JPS6244981B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は遠心分離される液状材料用の入口をも
つ分離室、分離室内で分離された材料のうち軽量
成分用の中心出口、分離室内で分離された材料の
うち重量成分用の数ケの周縁出口を含むロータ本
体をもつ種類の遠心分離機に関し、本分離機にお
いて、前記周縁出口が軸方向滑動部材によつて遠
心分離作用の一時期において閉鎖状態に保たれる
ように構成されている。当該型式の遠心分離機に
おいて、軸方向滑動部材が分離室の一端壁の可成
りの部分を形成し、なお分離室から曲げ離れた滑
動部材の側部によつて前記部材がロータ本体と共
に所謂作動液と称する液体用の室を封成し、前記
作動液が遠心分離作用中にその圧力によつて滑動
部材を周縁出口を閉鎖するその位置に保持する。
さらに、第１装置が遠心分離機の作動状態におい
て前記室から作動液を排出させるために配置され
これによつて周縁出口が開かれて材料が分離室か
ら抛出され、一方第２装置が周縁出口の開口段階
において前記室内に或る量の作動液を保留するよ
うに配置され、これにより、分離室内のわずか１
部の材料のみが周縁出口から抛出されたときに滑
動部材が周縁出口を閉鎖するように作動されるよ
うに構成されている。

この種の遠心分離機は以前より知られており、
この場合前記第１および第２装置は種々の方法で
形成されている。その１つは、第１および第２装
置が全く同一の弁と協働されたものである。遠心
分離機の比軽的新しい構造がドイツ特許明細書第
2048429号に図示記述されている。この構造にお
いて、作動液用の上記室は２ケ以上の別個の室に
区分されている。ロータ本体の周縁出口が分離室
内の材料の１部分を抛出するために開かれるとき
に、作動液がこれら室の１つから逃出し、一方少
くとも他の１つの室内の作動液が残留されるか
ら、滑動部材は分離室が完全に空になる前に周縁
出口を閉じる。前記室は周縁出口の開口作用に対
し分離室が空にされるか否かによつて、異つた量
の材料が分離室内に留保されるようにその寸法を
決定する。

就中、前記室のそれぞれが関連作動装置をもつ
個別の排出弁を必要とするという事実によつて、
２ケ以上のこの種の個別の室をもつ構造は実用上
はあまり信頼性をもたない。実際の場合、この構
造は周縁出口の開口ごとに、分離室から抛出され
る２種の異つた材料の量をもつて作動する唯２つ
の可能な場合に限定される。各開口場合ごとに異
つた材料量を抛出することが望まれるならば、前
記室が異つた寸法をもつ全く新規な遠心分離機を
造らなければならない。

本発明の目的は、第１にほぼ標準構造をもち、
かつ要求に応じて周縁出口が開かれたとき、任意
所望の量の材料を該出口から抛出することが単純
かつ安価な装置の選択によつて可能なような遠心
分離機の製造にある。当該種類の遠心分離機によ
つて遠心分離される材料の種類により、分離技術
および経済的観点の双方から、周縁出口が開かれ
るとき、分離室から抛出される適正な材料量を正
確に選択できるということは極めて重要である。

上記目的は、本発明により、周縁出口を閉鎖す
る位置に滑動部材を保持させる力の大きさを調節
する別個の装置をもつ、当初に述べた種類の遠心
分離機を提供することによつて達成でき、上記特
色をもつことによつて前記第１装置の作動によつ
て作動液を排出するとき外周出口を閉鎖する滑動
部材の位置に向う方向に、滑動部材に正確な、予
め定めた力が保持されるように構成されている。

前記正確に予め定めた力は本発明により多くの
異つた方法で得られる。例えば当初に述べたドイ
ツ特許明細書第2048429号に記述された種類の遠
心分離機においてはこの分離機はその作動液用の
室は２ケの個別の室に分離されており、最も簡単
な場合、室の１つの中の作動液の適正に、予め定
めた分量が作動液の全量が第２室から排除され盪
す前に空にされるように構成されている。他の室
内の作動液が空にされるまで、滑動部材をそれが
周縁出口を閉鎖する位置に維持するように前記一
方の室内に十分な量の作動液が保留されなければ
ならない。実際の場合、上記作用は前記一方の室
に作動液を一定に供給するように配置された装置
によつて、常時開口の絞りの付いた排出口が前記
室から配設されて達成される。排出口は単一の内
孔で構成、することができるから、１つの選択さ
れた場所を占めるから室への作動液の供給が中断
したときはこの室は排出口から部分的に排出され
る。よつて排出口は室内に予め定めた量の作動液
が保留され、この液は作動液が他の室から排出さ
れたときでも残留し、この結果、滑動部材は、分
離室内の材料からの圧力によつて押されて遠心ロ
ータの周縁出口を開かせる。よつて作動液の保留
部分は軸方向滑動部材に或る定められた軸方向の
力を与え、一方材料は開いた周縁出口から分離室
を離れる。この定められた軸方向の力が分離室内
の材料による反対方向へ滑動部材に作用される力
を超えると、即ち或る量の材料が周縁出口から抛
出されたときなお材料の１部分のみが分離室内に
残り、この部分が滑動部材に圧力を作用すると
き、滑動部材は周縁出口を閉鎖するその位置に戻
る。前記排出口を適正な場所に配置することによ
つて、周縁出口が開かれるときごとに、分離室か
ら所望量の材料を遠心分離機が自動的に抛出させ
ることができる。

この種の排出口は、遠心分離機の分離作用が用
いられることが決定されたとき既に製造された遠
心分離機において容易に配置できる。もし要求が
あれば、既に形成された排出口は容易に閉鎖でき
なお新規なものは別の場所に設けることができ
る。本発明の別の単純な実施例によれば、上述の
分離装置は若干ケの機械的なばね例えばスクリウ
ばねを含み、これらは滑動部材とロータ本体との
間に配置されている。周縁出口の開口している間
に保留される作動液からの軸方向の力が幾分大き
過ぎるか小さ過ぎるかによつて、前記種類の機械
的ばねが配置されこれにより遠心ロータの周縁出
口の閉鎖または開口のいずれかに向つて滑動部材
を作動する。

当該種類の機械的ばねは他の部分が類似の遠心
分離機に対し種々の強度をもつて製造できる。も
し要求があれば、この種のばねもまた容易に変換
できる。

本発明の極めて重要な目的は、作動中に、周縁
出口が開かれるごとに分離室から抛出される材料
の量を変更できることである。

この目的は本発明により、滑動部材の一方の側
において滑動部材とロータ本体との間に形成され
た分離室を具備し、滑動部材に軸方向補助力を生
ぜしめるための室に流体を供給する装置を配置す
ることによつて達成される。実施例において、こ
の種の装置は圧力流体源、例えば圧力空気源を含
む。この分離室はロータ本体の駆動軸を通つて中
心通路を経て圧力流体源を充填する。

この分離室は常に液体が充満され、また遠心分
離機の作動中に所望圧力を設定するのに配置され
た圧力流体源と連通される。

遠心分離機の作動中、上述の方法で周縁出口が
開かれるたびに抛出される材料の量を変更するこ
とができるから、この種の変更は作動中に変動す
る或る状態に関して実施される。もし例えば周縁
出口から抛出される材料の乾燥物質量の作動中に
変化すれば、この乾燥物質量は適当な方法で感知
され、なおこれに関連して用いられる感知計器は
前記圧力流体源に影響を与えて加えられた過剰圧
力を増加しまたは減少するから、多少の材料が周
縁出口が開かれるたびにこれら出口から抛出され
る。このようにして抛出された材料の乾燥物質量
は自動的に不変値に保たれる。

また別の方法で圧力流体源は通常の分離作動に
重要な１つの最適値を得るため制御装置に接続で
きる。

第１図に示す遠心ロータは上方部１および下方
部２から成り、これらの部分は固定リング３によ
つて合体結合されている。この遠心ロータは駆動
軸４に結合して運転される。遠心ロータ内の中心
に所謂分配器６内に入口導管５が開口している。
分配器６を取囲んで遠心ロータ内に分離室７が封
成され、この中に数ケの円錐状に形成された板８
が配置されている。

遠心ロータはその上方部に静止剥離部材１０を
内蔵する剥離室９を具備する。剥離室９は分離室
７と連通しなお入口導管５から分離室に供給され
た材料の分離された軽量成分を分離室から受入れ
るように配置されている。

遠心ロータはその外周まわりに分離室７に供給
された物質の重量成分用の数ケの出口１１を具備
する。これら出口１１は通常１ケの滑動部材１２
によつて閉鎖されており、該部材は分離室の端壁
を形成しかつロータ上方部２に固定された環状ガ
スケツト１３と封止関係に保たれる。出口１１は
遠心作用中分離室７内で分離された沈積物１４な
どを抛出するため遠心ロータの運転中に間欠的に
開くよう計画されている。

滑動部材１２とロータ下方部１との間には２つ
の環状室１５および１６が形成され、これらの室
は運転中は所謂作動液と称する液体で充たされて
いる。作動液を室１５および１６に供給する手段
は閉鎖弁１７ａを具えた静止入口パイプ、および
ロータ下方部１に形成された２ケの室１８および
１９を含む。室１５および１６は環状ガスケツト
２０によつて互に封止されている。

半径方向外側の室１５は作動液用の周縁出口を
有し、これは図において簡略図示の目的で絞りの
付いた通路２１として示されている。この出口は
実際には、ロータ本体の周縁に沿つて配置された
数ケの幅広通路によつて構成されることが好まし
く、これらの通路は別個の滑動部材によつて閉鎖
状態に保たれる。前記のような配置を行うことに
よつて室１５からの極めて速かな排出作用が可能
となり、滑動部材１２を図に示す位置に維持する
ために、室１５に作動液を連続供給する必要を避
けられる。

ロータ下方部１には軸方向滑動部材１２と共に
中心キヤツプ２２が結合されて、作動室２３を形
成する。ガスケツト２４が滑動部材の運動中滑動
部材１２とキヤツプ２２との間の封止効果を保証
するから、室２３は常時分離室７から隔離状態に
維持されている。ロータ下方部１内の通路２５、
駆動軸４の中心通路２６および導管２７を経て作
動室２３は圧力流体源２８と接続されている。要
求があれば、導管２７に弁を設けることもでき
る。

第１図による遠心分離機の作動を要約すればつ
ぎのとおりである。遠心分離機を受ける材料は入
口導管５から供給され、分離室７の中で一方は軽
量成分、他方は重量成分に分離される。軽量成分
は剥離室９を経て剥離部材１０から継続的に分離
機から離れる。重量成分は分離室の半径方向最外
部に集収される。遠心分離作用中、室１５および
１６はパイプ１７および通路１８および１９から
作動液で継続的に充填される。少量の作動液が出
口２１から流出するが、室１５を常時作動液で充
たしておくために測定が行われる。遠心作用中、
室１５および１６内に生起する液体圧力によつ
て、滑動部材１２は第１図に示す位置に維持され
るから、出口１１は閉鎖状態を続ける。所定時間
を過ぎてから、あるいは遠心作用を受けた材料の
うち或る量の重量成分が分離室内に分離されたと
き、作動液の供給が中断される。次に室１５は出
口２１を経て排水され、そののち滑動部材１２は
室１６内の作動液からの圧力のみによつて周縁出
口１１を閉鎖する方向に作動される。しかし、こ
の圧力は、滑動部材１２が押されて周縁出口を開
くから、分離室７内の材料から反対方向に滑動部
材１２に作用する圧力よりも小さい。従つて材料
は出口１１から抛出される。しかし室１６はその
内容物を排除されないからその中に存在する作動
液からの力は滑動部材１２の運動中ほとんど不変
状態にあるが、分離室７内の材料から受ける力は
周縁出口１１から材料が抛出されるにつれて漸次
減少する。分離室７内の液位はこのため半径方向
外方へ移動する。

分離室内に存在する材料からの力が室１６内に
維持された作動液からの力を下回る値に低下する
と、滑動部材１２は第１図の位置に押戻されて周
縁出口は閉鎖される。この現象はある量の材料が
分離室内に所在するときのみ、換言すれば或る量
の材料が周縁出口１１を通り分離室７に残された
ときに起る。

周縁出口１１が再び閉鎖されると直ちに、入口
パイプ１７からの作動液の供給が再び行われる。

本発明によれば、滑動部材１２が周縁出口１１
の開口を行わせるとき分離室７を自動的に離れる
材料の量を変更することができる。これは、室２
３を予め定めた過剰圧力にすることができるよう
に配置された圧力流体源２８によつて実施でき
る。室２３内のこの種の過剰圧力は滑動部材１２
に作用し、その作用方向は、室１６内の作動液か
らの圧力が滑動部材１２に作用する方向とは逆で
ある。このことは、室１５の内容物が排出された
ときは周縁出口１１を閉じるように滑動部材１２
に作用する有効力は作動室２３内に過剰圧力が所
存しない既述の場合よりも小さいことを意味す
る。この低減された有効閉鎖力は、最初に述べた
場合におけるよりも多量の材料が分離室７に残さ
れない限り分離室７内に存在する材料からの力に
打勝つ。換言すれば、作動室２３内に過剰圧力を
加えることによつて、周縁出口１１から、これら
が開かれているとき自動的に抛出される物質量を
増加させることが可能である。この増加は、加え
られた過剰圧力の大きさに或る比率をもつことが
あきらかである。

作動室２３内の流体は液体でも気体でも差支え
ない。作動室２３が液体を容れながら過剰圧力が
空気圧で与えられることもできる。

第１図の実施例において、上述のように、周縁
出口が開いていてとき圧力流体源２８によつて周
縁出口から自動的に抛出される材料量を増加する
ことが達成できる。第２図において、図示の実施
例によれば抛出される前記材料量は反対に減少す
る。

第２図の遠心分離ロータは以下に述べる点を除
き第１図のものと同一である。従つて両実施例に
おいて対応するものには同一の参照数字を用いて
ある。

第１図の実施例において駆動軸４の中心通路２
６を作動室２３に接続する通路２５の代りに第２
図の実施例では通路２５ａが駆動軸の中心通路２
６を作動液用の室１６に接続している。第１図の
実施例における通路１９に対応する通路は第２図
の実施例には設けられていない。よつて、第２図
による実施例においては室１６はこれと圧力流体
源２８との接続以外は全く閉鎖されている。

第２図の実施例において、作動室２３は第１図
の実施例について既述したその機能をもたない。
もし要すれば、作動室２３は気体もしくは液体で
満たすこともできる。

第２図に示す遠心作用ロータはつぎのように作
動する； 圧力流体源２８によつて何等の過剰圧力も加え
られず、しかも室１６内に液体が入つている限り
第２図による遠心作用ロータは、第１図の実施例
においてこれに過剰圧力が圧えられた場合より以
前の作動方式と同じ方法で作動する。この機能に
ついては広範囲に亘つて上述した。

室１６内の作動液に圧力流体源２８によつて過
剰圧力が加えられると、滑動部材１２は第２図に
示されるそれの位置を変えない。その適用された
過剰圧力は、滑動部材１２上の室１６内の作動液
により、滑動部材１２に作用する軸方向の力が増
大する。この増大した軸方向の力は、パイプ１７
からの作動液の供給が中断されたときでも滑動部
材１２に作用するから、室１５はその内容物を排
出される。ここで、両室１５，１６（第２図参
照）が作動液で充満された時、滑動部材１２はシ
ールガスケツト１３に対して軸方向に圧縮する。
これは作動液が分離室７内に存在する液より滑動
部材１２上に大きい圧力を及ぼすからである。分
離室７がガスケツト１３に対し径方向に拡大する
のに対し、室１５がガスケツト１３をすぎて径方
向に拡大することに注目される。周縁出口１１は
かくして閉鎖される。室１６内に存在する作動液
に対する追加の圧力の適用は滑動部材１２上にま
たそれにより及ぼされるより大きい閉じる力にお
いてのみもたされるのではなく、しかしその他の
何ものも変化させない。

今パイプ１７、通路１８を通す室１５へ作動液
の供給を止めた時、室１５は排水される。滑動部
材１２上のまたそれにより及ぼされる閉じる力
は、それにより、減少されまたその力は室１６内
にある圧力により正確に決定される圧力となる。
この減少した閉じる力は分離室７内の液により及
ぼされる開放力より小さいから、滑動部材１２は
出口１１の開放を強制する。

極めて多くの液および／またはスラジが出口１
１を通して分離室７を出た時、すなわち残つた液
により及ぼされる開放力が室１６内に存在する作
動液および過剰圧力により及ぼされる閉じる力に
等しい時、滑動部材１２は出口１１の閉鎖への戻
りを開始する。室１５の内容量が排出されると、
滑動部材１２は分離室７内の材料からの圧力によ
つて押されて周縁出口１１を開き、材料は周縁出
口から抛出される。このようにして既に分離室内
には比較的少量の材料が残り、従つて分離室内に
残る材料から滑動部材１２に作用する力が比較的
低値に減少された場合、室１６内の作動液からの
力は滑動部材１２を周縁出口１１が該部材によつ
て閉鎖される位置に押戻す。作動液からの力、即
ち圧力流体源２８によつて加えられた過剰圧力が
大きい程、滑動部材１２が周縁出口１１を閉鎖す
るように押戻される前に、分離室７から排出でき
る物質量は少い。

第２図において、破線２９および３０で示すも
のは本発明により実施可能な別の実施例である。
前記破線２９は室１６からの絞り付排出口、破線
３０は導管２７に設けられた閉止弁を示す。この
実施例において、圧力流体源２８は室１６に液体
を連続供給するように配置されているから、排出
口２９を通り作動液が常時漏出していても作動中
は室１６は液体で充たされている。弁３０はロー
タ本体の周縁出口１１が開かれる直前に室１６へ
の作動液供給を時に応じて中断するために配置さ
れている。

排出口２９の位置は、導管２７からの作動液の
供給が中断されるとき、室１６がその内容量の予
め定めた部分を空にするように慎重に決定され
る。これによつて滑動部材１２が周縁出口１１を
閉鎖状態に保たせる軸方向の力は調節され、従つ
て室１５が完全に作動液を空にされかつ滑動部材
１２ぶ下方に押された直後に滑動部材１２は室１
６に残る液によつて作用された力によつてのみ周
縁出口１１を再び閉じるように影響される。この
残つている液の量、あるいは実際の場合、排出口
２９の位置は、従つて滑動部材１２が周縁出口１
１を再び閉鎖するとき分離室７内に残る材料の量
を決める。換言すれば、排出口２９の位置は周縁
出口１１が時により開かれるとき分離室７から自
動的に出る材料の量を決定することになる。

第２図の実施例で排出口２９および閉止弁３０
の付加によつて改変したと同様にして、第１図に
よる実施例を改変できる。従つて、第１図による
配置において、周縁出口１１が開かれる直前に室
２３がその作動液を部分的に空にされるように室
２３に接続する排出口を対応する方式で配置する
こともできる。よつて第２図の弁３０に対応する
閉止弁が第１図の導管２７に配置されなければな
らない。

既述のように、簡明を期するために、図では、
室１５からの唯１つの常時開口絞り付排出口２１
が示されているに過ぎない。実際には、一般に可
成り巾広の排出口を閉鎖するための油圧作動式な
どの弁が配置される。これによつて、室１５の極
めて急速な排出、従つて周縁出口１１の急速な開
口作用が得られる。実際の場合、室１６は著しく
絞られた排出口を具備することが企図されるから
もし望むならば、分離室７はその材料を全く空に
することもできる。図に示されていないこの排出
口は、室１６内の何等かの実質的な量の液も室１
５が排出されている間は排出口から排出しないよ
うな形状に絞られなければならない。また、第１
図および第２図の実施例において、この型式の排
出口はそれぞれの室１６に配設されることは当然
であるが、その場合これらの排出口はそれぞれの
室１５からの排出口２１よりも一層強く絞らなけ
ればならない。排出口２９（第２図）を含む型式
の実施例においては、この排出口は室１６をすべ
て空にするために考えられる別の排出口よりも大
きくなければならない。

第１図および第２図の実施例において、簡明図
示のため、それぞれの室１６は全く同一の半径方
向の大きさをもつて示されている。実施に際して
図示実施例のいずれのものを選択するかによつて
当然、室１６は種々の接続状態に要求される圧力
流体源２８からの過剰圧力に対して最良の寸法を
とる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による遠心分離機の１実施例の
部分縦断面図およびこれに供給される作動油供給
システムの概要図；第２図は本発明による別種実
施例の第１図と類似の縦断面図およびシステム概
要図である。 １……ロータ本体下方部、２……ロータ本体上
方部、３……固定リング、４……駆動軸、５……
入口導管、６……分配器、７……分離室、８……
円錐形板、９……剥離部、１０……剥離部材、１
１……周縁出口、１２……滑動部材、１３……ガ
スケツト、１４……沈積物、１５……室、１６…
…室、１７……入口パイプ、１７ａ……閉止弁、
１８……通路、１９……通路、２０……ガスケツ
ト、２１……出口、２２……キヤツプ、２３……
作動室、２４……ガスケツト、２５，２５ａ……
通路、２６……中心通路、２７……導管、２８…
…圧力流体源、２９……排出口、３０……弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 軸のまわりに回転用に装着されまた遠心作用
   を受ける物質用の入口を備えた分離室を有するロ
   ータと、該ロータはまた該分離室において分離さ
   れた物質の軽い部分用の中央出口を有しそして該
   分離室において分離された物質の重い部分用の周
   縁出口を有することと、該周縁出口を開閉するた
   めのロータ本体内の軸方向に滑動可能でかつ該分
   離室の１つの終壁の実質的な部分を形成する部材
   と、該部材の側部は作動液受入用の操作室を形成
   するためにロータと協働して分離室から離れて曲
   げられ、その作動液は分離機の操作の間のそれ自
   身の圧力により該周縁出口を閉じる位置において
   該滑動部材を保持することと、該操作室へ液を供
   給する手段と、分離室の操作の間該操作室から作
   動液を排出するための手段と、それにより該滑動
   部材は周縁出口を開くために作用されそして該分
   離室から物質を放出することと、液の排出におい
   て操作室内に液の予め決められた量を保持するた
   めの手段とそれにより分離室内の物質の一部のみ
   が該周縁出口を通して放出された時滑動部材が周
   縁出口を閉じるために作用されること、滑動部材
   が周縁出口を閉じる位置に保持されるような力の
   大きさの調節用の前記液供給手段および液排出手
   段から独立した手段と、それで前記排水手段の作
   用による作動液の排水において、正確な予め決め
   られた力が周縁出口を閉じる位置に向う方向にお
   いて滑動部材上で働くように維持されることによ
   りなる遠心分離機。 ２ 室１６；２３が滑動部材１２の一方の側にお
   いて滑動部材１２とロータ本体１，２との間に封
   成され、導管、圧力流体源２７，２８が滑動部材
   １２に軸方向に向く軸力を起させるために、流体
   を室１６；２３に供給するように配置されている
   ことを特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の
   遠心分離機。 ３ 導管、圧力流体源２７，２８が圧力流体源を
   含むことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載
   の遠心分離機。 ４ 導管、圧力流体源２７，２８が圧力空気源を
   含むことを特徴とする特許請求の範囲第２項ある
   いは第３項記載の遠心分離機。 ５ 室１６，２３が通常は液体を収容しなお導
   管、圧力流体源２７，２８が圧力流体を室１６，
   ２３に供給するために前記軸方向に向く補助力を
   発生するように配置されていることを特徴とす
   る、特許請求の範囲第２項乃至第４項のいずれか
   １項記載の遠心分離機。 ６ 導管、圧力流体源２７，２８が遠心分離機の
   作動中に圧力流体の圧力を変更するように配置さ
   れていることを特徴とする、特許請求の範囲第３
   項乃至第５項のいずれか１項記載の遠心分離機。 ７ 室１６，２３が滑動部材１２の一方の側にお
   いて滑動部材１２とロータ本体１，２との間に封
   成され、作動液で該室を充填し、かつロータ本体
   の周縁出口の開口直前に該室を部分的に空にさせ
   るための排出口、弁２９，３０が配設されている
   ことを特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の
   遠心分離機。