(57)【要約】【課題】不純物の進入が制止されるように、円筒形のドラム・ハブと軸受けブロックとの間の中間の空間を遮蔽すること。【解決手段】回転軸６の周りに配置された遠心分離機のバスケット１用の軸受け装置では、バスケット１が、バスケット・ハブ２及びバスケット１の懸架装置２１を介して、軸受けブロック４、７、８、９、２０、２４内の回転軸６に沿って延びる駆動ユニット１２に連結された駆動シャフト３に回転可能に固定されて連結される。バスケット１は、動的な力によって生じた軸受け力が、実質的に駆動シャフト３から切り離されるように、軸受けブロック４、７、８、９、２０、２４内に支持されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠心分離機のバスケット（１）用の軸受け装置であって、前記バスケット（１）が、回転軸（６）の周りに回転可能に配置され、バスケット・ハブ（２）、及び前記バスケット（１）の懸架装置（２１）を介して、軸受けブロック内（４、７、８、９、２０、２４）に前記回転軸（６）に沿って延びる駆動ユニット（１２）に連結された駆動シャフト（３）に回転可能に固定されて連結され、前記バスケット（１）が、動的な力によって生じた軸受け力が、実質的に前記駆動シャフト（３）から切り離されるように、前記軸受けブロック（４、７、８、９、２０、２４）内に支持されていることを特徴とする軸受け装置。
【請求項２】
シール（１８、１９）が、前記軸受けブロック（４、７、８、９、２０、２４）と前記バスケット・ハブ（２）との間の隙間（１３）を密封するために設けられる、請求項１に記載の軸受け装置。
【請求項３】
少なくとも１つの第１の軸受け（７、８）が、前記バスケットの回転動作によって生じる動的な力を受けるために設けられ、少なくとも１つの第２の軸受け（９）が前記駆動シャフト（３）の案内のために設けられる、請求項１又は２に記載の軸受け装置。
【請求項４】
前記軸受けブロック（４、７、８、９、２０、２４）が、前記駆動シャフト（３）の周りに同軸に配置されたフルート管（４）を備え、少なくとも１つの前記軸受け（７、８、９）が前記フルート管（４）と前記バスケット・ハブ（２）との間に配置される、請求項１から３までのいずれか一項に記載の軸受け装置。
【請求項５】
前記バスケット・ハブ（２）が、前記バスケット（１）の前記懸架装置（２１）を介して前記駆動シャフトの第１の端部（１０）に回転可能に固定されて取り付けられ、少なくとも前記第２の軸受け（９）が、前記駆動シャフト又は前記フルート管（４）の第２の端部（１１）の付近に配置され、前記第２の端部（１１）が駆動ユニット（１２）に連結できるようになっている、請求項１から４までのいずれか一項に記載の軸受け装置。
【請求項６】
前記駆動シャフト（３）が、前記実質的に垂直の回転軸（６）に沿って配置され、前記駆動シャフトが、特に１０ｍｍから３００ｍｍの範囲のシャフトの直径を有し、前記シャフトの直径が、とりわけ１０ｍｍと１５０ｍｍの間、好ましくは５０ｍｍから１５０ｍｍの範囲にあり、前記駆動シャフトが、４００ｍｍから１，５００ｍｍ、特に４００ｍｍから１，０００ｍｍ、とりわけ５００ｍｍから８００ｍｍ、好ましくは６００ｍｍから７００ｍｍの長さを有し、前記バスケットの直径が、３００ｍｍから２，５００ｍｍになり、特に３００ｍｍから２，０００ｍｍに達し、好ましくは４００ｍｍから１，６００ｍｍの範囲にある、請求項１から５までのいずれか一項に記載の軸受け装置。
【請求項７】
前記間隙（１３）が、少なくとも前記第１の軸受け（７、８）から前記第２の軸受け（９）に延びる、請求項１から６までのいずれか一項に記載の軸受け装置。
【請求項８】
前記バスケット（１）が、前記間隙（１３）の付近に配置され、フィルタのケークを搬出するための少なくとも１つの排出開口を備え、塵、及び／又は粒子、及び／又は液滴、及び／又はガスの侵入が前記シール（１８、１９）によって防止できる、請求項１から７までのいずれか一項に記載の軸受け装置。
【請求項９】
軸受けの潤滑が、前記フルート管（４）内のボアによって実行でき、そのボアは、前記遠心分離機の前記バスケット（１）の外側の潤滑剤供給手段に連結できる、請求項１から８までのいずれか一項に記載の軸受け装置。
【請求項１０】
シール（１８、１９）が、前記バスケット・ハブ（２）のジャケット面上に形成された移動する滑り面と、前記フルート管のジャケット面上に形成された、対向して位置する固定された滑り面（１６、１７）との間に配置される、請求項１から９までのいずれか一項に記載の軸受け装置。
【請求項１１】
前記シール（１８、１９）のうちの少なくとも１つが、シャフト・シールとして、及び／又はリップ・シールとして、及び／又は周囲部シールとして作製される、請求項１から１０までのいずれか一項に記載の軸受け装置。
【請求項１２】
前記リップ・シールが、前記バスケット・ハブ（２）の外側ジャケット面の周囲に配置される、請求項１から１１までのいずれか一項に記載の軸受け装置。
【請求項１３】
前記移動する滑り面における前記シールの接触面での動作状態での周速が、１００ｍ／ｓより下、特に７５ｍ／ｓより下、とりわけ５０ｍ／ｓより下、グリース潤滑の場合４０ｍ／ｓより下になることが好ましく、及び／又は最小で１０ｍ／ｓ、特に最小で５ｍ／ｓ、ドライ・ラン時に最小で１ｍ／ｓに達することが好ましい、請求項１から１２までのいずれか一項に記載の軸受け装置。
【請求項１４】
前記シール（１８、１９）によって密閉された前記バスケット・ハブ（２）の内側の空間の不活性ガス体の生成及び維持のためのインターティゼーション手段が提供される、請求項１から１３までのいずれか一項に記載の軸受け装置。
【請求項１５】
請求項１から１４までのいずれか一項に記載の軸受け装置を有する縦型遠心分離機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転式バスケット用の駆動シャフトの軸受けへの対策、並びにこの軸受けの密封に関する。回転式バスケットは遠心分離機、特に縦型のスクレーパ式遠心分離機の構成要素である。
【背景技術】
【０００２】
このタイプの遠心分離機は、固体／液体混合物をその固体及び液体の成分に分離するのを実行するための手段の例である。遠心分離、すなわち固体成分を液体から分離するための分離プロセス中には、固体／液体混合物は、回転状態にされる。固体及び液体に作用する遠心力によって、沈降速度が増加することになる。粒子に作用する重力による混合物の固体成分の沈降とは異なり、固体粒子は、回転軸に垂直な平面での遠心力の作用によって回転軸から離れるように動かされる。粒子は、回転軸の周りに回転対称に装着されたフィルタに集められる。フィルタは、ほとんどの場合に円筒形の様式で作製されたバスケットのジャケットに配置され、或いはさらに、バスケットそれ自体がフィルタとして設計される。バスケットは、遠心分離機の固定ハウジングの方向にバスケットの外壁から離れて射出された液体のための通路開口を備える。以下のプロセス段階は、遠心分離機での固体／液体混合物の固体成分の分離のための分離プロセスで行われる。
【０００３】
遠心分離機は、充填パイプなどの充填装置を介して、分離される固体粒子を含む溶液で満たされる。溶液は、バスケットの内側に送られる。さらなる段階では、遠心分離工程が、固体粒子から液体を分離するために行われる。粒子は、バスケットの外壁の内側のケークとして堆積され、液体は、バスケット内に排出の目的で設けられた開口を通って排出され、バスケットを取り囲む容器内に集められる。洗浄プロセスによって、フィルタのケークから残留溶液が除去できる。洗浄液は、フィルタのケークの上に吹き付けられる。洗浄液は、回転によってフィルタのケークから取り除かれる。さらに、フィルタのケークにあるいかなる残留溶液も洗浄プロセスによって流し出される。このタイプの溶液は、多くの場合、健康上又は環境上の理由で、或いは生成物の引火性及びそのさらなる処理能力の観点からフィルタのケーク内に検出されるべきではない。洗浄プロセスの後に、フィルタのケークはバスケットの外壁の内側から除去され、それは、工業技術界でスクレーピング（こすり落し）と呼ばれている。この目的で、スクレーピング手段は、低速で回転するバスケットの内壁に沿って移動し、フィルタのケークを除去する。フィルタのケークは、遠心分離機の底部の開口を通して下方に排出することによって、縦型スクレーパ遠心分離機内の遠心分離空間を出る。その後、残留層が除去できるようにバスケットの外壁の内側が清掃される。
【０００４】
駆動シャフトを備える縦型遠心分離機の回転式バスケット用の軸受け装置が従来技術から周知であり、その装置は、回転式バスケットの実質的に垂直の回転軸に沿って配置されている。バスケットはバスケット・ハブを備え、バスケット・ハブは駆動シャフトに回転可能に固定されて連結され、回転式バスケットを支持する。第１の軸受けは、バスケットの回転動作によって生じる力を吸収する機能を果たす。少なくとも１つの第２の軸受けが回転軸の方向に作用する力を吸収する機能を果たす。駆動シャフトは、遠心分離機の固定ハウジング部分に軸支され、それは以下にフルート管と呼ばれる。フルート管は、駆動シャフトの少なくとも一部分に沿って延びる。第１及び第２の軸受けは、駆動シャフトとフルート管の間に配置される。
【０００５】
さらに、従来技術から、固定されたフルート管と回転するバスケット・ハブとの間に間隙を設けることが周知である。力を伝達する軸受けが、貯蔵バスケット・ハブに連結された駆動シャフトの端部に配置される。案内軸受けが駆動シャフトの端部付近に配置され、駆動装置に連結される。Ｖベルト・プーリが、一般的に、この駆動シャフトの端部にフランジで取り付けられ、電気モータによって駆動されるＶベルトを支持する。したがって、案内軸受けは、駆動シャフトとフルート管の間に配置される。したがって、フルート管の内径は、駆動シャフトに取り付けられた軸受けの外径よりもごくわずか小さいだけである。
【０００６】
従来技術による軸受け装置によって生じる問題は、シャフトが、ねじり及び曲げ歪みの両方を受けることである。さらに、シャフトは、貯蔵バスケットの動作によってシャフト内に導かれた動的な力も吸収する必要がある。特に、７００ｒｐｍから２，７００ｒｐｍの範囲の速度を伴う高速滑走の遠心分離機の場合、交互に入れ替わる高い曲げ応力が生じ、それによってシャフトの十分な寸法形状の決定が必要になる。次いで、要求されるシャフトの直径によって、対応する大きな軸受けを選択することが必要になり、それによってバスケット・ハブの内径がより大きくなる。したがって、従来技術からの解決策では、その内径のためにかなりの周速が生じるため、軸受けをシャフトに直接的に配置することが必要である。さらにシールは、同様にして、シャフトに直接的に、又はできる限り最小の直径を有し、シャフトと共に動くスリーブを介して配置する必要がある。必要とされる許容されたシャフトの直径の結果として周速が増加するため、シールに非常に高い摩擦熱が生じるので、シールのグリース潤滑を介して許容された量に低下させることさえできず、それによってシール材料が機能しなくなる。ＰＴＦＥのリップ・シールでも、グリース潤滑によって２５０℃までの範囲の温度にしか耐えることができず、前記の範囲に、酸化反応（シールの燃焼）による故障が生じる。
【０００７】
従来技術からの構造的な解決策は、シールをシャフトのところでバスケットの懸架装置に対して直近に配置することからなり、それによって、シール領域での周速が、シールに関して上限として許容される周速より下に留まることが確かになる。シールがシャフトと固定されたハウジング部分、すなわち以下にフルート管と呼ばれる構成要素との間に配置される、このような構造的な制限によって解決策が得られる。駆動側の軸受けと貯蔵バスケットの懸架装置に直近の１つ又は複数の軸受けとの間の区域に対して密封されるシャフト区域が可能な限り制限されるように、軸受けの直近にシールが配置される。したがってシールは、軸受けを不純物に対して密封し、軸受けを潤滑するために必要な潤滑剤の排出に対して密封する機能を有する。潤滑剤は、フルート管の内側の潤滑剤ボアによって軸受けに給送される。これらの潤滑剤ボアは、その製造が多くの労力及び／又は費用を伴うので不利である。特に、シャフトが１，０００ｍｍよりも長い全長を有して使用されるより大きな形状寸法を有する遠心分離機の場合、技術的な面から小さい直径を有する長い通路のボアは製造するのが複雑である。さらに、これらのボアは動作の際に閉塞が防止されるように設計される必要があり、それは、もしそうでなければ、ある種の状況の下で潤滑剤ボアの清掃のために貯蔵バスケット及び軸受けそれ自体の分解が必要になるからである。
【０００８】
さらなる欠点は、従来技術の実施例による間隙によって軸受け空間に全ての種類の不純物が入り込む可能性があることに基づいている。これらの不純物は、特に、遠心分離機の抜取り時に、及びフラッシング剤又は洗浄剤によって間隙に入り込む粒子によって発生する。製品を交換する時には、遠心分離機の空間全体をフラッシングする必要がある。内側の遠心分離機の空間が浸水され、それによって塵、不純物等がバスケット・ハブとフルート管の間の間隙に入り込み、そこに留まる可能性があり、それによって回転式バスケットとフルート管の間の中間の空間が詰まるおそれがある。その結果、特に、硬い結晶質の製品に伴う摩擦抵抗が上昇し、それによって動作の際の動的な力により軸受け内に力が導かれる可能性があり、それによって極端な場合には軸受けが故障することになる可能性がある許容されない軸受け歪みが生じることにより、始動時に問題が起こるおそれがあるだけでなく、動作中に間隙から運び出される汚染粒子により製品の汚染も生じるおそれがある。特に、食品産業及び医薬品に対して、製品の汚染を完全に防止する必要がある。しかし、従来技術による構造的な解決策の場合は、貯蔵バスケット・ハブとフルート管の間に間隙があることが必要である。その一方で間隙の密封は、上述の問題が生じることから、貯蔵バスケットの高い周速によって不可能である。他方で、貯蔵バスケットはシャフト上にカンチレバー様式で支持されるので密封も首尾よく行うことができず、それによって貯蔵バスケットは、動作の際にその静止位置の周りで数ミリメートルまでの偏りを生じることになる。最高の性能を有するリップ・シールでも１，０００ｒｐｍで最大で０．１ｍｍの動的な偏心距離しか許容できない。この偏心距離は、速度が上昇するにつれてさらに減少し、３，０００ｒｐｍで最大で０．０５ｍｍが許容できるにすぎなくなる。それは上述した記載に基づいて生じ、フルート管とバスケット・ハブの間の開放間隙は、現在のところ構造的な様式からなくすことはできない。
【０００９】
不純物のさらなる問題として、フルート管、軸受け、シール、及びそれを取り付け、芯合わせする連結部品の総体である軸受けブロックの全部品に悪影響する可能性のある腐食が挙げられ、特に、このタイプの不純物によって生じた閉塞が、駆動シャフトからバスケットを分解することなしに、又はさらに軸受けブロックを分解することなしに、検査に対してアクセスすることが不可能である場合に悪影響する。強い酸性又は塩基性の範囲で動作媒体に作用し、それによって連続運転でシールも悪影響を受ける可能性がある場合、腐食は軸受けのシールにも悪影響する可能性があり、それによってシャフトの軸受けの長期の密封を確実にすることができない。ＰＦＴＥのシールは、化学製品に十分な耐性を有すると言われていることは明らかであるが、研磨粒子は、化学的に反応性の高い物質と共に、高い周速による摩擦力を生じて、特に、このタイプの反応性の高い物質がより長い期間にわたってシールに永久的に作用する場合、どのようなシールに対しても大きな歪みを示す。
【００１０】
したがって、円筒形のドラム・ハブと軸受けブロックとの間の間隙にフラッシング・ノズルを設けることが従来技術から周知である。これらのフラッシング・ノズルの配置は、軸受けブロックの利用可能な空間が限定されているために複雑である。さらに、フラッシング・ノズルは、不純物によって生じた詰まりによって使用不可能になるおそれがあり、それによって、これまでに明記した全ての問題がこの改善された解決策によって起こる可能性もある。上記に述べた理由で、間隙が清掃及びその後の検査のために容易にアクセスできず、したがって、相当する長い修復時間を見込まなければならないので、バスケット・ハブと軸受けブロックとの間の中間の空間のフラッシング及び／又は浸水は不利である。製品の交換は、上述のバッチ又はその他の不純物の痕跡が、製品を処理する装置にまったく検出される可能性がないことが証明できる場合にのみ、たとえば製薬産業又は食品産業に使用される製品に関して行うことができる。したがって、そのような製品が残留し、及び／又は不純物が蓄積する可能性のある間隙は、可能な限りなくすようにされる。遠心分離機の上述の例が示すように、構造的な理由でこのタイプの間隙を不要にすることが不可能である場合、医薬品又は医薬品の前駆段階（ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ  ｓｔａｇｅｓ）に関する法規に従って、分析的なプロセスによって間隙を完全に清掃したことを証明することが必要であり、そのプロセスよって、たとえば不純物の濃度及び／又は不純物の組成を決定することによって間隙内の実際の関係を再現する。この種類の試験の枠内で、たとえば間隙の境界を定める表面のうちの１つから試料が取られ、実験室の分析によって純度が決定される。
【００１１】
このタイプの分析は、従来技術の実施例によって、バスケット及び遠心分離機の軸受けブロックを完全に分解することなしには実際に不可能である。軸受けブロックの設計は、超臨界速度範囲（ｈｙｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ  ｓｐｅｅｄ  ｒａｎｇｅ）で動作することによる機械的な歪み、及び駆動シャフトの臨界速度範囲を超える倍数によって予め定められる。したがって、動作の際に、要求される滑りの円滑さを確実にするには、軸受けブロック及びバスケットの分解の際に可能な最大の注意を払う必要がある。特に、それぞれの製品の異なるタイプの小さなバッチが遠心分離される必要がある場合、上述の清掃及び分析を含む新しい製品に関する全体の修復時間は、主な部分ではないにしても、サイクル時間のかなりの部分を占める。したがって、遠心分離機は、長期間にわたって生産的でない非動作状態のままになり、それによってかなり費用面で不利になる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
したがって、本発明の１つの目的は、中間の空間への不純物の進入が制止されるように、円筒形のドラム・ハブと軸受けブロックとの間の中間の空間を遮蔽することである。
【００１３】
本発明の別の目的は、シャフトに作用する力の成分を低下させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
目的は、請求項１の特徴部分によって満たされる。回転軸の周りに配置された遠心分離機のバスケットに関する、請求項１による軸受け装置は、バスケット・ハブ及びバスケットの懸架装置を介して、軸受けブロック内に回転軸に沿って延びる駆動ユニットに連結された駆動シャフトに回転可能に固定されて連結されているバスケットを備える。
【００１５】
バスケットは、動的な力によって生じた軸受け力が実質的に駆動シャフトから切り離されるように軸受けブロック内に支持される。
【００１６】
結びついた静的及び動的な力が動作状態で駆動シャフトに作用する。動的な力は、時間により変化する力を含む。しかし、不均衡な力が動作によって生じた変化に曝される可能性もあり、それによって特に、以下の原因を有する可能性がある。フィルタのケークは、固体／液体混合物の次第に進む分離によってバスケット内に堆積され、フィルタのケークが常に、バスケットの全ての周囲の上で均一に分配されることは予測されない。したがって、一般にフィルタのケークの質量中心は、駆動シャフトの回転軸であるバスケットの対称軸に位置するようにならない。時間により変化し、一般的に堆積の程度が増すにつれて増加するこの動的な力は、以下の好ましい実施例に説明されるように、駆動シャフトがこの力を吸収する必要がないように、同様に、軸受けを介してフルート管内に導かれる。
【００１７】
軸受けブロックとバスケット・ハブの間の隙間の密封用のシールは、１つの好ましい実施例に従って軸受け装置用に提供される。
【００１８】
１つの好ましい実施例によれば、少なくとも１つの第１の軸受けがバスケットの回転動作によって生成された動的な力の吸収用の軸受け装置のために設けられ、少なくとも１つの第２の軸受けが駆動シャフトの案内のために設けられる。
【００１９】
１つの好ましい実施例によれば、軸受け装置は、駆動シャフトの周りに同軸に配置された軸受けブロック及びフルート管を備える。少なくとも１つの軸受けがフルート管とバスケット・ハブの間に配置される。
【００２０】
軸受け装置に関する１つの好ましい実施例によれば、バスケット・ハブは、バスケットの懸架装置を介して駆動シャフトの第１の端部に回転可能に固定されて取り付けられている。少なくとも第２の軸受けが駆動シャフト又はフルート管の第２の端部付近に配置され、第２の端部が駆動ユニットに連結可能になっている。
【００２１】
軸受け装置に関する１つの好ましい実施例によれば、駆動シャフトが、実質的に垂直の回転軸に沿って配置される。駆動シャフトは、特に１０から３００ｍｍの範囲のシャフトの直径を有し、シャフトの直径は、とりわけ１０ｍｍと１５０ｍｍの間、好ましくは５０ｍｍと１５０ｍｍの範囲になり、駆動シャフトは、４００ｍｍから１，５００ｍｍの長さを有し、特に４００ｍｍから１，０００ｍｍ、とりわけ５００ｍｍから８００ｍｍ、好ましくは６００ｍｍから７００ｍｍの長さを有し、バスケットの直径は、３００ｍｍから２，５００ｍｍ、特に３００ｍｍから２，０００ｍｍに達し、好ましくは４００ｍｍから１，６００ｍｍの範囲にある。
【００２２】
軸受けの配列により、軸受けバスケットの水平の力と不均衡の力がフルート管によって吸収される。駆動シャフトは、本質的に、遠心分離機の始動時及び停止時に駆動手段によって導かれるねじり力の吸収のために設計でき、それによって、実質的により小さいシャフトの直径を伴ってその寸法形状を決める時に十分性を見い出すことができ、それによってシャフトの直径が元のシャフトの直径に対して３分の１まで縮小できるようになる。
【００２３】
シャフトの直径の縮小により、フルート管の直径がより小さくなり、同時に周速がより低くなり、それは、一方では、軸受けの製品寿命を上昇させるのに寄与し、他方では、フルート管、駆動シャフト、及び／又はバスケット・ハブ上で密封される静止面と移動する滑り面との間の周速をかなり低下させ、それによって、完全に新しい軸受け装置がもたらされる。
【００２４】
バスケット・ハブはフルート管上に支持され、バスケット・ハブは、その全長にわたってフルート管に支持することができ、それによってバスケット・ハブの案内が確かにされるので、それはバスケット・ハブの滑り特性の改善を少なからずもたらすことになる。バスケット・ハブは、フルート管内のバスケット・ハブの支持によってその全長に沿って支持される。この支持は、バスケット・ハブとフルート管の間の間隙の密封が完全に可能になるように、バスケット・ハブとフルート管の間にかなり厳密な許容誤差が実現できる結果になる。バスケット・ハブの片持ち支持を不要にすることができるので、バスケット・ハブの滑りの円滑さがこの支持によって向上できる。
【００２５】
縮小した外径も周速の低下をもたらし、それによって、動作状態で生じる摩擦熱が低下し、それによってリップ・シールが、間隙の密封のために使用できる。
【００２６】
バスケットの回転は、５００ｒｐｍから３，０００ｒｐｍの範囲になる。７５０ｒｐｍから１，６００ｒｐｍの範囲が特に好ましく、通常の軸受けの潤滑が９００ｒｐｍまでに関して十分であると考えられ、オイル潤滑された軸受けが９００ｒｐｍより上で使用可能である。
【００２７】
軸受け装置に関する１つの好ましい実施例によれば、間隙が少なくとも第１から第２の軸受けに延びることができる。
【００２８】
１つの好ましい実施例によれば、バスケットは、フィルタのケークを搬出するための少なくとも１つの排出開口を備え、その開口は、間隙の付近に配置され、塵、及び／又は粒子、及び／又は液滴、及び／又はガスの侵入がシールによって防止可能である。
【００２９】
軸受け装置に関する１つの好ましい実施例によれば、フルート管内のボアによって軸受けの潤滑が実行でき、そのボアは、遠心分離機のバスケットの外側の潤滑剤供給手段に連結できる。
【００３０】
軸受け装置に関する１つの好ましい実施例によれば、バスケット・ハブのジャケット面上に配置された移動する滑り面と、フルート管のジャケット面上に形成された対向して配置された固定された滑り面との間にシールがある。
【００３１】
軸受け装置に関する１つの好ましい実施例によれば、シールのうちの少なくとも１つがシャフト・シール及び／又はリップ・シール及び／又は周囲部シールとして作製される。
【００３２】
軸受け装置に関する１つの好ましい実施例によれば、リップ・シールが、バスケット・ハブの外側ジャケット面の周囲に配置される。
【００３３】
軸受け装置に関する１つの好ましい実施例によれば、移動する滑り面に対するシールの接触面での動作状態での周速は、１００ｍ／ｓより下、特に７５ｍ／ｓより下、とりわけ５０ｍ／ｓより下、グリース潤滑の場合４０ｍ／ｓより下になることが好ましく、及び／又は最小で１０ｍ／ｓ、特に最小で５ｍ／ｓ、ドライ・ラン（ｄｒｙ  ｒｕｎ）の場合に特に最小で１ｍ／ｓに達することが好ましい。
【００３４】
軸受け装置に関する１つの好ましい実施例によれば、シールによって密閉されたバスケット・ハブの内側の空間の不活性ガス体の生成及び維持のためのインターティゼーション（ｉｎｔｅｒｔｉｓａｔｉｏｎ）手段が提供される。
【００３５】
特に、上記の実施例のうちの１つによる軸受け装置に縦型遠心分離機を設けることができる。垂直に配置された遠心分離機は、頻繁に変化する製品仕様を伴う小から中程度のバッチに対して特に適したものであるのに対して、水平に配置された、濾過スクレーパ遠心分離機は、連続運転で常に起こる懸濁液の大きな処理量に関して使用されることが好ましい。濾過遠心分離機の適用の領域は、０．１μｍから１０，０００μｍ、特に１から５，０００μｍ、好ましくは１から１，０００μｍの広い範囲の粒子寸法をカバーする。特に、遠心分離される懸濁液は、１０％より多い、好ましくは２０％より多い、とりわけ２５％より多い固形分を有する。
【００３６】
このタイプの密封問題が、上部排出及び底部排出の両方を備える縦型遠心分離機の場合に起こるのは、それが微細な塵又はエマルジョン、或いはそれと同様なものなどの小さな、軽量の粒子の容器なので、フィルタのケーク物質が常に貯蔵バスケット・ハブと駆動シャフトのフルート管の間の間隙内に移動する可能性があることによる。
【００３７】
本発明を、図面を参照してより詳細に説明する。
【００３８】
１００より上の参照番号は、すでに従来技術で開示された実施例に属することを前もって述べる必要がある。
【実施例】
【００３９】
図１に示される従来技術の好ましい実施例では、軸受け装置が懸架装置１２１を介して駆動シャフト１０３に回転可能に固定されて連結されたバスケット１０１を備える。懸架装置１２１は、この実施例で円錐形を有する駆動シャフトの第１の端部１１０に配置されている。円錐形は、可能な限り低い切欠き効果によって駆動シャフト１０３の脆弱化現象（ｗｅａｋｅｎｉｎｇ  ｐｈｅｎｏｍｅｎａ）がもたらされるように選択された。駆動シャフト１０３の全ての直接的な直径の遷移は、脆弱化現象と呼ばれ、それは荷重の影響の下での局所的な荷重の最高点をもたらし、これらの荷重の最高点は、切欠き効果に一致する。駆動シャフトは、バスケット１０１の全荷重、並びにねじり力だけでなく、バスケット及び／又は駆動シャフト１０３それ自体の回転動作のために生じる動的な力も吸収する必要がある。これらの動的な力によって周期的に変動する交互の曲げ応力がシャフト内に導かれ、それは疲れ破壊をもたらすおそれがあり、このタイプの疲れ破壊は、しばしば、小さな遷移半径を有するシャフトのショルダなどの構造的な切欠き内にその始まりを有することが知られている。懸架装置１２１は、固定要素１３８によって回転しないように固定される。固定要素１３８は、カバー１３９によって位置決めされる。駆動シャフトは、より詳細には示されない駆動ユニット１１２によってその回転軸１０６の周りを回転可能である。したがって、駆動シャフト１０３の回転は、バスケット１０１の懸架装置１２１を介してバスケット・ハブ１０２に、及び／又はリブ構造１２６を介してバスケットのジャケットに伝達できる。したがって、バスケット１２１は、その回転軸が駆動シャフトの回転軸１０６と一致する回転対称の構成要素として作製される。駆動シャフト１０３は、軸受けブロック１２２内に軸支され、その軸受けブロックは、軸受け（１０７、１０８、１０９）に加えてフルート管１０４を備える。軸受けブロック１２２はさらに、シール１１８を備え、３つのシャフト・シールが図示された実施例に順次に配置される。シール１１８は、ねじ連結部１３０を介してフルート管に取り付けられた受け手段１２０内に受けられる。受け手段１２０は、それぞれが１つのシャフト・シールを受ける一連のフランジとして設計され、それによって組立て時には、フランジが間隙なしに互いに積み重ねられ、間隙１１３に位置する可能性のある不純物に対して終端要素１３１及び／又はスリーブ要素によって密封できる。密封作用は、軸受けの潤滑用に使用される潤滑剤が間隙１１３内に排出されることに対して密封することも含む。Ｏリングなどの密封要素１３２をフランジの間、及び／又はフランジと終端要素１３１又はスリーブ要素１３３との間に設けることができる。駆動シャフト１０３に回転的に固定されて連結されたコネクタ要素１３４は滑り面を設けられ、その滑り面は、その表面の性質の点で、シャフト・シールとして設計されたシール１１８が、摩擦熱によって許容されない様式で加熱されずにこの表面の上を滑ることができるように設計されている。このコネクタ要素１３４の上に滑り面を作ることが、駆動シャフトそれ自体の上よりもかなり単純で費用効果的に行うことができるので、コネクタ���素１３４上に滑り面を配置することが有利である。しかし、駆動シャフト上にコネクタ要素１３４を固定することを可能にするコネクタ要素１３４に対する位置決め手段１３５を設ける必要がある。一方では、シールの密封効果を確実にし、密封効果を低下させ及び／又はシールの過熱を生じるおそれのある、許容されない押し付ける圧力がシールのどの位置にも作用しないように、駆動シャフトとコネクタ要素１３４との間に芯違いがまったく起こらないことを確実にする必要があるので、このコネクタ要素の形状及び位置の許容差に高い要求がされる。他方で、コネクタ要素１３４の質量分布は、動的な力、特に不均衡な力がシャフト内にまったく導かれないように、質量中心が駆動シャフト１０６の回転軸にあるようにすることができる。製造において正確が要求されることで、全体の軸受けブロックがより高価になる。
【００４０】
間隙１１３を不純物がないように周期的に清掃する清掃の可能性を与え、又は連続的に使用可能なフラッシング・プロセスによって不純物が間隙１１３に移動しないように防止することがさらに必要である。図示される実施例では、管１３６として設計される清浄剤用のインフィード（ｉｎｆｅｅｄ）が示され、その切込みを通って清浄剤が周辺部ボア１３７内に導入され、その周辺部ボアは、受け手段１２０と終端要素１３１との間のボーリング・ブロック１２２に配置されている。清浄剤の軸受け領域内への侵入をなくすように周辺部ボア１３７を密封するために、さらなるシール要素１３２が必要とされる。清浄剤が間隙１１３に排出できるように、図示されないノズルが終端要素１３１に配置される。
【００４１】
周期的な清掃の代わりに、上述した管１３６、及びノズルによって周辺部ボア１３７を介して不活性ガスを間隙１１３に連続的に導くように対策を講じることもできる。フラッシングの流れによって不純物が間隙１１３から運び出されるように、間隙が不活性ガスによって連続的にフラッシングされる。この変形は、不要な化学反応又はさらに爆発の危険があるような、反応性の媒体が遠心分離にかけられる場合に使用される。
【００４２】
図２に示される本発明による軸受け装置の実施例は、遠心分離機、特に底部排出を備える縦型遠心分離機のバスケット１からなり、バスケット１は、バスケット・ハブ２及びバスケットの懸架装置２１を介して軸受けブロック（４、７、８、９、２０、２４）内の回転軸６に沿って延びる駆動ユニット１２に連結された駆動シャフト３に回転可能に配置されている。軸受けブロック（４、７、８、９、２０、２４）とバスケット・ハブ２との間の間隙１３の密封用のシール（１８、１９）は、駆動側にバスケット・ハブ２と軸受けブロック（４、７、８、９、２０、２４）との間に設けられる。
【００４３】
図２及び図３に示される好ましい実施例では、軸受け装置が、懸架装置２１を介して駆動シャフト３に回転可能に固定されて連結されたバスケット１を備える。懸架装置２１は、この実施例で円筒形のショルダを有する駆動シャフトの第１の端部１０に配置されている。懸架装置は、キーによって駆動シャフト３の第１の端部１０に回転可能に固定されて連結されている。生産に求められる労力が少なく、したがってより費用効果的に生産できるので、キー連結が選択されることが好ましい。上記に述べた駆動ユニットによって、バスケットの動的な及び／又は準静的な力を駆動シャフト内に導かれたねじり力から切り離すことによって、駆動シャフトは、多くても、ねじり力に対してまったく影響力のないものである交互の曲げ応力を受けるだけであり、それによって構造的な切欠きの許容されない歪みが防止できる。したがって、それは、従来技術から知られるような駆動シャフトの組み合わさった歪みが原因で使用可能でなかった、費用効果的な構造の選択肢が駆動シャフトの設計にもたらされる。この代わりに、貯蔵バスケット１の懸架装置２１のシート部が、従来技術の実施例に開示されるような円錐形を有するように対策を講じることができる。円錐形は、可能な限り低い切欠き効果によって駆動シャフト３の脆弱化現象を達成するように選択される。駆動の形状は、駆動シャフトの質量中心が回転軸上にない場合、明らかにバスケット１の全荷重、並びにねじり力を吸収する必要があるだけでなく、駆動シャフト３それ自体の回転動作のために生じるいかなる動的な力も吸収する必要がある。周期的に変動する交互の曲げ応力がこれらの動的な力によって駆動シャフト内に導かれ、それは疲れ破壊をもたらすおそれがあり、このタイプの疲れ破壊は、しばしば、構造的な切欠き内にその始まりを有することが知られている。したがって、バスケットの懸架装置２１の受けのための円錐形の駆動シャフト部分を有する変形が、特に、駆動シャフト３の重量の力がねじり力に対して無視できない大きな遠心分離機に適している。懸架装置２１は、回転しないように、固定要素によって図１に示された実施例と同様に固定されている。バスケット１の固定要素及び懸架装置２１は、カバーによって位置決めされる。
【００４４】
駆動シャフトは、より詳細には示されない駆動ユニット１２によってその回転軸６の周りを回転可能である。特に、電気モータが駆動ユニット１２として設けられ、駆動シャフトに直接的にフランジで取り付けでき、又はこの代わりに、伝達装置、特にベルト駆動装置１１によって駆動シャフト６に連結できる。したがって、駆動シャフト３の回転は、バスケット１の懸架装置２１を介してバスケット・ハブ２に、及び／又はリブ構造２６を介してバスケット１のジャケット２７に伝達できる。したがって、バスケット２１は、その回転軸が駆動シャフトの回転軸６と実質的に一致する回転対称の構成要素として作製される。駆動シャフト３は、軸受けブロック２２内に軸支され、その軸受けブロックは、軸受け（７、８、９）に加えてフルート管４を備える。
【００４５】
回転軸６の周りに回転可能に配置された遠心分離機のバスケット用の図２又は図３による軸受け装置は、バスケット１が、バスケットのバスケット・ハブ２を介して、及び懸架装置２１を介して、軸受けブロック（４、７、８、９、２０、２４）内の回転軸６に沿って延びる駆動ユニット１２に連結された駆動シャフト３に回転可能に固定されて連結されるので、軸受け（７、８、９）の配置は、遠心分離機のバスケットに関して従来技術からかなり異なり、それによって動的な力によって生じる軸受けの力が駆動シャフト３からかなり切り離されるように、バスケット１が軸受けブロック（４、７、８、９、２０、２４）内に支持される。したがって、本実施例では、２つの軸受け（７、８）がフルート管４とバスケット・ハブ２との間に配置される。軸受け（７、８）は、回転貯蔵バスケット１の最大限に可能な滑りの円滑性が確実になるように、駆動シャフト３の第１の端部１０付近で可能な場所に取り付けられる。バスケットの動作から生じる動的な力は、軸受け（７、８）を介してフルート管４内に導かれる。特に、不均衡な力がこれらの動的な力によって理解される。これらの不均衡な力は、遠心分離機の始動の間及び停止段階の間に時間により変化する。遠心分離機の定常動作の間、不均衡な力が、バスケット１の非回転対称の質量分布により、周期的な変動を受ける可能性があり、遠心分離機の再装填により変化する可能性がある。周期継続時間（ｐｅｒｉｏｄ  ｄｕｒａｔｉｏｎ）は、駆動シャフトの１回転に相当する。時間により変化する不均衡な力は、バスケット１のジャケット２７上に分離された材料の不均一な分布による、及び／又はバスケットのジャケット２７の開口を通る不均一な液体の排出によるこれらの周期的に変動する不均衡な力に加えて、軸受けに作用する可能性もある。しかし今度は、これらの全ての力は、これ以上駆動シャフト３によって吸収されない。このことから、従来技術において同じ構造の、及び同じ寸法の遠心分離機の場合に可能であったよりも、実質的により小さい外径を備える駆動シャフト３が使用できる利点がもたらされる。
【００４６】
軸受け９は、本質的に案内軸受けであり、バスケット・ハブ２がフルート管４に移動することによって生じる可能性のある径方向の力を導く機能を果たす。軸受け９は、バスケット・ハブ２とフルート管４との間にも有利に配置される。
【００４７】
軸受けブロック２２はさらにシール１８を備え、入口開口を通って間隙１３内に移動する不純物に対して軸受け９を密封できるように、シャフト・シールが図示された実施例での間隙１３への入口開口に可能な限り近づいて配置される。シール１８は、フルート管４の一部分である固定された滑り面１７と、バスケット・ハブ２の一部分として、又はバスケット・ハブ２に回転可能に固定されて連結されたスリーブ要素２８として作製された移動する滑り面１４との間に配置される。上流側にあり、フィルタのケーク５からの粒子がなお自由にアクセス可能な間隙１３の部分は、別のシールによって密封でき、そのシールは、リップ・シール１９として作製され、それによって、バスケットの外に搬出されるフィルタのケークに対して間隙がまったくないようにする。リップ・シール１９は、ねじ連結部２９を介してフルート管に取り付けられた受け手段２０内に受けられる。受け手段２０は、特に管の一部分又はスリーブの一部分として作製され、そこには、少なくとも１つのリップ・シール１９を受けるための窪みが設けられる。窪みはリップ・シール１９に対するホルダとしての機能を果たし、窪みの底面が固定された滑り面１６を形成し、その滑り面１６上にリップ・シール１９のリップが位置する。受け手段２０の組立ては、受け手段がねじ連結部によって直接的にフルート管４に、又はフランジ連結部２３を介してフルート管４に取り付けられるように行われる。間隙１３は、２つのシール（１８、１９）によって不純物に対して密封される。シール１９は、バスケット・ハブ２に回転可能に固定されて連結されたスリーブ要素２８の外側に形成されることが有利である。移動する滑り面１５は、シール１９がこの移動する滑り面１５の上を摺動できるようにシール１９とスリーブ要素２８との間を延びる。スリーブ要素２８の対向して位置する側面上にシール１８及び１９を配置する利点は、２つのシールの間に迷路様通路が形成されることによるものである。したがって、リップ・シールを通過する個々の汚染粒子はいずれも、もとから迷路様通路内に捕らえられることができ、それによってそれらがシール１８に達しないようにする。したがって、ある種の密封効果が迷路様通路によってもたらされる。移動する滑り面（１４、１５）が単純に生産できるようになることから、スリーブ要素（２８）が設けられる。特に、小さな遠心分離機の場合、より低い周速で生じる摩擦熱があまりにも低く、シールの許容されない加熱に影響を与えず、それによって移動する滑り面（１４、１５）の表面の性質にそのような高い要求をする必要もなくなるので、少なくともシール１８をフルート管４とバスケット・ハブ２との間に直接的に設けることもできる。
【００４８】
したがって、従来技術で述べられているようなフランジの間、及び／又はフランジと終端要素１３１又はスリーブ要素１３３との間のシール要素１３２（図１を参照されたい）を備える複雑及び／又は高価な構造が使われなくなる。シール（１８、１９）が間隙の入口に配置できるので、駆動シャフト１０３に回転可能に固定されて連結され、シャフト・シールとして設計されたシール１１８が、摩擦熱によって許容されない様式で過剰に加熱されずにこの表面の上を摺動でき、同様に高い表面の性質を要求される、移動する滑り面を備えたコネクタ要素１３４がこれ以上必要でなくなる。
【００４９】
図２又は図３の実施例によれば、間隙１３の不純物を周期的に清掃する清掃の可能性をこれ以上与える必要がなくなり、又は連続的に使用可能なフラッシング・プロセスによって不純物が間隙１３内に移動しないように防止することがこれ以上必要でなくなる。力が切り離され、また、それによって駆動シャフト３及びフルート管４の直径が縮小することによりシールを間隙入口に配置でき、それによって搬出されるフィルタのケークの粒子が間隙１３にこれ以上「入る」可能性がなく、したがって軸受け装置のいかなる汚染の危険も防止できる。
【００５０】
動作中及び組み立てられた状態で間隙１３に不純物がまったく入り込むことができないので、変形も、不純物がフラッシングの流れと共に間隙１１３から搬出されるように、間隙を不活性ガスによって連続的にフラッシングするために、ノズルによって、図１で説明した管１３６、及び周辺部ボア１３７通して、間隙１１３内に連続的に不活性ガスを導くことが不要になる。したがって、本発明による遠心分離機は、軸受け装置の領域の密封により、シールの機能が確実にされる限り、不要な化学反応又はさらに爆発の危険がこれ以上なくなるので、前述の複雑な及び／又は費用のかかるフラッシングを行うことなしに反応性及び／又は爆発性媒体用に使用することが可能である。シールは、遠心分離機の保守も簡略化されるように、検査のために比較的容易にアクセス可能である。
【００５１】
図４は、縦型遠心分離機の軸受け装置の全体図を示す。貯蔵バスケット１は、この場合、装填されない状態で示されている。液体用の排出開口が、貯蔵バスケットの表面の上に示され、前記液体は、排出開口を通って遠心分離によってバスケットを離れ、バスケット１の周りに配置されたハウジングに集められることが可能である。バスケット１はバスケット・ハブ２を備え、そのハブは、本発明による軸受け装置によってフルート管４に支持される。駆動シャフト３は、バスケット１に回転可能に固定されて連結され、駆動ユニットとしての機能を果たす電気モータによるＶベルト駆動を介して駆動される。Ｖベルト駆動は図示されない変形によって不要にすることができる。この場合に駆動モータは、フランジ連結部によって駆動シャフト３に直接的に連結される。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】従来技術の遠心分離機用軸受け装置の図である。
【図２】本発明による遠心分離機用軸受け装置を貫通する断面図である。
【図３】図２による軸受け装置の詳細図である。
【図４】駆動ユニットを備える本発明による縦型遠心分離機の全体図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  バスケット
２  バスケット・ハブ
３  駆動シャフト
４  フルート管
５  フィルタのケーク
６  回転軸
７，８，９  軸受け
１０  駆動シャフトの第１の端部
１１  駆動シャフトの第２の端部
１２  駆動ユニット
１３  間隙
１４，１５  移動する滑り面
１６，１７  固定された滑り面
１８  シャフト・シール
１９  リップ・シール
２０  受け手段
２１  懸架装置
２２  軸受けブロック
２３  フランジ連結部
２４  フランジ
２５  連結手段
２６  リブ構造
２７  ジャケット
２８  スリーブ要素
２９  ねじ連結部
１０１  バスケット
１０２  バスケット・ハブ
１０３  駆動シャフト
１０４  フルート管
１０５  フィルタのケーク
１０６  回転軸
１０７，１０８，１０９  軸受け
１１０  駆動シャフトの第１の端部
１１１  駆動シャフトの第２の端部
１１２  駆動ユニット
１１３  間隙
１１４，１１５  移動する滑り面
１１６，１１７  固定された滑り面
１１８  シャフト・シール
１１９  リップ・シール
１２０  受け手段
１２１  懸架装置
１２２  軸受けブロック
１２３  フランジ連結部
１２４  フランジ
１２５  連結手段
１２６  リブ構造
１２７  ジャケット
１３０  ねじ連結部
１３１  終端要素
１３２  シール要素
１３３  スリーブ要素
１３４  コネクタ要素
１３５  コネクタ要素用の位置決め手段
１３６  通路
１３７  周辺部ボア
１３８  固定要素
１３９  カバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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