JP7341242B2

JP7341242B2 - 遠心分離機

Info

Publication number: JP7341242B2
Application number: JP2021542485A
Authority: JP
Inventors: ヨウコ・ピトカマキ; ステファン・スヴェンソン
Original assignee: アルファ－ラヴァル・コーポレート・アーベー
Priority date: 2019-01-28
Filing date: 2019-12-18
Publication date: 2023-09-08
Anticipated expiration: 2039-12-18
Also published as: EP3685921A1; US20220072565A1; KR20240007691A; EP3917677B1; CN113302000A; EP3917677A1; KR20210117333A; JP2022517850A; WO2020156739A1

Description

本発明は、垂直方向の回転軸を有する遠心分離機用ボウルであって、分離空間を画定し、上部ボウル部分及び下部ボウル部分を備える、遠心分離機用ボウル、及びにそのような遠心分離機用ボウルを備える遠心分離機に関する。

従来、垂直方向の回転軸を有する分離機において、分離すべき製品は、インレットパイプ及び複数の半径方向の分配パイプを通じて、回転している分離機用ボウル内の分離空間に供給される。分離空間において、製品は、互いに重ねられ、且つ間隔を空けて配置された複数の円錐台形の分離ディスクからなるディスクスタックに入る。より重い固形物は、分離ディスクの底部側に沈み、遠心力に起因してディスクスタックの外周に向かって半径方向に運ばれ、さらに遠心分離機用ボウルの内壁に向かって排出されるのに対して、液体は内側に向かって流れる。固形物は、ノズルを介して、あるいは遠心分離機用ボウルの外周に典型的に配置されている吐出開口部を介して除去されることができる。

垂直方向の回転軸を有する遠心分離機用ボウルは、ボウルボディとも呼ばれる下部ボウル部分と、ボウルフードとも呼ばれる上部ボウル部分とを一般的に備えており、これらは、互いに解放可能に固定されている。以前の周知な解決方法は、螺合接続部及び別体のロッキングリングによってボウルボディ及びボウルフードを互いに固定することを備えており、これは特許文献１に見られる。ボウルボディとボウルフードとの間の直接的な螺合接続部は、例えば特許文献２及び３によって以前に示唆されている。

多くのボウルタイプでは、ボウルボディの上部とボウルフードの下部とが接続されているのが一般的であり、それ故に、最大ボウル速度を決定する場合に、この部分が支配的になる。この領域は半径方向の力及び軸方向の力の両方を受けており、これらの半径方向の力及び軸方向の力は、ボウルフードの下部及びボウルボディの上部の両方の材料において応力を引き起こす。この応力は、半径方向の変形の原因となる可能性があり、極端な場合には、破損につながる可能性がある。軸方向の力は、ボウルの内圧から発生し、別体のロッキングリングの場合、これは、ボウルボディとボウルフードとの間でそれらの力を伝達する。しかしながら、ロッキングリングを有する構造は複雑であり、取り付け及び取り外しが面倒である。

ＤＥ３５１１４２２ＥＰ０３０９４７８Ｂ１ＵＳ７，７４９，１４８Ｂ２

本発明の目的は、剛体であり、且つ半径方向の変形を最小限にするために軸方向の力及び半径方向の力を同時に分散する、遠心分離機の分離機用ボウルのボウルフードとボウルボディとの単純な接続を提供することである。

上部ボウル部分は、第１内径及び第１外径を有する第１ネジ山を有し、下部ボウル部分は、第２外径及び第２内径を有する対応する第２ネジ山を有する。螺合接続部は、上部ボウル部分の第１ネジ山の上部表面と下部ボウル部分の第２ネジ山の下部表面とによって形成される。

前記第１ネジ山の前記上部表面は、前記垂直方向の回転軸に対して垂直に延在している水平面に対して、前記第１内径から前記第１外径へ第１角度（α）で上向きに傾斜されており、前記第２ネジ山の前記下部表面は、前記垂直方向の回転軸に対して垂直に延在している水平面に対して、前記第２外径から前記第２内径へ第２角度（β）で下向きに傾斜されている。

この利益は、ボウルフードとボウルボティとが互いに効果的にロックされることができること、及び、軸方向の力及び半径方向の力の有利な分散が可能とされ得ることにある。

前記第１角度（α）及び前記第２角度（β）は同一であってもよい。

上部ボウル部分は、下部ボウル部分内に螺合されてもよい。

他の実施形態において、下部ボウル部分は、上部ボウル部分内に螺合されてもよい。

前記第１角度（α）及び前記第２角度（β）は、１度と４５度との間であってもよく、好ましくは５度と３０度との間であってもよく、より好ましくは１０度と２０度との間であってもよい。

前記遠心分離機用ボウルは、成分ごとに分離されるべき流体混合物を前記分離空間内に供給するためのインレットを有してもよい。

前記遠心分離機用ボウルは、前記流体混合物の分離された成分を前記分離空間から排出するための少なくとも１つのアウトレットを有してもよい。

円錐台状の分離ディスクのスタックは、前記分離空間内に配置されてもよい。

上部ボウル部分は、前記下部壁部分より上に配置された大きな直径を有する壁部分であって、前記下部ボウル部分の前記上部壁部分上の表面と接触状態になるように適合される、下向きに面している表面を有し、それ故に、前記螺合接続部のための停止部を形成している、壁部分を有してもよい。

本発明のさらなる態様は、従属請求項及び説明から明らかである。

さらなる目的、特徴、および利点は、添付の特許請求の範囲、および図面を参照した本発明のいくつかの実施形態の以下の詳細な説明から現れるであろう。

本発明による遠心分離機の実施形態の断面の概略図である。本発明の実施形態による、上部ボウル部分と下部ボウル部分との間の接続領域の断面図である。

図１は、遠心分離機２０の一実施形態の断面を示す模式図である。この分離機は、静止フレーム２１と、前記静止フレーム２１に回転可能に支持されたスピンドル２２、例えば２つのベアリングを介して前記静止フレーム２１に回転可能に支持されたスピンドル２２と、前記スピンドル２２の軸方向上端に隣接された前記静止フレーム２１に回転可能に配置された遠心分離機用ボウル１であって、スピンドル２２と共に垂直な回転軸（Ｘ）の周りを回転する遠心分離機用ボウル１とを備えている。静止フレーム２１は、複数の個別部品を備えてもよく、すなわち、複数の部品から組み立てられていてもよい。駆動配置構成２３は、遠心分離機用ボウル１と共にスピンドル２２を回転させるように構成されている。これらの実施形態では、駆動配置構成２３は、スピンドルの一部を形成し、したがって、遠心分離機用ボウル１を直接的に駆動する。駆動配置構成２３は、電気モータがスピンドル２２の一部を形成する場合、電気モータ及びロータを備える。代替的な実施形態では、駆動配置構成は、代わりに、第１プーリが電気モータ上に配置され、第２プーリがスピンドル上に配置され、ベルトが第１プーリと第２プーリとの間に延びるような、トランスミッションを介してスピンドルに接続されてもよい。代替的には、トランスミッションは、歯車からなるギアトランスミッション、又は、電気モータからスピンドルへトルクを伝達するためのその他の適切なトランスミッションであってもよい。

遠心分離機用ボウル１は、分離空間２５を囲む。この分離空間２５内には、処理されて成分ごとに分離される流体の効果的な分離を実現するために、分離ディスク２７のスタック２６が配置されている。スタック２６の複数の分離ディスク２７は、円錐台形の形状を有しており、表面拡大挿入物の一例である。スタック２６は、遠心分離機用ボウル１と中心的かつ同軸的に取り付けられている。図２では、少数の分離ディスク２７のみが示されている。スタック２６は、例えば、１００枚以上の分離ディスク、例えば２００枚以上の分離ディスクを含んでいてもよい。

遠心分離機２０は、液体供給混合物を少なくとも１つの軽い相及び重い相に分離するために構成されていてもよい。液体供給混合物は、例えば、１つの液体、または２つの液体を備えていてもよい。液体供給混合物は、固体物質を備えていてもよく、この固体物質は、重い相の一部として液体供給混合物から分離されてもよい。

遠心分離機２０は、液体供給混合物のためのインレット２８と、重い相のための少なくとも１つの第１アウトレット２９と、軽い相のための第２アウトレット３０とを備えている。図示された実施形態において、分離されるべき液体供給混合物は、遠心分離機２０の底部からインレット２８を介して遠心分離機用ボウル１に中心的に供給されており、その遠心分離機用ボウル１から分離空間２５に分配される。遠心分離機２０の使用中、液体供給混合物は、分離空間２５内において、少なくとも重い相及び軽い相に分離される。軽い相は分離空間２５の中心に向かって流れ、重い相は分離空間２５の半径方向外側の周縁部に向かって流れる。分離された軽い相は、分離空間２５の中央部分から下向きに第２アウトレット３０へ導かれる。すなわち、第２アウトレット３０は、分離空間２５の中央部分と流体連通するように配置されている。

遠心分離機１の中央部分から、重い相は第１アウトレット２９へ上向きに導かれる。本発明は、いかなる特定のタイプの液体供給混合物または分離された流体相にも限定されない。また、本発明は、液体供給混合物のための特定のインレット配置構成、又は分離された軽い相のための特定の第２アウトレット３０にも限定されない。

図２には、ボウルフードとも呼ばれる上部ボウル部分３１と、ボウルボディとも呼ばれる下部ボウル部分３２との間の接続領域を開示する実施形態による遠心分離機用ボウル１の領域の断面が図示されている。上部ボウル部分３１は、下部壁部分３４を有する第１壁３３を備える。下部壁部分３４は、外側に第１外ネジ山３５を有する。下部ボウル部分３２は、上部壁部分３７を有する第２壁３６を備える。上部壁部分３７は、前記第１外ネジ山３５に対応する第２内ネジ山３８を有する。上部ボウル部分３１及び下部ボウル部分３２が前記遠心分離機用ボウル１を形成するように取り付けられた場合、前記第１ネジ山３５及び前記第２ネジ山３８は、前記第１ネジ山３５と前記第２ネジ山３８との間に螺合接続部３９を形成している。それ故に、下部ボウル部分３２の上部壁部分３７は、上部ボウル部分３１が下部ボウル部分３２内に螺合される方法で、上部ボウル部分３１の下部壁部分３４の外側に配置されている。

前記螺合接続部３９は、前記第１ネジ山３５の上部表面４０が前記第２ネジ山３８の下部表面４１と摩擦接触状態になることによって形成される。前記第１ネジ山３５の前記上部表面４０は、前記第１ネジ山３５の内径ｄ１から前記第１ネジ山３５の外径ｄ２へ、第１角度αで上向きに傾斜している。前記内径ｄ１は、前記第１ネジ山３５の根元で測定され、前記外径ｄ２は、前記第１ネジ山３５の先端で測定される。前記第２ネジ山３８の前記下部表面４１は、前記第２ネジ山３８の外径ｄ３から前記第２ネジ山３８の内径ｄ４へ、第２の角度βで下向きに傾斜している。前記外径ｄ３は、前記第２ネジ山３８の根元で測定され、前記内径ｄ４は、前記第２ネジ山３８の先端で測定される。実施形態では、前記第１角度α及び前記第２角度βは同一である。前記第１角度α及び前記第２角度βは、１度と４５度との間であってもよい。いくつかの実施形態では、前記第１角度α及び前記第２角度βは、５度と３０度との間であってもよい。いくつかの実施形態では、前記第１角度α及び前記第２角度βは、１０度と２０度との間であってもよい。

上部ボウル部分３１の前記下部壁部分３４の上には、より大きな直径を有する壁部分４２があり、この壁部分４２は、半径方向外側に突出しており、下向きに面している表面４３を開示しており、この表面４３は、上向きに面している前記下部ボウル部分３２の前記上部壁部分３７の表面４４と接触状態になるように適合されている。上部ボウル部分３１及び下部ボウル部分３２を共に螺合することによって遠心分離機用ボウル１を取り付ける間、表面４３及び表面４４が互いに接触状態になる場合、それらは螺合動作の停止部４５を形成し、２つの表面４３及び表面４４の間の摩擦力に起因して、前記螺合接続部３９の効果的なロックをも形成する。

本発明は、上述し、図面に示された様々な例示的な実施形態に限定されるものではなく、同封の請求項によって定義される本発明の範囲内で、例示的な実施形態を任意の方法で補完し、変更することができることを当業者は理解するであろう。

１遠心分離機用ボウル
２０遠心分離機
２１静止フレーム
２２スピンドル
２３駆動配置構成
２５分離空間
２６スタック
２７分離ディスク
２８インレット
２９第１アウトレット
３０第２アウトレット
３１上部ボウル部分
３２下部ボウル部分
３３第１壁
３４下部壁部分
３５第１外ネジ山、第１ネジ山
３６第２壁
３７上部壁部分
３８第２内ネジ山、第２ネジ山
３９螺合接続部
４０上部表面
４１下部表面
４２壁部分
４３表面
４４表面
４５停止部

Claims

垂直方向の回転軸を有する遠心分離機用ボウル（１）であって、前記遠心分離機用ボウル（１）が分離空間（２５）を画定しており、前記遠心分離機用ボウル（１）は、
第１ネジ山（３５）を有する上部ボウル部分（３１）であって、前記第１ネジ山（３５）が、谷径（ｄ１）と、内径（ｄ２）と、を有し、前記第１ネジ山（３５）のうち前記谷径（ｄ１）と前記内径（ｄ２）とが設けられている部分が上部表面（４０）を画定している、上部ボウル部分（３１）と、
前記上部ボウル部分（３１）の前記第１ネジ山（３５）に対応している第２ネジ山（３８）を有する下部ボウル部分（３２）であって、前記第２ネジ山（３８）が谷径（ｄ３）及び外径（ｄ４）を有し、前記第２ネジ山（３８）のうち前記谷径（ｄ３）と前記外径（ｄ４）とが設けられている部分が下部表面（４１）を画定している、下部ボウル部分（３２）と、
を備え、
前記上部ボウル部分（３１）の前記第１ネジ山（３５）の前記上部表面（４０）と前記下部ボウル部分（３２）の前記第２ネジ山（３８）の前記下部表面（４１）とは、螺合接続部（３９）を形成しており、
前記第１ネジ山（３５）の前記上部表面（４０）は、前記垂直方向の回転軸に対して垂直に延在している水平面に対して、前記第１ネジ山（３５）の前記谷径（ｄ１）から前記第１ネジ山（３５）の前記内径（ｄ２）へ第１角度（α）で上向きに傾斜されており、
前記第２ネジ山（３８）の前記下部表面（４１）は、前記垂直方向の回転軸に対して垂直に延在している水平面に対して、前記第２ネジ山（３８）の谷径（ｄ３）から前記第２ネジ山（３８）の前記外径（ｄ４）へ第２角度（β）で下向きに傾斜されており、
前記上部ボウル部分（３１）は、前記上部ボウル部分（３１）の下部壁部分（３４）より上に配置された大きな直径を有する壁部分（４２）を有しており、前記壁部分（４２）は、前記下部ボウル部分（３２）の上部壁部分（３７）上の表面（４４）と接触状態になるように適合される、下向きに面している表面（４３）を有し、前記表面（４３）と前記表面（４４）とが互いに接触状態になる場合に前記表面（４３）と前記表面（４４）とが前記螺合接続部（３９）のための停止部を形成している、遠心分離機用ボウル（１）。
前記第１角度（α）及び前記第２角度（β）は同一である、請求項１に記載の遠心分離機用ボウル（１）。
前記下部ボウル部分（３２）は、前記上部ボウル部分（３１）内に螺合されている、請求項１または２に記載の遠心分離機用ボウル（１）。
前記第１角度（α）及び前記第２角度（β）は、１度と４５度との間である、請求項１～３のいずれか一項に記載の遠心分離機用ボウル（１）。
前記第１角度（α）及び前記第２角度（β）は、５度と３０度との間である、請求項１～４のいずれか一項に記載の遠心分離機用ボウル（１）。
前記第１角度（α）及び前記第２角度（β）は、１０度と２０度との間である、請求項１～５のいずれか一項に記載の遠心分離機用ボウル（１）。
前記遠心分離機用ボウル（１）は、成分ごとに分離されるべき流体混合物を前記分離空間（２５）内に供給するためのインレット（２８）を有する、請求項１～６のいずれか一項に記載の遠心分離機用ボウル（１）。
前記遠心分離機用ボウル（１）は、前記流体混合物の分離された成分を前記分離空間（２５）から排出するための少なくとも１つのアウトレット（２９，３０）を有する、請求項７に記載の遠心分離機用ボウル（１）。
円錐台状の分離ディスク（２７）のスタック（２６）は、前記分離空間（２５）内に配置される、請求項１～８のいずれか一項に記載の遠心分離機用ボウル（１）。
請求項１～９のいずれか一項に記載の遠心分離機用ボウル（１）を備える遠心分離機。