KR20150114550A - 원심 분리기 - Google Patents

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알파 라발 코포레이트 에이비
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Abstract

원심 분리기가, 스핀들(2) 상에 장착되고 분리 공간(5)을 둘러싸는 회전자 케이싱(4)을 포함하는 원심기 회전자(3)를 포함한다. 둘레 포트(8)가 분리 공간으로부터 회전자 케이싱을 통해서 연장한다. 밸브 슬라이드(12)가, 둘레 포트를 폐쇄하는 폐쇄 위치와 둘레 포트를 개방하는 개방 위치 사이에서 이동 가능하다. 폐쇄 챔버(16)가 밸브 슬라이드와 회전자 케이싱 사이에 제공된다. 밸브 슬라이드를 폐쇄 위치에서 유지하기 위해서, 유입구 채널(17)이 유압 매체를 폐쇄 챔버로 공급한다. 배출구 통로는 밸브 슬라이드를 개방 위치로 이동시키기 위한 유압 매체의 배출구 유동을 허용한다. 배출구 통로가 회전자 케이싱을 통해서 연장하는 배출구 채널(20)을 포함한다. 밸브 본체(21)가 각각의 배출구 채널 내에 제공되고, 배출구 유동의 방향을 거슬러 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 축방향으로 이동 가능하다.

Description

원심 분리기{A CENTRIFUGAL SEPARATOR}
본 발명은 원심 분리기, 및 원심 분리기의 원심기 회전자의 둘레 포트를 개방하기 위한 밸브 슬라이드의 제어에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 제1항의 전제부에 따른 원심 분리기에 관한 것이다. 그러한 원심 분리기가 US-5,792,037에서 개시되어 있다.
이러한 종류의 원심 분리기에서, 무거운 상(phase), 이하에서, 슬러지를 형성하는 혼합된 고체 및 액체 입자가 둘레 포트 내부의 또는 바로(immediately) 내부의 분리 공간의 외측 둘레 부분 내에 수집된다. 둘레 포트가, 밀리초 단위의(in the order of milliseconds) 짧은 시간 기간 동안, 간헐적으로 개방될 수 있고, 그에 따라 분리 공간으로부터 주위 공간으로 슬러지를 방출할 수 있게 한다.
US-5,792,037에 개시된 원심 분리기는 배출구 채널과 연관되고 배출구 유동의 방향을 거슬러 배출구 채널의 시트(seat)에 대해 압압되는 밸브 본체를 포함한다. 밸브 슬라이드에 인접한 폐쇄 챔버를 폐쇄된 상태로 유지하기 위해서, 밸브 본체가 상당한 힘으로 시트에 대해서 압압되어야 한다. 원심기 회전자 및/또는 폐쇄 챔버 내의 과압력 또는 과소압력(overpressure or underpressure)의 경우에, 시트에 대한 밸브 본체의 밀봉이 문제가 될 수 있다. 이러한 해결책은 또한, 원심기 회전자의 둘레 속력이 증가되고 임계 값에 도달할 때, 불리할 수 있다. 특히 이용되는 재료에 대한 원심 분리기의 개발은 둘레 속력의 증가를 향해서 이동되며, 그러한 증가는 분리 효율과 관련하여 유리하다.
US-4,514,183는, 둘레 포트가 폐쇄되는 폐쇄 위치와 둘레 포트가 개방되는 개방 위치 사이에서 활주 이동 가능한 밸브를 포함하는 원심 분리기를 개시한다. 폐쇄 챔버가 밸브 슬라이드와 회전자 케이싱 사이에 제공된다. 밸브 슬라이드를 개방 위치로 이동시키기 위해서, 배출구 통로가 제공되어 폐쇄 챔버로부터 유압 매체의 배출구 유동을 방출한다. 배출구 통로가 배출구 유동을 위한 많은 수의 배출구 채널을 포함한다. 각각의 배출구 채널이 회전자 케이싱으로 통해서 연장하고 각각의 밀봉 판과 연관된다. 밀봉 판이 배출구 채널 아래에 제공되고 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 배출구 유동의 방향으로 이동될 수 있다.
US-4,479,788는, 둘레 포트가 폐쇄되는 폐쇄 위치와 둘레 포트가 개방되는 개방 위치 사이에서 활주 이동 가능한 밸브를 포함하는 원심 분리기를 개시한다. 폐쇄 챔버가 밸브 슬라이드와 회전자 케이싱 사이에 제공된다. 밸브 슬라이드를 개방 위치로 이동시키기 위해서, 배출구 통로가 제공되어 폐쇄 챔버로부터 유압 매체의 배출구 유동을 방출한다. 배출구 통로가 배출구 유동을 위한 많은 수의 배출구 채널을 포함한다. 배출구 채널은 공통 환형 디스크와 연관되고, 그러한 공통 환형 디스크는 축방향으로 변위가 가능하고 배출구 유동에 대해서 폐쇄 챔버 내의 배출구 채널 상류에 제공된다.
US-4,670,005는, 둘레 포트가 폐쇄되는 폐쇄 위치와 둘레 포트가 개방되는 개방 위치 사이에서 활주 이동 가능한 밸브를 포함하는 원심 분리기를 개시한다. 폐쇄 챔버가 밸브 슬라이드와 회전자 케이싱 사이에 제공된다. 밸브 슬라이드를 개방 위치로 이동시키기 위해서, 배출구 통로가 제공되어 폐쇄 챔버로부터 제어 챔버로의 유압 매체의 배출구 유동을 방출한다. 배출구 통로가, 폐쇄 부재와 제어 챔버 사이에 제공된 환형 밸브 본체 및 밸브 갭에 의해서 형성된다. 많은 수의 유출(bleed) 천공부가 제어 챔버로부터 주위 공간으로 외측으로 연장한다.
US-2,862,659는, 둘레 개구부를 가지는 원심기 회전자 및 둘레 개구부가 폐쇄되는 폐쇄 위치와 둘레 포트가 개방되는 개방 위치 사이에서 이동 가능한 환형 피스톤을 포함하는 추가적인 원심 분리기를 개시한다. US-2,863,659는 환형 피스톤의 이동을 제어하기 위한 하나의 반경방향 이동 가능 사출 밸브 부재를 설명한다.
본 발명의 목적은 전술한 문제점을 극복하는 것이고, 원심기 회전자 내의 압력 및 원심기 회전자의 둘레 속력과 독립적으로 제어될 수 있는 간헐적으로 개방 가능한 둘레 포트를 가지는 원심 분리기를 제공하는 것이다.
이러한 목적은, 제1항의 특징적인 부분의 특징부를 특징으로 하는, 도입부에서 규정된 원심 분리기에 의해서 달성된다.
US-5,792,037 및 US-4,514,813에서 개시된 종래 기술에서와 같이 밸브 본체를 배출구 채널 아래 대신에 배출구 채널 내에 제공하는 것에 의해서, 밸브 본체가 배출구 유동의 방향을 거슬러 폐쇄 위치로부터 개방 위치까지 이동될 수 있게 할 수 있다. 그에 따라, 밸브 시트에 대한 밸브 본체의 밀봉이, 원심기 회전자 내의 또는 밸브 슬라이드 아래의 또는 그에 인접한 폐쇄 챔버 내의 발생 가능한 과압력과 독립적이 될 것이다. 밸브 본체의 밀봉이 또한 원심기 회전자의 둘레 속력과 독립적으로 보장된다. 또한, 배출구 채널의 밀봉은 폐쇄 메커니즘의 압압력에 의존하지 않는데, 이는 임의 수의 배출구 채널이 제공될 수 있다는 것을 의미한다. 밸브 본체가 축방향으로 이동 가능하기 때문에, 그 기능은 원심력과 독립적으로 보장된다.
발명의 실시예에 따라서, 밸브 본체가 폐쇄 위치 내의 배출구 채널 내에서 밸브 시트에 대해서 놓인다.
발명의 추가적인 실시예에 따라서, 원심 분리기가, 밸브 본체를 밸브 시트로부터 밸브 슬라이드를 향해서 제거하는 것, 또는 상승시키는 것에 의해서 밸브 본체를 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 이동시키도록 배열된 폐쇄 메커니즘을 포함한다.
발명의 추가적인 실시예에 따라서, 폐쇄 메커니즘은 회전 축 주위로 연장하고 제1 위치로부터 제2 위치로 이동 가능하여, 밸브 본체를 밸브 시트로부터 개방 위치로 제거하는, 환형 제어 슬라이드를 포함한다. 결과적으로, 또한 환형 제어 슬라이드의 폐쇄 이동이, 특히 US-4,514,183를 참조하는 종래 기술의 상응하는 제어 구성요소의 폐쇄 이동에 반대가 된다.
발명의 추가적인 실시예에 따라서, 폐쇄 메커니즘이 또한 환형 제어 슬라이드에 인접한 또는 그 아래에 제공된 환형 제어 챔버, 및 환형 제어 슬라이드를 제2 위치로 이동시켜, 즉 제1 위치로부터 제2 위치로 이동시켜 밸브 본체를 밸브 시트로부터 제거 또는 상승시키기 위해서, 유압 매체를 환형 제어 챔버로 공급하도록 구성된 공급 채널을 포함한다.
발명의 추가적인 실시예에 따라서, 제한(restriction) 개구가 환형 제어 챔버로부터 주위 공간으로 연장한다.
발명의 추가적인 실시예에 따라서, 폐쇄 메커니즘이 또한 많은 수의 핀을 포함하고, 각각의 핀이 환형 제어 슬라이드에 부착되고 그로부터 연장하여 밸브 본체의 각각의 하나에 작용한다. 그러한 핀을 구비한 상태에서, 회전 축에 평행한 방향을 따른 환형 제어 슬라이드의 이동을 통해서, 모든 밸브 본체가 각각의 밸브 시트로부터 동시적으로 제거될 수 있을 것이다.
발명의 추가적인 실시예에 따라서, 각각의 핀이, 밸브 본체의 횡단면적 크기 보다 작은 횡단면적 크기를 갖는다.
발명의 추가적인 실시예에 따라서, 배출구 통로가 환형 제어 슬라이드와 배출구 채널 사이에 위치된 환형 배출구 챔버를 포함한다.
발명의 추가적인 실시예에 따라서, 환형 배출구 챔버가, 회전 축 주위로 연장하는 환형 갭에 의해서, 주위 공간을 향해서 외측으로 개방된다. 결과적으로, 밸브 본체가 그들의 각각의 밸브 시트로부터 제거될 때, 폐쇄 챔버 내에 수용된 유압 매체가 즉각적으로, 또는 거의 즉각적으로 배출구 채널 및 환형 배출구 챔버를 통해서 주위 공간으로 유동될 수 있고, 그에 따라 밸브 슬라이드가 슬러지 방출을 위해서 둘레 포트를 즉각적으로 개방할 것이다. 유압 매체가 상실(lost)될 것이기 때문에, 둘레 포트 내부의 원심기 회전자 내에 수용된 모든 슬러지의 확실한 방출을 위한 충분히 긴 시간 기간 동안 밸브 슬라이드가 개방될 것이다.
발명의 다른 실시예에 따라서, 환형 배출구 챔버가 환형 제어 슬라이드로부터 연장하는 벽에 의해서 폐쇄된다. 그러한 방식으로, 제한된 부피가 환형 배출구 챔버 내에서 생성되어, 폐쇄 챔버로부터의 유압 매체의 배출구 유동을 결정한다. 그러한 방식으로, 둘레 포트가 개방되는 시간 기간의 길이를 제어할 수 있다. 결과적으로, 이러한 실시예에 따라서, 슬러지의 부분적인 방출이 가능하고, 다시 말해서, 둘레 포트가 다시 폐쇄되면, 슬러지의 일부가 원심기 회전자 내에 잔류할 것이다.
발명의 추가적인 실시예에 따라서, 적어도 하나의 연통 채널이 환형 제어 슬라이드를 통해서 연장하고 환형 제어 챔버 및 환형 배출구 챔버를 서로 연결하여, 환형 제어 챔버와 환형 배출구 챔버 사이의 유압 매체의 운송을 가능하게 한다. 그러한 연통 채널에 의해서, 밸브 본체가 개방 위치로 이동된 후에 유압 매체가 환형 배출구 챔버로부터 환형 제어 챔버로 전달될 수 있을 것이고, 그에 의해서 환형 제어 슬라이드가 제2 위치로부터 제1 위치로 이동할 수 있게 한다.
발명의 추가적인 실시예에 따라서, 환형 제어 슬라이드가 환형 배출구 챔버 내에서 회전 축에 수직인 평면 내의 제1 돌출(projection) 지역 및 환형 제어 챔버 내에서 회전 축에 수직인 평면 내의 제2 돌출 지역을 구비하고, 제2 돌출 지역이 제1 돌출 지역 보다 작다. 환형 제어 슬라이드의 그러한 구성은, 환형 배출구 챔버 및 환형 제어 챔버 모두가 유압 매체로 충전될 때, 환형 제어 슬라이드가 제2 위치로부터 제1 위치로 이동할 수 있게 한다.
발명의 추가적인 실시예에 따라서, 추가적인 제한 개구가 배출구 챔버로부터 주위 공간으로 연장한다.
이제, 여러 가지 실시예에 관한 설명을 통해서 그리고 첨부 도면을 참조하여, 본 발명을 보다 구체적으로 설명할 것이다.
도 1은 원심 분리기를 통한 부분적인 횡단면도를 개략적으로 개시한다.
도 2는 발명의 제1 실시예에 따른 원심 분리기의 원심기 회전자의 일부의 단면도를 개시한다.
도 3은 발명의 제2 실시예에 따른 원심 분리기의 원심기 회전자의 일부의 단면도를 개시한다.
도 4는 제1 및 제2 실시예의 원심기 회전자의 상세 부분의 단면도를 개시한다.
도 5는 원심기 회전자의 환형 제어 슬라이드의 일부의 위쪽에서 본 도면을 개시한다.
도 6은 원심기 회전자의 밸브 본체를 위쪽에서 본 도면을 개시한다.
도 1은 프레임(1), 프레임(1)에 의해서 회전식으로 지지되는 스핀들(2), 및 원심기 회전자(3)를 포함하는 원심 분리기를 개시한다. 원심기 회전자(3)는, 회전 축(x) 주위로 스핀들(2)과 함께 회전하도록 스핀들(2)에 장착된다. 원심기 회전자(3)는, 분리 디스크(6)의 적층체(stack)가 내부에 배열되는 분리 공간(5)을 둘러싸는 회전자 케이싱(4)을 포함하고, 이에 대해서는 도 2 및 도 3을 참조할 수 있다. 원심기 회전자(3)가 제1 단부(3') 및 제2 단부(3")를 구비한다. 회전 축(x)이 수직으로 연장하도록 원심 분리기가 배향될 때, 제1 단부(3')가 통상적으로 상부 단부를 형성하고, 제2 단부(3")가 하부 단부를 통상적으로 형성한다. 개시된 실시예에서, 회전자 케이싱(4)이 제1의 상부 부분(4') 및 제2의 하부 부분(4")을 포함한다.
복수의 둘레 포트(8)가 분리 공간(5)으로부터 회전자 케이싱(4)을 통해서 원심기 회전자(3) 외부의 주위 공간(9)으로 연장한다. 개시된 실시예에서, 주위 공간(9)이, 프레임(1)에 부착된 정지적인 하우징(10)에 의해서 경계 지어진다. 이하에서 설명되는 바와 같이, 둘레 포트(8)가, 밀리초 단위의 짧은 시간 기간 동안, 간헐적으로 개방될 수 있고, 분리 공간(5)으로부터의 슬러지의 전체적인 또는 부분적인 방출을 허용한다.
원심 분리기가 소위, 폐쇄된 분리 공간(5)을 가지는 원심기 회전자(3)를 구비하는 밀폐형 분리기, 또는 주위 공간(9)으로 개방되고 그에 따라 주위 압력으로 개방되는 분리 공간(5)을 가지는 원심기 회전자(3)를 구비하는 개방형 분리기일 수 있을 것이다.
둘레 포트(8)의 개방 및 폐쇄는, 둘레 포트(8)가 폐쇄되는, 도 2 및 도 3에 도시된, 폐쇄 위치와, 둘레 포트(8)가 개방되는 개방 위치 사이에서 이동 가능한 밸브 슬라이드(12)에 의해서 제어된다. 개시된 실시예에서, 밸브 슬라이드(12)가 가요성을 가지는 종류이고, 밸브 슬라이드(12)의 내측 단부(13)가 회전자 케이싱(4)에 고정적으로 부착되고 밸브 슬라이드(12)의 외측 단부(14)가 회전 축에 평행한 방향을 따라서 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동될 수 있다. 그러한 밸브 슬라이드(12)가 US-5,792,037에서 개시되어 있다. 그러나, 원심 분리기의 원심기 회전자(3)가 또한, 전체적으로(as a whole) 회전 축에 평행한 방향을 따라서 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동 가능한 강성(rigid) 밸브 슬라이드(12)를 포함할 수 있을 것이고, 그에 의해서 내측 단부 및 외측 단부 모두가 회전자 케이싱(4)의 상응하는 활주 표면들에 대해서 활주될 수 있다는 것을 주목하여야 할 것이다. 그러한 밸브 슬라이드가 US-4,514,183에서 개시되어 있다.
폐쇄 챔버(16)가 밸브 슬라이드(12)와 회전자 케이싱(4) 사이에 제공된다. 폐쇄 챔버(16)가 유압 매체(예를 들어, 물)를 포함하여, 밸브 슬라이드(12) 상으로 작용한다. 유입구 채널(17)이 회전 케이싱(4)을 통해서 연장하고, 밸브 슬라이드(12)를 폐쇄 위치에서 유지하기 위해서, 유압 매체를 폐쇄 챔버(16)로 공급하도록 구성된다. 유입구 채널(17)이 환형 폐쇄 홈(18)으로 연결되고, 그에 따라 환형 폐쇄 홈이 유입구 채널(17)을 통해서 폐쇄 챔버(16)와 연통한다. 원심기 회전자(3)의 시동시에 유압 매체를 환형 폐쇄 홈(18) 내로 도입하는 것에 의해서, 유압 매체가 원심력에 의해서 환형 폐쇄 홈(18) 및 폐쇄 챔버(16) 내에 수용되어 밸브 슬라이드(12)를 도 2에 도시된 폐쇄 위치에서 유지할 것이다.
밸브 슬라이드(12)를 개방 위치로 이동시키기 위해서, 그에 의해서 슬러지의 배출을 허용하기 위해서, 폐쇄 챔버(16)로부터의 유압 매체의 배출구 유동을 방출하기 위한 배출구 통로가 제공된다.
개시된 실시예에서, 배출구 통로가, 유압 매체의 배출구 유동을 위한 많은 수의 배출구 채널(20)을 포함한다. 예를 들어, 배출구 채널(20)의 수가 2, 3, 4, 5, 6 또는 그보다 더 많을 수 있을 것이고, 바람직하게 회전 축(x) 주위로 균등한 간격으로 분산된다. 전술한 바와 같이, 임의 수의 배출구 채널(20)이 제공될 수 있을 것이다. 각각의 배출구 채널(20)이 회전자 케이싱(4)을 통해서 연장하고, 개시된 실시예에서 회전자 케이싱(4)의 하부 부분(4")을 통해서 연장하고, 각각의 밸브 본체(21)와 연관된다.
보다 구체적으로, 밸브 본체(21)가 배출구 채널(20) 내에 제공된다. 밸브 본체(21)가 폐쇄 챔버(16)로부터의 유압 매체의 배출구 유동의 방향을 거슬러 폐쇄 위치로부터 개방 위치까지 축방향으로 이동 가능하다. 그에 따라, 각각의 밸브 본체(21)가 축방향으로 이동 가능하고, 다시 말해서 원심기 회전자(3)의 제1 단부(3')를 향해서 회전 축(x)에 평행한 방향으로 이동 가능하다.
밸브 슬라이드(12)가 개시된 폐쇄 위치에 있을 때, 밸브 본체(21)가 배출구 채널(20) 내의 밸브 시트(22)에 대해서 놓이고, 즉 밸브 본체(21)가 폐쇄 위치에 있고, 이에 대해서는 도 4를 참조할 수 있다.
개시된 실시예에서, 밸브 본체(21)가 원통형, 특히 원형의 원통형(circular cylindrical) 형상을 갖는다. 하부 단부에서, 그리고 또한 가능하게는 상부 단부에서, 밸브 본체(21)의 원통형 표면과 단부 표면 사이의 연부가 모따기된다(chamfered). 하부 단부에서의 그러한 모따기는 상응하는 표면을 가지는 밸브 시트(22)에 대한 밀봉을 제공한다. 밸브 본체(21)가 또한 다른 형상, 예를 들어 구형 형상을 가질 수 있다는 것을 주목하여야 할 것이다.
도면에 개시된 실시예에서, 배출구 채널(20)을 통해서 폐쇄 챔버(16) 내로 전달되는 것을 방지하기 위한 치수(dimension)를 밸브 본체(21)가 갖는다. 그러나, 이러한 것이 필수적인 것이 아닌데, 이는 폐쇄 챔버(16) 내의 압력이, 밸브 본체(21)가 폐쇄 챔버(16)에 도달하는 것을 방지할 것이기 때문이다.
밸브 본체(21)가 배출구 채널(20)의 부분을, 개시된 실시예에서 하부 부분을 형성하는 삽입체 부재(23) 내에 제공될 수 있을 것이다.
또한, 도면에 개시된 실시예에서, 삽입체 부재(23) 내의 배출구 채널(20)의 직경이 삽입체 부재(23) 위의 배출구 채널(20)의 직경 보다 크다. 그에 따라, 밸브 본체(21)의 직경이 삽입체 부재(23) 위의 배출구 채널(20)의 직경 보다 크다. 그러나, 배출구 채널(20)의 직경이 또한 일정할 수 있거나, 밸브 시트(22) 위에서, 폐쇄 챔버(16)를 향해서 증가될 수 있을 것이다.
삽입체 부재(23)가 또한 밸브 본체(21) 주위에서 축방향으로 연장하는 홈(24)을 포함하고, 이에 대해서는 특히 도 6을 참조할 수 있다. 홈(24)이 삽입체 부재(23) 내의 배출구 채널(20)의 벽 주위로 균등한 간격으로 분산된다. 결과적으로, 밸브 본체(21)가 밸브 시트(22)로부터 상승될 때, 폐쇄 챔버(16)로부터의 유압 부재가 홈(24) 내의 밸브 본체(21)를 지날(pass) 수 있을 것이다. 삽입체 부재(23)가 나사의 나사산(screw thread)(25)에 의해서 회전자 케이싱(4) 내에, 개시된 실시예에서 하부 부분(4") 내에 장착된다.
원심 분리기가 또한, 밸브 본체(21)를 밸브 시트(22)로부터 밸브 슬라이드(12)를 향해서 제거하는 것, 또는 상승시키는 것에 의해서 밸브 본체(21)를 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 이동시키도록 배열된 폐쇄 메커니즘을 포함한다. 폐쇄 메커니즘은 회전자 케이싱(4)의 하부 부분(4") 내에 제공되고, 하부 부분(4")의 환형 공동(29) 내에 부분적으로 수용된다.
폐쇄 메커니즘이 회전 축(x) 주위로 연장하는 환형 제어 슬라이드(30)를 포함한다. 환형 제어 슬라이드(30)가 제1 위치로부터 제2 위치로 회전 축(x)에 평행한 축방향으로 환형 공동(29) 내에서 이동 가능하고, 그에 의해서 밸브 본체(21)를 폐쇄 위치 및 밸브 시트(22)로부터 개방 위치로부터 제거한다.
폐쇄 메커니즘은 또한, 환형 제어 슬라이드(30)에 인접한 환형 공동(29) 내에 제공되는 환형 제어 챔버(31), 및 환형 제어 슬라이드(30)를 이동시키기 위해서 환형 제어 챔버(31)로 유압 매체를 공급하도록 구성된 공급 채널(32)을 포함한다. 공급 채널(32)이 환형 개방 홈(33)으로 연결되고, 그에 따라 공급 채널(32)을 통해서 환형 제어 챔버(31)와 연통한다. 원심기 회전자(3)의 동작 중에 유압 매체를 환형 개구부 홈(33) 내로 도입하는 것에 의해서, 유압 매체가 환형 제어 챔버(31)로 공급될 것이고, 그에 의해서 환형 제어 슬라이드(30)가 원심기 회전자(3)의 제1 단부(3')를 향해서 축방향으로 이동될 것이다. 제한 개구(34)가 환형 제어 챔버(31)로부터 주위 공간(9)으로 연장한다.
폐쇄 메커니즘이 또한, 배출구 채널(20) 및 밸브 본체(21)의 수에 상응하는, 많은 수의 핀(35)을 포함한다. 핀(35)이 환형 제어 슬라이드(30)로부터 연장하고 환형 제어 슬라이드(30)에 부착되어, 환형 제어 슬라이드(30)가 원심기 회전자(3)의 제1 단부(3')를 향해서 이동될 때, 밸브 본체(21)의 각각의 하나에 작용한다. 결과적으로, 밸브 본체(21)를 밸브 시트(22)로부터 제거 또는 상승시키기 위해서, 각각의 핀(35)이 각각의 밸브 본체(21)에 작용할 것이다.
각각의 핀(35)이, 밸브 본체(21)의 횡단면적 크기 보다 작은 횡단면적 크기를 갖는다. 개시된 실시예에서, 각각의 핀(35)이 직사각형 횡단면을 가지고, 이에 대해서는 도 5를 참조할 수 있다. 핀(35)이 도시된 것과 다른 횡단면적 형상, 예를 들어, 원형, 타원형, 정사각형 등의 횡단면적 형상을 가질 수 있다는 것을 주목하여야 할 것이다.
배출구 통로가 또한, 환형 제어 슬라이드(30)와 배출구 채널(20) 사이의 환형 공동(29) 내에 위치되는 환형 배출구 챔버(40)를 포함한다.
도 2에 개시된 제1 실시예에서, 환형 배출구 챔버(40)가, 회전 축(x) 주위로 연장하는 환형 갭에 의해서, 주위 공간(9)을 향해서 외측으로 개방된다. 밸브 본체(21)가 개방 위치에 있을 때, 즉 각각의 밸브 시트(22)로부터 상승될 때, 그에 따라, 폐쇄 챔버(16) 내에 수용된 유압 매체가 배출구 채널(20) 및 환형 배출구 챔버(40)를 통해서, 환형 갭을 경유하여, 주위 공간(9)으로 즉각적으로 유동될 것이다. 환형 배출구 챔버(40) 내에 제한부가 없기 때문에, 폐쇄 부재(16)가 거의 즉각적으로 방출될 것이고, 그에 따라 밸브 슬라이드(12)가 신속하게 개방되고, 분리 공간(5) 내의 모든 슬러지의 방출을 허용하기에 충분한 시간 기간 동안 개방되어 유지될 것이다. 그러한 전체 슬러지의 방출의 경우에, 시간 기간이, 원심 분리기의 크기에 따라서, 30 내지 80 밀리초와 같은, 예를 들어 약 50 밀리초의, 수십 밀리초 단위일 수 있을 것이다. 슬러지의 방출 후에, 환형 제어 슬라이드(30)가 제2 위치로부터 제1 위치로 역으로 이동될 것이고, 환형 제어 챔버(31) 내의 유압 매체가 제한 개구(34)를 통해서 방출된다.
도 3에 개시된 제2 실시예는, 환형 배출구 챔버(40)가 환형 제어 슬라이드(30)로부터 연장하는 벽(41)에 의해서 폐쇄된다는 점에서 제1 실시예와 상이하다. 제2 실시예에서, 벽(41)이 환형 제어 슬라이드(30)의 일체형 부분이나, 대안으로서 환형 제어 슬라이드(30)로 장착되는 별개의 부분일 수 있을 것이다. 본원에서 개시된 모든 실시예에서, 동일한 또는 상응하는 요소가 동일한 참조 기호로 표시되었다는 것을 주목하여야 할 것이다.
제2 실시예는 슬러지의 부분적인 방출, 즉 분리 공간(5) 내의 슬러지의 일부의 방출을 가능하게 한다. 그러한 부분적인 방출은, 전체 방출 보다 짧은, 둘레 포트(8)가 개방되는 시간 기간을 필요로 한다. 그러한 시간 기간은 원심 분리기의 크기에 따라 달라진다. 중간-크기의 원심 분리기의 경우에, 부분적인 방출을 위한 시간 기간이 전형적으로 2 내지 30 ms 단위일 수 있을 것이다. 방출을 슬러지의 일부로 제한하는 것은, 환형 배출구 챔버(41)의 제한된 부피로 인해서 달성된다.
적어도 하나의 연통 채널(42)이 환형 제어 슬라이드(30)를 통해서 연장한다. 연통 채널(42)은 환형 제어 챔버(31)와 환형 배출구 챔버(40)를 서로 연결하여, 환형 제어 챔버(31)와 환형 배출구 챔버(40) 사이의 유압 매체의 운송을 허용한다. 환형 제어 슬라이드(30)가 환형 배출구 챔버(40) 내의 회전 축(x)에 수직한 평면(p) 내의 제1 돌출 지역, 및 환형 제어 챔버(31) 내의 평면(p) 내의 제2 돌출 지역을 구비한다. 제2 지역이 제1 돌출 지역 보다 작다.
추가적인 제한 개구(43)가 제공되고 환형 배출구 챔버(40)로부터 주위 공간(9)으로 연장한다. 개시된 제2 실시예에서, 제한 개구(43)가 벽(41)을 통해서 연장한다.
그러한 연통 채널(42)에 의해서, 밸브 본체(21)가 개방 위치로 이동된 후에 유압 매체가 환형 배출구 챔버(40)로부터 환형 제어 챔버(31)로 전달될 수 있을 것이고, 그에 의해서 환형 제어 슬라이드(30)가 제2 위치로부터 제1 위치로 이동할 수 있게 한다. 제2 돌출 지역이 제1 돌출 지역 보다 작다는 사실로 인해서, 환형 배출구 챔버 및 환형 제어 챔버(31) 모두가 유압 매체로 충전될 때, 환형 제어 슬라이드(30) 상으로 작용하는 힘이 생성될 것이고, 그에 따라 환형 제어 슬라이드(30)를 제2 위치로부터 제1 위치로 역으로 이동시킬 것이다.
환형 제어 슬라이드(30)가 제1 위치로 역으로 이동되었을 때, 환형 제어 챔버(31) 및 환형 배출구 챔버(40) 내의 유압 매체가 제한 개구(34) 및 추가적인 제한 개구(43) 각각을 통해서 배출된다.
제2 실시예에서, 환형 배출구 챔버(40)가, 환형 배출구 챔버(40)로의 추가적인 채널(44)을 통해서 특정 범위까지 예비-충전될(pre-filled)수 있다는 것을 주목하여야 할 것이다. 그러한 방식으로, 둘레 포트(8)가 개방되는 시간 기간의 길이를 제어 또는 변경할 수 있다.
본 발명은 개시된 실시예로 제한되지 않고, 이하의 청구항의 범위 내에서 변경 및 수정될 수 있을 것이다.

Claims (14)

  1. 프레임(1),
    프레임(1)에 의해서 회전식으로 지지되는 스핀들(2),
    회전 축(x) 주위로 스핀들(2)과 함께 회전하도록 스핀들(2)에 장착되는 원심기 회전자(3)로서, 원심기 회전자(3)가 분리 공간(9)을 둘러싸는 회전자 케이싱(4)을 포함하고, 분리 공간 내에는 분리 디스크(6)의 적층체가 배열되는, 원심기 회전자(3),
    분리 공간(5)으로부터 회전자 케이싱(4)을 통해서 주위 공간(9)으로 연장하는 복수의 둘레 포트(8),
    둘레 포트(8)가 폐쇄되는 폐쇄 위치와 둘레 포트(8)가 개방되는 개방 위치 사이에서 이동 가능한 밸브 슬라이드(12),
    밸브 슬라이드(12)와 회전자 케이싱(4) 사이에 제공되고 밸브 슬라이드(12) 상으로 작용하는 유압 매체를 포함하는 폐쇄 챔버(16),
    밸브 슬라이드(12)를 폐쇄 위치에서 유지하기 위해서, 유압 매체를 폐쇄 챔버(16)로 공급하도록 구성된 유입구 채널(17),
    밸브 슬라이드(12)를 개방 위치로 이동시키기 위해서 폐쇄 챔버(16)로부터 유압 매체의 배출구 유동을 방출하기 위한 배출구 통로로서, 배출구 통로가 배출구 유동을 위한 많은 수의 배출구 채널(20)을 포함하고, 각각의 배출구 채널(20)이 회전자 케이싱(4)을 통해서 연장하고 각각의 밸브 본체(21)와 연관되는, 배출구 통로를 포함하는, 원심 분리기에 있어서,
    밸브 본체(21)가 배출구 채널(20) 내에 제공되고, 배출구 유동을 허용하기 위해서, 배출구 유동의 방향을 거슬러 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 축방향으로 이동될 수 있는, 원심 분리기.
  2. 제1항에 있어서,
    밸브 본체(21)가 폐쇄 위치에서 배출구 채널(20) 내의 밸브 시트(22)에 대해서 놓이는, 원심 분리기.
  3. 제2항에 있어서,
    원심 분리기가, 밸브 본체(21)를 밸브 시트(22)로부터 밸브 슬라이드(12)를 향해서 제거하는 것에 의해서 밸브 본체(21)를 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 이동시키도록 배열된 폐쇄 메커니즘을 포함하는, 원심 분리기.
  4. 제3항에 있어서,
    폐쇄 메커니즘이, 회전 축(x) 주위로 연장하고 제1 위치로부터 제2 위치로 이동 가능하여, 밸브 본체(21)를 밸브 시트(22)로부터 개방 위치로 제거할 수 있는, 환형 제어 슬라이드(30)를 포함하는, 원심 분리기.
  5. 제4항에 있어서,
    폐쇄 메커니즘이, 환형 제어 슬라이드(30)에 인접하여 제공되는 환형 제어 챔버(31), 및 환형 제어 슬라이드(30)를 제2 위치로 이동시키기 위해서 환형 제어 챔버(31)로 유압 매체를 공급하도록 구성된 공급 채널(32)을 포함하는, 원심 분리기.
  6. 제5항에 있어서,
    제한 개구(34)가 환형 제어 챔버(31)로부터 주위 공간(9)으로 연장하는, 원심 분리기.
  7. 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    폐쇄 메커니즘이 많은 수의 핀(35)을 포함하고, 각각의 핀이 환형 제어 슬라이드(30)로부터 연장하여 밸브 본체(21)의 각각의 하나에 작용하는, 원심 분리기.
  8. 제7항에 있어서,
    각각의 핀(35)이, 밸브 본체(21)의 횡단면적 크기 보다 작은 횡단면적 크기를 갖는, 원심 분리기.
  9. 제4항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    배출구 통로가, 환형 제어 슬라이드(30)와 배출구 채널(20) 사이에 위치된 환형 배출구 챔버(40)를 포함하는, 원심 분리기.
  10. 제9항에 있어서,
    환형 배출구 챔버(40)가, 회전 축(x) 주위로 연장하는 환형 갭에 의해서, 주위 공간(9)을 향해서 외측으로 개방되는, 원심 분리기.
  11. 제9항에 있어서,
    환형 배출구 챔버(40)가 환형 제어 슬라이드(30)로부터 연장하는 벽(41)에 의해서 폐쇄되는, 원심 분리기.
  12. 제5항 및 제11항에 있어서,
    적어도 하나의 연통 채널(42)이 환형 제어 슬라이드(30)를 통해서 연장하고 환형 제어 챔버(31) 및 환형 배출구 챔버(40)를 서로 연결하여, 환형 제어 챔버(31)와 환형 배출구 챔버(40) 사이의 유압 매체의 운송을 가능하게 하는, 원심 분리기.
  13. 제12항에 있어서,
    환형 제어 슬라이드(30)가 환형 배출구 챔버(40) 내에서 회전 축(x)에 수직인 평면(p) 내의 제1 돌출 지역 및 환형 제어 챔버(31) 내에서 회전 축(x)에 수직인 평면(p) 내의 제2 돌출 지역을 구비하고, 제2 돌출 지역이 제1 돌출 지역 보다 작은, 원심 분리기.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    추가적인 제한 개구(43)가 배출구 챔버(40)로부터 주위 공간(9)으로 연장하는, 원심 분리기.
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