JPH05504909A - フィルタ反転式遠心分離機 - 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】 反転フィルタ遠心分離機 本発明は、請求の範囲第１項の前文による反転フィルタ遠心分離機に関する。

この種の公知の反転フィルタ遠心分離機（ドイツ国特許第２７０９８９４号）に おいて、フィルタ布の反転に関するドラムの開閉は、流体駆動装置に用いて行な われている。ドラムが比較的低い回転数の時のみ開放されるのを保証するため、 公知の遠心分離機には、遠心調速器が設けられていて、この調速器は、ドラムの 開放動作が先決されたドラム回転数以下の時のみ始動できるようにしている。流 体駆動装置の欠点に加えて、遠心調速器は複雑な故障し易い機械部分であり、そ のような機械部分は、反転フィルタ遠心分離様全体を故障し易くする。

本発明の目的は、この種の反転フィルタ遠心分離機を、遠心調速器を使用せずに 簡単な方法で、ドラムの回転数が先決された値以下にある時にのみドラムが開放 できるように改良することである。

この目的は、本発明によって請求の範囲第１項の特徴により達成される。

本発明の好適な実施例の以下の記述は、添付の図面と共に詳細に本発明を説明す るのに役立つ。

図１は、遠心分離の作業段階における反転フィルタ遠心分離機の概略断面図であ る。

図２は、固体排出の作業段階における図１の遠心分離機の概略図である。

図３は、反転フィルタ遠心分離機のドラムの開閉のための機械的駆動装置の概略 拡大図である。

図４は、図３に対して変更された実施例の概略図である。

図に示された反転フィルタ遠心分離機は、機械全体を密閉して囲んでいる概略的 に示したハウジング１を具備し、この中に、中空軸３が固定機械フレーム２上の 軸受４．５内に回軸３の端部に、駆動ホイール６がしっかりと結合されており、 この駆動ホイール６を介して、中空軸３は、■ベルトにより電気または他のモー タ７により高速回転可能である。

軸受４，５の間で支持されて延在する中空軸３は、破線で示した軸線方向に延在 するキー溝を有し、その中をキー８が軸線方向に移動可能である。このキー８は 、中空軸３の内部を移動可能な支持軸９に強固に接続されている。従って支持軸 ９は中空軸３と共に回転し、しかもこの中を軸線方向に移動可能である。

図１および図２の左側にあり、軸受４を超えて突出する中空軸３の端部に、カッ プ形状の遠心分離ドラム１１の閉じた底部がフランジ接合されている。ドラム１ １はその筒状壁に半径方向に延在する貫通開口１２を有している。ドラム１１は 底部の反対側端部において開口している。この開口端部を取囲むフランジ状の開 口縁１３に保持リング１４によって、実質的に円筒状に形成されたフィルタ布１ ５の縁がぴったりと固定される。フィルタ布１５の他方の縁は、同じ方法でぴっ たりと基部１６に結合され、この基部１６は遠心分離ドラム１１の底部を通して 自由に侵入する移動可能な支持軸９に結合されている。

基部１６には、ステーボルト１７により間隔をあけて、しっかりと遠心分離室カ バー１８が固定されており、このカバー１８は、図１ではドラム１１の遠心分離 室を、その開口縁における保合によって密閉しており、そして図２では、基部１ ６と共に、中空軸３からの支持軸９の軸線方向外側の移動によってドラム１１か ら外側に持上げられる。

図１および図２の左側にある反転フィルタ遠心分離機の前側端部に供給管１９が 配置されており、この管は、ドラム１１の遠心分離室内へ、固体および液体成分 に分離される懸濁液を供給する働きをし、図２に示された作業状態において、こ の管は移動可能な支持軸９の穴２１内に侵入している。

中空軸３内の支持軸９の移動、それによる遠心分離ドラムの開閉、及びそれと共 に図１と図２に示された２つの作業状態間の変化をもたらす駆動装置は、詳細に 後で説明する。

作業中において、反転フィルタ遠心分離機は最初に図１に込んでおり、それによ り支持軸９に連結している基部Ｉ６は、遠心分離ドラム１１の底部近くにある。

遠心分離室カバー１６は、この時、ぴったりとドラム１１の開口縁上に当接して いる。ドラムが回転している時、供給管１９を介して濾過すべき懸濁液が導入さ れる。懸濁液の液状成分は、ドラムの開口１２を通り矢印２２の方向に流れ、そ らせｖｉ２３によって排出管２４に導かれる。懸濁液の固体粒子はフィルタ布１ ５によって保持される。

遠心分離ドラム１１の回転が続けられると、図２のように支持軸９が（左に）動 かされ、それによってフィルタ布１５は外側に反転され、そしてフィルタ布１５ に付着する固体粒子は矢印２５の方向にハウジング１内に放出される。これらは 、そこから容易に運搬される。図２による位置において、供給管１９はカバー１ ８及び基部１６の対応する開口を通り、支持軸９の穴２１内に侵入する。

遠心力の影響により固体粒子が放出されると、フィルタ遠心分離機は、支持軸９ の戻り動作により、図１における作業位１に戻され、それにより、フィルタ布１ ５は反対の方向に反転される。このように、絶えず回転する遠心分離ドラム１分 離作業段階において、遠心分離ドラム１１は、図２による固体放出作業段階にお けるよりもかなり高回転数でモータ７により駆動される。後者の段階では、遠心 分離ドラム１１はかなりゆっくり回転する。

特に図３から明らかなように、中空軸３の軸受５により支持された端部に、堅固 にかつ不動に、ブツシュ３Ｉが後方に突出してフランジ止めされており、このブ ツシュ３１は軸線方向に延在する細長穴３２を有している。支持軸９の後側端部 に、半径方向に突出するキ一部材３０を有するナツト３３が強固に接続されてい る。このキ一部材３０はキー溝３２に係合しているので、キ一部材３０は、一方 ではナンド３３と支持軸９との間、他方においてブツシュ３１と中空軸３との間 に回り止め連結を提供し、しかもこの場合ナツト３３及びそれと共に支持軸９は ブツシュ３１内を軸線方向に移動可能である。

ナツト３３の内側ネジに、対応する外側ネジを備えているネジ棒３４が係合して おり、このネジ棒３４は、通常の調整バネ接続３５を介して、回り止めとなるが 軸線方向に僅かに移動可能にスリーブ３６に連結されている。スリーブ３６はそ れ自身、軸受３７，３８により回転可能に、ブツシュ３１にしっかりとフランジ 止めされた端部部材４５内に軸支されている。スリーブ３６を超えて突出してい るネジ棒３４の後側端部に、ナンド３９によりディスク４１が保持されている。

スリーブ３６の後側端部表面とディスク４１との間に、皿バネ４２等が配置され ており、この皿バネがネジ棒３４をスリーブ３６に関して（図３では右方に）付 勢しており、それによりネジ棒３４とスリーブ３６との間の述べられたような調 整バネ接続３５は、ネジ棒３４とスリーブ３６との間の僅かな軸線方向動作を可 能にする。

スリーブ３６上に、ベルトプーリ４３が回り止めして取付けられており、このベ ルトプーリ４３は、■ベルトを介してさらなる電気または他のモータ４４（図１ ）に連結されており、従ってこのモータがスリーブ３６及びそれと共に調整バネ ３５を介して回り止め連結されたネジ棒３４を回転駆動する。

ネジ棒３４及びそれ共にナツト３３を介して支持軸９を（図３では右に）付勢す る皿バネ４２は、遠心分離作業段階（図１）の間、カバー１８をドラム内に生じ た流体圧力に抗して、遠心分離ドラム１１の開口縁上の強固な保合に保持する目 的を有している。本発明のより簡単な実施例において、ネジ棒３４は、直接すな わちスリーブ３６の介在なしに、軸受３７及び３日に回転軸支されることも可能 である。この場合においてベルトプーリ４３は直接ネジ棒３４に取付けられ、そ して前記の目的に使用される皿バネ４２は不要となる。

加えて図示されているように、ブツシュ３１は、それにフランジ止めされた端部 部材４５によりそれ自身回転軸受４６内に回転軸支されており、この軸受はそれ 自身スタンド４７により機械フレーム２に支持されており、従ってベルトブーＩ Ｊ４３及びモータ４４により生じる駆動力は、軸受４６近傍で吸収することがで きる。

ネジ棒３４が、ベルトプーリ４３及びモータ４４を介して、中空軸３とそれに連 結されネジ棒３４が中に回転軸支されているブツシュ３１とに関して両方向に回 転されると、ナツト３３内へのネジ棒３４の保合により、このナツト３３に連結 した支持軸９が、一方向および他の方向に動かされ、従って支持軸９に連結され たカバー１８が所望の開閉動作を行なう。

反転フィルタ遠心分離機の作業中において、遠心分離ドラム１１を保持する中空 軸３と、これと堅固に連結したブツシュ３１と、中空軸３内に軸線方向にはめ込 まれ、カバー１８に連結された支持軸９とが、絶えず先決された回転方向に回転 する。カバー１８の開閉の時、これらの部分、すなわち特に支持軸９及びネジ棒 ３４の相対速度が重要であり、そしてとりわけ、ネジ棒３４が、支持軸９よりも 低い回転数で駆動されるか、あるいは高い回転速度で駆動されるかが重要である 。支持軸９とネジ棒３４とが同じ回転数の時は、中空軸３内の支持軸９の軸線方 向の移動は行なわれない。ネジ棒３４の回転数が支持軸９の回転数よりも大きい ときに始めて、この支持棒９は中空軸３内をカバー１８の開の方向に動かす。

これに対して、ネジ捧３４の回転数が支持軸９の回転数よりも小さければ、ある いはネジ棒３４が支持軸９の反対方向に駆動されると、支持軸及びそれと共にカ バー１８は反対の方向に動かされ、それによりカバー１８は遠心分離ドラム１１ を閉じる。本発明の好適な実施例では、支持軸９およびネジ捧３４は、連続して 同じ回転方向に回転する。

従って、今まで遠心分離ドラムの開閉に必要である流体駆動装置は、流体駆動装 置の漏れに関しての欠点のない簡単な機械的駆動装置によって代えられる。しか し、これが前述の機械的ネジ棒駆動装置の唯一の利点ではない。支持軸９が中空 軸３の後側端部にフランジ止めされた流体シリンダに介して動かされる流体駆動 装置とは反対に、ドラムの開閉及びドラムの閉鎖の維持のために必要な力は、主 回転軸受４．５によってではなく、ネジ棒駆動装置によって内部的に吸収される 。

図示した実施例において、支持軸９及びネジ棒３４は、同時に同方向に回転し、 そして中空軸３内の支持軸９の軸線方向の移動が開始する時、正負方向のこれら の部分９および３４の間の回転数の差のみが重要であるために、ネジ棒３４の比 較的高い絶対回転数によって、支持軸９の比較的小さな軸線方向のストロークを 生ずる。従って、ネジ棒３４は、非常に小さいピッチ（細目ねし）を有するねじ と同じように働き、このことはまた、その駆動のために僅かな力しか必要ではな く、それによりネジ棒３４を駆動するモータ４４が、支持軸９及びネジ棒３４が 反対方向に回転駆動されている時でも、比較的小型のものとすることができるこ とを意味している。

遠心分離ドラムの開又は閉の各ストローク動作の終了時、又はストローク動作の 重荷重の時でも、中空軸３と一方において支持軸９、他方においてネジ捧３４と の間の回転数の差は、はぼゼロに変化するので、結局この部分の同期回転が行な われる。この場合に、自動的に力の増加が起こり、これは特に遠心分離ドラムの 閉鎖状態が達成された後に生ずるので、遠心分離ドラムカバー１８は、ネジ棒３ ４を駆動するモータ４４が比較的小型であっても、遠心分離ドラム１１の開口端 に対してしっかりと押圧される。

遠心分離ドラム１１及びそれと共に支持軸９がネジ棒３４よりも急速に回転しよ うとするとすぐに、遠心分離室カバー１８が遠心分離ドラム１１を自動的に閉鎖 し、そしてしかも遠心分離室内の有効な流体の力がより大きい時でも行なわれる 。従って、前述のネジ棒閉鎖構造は、自動固定を有する（細目ねじを備えた）ネ ジ棒のように働き、これがさらなる半径方向の固定機構を不要にする。

図３において、図２に対応する遠心分離ドラムの開放状態が示されており、この 場合にもまた、支持軸９は図３では右から左へネジ棒３４によって動かされる。

図示のように、支持軸９はそれに連結されたナツト３の正面に中空スペース４８ を有し、支持軸が遠心分離ドラムの閉鎖動作を生じる間に戻される時（図３にお いて右方向へ）、この中空スペース４８内にネジ棒３４が入る。この場合、ナツ ト３３は、中空軸３の後方延在部分を形成しているブツシュ３１内を対応して移 動する。

本発明の図示しない一つの実施例において、ネジ棒は自動固定しない軸であって もよ（、例えばこれは通常の回転ボール軸により実現されることができる。この 場合には、遠心分離ドラム１１の確実な閉鎖を保つために必要な力は、連続動作 モータ４４によって提供される、このモータ４４は、電気モータ７が中空軸３及 びそれと共に支持軸９を駆動するよりも低い回転数でネジ棒３４を駆動する。

モータ４４又はネジ棒３４の適切な部分に作用する断続可能な分離ブレーキを有 することも可能である。そうすれば、例えば、モータ４４が周波数制御モータで あれば、このモータ自身はブレーキとして役立つ。

加えて、ネジ棒３４を駆動するモータ４４を、ドラム閉又は開状態に達した時、 完全に停止することも可能である。ナンド３３内のネジ棒３４の自動固定のため に、ネジ棒３４及びそれと共にモータ４４は、モータ７により駆動される中空軸 ３によって空転状態とされる。

図４は本発明のさらなる変更実施例を示している。図４において、互いに対応す る部分は図１から図３と同じ参照符号が与えられる。図３による実施例では、ネ ジ棒３４は、中空軸３内に支持軸９を動かすために、ヘルドプーリ４３及びモー タ４４を介して回転駆動されるが、図４による実施例では、ネジ捧３４は回り止 めされて支持軸９に連結されており、そしてナツトとして形成されたスリーブ３ ６が内側ネジを有し、この内側ネジがネジ棒３４の外側ネジと係合している。ス リーブ３６は、軸線方向に不動となるように端部部材４５に軸支されており、ベ ルトプーリ４３及びモータ４４を介して回転されるので、ネジ棒３４及びそれと 共に支持軸９は、軸線方向に前後に動かされ、それによって遠心分離室カバー１ ８が前述された方法で開閉する。

図４に示したように、ネジ棒３４は、調整バネ３５を介し軸線方向に滑り移動可 能に部材３３に軸支されており、この部材３３自身はしっかりと支持軸９に連結 されている。このようにして、ネジ棒３４は回り止めされて支持軸９に連結され ているが、支持軸９に関して制限された距離を越えて軸線方向に移動される。支 持軸９の内部において、ナ・ント３９によりディスク４１が保持されており、こ のディスク４１上に皿バネ４２の一端部が支持される。皿／Ｎネ４２の他端部は 、支持軸９の中空スペース４８内で、内側肩部４９等に当接しているので、この 皿バネ４２は、図３の実施例の場合と同様に、遠心分離作業段階（図１）におい て遠心分離室カッ＜−１８が遠心分離ドラム１１の開口縁に密着して保持される ように、支持軸９が付勢されることが意図される。

図４による実施例は、図３による実施例に比較して、「運動学的に反対である」 ことを示している。その機能および利点は、双方の実施例とも同じである。

遠心分離ドラムのネジ棒閉鎖を有する反転フィルタ遠心分離機の上記の構成では 、このドラ公が先決された値（臨界回転数）以下の回転数で回転する時のみ、遠 心分離室カバー１８が遠心分離ドラム１１から外されるのを簡単な方法で保証す ることができる。

既に述べられたように、支持軸９の軸線方向の開放動作は、ネジ棒３４が中空軸 ３及び支持軸９より高い回転数で駆動される時のみ行なわれる。さもないと、支 持軸９は閉鎖動作を行なうか、あるいはカバー１８をドラム１１の開口縁にしっ かりと保持する。

本発明によれば、ネジ捧３４を駆動するモータは、絶対に超えられない一定の最 大回転数を有するように構成することが意図されている。そのようなモータはそ れ自体公知である。

モータ４４、特に電気モータ４４のこの最大回転数は、モータ４４とネジ棒３４ またはスリーブ３６との間に設けられ、加減速装置を有する駆動装置（ベルトプ ーリ４３）を考慮して、ネジ棒３４の回転数が常にドラム１１の臨界回転数より も小さいように選択され、前記臨界回転数以上ではドラムは開放されないのは、 反転フィルタ遠心分離機が破壊される可能性があるからである。

従って、ドラムは、それが最大回転数で回転している間の遠心分離作業段階の時 に開くことはない。この作業段階中、モータ４４は回転するベルトプーリ４３に より最大回転数よりも高い回転数で駆動されるが、この高速回転数の時モータは 駆動モータとして働くのではなく発電機として働く。ネジ棒３４は、この作業状 態では支持軸９に対して速度差を有していない。

遠心分離動作段階から固体放出（図２）の作業段階への変化の間、ドラム１１の 回転数が臨界回転数以下に下げられ、そして最終的にモータ４４又はネジ棒３４ の最大回転数以下の値に達したときに初めて、支持軸９とネジ棒３４との間に速 度差を生じ、この速度差がカバー１８をドラム１１から自動的に持上げる。

このようにして、例えば遠心調速器等のさらなる安全装置を必要とせずに、ドラ ム１１がその臨界回転数よりも低い回転数で回転するときのみドラム１１の開放 が可能であることを保証することは非常に容易である。

モータ４４は、その回転速度を最大回転数以下の範囲に制御可能であるように構 成される。それによって、ドラム１１の開閉速度は上下できる。

また、ドラム１１の種々の開閉速度を達成するために、異なる回転数を有する多 くの選択的に接続可能なモータをネジ棒３４に連結することも可能である、しか し、この場合すべてのこれらのモータの最大回転数は、それによりもたらされる ネジ棒３４又はスリーブ３６の回転数が、ドラム１１の臨昇口転数よりも低いよ うに選択され、その臨界回転数を超えると、ドラム１１の開放は危険を伴う。

また、モータ４４の回転速度を最大回転数以下に制御すると共に、それによりネ ジ棒３４の回転速度を制御するために、モータ４４とネジ棒３４との間にそれ自 体公知の方法で、制御可能な切換ギア装置を配置することができる。

ドラム１１の臨界回転数としてここで使用されている用語「小さい回転数」は、 ドラム１１の回転方向に関して、負すなわち反対方向の回転数も意味している。

要　約　書 反転フィルタ遠心分離機は、ハウジング（１）に回転可能に取付けられ、半径方 向のフィルタ孔（１２）を有するドラムと、フィルタ孔を覆うフィルタ布（１５ ）と、ドラムの正面側を閉鎖するカバー（１８）と、カバーに設けられ、濾過す べき懸濁液のための供給開口部と、供給開口部を貫通する供給管（１９）と、そ の回転数以上ではドラムの開放が危険を伴う臨界回転数よりも大きい回転数でド ラムが回転する時、ドラムからのカバーの取外しによるドラムの開放を防止する 安全装置とを具備し、ドラム及びカバーは、フィルタ布（１５）を反転するため に回転駆動される中空軸（３）とその中に入れ予成に往復運動する支持軸（９） とによって互いに関して軸線方向に移動可能である。ネジ軸（３４）が支持軸（ ９）に配置され、このネジ軸に係合するナツト（３３，３６）が設けられる。ネ ジ軸（３４）又はナツト（３６）のいずれか一方はモータ（４４）により回転駆 動可能であり、それで支持軸（９）がネジ軸又はナツトと中空軸（３）及びドラ ム（１１）との相対速度に応じて中空軸内を入れ予成に往復運動し、それにより ドラム（１１）は、ネジ軸（３４）又はナツト（３６）の回転数がドラム（１１ ）の回転数より大きい時に開き、ネジ軸（３４）又はナツト（３６）の回転数が ドラム（１１）の回転数より小さい時に閉じ、ドラム（工１）は、それが臨界回 転数より小さい回転数で回転する時にのみ開くようにするために、ネジ軸（３４ ）又はナツト（３６）の最大回転数はドラム（１１）の臨界回転数より小さくな っている。

補正書の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の８） 平成４年５月２′？日

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．ハウジング（１）内に回転可能に軸支されて、半径方向のフィルタ孔（１２ ）を有するドラム（１１）と、フィルタ孔を覆う反転可能なフィルタ布（１５） と、ドラムの一端面を閉鎖するカバー（１８）と、カバーに設けられ、濾過すべ き懸濁液のための供給開口部と、供給開口部を貫通する供給管（１９）と、その 回転数以下ではドラムの開放が危険を伴う臨界回転数よりも高い回転数でドラム が回転する限り、ドラムからのカバーの取外しによるドラムの閉放を防止する安 全装置とを具備し、フィルタ布を反転するために、ドラムおよびカバーが、回転 駆動される中空軸と、その中を入れ子式に往復運動ずる支持軸とによって互いに 関して軸線方向に移動可能である反転フィルタ遠心分離機において、支持軸（９ ）にネジ棒（３４）が配置され、このネジ棒に係合するナット（３３，３６）が 設けられ、ネジ棒（３４）又はナット（３６）がモータ（４４）により回転駆動 可能であって、それにより中空軸（３）及びドラム（１１）の回転数に関するネ ジ棒（３４）又はナット（３６）の回転数に応じて、中空軸（３）内を支持軸（ ９）が入れ子式に往復運動し、モータ（４４）により駆動されるネジ棒（３４） 又はナット（３６）の回転数が中空軸（３）の回転数よりも大きい時ドラム（１ １）が開き、ネジ棒（３４）又はナット（３６）の回転数が、中間軸（３）の回 転数よりも小さい時ドラム（１１）が閉じ、モータ（４４）の最大回転数は、モ ータによりネジ棒（３４）又はナット（３６）に与えられた最大回転数がドラム の臨界回転数よりも小さいように選択され、それによりドラムは、それが臨界回 転数よりも小さい回転数で回転する時のみ開かれることを特徴とする反転フィル タ遠心分離機。
2. ２．ネジ棒（３４）又はナット（３６）を駆動するモータ（４４）の回転数が、 その最大回転数以下の範囲に制御可能であることを特徴とする請求項１に記載の 反転フィルタ遠心分離機。
3. ３．ネジ棒（３４）又はナット（３６）が、複数の選択的に切換え可能な異なる 回転数を有するモータにより駆動可能であり、これらのモータの最大回転数は、 モータによりネジ棒（３４）又はナット（３６）に与えられる最大回転数がドラ ム（１１）の臨界回転数より小さいように選択されていることを特徴とする請求 項１に記載の反転フィルタ遠心分離機。
4. ４．モータ（４４）とネジ棒（３４）との間に、制御可能な切換ギア装置が配置 されていることを特徴とする請求項１に記載の反転フィルタ遠心分離機。