JP4144903B2 - 回転軸にある要素へ加圧された液体を供給する装置 - Google Patents

Description

本発明は、遠心分離機のシャフト懸架装置内の、液体が通過し液体で満たされた状態に保たれる少なくとも１つの流路を有する部材に加圧された液体を供給する装置に関する。懸架装置は、固定されたケースと、回転軸回りに回転可能な部分および回転不可能な部分からなるユニットとを有する。そのユニットは、ユニットの振動運動に基づく弾性要素による減衰の影響のもとで実質的に半径方向内側への弾性力を備えている弾性要素による影響を受けている間、動作中のユニットのケースに対する振動が許容されるように、少なくとも１つの弾性要素によってケース内に弾性的に支持されている。その部材は、構成されたユニットの一部を構成する。
この種のシャフト懸架装置を備えた遠心分離機では、弾性要素は、動作中に、構成されたユニットを中央部へ戻し、ユニットの振動を効果的に減衰しようとする、明確に定められた半径方向内側へ向く弾性力によって作動し、その弾性力は、危険な回転数を経過する間、すなわち動作中に大きな不均衡が生じたときに非常に重要でありうる。さらに、この種の支持装置は、代替となりうる解決策よりも大抵は安価である。
遠心分離機には、動作中に、構成されたユニットの一部を構成する部材に、加圧された液体を供給することが可能であることを必要とするものもある。このことが必要な場合、１つの例は、軸受の効果的な冷却が必要な遠心分離機である。他の例は、固定された部分と動作中に振動する部分との間の間隙が、液体間隙シールによって封止されている遠心分離機である。第３の例は、回転部品が支持油膜によって支持されている、液圧で支持された遠心分離機である。しかしながら、この場合、漏れなどによって液圧軸受から出たオイルの量と一致する少量のオイルが流路を通過する。
本発明の目的は、冒頭に述べた種類の遠心分離機のシャフト懸架ユニット内の部材に加圧された液体を供給する装置であって、上記部材が、動作中にこの液体が通過しその液体で満たされた状態が保たれ、過圧力下で得られるある程度制御可能な流れによって、簡単な方法で、部材に液体を供給することを可能とする、少なくとも１つの流路を有する装置を提供することである。
本発明によれば、この目的は、冒頭に述べた種類の、加圧された液体を供給する装置に、加圧された液体の液体源に接続され、固定されたケースを通って延びる第１の供給路部と、液圧を伝達するように第１の供給路部に接続され、弾性要素を通って延びる第２の供給路部と、液圧を伝達するように第２の供給路部に接続され、構成されたユニット内の回転不可能な部品を通って延び、上記流路内に出口開口を有する第３の供給路部とを備えることによって達成される。
これによって、他の目的のためにも遠心分離機のシャフト懸架装置内に既に存在する弾性要素は、固定された（すなわち、構成されたユニットの振動運動に関して非回転かつ非振動である）ケースを通って延びる供給路部に、組み立てられた振動ユニットの非回転部分を通って延びる供給路部を、簡単な方法で液圧を伝達するように接続するのを可能とする弾性供給路部を形成するのに用いられる。
本発明の他の実施態様では、固定されたケースには、回転軸を囲む環状の弾性要素によって封止された入口チャンバが、ケースに接続された部分と、構成されたユニットの回転不可能な部分に接続された部分との間に形成されており、第１の供給路部が入口チャンバ内に出口開口を有し、第２の供給路部が入口チャンバ内に入口開口を有している。
本発明のこの実施態様の好ましい変形例では、装置は、環状で軸を囲む少なくとも２つの弾性要素を有し、これら弾性要素は、ケースに接続された固定された部分、および、構成されたユニットに接続され、これらの構成要素の間に延びている回転不可能な環状部分を封止して支持する。
第２の供給路部は、構成されたユニットに接続された回転不可能な部分内に配置されていることが好ましい。
以下に、添付図面を参照して本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明による、遠心分離機に液体を供給する装置の一実施形態を備えた遠心分離機のシャフト懸架装置を通る軸方向断面を概略的に示す。
図２は、本発明による、遠心分離機に液体を供給する装置の他の実施形態を備えた遠心分離機のシャフト懸架装置を通る軸方向断面を概略的に示す。
図３は、本発明による、遠心分離機に液体を供給する装置の第３の実施形態を備えた遠心分離機のシャフト懸架装置を通る軸方向断面を概略的に示す。
図１に示したシャフト懸架装置は、遠心分離機のシャフト２を支持している。シャフト懸架装置１は、シャフト２を囲む固定されたケース３を有している。ケース３の軸方向の端部には２つの開口４および５がそれぞれ設けられており、それらを通ってシャフト２が延びている。シャフトの一方の軸方向端部にはロータ６が固定されて取り付けられ、他方の軸方向端部にはシャフト２を駆動させるためのベルト伝動装置７が備えられている。シャフト２は、実質的にケース３に直接結合された下側軸受８と、環状の弾性要素１０を介してケース３に結合された上側軸受９とで支持されている。弾性要素１０は、ケース３内に弾性要素１０によって弾性的に取り付けられた、構成されたユニットの回転不可能な部分１１と接している。回転不可能な部分１１は、本実施形態では、シャフト２の周りに延び、弾性要素１０を上側軸受９に結合すると同時に上側軸受９の軸受けハウジングを構成する第１の環状封止要素１１からなる。第１の封止要素１１の半径方向内側には、シャフト２の周りに結合され、第１の封止要素１１とともにシャフト２を包囲する環状流路１３を形成する第２の環状封止要素１２が設けられている。
封止要素１１および１２は、ケース３の内側の空間を、それぞれ各開口４および５の一方につながる２つの区画１４および１５に分割する。動作中に空気または気体が流路１３を介して互いに連通するのを防止するために、流路は液体で満たされた状態を保つようにされている。
この目的のために、導管１７が接続されたオイルの液体源１６がシャフト懸架装置１の下部に配置されている。この導管１７は、ポンプ１８を備えており、第１の封止要素１１の径方向外側の閉じたチャンバ２０内に開口している第１の供給路部１９に接続されている。弾性要素１０には、閉じたチャンバ２０内に入口開口２２を有する第２の供給路部２１が設けられており、これによって第２の供給路部２１は、閉じたチャンバ２０を介して、第１の供給路部１９に液圧が伝達されるように接続されている。第１の封止要素１１には、第２の供給路部２１に流圧が伝達されるように接続され、かつ、第１の封止要素１１の中央部に形成された凹部２５内に出口開口２４を有する第３の供給路部２３が設けられている。凹部２５はシャフトを取り囲み、第２の封止要素１２に向かって開口している。流路１３を満たしている加圧されたオイルは、動作の間、供給路部１９，２１および２３を通って流れる。それによって、流路１３内のオイルは、空気または気体が２つの区画１４および１５の間を流れるのを効果的に防止する。
流路１３から２つの区画１４および１５の一方または他方へ向かう方向および出る方向へ流出するオイルの量は、流路１３が、他方の区画１５に向かう方向にどれだけ長くそしてどれだけ狭いかに対して、一方の区画１４に向かう方向にどれだけ長くそしてどれだけ狭いかによって決まる。一方の区画１４内でシャフトとともに回転する要素は、オイルを流れに乗せて運び、この区画１４内へ流入し、このオイルの一部をこの区画内にある軸受である第２の軸受９に向けかつこれを通って流すようにする、空気の循環を生じさせる。上側軸受９を通ったオイルは、半径方向内側に開口し帰還導管２７に接続された収集グローブ２６内に集められ、集められたオイルは、空気または気体が帰還導管２７を通って循環するのを防止する液体封止部２８を経て液体源１７へ流れ戻る。一方の区画１４を通って流出するオイルの大部分は、示された例では帰還導管２７に接続されたバイパス導管２９を経て液体源１７に直接導かれる。
オイルは、２つの区画１４および１５の間の圧力差により流路１３が満たされた状態を維持する程の動作中の高い圧力で流路１３に供給される。流路１３が満たされた状態を保つには毛管力があれば十分な場合もあるし、流路１３がオイルで満たされた状態を保つには実質的に高い圧力が要求される場合もある。
図１に示した例では、区画１４および１５は、各開口４および５を介して、シャフト懸架装置１を取り囲んでいる大気と連通しているが、本発明の範囲内で、粘着性の開口を介して、ほとんど閉じたチャンバに連通することも当に可能である。
図２に示されたシャフト懸架装置は、弾性要素が、協働してシャフトを包囲する２つの弾性および環状の部品３０および３１によって構成され、部品３０，３１の間には構成されたユニットがケース３内で弾性的に取り付けられていることと、２つの弾性部品３０および３１の間で半径方向に延びている第１の封止要素３２が設けられていることとが、図１に示されたシャフト懸架装置１と異なっている。この第１の封止要素３２には、２つの弾性部品３０および３１の間を半径方向に延び、閉じたチャンバ２０内に入口開口３４を有するとともに、この封止要素３２の中央部に形成された凹部３６内に出口開口３５を有する、供給路部３３が設けられている。供給路部３３は、閉じたチャンバ２０を介して第１の供給路部１９に液圧が伝達されるように接続されており、第３の供給路部だけでなく第２の供給路部をも構成している。
このシャフト懸架装置の他の部分は、図１に示したシャフト懸架装置の対応する部分と同様であり、同じ参照番号が付されている。
図１および２に示した２つのシャフト懸架装置では、液体が供給される部材は液体間隙シールからなっており、流れ間隙は、封止機能を維持するために動作中に液体で満たされる状態が保たれるべき間隙によって構成されている。
図３に示されるシャフト懸架装置では、液体が供給される部材は代わりに冷却装置３７によって構成されているが、上記流路は、冷却装置３７内に設けられた液体冷却用の流路３８によって構成されている。このシャフト懸架装置内の冷却装置は、構成されたユニットの回転不可能な部分を構成し、同時に、上側軸受９の軸受ハウジングを構成する。流路３８を通過した冷却液は、区画１５内へ流出し、液体源１６内に落下して集められる。
このシャフト懸架装置の他の部分も、図１に示したシャフト懸架装置の対応する部分と同様であり、同じ参照符号が付されている。

Claims (9)

1. 固定されたケース（３）と、回転軸周りに回転可能な部分および回転不可能な部分で構成されたユニットとを有し、該ユニットが実質的に半径方向内側へ向く弾性力を備えた弾性要素（１０）の影響を受けている間、前記ユニットの振動運動に基づく前記弾性要素（１０）による減衰の影響によって、前記ケースに対する前記ユニットの振動運動が許容され、かつ吸収されるように、少なくとも１つの弾性要素（１０）を介して前記ケース（３）内に弾性的に支持されている、遠心分離機のシャフト懸架装置（１）内の、液体が通りかつ該液体で満たされる少なくとも１つの流路（１３）を有する、前記構成されたユニットの一部を構成している部材に加圧された前記液体を供給する装置において、
   加圧された液体を供給する液体源（１６）に接続され、前記固定されたケース（３）を通って延びている第１の供給路部（１９）と、
   液圧を伝達するように前記第１の供給路部（１９）に接続された第２の供給路部（２１）と、
   液圧を伝達するように前記第２の供給路部（２１）に接続され、前記構成されたユニットの回転不可能な部分を通って延び、前記流路（１３）内に出口開口（２４）を有している第３の供給路部（２３）とを有することを特徴とする、加圧された液体を供給する装置。
2. 前記第２の流路部（２１）が前記弾性要素（１０）を通って延びている、請求項１に記載の装置。
3. 前記固定されたケース（３）内には、環状でかつ前記回転軸を囲む前記弾性要素（１０）によって封止された入口チャンバ（２０）が、前記ケース（３）に接続された部分と前記構成されたユニットの回転不可能な部分に接続された部分との間に形成され、前記第１の流路部（１９）が前記入口チャンバ（２０）内に出口開口を有し、前記第２の流路部（２１）が前記入口チャンバ（２０）内に入口開口を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
4. 前記弾性要素は、前記シャフトを囲んでいる２つの協働する弾性かつ環状の部品（３０，３１）で構成され、該部品の間には前記構成されたユニットが前記ケース（３）内で弾性的に取り付けられており、さらに該部品は前記ケースに固定されている部分および前記構成されたユニットに接続された回転不可能な環状部分を封止して支持し、前記回転不可能な環状部分がこれらの部品の間に延びていることを特徴とする請求項３に記載の装置。
5. 前記第２の流路部（２１）が、前記構成されたユニットに接続されている前記回転不可能な環状部分内に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 前記構成されたユニットに接続されている前記回転不可能な環状部分が、前記２つの弾性かつ環状の部品（３０，３１）の間で実質的に半径方向に延びている請求項４または５に記載の装置。
7. 前記液体がオイルからなる、請求項１から６のいずれか１項に記載の装置。
8. 前記部材が液体間隙封止装置からなる、請求項１から７のいずれか１項に記載の装置。
9. 前記部材が冷却装置からなり、前記流路は冷却液の流路（３８）からなる、請求項１から８のいずれか１項に記載の装置。

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