使用され、または、必要に応じて、他の流体動作されるデバイスを動作するために使用され得る。駆動スピンドル５とドラムまたはこの場合リング８との間の環状ギャップ７の半径方向の寸法は、わずか０．５ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは、１ｍｍ〜４ｍｍになる。

[0029]出口ノズル６は、本質的に、散開しない比較的一定の直径の方向付けられた噴射を発生するように設計されることが好ましく、すなわち、可能であれば、衝突領域における噴射直径は、スピンドルの直径より小さく、特に、スピンドルの直径の５０％より小さく、さらに好ましくは、３５％未満である。

[0030]出口ノズル６の下方には、駆動スピンドル５上に遠心リング１０が配設される。

[0031]この遠心リング１０の形状は、この場合、円錐状である。遠心リング１０は、機械フレーム１２で同様に円錐状のカバー１１を越えて半径方向に突出し、カバー１１は、動作中に共に回転せず、環状ギャップ１３の空間をあけて駆動スピンドル５まで突出する。遠心リングおよびカバーのステップ形状（階段形状）も考えられる（例えば、ステップ付き円筒形状）。

[0032]その結果、ドラムチャンバの下方にある領域（すなわち、遠心ドラムを直接取り囲む空間）は、ラビリンスシール方式で、不純物の浸透から、特に、垂れ落ちる制御流体の浸透から効率的かつ容易に保護される。これにより、特に、カバー１１の下方の駆動領域が保護される。駆動スピンドル５の回転中、遠心リングは、液体を外側に向けて吹き付けるため、動作が特に効率的になる。

遠心ドラム内への制御流体の供給を示す、本発明による分離機の一部の断面図である。 当業者に公知の分離ドラムの断面図である。

符号の説明

１…分離機、２…遠心ドラム、３…固形物放出開口、４…ピストンスライド、５…駆動スピンドル、６…出口ノズル、７…環状ギャップ、８…リング、９…制御流体ラインシステム、１０…遠心リング、１１…デフレクタ、１２…機械フレーム、１３…環状ギャップ、１４…制御流体供給ライン、α…角度、Ｄ…回転軸。

Claims (15)

1. （ａ）垂直回転軸（Ｄ）を有する回転可能な遠心ドラム（２）と、
   （ｂ）前記遠心ドラム（２）用の回転可能な駆動スピンドル（５）と、
   （ｃ）前記遠心ドラムの内部にある油圧システム（９）に制御流体を供給するための少なくとも１つの供給ライン（１４）と
   を有する遠心機において、
   （ｄ）制御流体用の前記供給ライン（１４）が、出口領域（６）にある前記駆動スピンドル（５）の半径方向前方に導かれ、前記出口領域が、前記駆動スピンドル（５）に対して流出制御流体が直接分散されるように向けて配設されることで、制御流体の一部分が、前記駆動スピンドル（５）と前記遠心ドラム（２）または前記遠心ドラム（２）に回転不能に接続された部品（８）との間のギャップ（７）を通って、前記遠心ドラムの内部にある前記油圧システム（９）内に流入し、
   （ｅ）前記駆動スピンドル（５）が、一定の直径を有し、または、前記駆動スピンドル（５）上に流体噴射が衝突する領域に直径が不連続とならないわずかに円錐状の形状を有することを特徴とする、遠心機。
2. 前記出口領域が、出口ノズル（６）として設計されていることを特徴とする、請求項１に記載の遠心機。
3. 前記出口ノズル（６）が、向きが定められた噴射を生ずるように設計されていることを特徴とする、請求項１に記載の遠心機。
4. 前記出口ノズル（６）が、前記ギャップ（７）の領域において前記駆動スピンドル（５）に対する回転軸（Ｄ）に対して、０°〜９０°の範囲にある角度αで制御流体が吹き付けられるように向きが定められていることを特徴とする、請求項１または２に記載の遠心機。
5. 前記回転軸（Ｄ）に対する角度αが、２０°〜７０°の範囲であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の遠心機。
6. 前記ギャップ（７）の半径方向のギャップ幅が、０．５〜１０ｍｍの範囲であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の遠心機。
7. 前記ギャップ（７）の半径方向のギャップ幅が、１〜４ｍｍの範囲であることを特徴とする、請求項６に記載の遠心機。
8. 前記出口ノズル（６）の下方にある前記駆動スピンドル（５）上に、遠心リング（１０）が配設されていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の遠心機。
9. 前記遠心リング（１０）の形状が、円錐状であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の遠心機。
10. 前記遠心リング（１０）が、ステップ形状を有することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の遠心機。
11. 前記遠心リング（１０）が、機械フレーム（１２）で同様に円錐状のカバー（１１）を越えて半径方向に突出し、前記カバー（１１）が、動作中に共に回転せず、環状ギャップ（１３）の空間をあけて前記駆動スピンドル（５）まで突出することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の遠心機。
12. 前記カバー（１１）が、円錐状の形状を有することを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の遠心機。
13. 前記カバーが、ステップ形状を有することを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の遠心機。
14. 制御流体によって油圧動作され、制御流体および制御流体用の前記供給ライン（１４）によって作用され得る少なくとも１つの制御チャンバが割り当てられた排出機構を特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の遠心機。
15. 前記遠心機は分離機であることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の遠心機。

Images