KR0163358B1 - 슬리브 필터 원심분리기 - Google Patents

Abstract

슬리브 필터 원심분리기는 원심 드럼의 폐쇄 단부벽과 이러한 단부벽에 대해서 이동가능한 기부사이에서, 예를들면 벨로즈 또는 절곡막의 형태의 가요성의 연장가능한 분할벽을 포함하고 있다. 분할벽은 현탁물을 수용하는 원심 드럼의 내부 챔버와 기부를 갖춘 이동축 사이에 밀봉체를 제공한다. 슬리브 필터 원심분리기의 기계 프레임 측부와 원심 드럼의 진행 구역사이에서 예를들면 살균을 손상하는 물질과의 어떠한 교환도 방지된다.

Description

슬리브 필터 원심분리기

본 발명은 청구범위 제1항의 전제부에 따르는 슬리브 필터 원심분리기에 관한 것이다.

이런 형태의 슬리브 필터 원심분리기는 예를 들어 DE-27 09 894 C3 호에 알려져 있다.

종래, 슬리브 필터 원심분리기는 이동축이 드럼 개방시에 원심 드럼의 내부 챔버를 침입하고 그러므로서 불순물, 예를들면 윤활유가 원심 드럼의 기계 프레임에서부터 내부 챔버로 이동할 수가 있다. 이와 반대의 경우, 원심 드럼의 폐쇄시에는, 잔류 현탁물이 이동축에 의해 기계 하우징내로 유입될 수 있다. 이들은, 불순물이 감응성 현탁물의 처리, 예를들면 음식물 또는 약품에 요구되는 드럼의 내부 챔버의 살균성을 손상시킬 수 있고, 반면에 기계 프레임에 도달하는 잔류 현탁물은 원심 작동, 특히 이동축의 이동을 방해한다는 양쪽의 단점을 가지고 있다.

본 발명의 목적은 현탁물을 수용하는 원심 드럼의 내부 챔버가 고체, 액체 및 기체성 물질의 전달에 대해서 기계 프레임 측부에 대해 절연되게 함으로써, 상술한 단점들을 해소시킨 일반적인 형태의 슬리브 필터 원심분리기를 설계하는 것이다.

상기 목적은 청구범위 제1항의 특징부에 따르는 본 발명에 따라 이루어졌다.

본 발명의 양호한 실시예의 아래 설명은 첨부도면과 연관하여 보다 상세히 본 발명을 설명한 것이다.

제1도는 원심 드럼의 폐쇄 상태에서의 분할벽을 갖춘 슬리브 필터 원심분리기의 개략 단면도.

제2도는 원심 드럼이 개방된 상태에서의 제1도의 슬리브 필터 원심 분리기의 사시도.

제3도는 변경된 분할벽을 가진 제1도와 유사한 슬리브 필터 원심분리기의 개략 단면도.

제4도는 원심 드럼이 개방된 상태에서의 제3도의 슬리브 필터 원심 분리기의 사시도.

제1도 및 제2도에 도시된 슬리브 필터 원심분리기는, 중공축(3)이 롤러 베어링(4)에 의해 고정 기계 프레임(2)상에 회전가능하게 장착되어 있는 하우징(1)을 포함하고 있다. 적어도 하나의 추가 롤러 베어링이 제1도의 오른쪽에 있는 기계 프레임(2)의 측부상에 위치되어 있으며 이에 따른 더 이상의 설명은 생략하기로 한다. 중공축(3)은 구동 수단의 도움으로 회전하게 된다(제2도의 오른쪽에 위치되어 있으며, 역시 설명은 생략하기로 한다).

이동축(5)은 중공축(3)내에서 활주 이동이 유도되며 그에 의해서, 축(5)이 중공축(3)에 대해서 이동성이 있음에도 불구하고 중공축(3)과 함께 회전, 즉 중공축(3)에 비회전적으로 결합되는, 예를들면 웨지 홈 연결이 취해진다. 요구에 따라 축선 전후방향으로 이동축(5)을 움직이는 구동수단(도시 않음)은 이러한 이동축과 연결된다.

하우징(1)내에서, 사발형상의 원심 드럼(6)은 제1도 및 제2도의 왼쪽에 위치된 중공축(3)의 단부상에 비 회전적, 자기 지지식으로 플랜지 장착되어 있으며, 베어링(4)을 지나 돌출되어 있고, 그 한 단부면에서 원심 드럼(6)을 폐쇄하는 단부벽(7)(제1도의 오른쪽에 위치)은 중공축(3)과 견고하게 접속된다. 드럼(6)은 그 원통형 측벽(8)내의 방사 방향 연장 여과 통로(9)를 구비하고 있다. 원심 드럼(6)은 단부벽(7)과 대향위치된 단부면에서 개방되어 있다.

원통식 관형으로 설계된 여과천(11)의 한 모서리는 원심 드럼(6)의 개방 단부면을 둘러싸고 있는 트인구멍의 모서리(10)에서 밀봉식으로 죄어있다. 여과천(11)의 다른 모서리는, 그 부분용으로 이동축(5)과 견고하게 접속된 기부(12)와 대응하는 방식으로 밀봉적으로 접속된다. 드럼 뚜껑(14)은, 이들 사이에 자유 공간을 만들면서 스페이스 볼트(13)에 의해 기부(12)에 견고하게 부착된다. 제1도에 있어서, 뚜껑은 그 트인구멍부의 모서리(10)상에서 결합에 의해 드럼(6)의 내부 챔버를 밀봉적으로 폐쇄하며, 제2도에 있어서는, 중공축(3)을 벗어나는 이동축(5)의 축선 외향 방향으로의 위치 이동으로 기부(12)와 함께 원심 드럼(6)으로부터 리프트된다.

공급관(15)은 제1도 및 제2도의 왼쪽에 위치된 슬리브 필터 원심분리기의 전방 단부에서 하우징(1)상에 견고하게 배치된다. 이 관은, 원심 드럼(6)의 내부 챔버로 고체 및 액체 성분으로 분리되는 현탁물을 공급하는 역할을 하고(제1도), 제2도에 도시된 슬리브 필터 원심분리기의 동작 상태에서는 위치이동가능한 축(5)의 보어(16)내로 침투된다.

도면에서 도시한 바와 같이, 하우징(1)은 원심 드럼(6)뒤에 기계 프레임(2)과 밀봉적으로 접속된다. 또한, 롤러 베어링(4)의 전방부에 배치된 링 밀봉체(18)는 원심 드럼(6)을 향하는 방향으로 기계 프레임(2)을 밀봉한다. 이런 식으로, 원심 드럼(6)의 내부 챔버와 교통하는 하우징은 기계 프레임(2)으로부터 밀봉적으로 분리된다.

동작중에, 슬리브 필터 원심분리기는 먼저 제1도에 도시된 위치에 놓인다. 이동축(5)은 그와 상관된 구동수단에 대한 제어로 중공축(3)내로 철수되며, 그에 의해 이동축과 견고하게 접속된 기부가 원심 드럼(6)의 폐쇄된 단부벽(7)의 근처에 놓여지고, 여과천(11)은 드럼의 원통형 측벽의 내측부 상에서 그와 결합하는 방식으로 드럼(6)내로 회전된다. 드럼뚜껑(14)은 원심 드럼(6)의 트인구멍부의 모서리상에 밀봉적으로 결합된다. 원심 드럼이 예를들어 2000revs/min의 속도로 빠르게 회전하면, 여과될 현탁물은 공급관(15)을 통해 원심 드럼(6)의 내부 챔버내로 연속적으로 유입된다. 현탁물의 액체 성분들은 여과천(11)과 방사 방향 여과 통로(9)를 통해 공지된 방식으로 지나가서, 스크린(17)에 의해 전용된다. 현탁물의 고체 입자들은 단단하게 부착된 여과편으로 여과천(11)에 의해 걸러진다.

원심 드럼이 느리게 (예를들어 500revs/min)회전하면, 이동축(5)은 여과가 수행되어진 후에 현탁물의 공급이 차단된후 왼쪽으로 나아가므로(제2도), 여과천(11)이 외향방향으로 전환되어 여과편(filter cake)으로서 여기에 부착된 고체 입자는 하우징(1)내로 외향방향으로 떨어져 나가고, 여기서 부터 이들은 멀리 운반된다. 일단, 고체 입자의 제거가 끝나면, 슬리브 필터 원심분리기는 이동축(5)을 후진 이동하여 제1도에 따르는 작동 위치로 복귀된다.

제1도에 따르는 작동 상태로부터 제2도에 따르는 작동상태의 슬리브 필터 원심분리기의 이동 동안에, 제2도에 도시한 바와 같이, 이동축(5)이 원심 드럼(6)의 내부 챔버로 침투한다. 원심 드럼(6)의 내부 챔버가 감응성 생산물, 예를들면 음식 포는 약품을 여과하는 동안에 멸균 살균되어 무균이 지켜지면 이동축(5)의 외측부에 부착되어 있는 윤활유와 같은 오염물질은, 원심 드럼이 개방되면 기계 프레임(2)의 측부로부터 원심분리기 내부 챔버내로 통과될 수 있어 내부 챔버를 오염한다. 이러한 경우에는, 원심 드럼의 내부 챔버의 새로운 살균이 원심 드럼의 모든 개방 및 재폐쇄후에 반드시 필요하다. 반대의 경우에 있어서는, 현탁물의 잔류 성분이, 원심 드럼(6)의 개방시에 여기서부터 기계 프레임(2)내에 장착된 중공축(3)을 지나가면, 이동축(5)의 외측부에 침착(deposit)될 수 있다. 이것은 특히 축(3)내의 축(5)의 이동성에 대해 문제를 야기시킨다.

여과 공정을 수행하는 역활을 하는 원심 드럼(6)의 내부 챔버와 기계 프레임(2)사이에서 고체, 액체 또는 기체 형태의 불필요한 물질의 전달을 막기 위해서, 이들 두 지역은 분할벽에 의해 다른 하나로부터 분할된다. 제1도와 제2도에 따르는 실시예에서, 이러한 분할벽은 정상상태에서 디스크 형태로 있는 순환식 원통형 절곡막(folded membrane: 21)으로 설계되어, 단부벽(6)과 바깥 모서리에 그 바깥 모서리와 접속된다. 중앙 트인구멍부를 둘러싸고 있는 절곡막(21)의 내부 모서리는 기부(12) 바로 근방에서 이동축(5)에 접속된다. 절곡막은 제1도에 따르는 정상(언스트레스) 상태, (예를들면 원심 드럼(6)이 폐쇄될 때 대체로 평면 형태를 가지고, 그에 의해 다른 한개에 중앙 집중적으로 연장된 파동(undulations)이 막의 평면에 주어진다. 원심 드럼(6)이 개방되면, 예를들면 폐쇄된 단부벽(7)에 상관된 이동축(5)에 의해 기부(12)의 전진 이동동안에(제2도), 절곡막(21)은 원추 구조부내로 연장하고, 그에 의해 제1도에 따르는 파동막이 완만하게 뻗어진다. 절곡막(21)은 예를들어 고무와 같이 가요성, 탄성적 연장가능한 신장물질로 구성된다.

특히 제2도에서 도시한 바와같이 절곡막(21)은 기부(12)를 갖춘 이동축(5)과 현탁물을 수용하는 원심 드럼의 내부 챔버와의 사이에 밀봉식 분할벽을 제공하여, 이러한 드럼의 내부 챔버가 어떠한 물질의 교체도 배제하도록 기계 프레임(2)의 측부로부터 분할된다.

제3도와 제4도에 도시된 슬리브 필터 원심분리기는, 통상적인 벨로즈(22)가 제3도와 제4도에서 분할벽으로 제공된 점만이 제1도에 따르는 슬리브 필터 원심분리기와 다를 뿐이다. 이들 벨로즈의 한 측부는 폐쇄 단부벽(7)과 접속되고 다른 측부는 기부(12)와 접속되며, 그에 의해서 이러한 기부(12)는 함께 밀때 벨로즈를 수용하도록 대응 만곡부(bulge: 23)를 구비하고 있다(제3도). 원심 드럼(6)의 개방 상태에서(제4도), 연장된 벨로즈(22)는 제1도와 제2도에 도시된 절곡막(21)과 같은 동일한 방식으로 이동축(5)으로부터 원심 드럼(6)의 내부 챔버를 분할한다.

절곡막(21) 또는 벨로즈(22)의 형태로 설계된 분할벽은, 누출용으로 분할벽을 감시하는 그와 상관된 압력차 감시 기구를 가질 수 있다. 도면에서 도시된 바와같이, 과압력 또는 부족 압력(P1)은 폐쇄된 챔버(25)내의 펌프(24)의 도움으로 발생된다. 챔버(25)는 특히 제2도 및 제4도에 도시된 바와같이, 이동축(5)과 기계 프레임(2)과 마주대하는 분할벽(절곡막; 21 또는 벨로즈; 22)의 측부와 선(26)을 통해 접속되어, 압력(P1)이 이 구역에서 우세하다. 원심 드럼(6)의 내부 챔버와 마주대하는 분할벽의 대향위치 측부상에서, 압력(P2) 예를들면 대기압이 우세하다. 측정기구(27)는 압력차(P2-P1)를 감시하는 역활을 한다. 측정된 값이 예비 설정치로부터 벗어나자마자, 신호가 발생되고 그리고/또는 슬리브 필터 원심분리기의 동작은 압력차의 이탈이 분할벽(절곡막; 21, 벨로즈; 22)내의 누출을 제안하기 때문에 정지된다.

전술된 실시예에서, 분할벽으로 동작하고 절곡막(21)과 동일 목적의 역활을 하는 벨로즈(22)는 가요성 연장가능한 요소로서 설계된다. 이들의 연장가능한 성질은, 예를들어 분할벽이 드럼이 폐쇄된 상태에서 함께 놓이거나 절곡되는 가요 비연장성 천으로 설계시에 전적으로 필요한 것이다.

절곡막(21) 또는 벨로즈(22)의 파동 또는 절곡부들이 생략될 수도 있다. 따라서 이들 요소들은, 필요한 연장 가능성이 가능 요소를 구성하고 있는 물질의 탄성으로부터 단독적으로 요구될 때 설계상 완만하게 될 수 있다. 절곡막을 대신하여 비동작 상태에서 얼마간의 평면이 있는 납작한 막이 특히 사용될 수 있다.

Claims (4)

1. 원심 드럼과 드럼 뚜껑은 서로에 대해 축선 방향으로 위치 이동가능하게 있으며, 위치 이동축은 원심 드럼의 폐쇄 단부면과 견고하게 접속된 중공축(3)에서 활주 이동이 안내되며, 드럼에 견고하게 접속된 단부벽(7)에 의해 한 측부상에서 폐쇄되어 있고 그 내부에서 분할되도록 현탁물을 수용하고 있으며 방사 방향 여과 통로를 구비하고 축선에 대한 회전용의 기계 프레임(2)에 자기 지지식으로 설치된 원심 드럼(6)과, 원심 드럼의 대향 위치 개방 단부면을 폐쇄하는 드럼 뚜껑(14)과, 원심 드럼의 내부 챔버로 현탁물을 공급하기 위한 드럼 뚜껑의 공급 트인구멍을 관통하는 공급관(15)과, 그들 사이에서 자유 공간이 유지되며 드럼 뚜껑과 견고하게 접속된 기부(12)와, 한측부상에서는 개방 드럼 단부면의 모서리에 부착되고 다른 측부상에서는 기부에 부착된 관형 여과천(11)과, 원심 드럼에 대한 공축선적 활주 이동이 안내되며 그와 상관된 여과천의 역위(inversion)와 원심 드럼의 개방과 폐쇄를 위해 그 한 단부에서 기부와 드럼 뚜껑을 갖춘 이동축(5)과, 원심 드럼의 회전 구동을 위하고 중공축에 대한 이동축의 이동을 위한 구동 수단을 포함하고 있는 슬리브 필터 원심분리기에 있어서, 가요성, 연장가능한 분할벽(21, 22)이 원심 드럼(6)의 폐쇄된 단부벽(7)과 그와 이동가능하게 결합된 기부(12)사이에 배치되고, 상기 분할벽은 현탁물을 수용하는 원심 드럼의 내부 챔버와 기부를 갖춘 이동축(5)사이에 밀봉체를 제공하는 것을 특징으로 하는 슬리브 필터 원심분리기.
2. 제1항에 있어서, 상기 분할벽은 이동축(5)을 둘러싸는 벨로즈(22)로 설계되고, 한편은 폐쇄된 단부벽(7)에 그리고 다른 한편은 기부(12)에 부착되는 것을 특징으로 하는 슬리브 필터 원심분리기.
3. 제1항에 있어서, 상기 분할벽은, 한편에선 폐쇄된 단부벽(7)과 그리고 다른 한편에선 기부(12)와 접속된 납작한 막 또는 절곡막(21)으로 설계되고, 대체로 평면 구조부로부터 원추형 구조부내로 연장가능하게 있는 것을 특징으로 하는 슬리브 필터 원심분리기.
4. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 기구(27)가 분할벽(21, 22)의 양쪽 측부상에 퍼져있는 압력간의 압력차를 감시하는 것을 특징으로 하는 슬리브 필터 원심분리기.