RU2778648C1

RU2778648C1 - Separator

Info

Publication number: RU2778648C1
Application number: RU2021120637A
Authority: RU
Inventors: Рюдигер ГЁХМАН
Original assignee: Геа Меканикал Эквипмент Гмбх
Filing date: 2019-02-26
Publication date: 2022-08-22

Abstract

FIELD: separation.

SUBSTANCE: invention relates to a separator for separating a fluid suspension. Separator (1) for separating fluid suspension (S) in a centrifugal field into at least two fluid phases (HP, LP) of different densities, containing: a) a body (10), stationary during operation, made in the form of a container with at least two holes, b) a drum (20) located inside the body (10), with an axis (D) of rotation, configured to rotate around said axis of rotation and provided with at least one hole, c) wherein a gap is formed at least partially or continuously between the drum (20) and the body (10), d) a support and drive apparatus (30) containing at least two support and/or drive units providing a possibility of hanging, supporting, and/or rotating the drum (20) inside the body (10), e) wherein the first of said support and/or drive units comprises a magnetic bearing adapted to at least support said drum (20) in the axial direction and retain in a hanging state; and f) wherein at least one more of the support and/or drive units is intended to support the drum (20) in the axial direction, g) wherein a distributor (204) and separation tools (20), in particular, a disk set (207), are located in the drum.

EFFECT: provided high speeds of the separator.

28 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к сепаратору согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.The invention relates to a separator according to the restrictive part of paragraph 1 of the claims.

Из WO 2014/000829 A1 известен общий сепаратор для сепарации текучего продукта на разные фазы, который имеет вращающийся барабан с нижней частью барабана и верхней частью барабана, а также средства, расположенные в барабане, для обработки суспензии в центробежном поле твердых частиц или для отделения тяжелой фазы твердого типа от более легкой фазы в центробежном поле, причем один, несколько или все из следующих элементов состоят из пластика или пластикового композитного материала: нижняя часть барабана, верхняя часть барабана, очистительные средства. Таким образом, можно спроектировать часть барабана или, предпочтительно, даже весь барабан - предпочтительно вместе с входными и выходными системами или областями - для одноразового использования, что представляет особый интерес и преимущество в отношении обработки фармацевтических продуктов, таких как ферментационные бульоны и т.п., поскольку после операции по переработке соответствующей партии продукта предпочтительно в непрерывном режиме во время обработки партии продукта, очистка частей барабана, контактирующих с продуктом, не требуется, а барабан в целом можно заменить. Таким образом, данный сепаратор особенно предпочтителен с гигиенической точки зрения. Для достижения физического разделения между данным одноразовым барабаном и приводом предпочтительным является бесконтактное соединение между приводом и барабаном. From WO 2014/000829 A1 a general separator for separating a fluid product into different phases is known, which has a rotating drum with a lower drum part and an upper drum part, as well as means located in the drum, for processing a suspension in a centrifugal field of solid particles or for separating heavy solid type phases from a lighter phase in a centrifugal field, wherein one, more or all of the following are made of plastic or plastic composite material: drum bottom, drum top, cleaners. In this way, it is possible to design part of the drum, or preferably even the entire drum - preferably together with inlet and outlet systems or areas - for single use, which is of particular interest and advantage in relation to the processing of pharmaceutical products such as fermentation broths and the like. Since, after the processing operation of the corresponding batch of product, preferably continuously during the processing of the batch of product, cleaning of the parts of the drum in contact with the product is not required, and the drum as a whole can be replaced. Thus, this separator is particularly advantageous from a hygienic point of view. In order to achieve physical separation between a given disposable drum and the drive, a non-contact connection between the drive and the drum is preferred.

Из WO 2015/1100501 A1 известно устройство сепарации крови на две фазы разной плотности, содержащее магнитное приводное устройство и контейнер, который приводится во вращательное движение вокруг своей собственной оси приводным устройством, причем контейнер содержит по меньшей мере один открытый конец и по меньшей мере одно входное отверстие в нем, при этом контейнер установлен так, чтобы плавать с магнетизацией. В этом отношении выпуск двух фаз, который образуется во время центробежной сепарации из открытого чашеобразного ротора и решается неудовлетворительным образом, является проблематичным.From WO 2015/1100501 A1, a device for separating blood into two phases of different density is known, containing a magnetic drive device and a container that is driven in rotation around its own axis by a drive device, the container having at least one open end and at least one inlet hole in it, while the container is set to float with magnetization. In this regard, the two-phase outlet that occurs during the centrifugal separation from the open pan-shaped rotor and is not satisfactorily handled is problematic.

В WO 2015/1100501 A1 также предлагается вставлять вращающийся контейнер в невращающийся корпус, окружающий вращающийся контейнер, который закрыт, за исключением входа и двух выходов. Через неподвижный корпус центральная входная труба проходит вертикально сверху во вращающийся контейнер, из которого первая фаза снова перекачивается вертикально вверх с помощью своего рода элемента снятия, при этом вращающийся контейнер дополнительно имеет на своем вертикальном верхнем конце верхний слив для второй фазы, так что она течет во время работы в окружающий невращающийся корпус, так что последний заполняется во время работы, пока жидкая фаза также снова не вытечет из неподвижного корпуса через верхний слив наружу. Эта конструкция имеет недостаток, заключающийся в том, что более высокие скорости практически невозможны, поскольку внутренний вращающийся контейнер вращается в жидкости, собирающейся в корпусе.WO 2015/1100501 A1 also proposes to insert a rotating container into a non-rotating housing surrounding the rotating container, which is closed except for the entrance and two exits. Through the fixed body, the central inlet pipe extends vertically from above into a rotating container, from which the first phase is again pumped vertically upwards by means of a sort of withdrawal element, the rotating container additionally having at its vertical upper end an upper outlet for the second phase, so that it flows into operating time into the surrounding non-rotating body, so that the latter is filled during operation, until the liquid phase also flows out again from the stationary body through the upper drain to the outside. This design has the disadvantage that higher speeds are practically impossible as the inner rotating container rotates in the fluid collected in the housing.

Задача изобретения - решить эту проблему.The aim of the invention is to solve this problem.

Изобретение решает эту задачу с помощью предмета пункта 1 формулы изобретения, в котором предложен сепаратор для сепарирования текучей суспензии в центробежном поле на по меньшей мере две текучие фазы разной плотности, содержащий по меньшей мере следующее:The invention solves this problem by means of the subject matter of paragraph 1 of the claims, which proposes a separator for separating a fluid suspension in a centrifugal field into at least two fluid phases of different densities, containing at least the following:

а) корпус, который является стационарным при работе и выполнен в виде контейнера, имеющего по меньшей мере два отверстия, a) a housing that is stationary during operation and is made in the form of a container having at least two openings,

b) барабан, который расположен внутри корпуса и выполнен с возможностью вращения вокруг оси вращения, причем указанный барабан имеет ось вращения и по меньшей мере одно отверстие, b) a drum that is located inside the housing and is rotatable around a rotation axis, said drum having an axis of rotation and at least one opening,

c) причем между барабаном и корпусом по меньшей мере частично или непрерывно образован зазор,c) wherein a gap is at least partially or continuously formed between the drum and the housing,

d) опорно-приводное устройство, содержащее по меньшей мере два опорных и/или приводных блока, с помощью обеспечена возможность подвешивания, поддерживания и/или вращения барабана внутри корпуса,d) support-drive device, containing at least two support and/or drive units, with the help provided the possibility of suspension, support and/or rotation of the drum inside the housing,

e) причем один из опорных и/или приводных блоков содержит первый магнитный подшипник, который по меньшей мере предназначен для поддерживания барабана в осевом направлении и (в любом случае во время работы, когда барабан вращается) для удержания барабана в подвешенном состоянии, e) wherein one of the support and/or drive units comprises a first magnetic bearing, which is at least designed to support the drum in the axial direction and (in any case during operation, when the drum rotates) to keep the drum in a suspended state,

f) причем по меньшей мере один другой из опорных и/или приводных блоков предназначен поддерживания барабана в осевом направлении.f) moreover, at least one other of the support and/or drive units is designed to support the drum in the axial direction.

Данный сепаратор также очень хорошо подходит для работы на более высоких скоростях. Кроме того, его также можно хорошо использовать для разовой обработки - например, для центробежного разделения партии продукта текучей суспензии на различные фазы - и затем утилизировать. Особое преимущество в данном случае состоит в том, что в дополнение к нижнему осевому подшипнику в первом вертикальном положении оси вращения предусмотрен дополнительный осевой подшипник - например, на противоположном конце барабана или, опционально, также в барабане. Это связано с тем, что позволяет расположить ось вращения барабана вертикально, но в альтернативном варианте также предпочтительно под наклоном к вертикали. Возможно любое расположение оси вращения. Таким образом, ось вращения может быть наклонена под углом 0-180° от исходной вертикали, например, она также может быть выровнена по горизонтали, то есть может быть выровнена под углом 90° к вертикали. Следовательно, также возможно подвешенное расположение барабана, так что ось вращения как бы вращается, так что входное отверстие может быть направлено вниз, не вызывая проблем с хранением барабана.This separator is also very well suited for higher speeds. In addition, it can also be well used for one-time processing - for example, for centrifugal separation of a batch of fluid slurry product into various phases - and then disposed of. A particular advantage in this case is that, in addition to the lower axial bearing, an additional axial bearing is provided in the first vertical position of the axis of rotation - for example at the opposite end of the drum or optionally also in the drum. This is because it allows the axis of rotation of the drum to be positioned vertically, but alternatively also preferably at an inclination to the vertical. Any position of the axis of rotation is possible. Thus, the axis of rotation can be tilted at an angle of 0-180° from the original vertical, for example, it can also be aligned horizontally, that is, it can be aligned at an angle of 90° to the vertical. Therefore, it is also possible to hang the drum so that the axis of rotation is as it were rotated, so that the inlet can be directed downwards without causing storage problems for the drum.

Поскольку «первое вертикальное положение оси вращения» рассматривается в данном случае или ниже, оно означает, что положение элементов центрифуги в вертикальном положении оси вращения, как описано, реализовано или может быть реализовано. Однако на практике ось вращения также может быть ориентирована под углом к вертикальному положению. Since the "first vertical position of the rotation axis" is considered in this case or below, it means that the position of the elements of the centrifuge in the vertical position of the rotation axis, as described, is implemented or can be implemented. However, in practice, the axis of rotation can also be oriented at an angle to the vertical position.

Согласно предпочтительному варианту осуществления предусмотрено, что два опорных и/или приводных блока расположены со смещением в осевом направлении друг от друга в направлении оси вращения, и что при первом вертикальном положении оси вращения нижний и/или верхний из двух опорных и/или приводных блоков предназначен для поддержки барабана в осевом направлении и удержания его в подвешенным. В этом случае предпочтительно предусмотрено, что в первом вертикальном положении оси D вращения второй из опорных блоков расположен над первым магнитным подшипником. Кроме того, поэтому либо нижний из двух опорных и/или приводных блоков может удерживать барабан в подвешенном состоянии, либо верхний или оба опорных и/или приводных блоков могут выполнять эту задачу. Также может быть предпочтительно дополнительно предусмотрено, что один и/или оба из опорных и/или блока узлов сконструирован/сконструированы и может/могут использоваться для приведения барабана во вращение внутри корпуса. Особенно предпочтительно, если оба опорных и/или приводных блока спроектированы так, чтобы их можно было использовать по отдельности или совместно для данного привода.According to a preferred embodiment, it is provided that the two support and/or drive units are arranged axially offset from each other in the direction of the rotation axis, and that in the first vertical position of the rotation axis, the lower and/or upper of the two support and/or drive units is to support the drum in the axial direction and keep it suspended. In this case, it is preferably provided that, in the first vertical position of the axis of rotation D, the second of the support blocks is positioned above the first magnetic bearing. Also, therefore, either the lower of the two support and/or drive units can hold the drum suspended, or the upper one or both of the support and/or drive units can perform this task. It can also be advantageously additionally provided that one and/or both of the support and/or block assemblies is/are designed and can/can be used to drive the drum into rotation inside the housing. It is particularly advantageous if both support and/or drive units are designed so that they can be used individually or together for a given drive.

Согласно одному варианту осуществления может быть предусмотрено, что первый из опорных и/или приводных блоков выполнен в виде комбинированного подшипникового устройства, которое, в дополнение к осевому подшипнику, также обеспечивает радиальный подшипник для барабана. Однако дополнительно или в качестве альтернативы может быть предусмотрено, что второй или дополнительный из опорных и/или приводных блоков выполнен в виде комбинированного подшипникового устройства, которое, в дополнение к осевому подшипнику, также обеспечивает радиальный подшипник барабана. Данная предпочтительная комбинация может быть реализована по-разному в каждом случае. According to one embodiment, it can be provided that the first of the support and/or drive units is in the form of a combined bearing arrangement which, in addition to the axial bearing, also provides a radial bearing for the drum. However, it can additionally or alternatively be provided that the second or additional of the support and/or drive units is made in the form of a combined bearing device, which, in addition to the axial bearing, also provides a radial bearing of the drum. This preferred combination may be implemented differently in each case.

Например, один или оба опорных и/или приводных блоков могут иметь радиальный подшипник и осевой подшипник. Термины «радиальный подшипник» и «осевой подшипник» следует рассматривать более функционально. Они могут быть образованы двумя отдельными конструктивными подшипниками или одним подшипником, который сочетает в себе функции осевого подшипника и радиального подшипника. For example, one or both of the bearing and/or drive units may have a radial bearing and an axial bearing. The terms "radial bearing" and "axial bearing" should be considered more functionally. They can be formed by two separate structural bearings or by one bearing that combines the functions of an axial bearing and a radial bearing.

Также может быть предпочтительно предусмотрено, что по меньшей мере одно или оба подшипниковых устройства, которые в дополнение к радиальному подшипнику также обеспечивают осевой подшипник барабана, содержат подшипник, действующий под наклоном к оси D вращения.It can also be advantageously provided that at least one or both of the bearing arrangements, which in addition to the radial bearing also provide the axial bearing of the drum, comprise a bearing that acts obliquely with respect to the axis of rotation D.

Согласно изобретению может быть реализовано большое количество сепараторов. Например, сепаратор может быть выполнен в виде очистительного устройства, с помощью которого может быть очищена суспензия твердых частиц, при этом предпочтительно только очищенная суспензия может выпускаться из барабана и из корпуса. Однако также возможно, чтобы сепаратор был сконструирован как сепарационное устройство, с помощью которого суспензия может быть сепарирована альтернативно или дополнительно на две текучие фазы, обе из которых могут выпускаться из корпуса.According to the invention, a large number of separators can be implemented. For example, the separator may be in the form of a cleaning device with which a suspension of solids can be cleaned, preferably only the cleaned suspension can be discharged from the drum and from the housing. However, it is also possible for the separator to be designed as a separating device with which the slurry can be separated alternatively or additionally into two fluid phases, both of which can be discharged from the housing.

Предпочтительно, если в корпусе есть по меньшей мере два отверстия, одно из которых предназначено для подачи суспензии, подлежащей обработке в центробежном поле, и по меньшей мере одно из которых предназначено для выпуска фазы суспензии, обрабатываемой в центробежном поле. Однако также возможно, что корпус имеет ровно три отверстия или более трех отверстий. В противном случае корпус может быть выполнен герметично закрытым.Preferably, the housing has at least two openings, one of which is intended for supplying the suspension to be processed in the centrifugal field, and at least one of which is intended for the discharge of the suspension phase to be processed in the centrifugal field. However, it is also possible that the body has exactly three holes, or more than three holes. Otherwise, the housing can be made hermetically sealed.

И, наконец, может быть дополнительно предпочтительно предусмотрено, что корпус имеет исключительно три отверстия и в остальном выполнен с возможностью герметичного закрытия. Это упрощает создание сепаратора, который имеет одноразовые компоненты «барабан» и «корпус», тогда по меньшей мере части опорного и приводного устройства могут использоваться повторно.Lastly, it can be additionally advantageously provided that the housing has only three openings and is otherwise hermetically sealed. This simplifies the creation of a separator that has disposable components "drum" and "body", then at least parts of the support and drive device can be reused.

Таким образом, также может быть предусмотрено, что корпус дополнительно содержит по меньшей мере одно функциональное отверстие, в частности, для присоединения устройства, создающего вакуум.Thus, it can also be provided that the housing additionally comprises at least one functional opening, in particular for the attachment of a vacuum generating device.

Возможно, что барабан в корпусе имеет по меньшей мере один вход и только один выход или множество выходов.It is possible that the drum in the housing has at least one inlet and only one outlet, or a plurality of outlets.

По меньшей мере один из опорных и/или приводных блоков, который в дополнение к радиальному подшипнику также обеспечивает осевой подшипник для барабана, может действовать постоянно и/или электромагнитно. В качестве альтернативы, однако, также может быть предпочтительно предусмотрено, что он действует как подшипник скольжения. Данный вариант изобретения особенно дешев и прост в реализации с точки зрения конструкции. В частности, подшипник скольжения подходит только для однократного использования центрифуги.At least one of the support and/or drive units, which in addition to the radial bearing also provides an axial bearing for the drum, can act permanently and/or electromagnetically. Alternatively, however, it can also preferably be provided that it acts as a plain bearing. This variant of the invention is particularly cheap and easy to implement in terms of design. In particular, the plain bearing is only suitable for a single use of the centrifuge.

Согласно предпочтительному варианту может быть предусмотрено, что вход выполнен в виде входной трубы, которая в первом положении оси вращения по вертикали проходит вертикально сверху в направлении центра корпуса. Также может быть предусмотрено, что два выхода радиально выровнены. According to a preferred embodiment, it can be provided that the inlet is in the form of an inlet pipe which, in the first position of the vertical axis of rotation, extends vertically from above towards the center of the housing. It can also be provided that the two outlets are radially aligned.

В особенно предпочтительном и выгодном варианте осуществления подшипник скольжения образован входной трубой в форме оправки, которая поддерживается центрирующим наконечником в соответствующей выемке в основании распределителя. Таким образом реализуется особенно экономичный подшипник, в котором несколько функций - осевой подшипник, радиальный подшипник, функция подачи - выгодно сочетаются. Таким образом, ось вращения барабана также может быть наклонена к вертикали.In a particularly preferred and advantageous embodiment, the plain bearing is formed by a mandrel-shaped inlet tube which is supported by a centering lug in a corresponding recess in the base of the distributor. In this way, a particularly economical bearing is realized in which several functions - axial bearing, radial bearing, feed function - are combined advantageously. Thus, the axis of rotation of the drum can also be tilted to the vertical.

Также предпочтительно, если два выхода выровнены радиально, при этом оба выхода сформированы на верхнем осевом конце барабана, когда ось вращения впервые выровнена по вертикали. В результате получается одна сторона присоединения для выпуска жидких фаз.It is also preferred if the two outlets are aligned radially, with both outlets formed at the upper axial end of the drum when the axis of rotation is first aligned vertically. The result is one side of the connection for the discharge of liquid phases.

Для достижения особенно высоких скоростей и особенно стабильной работы может быть предпочтительно предусмотрено, что первый выход для жидкости выполнен на барабане в верхней осевой области - предпочтительно на верхнем осевом конце - а второй выход для жидкости выполнен в нижней осевой области барабана - предпочтительно на нижнем осевом конце цилиндрической секции барабана. Однако эти выходы также могут быть образованы на общем конце барабана.In order to achieve particularly high speeds and particularly stable operation, it can advantageously be provided that the first fluid outlet is provided on the drum in the upper axial region - preferably at the upper axial end - and the second fluid outlet is provided in the lower axial region of the drum - preferably at the lower axial end cylindrical section of the drum. However, these outlets can also be formed at the common end of the drum.

Также может быть предусмотрено, что еще один- предпочтительно третий- из опорных и/или приводных блоков предназначен для радиальной поддержки барабана в первом вертикальном положении и для приведения его во вращение.It can also be provided that another - preferably a third - of the support and/or drive units is designed to radially support the drum in the first vertical position and to bring it into rotation.

Кроме того, может быть предпочтительно предусмотрено, что одно или более уплотнений расположены между барабаном и корпусом, в частности, в области одного или более выходов. Таким образом, например, можно надежно избежать смешивания жидких фаз, подлежащих выпуску, если два или оба выходных отверстия расположены в осевом направлении рядом друг с другом или близко друг к другу, например, на верхнем осевом конце барабана.In addition, it can preferably be provided that one or more seals are located between the drum and the housing, in particular in the region of one or more outlets. In this way, for example, mixing of the liquid phases to be discharged can be reliably avoided if two or both outlets are located axially next to each other or close to each other, for example, at the upper axial end of the drum.

Кроме того, может быть предпочтительно предусмотрено, что по меньшей мере один из двух выходов для жидкости связан с устройством для регулирования сепарационной зоны внутри барабана.In addition, it can preferably be provided that at least one of the two liquid outlets is connected to a device for adjusting the separation zone inside the drum.

Таким образом, сепаратор может быть создан согласно независимому пункту формулы изобретения и согласно одному или более зависимых пунктов в каждом случае, в котором барабан и корпус выполнены как одноразовый сепаратор, и которые можно утилизировать после однократного использования, при этом по меньшей мере два опорных и/или приводных блока предназначены для съемного многоразового использования снаружи корпуса.Thus, a separator can be made according to the independent claim and according to one or more dependent claims in each case, in which the drum and the body are designed as a disposable separator, and which can be disposed of after a single use, with at least two support and/or or drive units are designed to be removable and reusable from the outside of the housing.

Таким образом, изобретение также предусматривает применение сепаратора по пункту 27 в качестве одноразового сепаратора, который можно утилизируют после однократного использования, при этом по меньшей мере два опорных и/или приводных блока являются съемными или отделяемыми с внешней стороны корпуса заранее.Thus, the invention also provides for the use of the separator of claim 27 as a disposable separator that can be disposed of after a single use, wherein at least two support and/or drive units are removable or detachable from the outside of the housing in advance.

Следует также отметить, что признаки от а) до е) сами по себе также создают предпочтительный сепаратор, хотя дополнительные сепараторы согласно изобретению могут быть созданы путем объединения этих признаков с одним или более зависимых пунктов формулы изобретения.It should also be noted that features a) to e) by themselves also create a preferred separator, although additional separators according to the invention can be created by combining these features with one or more dependent claims.

Предпочтительные варианты осуществления изобретения следуют из зависимых пунктов формулы изобретения.Preferred embodiments of the invention follow from the dependent claims.

Изобретение описывается более подробно ниже с помощью примерных вариантов осуществления, данных со ссылкой на чертежи, на которых также обсуждаются дополнительные предпочтительные варианты осуществления и конструкции. Следует подчеркнуть, что примерные варианты осуществления, описываемые ниже, не ограничивают настоящее изобретение, а непоказанные варианты и эквиваленты также возможны и включены в объем правовой охраны, ограниченный формулой изобретения, причем:The invention is described in more detail below by means of exemplary embodiments given with reference to the drawings, in which further preferred embodiments and constructions are also discussed. It should be emphasized that the exemplary embodiments described below do not limit the present invention, and alternatives and equivalents not shown are also possible and are included in the scope of legal protection limited by the claims, and:

на фиг.1 показано схематическое изображение первой центрифуги;figure 1 shows a schematic representation of the first centrifuge;

на фиг. 2 показано схематическое изображение центрифуги согласно изобретению;in fig. 2 shows a schematic representation of a centrifuge according to the invention;

на фиг. 3 показано схематическое изображение варианта осуществления центрифуги с фиг. 2; in fig. 3 shows a schematic representation of an embodiment of the centrifuge of FIG. 2;

на фиг. 4 показано схематическое изображение варианта осуществления центрифуги с фиг. 3; in fig. 4 shows a schematic representation of an embodiment of the centrifuge of FIG. 3;

на фиг. 5 показано схематическое изображение центрифуги согласно изобретению; иin fig. 5 shows a schematic representation of a centrifuge according to the invention; and

на фиг. 6 показано схематическое изображение центрифуги согласно изобретению.in fig. 6 shows a schematic representation of a centrifuge according to the invention.

Центрифуга 1 согласно известному уровню техники (см. фиг. 1) имеет корпус 10, который во время работы неподвижен. Данный корпус 10 предпочтительно изготовлен из пластика или из пластикового композитного материала. В данном случае, корпус 10 имеет нижнюю цилиндрическую секцию 101 и верхнюю коническую секцию 102. Нижняя цилиндрическая секция, в свою очередь, может быть разделена на цилиндрические части разных диаметров.The centrifuge 1 according to the prior art (see Fig. 1) has a housing 10 which is stationary during operation. This housing 10 is preferably made of plastic or plastic composite material. In this case, the body 10 has a lower cylindrical section 101 and an upper conical section 102. The lower cylindrical section, in turn, can be divided into cylindrical parts of different diameters.

Корпус 10 выполнен в виде контейнера, который предпочтительно выполнен герметично закрытым, за исключением трех отверстий (которые будут описаны ниже). Эти отверстия представляют собой входное отверстие 103 и два выходных отверстия 104, 105. Входное отверстие 103 проходит через входную трубу 106, которая проходит вертикально сверху в направлении центра корпуса 10. Два выхода 104, 105 проходят в данном случае по существу радиально.The body 10 is made in the form of a container, which is preferably made hermetically sealed, with the exception of three openings (which will be described below). These openings are an inlet 103 and two outlets 104, 105. The inlet 103 passes through an inlet tube 106 which extends vertically from above towards the center of the housing 10. The two outlets 104, 105 in this case extend substantially radially.

Первый выход 104 выполнен в данном случае в верхней, в данном случае конической, секции 102 корпуса 10. Предпочтительно, он формируется непосредственно на верхнем конце корпуса 10. С другой стороны, второе выходное отверстие 105 выполнено в данном случае в нижней секции 101, в данном случае цилиндрической, в данном случае в вертикально нижнем конце области цилиндрической секции 101 корпуса 10. The first outlet 104 is made in this case in the upper, in this case conical, section 102 of the body 10. Preferably, it is formed directly on the upper end of the body 10. On the other hand, the second outlet 105 is made in this case in the lower section 101, in this case case cylindrical, in this case at the vertically lower end of the region of the cylindrical section 101 of the housing 10.

Выше по потоку от выходов 104, 105 находятся кольцевые пространства 107, 108 корпуса. Выходы позволяют текучей среде стекать из кольцевых пространств 107, 108 во время работы вращающегося барабана 20. Значение и положительный эффект этих кольцевых пространств 107, 108 будут дополнительно объяснены ниже.Upstream of the outlets 104, 105 are the annulus 107, 108 of the body. The outlets allow fluid to flow out of the annular spaces 107, 108 during operation of the rotating drum 20. The significance and positive effect of these annulus 107, 108 will be further explained below.

Выходы 104, 105 корпуса выполнены в данном случае в виде сопел, радиально выходящих из корпуса 10, к которым могут быть подсоединены трубопроводы, в частности шланги и т.п. (здесь не показаны). Предпочтительно, одна входная и несколько выходных линий, в частности выходные трубы или шланги, соединены с входами и выходами. The housing outlets 104, 105 are in this case in the form of nozzles extending radially from the housing 10, to which pipelines, in particular hoses and the like, can be connected. (not shown here). Preferably, one inlet and several outlet lines, in particular outlet pipes or hoses, are connected to the inlets and outlets.

Вращающийся барабан 20 с воображаемой «идеальной» осью D вращения, которая является вертикальной осью вращения, расположен внутри корпуса 10. Реальная ось вращения отклоняется от этой «идеальной оси D вращения» из-за прецессионных движений.A rotating drum 20 with an imaginary "ideal" axis D of rotation, which is a vertical axis of rotation, is located inside the housing 10. The actual axis of rotation deviates from this "ideal" axis D of rotation due to precessional movements.

Барабан 20 и его компоненты также полностью или по меньшей мере по большей части (в идеале, за исключением магнитов, которые будут описаны ниже), также изготовлены из пластикового материала или из пластикового композитного материала. В данном случае барабан 20 также имеет нижнюю цилиндрическую секцию 201 и верхнюю коническую секцию 202. The drum 20 and its components are also wholly, or at least in large part (ideally, with the exception of the magnets, which will be described below), also made of a plastic material or a plastic composite material. In this case, the drum 20 also has a lower cylindrical section 201 and an upper conical section 202.

Входная труба 106 корпуса 10, как и последний, во время работы неподвижна. В данном случае он проходит вертикально сверху через входные отверстия корпуса 10 в барабан 20 и в трубу 203 распределителя 204 барабана 20, которая концентрична входной трубе. The inlet pipe 106 of the housing 10, like the latter, is stationary during operation. In this case, it passes vertically from above through the inlets of the housing 10 into the drum 20 and into the pipe 203 of the distributor 204 of the drum 20, which is concentric with the inlet pipe.

Подшипниковое устройство 310 может быть выполнено между входной трубой 106, которая не вращается во время работы, и вращающейся трубой 203 распределителя барабана 20. Данное подшипниковое устройство 310 выполнено в виде радиального подшипника 311, который предпочтительно выполнен в данном случае как магнитный подшипник, который предназначен для стабилизации барабана 20 на его верхнем конце во время работы. Данный радиальный магнитный подшипник 311 на верхнем конце барабана 20, также называемый головкой барабана, легко уменьшает возможные колебательные движения барабана 2. Он содержит, например, соответствующие магниты, распределенные по окружности вокруг входной трубы 106 и в трубе 203 распределителя, которые расположены радиально друг относительно друга на определенных расстояниях и взаимодействуют друг с другом подобно магнитным подшипникам.The bearing device 310 may be provided between the inlet pipe 106, which does not rotate during operation, and the rotating pipe 203 of the drum 20 distributor. stabilization of the drum 20 at its upper end during operation. This radial magnetic bearing 311 at the upper end of the drum 20, also called the drum head, easily reduces the possible oscillatory movements of the drum 2. It contains, for example, appropriate magnets distributed circumferentially around the inlet pipe 106 and in the distributor pipe 203, which are arranged radially with respect to each other. each other at certain distances and interact with each other like magnetic bearings.

Труба 203 распределителя 204 открывается вниз в радиальные распределительные каналы 205, которые ведут в сепарационную камеру или центробежную камеру 206. Очиститель, такой как дисковый набор 207, может быть размещен в данной сепарационной камере 206. Распределитель 204 может иметь основание 205а распределителя, которое, в свою очередь, имеет нижнюю цилиндрическую протяженность 205b, которая выступает вниз в осевом направлении из барабана 20, в частности, из его цилиндрической секции 201.The pipe 203 of the distributor 204 opens downwards into radial distribution channels 205 that lead to a separation chamber or centrifugal chamber 206. A cleaner such as a disk set 207 may be placed in this separation chamber 206. The distributor 204 may have a distributor base 205a which, in in turn, has a lower cylindrical extension 205b which protrudes axially downwards from the drum 20, in particular from its cylindrical section 201.

В сепарационной камере 206 подлежащая обработке суспензия S, которая подается в барабан 20 через входную трубу 106, сепарируется центробежной силой по меньшей мере на две текучие фазы LP и HP различной плотности во время операции вращения с приводом барабана 20. Фаза LP с более низкой плотностью течет радиально внутрь в сепарационной камере 206, где она выпускается вверх через первый дренажный канал 208 в радиальный выход 209 и выбрасывается радиально через радиальный выход 209 из вращающегося барабана в первую кольцевую камеру 107. Здесь фаза LP покидает барабан на радиусе ro. Оттуда она вытекает из корпуса 10 через верхний выход 104, двигаясь по кругу в кольцевом пространстве за счет своего момента.In the separation chamber 206, the slurry S to be processed, which is fed into the drum 20 through the inlet pipe 106, is separated by centrifugal force into at least two fluid phases LP and HP of different densities during the rotation operation driven by the drum 20. The lower density phase LP flows radially inward in the separation chamber 206, where it is discharged upwards through the first drainage channel 208 into the radial outlet 209 and is ejected radially through the radial outlet 209 from the rotating drum into the first annular chamber 107. Here, the LP phase leaves the drum at a radius ro. From there, it flows out of the housing 10 through the upper outlet 104, moving in a circle in the annular space due to its momentum.

Фаза HP с более высокой плотностью течет радиально наружу в сепарационной камере 206 и направляется вниз через сепарационную пластину или кольцевой слив 210 во второй дренажный канал 211 под кольцевым сливом 210, в данном случае сначала радиально внутрь, и выбрасывается оттуда радиально из вращающегося барабана 20 во вторую нижнюю кольцевую камеру 108. Оттуда данная вторая жидкая фаза с более высокой плотностью течет, кружась в кольцевом пространстве 108 за счет своего момента, через второй нижний выход 105 из корпуса 10. Здесь фаза HP покидает барабан на радиусе ru. Посредством отношения ro к ru можно регулировать радиус сепарационной зоны между двумя фазами внутри дискового пакета, и, таким образом, можно осуществлять регулирование расходов отдельных фаз. Для этого радиус ru изменяют простым способом с помощью диафрагмы с отверстием (здесь не показана).The higher density HP phase flows radially outward in the separation chamber 206 and is directed downward through the separation plate or annular weir 210 into the second drainage channel 211 below the annular weir 210, in this case first radially inwards, and is ejected from there radially out of the rotating drum 20 into the second lower annular chamber 108. From there, this second liquid phase of higher density flows, whirling in the annular space 108 due to its momentum, through the second lower outlet 105 from the housing 10. Here the HP phase leaves the drum at a radius ru. By means of the ratio of ro to ru, the radius of the separation zone between two phases within the disk pack can be adjusted, and thus the flow rates of the individual phases can be controlled. To do this, the radius ru is changed in a simple way using a diaphragm with a hole (not shown here).

В вертикальной области между выходами 104 и 105 корпус 10 и барабан 20 разделены воздушным зазором LS. Это является предпочтительным, поскольку таким образом относительно легко может быть достигнута высокая скорость вращения барабана 20. Воздушный зазор LS не заполняется в этой области одной из подлежащих выпуску фаз HP, LP. In the vertical region between outlets 104 and 105, the housing 10 and drum 20 are separated by an air gap LS. This is advantageous because in this way a high rotational speed of the drum 20 can be achieved relatively easily. The air gap LS is not filled in this area with one of the HP, LP phases to be discharged.

В герметичных центрифугах согласно изобретению, как показано на фиг.4, давление газа в данном воздушном зазоре может быть уменьшено с помощью вакуумного устройства в дополнительном варианте. Это снижает воздушное трение вращающегося барабана и, следовательно, необходимую энергию привода для барабана. Для этого может быть подключено устройство отрицательного давления, например, в нижней секции 101 корпуса 10 (не показано). In sealed centrifuges according to the invention, as shown in figure 4, the gas pressure in this air gap can be reduced using a vacuum device in an additional embodiment. This reduces the air friction of the rotating drum and hence the required drive energy for the drum. To do this, a negative pressure device can be connected, for example, in the lower section 101 of the housing 10 (not shown).

В другом варианте герметичных центрифуг согласно изобретению, как показано на фиг. 4, воздух в воздушном зазоре (LS) может быть заменен газом с более низкой плотностью, чем воздух, например, гелием. Это снижает воздушное трение вращающегося барабана и, следовательно, необходимую энергию привода для барабана. Для этого может быть подключен соответствующий источник газа, например, в нижней секции 101 корпуса 10 (не показан).In another embodiment of the sealed centrifuges according to the invention, as shown in FIG. 4, the air in the air gap (LS) can be replaced by a gas with a lower density than air, such as helium. This reduces the air friction of the rotating drum and hence the required drive energy for the drum. For this, an appropriate gas source can be connected, for example, in the lower section 101 of the housing 10 (not shown).

Барабан 20 подвешен и вращается внутри корпуса 10 с помощью опорно-приводного устройства 30. Опорно-приводное устройство 30 может иметь один или более опорных и/или приводных блоков, которые могут работать в соответствии с электромагнитным или постоянным магнитным принципом работы.The drum 20 is suspended and rotated within the housing 10 by a bearing device 30. The bearing device 30 may have one or more bearing and/or driving units, which may operate in accordance with an electromagnetic or permanent magnetic principle of operation.

В данном случае оно предпочтительно содержит по меньшей мере два или три из этих опорных и/или приводных блоков. In this case, it preferably contains at least two or three of these support and/or drive units.

Например, опорное и приводное устройство 30 может включать в себя верхнее подшипниковое устройство 310, описанное выше как опорный и/или приводной блок.For example, the support and drive device 30 may include an upper bearing device 310, described above as the support and/or drive unit.

Опорно-приводное устройство 30 может дополнительно включать в себя нижнее аксиально действующее подшипниковое устройство 320 в качестве опорных и/или приводных блоков. The bearing device 30 may further include a lower axially acting bearing device 320 as support and/or drive units.

Данное нижнее аксиально действующее подшипниковое устройство 320 также служит для удерживания барабана 20 в подвешенном состоянии в осевом направлении внутри корпуса 10. Оно может включать первые магниты 321 на упоре, например, на нижней части корпуса или на статоре 331 под корпусом 10.This lower axially acting bearing device 320 also serves to hold the drum 20 in an axially suspended state within the housing 10. It may include first magnets 321 on an abutment, for example, on the bottom of the housing or on a stator 331 below the housing 10.

Кроме того, аксиально действующее подшипниковое устройство 320 может иметь вторые магниты 322, расположенные в осевом направлении выше и на расстоянии от первых магнитов 321 в нижней области, в частности, в нижней области барабана 20. In addition, the axially acting bearing device 320 may have second magnets 322 located axially above and at a distance from the first magnets 321 in the lower region, in particular in the lower region of the drum 20.

Эти первый и/или второй магниты 321, 322 могут быть сконструированы как подходящим образом выровненные или полюсные постоянные магниты, так что барабан 1 может удерживаться в осевом направлении подвешенным во время операции вращения. С этой целью данные магниты 321, 322 могут быть расположены по окружности или надлежащим образом распределены по окружности на двух вертикально выровненных окружностях одинакового диаметра таким образом, что их действие гарантирует, что барабан 20 удерживается в подвешенном состоянии внутри корпуса осевым магнитным подвешенным образом. Электромагниты, включая подходящее устройство управления (здесь не показано), также могут использоваться для работы первых магнитов 321.These first and/or second magnets 321, 322 may be designed as suitably aligned or pole permanent magnets such that drum 1 can be kept axially suspended during the rotation operation. To this end, these magnets 321, 322 may be arranged circumferentially, or appropriately distributed circumferentially, on two vertically aligned circles of the same diameter, such that their action ensures that drum 20 is held suspended within the housing in an axially magnetically suspended manner. Electromagnets, including a suitable control device (not shown here), can also be used to operate the first magnets 321.

Опорно-приводное устройство 30 может дополнительно включать в себя электродвигатель 330, имеющий магнит 332 ротора, сформированный на барабане 20, и статор 331 и магнит 333 статора, сформированные вне корпуса 10. Барабан центрируется с помощью соответствующего управления магнитами 333 статора. The pedestal 30 may further include a motor 330 having a rotor magnet 332 formed on the drum 20, and a stator 331 and stator magnet 333 formed outside the housing 10. The drum is centered by appropriately driving the stator magnets 333.

В целом таким образом формируется нижний опорно-приводной блок. Он может управляться электромагнитным способом. Однако им также можно управлять с помощью вращающихся постоянных магнитов. In general, the lower support-drive unit is formed in this way. It can be controlled electromagnetically. However, it can also be controlled by rotating permanent magnets.

Такие опорно-приводные устройства или их опорно-приводные блоки используются компанией Levitronix, например, для привода центробежных насосов (EP2273124B1).These bearings or bearing blocks are used by Levitronix, for example, to drive centrifugal pumps (EP2273124B1).

Во время работы барабан 20 вращается, удерживаясь аксиально в подвешенном состоянии и радиально центрированным. Предпочтительно, барабан 20 работает со скоростью от 1000 до 20000 оборотов в минуту. Силы, создаваемые вращением, приводят к разделению суспензии, подлежащей переработке, на различные текучие фазы и к их выпуску, как уже подробно описано выше.During operation, the drum 20 rotates while being held axially suspended and radially centered. Preferably, drum 20 runs at 1000 to 20,000 rpm. The forces generated by rotation lead to the separation of the suspension to be processed into various fluid phases and to their release, as already described in detail above.

С помощью описанного варианта осуществления снова можно создать сепаратор, включающий корпус 10, который может быть спроектирован для одноразового использования, за исключением приводной системы и частей подшипника, что снова представляет интерес и преимущество, особенно в отношении обработки фармацевтических продуктов, таких как в качестве ферментационных бульонов и т.п., поскольку после операции по переработке соответствующей партии продукта, предпочтительно в непрерывном режиме, во время обработки партии продукта не нужно проводить очистку барабана, а сепаратор, включая корпус, можно полностью заменить. При необходимости отдельные элементы, такие как магниты, могут быть переработаны.With the embodiment described, it is again possible to create a separator comprising a housing 10 that can be designed for single use, except for the drive system and bearing parts, which again is of interest and advantage, especially in relation to the processing of pharmaceutical products, such as as fermentation broths. and the like, because after the processing operation of the corresponding batch of product, preferably in a continuous mode, during the processing of the batch of product, it is not necessary to clean the drum, and the separator, including the housing, can be completely replaced. If necessary, individual elements such as magnets can be recycled.

Чтобы избежать повторения, ниже будут описаны по существу только различия между центрифугой 1 согласно изобретению и предшествующим уровнем техники, подробно описанным выше.In order to avoid repetition, essentially only the differences between the centrifuge 1 according to the invention and the prior art detailed above will be described below.

По меньшей мере один из опорных и/или приводных блоков барабана 20 центрифуги 1 согласно изобретению, как показано на фиг. 2, имеет в данном случае по меньшей мере одно подшипниковое устройство 310, которое сконструировано таким образом, что в дополнение к радиальному подшипнику, оно также обеспечивает осевой подшипник. At least one of the support and/or drive units of the bowl 20 of the centrifuge 1 according to the invention, as shown in FIG. 2 has in this case at least one bearing device 310 which is designed in such a way that in addition to the radial bearing, it also provides an axial bearing.

Согласно одному варианту подшипниковое устройство 310 может иметь радиальный подшипник 311 и осевой подшипник 312, как показано. Оба они, как показано, могут быть выполнены в виде магнитных подшипников. В качестве альтернативы можно выполнить их в виде подшипников скольжения (см., например, фиг. 3). В каждом случае сверху и ниже на барабане может быть предусмотрен опорный и/или приводной блок с подшипниковым устройством и, опционально, приводным блоком, которые в каждом случае в дополнение к радиальному подшипнику также обеспечивают осевой подшипник и могут опционально также использоваться по отдельности или вместе для (поворотного) привода. Тогда барабан 10 может приводиться в движение либо сверху, либо снизу, либо на одном из его концов, либо на обоих концах. Оба опорных и/или приводных блока также могут иметь идентичную конструкцию, что очень выгодно. Для управления можно использовать не показанное здесь устройство управления.In one embodiment, the bearing assembly 310 may have a radial bearing 311 and an axial bearing 312 as shown. Both of them, as shown, can be made in the form of magnetic bearings. Alternatively, they can be made in the form of plain bearings (see, for example, Fig. 3). In each case, a support and/or drive unit with a bearing device and optionally a drive unit can be provided above and below the drum, which in each case, in addition to the radial bearing, also provide an axial bearing and can optionally also be used individually or together for (rotary) drive. The drum 10 can then be driven either from above or below, or at one of its ends, or at both ends. Both support and/or drive units can also be of identical design, which is very advantageous. For control, a control device not shown here can be used.

Подшипниковое устройство 310 - в данном случае на верхнем конце барабана 20 в первом вертикальном положении - также называемое головкой барабана - просто смягчает возможные колебательные движения барабана 2 в радиальном направлении.The bearing device 310 - in this case at the upper end of the drum 20 in the first vertical position - also called the drum head - simply dampens possible oscillatory movements of the drum 2 in the radial direction.

Для этой цели радиальный подшипник 311, выполненный в данном случае как магнитный подшипник, имеет соответствующие магниты, которые распределены по окружности вокруг входной трубы 106 и внутри или на трубе 203 распределителя, и которые разнесены в радиальном направлении и взаимодействуют подобно магнитным подшипникам. For this purpose, the radial bearing 311, in this case designed as a magnetic bearing, has corresponding magnets that are distributed circumferentially around the inlet pipe 106 and inside or on the distributor pipe 203, and which are spaced apart in the radial direction and interact like magnetic bearings.

Кроме того, осевой подшипник 312, выполненный в виде магнитного подшипника, имеет магниты, которые коаксиальны с входной трубой 106 и распределенные по окружности вокруг входной трубы 106, и которые расположены как магнитные подшипники между головкой барабана вращающегося барабана 20 и корпусом 10 и действуют в осевом направлении.In addition, the axial bearing 312, in the form of a magnetic bearing, has magnets that are coaxial with the inlet pipe 106 and distributed circumferentially around the inlet pipe 106, and which are located as magnetic bearings between the head of the drum of the rotary drum 20 and the housing 10 and act in an axial direction. direction.

Таким образом, ось D вращения барабана 20 может быть предпочтительно расположена под наклоном от вертикали, даже если первое вертикальное положение показано на фиг.2, что, конечно, также может быть реализовано. Однако возможна и квазипроизвольная другая пространственная ориентация оси D вращения. Таким образом, ось D вращения может быть наклонена, например, под углом 45° от вертикали, или она также может проходить горизонтально, то есть быть наклоненной на 90° к вертикали. Кроме того, возможно подвешенное расположение барабана 20, так что ось D вращения наклонена на 180° относительно расположения на фиг.2, не вызывая проблем с подшипником для барабана 20. Это может быть второе вертикальное положение оси вращения, которое осуществимо.Thus, the axis D of rotation of the drum 20 can preferably be tilted away from the vertical even if the first vertical position is shown in FIG. 2, which of course can also be realized. However, another quasi-arbitrary spatial orientation of the axis D of rotation is also possible. Thus, the axis D of rotation can be inclined, for example, at an angle of 45° from the vertical, or it can also run horizontally, that is, be inclined by 90° to the vertical. In addition, a suspended arrangement of the drum 20 is possible, so that the axis of rotation D is inclined by 180° relative to the location in figure 2, without causing problems with the bearing for the drum 20. This may be the second vertical position of the axis of rotation, which is feasible.

Один из опорных и/или приводных блоков барабана 20 центрифуги 1 согласно изобретению варианта, показанного на фиг. 3, содержит в качестве подшипникового устройства 310, которое в дополнение к радиальному подшипнику 311 также обеспечивает осевой подшипник 312 барабана 20, подшипник 315, действующий наклонно к оси D вращения. Подшипник 315, действующий наклонно к оси D вращения, выполнен как подшипник 315 скольжения. One of the support and/or drive units of the bowl 20 of the centrifuge 1 according to the invention of the embodiment shown in FIG. 3 contains as a bearing device 310 which, in addition to the radial bearing 311, also provides an axial bearing 312 of the drum 20, a bearing 315 acting obliquely to the axis D of rotation. The bearing 315 acting obliquely to the rotation axis D is configured as a plain bearing 315 .

Подшипник 315 скольжения образован центрирующим наконечником 110 входной трубы 106 в форме оправки и выемкой 212, которая соответствует центрирующему наконечнику 110, которая образована основанием 205a распределителя, и в которой поддерживается центрирующий наконечник 110.The plain bearing 315 is formed by a mandrel-shaped centering tip 110 of the inlet pipe 106 and a recess 212 that corresponds to the centering tip 110, which is formed by the distributor base 205a, and in which the centering tip 110 is supported.

Благодаря своей геометрической конструкции подшипник 315 скольжения может выдерживать как радиальные, так и осевые силы. Таким образом формируется комбинированный радиальный подшипник 311 и осевой подшипник 312. Due to its geometric design, the plain bearing 315 can withstand both radial and axial forces. Thus, a combined radial bearing 311 and axial bearing 312 is formed.

Соединение с дисковым пакетом 207 обеспечивается радиальным отверстием 111, которое в данном случае выполнено в виде отверстия во входной трубе 106.The connection to the disc package 207 is provided by a radial hole 111, which in this case is made in the form of a hole in the inlet pipe 106.

В результате ось D вращения барабана 20 может быть предпочтительно расположена под наклоном от первой вертикали, как показано на фиг.3. Возможно любое расположение оси D вращения. Ось D вращения, в свою очередь, может быть выровнена под углом или наклоном к первой вертикали по желанию. Например, она может быть наклонена под углом 45° к вертикали или же может проходить горизонтально, то есть наклоняться на 90° к вертикали. Кроме того, также возможно подвешенное расположение барабана 20, так что ось D вращения наклонена на 180° к расположению на фиг. 3 во второй вертикали, не вызывая проблем с подшипником для барабана 20.As a result, the axis D of rotation of the drum 20 can preferably be tilted from the first vertical, as shown in FIG. Any arrangement of the axis D of rotation is possible. The axis D of rotation, in turn, can be aligned at an angle or inclination to the first vertical as desired. For example, it may be inclined at an angle of 45° to the vertical, or it may extend horizontally, i.e., inclined 90° to the vertical. In addition, a suspended arrangement of the drum 20 is also possible, so that the rotation axis D is inclined by 180° to the arrangement in FIG. 3 in the second vertical without causing bearing problems for drum 20.

Вариант осуществления центрифуги 1, показанный на фиг. 4, может соответствовать варианту осуществления, показанному на фиг. 3, в отношении конструкции опорно-приводного устройства 30 барабана 20. The embodiment of the centrifuge 1 shown in FIG. 4 may correspond to the embodiment shown in FIG. 3, in relation to the design of the support-drive device 30 of the drum 20.

В отличие от этого вариант осуществления центрифуги 1 с фиг. 4 содержит барабан 20, в котором в показанном первом вертикальном положении оси D вращения выход 105 более тяжелой фазы также расположен в области верхнего вертикального конца барабана или в районе головки барабана. Выход 105 более тяжелой фазы радиально выровнен. Он расположен в осевом направлении ниже выхода 104 более легкой фазы. Внутри барабана подлежащие разделению фазы соответственно направляются к этим выходам. Например, тяжелая фаза направляется через сепарационную пластину 213 к выходу 105, а более легкая фаза направляется радиально дальше внутрь к выходу 104.In contrast, the embodiment of the centrifuge 1 of FIG. 4 comprises a drum 20 in which, in the shown first vertical position of the axis D of rotation, the outlet 105 of the heavier phase is also located in the region of the upper vertical end of the drum or in the region of the drum head. The outlet 105 of the heavier phase is radially aligned. It is located axially below the output 104 of the lighter phase. Inside the drum, the phases to be separated are respectively directed to these outlets. For example, the heavy phase is directed through the separation plate 213 to exit 105, while the lighter phase is directed radially further inward to exit 104.

Выходы 104, 105, в свою очередь, предшествуют кольцевым пространствам 107, 108 корпуса. Выходы позволяют текучей среде стекать из кольцевых пространств 107, 108 во время работы вращающегося барабана 20.Outlets 104, 105, in turn, precede the annular spaces 107, 108 of the housing. The outlets allow fluid to drain from the annulus 107, 108 during operation of the rotating drum 20.

Для герметизации выходов 104, 105 и/или кольцевых пространств 107, 108, в частности, для герметизации их друг относительно друга, между барабаном 10 и корпусом 20 может быть предусмотрено одно или более уплотнений 109.To seal the outlets 104, 105 and/or the annular spaces 107, 108, in particular to seal them relative to each other, one or more seals 109 may be provided between the drum 10 and the housing 20.

В примере с фиг. 4 два радиально действующих уплотнения 109a и b в воздушном зазоре аксиально изолируют верхнюю внешнюю часть барабана 10 от аксиально верхней внутренней части корпуса 20. In the example of FIG. 4, two radially acting seals 109a and b in the air gap axially isolate the upper outer part of the drum 10 from the axially upper inner part of the housing 20.

Другое аксиально действующее уплотнение 109с уплотняет аксиально верхнюю стенку или другую границу барабана 10 относительно аксиально верхней стенки корпуса 20.Another axially acting seal 109c seals axially the top wall or other boundary of the drum 10 relative to the axially top wall of the housing 20.

Уплотнение (и) 109 предпочтительно выполнено(выполнены) в данном случае как механическое уплотнение. В качестве альтернативы, также можно использовать другие уплотнения, такие как уплотнения 'Elring'.The seal(s) 109 are preferably(are) made in this case as a mechanical seal. Alternatively, other seals such as 'Elring' seals can also be used.

Как показано на фиг. 5, предусмотрено, что сепаратор выполнен в виде очистительного устройства, с помощью которого жидкость с твердыми частицами - суспензия - может быть очищена от твердых частиц. Для этого входная труба 106 проходит через верхнее отверстие 103 корпуса в барабан 20 через верхнее отверстие в барабане. Подача суспензии снова осуществляется через распределительные каналы 205 в сепарационную камеру 206, где твердые частицы суспензии сепарируются от суспензии, подлежащей очищению, в частности, в дисковом наборе 207. Они собираются в барабане 20 в области наибольшего внутреннего диаметра или внутреннего радиуса и накапливаются там. Опционально, они образуют кольцо из твердых частиц на внутренней стороне стенки барабана. Очищенная таким образом жидкая фаза течет внутрь, а затем вверх из барабана 20. Твердые частицы не выпускаются, а остаются в барабане и утилизируются вместе с ним после обработки соответствующей партии продукта. Таким способом, например, можно очистить жидкость от металлических частиц. As shown in FIG. 5, it is provided that the separator is in the form of a cleaning device with which the liquid with solid particles - suspension - can be cleaned of solid particles. To do this, the inlet pipe 106 passes through the upper opening 103 of the housing into the drum 20 through the upper opening in the drum. The slurry is again fed through the distribution channels 205 into the separation chamber 206, where the solid particles of the slurry are separated from the slurry to be cleaned, in particular in the disk set 207. They are collected in the drum 20 in the region of the largest inner diameter or inner radius and accumulate there. Optionally, they form a ring of solids on the inside of the drum wall. The liquid phase purified in this way flows inward and then upwards out of the drum 20. The solid particles are not discharged, but remain in the drum and are disposed of with it after the respective batch of product has been processed. In this way, for example, it is possible to purify a liquid from metal particles.

Барабан 20 в данном случае имеет только одно верхнее отверстие, из которого выступает как входная труба 106, так и труба 203 распределителя, проходящая концентрически к ней. Выход 209 образован между внешней окружностью верхней секции одной из труб 203 распределителя и внутренней окружностью верхнего конца барабана 20. Оттуда очищенная жидкость течет в кольцевое пространство 107 и оттуда в этом случае радиально наружу из корпуса через выход 104, на который может быть установлен шланг или тому подобное. Таким образом также создается предпочтительный одноразовый сепаратор. В качестве примера, сепаратор сконструирован иначе - в частности, в отношении подшипников и/или приводного устройства - так же, как сепаратор с фиг. 3, но также может быть сконструирован иначе, например, как на фиг. 1 или 2. The drum 20 in this case has only one upper opening from which both the inlet pipe 106 and the distributor pipe 203 extend concentrically thereto. An outlet 209 is formed between the outer circumference of the upper section of one of the distributor tubes 203 and the inner circumference of the upper end of the drum 20. From there, the purified liquid flows into the annulus 107 and from there, in this case, radially out of the housing through the outlet 104, on which a hose or volume can be mounted. similar. This also creates a preferred disposable separator. By way of example, the cage is designed differently - in particular with regard to the bearings and/or the drive device - in the same way as the cage of FIG. 3, but may also be constructed differently, such as in FIG. 1 or 2.

Сепаратор с фиг. 6 аналогичен сепаратору с фиг. 5, но выполнен в виде сепаратора. Таким образом, тяжелая фаза - например, твердая фаза или жидкая фаза - также может быть выпущена из барабана. В этом случае для этой цели предусмотрено, что барабан имеет два или более выходных сопла 214 для твердых частиц на его внешней окружности, которые проходят через стенку барабана (радиально или под наклоном к радиальному направлению) с распределением по окружности в области наибольшего внутреннего диаметра барабана 20. Во время очищения суспензии, которая была подана в барабан 20, как показано на фиг. 5, твердые частицы или другая тяжелая фаза, таким образом, не продолжает накапливаться на внешней стороне барабана, а выталкиваются из барабана через выходные сопла для твердых частиц. Таким образом, они собираются на внутренней стенке корпуса, например, в кольцевом пространстве/кольцевом канале 112, вращаются там и выпускаются из корпуса 10 через выход и отверстие 113 корпуса или собираются на корпусе в кольцевом резервуаре или аналогичном корпусе (здесь не показан). The separator from Fig. 6 is similar to the separator of FIG. 5, but is made in the form of a separator. Thus, the heavy phase - for example, the solid phase or the liquid phase - can also be discharged from the drum. In this case, it is provided for this purpose that the drum has two or more solids outlet nozzles 214 on its outer circumference, which pass through the wall of the drum (radially or at an angle to the radial direction) with a circumferential distribution in the region of the largest inner diameter of the drum 20 During the purification of the slurry that has been fed into the drum 20, as shown in FIG. 5, the solids or other heavy phase thus does not continue to accumulate on the outside of the drum, but is pushed out of the drum through the solids outlet nozzles. Thus, they are collected on the inner wall of the housing, for example in the annulus/annulus 112, rotated there and discharged from the housing 10 through the housing outlet and opening 113, or collected on the housing in an annular reservoir or similar housing (not shown here).

Таким образом, сепаратор выполнен в виде сепарационного устройства, с помощью которого суспензия может быть сепарирована на две текучие фазы или текучую фазу и твердую фазу, причем каждая из этих фаз может быть выведена из корпуса отдельно. Таким образом, термин «сепаратор» в данном случае также относится к тому факту, что сепарированные фазы могут выпускаться отдельно из барабана и из корпуса.Thus, the separator is designed as a separating device, with which the suspension can be separated into two fluid phases or a fluid phase and a solid phase, each of these phases can be removed from the housing separately. Thus, the term "separator" in this case also refers to the fact that the separated phases can be discharged separately from the drum and from the housing.

Как показано на фиг. 5, корпус 10 имеет только два отверстия по меньшей мере для одного входа и по меньшей мере для одного выхода. С другой стороны, как показано фиг. 3, корпус имеет только три отверстия для по меньшей мере одного входа и по меньшей мере двух выходов.As shown in FIG. 5, housing 10 has only two openings for at least one inlet and at least one outlet. On the other hand, as shown in FIG. 3, the housing has only three openings for at least one inlet and at least two outlets.

В качестве альтернативы, однако, корпус может также иметь по меньшей мере одно дополнительное функциональное отверстие, отверстие для подключения устройства, создающего вакуум или отрицательное давление, или для ввода инертного газа или т.п. (не показано в каждом случае).Alternatively, however, the housing may also have at least one additional functional opening, an opening for connecting a device that creates a vacuum or negative pressure, or for introducing an inert gas, or the like. (not shown in every case).

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙLIST OF REFERENCES

Центрифуга 1Centrifuge 1

Корпус 10Building 10

Нижняя цилиндрическая секция 101Lower cylindrical section 101

Верхняя коническая секция 102Upper conical section 102

Входное отверстие 103Inlet 103

Выходы 104, 105Gates 104, 105

Входная труба 106Inlet pipe 106

Кольцевые пространства 107, 108, 112Annular spaces 107, 108, 112

Уплотнение 109a, 109b, 109cSeal 109a, 109b, 109c

Центрирующий наконечник 110Centering tip 110

Отверстие 111Hole 111

Выход 113Exit 113

Барабан 20Drum 20

Нижняя цилиндрическая секция 201 Lower cylindrical section 201

Верхняя коническая секция 202Upper cone section 202

Труба распределителя 203Distributor pipe 203

Распределитель 204Distributor 204

Распределительные каналы 205Distribution channels 205

Сепарационная камера 206Separation chamber 206

Дисковый набор 207Disc set 207

Основание распределителя 205aDistributor base 205a

Цилиндрическая протяженность 205b Cylindrical extent 205b

Дренажный канал 208Drainage channel 208

Вывод 209Conclusion 209

Кольцевой слив 210Ring drain 210

Дренажный канал 211Drainage channel 211

Выемка 212Notch 212

Сепарационная пластина 213Separation plate 213

Выходные сопла для твердых частиц 214Solids outlet nozzles 214

Опорно-приводное устройство 30Support-drive device 30

Верхнее подшипниковое устройство 310Top bearing arrangement 310

Радиальный подшипник 311Radial bearing 311

Осевой подшипник 312Axial bearing 312

Подшипник скольжения 315Plain bearing 315

Нижний осевой подшипник 320Lower axial bearing 320

Первые магниты 321 First magnets 321

Статор 331Stator 331

Вторые магниты 322 Second magnets 322

Электродвигатель 330Electric motor 330

Статор 331Stator 331

Магнит ротора 332Rotor Magnet 332

Магнит статора 333Stator magnet 333

Ось вращения DAxis of rotation D

Подвес SSuspension S

Текучие фазы LP и HPFluid phases LP and HP

Воздушный зазор LSAir gap LS

Верхний радиус roUpper radius ro

Нижний радиус ru.Lower radius ru.

Claims

1. Separator (1) for separating a fluid suspension (S) in a centrifugal field into at least two fluid phases (HP, LP) of different density, containing:

a) a housing (10) which is stationary during operation and is made in the form of a container having at least two openings,

b) the drum (20), which is located inside the housing (10), has a rotation axis (D), is rotatable about the specified rotation axis and has at least one hole,

c) moreover, between the drum (20) and the housing (10), a gap is at least partially or continuously formed,

d) support-drive device (30), containing at least two support and/or drive blocks, with which it is possible to suspend, support and/or rotate the drum (20) inside the housing (10),

e) wherein the first of said support and/or drive units comprises a magnetic bearing which is at least adapted to support said drum (20) in an axial direction and keep it suspended; and

f) moreover, at least one of the support and/or drive units is designed to support the drum (20) in the axial direction,

g) moreover, in the drum (20) there are a distributor (204) and separation means, in particular a disk set (207).

2. The separator (1) according to claim. 1, characterized in that the two support and/or drive units are located with an axial offset from each other in the direction of the axis (D) of rotation, and in that in the first vertical position of the axis (D) of rotation the lower and/or upper of the two support and/or drive units is configured to support the drum (20) in the axial direction and keep it suspended.

3. The separator (1) according to claim. 1 or 2, characterized in that one and/or both of the support and/or drive units is made(s) with the possibility and intended(s) to bring the drum (20) into rotation inside the housing (ten).

4. Separator (1) according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that the first of the support and/or drive units is made in the form of a combined bearing device (310), which, in addition to the axial bearing, also provides a radial bearing of the drum (20).

5. Separator (1) according to any one of paragraphs. 1-4, characterized in that the second or additional of the support and/or drive units is made in the form of a combined bearing device (310), which, in addition to the axial bearing, also provides a radial bearing of the drum (20).

6. Separator (1) according to any one of paragraphs. 1-5, characterized in that one or both of the support and/or drive units has/have a radial bearing (311) and an axial bearing (312).

7. Separator (1) according to any one of paragraphs. 1-6, characterized in that at least one of the bearing devices (310), which, in addition to the radial bearing (311), also provides an axial bearing (312) of the drum, has a bearing (315) acting at an inclination to the axis (D) rotation.

8. Separator (1) according to any one of paragraphs. 1-7, characterized in that the second of the support devices is located above the first magnetic bearing in the first vertical position of the axis (D) of rotation.

9. Separator (1) according to any one of paragraphs. 1-8, characterized in that it is made in the form of a cleaning device, with which it is possible to clean the suspension from solids, while preferably it is possible to release only the cleaned suspension from the drum.

10. Separator (1) according to any one of paragraphs. 1-9, characterized in that it is made in the form of a separation device, with which it is possible to separate the suspension into two phases, and it is possible to discharge both of these phases from the drum.

11. Separator (1) according to any one of paragraphs. 1-10, characterized in that the housing has at least two openings (103, 104), one of which is intended for supplying a suspension to be processed in a centrifugal field, and at least one of which is intended for discharging a suspension phase processed in centrifugal field.

12. Separator (1) according to any one of paragraphs. 1-11, characterized in that the housing has at least three holes (103, 104, 105).

13. Separator (1) according to claim 11 or 12, characterized in that the housing additionally contains at least one functional opening, in particular for connecting a device that creates a vacuum.

14. Separator (1) according to any one of paragraphs. 1-13, characterized in that the drum contains at least one input and only one output or multiple outputs.

15. Separator (1) according to any one of paragraphs. 1-14, characterized in that the inlet is made in the form of an inlet pipe (106), which in the first vertical position of the axis (D) of rotation passes vertically from above through one of the openings of the housing into the drum.

16. Separator (1) according to any one of paragraphs. 1-15, characterized in that in the first vertical position of the rotation axis (D) on the drum (20), the first liquid outlet (104) is formed in the upper axial region, and the second liquid outlet (105) is formed in the lower axial region of the drum ( twenty).

17. Separator (1) according to any one of paragraphs. 1-16, characterized in that at most two outlets (104, 105) are aligned in the radial direction, while both outlets (104, 105) are formed in the upper axial region of the drum (20) in the first vertical position of the axis (D) of rotation.

18. Separator (1) according to any one of paragraphs. 1-17, characterized in that at least one of the outlets from the drum contains outlet holes for solids, in particular outlet nozzles (214) for solids in the shell of the drum.

19. Separator (1) according to any one of paragraphs. 1-18, characterized in that at least one bearing device (310), which, in addition to the radial bearing (311), also provides an axial bearing (312) of the drum, has at least one or more permanent and/or electromagnetic action.

20. Separator (1) according to any one of paragraphs. 1-19, characterized in that at least one bearing device (310), which, in addition to the radial bearing (311), also provides an axial bearing (312) of the drum, has at least one or more bearings acting as bearings slip.

21. Separator (1) according to any one of paragraphs. 1-20, characterized in that the sliding bearing (315) is formed by a mandrel-type inlet pipe (106), which is held by a centering lug (110) in a corresponding recess (212) in the base (205a) of the distributor.

22. Separator (1) according to any one of paragraphs. 1-21, characterized in that at least one of the two liquid outlets (104, 105) has a device for adjusting the separation zone inside the drum (20).

23. Separator (1) according to any one of paragraphs. 1-22, characterized in that one or more seals (109) are located between the drum and the housing, in particular in the area of one or more outlets and/or one or more annular spaces.

24. Separator (1) according to any one of paragraphs. 1-23, characterized in that the housing (10) has only two or three openings (103, 104, 105) and is otherwise hermetically sealed.

25. Separator (1) according to any one of paragraphs. 1-24, characterized in that the drum has one or more outlet nozzles for solid particles.

26. Separator (1) according to any one of paragraphs. 1-25, characterized in that the gap is an air gap.

27. Separator (1) according to any one of paragraphs. 1-26, characterized in that the drum and the housing are made in the form of a disposable separator that can be disposed of after a single use, while at least two support and/or drive units are designed for removable reusable use outside the housing.

28. The use of the separator (1) according to claim 27 as a disposable separator, which is disposed of after a single use, while at least two support and / or drive units are previously removed from the housing.