JPH0249788B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、分離室を形成するローター、および
ローターの回転中、分離室への、または分離室か
らの液体運搬のため、少なくとも１つの管を形成
する柔軟部材を含む種類の遠心分離機に関し、柔
軟部材は、ローター軸線のローターの一方の軸方
向側からさらにローターからやや離れた、ロータ
ー円周を周つて、ローターのもう一方の軸方向側
のローター軸線と一直線になる場所に延びる。柔
軟部材は、ローターへの、またはローターからの
液体運搬のため前記管を形成するホースから成る
こともある。

この種の遠心分離機は、例えば、米国特許第
3586413（再発行第29738）、米国特許第4109855号、
および米国特許第4114802号により、公知である。
特に、米国特許第3586413号から明らかなように、
この種の遠心分離機の操作に関し、柔軟部材と非
回転部材との間も、柔軟部材とローターとの間に
も可動密封装置がなくとも、固定接続を維持する
ことが可能である。従つて、いずれにしても、柔
軟部材は、遠心分離機ローターの周りを、ロータ
ーと同じ方向に、ローターの半分の回転速度で、
回転運動されなければならない。このことは完全
な一直線でない柔軟部材の部分が彎曲されること
を意味し、柔軟部材部分の方向は、遠心分離機の
作動中、柔軟部材の長手の方向の軸線の周りで次
第に変化する。

この種の遠心分離機に関し、長時間の耐久性の
ある柔軟部材を形成することが問題である。柔軟
部材が遠心分離機ローターに接続され、おそらく
遠心分離機ローターから離れた支持装置により支
持される方法により、柔軟部材は、遠心分離機ロ
ーターの作動中、様々な種類の大きな力を受け
る。

例えば、米国特許第4109855号に示されるよう
に、柔軟部材が、遠心分離機ローターの半径方向
外側を支持されずに回転されると、その長手の方
向に、大きな力が生ずる。さらに、柔軟部材は、
柔軟性が低くなることなく、長手の方向に、非常
に強くしなければならない。しかし、たとえ、柔
軟部材を長手の方向に非常に強くすることが可能
だとしても、柔軟部材が回転する時、普通、別の
案内装置が、柔軟部材が接続された場所で過度に
彎曲することをさけるよう配置されなければなら
ない。柔軟部材は、作動中、各前記別の案内装置
に関し、回転運動をしなければならないので、前
記案内装置は、柔軟部材に接することにより、中
に剪断力を生ずる。従つて、この場合、柔軟部材
はまた、ねじれに対し、比較的強く形成されなけ
ればならない。

ねじれに対し柔軟部材を強くする比較的複雑な
一つの方法は、米国特許第4114802号に示される。
この方法によれば、柔軟部材は遠心分離機ロータ
ーの回転軸線に垂直な軸の周りを、ローターに関
してそれ自体が回転する案内部材により、ロータ
ーに接近して案内されるので、柔軟部材に大きな
剪断力は生じない。

柔軟部材のねじれに対する強さや堅さの前記必
要条件の他に、回転中、柔軟部材のローターの半
径方向外側に別の支持物がなければ、柔軟部材
が、接続の場所と場所の間で弓形になる欠点があ
り、それがローターの形にある制限を与えること
を考えなければならない。

前記の理由にもかかわらず、特に、ローターが
比較的大きく、柔軟部材が比較的多い液体流量を
運搬するならば、回転中、ローターの周りに、柔
軟部材の分離した支持部材を与えることが、実際
上、好適である。前記分離支持部材は、柔軟部材
と共に回転しなければならないが、好適には、堅
い管として形成され、柔軟部材は、そこで、それ
自体の長手の方向の軸線の周りを回転する。

しかし、たとえ、この種の支持部材が、ある程
度まで柔軟部材から、いくらか張力を減じても、
支持機能は柔軟部材がローターに関する回転中、
支持部材に関して回転される時、柔軟部材が大き
な摩擦力を受ける原因となる。従つて、ねじれに
対する強さに関する大きな必要条件は、柔軟部材
と、柔軟部材の表層の耐摩耗性に関するものであ
る。

本発明の一つの目的は、上記柔軟部材に長時間
の耐久性を持たせる、初めに定義した種類の遠心
分離機に関する装置を提供することである。別の
目的は、概して、遠心分離機が比較的大きく、比
較的大きな液体容量を有する、この種の工業用遠
心分離機の利用を、実際上可能にすることであ
る。

これらの目的は、本発明によれば、柔軟部材
が、一定のピツチで柔軟部材の周りを螺旋形に延
びる、少なくとも１つの第一繊条、および第一繊
条のピツチの反対方向に向かうピツチで、柔軟部
材の周りを螺旋形に延びる、少なくとも１つの第
二繊条を含む、ねじれに強いが柔軟性のあるケー
シングに取り囲まれ、ケーシング自体が同時の半
径方向の伸張および圧縮のそれぞれの間、軸方向
に圧縮および伸張可能であるように、前記繊条
が、共により合わせられるか、または組み合わせ
られ、また、ケーシングが半径方向に圧縮される
ことにより、柔軟部材と摩擦係合関係となるよ
う、ケーシングが軸方向に伸張されるように果た
される。

本発明の好適な実施例において、ケーシング
は、グループに分かれ、多条ねじのねじ山のよう
に、柔軟部材の周りを螺旋形に延びる、いくつか
の第一繊条、およびやはりグループに分かれた第
二繊条を含み、第一繊条の前記グループは、第二
繊条のグループと共に組み合わせられる。

この種のケーシングにより、柔軟部材は、ねじ
れに対して非常に強くなると同様、大きな張力を
持つ。さらに、ケーシングは、繊条の前記組み合
わせにより、摩耗にも耐え、またローターの半径
方向外側で柔軟部材の支柱となりうるものに対す
る摩擦も小さい。

ケーシングの繊条は、好適には、例えばステン
レス鋼のような金属で作られる。このような繊条
のケーシングは、柔軟部材によつてだけ、ロータ
ーを動かすことを可能にするのに十分なほど、ね
じれに対して強いことがわかるであろう。この種
の装置において、ケーシングは、好適には、ロー
ターと非回転部材の両方にしつかり接続され、ま
た、ケーシングがローターの周りを、ローターの
望ましい速度の半分の速度で回転するよう、運転
装置に接続される。

しかし、繊条は、また、プラスチツクからも作
られ、それにより、ケーシングの重量および外形
は非常に小さくなり、例えば、金属でできた周囲
の支持部材に対する摩擦は非常に小さく、ケーシ
ングは、ローターの作動中、支持部材に関して運
動しながら支持部材に接する。プラスチツクから
成るケーシングでさえ、ねじれに大変強い。

特に本発明による遠心分離機の実施例におい
て、ローターは、ローター本体ならびに前記分離
室を形成し、ローター本体に関して移動可能な分
離部材の両方を含む。この場合柔軟部材は、前記
分離部材と接続され、柔軟部材の周囲の耐ねじれ
ケーシングもまた、分離部材と接続されるので、
ローター本体に関し、分離部材と共に移動可能で
ある。分離部材は柔軟部材の末端部分により形成
され、ローター本体の空洞に配置される。

本発明を、添付の図面を参照して、以下に述べ
る。

第１図は、固定ハウジング１、そこに載置され
たモーター２、およびベアリングハウジング３を
含む遠心分離機を示す。ベアリングハウジング３
は、２つのベアリング４および５を支持し、そこ
で垂直スピンドル６が支えられている。スピンド
ル６は、回転軸線Ｃの周りを回転可能である。ス
ピンドル６の上部末端には、上部が開放した円筒
容器７が載置される。モーター２は、ギヤホイー
ル８，９およびギアベルト１０により、スピンド
ル６を回転させるように配置される。

円筒容器７内の、それと同軸上の容器の底部に
は、中央スリーブ１１が載置される。その内部で
は、スリーブ１１が２つのベアリング１２および
１３を支持し、そこには、ローター本体１５のス
リーブ形成部１４が支えられる。

容器７の中央軸線から間隔を置いた、容器底部
には、補助スリーブ１６が、載置される。その内
側では、２つのベアリング１７および１８が支持
され、そこには垂直シヤフト１９が支えられる。
下方の容器７の底部の開口部を通つて延びるシヤ
フト１９は、この底部でギヤホイール２０を支持
する。ギヤホイール２０は、固定ハウジング１の
内側にしつかりと載置されるギヤリング２１と係
合関係にある。

シヤフト１９はその上部末端でギヤホイール２
２を支持し、ギヤホイール２２はローター本体１
５上の、それと同軸上に載置されたギヤホイール
２３と係合関係にある。

ローター本体１５内には、それに関してしつか
りと載置されるパイプがあり、パイプは、第一部
分２４でローター本体の外面沿いに延び、第二部
分２５でローターの回転軸線Ｃに向かつて内側に
延びる。

容器７内には、それに関してしつかりと載置さ
れる補助パイプ２６があり、補助パイプは、パイ
プ部分２５の中央部分から、下方のスリーブ１１
に入り、スリーブ１１の周りの壁の開口部を通つ
て半径方向外側に延び、さらに容器７内の上方を
通つて、ハウジング１１の上部で、再び回転軸線
Ｃの方向に延びる。

ハウジング１１内のローター本体１５と同軸上
にしつかりと載置された短いスリーブ２７は、パ
イプ２６の上部末端に相対して配置される。

柔軟部材２８は、ハウジング１の外側からスリ
ーブ２７を通り、さらにパイプ２６、ならびにパ
イプ部分２５および２４を通つて延びる。柔軟部
材２８内には、二つの管２９，３０が入つてお
り、一つには、ローター本体への、およびロータ
ー本体からの液体の運搬のための道を形成し、一
つには、ローター本体１５内のその外面近くに位
置する柔軟部材２８の末端部分で分離室を形成す
る。

柔軟部材２８は、スリーブ２７およびパイプ２
４−２６より直径が小さいので、それ自体の長手
の方向の軸線の周りを回転できる。スリーブ２７
の上には、遠心分離機の作動中、スリーブ２７お
よびパイプ２４−２６に関する柔軟部材２８の断
続的回転のため、柔軟部材２８と係合関係に配置
された、通常、固定されているが、必要に応じて
回転可能な部材３１がある。

第１図に示す遠心分離機は、次のように作動す
る。

モーター２が始動すると、スピンドル６および
容器７は回転される。次に、スリーブ１６は、回
転軸線Ｃの周りの進路を移動し、ギヤリング２０
は、固定ギヤリング２１との係合関係により、ス
リーブ１６に関してシヤフト１９を回転させる。
この回転運動は、ギヤホイール２２および２３に
より、ローター本体１５に伝達されるので、ロー
ター本体は容器７に関して回転される。様々なギ
ヤトランスミツシヨンは、ローター本体１５がパ
イプ部分２４および２５と共に、容器７およびパ
イプ２６と同じ方向、ならびに容器およびパイプ
の２倍の速度で、回転軸線Ｃの周りを回転するよ
うに算定されている。

ローター本体を作動させるこの装置により、ロ
ーター本体の回転中、柔軟部材２８をねじること
なく、部材３１によりハウジング１に関して固定
された柔軟部材２８の一方の末端、およびロータ
ー本体１５に関して固定された柔軟部材のもう一
方の末端を維持することが可能である。

ローター本体１５が回転しているかいないかに
かかわらず、柔軟部材２８は、部材３１により、
スリーブ２７およびパイプ２４−２６に関して、
望ましい時に回転できる。

第２図は、ローター本体１５内に位置する柔軟
部材２８部分の図を示す。部材２８の一部が、そ
れに沿つて、例えばプラスチツクや金属の、組み
合わさせられた繊条３２を含む外部ケーシングを
有することがわかる。従つて、一定の数の繊条
は、部材２８沿いの一方向に、一定のピツチで螺
旋形に延び、もう一方の繊条と組み合わせられる
同数の繊条が、部材沿いのもう一方向に、対応す
るピツチで延びる。

繊条３２のケーシングは、柔軟部材がそう入さ
れる分離パイプと考えてよい。この種のパイプは
柔軟で、延ばしたり短くしたりすることができる
ので、その直径は、それに応じて変わる。パイプ
の寸法は、柔軟部材がパイプにそう入された後、
パイプは、柔軟部材と同じ長さになり、この状態
で、柔軟部材の外径と同じ大きさの内径を有する
まで延びるように作られる。このように、望まし
い表面の係合関係が、繊条３２と柔軟部材の間に
得られ、同時に、パイプは、ハウジングおよびロ
ーター本体１５のそれぞれに関して、柔軟部材２
８の末端を保持するのに使用される。柔軟部材２
８が必要に応じて、部材３１によるその末端の１
つの作動により、柔軟部材２８自体の軸線の周り
を回転されるよう、繊条３２は、柔軟部材を、ね
じれに対して非常に強くする。

第３図は、ローター本体１５に位置することに
なる、柔軟部材２８の末端の長手の方向の断面図
を示す。図でわかるように、柔軟部材２８は、例
えば軟かいプラスチツクでできたホース３３を取
り囲む、前記の繊条３２の外部パイプを含み、外
部パイプには２つの管２９および３０が形成され
る。管２９および３０の間には、ホース素材によ
り、仕切り３４が形成される。この仕切りは、管
２９および３０の間に接続開口部３５が形成され
るよう、ホースの末端から少しの距離を、内部に
入り込む。閉鎖部材３６は、ホース３３の末端か
らホース３３にそう入され、スリーブ３７は、閉
鎖部材３６に対してパイプをしつかりと締めてい
るので、閉鎖部材３６は、ホース３３内に確実に
固定される。

第４図は第３図の線−沿いの断面を示す。

第５図および第６図は、第２図から第４図によ
る柔軟部材を取り囲む種類のケーシングの繊条３
２を組み合わせる、代わりの方法を示す。

第５図は、一定のピツチで柔軟部材の周りを、
平行な螺線形に延びる２つの繊条のグループ３８
および３９が、互いに並んで位置し、また、柔軟
部材の周りを平行かつ螺線形だが、繊条３８およ
び３９のピツチと反対方向のピツチで延びる、４
つの繊条のグループ４０−４３と交差する様子を
示す。第５図からわかるように、繊条グループ３
８は、図示した交差個所で、繊条グループ４０お
よび４１の下であるが、繊条グループ４２および
４３の上を延び、繊条グループ３９は、繊条グル
ープ４０および４３の上であるが、繊条グループ
４１および４２の下を延びる。

第５図によつて組み合わせられた繊条のケーシ
ングは、満足のゆく特性が得られたが、このケー
シングは、一方向に平行に延びる１２の第一繊条
グループ、および１２の第一繊条グループと交差
し、平行に延びる、１２の第二繊条グループから
成る。各グループは、ステンレス鋼で、直径0.3
mmの１２の繊条を含む。

同様に組み合わせられたプラスチツク繊条で作
られた別のケーシングも望ましい特性を得た。つ
まり、このケーシングは、第２図から第４図に示
す種類の柔軟部材を、ねじれに対して十分強く
し、十分張力を持たせ、外面に耐摩耗性を持たせ
た。

この場合、ケーシングは２から１２の繊条グル
ープから成る。各グループは直径0.9mmの４つの
プラスチツク繊条からなる。

金属繊条のケーシングは、プラスチツク繊条の
ケーシング同様、軸方向の展延および圧縮によ
り、それぞれ約24mmから32mmの直径を有する。

第６図は、問題のケーシングの繊条を組み合わ
せる、修正された方法を示す。この種のケーシン
グの繊条を組み合わせるいくつかの他の方法は特
許請求の範囲の定義の枠内で可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の意図する種類の遠心分離機
の断面図を示す。第２図は、遠心分離機ローター
の分離室へ、および分離室からの、それぞれの液
体の輸送用の２つの管を形成する柔軟部材を示
す。第３図は、第２図の柔軟部材の末端部分の断
面図を示す。第４図は、第３図の線−沿いの
横断面図である。第５図および第６図は、第２図
による柔軟部材の周りのケーシングの １５：ローター本体、２８：柔軟部材、２９，
３０：管、３２：繊条、３８，３９：第一繊条の
グループ、４０，４３：第二繊条のグループ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 分離室を形成するローター、およびローター
   の回転中、分離室への、または分離室からの液体
   輸送用の、少なくとも１つの排出管２９，３０を
   形成する柔軟部材２８を含み、該柔軟部材は、ロ
   ーター軸線Ｃのローターの一方の軸方向側から、
   さらにローターからやや離れてローター円周を周
   つて、ローターのもう一方の軸方向側の、ロータ
   ー軸線と一直線になる場所に延びるものである遠
   心分離機の回転供給・排出管において、該柔軟部
   材２８は、一定のピツチで、柔軟部材２８の周囲
   を螺旋形に延びる、少なくとも一つ第一繊条、お
   よび該第一繊条のピツチの反対方向に向かうピツ
   チで柔軟部材の周囲を螺旋形に延びる、少なくと
   も一つの第二繊条を含む、ねじれに強いが柔軟性
   のあるケーシングに取り囲まれ、該ケーシング自
   体が、同時の半径方向の伸長および圧縮のそれぞ
   れの間、軸方向に圧縮および伸張可能であるよう
   に、前記繊条３２が互いに組み合わせられ、ま
   た、ケーシングが半径方向に圧縮されることによ
   り、柔軟部材と摩擦係合関係となるよう、ケーシ
   ングが軸方向に伸張される、遠心分離機の回転供
   給・排出管。 ２ ケーシングが、各末端でローター、およびロ
   ーターと共に回転しない部材のうち、少なくとも
   １つと接続される、特許請求の範囲第１項記載の
   遠心分離機の回転供給・排出管。 ３ 柔軟部材２８は、２つ以上の管を形成するそ
   れ自体が公知の種類のホースから成る、特許請求
   の範囲第１項または第２項記載の遠心分離機の回
   転供給・排出管。 ４ ケーシングは、多条ねじのねじ山のように、
   柔軟部材の周りを螺旋形に延びるグループ３８，
   ３９に分れた、いくつかの第一繊条、および、や
   はりグループ４０−４３に分れた、いくつかの第
   二繊条を含み、第一繊条の前記グループは、第二
   繊条のグループと組み合わされる、特許請求の範
   囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の遠心分
   離機の回転供給・排出管。