(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給材料を軽量相と重量相に分離するためのデカンター遠心機（１）であって、
その長手軸（５）の周りの回転のために用意された細長いボウル（２）を備え、前記ボウルは、周囲壁を備えた分離室（２６）を有し、スクリューコンベヤー（３）が、前記分離室の中に設けられ、前記ボウル（２）と同軸であり、
前記スクリューコンベヤー（３）はコンベヤーハブ（１４）を備え、前記コンベヤーハブ（１４）は長手管状鋼製本体部品（１８）を備え、螺旋状鋼製コンベヤーフライト（１５）が前記長手管状鋼製本体部品（１８）に取り付けられているデカンター遠心機において、
前記コンベヤーハブ（１４）はさらに、前記長手管状鋼製本体部品（１８）に対して同軸に延びている内側長手本体（１９）を備えており、前記内側長手本体（１９）は、前記長手管状鋼製本体部品（１８）の少なくとも一部を貫いて延びており、その比弾性率が長手管状鋼製本体部品（１８）の鋼材料の比弾性率よりも大きい第一の材料で作られていることを特徴とするデカンター遠心機。
【請求項２】
前記螺旋状フライト（１５）と前記ボウル（２）の前記周囲壁の間に遊び（２１）が設けられている請求項１に記載のデカンター遠心機（１）。
【請求項３】
前記長手管状鋼製本体部品（１８）の内側表面の少なくとも一部と前記内側長手本体（１９）の外側表面の間に粘着層（２０）が塗布されている請求項１に記載のデカンター遠心機（１）。
【請求項４】
前記第一の材料は繊維強化ポリマーである先行請求項のいずれか一つに記載のデカンター遠心機（１）。
【請求項５】
前記ポリマーはエポキシである請求項４に記載のデカンター遠心機（１）。
【請求項６】
前記繊維は炭素繊維を備えている請求項４に記載のデカンター遠心機（１）。
【請求項７】
前記繊維強化ポリマーの実質的に長手方向に走っている繊維素線（２２）と長手軸（２３）の間の角度（α）が、好ましくは２０°未満、より好ましくは１５°未満、最も好ましくは１０°未満である請求項６に記載のデカンター遠心機（１）。
【請求項８】
繊維素線（２４）の少なくとも一つの巻回が、５〜２０の実質的長手方向巻回（２２）ごとに前記長手軸（２３）に対して周方向に配置されている請求項７に記載のデカンター遠心機（１）。
【請求項９】
前記内側長手本体（１９）は管状であり、前記長手管状鋼製本体部品（１８）の壁厚に少なくとも等しい壁厚を有している先行請求項のいずれか一つに記載のデカンター遠心機（１）。
【請求項１０】
前記内側長手本体（１９）は、その長さの少なくとも一部にわたって、前記コンベヤーハブ（１４）の中心に半径方向に延びている先行請求項のいずれか一つに記載のデカンター遠心機（１）。
【請求項１１】
デカンター遠心機（１）のためのスクリューコンベヤーであって、
コンベヤーハブ（１４）を備え、前記コンベヤーハブ（１４）は長手管状鋼製本体部品（１８）を備えており、また、前記長手管状鋼製本体部品（１８）に取り付けられた螺旋状鋼製コンベヤーフライト（１５）を備え、
前記コンベヤーハブ（１４）はさらに、前記長手管状鋼製本体部品（１８）に対して同軸に延びている内側長手本体（１９）を備えており、前記内側長手本体（１９）は、前記長手管状鋼製本体部品（１８）の少なくとも一部を貫いて延びており、その比弾性率が長手管状鋼製本体部品（１８）の鋼材料の比弾性率よりも大きい第一の材料で作られていることを特徴とするスクリューコンベヤー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、その長手軸の周りに回転のために用意された細長いボウルを備え、前記ボウルは、周囲壁を備えた分離室を有し、スクリューコンベヤーが、前記分離室の中に設けられ、前記ボウルと同軸であり、前記スクリューコンベヤーはさらにコンベヤーハブを備え、前記コンベヤーハブは、長手管状鋼製本体部品と、前記長手管状鋼製本体部品に取り付けられた螺旋状鋼製コンベヤーフライトを備えている、供給材料を軽量相と重量相に分離するためのデカンター遠心機に一般に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のデカンター遠心機は米国特許出願公開第５３５４２５５号明細書から知られており、それは、一つ以上のフライトを備えているスクリューを運ぶ実質的円筒状コンベヤーハブを有している回転スクリューコンベヤーを取り囲んでいる中空ボウルを備えたデカンター遠心機を開示している。多くの用途で遭遇する悪環境に抵抗するために、米国特許出願公開第５３５４２５５号明細書に開示されたタイプのスクリューコンベヤーのスクリューと同様に本体も、鋼などの抵抗材料で一般に製造される。
【０００３】
一連の長手方向延在かつ半径方向突出支持リブは、コンベヤーハブに取り付けられている。それらの断面積は、ハブからの距離とともに増大する。それらの目的は、前記ハブおよびリブを備えているそのように形成された構造ユニットの高速運転条件に耐える能力への不利益な影響なしで、コンベヤーハブの直径の可能な低減を与えることである。ハブ直径のそのような低減は、分離室の中の供給材料の池の内側表面の直径の低減を提供し、それは、デカンター遠心機の低減された電力需要をもたらす。
【０００４】
しかしながら、半径方向突出リブを備えている米国特許出願公開第５３５４２５５号明細書に開示されるような複雑な遠心機設計は、その製造をやや困難にする。さらに、リブは、ボウルの中に空間を取り、それによって、その有効面積を低減する。
【０００５】
欧州特許出願公開第９６／１４９３５号明細書は、ポリウレタンで主に作られた非常に特別なデカンター遠心機を開示している。したがって、欧州特許出願公開第９６／１４９３５号明細書は、ドラムと、ハブと螺旋状フライトを備えたコンベヤーを有し、螺旋状フライトはポリウレタンで作られ、ドラムの内側表面に対してよりかかっており、それが、コンベヤーを安定させ、沈殿材料の削り取り影響を提供するデカンター遠心機を開示している。フライトの材料は、遠心機の中で処理される材料の液体相の密度と同じ桁のフライトの密度を提供し、したがって、コンベヤーの第一の臨界振動数を増大させ、遠心機の長さまたは回転速度を増大させ、それによりその分離能力を増長する。コンベヤーのハブは、フライトと同じ材料すなわちエラストマー材料：ポリウレタンで作られており、それによりコンベヤーは単純な型で鋳造可能である。コンベヤーに硬質を供給するために、炭素繊維強化樹脂のパイプが、コンベヤーを支持するベアリングの間に、コンベヤーの一方の端部から他方の端部に達して、鋳造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開第５３５４２５５号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第９６／１４９３５号明細書
【発明の概要】
【０００７】
本発明は、先行技術の上述の欠点を回避しながら、コンベヤーハブの低減された直径を提供し、前記コンベヤーハブは高速運転条件に耐えることが可能であるデカンター遠心機を提供することを目指す。
【０００８】
この目的は、本発明にしたがって、
その長手軸の周りに回転のために用意された細長いボウルを備え、前記ボウルは、周囲壁を備えた分離室を有し、スクリューコンベヤーが、分離室の中に設けられ、前記ボウルと同軸であり、
前記スクリューコンベヤーはコンベヤーハブを備え、前記コンベヤーハブは長手管状鋼製本体部品を備え、また、螺旋状鋼製コンベヤーフライトが前記長手管状鋼製本体部品に取り付けられており、前記コンベヤーハブはさらに、前記長手管状鋼製本体部品に対して導肉に延びている内側長手本体を備えており、前記内側長手本体は、前記長手管状鋼製本体部品の少なくとも一部を貫いて延びており、その比弾性率が長手管状鋼製本体部品の鋼材料の比弾性率よりも大きい第一の材料で作られている、供給材料を軽量相と重量相に分離するためにデカンター遠心機を提供することによって達成される。
【０００９】
前記内側長手本体を異なる材料で提供する、たとえば、コンベヤーハブを二つの同軸延在円筒形状構成要素に効果的に分離することによって、コンベヤーハブの直径が低減されることが達成され得る。その目的のために、前述の内側長手本体は、その比弾性率が前記管状鋼製本体部品の鋼材料の比弾性率よりも大きい材料で作られている。比弾性率または硬質重量比は、材料の弾性係数と質量密度の比として定義される。そのような材料は同時に硬質かつ軽量である。従って、関連する材料特性が改善され得る。したがって、元の管状鋼製本体部品の壁厚が、ハブの全直径を低減する前記内側長手本体によって、低減され得る、または、いわば置き換えられ得る。そのようなコンベヤーハブおよび推論的にデカンター遠心機は高速運転条件に耐えることが可能である。
【００１０】
ある実施形態では、螺旋状フライトとボウルの周囲壁の間に遊びが設けられる。このように、フライトとボウルの周囲壁との間の接触と、ボウルの周囲壁のほかにフライトの必然の摩耗が回避されることが保証され得る。
【００１１】
さらなる実施形態では、長手管状鋼製本体部品の内側表面の少なくとも一部と内側長手本体の外側表面の間に粘着層が塗布されてよい。このように、前記本体部品と前記内側本体は、互いに固定的に係合されている。
【００１２】
前記第一の材料は繊維強化ポリマーであってよい。繊維強化ポリマーは、繊維で強化されたポリマーマトリクスで作られた複合材料である。
【００１３】
前記ポリマーはエポキシであってよい。エポキシは、硬化剤と混ざり合ったときに固まる熱硬化性ポリマーである。エポキシなどの硬質かつ軽量材料を使用することによって、改善型デカンター遠心機が得られ得る。
【００１４】
前記繊維は炭素繊維を備えていてよい。これらは高い硬質重量比を有していると知られている。炭素繊維でエポキシを強化することによって、ポリマーの追加増強が達成され得る。
【００１５】
ある実施形態では、前記繊維強化ポリマーの実質的に長手方向に走っている繊維素線と長手軸の間の角は、好ましくは２０°未満、より好ましくは１５°未満、最も好ましくは１０°未満である。このように、内側長手本体の増大された構造的強度が達成され得る。利点として、本体のクラック形成の危険が大幅に低減され得る。
【００１６】
好ましくは、繊維素線の少なくとも一つの巻回が、５〜２０の実質的長手方向巻回ごとに前記長手軸に対して周方向に配置されている。
【００１７】
ある実施形態では、前記内側長手本体は管状であり、前記長手管状鋼製本体部品の壁厚に少なくとも等しい壁厚を有していてよい。
【００１８】
異なる実施形態では、前記内側長手本体は、その長さの少なくとも一部にわたって、コンベヤーハブの中心に半径方向に延びていてよい。このように、第一の材料の優れた特性が与えられるので、そのほかの特性が少なくとも維持されながら、コンベヤーハブの重量と直径が著しく低減され得ることが達成され得る。
【００１９】
本発明の他の目的と特徴と利点は、図面のほかに添付の請求項から、続く詳細な説明から明らかになろう。
【００２０】
一般に、ここに別の方法で明白に定義されなない限り、請求項で使用されるすべての用語は、技術分野においてそれらの通常の意味に解釈されるべきである。ある／その［要素、装置、構成要件、手段、ステップ、その他］へのすべての言及は、別の方法で明白に明言されない限り、前記要素、装置、構成要件、手段、ステップ、その他の少なくとも一例として率直に解釈されるべきである。ここに開示される任意の方法のステップは、明白に明言されない限り、開示された正確な順序でおこなわれる必要はない。
【００２１】
本発明はまた、上述したようなスクリューコンベヤーに関する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
本発明の前述のまた追加の目的と特徴と利点は、添付の概略図を参照して、本発明の好適な実施形態の以下の例証的かつ非限定的な詳細な説明を通してより良く理解されよう。ここで、同一の参照数字は同様の要素に対して使用されている。
【図１】図１は、デカンター遠心機１を概略的に示している。
【図２ａ】図２ａは、本発明の第一の実施形態によるコンベヤーハブの正面図である。
【図２ｂ】図２ｂは、図２ａの線ｂ−ｂに沿ったコンベヤーハブの断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態による繊維素線を備えた内側長手本体を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
好ましい実施形態の詳細な説明
図１に示されるデカンター遠心機１は、ボウル２とスクリューコンベヤー３を備えており、それらは、使用時に回転の軸５のまわりに回転するようにしむけられることが可能であるようにシャフト４に装着されており、回転の軸５はボウル２の長手方向に延びている。さらに、デカンター遠心機１は、長手方向に垂直に延びる半径方向５ａを有している。
【００２４】
簡単さのために、回転の軸７に向かうおよび回転の軸７から離れる半径方向を述べるものとして、それぞれ、「上」および「下」方向がここに使用される。
【００２５】
ボウル２は、ボウル２の一方の長手方向端部に設けられたベースプレート６を備えており、そのベースプレート６は内部側面７と外部側面８を有している。ベースプレート６は、多数の液体相取出開口９を備えている。さらに、ボウル２は、ベースプレート６の反対の端部に固体相放出開口１０を備えている。
【００２６】
さらに、スクリューコンベヤー３は、デカンター遠心機１に材料たとえばスラリーを供給するための取入開口１１を備えており、スラリーは、軽量または液体相１２と重量または固体相１３を備えている。前述したようにデカンター遠心機１の回転の再中、液体１２および固体１３相の分離が、ボウル２の周囲壁によって規定された分離室２６の中で得られる。液体相１２は、ベースプレート６の液体相取出穴９を通して放出され、また、スクリューコンベヤー３は、固体相１３を固体相放出開口１０に向けて輸送し、それを通して固体相１３がついに放出される。理解されるように、遊び２１は、一般に１〜２ｍｍであり、スクリューコンベヤー３とボウル２の周囲壁の間に設けられている。遊び２１は、フライトとボウル２の周囲壁の間の接触が回避されることを保証し、それによって、ボウル２の周囲壁のほかにフライトの摩耗を防止する。
【００２７】
図２ａは、別の実施形態のスクリューコンベヤー３の正面図であり、図２ｂは、図２ａの線ｂ−ｂに沿った前記スクリューコンベヤー３の断面図である。スクリューコンベヤー３は、コンベヤーハブ１４と、その外側表面へ取り付けられた螺旋状コンベヤーフライト１５を備えており、両者はいずれも鋼材料で提供される。コンベヤーハブ１４は、外側半径（Ｒ）を有する円筒部１６と、実質的円錐台部１７と、円筒部１６と円錐台部１７の間に位置する供給物取入部２５を備えている。長手管状鋼製本体部品１８は、前記円筒部１６の最外部を構成している。前記円筒部１６の最外部を鋼材料で提供することによって、コンベヤーハブ１４が供給材料の潜在的有害影響に耐え得ることが保証される。供給物取入部２５は、スラリーをボウル２の内部すなわち分離室２６の中に供給するための取入開口１１を備えている。
【００２８】
円筒部１６はさらに、管状であってよく、前記長手管状鋼製本体部品１８に対して同軸に、前記長手管状鋼製本体部品１８を通って延びる内側長手本体１９を備えている。内側長手本体１９は、その長さの少なくとも一部にわたって、コンベヤーハブ１４の中心に半径方向に延びていてよい。内側長手本体１９は、その比弾性率が長手管状鋼製本体部品１８の鋼材料の比弾性率よりも大きい材料で作られている。比弾性率または硬質重量比は、弾性係数と材料の質量密度の比として定義される。このように内側長手本体１９の材料は硬質かつ軽量である。好ましい実施形態では、図３に関連してより徹底的に説明される、炭素繊維で強化されたエポキシマトリックスが使用される。それらの比弾性率が長手管状鋼製本体部品１８の鋼材料の比弾性率よりも大きければ、複数の他の材料が想定されてもよい。非高分子材料のほかの他のポリマーが同様に考えられる。一例として、炭素繊維は、ケブラーまたはガラス繊維と置き換えられてもよい。剛性かつ軽量材料の長手管状鋼製本体部品１８とその中に閉じ込められた内側長手本体を組み合わせることによってコンベヤーハブ１４の直径が低減されながら、コンベヤーハブ１４および推論的にデカンター遠心分離機１が高速運転条件に耐えることが可能であることが達成される。長手管状鋼製本体部品１８は、従来のデカンター遠心機と比較して、減少した壁厚で構築され得る。しかしながら、壁厚は、一般にハブ１４に溶接される螺旋状コンベヤーフライト１５を押し進めるために必要な強度を提供するのに十分であるべきである。
【００２９】
図２ｂに見られ得るように、長手管状鋼製本体部品１８と内側長手本体１９の間の境界面に粘着層２０が塗布されている。前記粘着層２０を塗布することによって、前記長手管状鋼製本体部品１８と前記内側長手本体１９が互いに固定的に係合される。適切な接着剤はたとえばエポキシである。
【００３０】
図３は、本発明の実施形態による繊維素線２２を備えた内側長手本体１９を示している。繊維素線２２は管に巻回され、この分野の当業者に良く知られた方法でポリマーマトリクスに細工される。丈夫かつ硬質材料を達成するために、炭素繊維が使用される。繊維強化ポリマーに属している実質的に長手方向に走っている繊維素線２２は長手軸２３に対して角度（α）で配置されている。前記角度（α）は、好ましくは、ハブの一方の端部から他方の端部へ延びる単一の巻回に対応する２０°よりも下位にある。これは、管の最大曲げ強度を提供する。さらに、繊維素線２４の少なくとも一つの巻回または層が、５〜２０の実質的長手方向巻回２２ごとに前記長手軸に対して実質的に周方向に配置されている。このように、内側長手本体１９の増大した構造強度が達成され得る。利点として、内側長手本体１９中のクラック形成の危険が大幅に低減され得る。
【００３１】
本発明が、わずかな実施形態を参照して主として上に説明された。しかしながら、添付の特許請求の範囲によって定義されるように、当業者によって容易に認められるように、上に開示されたものとは別の実施形態が、本発明の範囲内で等しく可能である。
【図１】
0005591923.tif 000002
【図２ａ】
0005591923.tif 000003
【図２ｂ】
0005591923.tif 000004
【図３】
0005591923.tif 000005