JPS61502384A - 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、共に分離室を取り囲むロータの第１部分および第２部分を含む遠心分 離機に関するもので、ロータの第１部分のフランク部分は、ロータの第２部分の スリーブを形成する末端部分へ軸方向に差し込まれ、かつ、そこに固定接合部に より接続される。固定接合部は、固定部の一部がスリーブを形成する末端部分の 内側の窪みに配置され、固定部の残りの部分が前記のフランジ部分の周縁の半径 方向内側に配置されるよう、前記のスリーブを形成する末端部分の半径方向内側 、かつ前記環状フランジ部分の軸方向外側から半径方向外側に動かされる少なく とも一つの固定部を含み、それにより固定部はロータの作動中に発生し、前記の ロータの第１部分の内側に対して働く軸方向の力を前記ロータの第２部分に伝え るよう配置される。

高速遠心分離機のロータの主要部分の相互連結にはねじ接合部または剪断リング 接合部が使用される。ねじ接合部の主なものは、１つはねじ山付きの固定リング を有する接合部で、もう１つはねじ山付きのゼルトを有する接合部である。ねじ 山付きの固定リングは、明らかに可動スラッジコンシャを有しない遠心分離機の 大きなグループの中で支配的なものであり、このグループには周縁のスラッジ流 出部またはノズル開口部にスラッジを送るために、ロータ本体の半径が比較的大 きくなる円錐状の外形をした分離室が必要である。

一般的な設計において、ロータ本体の最大半径で、内部にねじ山のある円筒形の スリーブ部分が形成され、そこに前記スリーブ部分に←通される固定リングによ り固定されるロータカ・ζ−が差し込まれる。作動中、分離室の液体圧力はロー タカ・ζ−とロータ本体とに働く軸方向の分離力を生じさせ、その力は、固定リ ングがスリーブ部分からはずれないときには、固定リングと前記スリーブ部分と の間のねじのかみ合いにより取り除かれなければならない。前記スリーブ部分は また、固定部分からスリーブ部分を分離しようとする半径方向の大きな遠心力を 受けるので、固定リングおよびロータ本体両方の両者に正確な寸法および組み立 て素材に関して特別な要求があることがわかるであろう。

比較的細長いロータ本体と、ロータ本体の１つの末端領域に、スラッジを正常に 輸送するためのスラソジコンベヤヲ有するデカンタという名称の遠心分離機のグ ループにおいては、ゼルト接続部はロータ本体またはドラムヘロータの末端管で 接続していることが支配的である。従来のデカンタにおいてロータは、末端が半 径方向外側に伸びるフランジを有し、ロータの末端管面のフランジは多数のゼル トにより固定されている。

この種の回転フランジ接合部の最大応力は、フランジのねじ山のある穴に生じ、 ドラムが特別な鋳物素材で作られていてさえも、フランジ接合部自体が許容され 得る周縁速度を制限する。さらに、ロータの組み立ておよび分解は、多数の１？ ルトや、例えば正確な緊締モーメントを得るための必要な安全調整のため、時間 のかかる作業となる。ゼルト接合部の半径方向や軸方向に高い負荷がかかると、 緊締モーメントねじ山の摩耗および耐久性に関する計算が複雑になる。周縁速度 が増加すると、問題は非常に大きくなる。さらに、大きな半径の突出ゼルト、ま たはソケットヘッドキャップねじ用の穴によシ騒音が生ずる。

ロータの主要部分が剪断リング接合部により相互に連結される遠心分離機の一例 は、アメリカ合衆国特許第２６６８６５８号に示されている。開示された剪断リ ングは、ロータ本体自体のスリーブを形成する末端部分の半径方向内側の位置か ら外側のロータ本体の内側の溝へ拡張され、ロータ本体の内部ショルダーに対し 軸方向にロータカッ々−を押圧している。

この方法によるロータの主要部分の相互接続は、寸法、素材の選択、組立、騒音 の発生、および安全に関する前記の問題を軽減する。しかし、前記アメリカ合衆 国特許に示されるロータの主要部分の接続の方法には限界がある。このように、 接合部を予め圧縮することが望ましい場合には、実質的に大きな半径方向の力を 生じさせるようにしか圧縮することができず、このことはロータのスリーブを形 成する末端部分が半径方向に拡張されることを意味し、その結果ロータのもう一 力の部分のフランジ部分から離れることを意味する。

これにより、ロータの作動中、ロータの各部分間の相互の半径方向の変位が生じ 、ロータが不均衡になる。

本発明の目的は、ロータの主要部分を相互に接続するためのねじ山のある接合部 に関連する前記の問題を軽減し、接合部が半径方向の大きな力を生ずることなく 予め圧縮することにより半径方向への遊動の危険が軽減されるよう設計された固 定接合部により、ロータの主要部分が相互に接続される先に述べた種類の遠心分 離機を提供することである。

本発明によれば、これは、固定接合部を予め圧縮するための予め圧縮される要素 を有する先に定義した種類の遠心分離機を提供することにより達成され、その要 素は、前記のスリーブを形成する末端部分の基本的に軸方向に面する表面、好適 にはその末端表面に接触する半径方向外側の部分を有し、かつその要素は、予め 圧縮される部材によりロータの第１部分に接続され、固定要素を介してロータの 第２部分に対し軸方向に予めロータの第１部分を圧縮するよう配置される。

本発明により、作動中に分離室に生ずる液体圧力が、ロータの主要部分の互いに 軸方向に反対に向かう接触面間の接触圧力を増加するよう、ロータの主要部分が 固定接合部により連結され、かつ予め圧縮され、いっぽう液体圧力は予め圧縮さ れる目的で用いら゛れる部分の応力を減少させる。

本発明により、ドラム末端の内部または外部の突出フランジおよびフランジの連 携ノツチおよびゼルト穴の必要ないデカンタ型の遠心分離機を提供することも可 能である。それによりロータの製造が簡単になる。

何故なら、例えばドラムがブレ・・ブの管からつくられ得るからである。

固定要素を、前記のスリーブを形成する末端部分の窪みへ外側に持って来ること を可能にするため、固定要素はリングで成形され、リングが前記スリーブを形成 する末端部分に差し込まれた後、前記スリーブを形成する末端部分の内部環状溝 内に拡張されるよう一箇所で切断されるか、そのような溝に配置される２つのリ ング部分に好適に分けられる。リングまたはリング部分は、さらに、一方では前 記のスリーブを形成する部分の軸方向に外側の末端表面と溝の軸方向に外側の末 端表面との間、もう一方では軸方向に内側の末端表面と前記ロータの第１部分の フランジ部分との間が十分に衝合するような寸法にされ、設計されなければなら ない。

リングまたはリング部分は、遠心力により周囲のロータ部分に半径方向に働く負 荷を形成するので、本発明の特殊な実施例によるリング（またはリング部分）は 、リング全体の大きさが最小限で、前記の衝合が保証されるよう軸方向に円錐形 にされる。周囲のロータ部分の環状溝は、円錐形のリングの形に合わせられる。

本発明はさらに、図面を参照することにより、いくつかの好適な実施例により説 明される。第１図は、遠心分離機のロータの２つの部分の本発明による固定接合 部の一部の断面図を示し、第２図は、第１図の固定接合部の変更を加えた実施例 の一部の断面図を示し、第３図は、本発明による固定接合部のさらに別の実施例 が適用されるデカンタ遠心分離機の一部の断面図である。

第１図に示す固定接合部において、ロータカ・々−または末端部分ｌはロータ本 体またはドラム２内に搭載され、末端部分ｌの環状フランジ部分３は、ドラム２ のスリーブを形成する末端部分５の円筒形の内部表面に取り付けられる。末端部 分１は、環状ガスケット６によりドラム２に対し密封される。剪断リング、また は剪断リング部の形状をした固定要素８は、末端５の内側の環状溝７に差し込ま れる。ロータの分離室９内に液体圧力Ｐが生ずるとき、末端部分ｌは、圧力ゾー ンエにおいて固定要素８に対し軸方向に押される。軸方向の力は、圧力ゾーンＨ において、固定要素８によりドラム２に伝えられる。

圧力ゾーン■Ｉにおいて、環状の予め圧縮される要素ｌＯは、環状フランジ１１ によりドラム２の末端表面に接する。予め圧縮される要素１０は、ゼルトの形状 をした予め圧縮される部材により末端部分ｌに固定されるので、末端部分ｌは固 定要素８を通じてドラム２に対し軸方向に予め圧縮される。予め圧縮される要素 １０はさらに、固定要素８が１？ラム２の内側の溝に保持されるよう形成された 窪み１３を有する。

圧力Ｐが増加すると、圧力ゾーンＩおよび■の圧力が増加するのに対し、圧力ゾ ーンＩ１１の圧力が減少するのは、ゼルト１２に負荷がかからなくなるからであ る。

ゼルト接合部の位置は、ぜルト接合部の半径がロータの最大半径より小さい場合 、遠心分離機からそこにかかる圧力は同様に小さくなる。さらにドラム２は、従 来のゼルト接合部を有するドラムとは対照的に、ドラム末端部との間にいかなる 突出フランジも用いずに設計できることがわかる。これはげラム２に貯えられる エネルギーが、従来のゼルト接合部を用いた１ラムに貯えられるエネルギーに比 べ、同じ回転速度の場合約１５〜２０％減少されること、または本発明による遠 心分離機の周縁速度が、ドラム素材の許容される最大の応力変形を越えることな く、同様に増加されることを意味する。フランジのない設計はまた、基準化され た内部直径を有する組み立て大管の製造を可能にする。

第２図は、第１図の固定接合部を一部変更したものを示し、対応する部分には同 様の参照番号を配している。この図の場合、予め圧縮される要素工０は、ドラム ２内に突出し、固定要素８の位置を固定する部分を持たない。そのかわり固定要 素８は、半径方向のゼルト１２により固定される。予め圧縮される要素１０は； さらにドラム２の末端を取り囲むフランジＩＩＡを有し、それにより予め圧縮さ れる要素１０はまた、ドラム２の補強手段の役目を果たし、回転により生じ得る ドラムの末端部分のたわみを妨げる。

第３図は、円筒形ドラム２０と分離室２１を有するデカンタを示す。分離室中に は、スラッジ排出部（図示せず）にスラッジを運ぶためのねじフンイヤが設けら れている。

ａ−タ末端部分２２は、第３図に示すドラム２０の末端部分に差し込まれ、ガス ケットリング２５によりドラム２０に対し密封される。ドラムの窪み２６は、本 質的にドラム管面内側の半径方向外側に配置され、かつ溝２６の軸方向に外側の 表面に対して置かれる軸方向に外側の表面２８と、本質的にドラム壁面の半径方 向内側に配置され、かつ、ロータの末端部分２２に対して置かれる軸方向に内側 の表面２９とから円錐状に収斂する剪断リング部２７に対して、形成される。剪 断リング部２７の位置は固定され、ロータの末端部２２は、ゼル）３１により末 端部分２２に固定される予め圧縮されるリング３０によりドラム２０に固定され る。

本発明による遠心分離機の設計により、遠心分離ロータの主要部分間の接合部を 予め圧縮することが可能となり、かつ分離室が空のロータの回転中と同様、ロー タの通常の作動中も、前記主要部分を分離させる働きをする半径方向の力を生じ させることなく、接合部に不可欠な各部分を確実に必要な場所に配置することが できる。さらに、このように予め圧縮された接合部は、よりよい対曲げ抵抗力を 有することがわかっている。

本発明による上記のゼルトで止めた剪断リング接合部は、前記の従来の型のゼル トで止めたフランジ接合部と同列に置くことはできない。剪断リング接合部のＩ ルトの役目は、組み立て後および遠心分離機の始動に関連してロータの各部分を まとめておくことだけであるから、ゼルトの数は、従来のフランジ接合部よりは るかに少なくてすむ。またゼルトは、比較的小さな半径に配置できるので、遠心 力は比較的小さい。

国際調査報告

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. １．共に分離室（９）を取り囲むロータの第１部分および第２部分（１，２）を 含み、ロータの第１部分（１）の環状フランジ部分（３）はロータの第２部分（ ２）のスリーブを形成する末端部分（５）へ軸方向に差し込まれ、かつ、固定部 材（８）の一部がスリーブの形をした末端部分（５）の内側に配置され、固定部 材（８）の残りの部分が前記フランジ部分（３）の周縁の半径方向内側に配置さ れるよう、前記スリーブを形成する末端部分（５）の半径方向内側で、かつ、前 記環状フランジ部分（３）の軸方向外側の位置から、半径方向外側に動かされる 少なくとも１つの固定部材（８）を含む固定接合部により、環状フランジ部分（ ３）がスリーブを形成する末端部分に接続され、それにより固定部材（８）は、 ロータの作動中に発生し前記ロータの第１部分（１）の内側に対して働く軸方向 の力が、前記ロータの第２部分（２）に伝わるよう配置された遠心分離機におい て、前記固定接合部はまた、前記スリーブを形成する末端部分（５）の本質的に 軸方向に向かう面、好適には、その末端表面に接触する半径方向外側部分（１１ ）を有し、かつ、予め圧縮される部分（１２）によりロータの第１部分（１）に 接続され、固定要素（８）を介してロータの第２部分（２）に軸方向に予め圧縮 されるように配置される環状の予め圧縮される要素（１０）を含むことを特徴と する、遠心分離機。
2. ２．前記固定要素（８）は多数のリング部分（２７）から成り、これらリング部 分が環状溝（２６）の形をした前記窪みに配置されるとき各リング部分の軸方向 に外側の末端表面（２８）の主要部分がロータの第１部分（１）の前記フランジ 部分（３）の軸方向外側に配置されるのに対し、リング部分の軸方向内側の末端 表面（２９）の主要部分が、フランジ部分（３）の周縁の半径方向内側に配置さ れるよう、リング部分が軸方向に円錐状になつていることを特徴とする、請求の 範囲第１項記載の遠心分離機。
3. ３．前記環状の予め圧縮される要素（１０）は、前記スリーブを形成する末端部 分（５）を取り囲み、かつ、作動中にその半径方向のたわみを妨げる環状フラン ジ（１１Ａ）を有することを特徴とする、請求の範囲第１項または第２項記載の 遠心分離機。
4. ４．予め圧縮された部分が、ボルト接合部（１２）を含むことを特徴とする、請 求の範囲第１項ないし第３項のいずれか１項に記載の遠心分離機。
5. ５．複数のボルト（１２）を有するボルト接合部は、少なくともそれらのうちの いくつかが固定要素（８）を窪み（７）の中の位置に固定するように配置される ことを特徴とする、請求の範囲第４項記載の遠心分離機。
6. ６．前記予め圧縮される要素（１０）は、前記スリーブを形成する末端部分（５ ）の中の固定要素（８）の半径方向内側に配置され、かつ、固定要素を前記窪み
7. （７）に固定するような位置に挿入する部分を有することを特徴とする、請求の 範囲第１項ないし第４項のいずれか１項に記載の遠心分離機。 ７．ロータの第２部分（２０）は、スラツジ排出用のねじコンベヤ（２４）を取 り囲む細長い、実質的に環状の円筒形の外部表面を有し、ドラムの末端部分もま た環状の円筒形の外部表面を有することを特徴とする、請求の範囲第１項ないし 第６項のいずれか１項に記載の遠心分離機。