JPH03501705A - 遠心分離機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 遠心分離機 本発明は、液体混合物の具なる成分の分離に用いる遠心分離機であって、分離室 と、分離室内にローターと同軸に互いに間隔を置いて配置された截頭円錐形の分 離ディスクの積重ね体と、分離ディスクの内部の半径方向内側中央部に、前記混 合物の入口室を区画し、かつ、その入口室は前記積重ね体の軸方向の延長に沿う 接続が分離室によって閉鎖されても少なくとも積重ね体の一端では分離室と連結 する手段と、液体混合物を入口室内に導くための入口手段、および入口室内にロ ーターと同軸に置かれ、かつ入り込む混合物がローターの回転に少しづつ乗って 運ばれるように配置された環状の加速ディスクを備えたローターを有する遠心分 離機に関する。この種の遠心分離機は例えばＵＳ−Ａ−４、７０１，１５８に示 されている。

遠心分離機のローターの入口室における前述の種類の加速ディスクの使用は遠心 分離機のローターのコストの上昇を伴う。これらは加速ディスク自身、遠心分離 機のローター内におけるディスクの固定方法および遠心分離機のローター内にお けるディスク設置に伴う作業のためのコストに依る。

本発明の目的は前記ＵＳ−Ａ−４，７０１，１５８に見られるものよりも複雑で ない新しいローターの設計を紹介し、かつそれにより加速ディスクを有する遠心 分離機のローターをＵＳ−＾−４，７０１，１５８に記載されたローターの設計 によってもたらされるよりも低いコストで生産することを可能にすることである 。

この目的は最初に規定した種類の遠心分離機を少なくとも各加速ディスクが分離 ディスクと一体をなすように作られてコンビネーションディスクが形成され、中 央入口室を区画する前記手段が隣接するコンビネーションディスク間の空間を閉 鎖し、また加速ディスクが、加速ディスクによって回転させられた混合物を入口 室内で軸方向に運ぶための貫通孔を有するように設計することによって達成され よう。

本発明により、加速ディスクを遠心分離機のローターに固定するためのなんらの 別個の手段も必要としない、これによりそのコストが省け、また加速ディスクの 設置がより容易になっている。

本発明の範囲内で、前記の閉鎖手段はコンビネーションディスクの間に設置する 別個のガスケットを含めてもよいだろうが、しかしその代りにコンビネーション ディスク自身がちょうどその積重ね体の中で軸方向に抑え付けられ中央の入口室 の囲って互いにシーリングするように形成されてもよい、コンビネーションディ スクはまた前記閉鎖手段により互いに恒久的に接続されていてもよい。

本発明の最適実施例では加速ディスクは本質的に平坦であり、そして閉鎖手段は その半径方向外方の部分に配置される。

本発明は、以下添付の図面を参照して述べられる。

即ち、第１図は発明に従って設計された遠心分離機のローターの軸方向断面を示 し、 第２図は第１図の遠心分離機ローターに用いられる部分的に円錐形のコンビネー ションディスクを上方から見たもので、第２図中の切断線Ｉ−Ｉはそこの軸方向 切断面が第１図に示されたものである。

第３図は部分的に円錐形のコンビネーションディスクの他の実施例を示し、 第４図は隣接するコンビネーションディスク間に第２図に示す方式で配置された ガスケット手段の１例を示す。

第５図はシーリング手段がディスク中に形成され、第２図に示す方式で広がる場 合に隣接するコンビネーションディスクが互いにシーリングする他の例を示し、 また 第６図は全体として截頭円錐体形をなしているコンビネーションディスクの積２ 重ね体の特種な実施例を示している。

第１図は略図的に遠心分離機のローターを示し、そのローターボディーは上部１ と下部２からなり、それら各部はロッキングリング３により軸方向に互いに抑え られている。ローターボディーは垂直なドライブシャフト４によって支持されて いる。

ローターの内部には分離室５が形成され、その中には以下でコンビネーションデ ィスクと名付けられる部分的に円錐形のディスクの積重ね体が配置されている。

この種類のコンビネーションディスクは第１図に関しその平面図が第２図に示さ れている。

各コンビネーションディスクは分離室Ｓ内の分離ディスクを形成する截頭円錐形 の部分７と、中央の環状平面部分８を有する。平面部分８はローター軸の囲りに リング状の位置するいくつかの貫通孔を有する。さらに平面部分８はシーリング 部材９を有し、それは第２図から分るようにローター軸の囲りに、一定数の孔１ ０が半径方向シーリング部材９の内側に位置され、一方その他の孔１１が半径方 向外側に残るように配置されている。

第１図から分るように、コンビネーションディスク６の積重ね体の中でシーリン グ部材９は、中央入口室が分離室５から分離されたローターの中に形成されるよ うに隣接するコンビネーションディスク６の間の間隙を閉鎖する。入口室１２に は各コンビネーションディスクの中央の平面部８の主要部分が位置し、それらは 遠心分離機のローターの作動中はローターの回転の中を徐々に液体を乗せて運ぶ ように調整された加速ディスクとして動作する。

それぞれ別個のコンビネーションディスクの孔１０は軸方向にそろえられて位置 しそれによりシーリング部材９の半径方向内側即ち入口室１２の中にディスクの 積重ね体を貫く多数の軸方向径路を形成し、一方これに対応して孔１１はシーリ ング部材９の半径方向外側即ち分離室５の中に軸方向の径路を形成する。分離さ れる成分の液体混合物のための固定された入口バイブ１３はディスク６の中央孔 を通りで入口室１２の内部に伸びている。入口バイブは入口室ｊ２の最も下の部 分で開いており、第１図から分るように最下部のディスク６の平面部８の中央の 部分はこのエリアでは取り除かれている。

点線により軸方向にディスク６の積重ね体を貫いて伸びるいくつかのロッド１４ の一つが示されており、その端はローターボディの部分１と２につながっている 。この種のロッド１４はローターの半径方向および円周方向におけるディスク６ の相互的な固定のために用いられよう。

ローターボディの上部１にはローターで分離された１つの混合物成分用の出口室 １５が形成されている。出口室１５はローターボディの部分１の開口１６を通り ディスク６の孔１１によって形成された軸方向の径路に通じている。最上部のデ ィスク６のシーリング部材９はローターボディの部分１の下側にシーリングして 接している。

云わゆるベアリングディスク型の固定された出口部材１７は入口バイブ１３によ って支持され、そして出口室１５に延びている。

ローターの部分２の半径方向最外側の部分を通る多数の半径方向の孔１８は、ロ ーターに供給された混合物から分離された比較的重い成分のための出口を形成す る意図のものである。

第２図から、各ディスク６はその上面に在来種数の多数の半径方向に延びる間隔 部材１９を有することが分る。

これらの間隔部材１９はディスクの間に流れの通路を形成するため隣接するディ スク６の下側に接するように配列される。さらに、第１図から分るように各ディ スクはその半径方向外方の縁の近傍にディスクの積重ね体中に互いに揃えて配置 された多数の孔２０を有する。

第１図に従う遠心分離機は次のように作動するように意図されている。

例えば浮遊する固形物を有する液体からなる液体混合物が入口バイブ１３を通っ てローター内の中央の室１２に供給される。このバイブは入口室１２の最下部で 開いている。

供給された混合物は入口バイブの開口部から入口室１２の中で、入口バイブ１３ とディスク６の平面部８の内側の縁の間を上方に、そしてさらにこれら平面部８ の間の間隙に半径方向外側に流れる。

これらの間隙を外側に流れる間に、混合物は平面部８によってローターの回転に 徐々に乗せられて運ばれる。これらの平面部はこのようにして入口室１２内の混 合物に対し加速ディスクとして作用する。混合物がシーリング部材９に到達する と、さらに加速ディスク８の孔ｌＯによって形成される径路を通って下方に流れ る。入口室１２には入口バイブ１３を通る混合物の流れによって定まるあるレベ ルで、例えば入口室１２の上方の部分に実線と三角形によって示されるように自 由液面が形成される。減少した混合物の流れに対応する今一つの液体レベルが、 前記実線の幾分外側が下方に点線で示されている。図示されていない通気径路を 入口室１２の上部とローターの外側との間に造ることが可能である。

入口室１２の下部に到達した混合物はさらに最下部のディスク６とローターボデ 、イ２の間に形成される径路を半径方向外方に流れる。それから、その混合物は 分離ディスク７に揃えて配置された孔２０によって形成される貫通孔を通って上 方に流れ、そして分離ディスク間の間隙に流れ込む。

なぜ入口室１２内の混合物が最初に入口バイブ１３と加速ディスクの内側の縁の 間を軸方向上方に流れ、直接入口バイブ１３の開口から外方へ分離室５の中に流 れ込まないかという理由は、混合物は入口バイブの開孔から離れる時点では回転 していないので、入口室１２の下方部分にあるシーリング部材９の近傍において 回転中の混合物にあられれるのと同様な高圧力を伴わないからである。

分離ディスク間の間隙では、浮遊していた固形物は半径方向外方に分離ディスク ７の下方に向けて移動し、分離ディスクに沿って半径方向外方へ分離室５の半径 方向最外方部分にすべって行く、それらは周辺の出口開口１８を通りてローター を離れる。

固形物から分離された液体は分離ディスク７の間を半径方向内方にシーリング部 材９向って流れそして分離ディスク７の孔１１によって形成される貫通径路を軸 方向上方に流れる。液体はさらに開口１６を通って出口室１５に流れ込みそして 固定された出口部材１７を通って出口室１５およびローターの外側に導かれる。

第３図はコンビネーションディスクの今一つの実施例を示している。それは６ａ で指示されており、截頭円錐部分７ａと中央平坦部分８ａを有する。截頭円錐部 分７ａは間隔部材１９ａと孔２０ａを有する。平坦部分８ａはそれぞれ孔１０ａ とｌｌａからなる２つの同心リングと、これらの孔のリングの間に環状のシーリ ング部材９ａを有する 第４図はコンビネーションディスクの平面部即ち加速ディスク８にプレスされた 溝に、シーリング部材９（あるいは９ａ）がいかに配置されるかの例を示してい る。

第５図はコンビネーションディスクが互いにシーリングされるために以下に配置 されるかを今一つの例を示す。この場合ディスクはなるべくプラスチックで作ら れ、ディスクの積重ね体がローターボディの部分１と２（第１図）により軸方向 に互いに組合わされているとき、各ディスクの環状の部分９ｂが隣接するディス クに接触してシーリング部材として作用する。

もし望まれるならば、コンビネーションディスク特にそれらがプラスチックで作 られたときには、いわゆるスナップ−ロック結合と呼ばれる方法により互いに分 離可能なようにかみ合わせて形成される。これによりディスクは一単位として取 扱うことができる積重ね体に組立てられるが必要に応じて分解することができよ う、第５図に示す部分９ｂはこのような場合に前述のようなスナップ−ロック結 合ができるように形成され、それは同時にディスク間のシーリング手段を形成す る。

本発明の範囲内でコンビネーションディスク間の望ましいシーリングをディスク を恒久的に相互結合することによって達成することが代案として可能である。

第６図はなるべくならプラスチックで作られかつ互いに恒久的に結合されたコン ビネーションディスクの積重ね体を略図的に示している。

コンビネーションディスク間の環状のシーリング部材によりディスクの積重ね体 を貫いて円錐形の壁２１が設けられており、この壁２１はローター内で入口室２ ２と周囲の分離室から区画している。固定された入口バイブ２３が入口室２２内 に延びている。

コンビネーションディスクが積重ね体に組立てられた後に多数の孔２４と２５が それぞれ上と下から、積重ね体の部分を貫いてドリルであけられる。分離室内の 径路２４は第１図で孔１１によって形成された径路に相当し、また入口室２２内 の径路２５は第１図で孔ｌＯによって形成された径路に相当する。さらにコンビ ネーションディスクの積重ねは第１図で孔ｌＯによって形成された径路に相当す る多数の径路２６を有する。

第６図中矢印により、入口バイブ２３を通って供給された液体がどのように入口 室２２とコンビネーションディスクの積重ね体中の径路を流れるかが示されてい る。入口室２２内の自由液面が実線および三角形で示されている。

明らかなように、第６図に従って設計された遠心分離機のローターが作動すると 、大部分のコンビネーションディスクの半径方向最内部の円錐形部分はローター の回転により入って来る混合物の緩やな流人に対する加速ディスクとして働くで あろう。

以上述べたのは本発明の幾つかの実施例に過ぎず、そこでは遠心分離機ローター は分離ディスクと同数の加速ディスクを有する。この後の特許請求の範囲の欄の 中にも発明の実施例が含まれるけれども、それらは実情が異なっている０例えば 、入口室に入って来る混合物の望ましい加速を達成するには隣接する加速ディス ク間の軸方向の距離が隣接する加速ディスク間の距離よりも小さい方が適してい ることがわかる。このような場合それぞれの分離ディスクよりも厚い加速ディス クを持つかわりに２枚の隣接するコンビネーションディスクの各間隙に１または 複数の別個の加速ディスクが配置されてもよい、従って、コンビネーションディ スクと別途の加速ディスクは共に、互いにかみ合うための例えばくぎと穴のよう な補助部材を有することが、遠心分離機のローター内の全てのディスクの容易な 組立てを可能にするために望ましい。

ｑｂ 国際調査報告 ｍ″””−’　”−””　”　ＰＣＴ／ＳＥ　８９１００５２２国際調査報告　 ＰＣＴ／ＳＥ　８９１００５２２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．分離室（５）と、分離室（５）内にローターと同軸に互いに間隔を置いて配 置された截頭円錐形の分離ディスクの積重ね体（７）と、分離ディスクの内部の 半径方向その内側中央部に、前記混合物の入口室（１２）を区画し、かつ、その 入口室は前記積重ね体の軸方向の延長に沿う接続が分離室によって閉鎖されても 、少なくとも積重ね体の一端では分離室と連結する手段と、液体混合物を入口室 （１２）に導入するための入口手段（１３）、および入口室内にローターと同軸 に置かれ、かつ入り込む混合物がローターの回転に緩やかに乗って運ばれるよう に配置された環状の加速ディスクを有するローターからなる、液体混合物の異な る成分の分離に用いられる遠心分離機において、 少なくともいくらかの加速ディスク（８）の各々は分離ディスク（７）と一体に 作られてコンビネーションディスクが形成され、 中央の入口室（２０）を区画する手段（９，９ａ，９ｂ）は隣接するコンビネー ションディスク（６）間の間際を閉鎖し、 加速ディスク（８）は加速ディスク（８）によって回転させられた混合物の入口 室内での移動に用いられる貫通孔（１０）を有することを特徴とする。 ２．加速ディスク（８）が本質的に平坦であることを特徴とする請求項１記載の 遠心分離機。 ３．前記閉鎖手段（９，９ａ，９ｂ）が加速ディスク（８）の半径方向外方部分 の中間に配置されていることを特徴とする請求項１または２記載の遠心分離機。 ４．各コンビネーションディスク（６）は、ローター軸の周りに分布され、かつ 前記閉鎖手段の半径方向近傍に位置し軸方向に延びる貫通孔（１０，１１）を有 し、閉鎖手段（９）は前記孔のうちのあるもの（１０）は入口室（１２）内に位 置し、残りの孔（１１）は分離室（５）内に位置するように形成されていること を特徴とする、先行する請求項のいずれか一項に記載の遠心分離機。 ５．軸方向の貫通孔（１０，１１）はリング状にかつ本質的にローター軸から等 距離に位置し、かつ閉鎖手段（１９）がローター軸の囲りに蛇行して延びており 、ある孔（１０）は閉鎖手段（９）の内側に、また残りの孔（１１）は外側に位 置することを特徴とする請求項４記載の遠心分離機。 ６．各コンビネーションディスク（６）が隣接するコンビネーシヨンディスク（ ６）にシーリング接触するように配置された部材（９ｂ）を介して一体として形 成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の遠心分離 機。 ７．前記閉鎖手段がコンビネーションディスク（６）の間に配置された個別のシ ーリング部材（９，９ａ）を含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一 項に記載の遠心分離機。 ８．コンビネーションディスクが前記閉鎖手段により互いに恒久的に結合されて いることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の遠心分離機。 ９．コンビネーションディスクがプラスチック材料で作られていることを特徴と する先行する請求項のいすれか一項に記載の遠心分離機。