KR20190134735A - 원심 분리기를 위한 밀봉 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제1 구역(2)과 제2 구역(3) 사이에 밀봉부를 제공하기 위한 밀봉 조립체(1)를 제공하며, 이는 제1 밀봉 링(5)을 포함하는 회전 가능한 밀봉 부재(4), 제2 밀봉 링(7)을 포함하는 고정 밀봉 부재(6) 및 제1 및 제2 밀봉 링을 서로 맞물리게 하는 수단(8)을 포함한다. 제1 및 제2 밀봉 링은 반경방향 평면(p)에 배열된 적어도 하나의 챔버(11)를 갖는 이중 접촉 밀봉부가 제1 및 제2 밀봉 링(5, 7) 사이의 맞물림시에 형성되도록 배열된다. 밀봉 조립체는 상기 챔버(11)에 대한 적어도 하나의 유체 연결부(15)를 더 포함한다. 본 발명은 이러한 밀봉 조립체를 포함하는 원심 분리기를 추가로 제공한다.

Description

원심 분리기를 위한 밀봉 조립체

본 발명은 원심 분리 분야에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 원심 분리기용 밀폐 밀봉부(hermetic seal)에 관한 것이다.

원심 분리기는 일반적으로 액체 혼합물 또는 기체 혼합물로부터 액체 및/또는 고체를 분리하기 위해 사용된다. 동작 중에 분리될 유체 혼합물이 회전 용기에 도입되고 원심력으로 인해, 무거운 입자 또는 물과 같은 고밀도 액체가 회전 용기의 주연부에 축적되는 반면, 저밀도 액체는 중심 회전축에 근접하게 축적된다. 이는 예를 들어 주연부에, 그리고, 회전축에 근접하게 각각 배열된 상이한 출구에 의해 분리된 분획물을 수집할 수 있게 한다.

고속 원심 분리기는 일반적으로 분리기의 회전 가능한 부분에 대해 밀봉된 고정 입구 및 출구 파이프를 갖는다. 밀봉부는 원심 분리기에서 분리될 물질이 대기에 노출되거나 대기와 접촉하지 않아야 할 때 사용되는 기계적 밀폐 밀봉부와 같은 밀폐 밀봉부일 수 있다. 따라서, 밀폐 밀봉부는 대기 중의 산소 또는 입자와 같은 임의의 물질이 공급된 액체 또는 분리된 상을 오염시킬 위험을 감소시킨다.

예는 US 4759744에 나타나 있으며, 이는 입구와 출구 모두에 기계적 밀봉부를 갖는 원심 분리기를 나타낸다.

그러나, 2상 밀폐 출구 밀봉부, 즉 2개의 분리된 액체 상을 배출하는 분리기의 출구에서 사용되는 밀봉부는 일반적으로 많은 수의 조립될 부품을 갖는 복잡한 구조이다. 이는 분리기를 조립하는 것이 어려워질뿐만 아니라 서빙 및 분해하는 것도 어려워지게 한다. 이러한 밀폐 출구는 종종 분리되는 지배적인 액체 상에 초점을 두고 설계된다. 따라서, 2개의 액체 상(및 가능하게는 고체 상)이 분리되고 지배적인 상이 저밀도의 분리된 액체 상인 소위 정화기 유형의 원심 분리기에서, 출구는 일반적으로 액체 경량 상을 취급하는 데 초점을 두고 설계된다. 대조적으로, 2개의 액체 상(및 가능하게는 고체 상)이 분리되고 지배적인 상이 고밀도의 분리된 액체 상인 소위 농축기 유형의 원심 분리기에서, 출구는 일반적으로 액체 중량 상의 취급에 초점을 두고 설계된다. 결과적으로, 이는 출구들을 상이해지게 하고, 적어도 2개의 다른 변형이 필요할 수 있으며, 이는 원심 분리기가 정화기 및 농축기 응용 모두에 사용될 경우 단점이다.

따라서, 본 기술 분야에는 다량의 경량 상 액체 및 다량의 중량 상 액체를 모두 취급할 수 있는 원심 분리기용 밀폐 밀봉부가 필요하다.

본 발명의 주요 목적은 개선된 밀봉 조립체를 제공하는 것이다.

추가적인 목적은 원심 분리기를 위한 밀폐 출구 또는 입구 밀봉부를 용이하게 하는 밀봉 조립체를 제공하는 것이다.

본 발명의 제1 양태로서, 제1 구역과 제2 구역 사이에 밀봉부를 제공하기 위한 밀봉 조립체가 제공되며, 이는

- 제1 밀봉 링을 포함하고 회전축(X) 주위에서 회전하는 회전 부재에 설치되도록 배열된 회전 가능한 밀봉 부재;

- 제2 밀봉 링을 포함하는 고정 밀봉 부재로서, 제2 밀봉 링은 회전축(X) 주위에서 제1 밀봉 링과 축방향으로 정렬되는, 고정 밀봉 부재; 및

- 제1 및 제2 밀봉 링을 서로 맞물리게 하여 제1 및 제2 밀봉 링 사이에 적어도 하나의 밀봉 계면을 형성하는 수단으로서, 적어도 하나의 형성된 밀봉 계면은 회전축(X)에 대하여 반경방향 평면(p)과 실질적으로 평행하게 연장되는, 수단을 포함하고, 그리고, 추가로

- 제1 구역은 밀봉 링의 반경방향 내부에 위치되고 밀봉 링을 통해 축방향으로 연장되고, 제2 구역은 밀봉 링의 반경방향 외부에 배열되고,

- 제1 및 제2 밀봉 링은, 제1 및 제2 밀봉 링 사이의 맞물림시에, 반경방향 평면에 배열된 적어도 하나의 챔버를 갖는 이중 접촉 밀봉부가 형성되도록 배열되고, 밀봉 조립체는 챔버로의 적어도 하나의 유체 연결부를 더 포함한다.

따라서, 밀봉 조립체는 밀폐 밀봉부를 형성할 수 있는 기계적 밀봉부이다. 밀봉 조립체는 고정 부분과 회전 가능한 부분 사이에 밀봉부를 형성하기 위한 것이다.

회전 가능한 밀봉 부재는 샤프트 등과 같은 다른 회전 가능한 부분 상에, 즉 회전 부재 상에 설치되도록 배열될 수 있다. 회전 가능한 부분의 제1 밀봉 링은 회전축에 수직인 평면에 배열된다.

고정 밀봉 부재는 회전 가능한 밀봉 부재와 축방향으로 정렬되어 제1 및 제2 밀봉 링이 축방향으로 정렬된다. 따라서, 제2 밀봉 링은 제1 밀봉 링과 동일한 평면에 배열될 수 있고, 고정 밀봉 부재는 추가적인 고정 부분에 설치되거나 부착되도록 배열될 수 있다.

제1 밀봉 링은 마모 링일 수 있고 제2 밀봉 링은 밀봉 링일 수 있다. 따라서, 회전되도록 배열된 제1 밀봉 링은 제2 밀봉 링보다 단단한 재료로 이루어질 수 있다.

또한, 제1 및 제2 밀봉 링을 서로 맞물리게 하는 수단이 있다. 그러나, 이는 여전히 회전 가능한 밀봉 부재의 회전 동안 액체 밀봉 필름이 밀봉 계면에 형성될 수 있음을 의미한다. 밀봉 링을 서로 맞물리게 하는 수단은 회전 가능한 밀봉 부재가 휴지 상태일 때 밀봉 링을 서로 맞물리게 하기 위한 것일 수 있다. 따라서, 고정 부분과 회전 부분 사이의 계면에서, 예를 들어 마모 링과 밀봉 링 사이에 액체 밀봉 필름이 형성될 수 있다. 이러한 미세 박막은 제1 또는 제2 구역에서 유체에 의해 형성될 수 있다.

제1 및 제2 밀봉 링을 맞물리게 하기 위한 수단은 제1 및/또는 제2 밀봉 링을 축방향으로 서로 맞물리게 하는 적어도 하나의 스프링과 같은 탄성 수단을 포함할 수 있다. 탄성 수단은 따라서 제1 또는 제2 밀봉 링 위에 축방향으로 배열될 수 있다. 예로서, 탄성 수단은 제2 밀봉 링을 축방향으로 추진하는 고정 밀봉 부재의 일부일 수 있다. 따라서, 탄성 수단은 회전 가능한 밀봉 부재가 휴지 상태일 때 제2 밀봉 링을 제1 밀봉 링과 맞물리게 하고 및/또는 편향시키기 위한 것일 수 있다.

적어도 하나의 유체 연결부는 또한 밀봉 링을 서로 맞닿도록 편향시키는 스프링이 위치되는 체적 또는 체적들을 통과하는 것과 같이 탄성 수단을 통과하도록 배열될 수 있다.

적어도 하나의 형성된 밀봉 계면은 회전축에 대하여 실질적으로 반경방향 평면(p)으로 연장된다. 따라서, 반경방향 평면(p)은 회전축(x)에 수직이다. 그러나, 밀봉 계면은 반경방향 평면에 대하여 몇 도 경사져 있을 수 있으며, 즉 밀봉 계면은 반경방향 평면에 정확히 평행할 필요는 없다.

또한, 형성된 밀봉 계면으로 인해, 밀봉 링을 통해 축방향으로 연장되는 것으로 정의된 제1 구역과 제2 구역 사이에 밀봉부가 형성된다. 따라서, 제1 구역은 링의 중간을 통해 연장될 수 있고, 따라서 회전축(x) 주위에서 밀봉 링과 동심으로 연장된다. 따라서, 제1 구역은 또한 회전 가능한 및 고정 밀봉 부재를 통해 연장될 수 있다.

제2 구역은 제1 및 제2 밀봉 링의 반경방향 외부에 있는 것으로 정의된다. 따라서, 형성된 밀봉 계면은 링의 반경방향 외부 구역으로부터 링 내의 구역을 밀봉한다.

밀봉 링은 챔버가 제1 및/또는 제2 밀봉 링 내에 형성되어 이중 접촉 밀봉부가 형성되도록 추가로 설계된다. 이중 접촉 밀봉부는 따라서 제1 및 제2 밀봉 링 사이에서 2개의 분리된 밀봉 계면에 의해 형성된 밀봉부이며, 2개의 분리된 밀봉 계면 사이에 반경방향으로 챔버가 위치된다

따라서, 제1 밀봉 링과 제2 밀봉 링 사이의 이중 접촉 밀봉부는 적어도 하나의 축방향 평면에서 보여질 수 있다. 또한, 챔버에 대한 유체 연결부가 존재하며, 이는 유체가 챔버에 공급되거나 챔버로 인출될 수 있음을 의미한다.

본 발명의 제1 양태는, 예를 들어 밀봉부를 축방향으로 조립 및 분해하기 쉽게 하는 회전축에 수직인 평면에 형성된 밀봉 계면으로 인해 밀봉 조립체가 조립하기 쉽다는 통찰에 기초한다.

또한, 형성된 챔버로 인해, 2개의 밀봉 링만을 갖는 이중 접촉 밀봉부가 형성된다.

이는 밀봉 조립체는 또한 소형이며 소수의 부품을 갖는다는 것을 의미한다. 따라서, 밀봉 조립체는 예를 들어 원심 분리기에 설치되는 경우 장착 또는 분해가 용이할 수 있으며, 이는 예를 들어 원심 분리기의 원심 분리기 로터의 서비스 동안 사용을 용이하게 한다.

챔버에 대한 유체 연결부는 밀봉부의 사용 동안 유체가 예를 들어 제1 구역 또는 제2 구역의 유체보다 높은 압력을 갖는 챔버로 공급될 수 있다는 점에서 유리하다. 따라서, 제1 구역에서 제2 구역으로 또는 그 반대로 유체의 누설을 추가로 방지할 수 있다.

유체 연결부는 이중 접촉 밀봉부의 누설 검출을 또한 용이하게 한다. 따라서, 챔버는 누설 챔버로서 기능할 수 있고, 이중 접촉 밀봉부의 하나의 부분을 통해 챔버 내로 누설된 임의의 유체는 유체 연결부를 통해 밀봉 조립체의 외부로부터 검출될 수 있다. 따라서, 밀봉 계면을 통한 제1 또는 제2 구역으로부터의 누설은 다른 구역에 도달하기 전에 챔버에 도달한다. 따라서, 챔버는 제1 구역으로부터 제2 구역으로의 직접적 누설을 방지할 수 있고, 그 반대도 마찬가지이다.

유체 연결부는 또한 냉각 유체를 챔버에 공급하기 위해 사용될 수 있다. 냉각 유체는 물과 같은 액체 또는 기체일 수 있다.

본 발명의 제1 양태의 실시예에서, 적어도 하나의 유체 연결부가 제2 밀봉 링 내에 형성된다.

따라서, 적어도 하나의 유체 연결부는 고정 밀봉 링 내에 형성될 수 있다. 유체 연결부는 챔버에 대한 적어도 2개의 연결부를 포함할 수 있는 데, 하나는 유체를 공급하기 위한 것이고 다른 하나는 유체를 인출하기 위한 것이다. 유체 연결부는 챔버가 밀봉 링의 외부로부터 접근될 수 있도록 제2 밀봉 링에 형성된 채널일 수 있다. 따라서, 챔버에 대한 내외로의 연결부 모두가 밀봉 링의 외부에 대해 제2 밀봉 링에 형성될 수 있다. 유체 연결부는 또한 추가로, 즉 고정 밀봉 부재의 외부로 연장될 수 있으며, 또한 예를 들어, 챔버로부터 공급 및/또는 인출되는 유체가 회전 가능한 밀봉 부재가 휴지 상태에 있을 때 제1 및 제2 밀봉 링이 서로 맞물리게 하는 수단을 통과하도록, 예컨대, 탄성 수단이 배열되는 체적을 통과하도록 연장될 수 있다.

본 발명의 제1 양태의 실시예에서, 제1 및 제2 밀봉 링 중 적어도 하나는 적어도 하나의 리세스를 가지며, 그래서, 제1 및 제2 밀봉 링 사이의 맞물림시 반경방향 평면에 배열된 적어도 하나의 챔버를 갖는 이중 접촉 밀봉부가 형성된다.

따라서, 적어도 하나의 리세스 또는 만입부는 다른 밀봉 링과 맞물리게 되는 표면에서 밀봉 링 중 하나 또는 둘 모두에 배열될 수 있다.

이는 리세스가 밀봉 계면에 배열되어 제1 및/또는 제2 밀봉 링 내에 위치되는 챔버를 갖는 이중 접촉 밀봉부를 형성함을 의미한다. 따라서, 챔버를 형성하는 벽은 모두 제1 및/또는 제2 밀봉 링의 일부일 수 있다

예로서, 적어도 하나의 리세스는 제1 밀봉 링 내에, 예컨대, 전적으로 제1 밀봉 링 내에 배열되어 챔버가 제1 밀봉 링 내에 형성될 수 있다.

다른 예로서, 적어도 하나의 리세스는 제2 밀봉 링 내에, 예컨대, 전적으로 제2 밀봉 링 내에 배열되어 챔버가 제2 밀봉 링 내에 형성될 수 있다.

또한, 적어도 하나의 리세스는 챔버가 양 밀봉 링 모두 내에 형성되도록 제1 및 제2 밀봉 링 모두에 배열될 수 있다.

리세스는 밀봉 링의 축방향 높이의 약 절반이거나 밀봉 링의 축방향 높이의 절반보다 작은 축방향 높이를 가질 수 있다.

예로서, 적어도 하나의 리세스는 밀봉 링과 동심이다. 따라서, 리세스는 회전축 주위에 균등하게 분포될 수 있다.

환형 챔버가 형성되도록 적어도 하나의 리세스가 배열될 수 있다. 따라서, 리세스는 밀봉 링의 표면에서 제1 및/또는 제2 밀봉 링의 표면에 환형 홈으로서 환형으로 배열될 수 있다.

그러나, 적어도 하나의 리세스는 완전히 환형일 필요는 없다. 대신에 소정 반경방향 거리에 분포된 여러 개의 리세스는 밀봉 계면에서 하나보다 많은 챔버를 형성할 수 있다.

본 발명의 제1 양태의 실시예에서, 회전 가능한 밀봉 부재는 회전 가능한 밀봉 부재의 회전시 제2 구역에 존재하는 유체를 가속시키기 위해 제2 구역에 배열된 베인을 포함한다.

회전 가능한 밀봉 부재는 적어도 4개의 베인, 예컨대 적어도 8개의 베인을 포함할 수 있다. 따라서, 회전 가능한 밀봉 부재의 회전시, 베인은 제2 구역에서 유체를 운반하는 것을 도울 수 있다. 이는 밀봉 배열이 원심 분리기의 입구 또는 출구에 배열되는 경우에 유용할 수 있다. 베인은 예를 들어 밀봉 계면 아래에 축방향으로 배열될 수 있다.

본 발명의 제2 양태로서, 상이한 밀도를 갖는 유체 혼합물의 적어도 2개의 성분을 분리하기 위한 원심 분리기가 제공되며, 이러한 원심 분리기는

고정 프레임;

스핀들 및 원심 분리기 로터를 포함하는 회전 가능한 부분으로서, 회전 가능한 부분은 회전축(X)을 중심으로 회전하도록 프레임에 의해 지지되고, 원심 분리기 로터는 스핀들의 제1 단부에 장착되어 스핀들과 함께 회전하며 분리 공간을 둘러싸는 로터 케이싱을 포함하는, 회전 가능한 부분; 및

처리 유체 또는 서비스 유체를 분리기에 공급 또는 배출하기 위한 유체 연결부로서, 분리 공간에 분리될 유체 혼합물을 공급하기 위한 입구 및 분리 공간으로부터 분리된 액체 상을 배출하기 위한 적어도 하나의 액체 출구를 포함하는, 유체 연결부를 포함하고,

원심 분리기는 입구 및/또는 적어도 하나의 액체 출구에서 회전축(x)과 동심으로 배열된 제1 양태에 따른 밀봉 조립체를 포함하고, 밀봉 조립체의 회전 가능한 밀봉 부재는 원심 분리기의 회전 가능한 부분에 부착되고, 고정 밀봉 부재는 고정 프레임에 부착되어, 회전 가능한 부분과 고정 프레임 사이에 연결을 형성하고,

밀봉 조립체의 제1 구역은 분리기의 유체 연결부와 유체 연통하고, 제2 구역은 분리기의 다른 유체 연결부 또는 분리기의 임의의 처리 또는 서비스 유체와 유체 연통하지 않는 체적과 유체 연통하여, 제1 및 제2 구역 사이에 밀봉부를 형성한다.

원심 분리기는 기체 혼합물 또는 액체 혼합물과 같은 유체 혼합물을 분리하기 위한 것이다. 원심 분리기의 고정 프레임은 회전 불가능한 부분이고, 회전 가능한 부분은 스핀들을 지지하는 적어도 하나의 볼 베어링과 같은 적어도 하나의 베어링 장치에 의해 프레임에 의해 지지될 수 있다.

원심 분리기 로터는 스핀들의 제1 단부에 인접하며, 따라서, 스핀들과 함께 회전하도록 장착된다. 동작 중에, 스핀들은 따라서 회전 샤프트를 형성한다. 스핀들의 제1 단부는 스핀들의 상부 단부일 수 있다. 따라서, 스핀들은 회전축(X)을 중심으로 회전할 수 있다. 스핀들은 3000 rpm 초과, 예컨대 3600 rpm 초과의 속도로 회전하도록 배열될 수 있다. 스핀들은 중공 스핀들일 수 있어서, 입구 및/또는 적어도 하나의 출구는 스핀들을 통해 연장될 수 있다.

스핀들은 추가로 적어도 5 mm, 예컨대 적어도 10 mm의 직경을 가질 수 있다. 예를 들어, 스핀들의 외경은 5-300 mm 사이, 예컨대 10-200 mm 사이일 수 있다.

원심 분리기는 물론 회전 가능한 부분, 그리고, 그에 따라 중공 스핀들 및 스핀들 상에 장착된 원심 분리기 로터를 회전시키기 위한 구동 부재를 또한 포함할 수 있다. 중공 스핀들을 회전시키기 위한 이러한 구동 부재는 로터와 스테이터를 갖는 전기 모터를 포함할 수 있다. 로터는 스핀들 상에 제공되거나 스핀들에 고정될 수 있다. 대안적으로, 구동 부재는 스핀들 옆에 제공되고 벨트 또는 기어 트랜스미션과 같은 적절한 트랜스미션에 의해 회전 가능한 부분을 회전시킬 수 있다.

원심 분리기 로터의 로터 케이싱은 유체 혼합물의 분리가 이루어지는 분리 공간을 둘러싸거나 그 자체 내부에 이를 형성한다. 분리 공간은 회전축 주위에 중앙에 배열된 분리 디스크 적층체를 포함할 수 있다. 이러한 분리 디스크는 분리 공간에서 표면 확대 삽입체를 형성한다. 분리 디스크는 절두 원추 형태를 가질 수 있으며, 즉 적층체는 절두 원추형 분리 디스크의 적층체일 수 있다. 디스크는 또한 회전축 주위에 배열된 축방향 디스크일 수 있다.

분리기의 유체 연결부는 따라서 분리 공간에 대한 입구 및 출구를 형성하는 처리 유체 연결부를 포함할 수 있다. 따라서, 처리 유체는 분리될 유체 혼합물 또는 분리된 상, 즉 분리기의 분리 공간과 접촉하는 유체이다. 입구는 회전축을 따라 중공 스핀들을 통해 연장될 수 있다. 분리된 유체를 위한 적어도 하나의 액체 출구는 제1 출구 및 제1 액체 출구와 비교하여 회전축으로부터 더 큰 반경에 배열된 제2 출구를 포함할 수 있다. 따라서, 상이한 밀도의 액체는 각각 제1 및 제2 액체 출구를 통해 분리되고 배출될 수 있다. 처리 유체 연결부는 분리 공간의 주연부에서 상을 배출하기 위한, 즉 중량 상을 형성하는 혼합된 고체 및 액체 입자를 배출하기 위한 슬러지 출구를 더 포함할 수 있다. 따라서, 원심 분리기 로터는 슬러지 상을 배출하기 위한 주변 포트를 포함할 수 있다. 동작 중에, 슬러지는 이러한 주변 포트의 내부 또는 바로 내부의 분리 공간의 외부 주연 부분에 수집된다. 이들은 분리 공간으로부터 주변 공간으로 슬러지 상을 배출할 수 있게 하도록 밀리초 정도의 짧은 시간 기간 동안 간헐적으로 개방되도록 배열될 수 있다. 이는 본 기술 분야에 공지된 바와 같이 유압식으로 작동 가능한 활주 용기 바닥을 주변 포트를 덮는 위치로부터 주변 포트를 덮지 않는 위치로 축방향으로 이동시키고, 다시 역으로 이동시킴으로써 달성된다.

유체 연결부는 또한 서비스 유체 연결부를 포함할 수 있다. 서비스 유체는 분리기의 동작 중에 사용되지만 분리 공간과 접촉하지 않는 유체이다. 서비스 유체는 앞서 설명한 바와 같이 유압식으로 작동 가능한 활주 용기 바닥을 포함하는 간헐적 배출 시스템을 위한 개방 및/또는 폐쇄 유체를 포함할 수 있다. 서비스 유체는 또한 예를 들어 분리기의 임의의 베어링을 위한 냉각 유체를 포함할 수 있다.

또한, 원심 분리기는 앞서 설명한 본 발명의 제1 양태에 따른 적어도 하나의 밀봉 조립체를 포함한다. 따라서, 밀봉 조립체는 밀폐 밀봉부, 즉 회전 불가능한 부재와 회전 가능한 부분 사이에 기밀 밀봉부를 발생시키도록 구성되는 밀봉부를 형성할 수 있다.

밀봉 조립체는 입구, 액체 출구 또는 둘 모두에 배열된다. 따라서, 밀봉 조립체는 원심 분리기 로터 위에 축방향으로, 원심 분리기 로터 아래에 축방향으로, 또는 둘 모두에 배열될 수 있다. 따라서, 회전 가능한 밀봉 부재는 회전 가능한 부분에 부착되는 반면, 고정 부분은 프레임과 같은 고정 부분에 부착될 수 있다. "프레임에 부착"은 프레임에 연결된 것을 포함할 수 있으며, 즉 고정 부분은 다른 고정 부분에 부착되고, 이 다른 고정 부분이 차례로 프레임에 부착될 수 있다.

원심 분리기는 완전 밀폐 분리기일 수 있다. 예로서, 스핀들의 입구 채널 및 원심 분리기 로터의 분리 공간은 압력 연통 방식으로 연결될 수 있다. 또한, 원심 분리기 로터의 액체 출구 및 분리 공간은 압력 연통 방식으로 연결될 수 있다.

밀봉 조립체는 또한 제1 구역이 제1 액체 출구 또는 입구와 같은 제1 유체 연결부와 유체 연통하도록 배열된다. 제2 구역은 제2 액체 출구와 같은 다른 유체 연결부와 유체 연통되거나, 대안으로서, 제2 구역은 어떠한 유체 연결부와도 유체 연통하지 않는다.

본 발명의 제2 양태의 실시예에서, 밀봉 조립체의 제1 및 제2 구역은 각각 처리 유체를 공급 또는 배출하기 위해 상이한 연결부와 유체 연통하여, 연결부 사이에 밀봉부를 형성한다.

예로서, 밀봉 조립체는 제1 구역이 제1 액체 출구와 유체 연통하고 제2 구역이 제2 액체 출구에 연결되도록 액체 출구에 연결될 수 있다.

이는 원심 분리기가 2개의 액체 상(및 가능하게는 고체 상)이 분리되고 지배적인 상이 저밀도의 분리된 액체 상인 정화기 모드 및 2개의 액체 상(및 가능하게는 고체 상)이 분리되고 지배적인 상은 고밀도의 분리된 액체 상인 농축기 모드 모두에서 작동할 수 있게 하기 때문에 유리하다. 따라서, 밀봉 조립체는 출구 밀봉부가 응용에 따라 변경될 필요가 없다는 점에서 분리기를 더욱 유연하게 만든다. 따라서, 밀봉 조립체의 2개의 "구역" 모두는 분리된 액체 상의 많은 부분을 취급할 수 있다.

따라서, 제1 구역은 액체 경량 상을 배출하기 위한 제1 액체 출구와 유체 연통할 수 있는 반면, 제2 구역은 액체 중량 상, 즉 액체 경량 상보다 고밀도의 상을 배출하기 위한 제2 액체 출구와 유체 연통할 수 있다. 다시 말해서, 밀봉 조립체는 원심 분리기 로터 위에 축방향으로 배열된 출구와 같은 밀폐 출구를 형성하도록 배열될 수 있다.

다른 예로서, 밀봉 조립체는 제1 구역이 액체 입구와 유체 연통하고 제2 구역이 액체 출구에 연결되도록 액체 입구에 연결될 수 있다.

따라서, 밀봉 조립체는 제1 구역이 중공 스핀들 내에 배열된 입구와 유체 연통하도록 배열될 수 있고, 분리기는 밀봉 조립체의 제2 구역과 유체 연통하는 스핀들 내의 추가 채널을 통해 액체 상을 배출하도록 배열될 수 있다. 추가 채널은 따라서 스핀들 내의 입구 채널과 비교하여 더 먼 반경방향 거리로 배열된 환형 채널일 수 있다.

본 발명의 제2 양태의 실시예에서, 원심 분리기는 회전 가능한 부분의 외부로부터 제2 구역을 밀봉하는 제2 밀폐 밀봉부를 더 포함한다.

제2 밀폐 밀봉부는 또한 기계적 밀봉부일 수 있으며, 즉, 예를 들어 히드로 밀폐 밀봉부와 같은 액체 밀봉부를 사용하지 않고 기계 부품에 의해 주변으로부터 제2 구역을 밀봉할 수 있다. 기계적 밀봉부는 일반적으로 히드로 밀폐 밀봉부에 비해 더 높은 정도로 산소 수송을 방지한다.

제2 밀폐 밀봉부는 프레임과 같은 회전 불가능한 부재에 설치되도록 배열된 고정 부분 및 원심 분리기의 회전 가능한 부분 상에 배열된 회전 가능한 부분을 포함할 수 있다.

원심 분리기는 출구에서 제1 양태에 따른 밀봉 조립체를 포함할 수 있고 또한 출구에서 제2 밀폐 밀봉부가 배열될 수 있다. 제2 밀폐 밀봉부는 제1 양태의 밀봉 조립체의 반경방향 외부에 그리고 예를 들어 본 발명의 제1 양태의 밀봉 조립체의 축방향 아래에 배열될 수 있다.

본 발명의 제2 양태의 실시예에서, 제2 구역은 분리기의 외부와 유체 연통하여, 제1 구역과 분리기의 외부 사이에 밀봉부를 형성한다.

따라서, 제1 구역은 액체 출구에 연결될 수 있고, 제2 구역은 분리기의 외부에 연결될 수 있다. 이는 단일 액체 상 만이 분리기로부터 배출되는 경우에 유리할 수 있다. 따라서, 외부는 로터의 외부일 수 있다. 따라서, 로터의 외부는 제1 구역의 반경방향 외부인 제2 구역의 반경방향 외부일 수 있다. 그러나, 대안으로서 제2 구역이 분리기의 외부에 연결될 때 제1 구역이 입구에 연결될 수 있다.

본 발명의 제2 양태의 실시예에서, 분리 공간은 상단 디스크 아래에 배열된 분리 디스크의 적층체를 포함하고, 밀봉 조립체의 회전 가능한 밀봉 부재는 상단 디스크의 최상부 부분에 부착된다.

분리 디스크는 하부 분배기와 상단 디스크 사이에 배열될 수 있다. 상단 디스크는 분리 디스크보다 더 큰 반경 및/또는 더 큰 두께를 가질 수 있다. 상단 디스크는 축방향 상향 연장되는 반경방향 내부 부분 및 분리 디스크와 실질적으로 동일한 각도로 연장되는 원추형 부분을 가질 수 있다. 따라서, 밀봉 조립체의 회전 가능한 밀봉 부재는 이 축방향으로 연장되는 내부 부분에 부착될 수 있다. 회전 가능한 밀봉 부재는 따라서 원심 분리기의 출구 공급 튜브에 연결될 수 있다.

밀봉 조립체의 회전 가능한 밀봉 부재는 나사부에 의해 상단 디스크의 최상부 부분에 부착될 수 있다. 이는 예를 들어 서비스 도중과 같이 분리 공간에 대한 접근이 필요할 때 밀봉부를 쉽게 조립 및 분해할 수 있게 한다.

밀봉 조립체의 회전 가능한 밀봉 부재는 단일 유닛일 수 있다. 따라서, 밀봉 조립체의 회전 가능한 밀봉 부재는 단일 유닛으로서 상단 디스크의 최상부 부분에 부착될 수 있다.

본 발명의 제2 양태의 실시예에서, 밀봉 조립체의 유체 연결부는 챔버 내로 누설되는 임의의 유체가 용기에서 검출될 수 있도록 밀봉 링 외부의 용기 또는 체적에 연결된다.

따라서, 밀봉부의 누설이 쉽게 검출된다는 점에서 유리하다. 용기 또는 체적은 예를 들어 튜브 내의 체적 또는 분리기 외부의 폐쇄된 연결 용기일 수 있다.

본 발명의 제2 양태의 실시예에서, 제1 및 제2 구역에는 페어링 디스크가 없다.

페어링 디스크는 분리된 액체 상 배출을 돕기 위해 출구에 장착된 고정 임펠러를 지칭한다. 이는 액체의 회전 에너지를 압력으로 변환할 수 있다.

본 발명자는 밀봉 조립체가 낮은 압력 강하를 허용한다는 것을 발견하였으며, 이는 분리된 액체 상을 배출하기 위해 페어링 디스크가 불필요할 수 있음을 의미한다.

그러나, 실시예에서, 페어링 디스크가 제1 또는 제2 구역에 배열된다.

도 1a 내지 도 1c는 밀봉 조립체의 실시예의 개략도를 도시한다.
도 2는 원심 분리기의 실시예의 개략도를 도시한다.
도 3은 도 2의 원심 분리기의 출구의 근접도를 도시한다.
도 4는 밀봉 조립체가 원심 분리기의 입구에 배열되는 실시예의 개략도를 도시한다.

본 개시내용에 따른 밀봉 조립체 및 원심 분리기는 첨부 도면을 참조하여 실시예에 대한 이하의 설명에 의해 추가로 예시될 것이다.

도 1a는 밀봉 조립체(1)의 실시예의 개략적인 단면도를 도시한다. 밀봉 조립체(1)는 회전 가능한 밀봉 부재(4) 및 제1 구역(2)과 제2 구역(3) 사이에 밀봉부를 형성하는 고정 밀봉 부재(6)를 포함한다. 회전 가능한 밀봉 부재는 제2 밀봉 링인, 밀봉 링(7)에 대해 밀봉 계면(9)을 형성하는 제1 밀봉 링인 마모 링(5)을 포함한다. 제2 밀봉 링(7)은 편향된 스프링(8)의 작용으로 인해 제1 밀봉 링(5)과 맞물리게 되고, 따라서, 편향된 스프링은 제2 밀봉 링(7)을 제1 밀봉 링(5)에 대해 축방향으로 가압한다.

회전 가능한 밀봉 부재(4)는 예를 들어 원심 분리기의 회전 부재 상에 설치되도록 배열된다. 이는 회전 가능한 밀봉 부재(4)의 축방향 하부 부분에 배열된 나사부(12)에 의해 달성될 수 있다. 따라서, 고정 밀봉 부재(6)는 대신 예를 들어 원심 분리기의 고정 부재에 부착되도록 배열될 수 있어서, 밀봉 조립체(1)는 원심 분리기의 회전 부재와 고정 부재 사이에 밀봉부를 형성한다. 따라서, 회전 가능한 밀봉 부재(4)는 동작 중에 회전하도록 배열되는 반면, 고정 밀봉 부재(6)는 동작 중에 정지 상태로 유지되도록 배열된다

회전 가능한 밀봉 부재(4) 및 제1 밀봉 링(5)은 회전축(X) 주위에 배열되며, 이는 회전 가능한 밀봉 부재가 회전축(X) 주위에서 회전하도록 배열된다는 것을 의미한다. 또한, 고정 밀봉 부재(6) 및 제2 밀봉 링(7)은 회전축(X) 주위에 배열된다. 그에 의해, 밀봉 링 사이의 밀봉 계면(9)은 회전축(X)에 실질적으로 수직으로 연장되는 반경방향 평면(p)에 형성된다. 밀봉 조립체(1)는 제1 구역(2)과 제2 구역(3) 사이에 밀봉부를 추가로 형성한다. 제1 구역은 밀봉 링(5, 7)을 통해 축방향으로 연장되도록, 즉 반경방향 내부 위치에 배열되는 반면, 제2 구역(3)은 밀봉 링(5, 7)의 반경방향 외부에 배열된다. 그러나, 제2 구역(3)은 밀봉 링(5, 7)의 전체 주변 둘레에서 원주방향으로 연장될 필요는 없으며, 밀봉 링(5 및 7)의 원주의 일부 주위로 연장될 수 있다.

또한, 밀봉 링(5, 7)은 밀봉 링 사이의 맞물림시 이중 접촉 밀봉부가 형성되도록 배열된다. 이중 접촉 밀봉부는 밀봉 계면(9)의 반경방향 내부 부분(10a) 및 밀봉 계면(9)의 반경방향 외부 부분(10b)에 의해 형성된다. 반경방향 내부 및 외부 부분(10a 및 10b) 사이에 챔버(11)가 배열된다. 도 1a의 실시예에서, 챔버(11)는 제2 밀봉 링(7)에서 환형 리세스에 의해 형성된다. 그러나, 리세스는 밀봉 링의 전체 원주방향 둘레로 연장될 필요는 없으며, 밀봉 링의 원주의 일부 주위로 연장될 수도 있다. 또한, 제2 밀봉 링(7)을 통해 연장되는 형성된 챔버(11)에 대해 유체 연결부(15)가 존재한다. 유체 연결부(15)는 따라서 밀봉 링 내에 챔버로의 적어도 하나의 채널을 포함할 수 있다. 유체 연결부는 챔버(11)에 대한 단일 채널 또는 하나보다 많은 채널을 가질 수 있다. 동작 동안, 유체 연결부는 예를 들어 제1 구역(2) 내의 유체의 압력보다 높은 압력으로 유체를 공급하기 위해 사용될 수 있으며, 이에 따라 제1 구역(2)의 유체가 제2 구역(3)으로 반경방향 외향 누설되는 위험을 감소시킨다. 따라서, 유체 연결부(15)는 이때 챔버(11)로 유체를 공급하기 위한 채널 및 챔버(11)로부터 유체를 인출하기 위한 추가 채널을 포함할 수 있다.

챔버(11)는 또한 누설 챔버로서 작용할 수 있으며, 이는 예를 들어 제1 구역(2) 내의 유체가 밀봉부를 통해 반경방향 외향 누설되는 경우, 이러한 누설은 챔버(11) 내에 수집될 수 있고 유체 연결부(15)를 사용하여 검출될 수 있다는 것을 의미한다. 유체 연결부(15)는 이때 단일 채널을 포함하여 챔버(11) 내의 임의의 누설이 챔버(11)로부터 인출되어 검출될 수 있도록 한다.

도 1b의 밀봉 조립체(1)는 도 1a의 실시예의 밀봉 조립체와 유사하지만, 유체 연결부(15)는 스프링(8)을 둘러싸는 챔버(14) 내에서 연장된다. 따라서, 챔버(11)로부터 공급 또는 인출되는 임의의 유체는 스프링(8)과 접촉하도록 공급 또는 인출된다. 또한, 도 1b의 실시예에서 밀봉 조립체는 회전 가능한 밀봉 부재(4) 상에 날개(13)를 포함한다. 이러한 날개(13)는 따라서 회전 가능한 밀봉 부재(4)의 회전 중에 회전하며, 제2 구역(3)에 존재하는 유체의 가속을 도울 수 있다.

도 1c에 도시된 밀봉 조립체(1)는 또한 도 1a의 실시예와 관련하여 설명된 밀봉 조립체와 유사하지만, 챔버(11)는 회전 가능한 밀봉 부재(4)의 제1 밀봉 링(5)의 리세스만으로 형성된다는 차이점이 있다.

도 1d에 도시된 밀봉 조립체(1)는 또한 도 1a의 실시예와 관련하여 설명된 밀봉 조립체와 유사하지만, 이 실시예에서, 챔버(11)는 제1 밀봉 링(5) 및 제2 밀봉 링(7) 둘 모두의 리세스에 의해 형성된다. 따라서, 리세스는 밀봉 링 사이의 맞물림시 축방향 및 반경방향으로 정렬될 수 있다.

도 2는 상부 프레임 부분(18) 및 하부 프레임 부분(18)을 갖는 프레임(17)을 갖는 원심 분리기(16)를 도시한다. 원심 분리기 로터(20) 및 중공 스핀들(21)을 포함하는 회전 가능한 부분은 회전축(x) 주위의 프레임에서 회전하도록 배열된다. 스핀들(21)은 상부(22) 및 하부(23) 베어링에 의해 하부 프레임 부분에서 지지된다. 상부 베어링은 스프링 장치(24)에 의해 프레임에 탄성적으로 연결된다. 하부 프레임 부분에 연결된 모터 스테이터(26) 및 스핀들에 연결된 모터 로터(27)를 포함하는 전기 모터(25)는 스핀들, 그리고, 이에 따라 분리기 로터를 구동시키도록 구성된다. 원심 분리기 로터(20)는 그 자체 내에 분리 공간(29)을 형성하는 로터 케이싱(28)을 포함한다. 분리 공간에서, 한 세트의 절두 원추형 분리 디스크(30)는 회전축을 따라 중앙에 및 동축으로 배열된다. 분리 디스크는 분리 공간의 반경방향 외부 부분인 슬러지 공간(31)으로부터 분리 공간의 반경방향 내부 부분(32)으로 연장된다.

분리 디스크(30)는 분배기(33)와 상부 상단 디스크(34) 사이에 배열된다. 상단 디스크(34)는 분리기로부터 분리된 액체를 외부로 안내하는 데 도움을 주고 분리 디스크(30)에 비해 더 큰 반경 및 두께를 가질 수 있다. 명확성을 위해, 단지 소수의 분리 디스크(30)만이 도 2에 도시되어 있다. 따라서, 적층체는 50개를 초과하는 분리 디스크, 예컨대 100개를 초과하는 분리 디스크, 예컨대, 150개를 초과하는 분리 디스크를 포함할 수 있음을 이해해야 한다.

분리 디스크는 분리 디스크가 원심 분리기에 설치될 때 액체의 축방향 유동를 위한 채널(도시되지 않음)을 형성하는 관통 구멍을 포함할 수 있다.

분리기(16)에는 중공 스핀들(21)에서 중앙 덕트로서 형성된 입구 채널(35)을 포함하는 밀폐 입구가 추가로 제공된다. 스핀들은 따라서 중공의 관형 부재의 형태를 취한다.

입구는 로터에 형성되고 입구 채널로부터 분리 공간으로 연장되는 채널(36)을 더 포함한다. 입구는 입구 채널의 회전 부분과 고정 파이프 형태의 고정 부분(38) 사이의 계면에서 밀봉부(37)에 의해 분리기의 주위로부터 밀폐 밀봉된다. 바닥으로부터 액체 물질을 도입하면 분리기에서 처리될 액체 물질의 완만한 가속이 제공된다.

도 1에 도시된 분리기의 상단에는 분리 공간의 반경방향 내부 부분(32)으로부터 연장되어 그와 연통하고 분리 공간의 반경방향 내부 부분을 고정 출구 채널(40)에 연결하는 제1 액체 출구(39)가 배열된다. 또한, 분리기는 분리 공간의 반경방향 외부 부분과 연통하고 이를 고정 출구 채널(42)에 연결하는 제2 액체 출구(41)를 갖는다. 따라서, 제1 액체 출구(39)는 액체 경량 상을 배출하기 위한 것인 반면, 제2 액체 출구(41)는 액체 중량 상, 즉 액체 경량 상보다 고밀도의 상을 배출하기 위한 것이다.

제1 및 제2 액체 출구는 본 발명에 따른, 도 3에 보다 구체적으로 도시되어 있는 밀봉 조립체(1)를 사용하여 밀폐 밀봉된다.

입구 채널 및 2개의 액체 출구는 따라서 분리기의 분리 공간에 대한 처리 유체 연결부를 형성한다

로터(20)는 그 외주에 슬러지 공간(31)으로부터 로터 외부의 공간으로 연장되는 복수의 포트 형태의 한 세트의 슬러지 출구(43)를 구비한다. 슬러지 출구의 개구는 제2 출구가 폐쇄된 제1 위치와 제2 출구가 개방된 제2 위치 사이에서 로터에서 축방향으로 변위 가능하게 배열된 작동 활주부(44)에 의해 제어된다. 작동 활주부의 변위는 본 기술 분야에 공지된 바와 같이 작동 활주부 아래에 위치된 챔버내의 작동수의 양을 제어하는 것에 의해 수행된다.

원심 분리기(16)의 동작 동안, 모터(25)는 로터(20)를 회전시키기 위해 스핀들(21)에 구동 운동량을 제공한다. 성분의 액체 혼합물인 유체 생성물은 고정 파이프(38)를 통해 분리기에, 그리고, 스핀들(21)을 통해 입구 채널(35)에 공급되고, 추가로, 채널(36)을 통해 분리 공간(29)에 공급된다.

분리기(16)의 밀폐형의 입구에서, 액체 혼합물의 가속은 작은 반경에서 개시되고 액체가 채널(36)을 통해 분리 공간(29)으로 들어가는 동안 점진적으로 증가한다. 그러나, 로터가 이미 그 작동 속도로 동작 중일 때 액체가 도입될 수도 있다. 따라서, 액체 물질이 로터(20) 내로 연속적으로 도입될 수 있다.

분리 공간(29)에서 유체 생성물은 원심력을 받고, 저밀도의 생성물의 제1 액체 상 및 고밀도의 생성물의 제2 액체 상 및 고밀도 고체 입자를 포함하는 슬러지 상이 유체 생성물로부터 분리된다. 절두 원추형 분리 디스크(30)에 의해 분리가 촉진되고, 따라서, 절두 원추형 분리 디스크는 면적 확대 삽입체로서 기능한다. 생성물의 제1 액체 상은 분리 디스크 사이에서 제1 액체 출구(39)를 향해 반경방향 내향 운반되는 반면, 제2 상은 반경방향으로 외향 수송되고 분리 디스크 사이에서 상단 디스크(34) 위로 제2 액체 출구(41)로 강제 또는 안내된다. 분리된 유체 혼합물에 존재하는 임의의 고체는 슬러지 공간(16)에 수집된다. 분리 프로세스가 계속되는 동안, 슬러지 공간 내의 슬러지의 양이 증가하여, 슬러지 공간에 축적된 슬러지와 분리 공간(29)의 유체 생성물 사이의 계면(45)이 반경방향 내향 변위된다. 이 슬러지 상을 배출하기 위해, 슬러지 출구(43)는 본 기술 분야에 공지된 바와 같이 작동 활주부(44)의 축방향 이동으로 인해 간헐적으로 개방될 수 있다. 그러나, 슬러지의 배출은 또한 연속적으로 이루어질 수 있으며, 이 경우 슬러지 출구(43)는 개방 노즐의 형태를 취하고 특정 슬러지 및/또는 중량 상의 유동이 원심력에 의해 연속적으로 배출된다.

특정 응용에서, 분리기(1)는 단지 액체 출구(39) 같은 단일 액체 출구 및 슬러지 출구(43)만을 포함하거나 슬러지 출구(43) 없이 2개의 액체 출구(39 및 41)만을 포함한다. 이는 응용, 즉 처리될 액체 물질에 의존한다.

도 2의 실시예에서, 분리될 혼합물은 스핀들(21)의 입구 채널(35)을 통해 도입된다. 그러나, 중공 스핀들(21)은 또한 예를 들어 액체 경량 상 및/또는 액체 중량 상을 인출하기 위해 사용될 수 있다. 실시예에서, 중공 스핀들(6)은 적어도 하나의 추가 덕트를 포함한다. 이러한 방식으로, 분리될 액체 혼합물이 입구 채널(35)을 통해 로터(20)로 도입될 수 있고, 동시에 액체 경량 상 및/또는 액체 중량 상은 이러한 추가 덕트를 통해 인출될 수 있다.

도 3은 도 2의 원심 분리기(16)의 최상부 부분에 있는 출구의 근접도 및 밀봉 조립체(1)가 출구에 어떻게 배열되는 지를 도시한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 회전 가능한 밀봉 부재(4)는 예를 들어 도 1a 내지 도 1d에 도시된 바와 같이 나사부(15)에 의해 상단 디스크(34)의 축방향 최상부 부분(34a)에 부착된다. 이는 밀봉 조립체를 분리기 상에 쉽게 조립 및 분해할 수 있게 한다. 고정 밀봉 부재(6)는 추가 고정 부재(47) 및 스크류(46)를 통해 프레임의 상부 부분(18)에 부착된다. 도 1과 관련하여 설명된 바와 같이, 회전 가능한 밀봉 부재(4)의 밀봉 링(5) 및 고정 밀봉 부재(6)의 밀봉 링(7)은 계면에 배열되어 유체 연결부(15)를 통해 접근 가능한 챔버(11)와 함께 회전축(X)에 수직인 밀봉 계면을 형성한다. 또한, 제1 구역(2)은 따라서 제1 액체 출구(39)와 유체 연통하며, 이는 저밀도의 분리된 액체 상이 밀봉 링을 통해 배출됨을 의미한다. 또한, 제2 구역(3)은 제2 액체 출구(41)와 유체 연통하며, 이는 고밀도의 분리된 액체 상이 밀봉 링 외부에서 반경방향으로 고정 파이프(42)를 통해 배출된다는 것을 의미한다. 따라서, 밀봉 조립체(1)는 분리된 액체 상 사이의 밀봉부를 형성 할뿐만 아니라 회전 로터와 고정 출구 파이프 사이의 연결부를 형성한다. 고정 밀봉 링(7) 주위에 배열된 O-링(48)은 분리된 액체 상 사이에 밀봉부를 유지하는 것을 더욱 용이하게 한다. 또한, 제2 액체 출구(41)와 로터의 외부 사이에 밀봉부를 제공하기 위해 제2 액체 출구(41)에 배열된 제2 밀폐 밀봉부(49)가 있다. 이 제2 밀폐 밀봉부(49)는 밀봉 조립체(1) 아래에 축방향으로 배열되며, 로터에 연결된 회전 가능한 밀봉 링(50)과 프레임의 상부 부분(18)에 연결된 고정 밀봉 링(51)을 포함한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 출구(39 또는 40) 중 임의의 것에서 배출된 액체 상을 가속하기 위한 페어링 디스크가 없다. 따라서, 밀봉 조립체는 이러한 페어링 디스크가 불필요할 수 있도록 낮은 압력 강하를 제공한다. 그러나, 원심 분리기는 하나 또는 둘 모두의 출구 채널에서 분리된 액체의 유동을 가속하기 위한 페어링 디스크를 포함할 수 있음을 또한 이해해야 한다.

밀봉 조립체(1)는 또한 원심 분리기의 입구에 배열될 수 있다. 도 4는 원심 분리기의 바닥에 배열된 밀폐 밀봉부(37)의 실시예를 도시한다. 분리기는 분리된 액체 상이 분리될 액체와 로터에, 본 경우에는 분리기의 바닥에서 공급되는 것과 동일한 단부에서 배출되는 것을 제외하면 도 2 및 도 3과 관련하여 설명된 분리기와 거의 동일하다. 따라서, 도 4는 입구 및 이러한 출구에 배열된 밀폐 밀봉부(37)의 근접도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 밀봉 조립체(1)는 회전 가능한 밀봉 부재(4) 및 회전 가능한 밀봉 링(5)이 회전 가능한 스핀들에 연결되고, 회전 가능한 스핀들을 통해 입구 채널(35)이 연장되도록 배열된다. 이 경우에, 입구 채널(35)은 반경방향 내부 덕트를 형성하고, 분리된 액체 상이 그를 통해 배출되는 스핀들(21) 내에서 환형 외부 덕트(52)에 의해 둘러싸인다. 덕트(52)를 통해 배출된 분리된 액체 상은 예를 들어 WO 2013/034495에 설명된 바와 같이 액체 경량 상 또는 액체 중량 상일 수 있다. 회전 가능한 밀봉 부재(4)는 스핀들(21) 내의 벽(53), 즉 입구 채널(35)과 환형 외부 덕트(52) 사이의 벽에 연결되는 반면, 고정 밀봉 부재(6) 및 이에 따라, 고정 밀봉 링(7)은 분리될 유체를 공급하는 고정 입구 파이프(38)에 연결된다. 따라서, 제1 구역(2)은 입구 채널(35)과 유체 연통되고 제2 구역(3)은 출구 채널(52)과 유체 연통된다. 밀봉 조립체(1)의 다른 부분은 이전 도면 및 실시예와 관련하여 설명된 바와 같이 기능한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 출구 채널(52)을 주위를 향해 밀봉하는 제2 밀폐 밀봉부(49)가 또한 존재한다. 이 제2 밀폐 밀봉부(49)는 스핀들(21)에 연결된 회전 가능한 밀봉 링(50)과 고정 밀봉 링(51)을 포함한다. 그러나, 도 4에 도시된 입구의 구성에 대한 대안으로서, 또한 WO 2013/034495에서 설명된 바와 같이 환형 외부 채널(52)은 분리될 유체 혼합물을 공급하기 위한 입구 채널로서 이용될 수 있는 반면에 반경방향 내부 덕트(35)는 출구 채널로서 사용될 수 있다.

본 발명은 개시된 실시예로 제한되지 않고, 아래에 설명된 청구범위의 범위 내에서 변경 및 수정될 수 있다. 본 발명은 도면에 개시된 회전축(X)의 배향에 제한되지 않는다. "원심 분리기"라는 용어는 또한 실질적으로 수평으로 배향된 회전축을 갖는 원심 분리기를 포함한다.

Claims (15)

1. 제1 구역(2)과 제2 구역(3) 사이에 밀봉부를 제공하기 위한 밀봉 조립체(1)이며,
   - 제1 밀봉 링(5)을 포함하고 회전축(X) 주위에서 회전하는 회전 부재에 설치되도록 배열된 회전 가능한 밀봉 부재(4);
   - 제2 밀봉 링(7)을 포함하는 고정 밀봉 부재(6)로서, 상기 제2 밀봉 링(7)은 회전축(X) 주위에서 상기 제1 밀봉 링(5)과 축방향으로 정렬되는, 고정 밀봉 부재(6); 및
   - 제1 밀봉 링(5) 및 제2 밀봉 링(7)을 서로 맞물리게 하여 상기 제1 밀봉 링(5) 및 상기 제2 밀봉 링(7) 사이에 적어도 하나의 밀봉 계면(9)을 형성하는 수단(8)으로서, 상기 적어도 하나의 형성된 밀봉 계면(9)은 회전축(X)에 대하여 반경방향 평면(p)과 실질적으로 평행하게 연장되는, 수단(8)을 포함하고, 그리고, 추가로
   - 상기 제1 구역(2)은 상기 밀봉 링의 반경방향 내부에 위치되고 상기 밀봉 링을 통해 축방향으로 연장되고, 상기 제2 구역(3)은 상기 밀봉 링의 반경방향 외부에 배열되고,
   - 상기 제1 및 제2 밀봉 링은, 상기 제1 및 제2 밀봉 링 사이의 맞물림시에, 상기 반경방향 평면(p)에 배열된 적어도 하나의 챔버(11)를 갖는 이중 접촉 밀봉부가 형성되도록 배열되고, 상기 밀봉 조립체(1)는 상기 챔버로의 적어도 하나의 유체 연결부(15)를 더 포함하는, 밀봉 조립체(1).
2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 유체 연결부(15)는 상기 제2 밀봉 링(7) 내에 형성되는, 밀봉 조립체(1).
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2 밀봉 링 사이의 맞물림시에 상기 반경방향 평면(p)에 배열된 적어도 하나의 챔버(11)를 갖는 상기 이중 접촉 밀봉부가 형성되도록 상기 제1 및 제2 밀봉 링 중 적어도 하나는 적어도 하나의 리세스를 갖는, 밀봉 조립체(1).
4. 제3항에 있어서, 상기 적어도 하나의 리세스는 상기 밀봉 링과 동심인, 밀봉 조립체(1).
5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 적어도 하나의 리세스는 상기 제2 밀봉 링(7)에 배열되는, 밀봉 조립체(1).
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 회전 가능한 밀봉 부재(4)는 회전 가능한 밀봉 부재(4)의 회전시에 상기 제2 구역(3)에 존재하는 유체의 가속을 야기하기 위해 상기 제2 구역(3)에 배열된 베인(13)을 포함하는, 밀봉 조립체(1).
7. 상이한 밀도를 갖는 유체 혼합물의 적어도 2개의 성분을 분리하기 위한 원심 분리기(16)이며, 원심 분리기는
   고정 프레임(17);
   스핀들(21) 및 원심 분리기 로터(20)를 포함하는 회전 가능한 부분으로서, 회전 가능한 부분은 프레임(17)에 의해 지지되어 회전축(X)을 중심으로 회전하고, 원심 분리기 로터(20)는 스핀들(21)의 제1 단부에 장착되어 스핀들(21)과 함께 회전하며, 분리 공간(29)을 둘러싸는 로터 케이싱(28)을 포함하는, 회전 가능한 부분; 및
   처리 유체 또는 서비스 유체를 상기 분리기로 또는 그로부터 공급 또는 배출하기 위한 유체 연결부로서, 유체 연결부는 상기 분리 공간(29)에 분리될 유체 혼합물을 공급하기 위한 입구(35) 및 상기 분리 공간(29)으로부터 분리된 액체 상을 배출하기 위한 적어도 하나의 액체 출구(39, 41)를 포함하는, 유체 연결부를 포함하고,
   원심 분리기(16)는 입구 및/또는 적어도 하나의 액체 출구에서 회전축(X)과 동심으로 배열된 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 밀봉 조립체(1)를 포함하고, 밀봉 조립체(1)의 회전 가능한 밀봉 부재(4)는 원심 분리기의 회전 가능한 부분에 부착되고, 고정 밀봉 부재(6)는 고정 프레임(17)에 부착되어, 상기 회전 가능한 부분 및 상기 고정 프레임(17) 사이에 연결부를 형성하고,
   밀봉 조립체(1)의 제1 구역(2)은 상기 분리기(16)의 유체 연결부와 유체 연통하고, 상기 제2 구역(3)은 상기 분리기(16)의 상이한 유체 연결부 또는 분리기의 임의의 처리 또는 서비스 유체와 유체 연통하지 않는 체적과 유체 연통하여 상기 제1 구역(2)과 상기 제2 구역(3) 사이에 밀봉부를 형성하는, 원심 분리기(16).
8. 제7항에 있어서, 밀봉 조립체(1)의 제1 구역(2) 및 제2 구역(3)은 각각 처리 유체를 공급 또는 배출하기 위해 상이한 연결부와 유체 연통하여 상기 연결부 사이에 밀봉부를 형성하는, 원심 분리기(16).
9. 제8항에 있어서, 밀봉 조립체(1)는 상기 제1 구역(2)이 제1 액체 출구(39)와 유체 연통하고 상기 제2 구역(3)이 제2 액체 출구(41)에 연결되도록 액체 출구에 연결되는, 원심 분리기(16).
10. 제8항에 있어서, 밀봉 조립체(1)는 상기 제1 구역(2)이 액체 입구(35)와 유체 연통하고 상기 제2 구역(3)이 액체 출구에 연결되도록 액체 입구(35)에 연결되는, 원심 분리기(16).
11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 회전 가능한 부분의 외부로부터 제2 구역(3)을 밀봉하는 제2 밀폐 밀봉부(49)를 더 포함하는, 원심 분리기(16).
12. 제7항에 있어서, 제2 구역(3)은 분리기(16)의 외부와 유체 연통하여, 제1 구역(2)과 분리기의 외부 사이에 밀봉부를 형성하는, 원심 분리기(16).
13. 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 분리 공간(29)은 상단 디스크(34) 아래에 배열된 분리 디스크(30)의 적층체를 포함하고, 밀봉 조립체(1)의 회전 가능한 밀봉 부재(4)는 상단 디스크(34)의 최상부 부분에 부착되는, 원심 분리기(16).
14. 제7항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 밀봉 조립체(1)의 유체 연결부는 상기 밀봉 링 외부의 용기 또는 체적에 연결되어 챔버(11) 내로 누설되는 임의의 유체가 상기 용기에서 검출될 수 있도록 하는, 원심 분리기(16).
15. 제7항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 구역(2) 및 상기 제2 구역(3) 구역은 페어링 디스크가 없는, 원심 분리기(16).

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