(57)【要約】【課題】遠心分離機のバスケットハブと軸受ブロックの間の隙間を不純物が入らないように遮蔽する。【解決手段】遠心分離機のバスケット１が回転軸線６周りに回転可能に配置してあり、かつバスケットハブ２を介しおよびバスケット１の懸架装置２１を介して、軸受ブロック４、７、８、９、２０、２４の中をこの回転軸線６に沿って伸びる駆動ユニット１２に結合した駆動軸３に回転するように固定結合してある。この軸受ブロック４、７、８、９、２０、２４とバスケットハブ２の間の隙間１３を封止するためにシール１８、１９がこのバスケットハブ２と軸受ブロック４、７、８、９、２０、２４の間の駆動側に設けてある。これは、駆動軸に作用する捻り応力と曲げ応力を分離し、軸径を細くでき、周速が遅くなったので可能になり、これでこの隙間に不純物が入らないのでその清掃システムも不要になる。【選択図】図３
2007289950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠心分離機のバスケット（１）用シール装置であって、前記バスケット（１）が回転軸線（６）周りに回転可能に配置してあり且つ、バスケットハブ（２）を介してかつ該バスケット（１）の懸架装置（２１）を介して、軸受ブロック（４、７、８、９、２０、２４）の中を前記回転軸線（６）に沿って伸びる駆動ユニット（１２）に結合した駆動軸（３）に回転するように固定結合してあるシール装置に於いて、前記軸受ブロック（４、７、８、９、２０、２４）とバスケットハブ（２）の間の隙間（１３）を封止するためにシール（１８、１９）が前記バスケットハブ（２）と軸受ブロック（４、７、８、９、２０、２４）の間の駆動側に設けてあることを特徴とするシール装置。
【請求項２】
請求項１に記載のシール装置に於いて、前記バスケット（１）は、動的外力によって生ずる軸受力が実質的に上記駆動軸（３）から切離されるように上記軸受ブロック（４、７、８、９、２０、２４）に支持してあるシール装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のシール装置に於いて、少なくとの一つの第１軸受（７、８）が前記バスケットの回転運動によって起る動的外力を受けるために設けてあり且つ少なくとも一つの第２軸受（９）が前記駆動軸（３）を案内するために設けてあるシール装置。
【請求項４】
請求項１から３までの何れか一項に記載のシール装置に於いて、前記軸受ブロック（４、７、８、９、２０、２４）が前記駆動軸（３）の周りに同軸に配置してあるフリュート管（４）を含み、および前記軸受の少なくとも一つ（７、８、９）が前記フリュート管（４）と前記バスケットハブ（２）の間に配置してあるシール装置。
【請求項５】
請求項１から４までの何れか一項に記載のシール装置に於いて、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）を介して前記駆動軸の第１端（１０）に回転するように固定締結してあり且つ少なくとも前記第２軸受（９）が前記駆動軸の第２端（１１）または前記フリュート管（４）の近くに配置してあり、前記第２端（１１）を駆動ユニット（１２）に結合できるシール装置。
【請求項６】
請求項１から５までの何れか一項に記載のシール装置に於いて、前記駆動軸（３）が前記実質的に垂直な回転軸線（６）に沿って配置してあり、前記駆動軸は、特に１０ないし３００ｍｍの範囲内の軸直径を有し、該軸直径はもっと限定的には１０ｍｍと１５０ｍｍの間、好ましくは５０ないし１５０ｍｍの範囲内にあり、およびこの駆動軸は、長さが４００ないし１，５００ｍｍ、特に４００ないし１，０００ｍｍ、もっと限定的には５００ないし８００ｍｍ、好ましくは６００ないし７００ｍｍで、上記バスケットの直径が３００ないし２，５００ｍｍ、特に３００ないし２，０００ｍｍに達する範囲内にあり、好ましくは４００ないし１，６００ｍｍの範囲内にあるシール装置。
【請求項７】
請求項１から６までの何れか一項に記載のシール装置に於いて、前記隙間（１３）が少なくとも前記第１軸受（７、８）から前記第２軸受（９）まで伸びるシール装置。
【請求項８】
請求項１から７までの何れか一項に記載のシール装置に於いて、前記バスケット（１）が前記隙間（１３）の近くに位置する濾過ケーキを運び出すために少なくとも一つの排出口を含み、埃および／または粒子および／または液滴および／またはガスの侵入を前記シール（１８、１９）によって阻止できるシール装置。
【請求項９】
請求項１から８までの何れか一項に記載のシール装置に於いて、軸受潤滑を、前記遠心分離機の前記バスケット（１）の外部の潤滑剤供給手段に接続できる前記フリュート管（４）の孔を通して実行できるシール装置。
【請求項１０】
請求項１から９までの何れか一項に記載のシール装置に於いて、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作った移動走行面と前記フリュート管のジャケット面上に作った、対向して配置した静止走行面の間に配置してあるシール装置。
【請求項１１】
請求項１から１０までの何れか一項に記載のシール装置に於いて、前記シール（１８、１９）の少なくとも一つが軸シールとしておよび／またはリップシールとしておよび／または周辺シールとして作ってあるシール装置。
【請求項１２】
請求項１から１１までの何れか一項に記載のシール装置に於いて、前記リップシールが前記バスケットハブ（２）の外ジャケット面の周りに配置してあるシール装置。
【請求項１３】
請求項１から１２までの何れか一項に記載のシール装置に於いて、前記シールと前記移動走行面の接触面での動作状態の周速がグリース潤滑で１００ｍ／ｓ以下、特に７５ｍ／ｓ以下、厳密には５０ｍ／ｓ以下、好ましくは４０ｍ／ｓ以下および／または無潤滑運転で最大１０ｍ／ｓ、特に最大５／ｍ、好ましくは最大１ｍ／ｓに達するシール装置。
【請求項１４】
請求項１から１３までの何れか一項に記載のシール装置に於いて、前記シール（１８、１９）によって囲まれた前記バスケットハブ（２）内部の空間に不活性ガス雰囲気を生成および維持するためにインターティセーション（intertisation）手段が設けてあるシール装置。
【請求項１５】
請求項１から１４までの何れか一項に記載の軸受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】
この発明は、回転可能バスケット用駆動軸の軸受のための解決策、およびこの軸受のシールに関する。この回転可能バスケットは、遠心分離機、特に縦型のスクレーパ遠心分離機の部品である。
【背景技術】
【０００２】
この種の遠心分離機は、固液混合物をその固体成分と液体成分に分離するための手段の一例である。固体成分を液体から分離するための分離プロセスである、遠心分離中、この固液混合物を回転状態にする。この固体および液体に作用する遠心力が沈降速度を増す結果となる。これらの粒子に作用する重力によるこの混合物の固体成分の沈殿と対照的に、これらの固体粒子は、この回転軸線に垂直な平面で遠心力の作用によってこの回転軸線から離される。これらの粒子は、この回転軸線の周りに回転対称に取付けたフィルタの中に集められる。このフィルタは、大抵の場合円筒形に作ったバスケットのジャケットに配置してあり、または、それに代って、このバスケット自体がフィルタとして設計してある。このバスケットは、このバスケットの外壁から離れて遠心分離機の静止ハウジングの方へ飛出す液体のための通路孔を含む。遠心分離機で固液混合物の固体成分を分離するための分離プロセスでは、次の処理工程を行う。
【０００３】
この遠心分離機に注入管のような注入装置を介して分離すべき固体粒子を含む溶液を一杯入れる。この溶液をバスケットの中へ運ぶ。更なる工程で、これらの固体粒子から液体を分離するために遠心分離工程を行う。これらの粒子がこのバスケットの外壁の内側にケーキとして堆積し、液体を、このために設けてある孔から排出してこのバスケットを囲む容器に集める。この濾過ケーキは、洗浄プロセスによって残留溶剤を取除くことができる。洗浄液をこの濾過ケーキに噴霧する。この洗浄液を回転によってこのフィルタから追出す。その上、この濾過ケーキに存在するあらゆる溶剤残留物をこの洗浄プロセスによって追出す。この種の溶剤は、多くの場合、健康上に理由または生態学的理由または製品の可燃性およびその更なる処理能力の観点から、この濾過ケーキで検出可能であるべきでない。洗浄プロセスの後に、この濾過ケーキをバスケットの外壁の内側から取出し、それをこの業界では掻き落しと呼ぶ。このため、掻き取り手段がゆっくり回転するバスケットの内壁に沿って移動し、濾過ケーキを除去する。この濾過ケーキは、垂直スクレーパ遠心分離機の遠心分離スペースを、この遠心分離機ベースにある孔からの下方排出で析出する。次に、残留層を除去できるように、このバスケットの外壁の内側を清掃する。
【０００４】
回転可能バスケットの実質的に垂直な回転軸線に沿って配置した駆動軸を含む垂直遠心分離機のこの回転可能バスケットのためにシール装置が先行技術から知られている。このバスケットは、バスケットハブを含み、このバスケットハブは、駆動軸に回転するように固定結合してあって、この回転可能バスケットを支持する。第１軸受がこのバスケットの回転運動によって起る力を吸収する役をする。少なくとも一つの第２軸受がこの回転軸線の方向に作用する力を吸収する役をする。この駆動軸は、この遠心分離機の静止ハウジング部に軸受してあり、それを以下ではフリュート管と呼ぶべきである。このフリュート管は、この駆動軸の少なくとも一部に沿って伸びる。この第１および第２軸受は、この駆動軸とフリュート管の間に配置してある。
【０００５】
更に、先行技術からこの静止するフリュート管と回転するバスケットハブの間に隙間を設けることが知られている。力伝達軸受がこの貯蔵バスケットハブに結合した駆動軸の端に配置してある。案内軸受がこの駆動軸の端の近くに配置してあり且つこの駆動装置に結合してある。Ｖベルトプーリが典型的には駆動軸のこの端にフランジを付け、電気モータによって駆動されるＶベルトを支持する。それでこの案内軸受がこの駆動軸とフリュート管の間に位置する。従ってこのフリュート管の内径は、駆動軸に取付けた軸受の外径より無視できるほど小さいだけである。
【０００６】
先行技術によるシール装置で起る問題は、この軸が捻りと曲げの両方の歪みを受けることである。その上、この軸は、貯蔵バスケットの運動によってこの軸に持込まれる動的外力も吸収しなければならない。特に、７００ないし２，７００ｒｐｍの範囲の速度の高速運転遠心分離機では、高交番曲げ応力が生じ、それがこの軸に十分な寸法を要求する。そこでこの必要な軸の直径が対応して大きい軸受の選択を要求し、それがバスケットハブの内径も大きくする。従って、先行技術からの解決策では、この軸受を、その内径のためにかなりの周速になるので、軸上に直接配置することが必要である。更に、シールを同様に軸上に直接配置するか、または可能な最小直径のスリーブを介して配置し、軸と共に動かさねばならない。必要な許容軸直径の結果として周速が増すために、シールのグリース潤滑によって許容量まで減らせない様な高摩擦熱がこのシールに発生し、それでシール材料が破損する。ポリテトラフルオロエチレンのリップシールでさえグリース潤滑しても２５０°Ｃまでの温度範囲に耐えられるだけで、上記範囲以上で起る酸化反応（シールの焼け）のために破損する。
【０００７】
先行技術からの構造解決策は、シールをバスケットの懸架装置の直ぐ近くで軸に配置することから成り、それによってシール領域での周速がこのシールに対して最大として許容される周速以下のままであることが保証される。シールを軸と、以下でフリュート管と呼ぶ部品、静止ハウジング部の間に配置するというこの構成制限によってある解決策が得られる。これらのシールは、封止すべき軸部ができるだけ駆動側の軸受と貯蔵バスケットの懸架装置に近い軸受の間の部分に限られるように、これらの軸受の直ぐ近くに配置する。この様にこのシールは、軸受を不純物から封止するおよび軸受の潤滑に必要な潤滑剤の排出を封止する機能を有する。潤滑剤は、フリュート管の内部にある潤滑剤孔によって軸受へ運ぶ。これらの潤滑剤孔は、それらの製造が高努力および／またはコストに関係するので、不都合である。特に、全長１，０００ｍｍ以上の軸を使う大型の遠心分離機では、小さい直径で長い通路の孔は、技術的観点から製造が複雑である。その上、これらの孔は、閉塞を運転の際に排除するように設計しなければならない。さもなければ、ある状況下でこれらの潤滑剤孔を清掃するためにこの貯蔵バスケットおよび軸受それ自体の取外しが必要だからである。
【０００８】
更なる欠点は、先行技術の実施例による隙間のためにあらゆる種類の不純物が軸受スペースに入り得るという事実に基づく。これらの不純物は、特にこの遠心分離機の取出し中におよびフラッシングまたは洗浄剤によってこの隙間に入る粒子によって生ずる。製品変更をすると、この遠心分離機スペース全体をフラッシュする必要がある。汚れ、不純物等がバスケットハブとフリュート管の間の隙間に入り込んでそこに留まるように、この遠心分離機内部スペースを水浸しにし、それで回転可能バスケットとフリュート管の間が詰ることがある。その結果、特に、硬質、結晶生成物による、摩擦抵抗の増加のために始動時に困難を来たし、それが軸受に作動の際の動的外力により力を導入する結果になることがあり、それが許容されない軸受歪みになり、極端な場合は軸受の破損に繋がることがあるだけでなく、作動中この隙間から運び出した汚れ粒子のために製品の汚染が起ることもある。特にこの製品汚染は、食品産業および製薬品に対して完全に排除すべきである。しかし、先行技術による構造解決策では、この隙間が貯蔵バスケットハブとフリュート管の間に必ず存在する。上に説明した問題が起るだろうから、一方で、貯蔵バスケットの高周速のために、この隙間の封止が不可能である。他方で、この封止は、貯蔵バスケットが軸上に片持ち式に支持してあり、その結果この貯蔵バスケットが作動中その静止位置の周りに数ミリメートルまでの撓みを受けるので、成功でもない。しかし、最高性能のリップシールは、１，０００ｒｐｍで最大０．１ｍｍの偏心を許容する。この偏心は、速度が増すと、３，０００ｒｐｍで最大で０．０５ｍｍしか許容されないように、更に減る。前述の説明に基づけば、現在の構成方法ではフリュート管とバスケットハブの間の開いた隙間が避けられないと言うことになる。
【０００９】
不純物の更なる問題は、特に、この種の不純物によって生ずる詰りがバスケットを軸から分解せずにまたは軸受ブロックさえも分解せずにアクセスして検査できないときに、軸受ブロックの全部品、即ち、フリュート管、軸受、シールおよびそれらを締結且つ心出しするための結合部品全体に影響することがある腐食によって代表される。この腐食は、非常に酸性または塩基性の範囲で作動媒体に作用するとき、軸受のシーリングにも影響することがあり、それでこれらのシールが恒久的作用で影響されることもあり、それでこの軸の軸受の長期シーリングを保証できない。ポリテトラフルオロエチレンのシールは、明らかに化学薬品に十分な耐性があると言われているが、化学的に反応性の物質と組合わさった摩削性粒子が高周速のために発生する摩擦力で、特にこの種の高反応性物質が長期に亘ってこのシールに永久的に作用するとき、どのシールに対しても高歪みを表す。
【００１０】
従って、先行技術からシリンダドラムハブと軸受ブロックの間の隙間にフラッシング・ノズルを設けることが知られている。これらのフラッシング・ノズルの配置は、軸受ブロックに利用できるスペースが限られているために複雑である。その上、これらのフラッシング・ノズルは、不純物によって生ずる詰りのために利用できなくなることがあり、それでこれまで説明した全ての問題もこの改善した解決策で起り得る。前述の理由で、バスケットハブと軸受ブロックの中間スペースのフラッシングおよび／またはフラッディングは、この隙間が清掃およびその後の検査のために容易にはアクセスできず、従って、対応する長い修理時間を予想しなければならないので、不都合である。製品変更は、例えば、製薬産業または食品産業でこの製品を処理する装置で先のバッチの痕跡またはその他の不純物が検出できないことが証明できるときだけ、使用する製品に行える。従って、その様な製品が残留しおよび／または不純物が堆積できる隙間は、できるだけ避けるべきである。遠心分離機の先の例が示すように、万一構造上の理由でこの種の隙間を無しで済ますことが不可能なら、薬剤製品の法規制または薬剤製品の前駆段階に従って、この隙間の実際の関係を再生する分析的プロセスによって、例えば、不純物の濃度および／または組成を測定することによって、この隙間の完全な清掃を立証することが必要である。この種のテストの枠内で、例えば、この隙間の境界となる表面の一つから試料を採取し、実験室分析によって清浄度を決める。
【００１１】
この種の分析は、先行技術の実施例に従って遠心分離機のバスケットおよび軸受ブロックを完全に分解せずには実際的に不可能である。この軸受ブロックの設計は、駆動軸の超危険速度範囲での運転およびこの危険速度範囲の複数回通過による機械的歪みによって事前設定してある。それで稼働中に必要な運転滑らかさを保証することは、軸受ブロックおよびバスケットの分解に最大に可能な注意が必要である。先に説明した清掃および分析を含む、新製品のための全修理時間は、特にそれぞれに異なる種類の製品の小さいバッチを遠心分離しなければならないとき、このサイクルタイムの、主要部分でないにしても、かなりの部分を占める。従って、この遠心分離機は、長期間に亘って非生産的な不稼働状態にとどまり、それがかなりのコスト不利益になる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従って、この発明の目的は、シリンダドラムハブと軸受ブロックの間の中間スペースを、この中間スペースへの不純物の侵入を阻止するように遮蔽することである。
この発明の更なる目的は、この軸に作用する力成分を減らすことである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この目的は、請求項１の特徴を表す部分によって達成される。回転軸線周りに配置してある遠心分離機のバスケット用の請求項１によるシール装置は、バスケットハブを介しておよびこのバスケットの懸架装置を介して、軸受ブロックの中をこの回転軸線（６）に沿って伸びる駆動ユニットに結合した駆動軸に、バスケットを含む。回転するように固定結合してあるシール装置に於いて、この軸受ブロックとこのバスケットハブの間の隙間を封止するためのシールがこのバスケットハブとこの軸受ブロックの間の駆動側に設けてある。
【００１４】
静的と動的の組合わせた力が作動状態でこの駆動軸に作用する。これらの動的外力は、時間で可変の力を含む。しかし、不均衡力も動作が原因で変り易いことがあり、それには、とりわけ、以下の原因があり得る。濾過ケーキがこの固体／液体混合物の分離の進行につれてバスケット内に堆積し、この濾過ケーキが常にこのバスケットの全周辺に均一に分布することは期待できない。従って、この濾過ケーキの質量中心は、一般的に、この駆動軸の回転軸線である、このバスケットの対称軸に来るようにはならない。時間で可変の力であり、一般的に堆積度が増すと増加し、この動的外力は、以下の好適実施例で説明するように、この駆動軸がこの力を吸収する必要がないように、同様にこれらの軸受を介してフリュート管に取込む。
【００１５】
このシール装置の好適実施例によれば、動的外力によって生ずる軸受力が実質的に上記駆動軸から切離されるように、このバスケットをこの軸受ブロックで支持する。
【００１６】
好適実施例によれば、少なくとの一つの第１軸受がこのバスケットの回転運動によって起る動的外力を受けるために設けてあり且つ少なくとの一つの第２軸受がこの駆動軸を案内するために設けてある。
【００１７】
このシール装置は、好適実施例によれば、この軸受ブロックおよびこの駆動軸の周りに同軸に配置してあるフリュート管を含む。これらの軸受の少なくとも一つがこのフリュート管とバスケットハブの間に配置してある。
【００１８】
このシール装置の好適実施例によれば、このバスケットハブがこのバスケットの懸架装置を介して駆動軸の第１端に回転するように固定締結してある。少なくともこの第２軸受が駆動軸の第２端またはフリュート管の近くに配置してあり、この第２端を駆動ユニットに結合できる。
【００１９】
このシール装置の好適実施例によれば、駆動軸がこの実質的に垂直な回転軸線に沿って配置してある。この駆動軸は、特に１０ないし３００ｍｍの範囲内の軸直径を有し、この軸直径はもっと限定的には１０ｍｍと１５０ｍｍの間、好ましくは５０ないし１５０ｍｍの範囲内にあり、およびこの駆動軸は、長さが４００ないし１，５００ｍｍ、特に４００ないし１，０００ｍｍ、もっと限定的には５００ないし８００ｍｍ、好ましくは６００ないし７００ｍｍで、このバスケットの直径が３００ないし２，５００ｍｍ、特に３００ないし２，０００ｍｍに達する範囲内にあり、好ましくは４００ないし１，６００ｍｍの範囲内にある。
【００２０】
これらの軸受の配置のために、この軸受バスケットの水平力および不均衡力がこのフリュート管によって吸収される。この駆動軸は、本質的にこの遠心分離機の起動および運転停止時にこの駆動手段によって持込まれる捻り力を吸収するために設計でき、それは、軸直径を元の三分の一まで縮められるように実質的に低う軸直径の寸法で満足できるという結果を有する。
【００２１】
この軸直径の減少によって、周速が下がることは勿論、フリュート管の直径が減り、それは、一方で、これらの軸受の有効寿命の増加に貢献し、他方で、完全に新しいシール装置となるようにフリュート管、駆動軸および／またはバスケットハブ上で封止すべき静止および移動走行面間の周速を実質的に減少する。
【００２２】
このバスケットハブは、フリュート管上に支持してあり、それは、このバスケットハブをフリュート管でその全長に亘って支持でき、それによってこのバスケットハブの案内を保証するので、特にバスケットハブの走行特性を改善する結果となる。このバスケットハブは、フリュート管の中でのバスケットハブの支持によってその全長に亘って支持する。この支持の結果、バスケットハブとフリュート管の隙間の封止をともかく可能にするように、このバスケットハブとフリュート管の隙間に実質的に厳しい公差を実現できるという結果になる。バスケットハブの片持ち支持を無くて済ませるので、この支持によってこのバスケットハブの走行円滑性を増せる。
【００２３】
外径の減少は、周速を減少する結果にもなり、それで運転状態で起る摩擦熱が減少し、それによってリップシールをこの隙間の封止に使える。
【００２４】
このバスケットの回転速度は、５００ないし３，０００ｒｐｍの範囲内にある。通常潤滑の軸受が９００ｒｐｍまで十分と考えられ、９００ｒｐｍ以上は油潤滑式軸受が使えるので、７５０ないし１，６００ｒｐｍの範囲が特に好ましい。
【００２５】
このシール装置の好適実施例によれば、この隙間が少なくともこの第１軸受から第２軸受まで伸びることができる。
【００２６】
好適実施例によれば、このバスケットは、この隙間の近くに位置する濾過ケーキを運び出すために少なくとも一つの排出口を含み、埃および／または粒子および／または液滴および／またはガスの侵入をこのシールによって阻止できる。
【００２７】
このシール装置の好適実施例によれば、軸受潤滑を、遠心分離機のバスケットの外部の潤滑剤供給手段に接続できるフリュート管の孔によって実行できる。
【００２８】
このシール装置の好適実施例によれば、バスケットハブのジャケット面に配置した移動走行面とフリュート管のジャケット面上に作った、対向して配置した静止走行面の間にシールがある。
【００２９】
このシール装置の好適実施例によれば、シールの少なくとも一つが軸シールとしておよび／またはリップシールとしておよび／または周辺シールとして作ってある。
【００３０】
このシール装置の好適実施例によれば、リップシールがこのバスケットハブの外ジャケット面の周りに配置してある。
【００３１】
このシール装置の好適実施例によれば、シールとこの移動走行面の接触面での動作状態の周速がグリース潤滑で１００ｍ／ｓ以下、特に７５ｍ／ｓ以下、もっと限定的には５０ｍ／ｓ以下、好ましくは４０ｍ／ｓ以下および／または無潤滑運転で最大１０ｍ／ｓ、特に最大５／ｍ、好ましくは最大１ｍ／ｓに達する。
【００３２】
このシール装置の好適実施例によれば、これらのシールによって囲まれたバスケットハブ内部の空間に不活性ガス雰囲気を生成および維持するためにインターティセーション（intertisation）手段が設けてある。
【００３３】
特に、縦型遠心分離機が先行する実施例に一つによるシール装置を備えることが出来る。垂直に配置した遠心分離機は、製品仕様が頻繁に変化する小ないし中バッチに特に適するが、水平に配置した、濾過スクレーパ遠心分離機は、恒常的操業で絶えず発生する懸濁液の高スループットに使うのが好ましい。濾過遠心分離機の用途範囲は、０．１ないし１０，０００μｍ、特に１ないし５，０００μｍ、好ましくは１ないし１，０００μｍの広範囲の粒子サイズを網羅する。特に遠心分離すべき懸濁液は、１０％以上、好ましくは２０％以上、もっと限定的には２５％以上の固形分を有する。
【００３４】
この種の封止問題は、それが微塵または乳剤等のような小型、軽量粒子の場合であるので、濾過ケーキ材料が常に貯蔵バスケットハブと駆動軸のフリュート管の間の隙間に入り込むことがあり、上方排出および底面排出の両方の縦型遠心分離機で起る。
【実施例】
【００３５】
図面を参照してこの発明を更に詳しく説明する。
予め、１００以上の参照数字は、先行技術で既に開示してある実施例に属することを述べておかなければならない。
【００３６】
図１に示す先行技術の好適実施例では、シール装置が懸架装置１２１を介して駆動軸１０３に回転するように固定結合してあるバスケット１０１を含む。懸架装置１２１は、この実施例では円錐形であるこの駆動軸の第１端１１０に位置する。この円錐形状は、切欠き効果による駆動軸１０３の弱化現象をできるだけ小さくするために選んである。駆動軸１０３のあらゆる直接的直径変化を、負荷の影響の下で局部負荷ピークを生ずる弱化現象と呼び、これらの負荷ピークが切り欠き効果に対応する。この駆動軸は、捻り力は勿論バスケット１０１の全負荷だけでなく、このバスケットのおよび／または駆動軸１０３それ自体の回転運動のために起る動的外力も吸収しなければならない。周期的に変動する交番曲げ応力がこれらの動的外力によってこの軸に持込まれ、それが疲労破損を生ずることがあり、この種の疲労破損は、屡々遷移半径が小さい軸肩のような構造切り欠きに始ることが知られている。懸架装置１２１は、固定要素１３８によって回転から守られている。この固定要素１３８は、カバー１３９によって位置決めしてある。この駆動軸は、更に詳しくは示さない駆動ユニット１１２によってその回転軸線１０６の周りに回転可能である。それで駆動軸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におよび／またはリブ構造１２６を介してこのバスケットのジャケットに伝達できる。従って、バスケット１０１は、回転軸線がこの駆動軸の回転軸線１０６と一致する回転対称部品として作ってある。
【００３７】
駆動軸１０３は、軸受（１０７、１０８、１０９）に加えてフリュート管１０４を含む軸受ブロック１２２で軸受してある。この軸受ブロック１２２は、更にシール１１８を含み、図示する実施例では三つの軸シールが順次配置してある。このシール１１８は、ねじ結合１３０を介してフリュート管に締結した受容手段１２０で受けてある。この受容手段１２０は、各々一つの軸シールを受ける一連のフランジとして設計してあり、それで、組立てると、これらのフランジが隙間なく互いに積重なることができ、且つ終端要素１３１および／またはスリーブ要素１３３によって、隙間１１３にあり得る不純物に関して封止することができる。この封止作用は、これらの軸受の潤滑に使う潤滑剤の隙間１１３への排出に関するシーリングも含む。Ｏリングのような封止要素１３２をこれらのフランジの間および／またはフランジと終端要素１３１またはスリーブ要素１３３との間に設けることができる。駆動軸１０３に回転するように固定結合した接続要素１３４が走行面を提供し、それはその表面性状で軸シールとして設計したシール１１８がこの面の上を許容されない程加熱されることなく摺動できるように設計してある。この接続要素１３４上に走行面を製造することは、駆動軸それ自体の上に製造するよりかなり簡単且つコスト効果よく行えるので、この接続要素１３４上に走行面を設けることは有利である。しかし、駆動軸上へのこの接続要素１３４の固定を可能にする、接続要素１３４用位置決め手段１３５を設けなければならない。一方で、このシールの封止効果を保証し、且つ封止効果を減らしおよび／またはこのシールの過熱に成り得る、許容されない押付け圧力がこのシールのどの点にも作用しないように、駆動軸と接続要素１３４の間に中心ずれが起らないことを保証しなければならないので、この接続要素の形状および位置公差に高い要求が課される。他方で、接続要素１３４の質量分布は、動的外力、特に不均衡力がこの軸に持込まれないように、質量中心が駆動軸の回転軸線１０６上にあるようにできる。この生産の要求精度がこの軸受ブロック全体をより高価にする結果となる。
【００３８】
絶えず使えるフラッシングプロセスによって、隙間１１３から不純物を定期的に取除きまたは不純物が隙間１１３に入り込むのを防ぐために、清掃可能性を備えることが付加的に必要である。図示する実施例では、洗浄剤用送込み装置を示し、それは、洗浄剤を受容手段１２０と終端要素１３１の間の中ぐりブロック１２２に設けた周辺孔１３７に送込む管１３６として設計してある。洗浄剤の軸受領域への侵入を避けるために、追加の封止要素１３２がこの周辺孔１３７を封止するために必要である。洗浄剤を隙間１１３に放出できるように、ノズル（図示せず）が終端要素１３１に配置してある。
【００３９】
定期的清掃の代りに、不活性ガスを前述の管１３６および周辺孔１３７を介してノズルによって絶えず隙間１１３に導入するための備えもできる。不純物をこのフラッシング流で隙間１１３から運び出すように、この隙間を不活性ガスで絶えずフラッシュする。この変形は、反応性媒体を遠心分離にかけるとき、望ましくない化学反応または爆発さえあるので使われる。
【００４０】
図２に示すこの発明によるシール装置の実施例は、遠心分離機、特に底面排出縦型遠心分離機のバスケット１から成り、上記バスケット１は、回転軸線６周りに、バスケットハブ２を介して回転可能に配置してあり且つバスケットハブ２を介しておよびバスケット１の懸架装置２１を介して、軸受ブロック（４、７、８、９、２０、２４）の中を回転軸線６に沿って伸びる、駆動ユニット１２に結合した駆動軸３に回転するように固定結合してある。この軸受ブロック（４、７、８、９、２０、２４）とバスケットハブ２の間の隙間１３を封止するためのシール（１８、１９）がこのバスケットハブ２と軸受ブロック（４、７、８、９、２０、２４）の間の駆動側に設けてある。
【００４１】
図２および図３に示す好適実施例で、このシール装置は、懸架装置２１を介して駆動軸３に回転するように固定結合したバスケット１を含む。この懸架装置２１は、この実施例では円筒形肩を持つ駆動軸の第１端１０に位置する。この懸架装置は、キーによって駆動軸３のこの第１端１０に回転するように固定結合してある。このキー結合は、生産に要する努力が少なくてよく且つ従ってコスト効果よく生産できるので選択するのが好ましい。このバスケットの動的および／または疑似静的外力を、上に説明したように、この駆動ユニットによってこの駆動軸に導入される捻り力から切離すために、この駆動軸は、せいぜい、構造切り欠きの許容できない歪みを排除できるようにこの捻り力に関して取るに足りない交番曲げ応力に曝されるだけである。この様に駆動軸の設計に、先行技術から知られているような駆動軸の組合わせ歪みのために利用できなかったコスト効果のある構造代替案が生ずる。これに代って、貯蔵バスケット１の懸架装置２１の座が、先行技術の実施例で開示したような円錐形を持つ用意ができる。この円錐形状は、切り欠き効果による駆動軸３の弱化現象をできるだけ低くするために選択する。この駆動形状は、捻り力は勿論バスケット１の全負荷および、この駆動軸の質量中心が回転軸線上にないときに、駆動軸３それ自体の回転運動によって起るあらゆる動的外力も明らかに吸収しなければならない。周期的に変動する交番曲げ応力がこれらの動的外力によってこの駆動軸に導入され、それは疲労破損になることがあり、この種の疲労破損は、屡々その出発点が構造切り欠きにあることが知られている。それで、バスケットの懸架装置２１を受けるために円錐形駆動軸部分を有する変形が、捻り力に対して駆動軸３の重量力を無視できない大型遠心分離機用に特に適する。懸架装置２１は、図１に示す実施例に類似する固定要素によって回転から守る。この固定要素およびバスケット１の懸架装置２１は、カバーによって位置決めする。
【００４２】
この駆動軸は、更に詳しくは示さない駆動ユニット１２によってその回転軸線６の周りに回転可能である。電気モータが特に駆動ユニット１２として設けてあり且つこの駆動軸に直接フランジを付けることができ、または、この代りに、伝動装置、特にベルト伝動１１によって駆動軸３に結合できる。それで駆動軸３の回転をバスケット１の懸架装置２１を介してバスケットハブ２におよび／またはリブ構造２６を介してバスケット１のジャケット２７に伝達することができる。従って、バスケット１は、回転軸線がこの駆動軸の回転軸線１０６と実質的に一致する回転対称部品として作ってある。この駆動軸３は、軸受（７、８、９）に加えてフリュート管４を含む軸受ブロック２２で軸受してある。
【００４３】
軸受（７、８、９）の配置は、バスケット１がバスケットハブ２を介しておよびバスケット１の懸架装置２１を介して、軸受ブロック（４、７、８、９、２０、２４）の中を回転軸線６に沿って伸びる、駆動ユニット１２に結合した駆動軸３に回転するように固定結合してあるように、回転軸線６の周りに回転するように配置した遠心分離機のバスケット１用の図２または図３によるシール装置は、このバスケット１が軸受ブロック（４、７、８、９、２０、２４）内に支持してあるので、動的外力によって生ずる軸受力が駆動軸３から実質的に切離されるので、先行技術とかなり違う。それで好適実施例では、二つの軸受（７、８）がフリュート管４とバスケットハブ２の間に配置してある。これらの軸受（７、８）は、可能ならば、回転する貯蔵バスケット１の最大に可能な走行円滑性が保証されるように駆動軸３の第１端１０の近くに取付けてある。このバスケットの運動から生ずる動的外力は、これらの軸受（７、８）を介してフリュート管４に取込まれる。特に、不均衡力はこれらの動的外力によって理解すべきである。これらの不均衡力は、この遠心分離機の起動中および運転停止段階中に時間で変動する。遠心分離機の定常運転中、この不均衡力は、バスケット１の非回転対称質量分布のために周期的変動を受けることがあり、且つこの遠心分離機の再装填のために変ることがある。この周期持続時間は、駆動軸の１回転に相当する。時間で可変の不均衡力は、バスケット１のジャケット２７上の別々の材料の不均一分布によるおよび／またはこのバスケットのジャケット２７にある孔からの不均一な液体排出による周期的に変動する不均衡力に加えて軸受上にも作用できる。しかし、これらの力は全て今は、もう駆動軸３によって吸収されない。この利点は、先行技術の同じ構成および同じ大きさの遠心分離機で可能であったよりかなり小さい外径の駆動軸３を使えることから生ずる。
【００４４】
軸受９は、本質的に案内軸受であり、且つバスケットハブ２の運動によって生ずることもあり得る、半径方向力をフリュート管４に導入するのに役に立つ。この軸受９も、バスケットハブ２とフリュート管４の間に配置するのが都合がよい。
【００４５】
軸受ブロック２２は、更に、シール１８を含み、図示する実施例では、軸シールが隙間１３への入口開口部の出来るだけ近くに配置してあり、それで軸受９をこの入口開口部から隙間１３に入り込む不純物に関して封止することが出来る。シール１８は、フリュート管４の一部である、静止走行面１７とバスケットハブ２の一部としてまたはバスケットハブ２に回転するように固定結合したスリーブ要素２８として作った、移動走行面１４の間に配置してある。上流にあり且つ濾過ケーキ５からの粒子が未だ自由にアクセスできる隙間１３の部分を、このバスケットから運び出すべき濾過ケーキに隙間が全くないように見えるように、リップシール１９として作った更なるシールによって封止できる。このリップシール１９を、ねじ結合２９を介してこのフリュート管に締結した受容手段２０で受けてある。この受容手段２０は、特に中に少なくとも一つのリップシール１９を受けるために窪みが設けてある管の一部としてまたはスリーブの一部として作ってある。これらの窪みは、リップシール１９用のホルダとして役立ち、この窪みの底面が上にリップシール１９のリップがある静止走行面を形成する。この受容手段２０の組立は、この受容手段をねじ結合によって直接フリュート管４にまたはフランジ結合２３を介してフリュート管４に取付けるように行う。隙間１３は、二つのシール（１８、１９）によって不純物を防ぐために封止してある。シール１９は、バスケットハブ２に回転するように固定結合したスリーブ要素２８の外側に作ってあるのが都合がよい。移動走行面１５は、シール１９がこの移動走行面１５上を摺動できるようにシール１９とスリーブ要素２８の間を伸びる。スリーブ要素２８の対向して配列した側にシール１８および１９を配置する利点は、これら二つのシールの間にラビリンス状通路が出来るという事実による。それでこのリップシールを通過する何れの個々の汚れ粒子も、それらがシール１８にさえも到達できないように既にこのラビリンス状通路に捕まえることが出来る。この様にこのラビリンス状通路によって信頼できる封止効果が得られる。スリーブ要素（２８）は、それが移動走行面（１４、１５）単純な生産を可能にするので設けてある。特に小さい遠心分離機では、低周速で起る摩擦熱が低過ぎてこのシールの許容できない加熱をもたらさないのでその様な高要求も移動走行面（１４、１５）の表面性状に課すべきでないので、少なくともシール１８をフリュート管４とバスケットハブ２の間に直接設けることが出来る。
【００４６】
先行技術で説明したように、フランジ間および／またはフランジと終端要素１３１またはスリーブ要素１３３の間に封止要素１３２（図１参照）を含む複雑および／または高価な構成は、この様に廃用になる。駆動軸１０３に回転するように固定結合し且つ軸シールとして設計したシール１１８が上を摩擦熱のために許容されないほど加熱せずに摺動できるように同様に高表面性状を要する移動走行面を付けた接続要素１３４も、シール（１８、１９）を隙間入口に配置できるので、もう必要ない。
【００４７】
図２または図３の実施例によれば、絶えず利用できるフラッシングプロセスによって隙間１３から不純物を定期的に取除くためにまたは不純物がこの隙間１３に入り込むのを防ぐために、清掃可能性を備えることはもう必要ない。力の切離しおよびその結果駆動軸３およびフリュート管４の直径が減るために、運び出すべき濾過ケーキの粒子がもう隙間１３を“見え”ないようにおよび従ってこの軸受装置のあらゆる汚染の危険を排除できるように、これらのシールを隙間入口に配置できる。
【００４８】
この変形も、稼働中および組立てた状態で不純物が隙間１３に入れないので、不純物をフラッシング流で隙間１１３から運び出すようにこの隙間を不活性ガスで絶えず洗い流すために、図１で説明した管１３６および周辺孔１３７からノズルによって絶えず隙間１１３に不活性ガスを導入することが不必要になる。それでこの発明による遠心分離機は、このシール装置の領域を封止するためにこれらのシールの機能が保証される限り、望ましくない化学反応の危険または爆発の危険さえももうないので、前述の複雑および／または高価なフラッシングなしに反応性および／または爆発性媒体に使うことが可能である。これらのシールは、この遠心分離機の保守も簡易化されるように、検査のために比較的容易にアクセスできる。
【００４９】
図４は、縦型遠心分離機のシール装置の全体図を示す。貯蔵バスケット１は、この場合無負荷状態で示す。液体用吐出口は、この貯蔵バスケットの表面全体に示し、上記液体は、この遠心分離のためにこれらの吐出口からこのバスケットを出て、このバスケット１の周りに配置したハウジングの中へ集められ得る。このバスケット１は、この発明によるシール装置によってフリュート管４上に支持するバスケットハブ２を含む。駆動軸３は、バスケット１に回転するように固定結合してあり、駆動ユニットとして役立つ電気モータによってＶベルト伝動を介して駆動される。このＶベルト伝動は、図示しない変形では無しで済ませることが出来る。駆動モータは、この場合フランジ結合によって直接駆動軸３に結合する。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】従来技術の遠心分離機用シール装置を示す。
【図２】本発明に係る遠心分離機用シール装置の断面図。
【図３】図２に従ったシール装置の詳細図。
【図４】駆動ユニットを備えた本発明による縦型遠心分離機の全体図。
【符号の説明】
【００５１】
１  バスケット
２  バスケットハブ
３  駆動軸
４  フリュート管
５  濾過ケーキ
６  回転軸線
７  軸受
８  軸受
９  軸受
１０  駆動軸の第１端
１１  駆動軸の第２端
１２  駆動ユニット
１３  隙間
１４  移動走行面
１５  移動走行面
１６  静止走行面
１７  静止走行面
１８  軸シール
１９  リップシール
２０  受容手段
２１  懸架装置
２２  軸受ブロック
２３  フランジ結合
２４  フランジ
２５  結合手段
２６  リブ構造
２７  ジャケット
２８  スリーブ要素
２９  ねじ結合
１０１  バスケット
１０２  バスケットハブ
１０３  駆動軸
１０４  フリュート管
１０５  濾過ケーキ
１０６  回転軸線
１０７  軸受
１０８  軸受
１０９  軸受
１１０  駆動軸の第１端
１１１  駆動軸の第２端
１１２  駆動ユニット
１１３  隙間
１１４  移動走行面
１１５  移動走行面
１１６  静止走行面
１１７  静止走行面
１１８  軸シール
１１９  リップシール
１２０  受容手段
１２１  懸架装置
１２２  軸受ブロック
１２３  フランジ結合
１２４  フランジ
１２５  結合手段
１２６  リブ構造
１２７  ジャケット
１２８  スリーブ要素
１３０  ねじ結合
１３１  終端要素
１３２  封止要素
１３３  スリーブ要素
１３４  接続要素
１３５  接続要素用位置決め手段
１３６  通路
１３７  周辺孔
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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