SE0802058A1 - Skivpaket för centrifugrotor - Google Patents

Description

20 25 30 35 hjälp av någon typ av pressningsförfarande. l US-A-2,098,955 definieras upphöjningarna och nedsänkningarna som innefattan- de ett plant avsnitt som är parallellt med skivan, dvs. det bildas även med denna kända teknik en stor kontaktarea mellan di- stansorganen och ytan hos den intilliggande separeringsskivan.

Vidare är upphöjningarna och nedsänkningarna anordnade på så sätt att en upphöjning följs av en nedsänkning i radiell rikt- ning. Vidare ligger enligt US-A-2,028,955 en upphöjning mitt- emot en nedsänkning hos en intilliggande skiva i skivpaketet så att det bildas en stapel av omväxlande upphöjningar och ned- sänkningar genom skivpaketet.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ändamålet med denna uppfinning är att åstadkomma ett skivpa- ket som är lätt att hålla rent och som uppvisar goda hygieniska egenskapen Detta ändamål uppnås med det inledningsvis angivna skivpake- tet som kännetecknas av att kontaktzonen har en kontinuerligt konvex form sedd i ett snitt tvärs en radiell riktning.

Med en sådan kontinuerligt konvex form hos kontaktzonen sä- kerställs en mycket liten kontaktarea mellan kontaktzonen och den intilliggande separeringsskivan, dvs. kontaktarean närmar sig noll. Kontaktzonen kan sägas bilda en punkt- eller linjean- liggning, eller väsentligen en punkt- eller linjeanliggning, mot innerytan eller ytterytan hos den intilliggande separeringsskivan.

En sådan minimerad kontaktarea resulterar i goda hygieniska egenskaper hos skivpaketet då detta är lätt att rengöra. Den mi- nimerade kontaktarean minskar avsevärt den mängd pariklar och mikroorganismer, såsom bakterier, som kan fastna i di- stansorganens område. 10 15 20 25 30 35 Enligt en utföringsform av uppfinningen har varje kontaktzon en utsträckning utåt med avseende på rotationsaxeln. På så vis er- hålls en linjeanliggning, eller väsentligen en linjeanliggning, längs kontaktzonens utsträckning. Längs denna kontaktzon kan separeringsskivorna således ligga tätt an mot varandra vilket är fördelaktigt för en effektiv separering. Varje distansorgan kan därvid ha en utsträckning från i närheten av den inre kanten till i närheten av den yttre kanten. Med fördel sträcker sig kontaktzo- nen längs i det närmaste hela distansorganets utsträckning. Ut- buktningarna kan vid ändarna ha en mjuk rundad övergång till ytterytan och/eller innerytan, varför kontaktzonen ej sträcker sig längs hela utbuktningens utsträckning.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen är distansor- ganets utsträckning rak. Enligt en annan utföringsform kan di- stansorganets utsträckning vara krökt. Distansorganets ut- sträckning kan exempelvis sträcka sig i en mjukt krökt bana som något avviker från en radiell riktning. Det skall dock noteras att även en rak utsträckning kan vara radiell eller avvika från en ra- diell riktning när utsträckningen betraktas i rotationsaxelns rikt- ning.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen har varje di- stansorgan en bredd vid innerytan och/eller ytterytan sett i en normalriktning mot nämnda yta, varvid bredden hos åtminstone några av distansorganen varierar med avståndet från rotations- axeln. En sådan utformning av bredden kan i vissa fall vara för- delaktig, exempelvis för att uppnå en hög hållfasthet hos de en- skilda separeringsskivorna. Det skall dock noteras att även om distansorganets bredd varierar kan distansorganet fortfarande uppvisa en kontaktzon som bildar en punkt- eller linjeanliggning, eller väsentligen en punkt- eller linjeanliggning.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen har varje kon- taktzon en kontinuerligt konvex form sedd i ett snitt tvärs en om- kretsriktning. En sådan kontaktzon är således kontinuerligt kon- 10 15 20 25 30 35 vex i alla riktningar och bildar en punktanliggning, eller väsentli- gen en punktanliggning, med den intilliggande separeringsski- van. En sådan punktliknande utsträckning hos distansorganen kan säkerställa en god och stödjande anliggning hos varje di- stansorgan.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen innefattar di- stansorganen ett antal par av utbuktningar som vart och ett in- nefattar en första utbuktning som sträcker sig bort från ytterytan och en andra utbuktning som sträcker sig bort från innerytan, varvid de första och andra utbuktningarna är förskjutna i förhål- lande till varandra i en omkretsriktning. Med fördel kan de första och andra utbuktningarna vara anordnade intill varandra i om- kretsriktningen.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen bildar den första utbuktnlngen en kanalliknande fördjupning hos innerytan, varvid denna fördjupning är utformad att samla upp och trans- portera en av nämnda komponenter radiellt utåt eller inåt på in- nerytan. Vidare kan den andra utbuktnlngen bilda en kanallik- nande fördjupning hos ytterytan, varvid denna fördjupning är ut- formad att samla upp och transportera en av nämnda kompo- nenter radiellt utåt eller inåt på ytterytan.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen innefattar se- pareringsskivorna ett flertal andra separeringsskivor, varvid de första och andra separeringsskivorna är anordnade i en omväx- lande ordning i skivpaketet. De andra separeringsskivorna kan därvid sakna distansorgan. De andra separeringsskivorna är så- ledes enligt denna utföringsform släta i den meningen att de ej har några utbuktningar. Kontaktzonerna hos varje utbuktning kommer således att ligga an mot en väsentligen slät ytteryta el- ler inneryta hos en intilliggande separeringsskiva i skivpaketet.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen innefattar di- stansorganen utbuktningar som sträcker sig åt samma håll med 10 15 20 25 30 35 avseende pà ytterytan, varvid varje utbuktning begränsas av två motstående sidolinjer som sträcker mot en yttre kant hos sepa- reringsskivan. l detta fall kan alla separeringsskivorna, det vill säga både de första separeringsskivorna och de andra separe- ringsskivorna vara identiska.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen har de första separeringsskivornas avsmalnande form och utbuktningar àstadkommits genom pressning av ett ämne av materialet mot en verktygsdel som har en form som motsvarar den avsmalnan- de formen med utbuktningarna hos den pressade separerings- V skivan. På så vis kan de första separeringsskivorna tillverkas på ett effektivt och kostnadsmässigt gynnsamt sätt.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen har separe- ringsskivornas ytteryta och/eller inneryta en ytskrovlighet.

KORTFATTAD BESKRIVNING AV RlTNlNGARNA Uppfinningen skall nu förklaras närmare genom en beskrivning av olika utföringsformer och med hänvisning till bifogade ritning- ar.

Fig. 1 visar en delvis snittad sidovy av en centrifugal- separator med en centrifugrotor.

Fig. 2 visar en snittad sidovy genom ett skivpaket hos centrifugalseparatorn i Fig. 1. ~ Fig. 3 visar en vy fràn ovan av en separeringsskiva hos skivpaketet enligt en första utföringsform.

Fig. 4 visar en sidovy av separeringsskivan i Fig. 3.

Fig. 5 visar ett snitt genom skivpaketet i Fig. 2.

Fig. 6 visar ett snitt liknande det i Fig. 5 av del av ett skivpaket enligt en andra utföringsform.

Fig. 7 visar en vy liknande den i Fig. 3 av en separe- ringsskiva enligt en tredje utföringsform. 10 15 20 25 30 35 Fig. 8 visar en vy liknande den i Fig. 3 av en separe- ringsskiva enligt en fjärde utföringsform. visar ett snitt liknande det i Fig. 5 genom ett skivpaket med separeringsskivor enligt den fjärde utförlngsformen. visar ett snitt liknande det i Fig. 5 genom ett skivpaket med separeringsskivor enligt en femte utföringsform. visar ett snitt liknande det i Fig. 5 genom ett skivpaket med separeringsskivor enligt en sjätte utföringsform. visar en snittvy av en första variant av ett pressverktyg för pressning av en separerings- skiva. visar en planvy av en verktygsdel hos press- verktyget i Fig. 12-14. visar en snittvy av en första variant av ett pressverktyg för pressning av en separerings- skiva. visar en planvy av en verktygsdel hos press- verktyget i Fig. 16-18.

Fig. 9 Fig. 10 Fig. 11 Fig. 12-14 Fig. 15 Fig.1s-1s Fig.1e DETALJERAD BESKRIVNING AV OLIKA UTFÖRINGSFORMER AV UPPFINNINGEN Fig. 1 visar en centrifugalseparator som är anpassad för separe- ring av åtminstone en första komponent och en andra kompo- nent hos ett tillfört medium. Det skall noteras att den visade centrifugalseparatorn visas som ett exempel och att utformning- en av denna kan varieras. Centrifugalseparatorn innefattar ett stativ 1, som kan vara icke-roterbart eller stationärt, och en spindel 2 som är roterbart lagrad i ett övre lager 3 och ett nedre lager 4. Spindeln 2 bär en centrifugrotor 5 och är inrättad att till- sammans med centrifugrotorn 5 rotera kring en rotationsaxel x i förhållande till stativet 1. Spindeln 2 drivs med hjälp av ett driv- organ 6 som är förbundet med spindeln 2 på lämpligt sätt för att 10 15 20 25 30 35 rotera densamma med en hög hastighet, exempelvis via en driv- rem 7 eller en kuggväxel, eller genom direktdrift, dvs. drivorga- nets 6 rotor (ej visad) är direkt förbunden med spindeln 2 eller centrifugrotorn 5. Det skall här noteras att element med samma funktion har försetts med identiska hänvisningsbeteokningar i de olika utföringsformer som skall beskrivas.

Centrifugalseparatorn kan innefatta ett hölje 8 som är förbundet med stativet 1 och som innesluter centrifugrotorn 5. Vidare inne- fattar centrifugalseparatorn åtminstone ett inlopp 9 som sträcker sig genom höljet 8 och in i ett separeringsutrymme 10 som bil- das av centrifugrotorn 5 för inmatning av det medium som skall centrifugeras, och åtminstone ett första utlopp 11 för utmatning från separeringsutrymmet 10 av den första komponenten som har separerats ur mediet och ett andra utlopp 12 för utmatning från separeringsutrymmet 10 av den andra komponenten som har separerats ur mediet.

I separeringsutrymmet 10 finns ett skivpaket 19 som roterar med centrifugrotorn 5. Skivpaketet 19 innefattar eller är uppbyggt av ett flertal separeringsskivor 20 som är staplade på varandra i skivpaketet 19, se Fig. 2. En separeringsskiva 20 enligten för- sta utföringsform visas närmare i Fig. 3 och 4. Varje separe- ringsskiva 20 sträcker sig runt rotationsaxeln x och roterar runt rotationsaxeln x i en rotationsriktning R. Varje separeringsskiva 20 sträcker sig längs en längs rotationsaxeln x avsmalnande ro- tationssymmetrisk, eller virtuell rotationssymmetrisk, yta och har en längs rotationsaxeln x avsmalnande form med en ytteryta 21, som är konvex, och en inneryta 22, som är konkav. Separe- ringsskivornas 20 avsmalnande form kan vara konisk eller vä- sentligen konisk, men det är också möjligt att låta separerings- skivornas 20 avsmalnande form ha en generatris som är krökt inåt eller utåt. Separeringsskivorna 20 har således en lutnings- vinkel oi i förhållande till rotationsaxeln x, se Fig. 2. Lutningsvin- keln oi kan vara 20-70°. Varje separeringsskiva 20 har också en yttre kant 23 längs separeringsskivans 20 radiellt yttre omkrets 10 15 20 25 30 35 och en inre kant 24 som sträcker sig längs separeringsskivans 20 radiellt inre omkrets och definierar en central öppning hos separeringsskivan 20.

Mellan separeringsskivorna 20 finns distansorgan 25 som är an- ordnade på ytterytan 21 och/eller innerytan 22 och inrättade att säkerställa att det bildas ett mellanrum 26 mellan intilliggande separeringsskivor 20 i skivpaketet 19, se Fig. 5. Varje separe- ringsskiva 20 innefattar åtminstone ett avsnitt utan distansorgan 25 på ytterytan 21 och/eller innerytan 22. Separeringsskivorna 20 kan vara anordnade runt en så kallad fördelare 27. Separe- ringsskivorna 20 är pressade mot varandra i skivpaketet 19 med en förspänningskraft på så sätt att distansorganen 25 hos en separeringsskiva 20 ligger tätande an mot en intilliggande sepa- reringsskiva 20, speciellt mot ovan nämnda avsnitt hos en intill- liggande separeringsskiva 20. Separeringsskivorna 20 kan ock- så vara fast förbundna med varandra, exempelvis genom löd- ning.

Såsom framgår av Fig. 1 och 2 innefattar centrifugrotorn 5 också ett antal inloppsskivor 28 som är centralt anordnade i fördelaren 27. Dessa inloppsskivor 28 kan vara tillverkade på liknande sätt som separeringsskivorna 20. lnloppsskivorna 28 kan vara plana, såsom visas i Fig. 1 och 2, eller koniska. lnloppsskivorna 28 kan ha distansorgan med liknande utformning som distansorganen 25 hos separeringsskivorna 20.

Separeringsskivornas 20 avsmalnande form har åstadkommits genom pressning av ett ämne av ett material mot en verktygs- del. Materialet kan vara vilket pressbart material som helst, ex- empelvis metallmaterial, såsom stål, aluminium, titan, olika le- geringar etc., och även lämpliga plastmaterial. Verktygsdelen skall beskrivas närmare nedan och som har en form som mot- svarar den avsmalnande formen hos den pressade separerings- skivan 20. Det kan dock konstateras att separeringsskivorna 20 10 15 20 25 30 35 till följd av en sådan pressning kan erhålla en tjocklek t som va- rierar med avståndet från rotationsaxeln x. l den första utföringsformen som visas närmare i Fig. 3 - 5 är distansorganen 25 bildade av utbuktningar i materialet, varvid separeringsskivans 20 avsmalnande form och utbuktningar har åstadkommits genom pressning av ämnet mot verktygsdelen som har en form som motsvarar den avsmalnande formen med utbuktningarna hos den pressade separeringsskivan 20. I den första utföringsformen innefattar distansorganen 25 första di- stansorgan 25 i form av första utbuktningar 31 och andra di- stansorgan 25 i form av andra utbuktningar 32. Utbuktningarna innefattar således ett antal par av utbuktningar, varvid vart och ett av paren innefattar en första utbuktning 31 som sträcker sig bort från ytterytan 21 och en andra utbuktning 32 som sträcker sig bort från innerytan 22. De första och andra utbuktningarna 31, 32 är förskjutna i förhållande till varandra sedda i en normal- riktning med avseende på ytterytan 21. l den visade utförings- formen är de första och andra utbuktningarna 31, 32 anordnade intill, eller omedelbart intill, varandra i en omkretsriktning hos separeringsskivan 20. Det är möjligt att anordna distansorganen 25, dvs. i de visade utföringsformerna de första och andra ut- buktningarna 31, 32, i varje par på ett väsentligt avstånd från varandra, exempelvis på så sätt att en första utbuktning 31 be- finner sig mitt emellan två andra utbuktningar 32. Eventuellt kan utbuktningarna 31, 32 då ges en bredare form och i ett extrem- fall sträcka sig väsentligen rakt från en första utbuktnings 31 topp till de intilliggande andra utbuktningarnas 32 topp, vilket innebär att det inte finns någon markerad början eller något markerat slut hos distansorganen 25.

Såsom framgår av Fig. 5 ligger den första utbuktningen 31 an mot innerytan 22 hos den intilliggande separeringsskivan 20, medan den andra utbuktningen 32 ligger an mot ytterytan 21 hos en intilliggande separeringsskiva 20. Den första utbuktningen 31 kommer att bilda en kanalliknande fördjupning hos innerytan 22 10 15 20 25 30 35 10 och denna fördjupning är utformad att samla upp och transporte- ra en av nämnda komponenter radiellt utåt eller inåt på inner- ytan 22. Den andra utbuktningen 32 bildar på motsvarande sätt en kanalliknande fördjupning hos ytterytan 21 och varvid denna fördjupning är utformad att samla upp och transportera en av nämnda komponenter radiellt utåt eller inåt på ytterytan 21. I den första utföringsformen befinner sig den andra utbuktningen 32 efter den första utbuktningen 31 med avseende på rotations- riktningen R. Med avseende på ytterytan 21 kommer således den kanalliknande fördjupningen före den uppåtskjutande första utbuktningen 31. Med avseende på innerytan 22 kommer istället den kanalliknade fördjupningen efter den nedåtskjutande andra utbuktningen 32. Omvända förhållanden uppstår om rotations- riktningen är den motsatta.

De första och' andra utbuktningarna 31 och 32 har en höjd h över ytterytan 21 respektive innerytan 22, se Fig. 5. Denna höjd h bestämmer också höjden hos mellanrummen 26 mellan sepa- reringsskivorna 20 i skivpaketet 19. Eftersom separeringsskivor- nas 20 tjocklek t kan variera med avståndet från rotationsaxeln x, kan de första och andra utbuktningarna 31 och 32 med fördel utformas på så sätt att höjden h varierar med avståndet från ro- tationsaxeln x. Såsom framgår av Fig. 3 har distansorganen 25, dvs. de första och andra utbuktningarna 31 och 32 en utsträck- ning från en radiellt inre position till en radiellt yttre position, varvid höjden h varierar längs denna utsträckning, på så sätt att denna varierande höjd kompenserar för den varierande tjockle- ken. På så sätt kan en tät och jämn anliggning mellan de första och andra utbuktningarna 31 och 32 mot innerytan 22 respektive ytterytan 21 säkerställas längs hela eller väsentligen hela ut- buktningarnas 31, 32 utsträckning.

Beroende på det aktuella pressningsförfarandet kan separe- ringsskivans 20 tjocklek t öka med ökande avstånd från rota- tionsaxeln, varvid höjden h minskar med ökande avstånd från rotationsaxeln x. Separeringsskivans 20 tjocklek t kan även 10 15 20 25 30 35 11 minska med ökande avstånd från rotationsaxeln x, varvid di- stansorganens 25 höjd h ökar med ökande avstånd från rota- tionsaxeln x. Det skall noteras att den varierande höjden h kan åstadkommas på ett fördelaktigt sätt genom att separeringsski- vorna 20 tillverkas i ett pressningsförfarande och pressas mot en verktygsdel med en motsvarande form. Verktygsdelen kan således ha upphöjningarna respektive nedsänkningar som är utformade för bildande av utbuktningarna och som har givits en varierande höjd h i enlighet med det tillämpade pressningsförfa- randet i samband med verktygstillverkningen.

Likaså möjliggör pressningsförfarandet att på ett enkelt sätt låta utbuktningarnas 31, 32 utsträckning vara rak och radiell eller väsentligen radiell, rak men lutande i förhållande till en radiell riktning, eller krökt åtminstone om utbuktningarnas 31, 32 be- traktas i rotationsaxelns x riktning. l den första utföringsformen sträcker sig utbuktningarnas 31, 32 utsträckning från i närheten av den inre kanten 24 till i närheten av den yttre kanten 23.

Pressningsförfarandet möjliggör också att utforma distansorga- nen 25, dvs. de första och andra utbuktningarna 31 och 32, med en bredd vid innerytan 22 och/eller ytterytan 21 sett i en normal- riktning mot innerytan 22 eller ytterytan 21, varvid denna bredd hos åtminstone några av distansorganen 25 varierar med av- ståndet från rotationsaxeln x.

Vidare möjliggör pressningsförfarandet utformandet av försty- vande veck eller jogglingar (ej visade) hos separeringsskivorna 20. Sådana veck kan vara raka eller krökta och sträcka sig i lämpliga riktningar.

Var och en av de första och andra utbuktningarna 31 och 32 in- nefattar åtminstone en kontaktzon 33 som är avsedd att ligga an mot innerytan 22 respektive en ytterytan 21 hos en intilliggande separeringsskiva 20 i skivpaketet 19. Såsom framgår av Fig. 5 har kontaktzonen 33 en kontinuerligt konvex form sedd i ett 10 15 20 25 30 35 12 tvärsnitt, i den första utföringsformen i ett tvärsnitt tvärs en vä- sentligen radiell riktning. I den första utföringsformen sträcker sig kontaktzonen 33 längs hela eller väsentligen hela utsträck- ningen hos de första och andra utbuktningarna 31 och 32. Med en sådan kontinuerligt konvex form hos kontaktzonen 33 säker- ställs en liten kontaktarea mellan kontaktzonen 33 och den intill- liggande separeringsskivan 20, dvs. kontaktarean närmar sig noll. Kontaktzonen 33 kan i den första utföringsformen sägas bilda en linjeanliggning, eller väsentligen en linjeanliggning, mot innerytan 22 respektive ytterytan 21 hos den intilliggande sepa- reringsskivan 20 längs hela utsträckningen hos utbuktningarna 31 och 32.

Såsom framgår av Fig. 2 och 5 innefattar separeringsskivorna 20 första separeringsskivor 20' och andra separeringsskivor 20”. De första separeringsskivorna 20' innefattar de första och andra utbuktningarna 31 och 32 som har beskrivits ovan. De andra separeringsskivorna 20” saknar sådana utbuktningar, dvs. de innefattar eller består av ett enda av det ovan nämnda av- snittet utan distansorgan 25. De andra separeringsskivorna 20” har således en slät eller väsentligen slät avsmalnande form. De första och andra separeringsskivorna 20' och 20" är anordnade i en omväxlande ordning i skivpaketet 19, dvs. varannan separe- ringsskiva 20 är en första separeringsskiva 20' och varannan en andra separeringsskiva 20”.

Såsom framgår av Fig. 3 innefattar varje separeringsskiva 20 en eller flera urtagningar 35 längs den inre kanten 24. Sådana ur- tagningar kan ha syftet att möjliggöra en polär positionering av separeringsskivorna 20 i skivpaketet 19. Vidare innefattar varje separeringsskiva 20 en eller flera urtagningar 36 längs den yttre kanten 23. Urtagningarna 36 kan ha till syfte att medge transport av mediet genom skivpaketet 19 och inmatning av mediet i de olika mellanrummen 26. Det skall noteras att urtagningarna 35 och 36 kan vara fördelaktiga för att reducera inneboende spän- ningar i materialet i den pressade separeringsskivan 20. Urtag- 10 15 20 25 30 35 13 ningarna 36 kan ersättas av hål som på känt sätt sträcker sig genom separeringsskivorna 20 och är anordnade på avstånd fràn den inre och yttre kanten 24, 23.

Separeringsskivorna 20 är polärt positionerade på så sätt att de första utbuktningarna 31 hos de första separeringsskivorna 20” ligger i linje med varandra i skivpaketet 19 sedda i rotationsax- elns x riktning, se Fig. 5. En sådan utformning av skivpaketet 19 är gynnsam eftersom det är möjligt att bygga in en förspänning i skivpaketet 19 när det monteras. De andra separeringsskivorna 20" kommer vid sammanpressningen av skivpaketet 19 att de- formeras elastiskt omväxlande uppåt och nedåt av de första och andra utbuktningarna 31 och 32 hos de intilliggande första sepa- reringsskivorna 20'. Vid drift av centrifugalseparatorn uppkom- mer krafter i de andra separeringsskivorna 20", vilka krafter strävar efter att räta ut den elastiska deformationen. Därmed ökar anliggningskraften mellan separeringsskivorna 20 i skivpa- ketet 19. I den visade utföringsformen har de första och andra separeringsskivorna 20' och 20” samma tjocklek t. Det skall dock noteras att de första och andra separeringsskivorna 20' och 20” kan ha olika tjocklek t. Speciellt kan de andra separe- ringsskivorna 20” som saknar utbuktningar kan ha en tjocklek t som är väsentligt mindre än tjockleken t hos de första separe- ringsskivorna 20'. Det skall också noteras att höjden h hos varje distansorganen 25 hos en första separeringsskiva 20' varierar på så sätt att den kompenserar för den varierande tjockleken t hos den första separeringsskivan 20* och för den varierande tjockleken t hos en intilliggande andra separeringsskiva 20".

Enligt en andra utföringsform av skivpaketet 19, se Fig. 6, kan också varje andra separeringsskiva 20" innefatta ett antal di- stansorgan i form av pressade första och andra utbuktningar 31 och 32, dvs. alla separeringsskivor 20 är försedda med första och andra utbuktningar 31 och 32. l detta fall kan separerings- skivorna 20 vara polärt positionerade på så sätt att de första ut- buktningarna 31 hos de första separeringsskivorna 20' är för- 10 15 20 25 30 35 14 skjutna i förhållande till de första utbuktningarna 31 hos den andra separeringsskivorna 20” i skivpaketet 19 sedda i rota- tionsaxelns x riktning.

Det skall här noteras att för uppnående av den ovan nämnda förspänningen i skivpaketet 19 är det möjligt att förse skivpake- tet 19 med distansorgan 25 som ej låter sig deformeras och ex- empelvis kan vara bildade av konventionella distansorgan som är lödda eller svetsade på de separeringsskivorna 20 men som är placerade på motsvarande sätt som det första och andra ut- buktningarna 31 och 32. Sådana konventionella distansorgan kan också ha en kontinuerligt konvex kontaktzon såsom har be- skrivits ovan.

Fig. 7 visar en tredje utföringsform där distansorganen 25 har en punktliknande utsträckning. Även i denna utföringsform kan höj- den hos distansorganen 25 variera med de punktliknande di- stansorganens 25 avstånd från rotationsaxeln x. Dessa distans- organ 25 kan med fördel också vara utformade som första ut- buktningar 31 som sträcker sig bort från ytterytan 21 och andra utbuktningar 32 som sträcker sig bort från innerytan 22. Varje utbuktning 31, 32 kan med fördel ha en kontinuerligt konvex form sedd i ett snitt tvärs en omkretsriktning och tvärs en radiell riktning. I denna utföringsform kan kontaktzonen 33 sägas bilda en punktanliggning, eller väsentligen en punktanliggning, mot innerytan 22 eller ytterytan 21 hos den intilliggande separe- ringsskivan 20. Utbuktningarna 31 och 32 är förskjutna i förhål- lande till varandra och kan vara anordnade på avstånd från eller intill varandra. Här skall också nämnas att separeringsskivorna 20 enligt ett ytterligare alternativ kan innefatta både punktlik- nande distansorgan 25 och långsträckta distansorgan 25.

Fig. 8 och 9 visar en fjärde utföringsform av en pressad separe- ringsskiva 20, där distansorganen 25 bildas av utbuktningar 50 som alla sträcker sig åt samma håll bort från ytterytan 21. Varje utbuktning 50 begränsas av två motstående sidolinjer 51 som 10 15 20 25 30 35 15 sträcker sig mot separeringsskivans 20 yttre kant 23. I denna utföringsform är alla separeringsskivorna 20, eller väsentligen alla separeringsskivorna 20, identiska. Fig. 9 visar hur separe- ringsskivorna 20 är polärt positionerade och ligger an mot var- andra. l ett område kring var och en av sidolinjerna 51 innefattar utbuktningarna 50 en kontaktzon 53 på ytterytan 21 och en kon- taktzon 53 på innerytan 22. I skivpaketet 19 ligger kontaktzonen 53 hos en separeringsskiva an 20 mot kontaktzonen 53 hos en intilliggande separeringsskiva 20. Även här har varje kontaktzon 53 en kontinuerligt konvex form sedd i ett tvärsnitt tvärs en vä- sentligen radiell riktning. Kontaktzonerna 53 sträcker sig längs hela eller väsentligen hela utsträckningen hos utbuktningarna 50 och kan sägas bilda en linjeanliggning, eller väsentligen en lin- jeanliggning mellan separeringsskivorna 20.

I den fjärde utföringsformen har utbuktningarna 50 väsentligen samma bredd som områdena mellan utbuktningarna 50. Det skall dock noteras att utbuktningarnas 50 bredd också skulle kunna vara större eller mindre än bredden hos dessa områden.

Såsom framgår av Fig. 8 sträcker sig utbuktningarna 50 radiellt, eller väsentligen radiellt, från i närheten av den inre kanten 24 till i närheten av den yttre kanten 23. Det är möjligt att låta ut- buktningarna 50 luta i förhållande till en radiell riktning och/eller sträcka sig ända fram till den inre kanten 24 och/eller den yttre kanten 23. Även enligt den fjärde utföringsformen är det möjligt att låta utbuktningarnas 50 höjd variera i syfte att kompensera för en varierande tjocklek hos den pressade separeringsskiva 20.

Det skall förstås att den polära positioneringen av separerings- skivorna 20 kan varieras på många olika sätt förutom de sätt som visas ovan i Fig. 5 och 6. Fig. 10 visar en femte utförings- form där två första separeringsskivor 20' är anordnade bredvid varandra och varje sådant par av första separeringsskivor 20' åtskiljs av en andra separeringsskiva 20”. Den första utbukt- ningen 31 hos en första separeringsskiva 20' i ett sådant par 10 15 20 25 30 35 16 ligger mitt för den andra utbuktningen 32 hos den andra första separeringsskivan 20' i detta par samt mitt för de första utbukt- ningarna 31 hos motsvarande skivor 20' i övriga par.

Fig. 11 visar en sjätte utföringsform som påminner om den femte utföringsformen men skiljer sig från denna genom att en av de första separeringsskivorna 20' har modifierats och utgör en tred- je separeringsskiva 20"' som innefattar en första utbuktning 31 men ingen andra utbuktning 32. Den första utbuktningen 31 hos den tredje separeringsskivan i varje par ligger mittemot den andra utbuktningen 32 hos den första separeringsskivan 20' i varje par. I den femte utföringsformen bildas ett i tvärsnitt slutet utrymme. Tack vare frånvaron av den andra utbuktningen 32 hos den tredje separeringsskivan 20"' bildas en lateral öppning in till detta utrymme. Det kan också nämnas att det slutna utrymmet som visas i Fig. 10 kan vara öppet i ändarna genom en variation av utbuktningarnas längd längs deras utsträckning.

Fig. 12 till 15 visar en första variant av ett pressverktyg för att tillverka en separeringsskiva enligt ovan. Pressverktyget är av- sett att sättas in i en press (ej visad) av lämpligt utförande.

Pressverktyget innefattar en första verktygsdel 61 och en andra verktygsdel 62. Den första verktygsdelen 61 har en konkav form mot vilken separeringsskivans 20 ytteryta 21 anligger efter full- bordad pressning. Den första verktygsdelen 61 har en väsentli- gen plan bottenyta och en runtomgående avsmalnade sidoyta, i det visade exemplet en runtomgående väsentligen konisk sido- yta. Den första verktygsdelen 61 har således en form som mot- svarar den avsmalnande formen hos den pressade separerings- skivan 20. l det fall att separeringsskivan 20 är försedd med ut- buktningar 31, 32, 50 innefattar den första verktygsdelen 61 även första formelement 63 som är placerade på den runtomgå- ende avsmalnande sidoytan och som motsvarar formen hos dessa utbuktningar, i det visade pressverktyget, utbuktningarna 31 och 32. Pressverktyget innefattar eller är associerat med ett hållarorgan 64 som är inrättat att hålla det ämne 90 som skall 10 15 20 25 30 35 17 pressas mot den första verktygsdelen 61 med en tillhållarkraft.

Om separeringsskivan 20 saknar utbuktningar används en första verktygsdel 61 utan första formelementet 63.

Vidare innefattar pressverktyget en tillförselanordning inrättad att medge tillförsel av en vätska med ett tryck mellan ämnet 90 och den andra verktygsdelen 62. Tillförselanordningen innefattar kanaler 65 som* sträcker sig genom den andra verktygsdelen 62 genom den yta hos den andra verktygsdelen 62 som är vänd mot ämnet 90.

Den första verktygsdelen 61 innefattar också ett eller andra flera formelement 66, se Fig. 15, för formning av ett eller flera centre- ringsorgan hos det pressade ämnet 90 för att möjliggöra senare centrering av ämnet 90 i samband med en efterföljande bear- betning av ämnet 90. Formelementen 66 är placerade pä bot- tenytan, vilket medför att centreringsorganen är anordnade i ett centralt omräde av ämnet 90. Det är också tänkbart att anordna centreringsorganen i ett kantomräde av ämnet 90, varvid mot- svarande andra formelement kommer att befinna sig utanför den avsmalnande sidoytan.

Vidare innefattar den första verktygsdelen 61 ett flertal evakue- ringspassager 67 för evakuering av gas som finns mellan ämnet 90 och den första verktygsdelen 61. Evakueringspassagerna 67 har en mycket liten flödesarea och är anordnade att sträcka sig genom bottenytan och den runtomgäende avsmalnande sidoytan hos den första verktygsdelen 61. Speciellt är det vikigt att de finns evakueringspassager 67 som sträcker sig genom dessa ytor vid de första formelement 63 som bildar de första och andra utbuktningarna 31, 32 och vid de andra formelement 66 som bil- dar centreringsorganet.

Pressverktyget är inrättat att i en laddningsposition medge infö- rande av det ämne 90 som skall pressas mellan den första verk- tygsdelen 61 och den andra verktygsdelen 62. Därefter kläms 10 15 20 25 30 35 18 ämnet 90 fast mellan den första verktygsdelen 61 och hàllaror- ganet 64, se Fig. 12. Den första verktygsdelen 61 och/eller den andra verktygsdelen 62 förskjuts sedan i ett första delsteg i rikt- ning mot varandra till en slutpositlon, se Fig. 13. Det första del- steget kan betraktas som ett mekaniskt pressteg. Därefter till- förs i ett andra delsteg en vätska med ett tryck in i ett utrymme mellan ämnet 90 och den andra verktygsdelen 62 genom kana- lerna 65 pä sä sätt att ämnet 90 pressas till anliggning mot den första verktygsdelen 61 och antar sin slutliga form, se Fig. 14.

Under det andra delsteget kommer den gas som finns mellan ämnet 90 och den första verktygsdelen 61 att evakueras via evakueringspassagerna 67. Det andra delsteget kan betraktas som ett hydroformningssteg.

Fig. 16 till 18 visar ett en andra variant av ett pressverktyg för att tillverka en separeringsskiva enligt ovan. Pressverktyget är avsett att sättas in i en press (ej visad) av lämpligt utförande.

Pressverktyget innefattar en första verktygsdel 61 och en andra verktygsdel 62. Den första verktygsdelen 61 har en konkav form mot vilken separeringsskivans 20 ytteryta 21 anligger efter full- bordad pressning. Den första verktygsdelen 61 har en runtom- gående avsmalnade sidoyta, i det visade exemplet en runtom- gående väsentligen konisk sidoyta. Den första verktygsdelen 61 har således en form som motsvarar den avsmalnande formen hos den pressade separeringsskivan 20. l det fall att separe- ringsskivan 20 är försedd med utbuktningar 31, 32, 50 innefattar den första verktygsdelen 61 även första formelement 63 som är placerade på den runtomgàende avsmalnande sidoytan och som motsvarar formen hos dessa utbuktningar, i det visade press- verktyget utbuktningarna 31 och 32. Pressverktyget innefattar eller är associerat med ett hàllarorgan 64 som är inrättat att hål- la det ämne 90 som skall pressas mot den första verktygsdelen 61 med en tillhàllarkraft. Om separeringsskivan 20 saknar ut- buktningar används en första verktygsdel 61 utan första form- element 63. 10 15 20 25 30 35 19 Den andra verktygsdelen 62 har ett utskjutande centralt parti 80 inrättat att sträcka sig genom och griper en central öppning hos det ämne 90 som skall pressas. Med hjälp av detta centrala parti 80 kan ämnet 90 positioneras i pressverktyget före pressningen.

De första och andra verktygsdelarna 61 och 62 har vidare var sitt formelement 81 respektive 82, som i samverkan med var- andra är inrättade att när de första och andra verktygsdelarna 61, 62 förs mot varandra forma ett område runt den centrala öppningen på så sätt att materialet i detta område bildar ett cen- treringsorgan 91 som sträcker sig cylindriskt, eller åtminstone delvis cylindriskt, och koncentriskt med rotationsaxeln x, se Fig. 18. Den andra verktygsdelen 62 innefattar också ett tätnings- element 83 som är anordnat radiellt utanför det utskjutande cen- trala partiet 80. Tätningselementet 83 sträcker sig runt det cen- tral partiet på avstånd från detsamma. Tätningselementet 83 är inrättat att ligga tätande an mot ämnet 90 runt den centrala öpp- ningen. Den totala presskraften reduceras tack vare det faktum att ämnets 90 centrum innanför tätningselementet 83 har blän- dats av och således inte utsätts för någon pressning. Det cen- trala partiet 80 som positionerar ämnet 90 kommer också att medge styrning av materialflödet i ämnet i ett initialt skede av pressningen med avseende på hur mycket material som trans- porteras från ämnets 90 centrum och från ämnets 90 perifera delar. Styrningen av materialflödet kan åstadkommas genom att den centrala öppningens storlek varieras och/eller genom att tillhàllarkraften varieras.

Vidare innefattar pressverktyget en tillförselanordning inrättad att medge tillförsel av en vätska med ett tryck mellan ämnet 90 och den andra verktygsdelen 62. Tillförselanordningen innefattar kanaler 65 som sträcker sig genom den andra verktygsdelen 62 genom den yta hos den andra verktygsdelen 62 som är vänd mot ämnet 90.

Vidare innefattar den första verktygsdelen 61 ett flertal evakue- ringspassager 67 för evakuering av gas som finns mellan ämnet 10 15 20 25 30 35 20 90 och den första verktygsdelen 61. Evakueringspassagerna 67 har en mycket liten flödesarea och är anordnade att sträcka sig genom bottenytan och den runtomgàende avsmalnande sidoytan hos den första verktygsdelen 61. Speciellt är det vikigt att de finns evakueringspassager 67 som sträcker sig genom dessa ytor vid de första formelement 63 som bildar de första och andra utbuktningarna 31, 32 och vid de andra formelement 66 som bil- dar centreringsorganet.

Pressverktyget är inrättat att i en laddningsposition medge infö- rande av det ämne 90 som skall pressas mellan den första verk- tygsdelen 61 och den andra verktygsdelen 62 pà så sätt att det utskjutande centrala partiet sträcker sig genom den centrala öppningen. Därefter kläms ämnet 90 fast mellan den första verk- tygsdelen 61 och hàllarorganet 64, se Fig. 16. Den första verk- tygsdelen 61 och/eller den andra verktygsdelen 62 förskjuts se- dan i ett första delsteg i riktning mot varandra till en slutposition, se Fig. 17. Det första delsteget kan betraktas som ett mekaniskt pressteg. Därefter tillförs i ett andra delsteg en vätska med ett tryck in i ett utrymme mellan ämnet 90 och den andra verktygs- delen 62 genom kanalerna 65 på så sätt att ämnet 90 pressas till anliggning mot den första verktygsdelen 61 och antar sin slutliga form, se Fig. 18. Tätningselementet 83 förhindrar därvid att vätskan när den centrala öppningen. Under det andra delste- get kommer den gas som finns mellan ämnet 90 och den första verktygsdelen 61 att evakueras via evakueringspassagerna 67.

Det andra delsteget kan betraktas som ett hydroformningssteg.

Efter pressningen tas ämnet 90 ut ur pressverktyget och över- förs till någon lämplig bearbetningsmaskin (ej visad). Ämnet 90 centreras i bearbetningsmaskinen med hjälp av centreringsor- ganet eller centreringsorganen. Bearbetningsmaskinen är inrät- tad att därefter i ett efterföljande bearbetningssteg forma den inre kanten 24 och den yttre kanten 23 hos separeringsskivan 20. 10 15 20 25 30 35 21 Detta efterföljande bearbetningssteg innefattar formning av de ovan nämnda en eller flera urtagningarna 35 längs den inre kan- ten 24 och de ovan nämnda en eller flera urtagningarna 36 längs den yttre kanten 23. Det efterföljande bearbetningssteget kan innefatta någon lämplig skärnings- eller klippningsoperation.

Det skall noteras att den första verktygsdelen 61 i stället för en konkav form kan ha en konvex form, varvid separeringsskivans 20 inneryta 22 kommer att anligga med den första verktygsdelen 61 efter fullbordad pressning.

Det skall noteras att separeringsskivorna 20 kan vara försedda med en viss ytskrovlighet på ytterytan och/eller innerytan. En sådan ytskrovlighet kan åstadkommas genom en behandling i förväg av hela, en del av eller delar av ytterytan 21 och/eller in- nerytan 22, exempelvis genom att den ifrågavarande ytan etsas innan separeringsskivan pressas. Ytskrovligheten kommer att finnas kvar efter pressningen. Det är också tänkbart att utforma en eller båda verktygsdelarna 61, 62 med en ytskrovlighet, var- vid pressningen kommer att åstadkomma den önskade ytskrov- ligheten hos den ifrågavarande ytan hos separeringsskivans yt- teryta och/eller inneryta. Lämpliga exempel på hur skrovligheten visas i SE-B-457612. Skrovligheten kan således innefatta en mängd strömningspåverkande organ med en bestämd höjd över den ifrågavarande ytan och med ett bestämt inbördes avstånd.

Förhållandet mellan den bestämda höjden och det bestämda av- ståndet kan ligga i intervallet 0,2-0,5. Såsom indikeras ovan är det möjligt att förse valda delar med en skrovlighet. Olika delar av ifrågavarande yta kan också ha olika skrovlighet. Med fördel är endast en av ytterytan 21 och innerytan 22 försedd med en skrovlighet. Utbuktningarna 31, 32 har lämpligen ingen skrovlig- het liksom de ytpartier mot vilka utbuktningarna 31, 32 anligger.

Uppfinningen är inte begränsad till de visade utföringsformerna utan kan varieras och modifieras inom ramen för de efterföljan- de patentkraven. Speciellt skall noteras att de beskrivna separe- 10 22 ringsskivorna kan användas i väsentligen alla typer av centrifu- galseparatorer, exempelvis sådana där centrifugrotorn har fasta öppningar för radiell utmatning av slam, eller intermittent öpp- ningsbara sådana öppningar, se Fig. 1. Uppfinningen är tillämp- lig på centrifugalseparatorer anpassade för separering av alla typer av medier, såsom vätskor och gaser, exempelvis separe- ring av fasta eller vätskeformiga partiklar ur en gas.

Claims (17)

10 15 20 25 30 35 23 Patentkrav

1. Skivpaket för en centrifugrotor (5) hos en centrifugalsepa- rator anpassad för separering av komponenter i ett tillför medi- um, varvid skivpaketet innefattar ett flertal separeringsskivor som är anordnade på varandra i skivpaketet, varvid varje separeringsskiva (20) sträcker sig runt en rotations- axel (x) för centrifugrotorn (5) och har en längs rotationsaxeln (x) avsmalnande form med en inneryta (22) och en ytteryta (21), varvid varje separeringsskiva (20) har en inre kant (24) som be- gränsar en central öppning hos separeringsskivan och en yttre kant (23), varvid varje separeringsskiva (20) är tillverkad av ett material, varvid separeringsskivorna innefattar ett flertal första separe- ringsskivor (20') som innefattar ett antal distansorgan (25), vilka sträcker sig bort från innerytan (22) och/eller ytterytan (21), varvid varje distansorgan (25) innefattar åtminstone en kontakt- zon (33, 53) som ligger an mot en ytteryta (21) respektive en inneryta (22) hos en intilliggande separeringsskiva i skivpaketet, kännetecknat av att kontaktzonen (33, 53) har en kontinuerligt konvex form sedd i ett tvärsnitt.

2. Skivpaket enligt krav 1, varvid varje kontaktzon (33, 53) har en utsträckning utåt med avseende på rotationsaxeln (x).

3. Skivpaket enligt krav 2, varvid varje distansorgan (25) har en utsträckning från i närheten av den inre kanten (24) till i när- heten av den yttre kanten (23).

4. _ Skivpaket enligt krav 3, varvid kontaktzonen (33, 53) sträcker sig längs i det närmaste hela distansorganets (25) ut- sträckning.

5. Skivpaket enligt något av kraven 2 till 4, varvid distansor- ganets (25) utsträckning är rak. 10 15 20 25 30 35 24

6. Skivpaket enligt något av kraven 2 till 4, varvid distanser- ganets (25) utsträckning är krökt.

7. Skivpaket enligt något av de föregående kraven, varvid varje distansorgan (25) har en bredd vid innerytan (22) och/eller ytterytan (21) sett i en normalriktning mot nämnda yta och varvid bredden hos åtminstone några av distansorganen (25) varierar med avståndet från rotationsaxeln (X).

8. Skivpaket enligt krav 1, varvid varje kontaktzon (33, 53) har en kontinuerligt konvex form sedd i ett snitt tvärs en om- kretsriktning.

9. Skivpaket enligt något av de föregående kraven, varvid di- stansorganen (25) innefattar ett antal par av utbuktningar som vart och ett innefattar en första utbuktning (31) som sträcker sig bort från ytterytan (21) och en andra utbuktning (32) som sträcker sig bort från innerytan (22), varvid de första och andra utbuktningarna (31, 32) är förskjutna i förhållande till varandra i en omkretsriktning.

10. Skivpaket enligt krav 9, varvid de första och andra utbukt- ningarna (31, 32) är anordnade intill varandra i omkretsriktning- en_

11. Separeringsskiva enligt krav 10, varvid den första utbukt- ningen (31) bildar en kanalliknande fördjupning hos innerytan (22) och varvid denna fördjupning är utformad att samla upp och transportera en av nämnda komponenter radiellt utåt ellerinåt på innerytan (22).

12. Separeringsskiva enligt något av kraven 10 och 11, varvid den andra utbuktningen (22) bildar en kanalliknande fördjupning hos ytterytan (21) och varvid denna fördjupning är utformad att 10 15 20 25 30 25 samla upp och transportera en av nämnda komponenter radiellt utåt eller inåt på ytterytan (21).

13. Skivpaket enligt något av de föregående kraven, varvid separeringsskivorna (20) innefattar ett flertal andra separerings- skivor (20") och varvid de första och andra separeringsskivorna (20', 20") är anordnade i en omväxlande ordning i skivpaketet (19).

14. Skivpaket enligt krav 13, varvid de andra separeringsski- vorna (20") saknar distansorgan.

15. Skivpaket enligt något av kraven 1 till 7, varvid distansor- ganen innefattar utbuktningarna (50) som sträcker sig åt samma håll med avseende på ytterytan (21) och varvid varje utbuktning (50) begränsas av två motstående sidolinjer (51) som sträcker sig mot den yttre kanten (23) hos separeringsskivan.

16. Skivpaket enligt åtminstone något av kraven 9 och 15, var- vid de första separeringsskivornas (20') avsmalnande form och utbuktningar (31, 32, 50) har åstadkommits genom pressning av ett ämne (90) av materialet mot en verktygsdel (61) som har en form som motsvarar den avsmalnande formen med utbuktning- arna hos den pressade första separeringsskivan (20').

17. Skivpaket enligt något av de föregående kraven, varvid separeringsskivornas ytteryta (21) och/eller inneryta (22) har en ytskrovlighet.