KR101273035B1 - 원심 분리기 - Google Patents

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KR101273035B1
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키엘 클린텐스테드트
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알파 라발 코포레이트 악티에볼라그
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Abstract

본 발명은 제 1 분리기 부분 및 제 2 분리기 부분을 포함하는 원심 분리기에 관한 것이고, 제 2 분리기 부분은 원심기 로터를 가지며 작동 상태 동안 제 1 분리기 부분에 대해 회전한다. 제 1 분리기 부분 및 제 2 분리기 부분과 관련한 공간은 작동 상태 동안 회전 유체 보디 (28) 를 수용한다. 상기 공간을 밀봉하기 위해 공간에 기계적 실링 장치가 제공된다. 실링 장치는, 제 1 접촉 표면을 가지며 제 1 분리기 부분에 있는 제 1 실링 요소 및 제 1 접촉 표면과 평행한 제 2 접촉 표면을 가지며 제 2 분리기 부분에 있는 제 2 실링 요소를 포함한다. 액체 보디는 작동 상태 동안 제 1 실링 요소 또는 제 2 실링 요소에 작용하여, 제 1 접촉 표면과 제 2 접촉 표면이 서로에 대해 가압되도록 그 요소를 축선 방향으로 변위시킨다. 예비인장 요소가 축선방향으로 변위가능한 실링 요소에 예비인장력을 부여한다. 예비인장력은 제 1 접촉 표면과 제 2 접촉 표면을 서로 변위시키도록 작용하여, 간극이 형성되고, 이는 스로틀링을 형성한다.
원심 분리기

Description

원심 분리기{CENTRIFUGAL SEPARATOR}
본 발명은 청구항 1 의 전제부에 따른 원심 분리기에 관한 것이다.
원심 분리기에 있어서, 여러 상이한 위치에 있는 능률적인 기계적 실링, 즉 예컨대 경사형 원심기 (decanter centrifuge) 에서 회전 분리기 부분과 고정 분리기 부분 사이 또는 상이한 속도로 회전하는 2 개의 회전 분리기 부분들 사이의 간극을 밀봉하기에 적절한 기계적 실링이 필요하다.
예컨대, 이른바 밀봉형 원심 분리기에 있어서, 회전 원심기 로터와 그 원심기 로터에 연장된 고정 입구 및/또는 출구 파이프 사이에, 기계적 실링이 요구된다. 또한, 원심기 로터 내부에 연결되어 소통하는 회전 입구 및/또는 출구 파이프와 고정 연결 하우징 사이에, 하나 또는 여러 개의 기계적 실링이 요구된다.
이용가능한 기계적 실링의 한 문제는, 모든 작동 조건 동안 간극의 충분한 밀봉이 달성되도록 두 접촉면 사이에 충분한 접합력 (abutment force) 을 제공하는 것이다. 이용가능한 기계적 실링의 다른 문제는 실링이 겪게 되는 마모이다. 특히 원심 분리기가 시작되는 때 그리고 임의의 액체가 기계적 실링에서 이용가능하기 전, 실링의 접촉면들은 건조한 상태로 서로 미끄러지고, 이는 큰 마모를 의미한다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 기계적 실링에 실링 액체를 공급하기 위해 값비싼 장비가 요구된다. 식품의 분리시와 같이 많은 적용에 있어서, 동 시에 높은 위생 요구가 존재한다. 그러므로, 이른바 제자리 세정 (Cleaning in Place, CIP) 을 통해 제품과 접촉하는 모든 표면을 동시에 세척할 수 있어야 한다.
US-A-4,846,728 에는, 고정 케이싱 형태의 제 1 고정 분리기 부분 및 원심기 로터를 포함하는 제 2 분리기 부분을 포함하는 원심 분리기가 개시되어 있다. 원심기 로터는 휴식 상태 동안에는 회전하지 않고, 작동 상태 동안에는 고정 케이싱에 대해 결정된 속도로 회전축을 중심으로 회전한다. 케이싱과 원심기 로터의 연결부에 공간이 제공되어 있으며, 이 공간은 작동 상태 동안 매체를 포함하는 회전 액체 보디를 수용한다. 상기 공간에는 그 공간의 실링을 위해 기계적 실링 장치가 제공된다. 기계적 실링 장치는 케이싱에 제공된 제 1 실링 요소 및 원심기 로터에 제공된 제 2 실링 요소를 포함하고, 제 1 실링 요소는 평행한 제 1 접촉 표면을 갖고, 제 2 실링 요소는 제 1 접촉 표면에 평행한 제 2 접촉 표면을 갖는다. 제 1 접촉 표면 및 제 2 접촉 표면은 작동 상태 동안 서로 접하도록 배치되어 있다. 기계적 실링 장치는, 제 2 접촉 표면이 제 1 접촉 표면에 대해 접합력으로 가압되도록 작동 상태 동안 회전 보디가 제 2 실링 요소에 작용하도록 구성되어 있다.
본 발명의 목적은 상기한 문제들을 해결하는 것과 개선된 기계적 실링을 갖는 원심 분리기를 제공하는 것이다. 더욱 구체적으로는, 본 발명의 목적은 개선된 수명 및 적절한 실링 능력을 갖는 기계적 실링을 갖는 원심 분리기이다.
이러한 목적은, 처음에 언급한 원심 분리기로서, 기계적 실링 장치는 축선방향 변위가능한 실링 요소에 예비인장력을 가하도록 배치된 예비인장 (pre-tensioning) 요소를 포함하고, 예비인장력은 제 1 접촉 표면과 제 2 접촉 표면을 서로 변위시키도록 작용하며, 예비인장력은 매우 커서, 휴식 상태에서 제 1 접촉 표면과 제 2 접촉 표면 사이에 간극이 형성되고, 상기 간극은 스로틀링 (throttling) 이 형성되는 치수인 것을 특징으로 하는 원심 분리기에 의해 달성된다.
그러한 예비인장 요소에 의해, 휴식 상태 동안, 즉 두 분리기 부분이 서로에 대해 회전하지 않는 때, 그리고 초기 상태 동안, 즉 두 분리기 부분 사이의 속도차가 비교적 작은 때와 회전 액체 보디로부터 액체가 아직 접촉 표면에 도달하지 않은 때에 두 접촉 표면이 서로 접촉하지 않도록 하는 것이 가능하다. 그 결과, 이 초기 상태 동안 실링 요소의 마모가 감소될 수 있다. 본 발명에 의하면, 원심 분리기가 세척 동안 매우 낮은 회전수로 작동되어 접촉 표면들이 서로 접촉하지 않을 수 있으므로, 기계적 실링 장치의 효과적인 세척이 또한 가능하다. 그러면, 세척액은 접촉 표면들 사이를 지날 수 있고, 실링 장치의 후방 측을 세척할 수 있다. 또한, 간극은 접촉 표면이 휴식 상태에서 그리고 분리기 부분들 사이의 상대 회전이 0 이거나 매우 느린 때인 초기 상태에서 서로 접촉하지 않는 것을 보장한다. 원심기 로터를 포함하는 제 2 분리기 부분이 휴식 상태 및 초기 상태로부터 가속되는 때, 스로틀링이 간극에 도달하여 간극을 통해 흐르는 회전 보디로부터 액체의 압력 강하를 제공한다. 이러한 압력 강하 덕분에, 액체 보디에 의해 생성되는 접합력의 효과가 증가된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 예비인장 요소는 회전축선을 중심으로 연장되어 있다. 따라서, 예비인장 요소는 원하는 예비인장력을 제공하는 임의의 구성의 링 스프링으로 이루어질 수 있다. 또한, 예비인장 요소는 변위가능한 실링 요소에 작용하고 유압으로 (hydraulically), 공압으로 (pneumatically) 또는 전기로 구동되는 환형 피스톤 등에 의해 형성될 수 있다. 그러나, 나사 스프링, 유압 또는 공압 피스톤 등과 같은 복수의 개별 예비인장 부재에 의해 예비인장 요소가 또한 형성될 수 있음에 유의해야 한다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 예비인장 요소는 리세스 내에 연장되고, 이 리세스는 축선방향으로 변위가능한 실링 요소에 제공되어 있으며 회전축선을 중심으로 연장되어 있다. 또한, 예비인장 요소는 리세스 내에 연장될 수 있고, 이 리세스는 변위가능한 실링 요소가 제공되어 있는 제 1 분리기 부분과 제 2 분리기 부분 중 일방에 제공되어 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 링 실링이 회전축선을 중심으로 연장되어 있으며, 링 실링은 축선방향으로 변위가능한 실링 요소가 제공되어 있는 제 1 분리기 부분과 제 2 분리기 부분 중 일방과 축선방향으로 변위가능한 실링 요소 사이에 제공되어 있다. 링 실링은 예비인장 요소를 형성하는 것이 유리하다. 그리고, 예비인장 요소는 엘라스토머 재료로 이루어질 수 있다. 탄성 특성을 갖는 그러한 재료는 예비인장력을 제공하는 동시에, 축선방향으로 변위가능한 실링 요소가 제공되어 있는 제 1 분리기 부분과 제 2 분리기 부분 중 일방과 축선방향으로 변위가능한 실링 요소 사이의 축선방향 링 간극을 밀봉할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 축선방향으로 변위가능한 실링 요소는 제 1 압력 표면 및 가능하게는 제 2 압력 표면을 갖고, 제 1 압력 표면은 공간을 향해 그리고 접촉 표면으로부터 전환되고 반경방향 면에서 돌출된 제 1 표면적을 가지며, 제 2 압력 표면은 공간을 향해 그리고 접촉 표면을 향해 전환되고 반경방향 면에서 돌출된 제 2 표면적을 갖는다. 따라서, 액체 보디는 원하는 접합력을 얻기 위해 제 1 압력 표면에 작용할 수 있다. 제 2 압력 표면은 0 인 표면적을 가질 수 있음에 유의해야 한다. 그러나, 제 1 표면적이 제 2 표면적보다 더 넓은 것이 유리하다. 또한, 압력 표면의 반경방향 위치가 액체 보디의 작용, 즉 접합력의 크기에 영향을 미침에 유의해야 한다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 제 1 분리기 부분은 매체를 원심기 로터에 공급하고/하거나 원심기 로터로부터 배출하기 위한 적어도 하나의 채널을 포함한다. 그러한 채널은 고정 또는 회전형일 수 있는 입구 및/또는 출구 부재에 의해 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 제 1 분리기 부분은 고정 분리기 부분이다. 예컨대, 제 1 분리기 부분은 원심기 로터를 둘러싸는 고정 케이싱을 포함할 수 있다. 제 1 분리기 부분은 제 2 분리기 부분의 회전 입구 및/또는 출구 부재를 둘러싸는 고정 연결 부재를 포함할 수 있고, 입구 및/또는 출구 부재는 매체를 원심기 로터에 공급하고/하거나 원심기 로터로부터 배출하기 위한 적어도 하나의 채널을 형성한다.
이하에서, 도면을 참조한 다양한 실시형태의 설명을 통해 본 발명을 더 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 원심 분리기의 개략도이다.
도 2 는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 원심 분리기의 개략도이다.
도 3 은 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 원심 분리기의 개략도이다.
도 4 는 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 원심 분리기의 개략도이다.
도 5 는 원심 분리기의 기계적 실링 장치의 제 1 변형예의 개략도이다.
도 6 은 원심 분리기의 기계적 실링 장치의 제 2 변형예의 개략도이다.
도 7 은 원심 분리기의 기계적 실링 장치의 제 3 변형예의 개략도이다.
도 8 은 원심 분리기의 기계적 실링 장치의 제 4 변형예의 개략도이다.
도 1 은 적어도 2 상의 매체의 분리를 위한 원심 분리기의 개략도이다. 원심 분리기는 제 1 분리기 부분 (1) 및 제 2 분리기 부분 (2) 을 포함한다.
제 1 실시형태에서, 제 1 분리기 부분 (1) 은 고정 케이싱 (10) 및 고정 입구 및/또는 출구 부재 (11) 를 포함하고, 고정 입구 및/또는 출구 부재는 분리될 매체의 공급을 위한 제 1 채널 (13) 을 둘러싸는 제 1 파이프 (12), 상대적으로 가벼운 상의 매체를 배출하기 위한 제 2 채널 (15) 을 둘러싸는 제 2 파이프 (14), 및 상대적으로 무거운 상의 매체를 배출하기 위한 제 3 채널 (17) 을 둘러싸는 제 3 파이프 (16) 를 포함한다.
제 2 분리기 부분 (2) 은 원심기 로터 (18) 및 스핀들 (19) 을 포함하고, 원심기 로터 및 스핀들은 적절한 구동 부재 (20), 예컨대 전동 모터에 의해 회전축선 (x) 을 중심으로 회전하도록 구동된다. 제 2 분리기 부분 (2), 즉 원심기 로터 (18) 는 작동 상태 동안 구동 부재 (20) 에 의해 결정된 고속 회전으로 구동되도록 배치된다. 물론, 회전 속도는 분리될 매체에 따라 그리고 분리 과정의 다양한 기간 동안 달라질 수 있다. 휴식 상태 동안, 제 2 분리기 부분 (2) 은 회전하지 않는다. 초기 상태 동안, 원심 분리기가 시작되고, 제 2 분리기 부분 (2) 이 가속된다.
입구 및/또는 출구 부재 (11) 는 제 1 실시형태에서 정상 (normal) 사용 위치에 있는 원심 분리기를 보았을 때 상방으로부터 원심기 로터 (18) 내로 회전축선 (x) 을 따라 연장된다.
원심기 로터 (18) 는 입구 챔버 (21), 가벼운 상을 위한 출구 챔버 (22) 및 무거운 상을 위한 출구 챔버 (23) 를 둘러싼다. 또한, 원심기 로터 (18) 는 그 자체로 어느 정도 공지된 한 벌의 회전 분리 디스크 (24) 를 포함하고, 이 디스크는 제 1 제한 디스크 (25) 와 제 2 제한 디스크 (26) 사이에 제공되어 있다. 나타낸 실시형태에서, 디스크 (24 ∼ 26) 는 원뿔형이다.
3 개의 챔버 (21, 22, 23) 가 제 1 분리기 부분 (1), 즉 제 1 실시형태에서 고정 파이프 (12, 14, 16), 및 제 2 분리기 부분 (2), 즉 제 1 실시형태에서 원심기 로터 (18) 와 회전 디스크 (24, 25, 26) 와 관련하여 개별 공간 (28) (도 5 참조) 을 형성한다.
원심 분리기의 작동 동안, 즉 작동 상태 동안, 3 개의 챔버 (21, 22, 23) 에 의해 형성되는 각각의 공간 (28) 에 회전 액체 보디 (29) 가 형성된다.
원심 분리기는 3 개의 기계적 실링 장치 (30) 를 포함하고, 이는 도 1 에 개략적으로 개시되어 있으며 3 개의 챔버 (21, 22, 23) 에 의해 형성되는 각각의 공간 (28) 에 제공되어 있다. 이 기계적 실링 장치 (30) 는 각각의 공간 (28) 을 밀봉하는 기능을 가지므로, 회전 액체 보디 (29) 의 액체가 각 공간 (28) 으로부터 밖으로 원하지 않게 나갈 수 없다. 기계적 실링 장치는 도 5 ∼ 도 8 의 묘사로 이하에서 더 상세히 설명될 수 있다.
도 2 는 제 2 실시형태를 보여주는데, 제 2 실시형태는 입구 및/또는 출구 부재 (11) 가 정상 사용 위치에 있는 원심 분리기를 보았을 때 하방으로부터 원심기 로터 (18) 내로 회전축선 (x) 을 따라 연장되어 있다는 것이 제 1 실시형태와 상이하다. 구동 부재 (20) 는 도 2 에 나타나 있지 않다. 여기서, 설명하는 다양한 실시형태 및 변형예에서 동일한 또는 실질적으로 동일한 기능을 갖는 요소 및 부분에 동일한 도면부호가 사용되었음에 유의해야 한다.
도 3 은 제 3 실시형태를 보여주는데, 제 3 실시형태는 입구 및/또는 출구 부재 (11) 가 회전 원심기 로터 (18) 에 고정되게 연결되어 있다는 것이 제 1 실시형태와 상이하다. 고정 연결 부재 (40) 가 회전 입구 및/또는 출구 부재 (11) 를 둘러싼다. 연결 부재 (40) 는 입구 및/또는 출구 부재 (11) 의 개별 채널 (13, 15, 17) 과 소통하는 3 개의 개별 챔버 (43, 45, 47) 를 형성한다. 앞의 두 실시형태와 동일한 방식으로, 채널 (13, 43), 채널 (15, 45) 및 채널 (17, 47) 과 관련하여 상응하는 공간 (28) 이 형성된다 (도 5 참조). 원심 분리기의 작동 동안, 즉 작동 상태에서, 각각의 공간 (28) 에 회전 액체 보디 (29) (도 5 참조) 가 형성된다. 또한, 제 3 실시형태는 도 3 에 개략적으로 나타낸 3 개의 기계적 실링 장치 (30) 를 포함하고, 이 기계적 실링 장치는 각각의 공간 (28) 에 제공되어 있다. 또한, 이 경우, 기계적 실링 장치 (30) 는 각각의 공간 (28) 을 밀봉하는 기능을 가지므로, 회전 액체 보디 (29) 의 액체가 각 공간 (28) 으로부터 밖으로 원하지 않게 나갈 수 없다.
도 4 는 제 4 실시형태를 보여주는데, 제 4 실시형태는 입구 및/또는 출구 부재 (11) 가 정상 사용 위치에 있는 원심 분리기를 보았을 때 하방으로부터 원심기 로터 (18) 내로 회전축선 (x) 을 따라 연장되어 있다는 것과 따라서 연결 부재 (40) 가 케이싱 (10) 의 하측에 제공되어 있다는 것이 제 3 실시형태와 상이하다. 구동 부재 (20) 는 도 4 에 나타나 있지 않다. 여기서, 회전 입구 및/또는 출구 부재 (11) 가 원심기 로터를 운반하고 구동 모터에 연결되는 스핀들에 의해 형성될 수 있음에 유의해야 한다.
기계적 실링 장치 (30) 의 제 1 변형예를 도 5 에 나타내었다. 기계적 실링 장치 (30) 는 제 1 실링 요소 (51) 및 제 2 실링 요소 (52) 를 포함한다. 제 1 실링 요소 (51) 는 환형이며, 회전축선 (x) 을 중심으로 연장되도록 제 1 분리기 부분 (1) 에 제공된다 (도 1 및 도 2 와 비교). 또한, 제 2 실링 요소 (52) 는 환형이며, 회전축선 (x) 을 중심으로 연장되도록 제 2 분리기 부분 (2) 에 제공된다. 제 1 실링 요소 (51) 는 제 1 환형 접촉 표면 (53) 을 갖고, 제 2 실링 요소 (52) 는 제 1 접촉 표면에 평행한 제 2 환형 접촉 표면 (54) 을 갖는다. 도 5 에서, 접촉 표면은 반경방향 면에 평행하다. 그러나, 평행한 두 접촉 표면 (53, 54) 은 약간 원뿔인 형상을 가질 수 있음에 유의해야 한다.
기계적 실링 장치 (30) 는 회전 유체 보디 (29) 가 작동 상태 동안 제 1 실링 요소 (51) 와 제 2 실링 요소 (52) 중 일방에 작용하도록 구성되고, 제 1 접촉 표면 (53) 과 제 2 접촉 표면 (54) 이 접합력으로 서로에 대해 가압되도록 상기 일방을 축선방향으로 변위시킨다. 도 5 에서, 기계적 실링 장치 (30) 는 액체 보디 (29) 가 제 1 실링 요소 (51) 에 작용하도록 구성되어 있다.
기계적 실링 장치 (30) 는 축선방향 변위가능한 실링 요소, 즉 도 5 에서 제 1 실링 요소 (51) 에 예비인장력을 가하도록 배치된 예비인장 요소 (56) 를 포함한다. 예비인장 요소 (56) 에 의해 부여되는 예비인장력은 제 1 접촉 표면 (53) 과 제 2 접촉 표면 (54) 을 서로 변위시키도록 작용한다. 예비인장력은 매우 커서, 휴식 상태, 즉 원심기 로터 (18) 가 회전하지 않을 때와 초기 상태에 제 1 접촉 표면 (53) 과 제 2 접촉 표면 (54) 사이에 간극 (57) (도 8 에 나타내었음) 이 형성된다. 따라서, 이러한 상태에서, 축선방향으로 변위가능한 실링 요소 (51) 에 작용하여 접촉 표면 (53, 54) 의 윤활을 제공할 수 있는 회전 액체 보디 (29) 가 존재하지 않는다. 더욱이, 간극 (57) 은 스로틀링이 형성되는 치수이다. 휴식 상태 및 초기 상태로부터 원심기 로터 (18) 가 가속되는 때, 스로틀링은 간극 (57) 에 도달하여 그 간극 (57) 을 통해 흐르는 회전 액체 보디 (29) 로부터 액체의 압력 강하를 제공한다. 이러한 압력 강하 덕분에, 공간 (28) 이 채워지고, 결과적으로 액체 보디 (29) 에 의해 생성된 접합력의 작용이 증가하게 된다.
도 5 에서, 예비인장 요소 (56) 는 환형이고 회전축선 (x) 을 중심으로 연장된다. 예비인장 요소 (56) 는 리세스 (58) 내에 연장되고, 이 리세스는 제 1 실링 요소 (51) 에 제공되어 있으며 축선방향으로 변위가능한 실링 요소이다. 또한, 리세스 (58) 는 회전축선 (x) 을 중심으로 연장된다. 또한, 예비인장 요소 (58) 는 리세스 (59) 내에 연장되고, 이 리세스는 변위가능한 제 1 실링 요소 (51) 가 제공되어 있는 제 2 분리기 부분 (2) 의 하나에 제공되어 있다. 리세스 (59) 는 도 5 에서 숄더 (shoulder) 형상을 갖고 있다. 리세스 (58) 는 리세스 (58) 에 제공된 예비인장 요소 (36) 보다 더 긴 축선방향 길이를 갖는다.
기계적 실링 장치 (30) 는 회전축선 (x) 을 중심으로 연장된 링 실링을 또한 포함하는데, 링 실링은 축선방향으로 변위가능한 제 1 실링 요소 (51) 와 제 2 분리기 부분 (2) 사이에 제공되어 있다. 도 5 에서, 링 실링은 엘라스토머 재료, 예컨대 임의의 적절한 탄성 폴리머 재료 또는 천연 또는 합성 고무로 이루어진 예비인장 요소 (36) 에 의해 형성된다. 도 5 에는, 제 1 실링 요소 (51) 의 축선방향 변위를 제한하는, 즉 간극 (57) 의 최대 크기를 결정하는 스톱 링 (60) 이 나타나 있다.
축선방향으로 변위가능한 제 1 실링 요소 (51) 는 제 1 압력 표면 (61) 을 갖는데, 이 압력 표면은 공간 (28) 을 향해 그리고 접촉 표면 (53) 으로부터 전환되고, 반경방향 면에서 돌출된 제 1 표면적을 갖는다. 또한, 제 1 실링 요소 (51) 는 제 2 압력 표면 (62) 을 갖는데, 이 압력 표면은 공간 (28) 을 향해 그리고 접촉 표면 (53) 을 향해 전환되고, 반경방향 면에서 돌출된 제 2 표면적을 갖는다. 제 1 표면적이 제 2 표면적보다 더 넓은데, 이는 도 5 에서 회전 유체 보디 (29) 에 의해 부여되는 전체 힘이 제 1 실링 요소 (51) 를 제 2 실링 요소 (52) 쪽으로 밀게 됨을 의미한다.
도 6 은 기계적 실링 장치 (30) 의 제 2 변형예를 보여준다. 제 1 분리기 부분 (1) 에 제공된 제 1 실링 요소 (51) (도 3 및 도 4 와 비교) 는 축선방향으로 변위가능한 실링 요소로 이루어질 수 있다. 제 2 실링 요소 (52) 는 도 6 에 나타내지 않은 제 2 분리기 부분 (2) 에 제공되어 있다. 제 1 실링 요소 (51) 는 이 변형예에서 제 1 분리기 부분 (1) 에 고정되게 연결된 지지 요소 (71) 를 포함한다. 고정된 지지 요소와 제 1 실링 요소 (51) 사이에 예비인장 요소 (56) 가 제공되어 있다. 예비인장 요소 (56) 는 제 1 실링 요소 (51) 에 당기는 힘을 가하는 인장 스프링 (72) 을 포함하고, 이 힘은 제 2 실링 요소 (52) 로부터 제 1 실링 요소 (51) 를 당기도록 작용한다. 인장 스프링 (72) 은 회전축을 중심으로 연장된 환형 나사 스프링 또는 회전축 (x) 을 중심으로 평행하게 제공된 복수의 나사 스프링을 포함할 수 있다. 도 6 에서는, 단지 밀봉 기능만을 갖는 개별 링 실링 (73) 이 존재한다. 또한, 제 1 실링 요소 (51) 는 멈춤 부재를 형성하는 숄더 (74) 를 포함하는데, 이는 제 1 분리기 부분 (1) 의 숄더 (75) 와 접촉하고 제 1 실링 요소 (51) 의 변위를 제한하여 간극 (57) 의 최대 크기를 제한한다.
도 7 은 기계적 실링 장치 (30) 의 제 3 변형예를 보여준다. 제 1 분리기 부분 (1) 에 제공된 제 1 실링 요소 (51) (도 1 및 도 2 와 비교) 는 축선방향으로 변위가능한 실링 요소로 이루어질 수 있다. 제 2 실링 요소 (52) 는 도 7 에 나타내지 않은 제 2 분리기 부분 (2) 에 제공되어 있다. 제 1 실링 요소 (51) 는 제 3 변형예에서 제 1 분리기 부분 (1) 에 고정되게 연결된 지지 요소 (71) 를 포함한다. 제 1 지지 요소 (71) 와 제 1 실링 요소 (51) 사이에 예비인장 요소 (56) 가 제공되어 있다. 예비인장 요소 (56) 는 제 1 실링 요소 (51) 에 당기는 힘을 가하는 벨로우 (bellow) 스프링 (82) 을 포함하고, 이 힘은 제 2 실링 요소 (52) 로부터 제 1 실링 요소 (51) 를 당기도록 작용한다. 벨로우 스프링 (82) 은 회전축 (x) 을 중심으로 연장된다. 도 7 에서는, 단지 밀봉 기능만을 갖는 개별 링 실링 (73) 이 존재한다. 벨로우 스프링 (82) 은 금속 재료 또는 엘라스토머 재료 (고무 또는 탄성 폴리머 재료 등) 로 제조될 수 있다. 벨로우 스프링 (82) 은 간극 (57) 의 최대 크기를 결정하는 결정된 최소 길이를 갖는다.
도 8 은 기계적 실링 장치 (30) 의 제 4 변형예를 보여준다. 제 4 변형예는 제 4 변형예에 따른 예비인장 요소 (56) 가 지지 요소 (71) 와 축선방향으로 변위가능한 제 1 실링 요소를 둘러싸는 슬리브 (92) 로 구성되어 있다는 것만 제 3 변형예와 상이하다. 슬리브 (92) 는 제 1 실링 요소 (51) 에 당기는 힘을 부여하고, 이 힘은 제 2 실링 요소 (52) 로부터 제 1 실링 요소 (51) 를 당기도록 작용한다. 슬리브 (92) 는 회전축 (x) 을 중심으로 연장된다. 슬리브 (92) 는 유리하게는 천연 또는 합성 고무 또는 탄성 폴리머 재료와 같은 엘라스토머 재료로 제조될 수 있다. 슬리브 (92) 는 간극 (57) 의 최대 크기를 결정하는 결정된 최소 길이를 갖는다.
본 발명은 개시된 실시형태로 제한되지 않으며, 첨부된 청구범위 내에서 변형 및 수정될 수 있다. 축선방향으로 변위가능한 실링 요소가 제 1 분리기 부분 (1) 과 제 2 분리기 부분 (2) 중 어느 일방에 제공될 수 있음에 유의해야 한다. 개시된 실시형태에서, 모든 입구와 출구는 동일한 방향을 향한다. 그러나, 상이한 방향을 향하는 입구와 출구가 존재할 수 있음에 유의해야 한다. 모든 실시형태에서, 밀봉식으로 폐쇄된 원심 분리기가 개시되어 있다. 그러나, 본 발명은 예컨대 단지 입구와 출구 중 어느 하나만 밀봉식으로 폐쇄된 경우와 예컨대 하나 또는 여러 출구에 페어링 (paring) 부재가 사용된 경우에도 또한 적용될 수 있다. 개시된 원심 분리기는 단지 개괄적으로 나타내었으며 그 자체로 공지된 많은 세부항목 및 부품은 도면에 나타내지 않았음에 유의해야 한다. 예컨대, 슬러지의 배출을 위한 반경방향 출구는 개시되지 않았지만, 이는 많은 종류의 원심 분리기에서 통상적인 것이다. 기계적 실링 장치는 다양하고 상이한 목적을 위한 다양하고 상이한 종류의 원심 분리기에 적용될 수 있다.

Claims (13)

  1. 제 1 분리기 부분 (1),
    원심기 로터 (18) 를 포함하는 제 2 분리기 부분 (2),
    제 1 분리기 부분 (1) 과 제 2 분리기 부분 사이에 제공된 공간 (28),
    상기 공간 (28) 을 밀봉하기 위해 공간 (28) 에 제공된 기계적 실링 장치 (30) 를 포함하는 원심 분리기로서,
    적어도 제 2 분리기 부분 (2) 은, 작동 상태 동안 제 1 분리기 부분 (1) 과 제 2 분리기 부분 (2) 이 서로에 대해 회전하도록 회전축선 (x) 을 중심으로 결정된 속도로 회전하도록 그리고 휴식 상태 동안 회전하지 않도록 배치되어 있고,
    상기 공간 (28) 은 작동 상태 동안 매체를 포함하는 회전 액체 보디 (29) 를 수용하도록 배치되어 있으며,
    상기 기계적 실링 장치 (30) 는 제 1 분리기 부분 (1) 에 제공된 제 1 실링 요소 (51) 및 제 2 분리기 부분 (2) 에 제공된 제 2 실링 요소 (52) 를 포함하고, 제 1 실링 요소 (51) 는 제 1 접촉 표면 (53) 을 갖고, 제 2 실링 요소 (52) 는 제 1 접촉 표면 (53) 에 평행한 제 2 접촉 표면 (54) 을 가지며,
    상기 기계적 실링 장치 (30) 는 회전 유체 보디 (29) 가 작동 상태 동안 제 1 실링 요소 (51) 와 제 2 실링 요소 (52) 중 일방에 작용하여, 제 1 접촉 표면 (53) 과 제 2 접촉 표면 (54) 이 접합력으로 서로에 대해 가압되도록 상기 일방을 축선방향으로 변위시키도록 구성되어 있는, 원심 분리기에 있어서,
    상기 기계적 실링 장치 (30) 는 축선방향 변위가능한 실링 요소 (51, 52) 에 예비인장력을 가하도록 배치된 예비인장 요소 (56) 를 포함하고, 예비인장력은 제 1 접촉 표면 (53) 과 제 2 접촉 표면 (54) 을 서로 변위시키도록 작용하며,
    예비인장력은 매우 커서, 휴식 상태에서 제 1 접촉 표면 (53) 과 제 2 접촉 표면 (54) 사이에 간극 (57) 이 형성되고,
    상기 간극 (57) 은 스로틀링 (throttling) 이 형성되는 치수인 것을 특징으로 하는 원심 분리기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 예비인장 요소 (56) 는 회전축선 (x) 을 중심으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 원심 분리기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 예비인장 요소 (56) 는 리세스 (58) 내에 연장되고, 이 리세스는 축선방향으로 변위가능한 실링 요소 (51, 52) 에 제공되어 있으며 회전축선 (x) 을 중심으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 원심 분리기.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 예비인장 요소 (56) 는 리세스 (59) 내에 연장되고, 이 리세스는 축선방향으로 변위가능한 실링 요소 (51, 52) 가 제공되어 있는 제 1 분리기 부분 (1) 과 제 2 분리기 부분 (2) 중 일방에 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 원심 분리기.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 링 실링 (56, 73) 이 회전축선 (x) 을 중심으로 연장되어 있으며, 이 링 실링은 축선방향으로 변위가능한 실링 요소 (51, 52) 가 제공되어 있는 제 1 분리기 부분 (1) 과 제 2 분리기 부분 (2) 중 일방과 축선방향으로 변위가능한 실링 요소 (51, 52) 사이에 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 원심 분리기.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 링 실링은 예비인장 요소 (56) 를 형성하는 것을 특징으로 하는 원심 분리기.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 예비인장 요소 (56) 는 엘라스토머 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 원심 분리기.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 축선방향으로 변위가능한 실링 요소 (51, 52) 중 일방이 제 1 압력 표면 (61) 및 가능하게는 제 2 압력 표면 (62) 을 갖고, 제 1 압력 표면은 공간 (28) 을 향해 그리고 접촉 표면 (53) 으로부터 전환되고 반경방향 면에서 돌출된 제 1 표면적을 가지며, 제 2 압력 표면은 공간 (28) 을 향해 그리고 접촉 표면 (53) 을 향해 전환되고 반경방향 면에서 돌출된 제 2 표면적을 갖는 것을 특징으로 하는 원심 분리기.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 표면적은 상기 제 2 표면적보다 더 넓은 것을 특징으로 하는 원심 분리기.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 분리기 부분 (1) 은 매체를 원심기 로터에 공급 및 원심기 매체로부터 배출 중 하나 이상을 위한 적어도 하나의 채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 원심 분리기.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 분리기 부분 (1) 은 고정 분리기 부분인 것을 특징으로 하는 원심 분리기.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 제 1 분리기 부분 (1) 은 원심기 로터 (18) 를 둘러싸는 고정 케이싱 (10) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 원심 분리기.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 제 1 분리기 부분 (1) 은 제 2 분리기 부분 (2) 의 회전 입구 및 출구 중 하나 이상의 부재 (11) 를 둘러싸는 고정 연결 부재 (40) 를 포함하고, 상기 회전 입구 및 출구 중 하나 이상의 부재 (11) 는 매체를 원심기 로터 (18) 에 공급 및 원심기 로터 (18) 로부터 배출 중 하나 이상을 위한 적어도 하나의 채널을 형성하는 것을 특징으로 하는 원심 분리기.
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