SE512770C2 - Stödanordning - Google Patents

Description

20 25 30 512 770 har en styvhet som är så låg att krafterna i halslagret inte blir för stora. Stora krafter i halslagret reducerar dess livslängd. Stödanordningen får emellertid inte vara för vek eftersom centrifugrotorns kritiska varvtal då blir alltför lågt, vilket medför en risk för instabiliteter och stora svängningsrörelser. Stödanordningen skall således uppvisa en tillräcklig men inte alltför hög styvhet i såväl radiell som axiell riktning. Förutom att stödanordningen skall medge så- dana relativrörelser skall den även ha en dämpande verkan i såväl radiell som axiell riktning.

Det är känt att åstadkomma en sådan eftergivlighet och dämp- ning med hjälp av ett antal stålfjäderbuffertar vilka är an- ordnade runt halslagret. Sådana stålfjäderbuffertar innefat- tar en skruvfjäder med vilken önskad elasticitet eller ef- tergivlighet kan åstadkommas och genom att fjäderbuffertarna tillåts glida mot en med lagerorganet eller stativorganet förbunden yta kan en viss dämpning åstadkommas. Med sådana fjäderbuffertar blir emellertid stödanordningen som helhet komplicerad och den erfordrar ett relativt omfattande monte- ringsarbete.

Det är vidare känt att utnyttja gummielement som sträcker sig såsom en ring runt hela rotoraxeln eller är anordnade såsom separata gummielement runt rotoraxeln för att stödja centrifugrotorn. De idag förekommande gummielementen är an- ordnade på så sätt att gummit skjuvas vid radiella relativ- rörelser. Gummits fjäderkonstant med avseende på kompres- sionskrafter är emellertid relativt stor' medan fjäderkon- stanten med avseende på skjuvkrafter är relativt liten. Så- dana gummielement har följaktligen en relativt hög axiell styvhet och en relativt låg radiell styvhet. Om man i en så- dan konstruktion försöker öka styvheten genom att välja ett 10 15 20 25 30 512 770 hårdare gummi (högre shore-tal) får man ofta problem efter- som tillräckligt hårt gummi har brister i kvaliteten, dvs genomhårdheten hos det tillgängliga gummielementet varierar och dessutom åldras sådant hårt gummi snabbare.

SE-B-137 768 visar en centrifugalseparator med en centri- fugrotor som är kring en rotationsaxel roterbart anordnad i ett stativorgan medelst ett lagerorgan. Den kända separatorn innefattar en stödanordning som är anordnad mellan lageror- ganet och stativorganet och Inedger relativrörelser* mellan centrifugrotorn och stativorganet. Stödanordningen innefat- tar ett radiellt inre styvt parti, ett mellanliggande elas- tiskt parti av gummi och ett radiellt yttre styvt parti, varvid det mellanliggande partiet är inrättat att uppta ra- diella relativrörelser genom ren komprimering av gummit.

Stödanordningen innefattar också ett axiellt övre styvt parti, ett axiellt mellanliggande elastiskt parti av gummi och ett axiellt nedre styvt parti, varvid det mellanliggande partiet är inrättat att uppta radiella relativrörelser genom väsentligen ren skjuvning av gummit.

FR-A-884 635 visar olika utformningar av en stödanordning för ett halslager för en centrifugrotor hos en centrifugal- Enligt ningen ett ringformigt gummielement som har en L-form sett i separator. en utföringsform innefattar stödanord- ett axiellt snitt och som således sträcker sig radiellt utåt och axiellt nedåt från lagret för att medge och dämpa såväl axiella som radiella rörelser, dvs tiltning eller vicknings- rörelser.

DE-B-1 069 431 visar en stödanordning för en centrifugrotor.

Centrifugrotorn är anordnad på en spindel som uppbärs med hjälp av ett icke visat lagerorgan. Enligt den visade utföringsformen innefattar stödanordningen två mellan- 10 15 20 25 30 512 770 liggande elastiska partier som emellertid är förskjutna längs rotationsaxeln i förhållande till lagerorganet.

FR-A-1 263 432 centrifugrotor. visar en annan stödanordning för en Rotorn är förbunden med en spindel som uppbärs av' två lagerorgan. Stödanordningen innefattar två mellanliggande elastiska partier som bildar gränslinjer mot var sitt radiellt mellanliggande partierna är' förskjutna i. förhållande till styvt parti. Gränslinjerna sträcker sig i ett plan med avseende på rotationsaxeln. De lagerorganen.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en konstruktivt enkel stödanordning som är inrättad att medge relativa rörelser mellan centrifugrotorn och stativorganet samt att åstadkomma en dämpning av dessa rörelser. Närmare bestämt skall stödanordningen vara utformad på ett sådant sätt att en önskad fjäderkonstant och en önskad dämpning kan åstadkommas på ett enkelt sätt i både axiell och radiell led.

Detta ändamål uppnås med den inledningsvis angivna stödan- ordningen som kännetecknas av att åtminstone en av nämnda andra gränslinjer lutar i förhållande till rotationsaxeln, att de andra gränslinjernas från rotationsaxeln utåt riktade förlängningar skär varandra och att de två nællanliggande elastiska partierna är anordnade på var sin sida om ett Med ett sådant elastiskt eller som är anordnat på så sätt att en yttre mittplan genom lagerorganet. eftergivligt parti, gränslinje lutar gentemot rotationsaxeln, dvs har en vinkel gentemot rotationsaxeln som är större än O° och mindre än 10 15 20 25 30 512 770 4a 90°, det elastiska partiet att innefatta både en komprimerande och en skjuvande att den lutningsvinkel med vilken nämnda andra gränslinje lutar väl- kommer den deformation som uppstår i deformering av det elastiska elementet. Genom jes kan således graden av komprimering respektive skjuvning anpassas till den enskilda konstruktionen på så sätt att lämplig fjäderkonstant och styvhet erhålles. Med ett sådant elastiskt parti är det också möjligt att åstadkomma en låg styvhet mot tiltning även om den radiella styvheten är relativt hög. Detta minskar> påkänningarna på lagerorganet och förhindrar brytningar mellan innerringen och ytterringen hos ett rullningslager. Ett sådant stödorgan kan vidare tillverkas och monteras på ett enkelt sätt och med små di- mensioner, dvs stödorganet enligt uppfinningen erfordrar re- lativt lite utrymme.

Enligt en utföringsform av uppfinningen befinner sig den första gränslinjens radiellt inre ände hos åtminstone det ena mellanliggande elastiska partiet radiellt innanför den andra gränslinjens radiellt inre ände hos detta mellanlig- gande elastiska parti. Vidare kan den första gränslinjens radiellt yttre ände hos åtminstone det ena nællanliggande elastiska partiet befinna sig radiellt innanför den andra gränslinjens radiellt yttre ände hos detta mellanliggande elastiska parti.

Enligt en ytterligare utföringsfornx av' uppfinningen lutar åtminstone en av nämnda första gränslinjer i förhållande till rotationsaxeln, varvid de första gränslinjernas från rotationsaxeln utåt riktade förlängningar skär varandra. En- ligt denna utföringsfonn kan således både den andra, radi- lnnn .J l 10 15 20 25 30 35 512 770 ellt yttre gränslinjen och den första, radiellt inre gräns- linjen luta gentemot rotationsaxeln. På så vis kan graden av komprimering respektive skjuvning på ett mycket enkelt och säkert sätt bestämmas genom ett lämpligt val av en gemensam lutningsvinkel eller olika lutningsvinklar hos de båda gränslinjerna. Vidare kan med en sådan utföringsform en låg styvhet mot tiltning och en hög styvhet mot radiella rörel- ser åstadkommas på ett enkelt och säkert sätt.

Enligt en fördelaktig utföringsform av uppfinningen är de två mellanliggande elastiska partierna inrättade att sträcka sig runt nämnda rotationsaxel. Vidare kan även de två första styva partierna vara inrättade att sträcka sig runt nämnda rotationsaxel liksom också de två andra styva partierna.

Enligt en ytterligare utföringsfonn av uppfinningen bildas varje mellanliggande elastiskt parti av en ring av ett gum- miliknande material. Med ett sådant elastiskt eller efter- givligt parti av gummi kan stödanordningen realiseras på ett enkelt sätt.

Enligt en ytterligare utföringsform av uppfinningen är de två första gränslinjerna anordnade att luta i. förhållande till nämnda rotationsaxel med var sin lutningsvinkel. Abso- lutvärdena hos dessa lutningsvinklar kan vara olika eller väsentligen lika stora. Vidare kan de två andra gränslin- jerna vara anordnade att luta i förhållande till rotations- axeln med var sin lutningsvinkel. Även absolutvärdena hos de andra gränslinjernas lutningsvinkel kan vara olika eller vä- sentligen lika stora.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Föreliggande uppfinning skall nu förklaras med hjälp av olika såsom exempel beskrivna utföringsformer och med hän- visning till de bifogade ritningarna, på vilka 10 15 20 30 35 512 770 Pig l visar en schematisk axiell snittvy av en del av en centrifugalseparator med en stödanordning enligt en första utföringsform av uppfinningen.

Pig 2 visar en axiell snittvy av en stödanordning enligt en andra utföringsform av uppfinningen.

Pig 3 visar en axiell snittvy av en stödanordning enligt en tredje utföringsform av uppfinningen.

DETALJERAD BESKRIVNING AV OLIKA UTFÖRINGSFORMER Pig 1 visar schematiskt en del av en centrifugalseparator som innefattar ett stativorgan l och en centrifugrotor 2 som är fast förbunden med en rotoraxel 3. Centrifugrotorn 2 och rotoraxeln 3 är kring en rotationsaxel x roterbart anordnade i stativorganet 1 medelst ett övre lager 4 och ett nedre la- ger 5. Det nedre lagret 5 är i det visade exemplet i direkt kontakt med både rotoraxeln 3 och stativorganet l medan det övre lagret 4 med en inre lagerring 4', se Pig 2 och 3, lig- ger an mot rotoraxeln 3 och med en yttre lagerring 4", se Pig 2 och 3, ligger an mot ett ringformigt element 6, fort- sättningsvis kallat lagerhus 6. Lagerhuset 6 är förbundet med stativorganet l medelst ett stödorgan i enlighet med fö- religgande uppfinning. Stödorganet bildas av lagerhuset 6, stativorganet 1 och två mellan lagerhuset 6 och stativorga- net l anordnade elastiska eller eftergivliga element 7' och 7". I det visade exemplet är vart och ett av de elastiska elementen 7' och 7" utformat som en ring som sträcker sig runt rotationsaxeln x och tillverkat av ett gummimaterial.

Lagerhuset 6 är således med avseende på radiella och axiella rörelser väsentligen orörligt i förhållande till lagret 4 Rörelser hos rotoraxebn 3 kommer därför och 7" medge relativa rörelser mellan stativorganet 1 och lagerhu- set 6. och rotoraxeln 3. att överföras till elementen 7' som är utformade att mb \ Lll ifiiiWk 10 15 20 25 30 35 512 770 De två elastiska elementen 7' och 7" gränsar, sett i ett godtyckligt axiellt snitt till det väsentligen oeftergivliga eller styva lagerhuset 6 längs en första gränslinje 8' re- spektive 8". Vidare gränsar de två elastiska elementen 7' och 7" sett i nämnda axiella snitt till det väsentligen oeftergivliga eller styva stativorganet 1 längs en andra gränslinje 9', 9". I det i Fig 1 'visade exemplet lutar nämnda gränslinjer gentemot rotationsaxeln x med en respek- tive lutningsvinkel a, b, c, d. Lutningsvinklarna a och b är större än O° och mindre än 90°. Lutningsvinklarna c och d ligger inom samma vinkelområde men med omvänt förtecken. Det betyder således att de första gränslinjernas 8', 8" radi- ellt utåtriktade förlängningar kommer att skära varandra liksom de andra gränslinjernas 9', 9" radiellt utåtriktade förlängningar.

Enligt den första utföringsformen är vinklarna a och b vä- sentligen lika stora liksom också vinklarna c och d. Dess- utom är absolutvärdet av vinklarna a och b lika stort som absolutvärdet av vinklarna c och d. Det skall emellertid no- teras att detta inte behöver vara fallet utan vinklarna a och b kan vara olika stora liksom också vinklarna c och d.

Dessutom behöver inte absolutvärdena av vinklarna a och d vara lika stora liksom inte heller absolutvärdena av vink- larna b och c.

Såsom framgår av Fig 1 befinner sig de andra gränslinjerna 9', 9" radiellt utanför de första gränslinjerna 8', 8".

Vidare befinner sig den första gränslinjens 8', 8", radi- ellt inre ände radiellt innanför den andra gränslinjens 9', 9" radiellt inre ände hos vart och ett av de elastiska ele- menten 7', 7". Likaså befinner sig den första gränslinjens 8', 8" radiellt yttre ände radiellt innanför den andra gränslinjens 9', 9" radiellt yttre ände hos vart och ett av de elastiska elementen 7', 7". 10 15 20 25 30 35 512 770 Enligt den första utföringsformen bildas de elastiska ele- menten 7', 7" av ringelement 7', 7" som är tillverkade av gummi och sammansmälta med respektive styva partier 6', 6" och l', l" hos lagerhuset 6 och stativorganet 1, exempelvis genom en vulkaniseringsprocess.

I Fig 2 visas en andra utföringsform av föreliggande uppfin- ning som skiljer sig fràn den första utföringsformen med av- seende på det elastiska elementets 7', 7" fastsättning vid lagerhuset 6 respektive stativorganet l. Det skall noteras att samma hänvisningsbeteckningar har använts i alla utfö- ringsformer för element med motsvarande eller samma funk- tion. Enligt den andra utföringsformen bildas de elastiska elementen 7', 7" av var sitt ringelement 7', 7" som är tillverkat av ett gummimaterial och utformat med två avfa- sade ändpartier som är inrättade att införas i urtagningar hos lagerhuset 6 respektive stativorganet l. På så vis kan ringelementen 7', 7" fixeras i en position mellan lagerhu- set 6 och stativorganet l. Det skall här noteras att de änd- partier hos ringelementen 7', 7" som befinner sig i urtag- ningarna hos lagerhuset 6 respektive stativorganet 1 kommer att vara väsentligen oeftergivliga eller styva. Det betyder att vid en relativ rörelse mellan stativorganet 1 och ro- toraxeln 3 kommer ringelementen 7', 7" att deformeras i det mellanliggande parti som befinner sig utanför urtagningarna hos lagerhuset 6 och stativorganet 1. Gränslinjerna 8', 8" och 9', och lagerhusets 6 respektive stativorganets l styva partier 9" mellan ringelementens 7', 7" elastiska partier kommer i själva verket att sträcka sig mellan de hörnpunkter som bildas där ringelementen 7 kommer i kontakt med lagerhu- set 6 Radiellt och radiellt utanför den andra respektive stativorganet l. innanför den första gränslinjen 8', 8" gränslinjen 9', 9" ten 7', 7" kommer ingen deformering av ringelemen- att äga rum. 10 512 770 Den. tredje utföringsformen sonl visas i Fig 13 skiljer sig från den andra utforingsformen som visas i Fig 2, därigenom att ringelementens 7', 7" ändpartier är osymmetriskt utfor- made och uppvisar en första anliggningsyta som sträcker sig väsentligen radiellt och två kortare andra anliggningsytor som sträcker sig axiellt sett i ett axialsnitt, dvs dessa andra anliggningsytor sträcker sig längs en cylindrisk yta som omger rotationsaxeln x.

Föreliggande uppfinning är inte begränsad till de här visade utföringsformerna utan kan varieras och modifieras inom ra- men for de efterföljande patentkraven.

Claims (13)

10 15 20 25 30 35 512 770 10 Patentkrav

1. l. Stödanordning för en centrifugalseparator med en cent- rifugrotor (2) som är kring en rotationsaxel (x) roterbart anordnad i ett stativorgan (1) medelst åtminstone ett lager- organ (4), varvid stödanordningen är inrättad att anordnas mellan lagerorganet (4) och stativorganet (1) och att medge relativrörelser mellan centrifugrotorn (2) och stativorganet (1) samt innefattar tvà första väsentligen styva partier (6', gerorganet (4), två, mellanliggande elastiska partier (7', 6") som är väsentligen orörliga i förhållande till la- 7") och två andra väsentligen styva partier (l', l") som är väsentligen orörliga i förhållande till stativorganet (1), och varvid de två första styva partierna sett i ett axiellt snitt gränsar till ett respektive mellanliggande parti (7', 7") längs en första gränslinje (8', 8") och de två andra styva partierna sett i nämnda axiella snitt grän- sar till ett respektive mellanliggande parti längs en andra gränslinje (9', 9"), kännetecknad av att åtminstone en av lutar i förhållande till att de andra gränslinjernas från ro- nämnda andra gränslinjer (9', 9") (x), utåt riktade förlängningar skär varandra rotationsaxeln tationsaxeln (x) och att de två mellanliggande elastiska partierna (l', l") sida om ett mittplan är anordnade på var sin genom lagerorganet (4).

2. Stödanordning enligt krav 1, kännetecknad av att den första gränslinjens (8', 8") radiellt inre ände hos åtmins- tone det ena mellanliggande elastiska partiet (7', 7") be- finner sig radiellt innanför den andra gränslinjens (9', 9") radiellt inre ände hos detta mellanliggande elastiska parti (7', 7").

3. Stödanordning enligt något av kraven l och 2, känne- tecknad av att den första gränslinjens (8', 8") radiellt yttre ände hos åtminstone det ena mellanliggande elastiska Mum l hllll m ull) 10 15 20 25 30 35 512 770 ll partiet (7', 7") befinner sig radiellt innanför den andra gränslinjens (9', 9") radiellt yttre ände hos detta mellan- liggande elastiska parti (7', 7").

4. Stödanordning enligt något av de föregående kraven, kännetecknad av att åtminstone en av nämnda första gränslin- jer (8', 8") lutar i förhållande till rotationsaxeln (x) och att de första gränslinjernas (8', 8") från rotationsax- eln (x) utåt riktade förlängningar skär varandra.

5. Stödanordning enligt något av de föregående kraven, 'kännetecknad av att de två mellanliggande elastiska parti- erna (7', 7") är inrättade att sträcka sig runt nämnda ro- tationsaxel (x).

6. Stödanordning enligt något av de föregående kraven, kännetecknad av att de två första styva partierna (6', 6") är inrättade att sträcka sig runt nämnda rotationsaxel (x).

7. Stödanordning enligt något av de föregående kraven, kännetecknad av att de två andra styva partierna (l', l") är inrättade att sträcka sig runt nämnda rotationsaxel (x).

8. Stödanordning enligt något av de föregående kraven, kännetecknad av att varje mellanliggande elastiskt parti (7', 7") bildas av en ring av ett gummiliknande material.

9. Stödanordning enligt något av de föregående kraven, kännetecknad av att de två första gränslinjerna (8', 8") är anordnade att luta i förhållande till nämnda rotationsaxel (x) med var sin lutningsvinkel (b, c).

10. Stödanordning enligt krav 9, kännetecknad av att abso- lutvärdena hos de första gränslinjernas (8', 8") lutnings- vinkel (b, c) är väsentligen lika stora. 10 kännetecknad av att nämnda partier (l', l", 6', 512 770 12

11. ll. Stödanordning enligt något av de föregående kraven, kännetecknad av att de två andra gränslinjerna (9', 9") är anordnade att luta i förhållande till rotationsaxeln med var sin lutningsvinkel (a, d).

12. Stödanordning enligt krav ll, kännetecknad av att abso- lutvärdena hos de andra gränslinjernas (9', 9") lutnings- vinkel (a, d) är väsentligen lika stora.

13. Stödanordning enligt något av de föregående kraven, 61:, 71, 7") är väsentligen rotationssymmetriska.