(57)【要約】  本発明による遠心分離器は、スピンドル（２）に対して取り付けられた遠心ロータ（３）を具備している。周縁ポート（８）が、分離スペース（５）からロータケーシング（４）を通して延在している。バルブスライド（１２）が、閉塞位置と開放位置との間で移動可能とされている。閉塞チャンバ（１６）が、バルブスライド（１２）とロータケーシング（４）との間に設けられている。導入チャネル（１７）が、液圧媒体を閉塞チャンバ（１６）に対して供給し、バルブスライド（１２）を閉塞位置に保持する。導出通路が、閉塞チャンバ（１６）から液圧媒体の導出流を排出する。導出通路は、ロータケーシングを通して延在する導出チャネル（２０）を備えている。バルブボディ（２１）が、導出チャネル（２０）内に設けられている。
2016511694.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠心分離器であって、
フレーム（１）と；
このフレーム（１）によって回転可能に支持されたスピンドル（２）と；
前記スピンドル（２）に対して、回転軸線（ｘ）まわりに前記スピンドル（２）と一緒に回転し得るようにして、取り付けられた遠心ロータ（３）であるとともに、ロータケーシング（４）を備え、このロータケーシング（４）が、内部に複数の分離ディスクからなるスタック（６）が配置されている分離スペース（５）を包囲するものとされた、遠心ロータ（３）と；
前記分離スペース（５）から前記ロータケーシング（４）を通して外部スペース（９）へと延在している複数の周縁ポート（８）と；
前記周縁ポート（８）が閉塞された閉塞位置と、前記周縁ポート（８）が開放された開放位置と、の間にわたって、移動可能とされたバルブスライド（１２）と；
前記バルブスライド（１２）と前記ロータケーシング（４）との間に設けられた閉塞チャンバ（１６）であるとともに、前記バルブスライド（１２）に対して作用する液圧媒体を収容している、閉塞チャンバ（１６）と；
前記液圧媒体を前記閉塞チャンバ（１６）に対して供給し得るよう構成された導入チャネル（１７）であるとともに、これにより、前記バルブスライド（１２）を前記閉塞位置に保持することができる、導入チャネル（１７）と；
前記閉塞チャンバ（１６）から液圧媒体の導出流を排出するための導出通路であるとともに、これにより、前記バルブスライド（１２）を前記開放位置へと移動させることができ、さらに、前記液圧媒体からなる前記導出流のための複数の導出チャネル（２０）を備え、各導出チャネル（２０）が、前記ロータケーシング（４）を通して延在し、各導出チャネル（２０）が、それぞれ対応するバルブボディ（２１）に対して関連している、導出通路と；
を具備し、
このような遠心分離器において、
前記バルブボディ（２１）が、前記導出チャネル（２０）内に設けられ、
前記バルブボディ（２１）は、前記導出流を流れさせ得るよう前記導出流の流れの向きに抗して、閉塞位置から開放位置へと軸線方向に移動可能とされている、
ことを特徴とする遠心分離器。
【請求項２】
請求項１記載の遠心分離器において、
前記閉塞位置においては、前記バルブボディ（２１）が、前記導出チャネル（２０）内のバルブ座（２２）上に載置されている、
ことを特徴とする遠心分離器。
【請求項３】
請求項２記載の遠心分離器において、
さらに、閉塞機構を具備し、
この閉塞機構が、前記バルブボディ（２１）を前記バルブ座（２２）から前記バルブスライド（１２）に向けて取り外すことによって、前記閉塞位置から前記開放位置へと移動させ得るよう構成されている、
ことを特徴とする遠心分離器。
【請求項４】
請求項３記載の遠心分離器において、
前記閉塞機構が、前記回転軸線（ｘ）まわりに延在する環状制御スライド（３０）を備え、
前記環状制御スライド（３０）が、第１位置から第２位置へと移動可能とされ、これにより、前記バルブボディ（２１）を前記バルブ座（２２）から取り外して開放位置とすることができる、
ことを特徴とする遠心分離器。
【請求項５】
請求項４記載の遠心分離器において、
前記閉塞機構が、さらに、環状制御チャンバ（３１）を備え、
この環状制御チャンバ（３１）が、前記環状制御スライド（３０）に隣接して設けられ、
前記閉塞機構が、さらに、供給チャネル（３２）を備え、
この供給チャネル（３２）が、前記環状制御チャンバ（３１）に対して液圧媒体を供給し得るよう構成され、これにより、前記環状制御スライド（３０）を前記第２位置へと移動させることができる、
ことを特徴とする遠心分離器。
【請求項６】
請求項５記載の遠心分離器において、
制限開口（３４）が、前記環状制御チャンバ（３１）から前記外部スペース（９）へと延在している、
ことを特徴とする遠心分離器。
【請求項７】
請求項３〜６のいずれか１項に記載の遠心分離器において、
前記閉塞機構が、さらに、複数のピン（３５）を備え、
これらピン（３５）が、前記環状制御スライド（３０）から延出され、これにより、それぞれ対応する前記バルブボディ（２１）に対して作用する、
ことを特徴とする遠心分離器。
【請求項８】
請求項７記載の遠心分離器において、
前記各ピン（３５）の横断面におけるサイズが、前記バルブボディ（２１）の横断面におけるサイズと比較して、より小さいものとされている、
ことを特徴とする遠心分離器。
【請求項９】
請求項４〜８のいずれか１項に記載の遠心分離器において、
前記導出通路が、前記環状制御スライド（３０）と前記導出チャネル（２０）との間に配置された環状導出チャンバ（４０）を備えている、
ことを特徴とする遠心分離器。
【請求項１０】
請求項９記載の遠心分離器において、
前記環状導出チャンバ（４０）が、前記回転軸線（ｘ）まわりに延在する環状ギャップによって、前記外部スペース（９）に向けて外向きに開口している、
ことを特徴とする遠心分離器。
【請求項１１】
請求項９記載の遠心分離器において、
前記環状導出チャンバ（４０）が、前記環状制御スライド（３０）から延出された壁（４１）によって閉塞されている、
ことを特徴とする遠心分離器。
【請求項１２】
請求項５〜１１のいずれか１項に記載の遠心分離器において、
少なくとも１つの連通チャネル（４２）が、前記環状制御スライド（３０）を通して延在しているとともに、前記環状制御チャンバ（３１）と前記環状導出チャンバ（４０）とを互いに連結しており、これにより、前記液圧媒体を、前記環状制御チャンバ（３１）と前記環状導出チャンバ（４０）との間にわたって移送することができる、
ことを特徴とする遠心分離器。
【請求項１３】
請求項１２記載の遠心分離器において、
前記環状制御スライド（３０）が、前記回転軸線（ｘ）に垂直な平面（ｐ）内において、前記環状導出チャンバ（４０）に対しての第１投影面積と、前記環状制御チャンバ（３１）に対しての第２投影面積と、を有し、
前記第２投影面積が、前記第１投影面積よりも小さい、
ことを特徴とする遠心分離器。
【請求項１４】
請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の遠心分離器において、
さらなる制限開口（４３）が設けられており、
このさらなる制限開口（４３）が、前記環状導出チャンバ（４０）から前記外部スペース（９）へと延在している、
ことを特徴とする遠心分離器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心分離器に関するものであり、遠心分離器の遠心ロータの周縁ポートを開放するためのバルブスライドの制御に関するものである。とりわけ、本発明は、請求項１の序部分に記載された遠心分離器に関するものである。そのような遠心分離器は、特許文献１に開示されている。
【背景技術】
【０００２】
この種の遠心分離器においては、以下においてはスラッジと称されるような重い相を形成する固体粒子と液体粒子との混合物が、分離スペースのうちの、周縁ポートの内部に位置したあるいは周縁ポートの内部近傍に位置した外周縁部分に集められる。周縁ポートは、ミリ秒という程度の短時間にわたって、断続的に開放可能とされている。これにより、分離スペースから外部スペースへとスラッジを排出することができる。
【０００３】
特許文献１に開示された遠心分離器は、バルブボディを備えている。このバルブボディは、導出チャネルに関連しており、導出流の流れ方向において導出チャネルのシール部材に対して当接するように押圧される。よって、バルブスライドに隣接した閉塞チャンバを閉塞状態に維持するためには、バルブボディは、かなり大きな力でもって、シール部材に対して押圧されなければならない。遠心ロータおよび／または閉塞チャンバ内が過圧または減圧となった時には、シール部材に対してのバルブボディのシールが、問題となり得る。特許文献１の構成は、また、遠心ロータの周縁速度が増大して臨界値へと到達した際に、欠点となり得る。遠心分離器における改良は、特に、使用されている材質に関して遠心分離器における改良は、周縁速度の増大化に向けて行われている。そのような周縁速度の増大化は、遠心分離効率という点から有利なものである。
【０００４】
特許文献２には、周縁ポートが閉塞された閉塞位置と周縁ポートが開放された開放位置との間にわたって移動可能とされたバルブスライドを備えた遠心分離器が開示されている。閉塞チャンバは、バルブスライドとロータケーシングとの間に設けられている。導出通路は、閉塞チャンバから液圧媒体の導出流を排出するために設けられており、これにより、バルブスライドを開放位置へと移動させることができる。導出通路は、導出流のための複数の導出チャネルを有している。各導出チャネルは、ロータケーシングを通して延在しており、それぞれ対応するシールプレートに関連している。シールプレートは、導出チャネルの直下に配置されており、導出流の流れ方向において閉塞位置と開放位置との間にわたって移動可能とされている。
【０００５】
特許文献３には、周縁ポートが閉塞された閉塞位置と周縁ポートが開放された開放位置との間にわたって移動可能とされたバルブスライドを備えた遠心分離器が開示されている。閉塞チャンバは、バルブスライドとロータケーシングとの間に設けられている。導出通路は、閉塞チャンバから液圧媒体の導出流を排出するために設けられており、これにより、バルブスライドを開放位置へと移動させることができる。導出通路は、導出流のための複数の導出チャネルを有している。導出チャネルは、共通の環状ディスクに関連しており、環状ディスクは、軸線方向に移動可能とされていて、導出流に関して、閉塞チャンバ内の導出チャネルよりも上流側に配置されている。
【０００６】
特許文献４には、周縁ポートが閉塞された閉塞位置と周縁ポートが開放された開放位置との間にわたって移動可能とされたバルブスライドを備えた遠心分離器が開示されている。閉塞チャンバは、バルブスライドとロータケーシングとの間に設けられている。導出通路は、閉塞チャンバから制御チャンバへと液圧媒体の導出流を排出するために設けられており、これにより、バルブスライドを開放位置へと移動させることができる。導出通路は、バルブギャップによって形成されており、環状バルブボディが、閉塞チャンバと制御チャンバとの間に設けられている。複数のブリード開口が、制御チャンバから外部スペースへと外向きに延在している。
【０００７】
特許文献５は、さらに、遠心分離器を開示しており、周縁開口付きの遠心ロータと、周縁ポートが閉塞された閉塞位置と周縁ポートが開放された開放位置との間にわたって移動可能とされた環状ピストンと、を備えている。特許文献５は、環状ピストンの移動を制御するための１つの径方向に移動可能なイジェクトバルブを例示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第５，７９２，０３７号明細書
【特許文献２】米国特許第４，５１４，１８３号明細書
【特許文献３】米国特許第４，４７９，７８８号明細書
【特許文献４】米国特許第４，６７０，００５号明細書
【特許文献５】米国特許第２，８６２，６５９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、上記の様々な問題点を解決することであり、断続的に開放可能とされた周縁ポートを備えているとともに、周縁ポートの開放が遠心ロータ内の圧力に対しておよび遠心ロータの周縁速度に対して無関係に制御可能とされている、遠心分離器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的は、上記に記載された遠心分離器であって、請求項１の特徴部分に規定された各特徴点によって特徴づけられた遠心分離器によって得られる。
【００１１】
特許文献１，２に開示されたような従来技術の場合のように導出チャネルの下方にバルブボディを設けることに代えて、導出チャネルの内部にバルブボディを設けていることにより、バルブボディを、導出流の向きに抗して閉塞位置から開放位置へと移動可能なものとすることができる。よって、バルブ座に対してのバルブボディのシールは、遠心ロータ内で起こり得る過圧とは、あるいは、バルブスライドの直下のまたはバルブスライドに隣接した閉塞チャンバ内で起こり得る過圧とは、無関係なものとなる。また、バルブボディのシールが、遠心ロータの周縁速度に関係なく、確保される。加えて、導出チャネルのシールは、閉塞機構の押圧力とは無関係である。このことは、任意の数の導出チャネルを設け得ることを意味する。バルブボディが軸線方向において移動可能であることにより、バルブボディの機能が、遠心力とは無関係に、確保される。
【００１２】
本発明の一実施形態においては、バルブボディは、閉塞位置においては、導出チャネル内のバルブ座に対して載置される。
【００１３】
本発明のさらなる実施形態においては、遠心分離器は、閉塞機構を具備し、この閉塞機構は、バルブボディをバルブ座からバルブスライドに向けて取り外すことによってあるいは持ち上げることによって、閉塞位置から開放位置へと移動させ得るよう構成されている。
【００１４】
本発明のさらなる実施形態においては、閉塞機構は、回転軸線まわりに延在する環状制御スライドを備え、環状制御スライドは、第１位置から第２位置へと移動可能とされ、これにより、バルブボディをバルブ座から取り外して開放位置とすることができる。その結果、環状制御スライドの閉塞移動の向きが、特に特許文献２といったような従来技術における対応する制御部材の閉塞移動の向きとは、逆向きである。
【００１５】
本発明のさらなる実施形態においては、閉塞機構は、さらに、環状制御チャンバを備え、この環状制御チャンバは、環状制御スライドに隣接して設けられあるいは環状制御スライドの直下に設けられ、閉塞機構は、さらに、供給チャネルを備え、この供給チャネルは、環状制御チャンバに対して液圧媒体を供給し得るよう構成され、これにより、環状制御スライドを第２位置へと移動させることができる、すなわち、バルブボディをバルブ座から取り外してあるいは持ち上げて環状制御スライドを第１位置から第２位置へと移動させることができる。
【００１６】
本発明のさらなる実施形態においては、制限開口が、環状制御チャンバから外部スペースへと延在している。
【００１７】
本発明のさらなる実施形態においては、閉塞機構は、さらに、複数のピンを備え、これらピンは、環状制御スライドに対して取り付けられていて、環状制御スライドから延出され、これにより、それぞれ対応するバルブボディに対して作用する。それらのピンを使用することにより、すべてのバルブボディを、回転軸線に対して平行な方向に沿って環状制御スライドを移動させることによって、それぞれ対応するバルブ座から、同時に取り外すことができる。
【００１８】
本発明のさらなる実施形態においては、各ピンの横断面におけるサイズは、バルブボディの横断面におけるサイズと比較して、より小さいものとされている。
【００１９】
本発明のさらなる実施形態においては、導出通路は、環状制御スライドと導出チャネルとの間に配置された環状導出チャンバを備えている。
【００２０】
本発明のさらなる実施形態においては、環状導出チャンバは、回転軸線まわりに延在する環状ギャップによって、外部スペースに向けて外向きに開口している。その結果、バルブボディがそれぞれ対応するバルブ座から取り外されたときには、閉塞チャンバ内に収容された液圧媒体は、導出チャネルを通しておよび環状導出チャンバを通して外部スペースへと、瞬時的にあるいはほぼ瞬時的に、流出することができる。これにより、バルブスライドが、周縁ポートを即座に開放し、これにより、スラッジを即座に排出させる。液圧媒体が失われることのために、バルブスライドは、周縁ポートの内部において遠心ロータ内に収容されたすべてのスラッジを確実に排出させ得るに十分な時間にわたって、開放されることとなる。
【００２１】
本発明の他の実施形態においては、環状導出チャンバは、環状制御スライドから延出された壁によって閉塞されている。これにより、限られた容積が、環状導出チャンバ内に形成され、その限られた容積が、閉塞チャンバからの液圧媒体の導出流を決定する。これにより、周縁ポートが開放される時間の長さを制御することができる。その結果、この実施形態においては、スラッジの部分的な排出が可能である。すなわち、スラッジの一部が、周縁ポートが再度閉塞された後に、遠心ロータ内に留まっている。
【００２２】
本発明のさらなる実施形態においては、少なくとも１つの連通チャネルが、環状制御スライドを通して延在しているとともに、環状制御チャンバと環状導出チャンバとを互いに連結しており、これにより、液圧媒体を、環状制御チャンバと環状導出チャンバとの間にわたって移送することができる。このような連通チャネルにより、液圧媒体は、バルブボディが開放位置へと移動された後には、環状導出チャンバから環状制御チャンバへと流れることができる。これにより、環状制御スライドは、第２位置から第１位置へと移動することができる。
【００２３】
本発明のさらなる実施形態においては、環状制御スライドは、回転軸線に垂直な平面内において、環状導出チャンバに対しての第１投影面積と、環状制御チャンバに対しての第２投影面積と、を有し、第２投影面積は、第１投影面積よりも小さい。環状制御スライドのこのような構成により、環状制御スライドは、環状導出チャンバと環状制御チャンバとの双方が液圧媒体によって充填されたときには、第２位置から第１位置へと移動させることができる。
【００２４】
本発明のさらなる実施形態においては、さらなる制限開口が設けられており、このさらなる制限開口は、環状導出チャンバから外部スペースへと延在している。
【００２５】
以下においては、本発明について、添付図面を参照しつつ、様々な実施形態に関してより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】遠心分離器を概略的に示す部分断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態による遠心分離器における遠心ロータの一部を示す断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態による遠心分離器における遠心ロータの一部を示す断面図である。
【図４】第１実施形態および第２実施形態における遠心ロータの細部を示す断面図である。
【図５】遠心ロータの環状制御スライドの一部を示す平面図である。
【図６】遠心ロータのバルブボディを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１は、遠心分離器を示しており、この遠心分離器は、フレーム１と、フレーム１によって回転可能に支持されたスピンドル２と、遠心ロータ３と、を具備している。遠心ロータ３は、スピンドル２に対して、回転軸線ｘまわりにスピンドル２と一緒に回転し得るようにして、取り付けられている。遠心ロータ３は、ロータケーシング４を備えている。ロータケーシング４は、図２，３に示すように、分離スペース５を包囲している。分離スペース５内には、複数の分離ディスクからなるスタック６が配置されている。遠心ロータ３は、第１端部３’と、第２端部３”と、を有している。回転軸線ｘを鉛直方向として遠心分離器を設置したときには、第１端部３’は、通常は、上端部を形成しており、第２端部３”は、通常は、下端部を形成している。図示の実施形態においては、ロータケーシング４は、第１端部４’と、第２端部４”と、を有している。
【００２８】
複数の周縁ポート８が、分離スペース５から、ロータケーシング４を通して、遠心ロータ３の外側に位置した外部スペース９へと、延在している。開示された実施形態においては、外部スペース９は、フレーム１に対して取り付けられた静止ハウジング（あるいは、固定ハウジング）１０によって規定されている。周縁ポート８は、ミリ秒の程度の短い時間にわたって断続的に開放可能とされており、これにより、後述するように、分離スペース５からのスラッジの全体的なあるいは部分的な排出が可能とされている。
【００２９】
遠心分離器は、閉塞した分離スペース５を有した遠心ロータ３を備えた、いわゆる密封型の分離器とすることができる。あるいは、遠心分離器は、外部スペース９に対して開放したすなわち雰囲気圧力に対して開放した分離スペース５を有した遠心ロータ３を備えた開放型の分離器とすることができる。
【００３０】
周縁ポート８の開閉は、バルブスライド１２によって制御される。バルブスライド１２は、図２，３に示すような周縁ポート８が閉塞された閉塞位置と、周縁ポート８が開放された開放位置と、の間にわたって、移動可能とされている。開示された実施形態においては、バルブスライド１２は、フレキシブルなタイプのものとされている。バルブスライド１２の内側端部１３は、ロータケーシング４に対して固定的に取り付けられている。バルブスライド１２の外側端部１４は、回転軸線に対して平行な方向に沿って、開放位置と閉塞位置との間にわたって移動可能とされている。そのようなバルブスライド１２は、特許文献１に開示されている。しかしながら、また、遠心分離器の遠心ロータ３を、回転軸線に沿って開放位置と閉塞位置との間にわたって全体的に移動可能とされた剛直なバルブスライド１２とすることもできることに注意されたい。この場合には、内側端部と外側端部との双方が、ロータケーシング４のそれぞれ対応するスライド表面に対してスライドすることとなる。このようなバルブスライドは、特許文献２に開示されている。
【００３１】
閉塞チャンバ１６が、バルブスライド１２とロータケーシング４との間に設けられる。閉塞チャンバ１６は、バルブスライド１２に対して作用する液圧媒体（例えば、水）を収容している。導入チャネル１７が、ロータケーシング４を通して延在しており、液圧媒体を閉塞チャンバ１６に対して供給し得るよう構成されている。これにより、バルブスライド１２を閉塞位置に保持することができる。導入チャネル１７は、環状閉塞グルーブ１８に対して連結されている。よって、環状閉塞グルーブ１８は、導入チャネル１７を介して、閉塞チャンバ１６に対して連通している。遠心ロータ３の起動時に環状閉塞グルーブ１８内へと液圧媒体を導入することにより、液圧媒体は、遠心力の作用によって、環状閉塞グルーブ１８と閉塞チャンバ１６との中に収容されることとなる。これにより、図２に示すように、バルブスライド１２を閉塞位置に維持することができる。
【００３２】
閉塞チャンバ１６から液圧媒体の導出流を排出するための導出通路が設けられている。これにより、バルブスライド１２を開放位置へと移動させることができて、スラッジの排出を可能とすることができる。
【００３３】
開示された実施形態においては、導出通路は、液圧媒体からなる導出流のための複数の導出チャネル２０を備えている。例えば、導出チャネル２０の数は、２個や３個や４個や５個や６個や、あるいは、それ以上とすることができる。好ましくは、これら複数の導出チャネル２０は、回転軸線ｘまわりにおいて等間隔環状配置される。上述したように、任意の数の導出チャネル２０を設けることができる。各導出チャネル２０は、ロータケーシング４を通して延在している。開示された実施形態においては、各導出チャネル２０は、ロータケーシング４の下部材４”を通して延在している。各導出チャネル２０は、それぞれ対応するバルブボディ２１に対して関連している。
【００３４】
より詳細には、バルブボディ２１は、導出チャネル２０内に設けられている。バルブボディ２１は、閉塞チャンバ１６からの液圧媒体の導出流の向きに抗して、閉塞位置から開放位置へと、軸線方向に移動可能とされている。よって、各バルブボディ２１は、軸線方向に移動可能とされている。すなわち、遠心ロータ３の第１端部３’に向けて、回転軸線ｘに対して平行な方向に移動可能とされている。
【００３５】
バルブスライド１２が閉塞位置にあるときには、バルブボディ２１は、導出チャネル２０内のバルブ座２２上に載置されている。すなわち、バルブボディ２１は、図４に示すように、閉塞位置とされている。
【００３６】
開示された実施形態においては、バルブボディ２１は、円筒形状を有している。下端部においては、可能であれば上端部においても、バルブボディ２１のうちの円筒形状表面と端部表面との間に位置したエッジは、面取りされている（あるいは、丸められている）。下端部におけるそのような面取りは、対応する表面を有したバルブ座２２に対してのシールを提供する。バルブボディ２１が、例えば球形状といったような他の形状を有し得ることに注意されたい。
【００３７】
図示された実施形態においては、バルブボディ２１は、このバルブボディ２１が導出チャネル２０から閉塞チャンバ１６内へと侵入することを防止し得るような寸法を有している。しかしながら、これは、必須ではない。なぜなら、閉塞チャンバ１６内の圧力が、バルブボディ２１が閉塞チャンバ１６へと到達することを、防止するからである。
【００３８】
バルブボディ２１は、導出チャネル２０の一部を形成するような、開示された実施形態においては導出チャネル２０の下部を形成するような、インサート部材２３の中に設けることができる。
【００３９】
さらに、図示された実施形態においては、インサート部材２３内の導出チャネル２０の直径は、インサート部材２３の上方における導出チャネル２０の直径と比較して、より大きなものとされている。よって、バルブボディ２１の直径は、インサート部材２３の上方における導出チャネル２０の直径と比較して、より大きなものとされている。しかしながら、導出チャネル２０の直径は、バルブ座２２の上方においては、一定とすることもできる、あるいは、閉塞チャンバ１６に向けて増大するものともすることができる。
【００４０】
インサート部材２３は、さらに、特に図６に示すように、バルブボディ２１の周縁まわりにおいて軸線方向に延在する複数のグルーブ２４を備えている。それらグルーブ２４は、インサート部材２３内において、導出チャネル２０の壁の周縁まわりにおいて等間隔環状配置されている。その結果、バルブボディ２１がバルブ座２２から持ち上げられたときには、閉塞チャンバ１６からの液圧媒体は、グルーブ２４を通ってバルブボディ２１を通過することができる。インサート部材２３は、ネジ山２５を使用して、ロータケーシング４内に取り付けられる、開示された実施形態においては、下部材４”に取り付けられる。
【００４１】
遠心分離器は、さらに、閉塞機構を具備している。この閉塞機構は、バルブボディ２１をバルブ座２２からバルブスライド１２に向けて取り外すことによってすなわち持ち上げることによって、バルブボディ２１を閉塞位置から開放位置へと移動させ得るよう構成されている。閉塞機構は、ロータケーシング４の下部材４”内に設けられており、部分的には、下部材４”の環状キャビティ２９内に収容されている。
【００４２】
閉塞機構は、回転軸線ｘまわりに延在する環状制御スライド３０を備えている。環状制御スライド３０は、第１位置から第２位置へと軸線方向において回転軸線ｘに対して平行に環状キャビティ２９内において移動可能とされている。これにより、閉塞位置とされたバルブボディ２１をバルブ座２２から取り外してすなわち持ち上げて開放位置とすることができる。
【００４３】
閉塞機構は、さらに、環状制御チャンバ３１を備えている。この環状制御チャンバ３１は、環状制御スライド３０に隣接して環状キャビティ２９内に設けられている。閉塞機構は、さらに、供給チャネル３２を備えている。この供給チャネル３２は、環状制御チャンバ３１に対して液圧媒体を供給し得るよう構成されている。これにより、環状制御スライド３０を移動させることができる。供給チャネル３２は、環状開口グルーブ３３に対して連結されている。よって、環状開口グルーブ３３は、供給チャネル３２を介して、環状制御チャンバ３１に対して連通している。遠心ロータ３の動作時に、環状開口グルーブ３３内へと液圧媒体を導入することにより、液圧媒体は、環状制御チャンバ３１に対して供給されることとなる。これにより、環状制御スライド３０を、遠心ロータ３の第１端部３’に向けて、軸線方向に移動させることができる。制限開口３４が、環状制御チャンバ３１から外部スペース９へと延在している。
【００４４】
閉塞機構は、さらに、複数のピン３５を備えている。これらピン３５の数は、導出チャネル２０の数およびバルブボディ２１の数に対応している。ピン３５は、環状制御スライド３０に対して取り付けられていて環状制御スライド３０から延出されている。これにより、ピン３５は、環状制御スライド３０が遠心ロータ３の第１端部３’に向けて移動したときには、それぞれ対応するバルブボディ２１に対して作用することができる。その結果、各ピン３５は、それぞれ対応するバルブボディ２１に対して作用し、バルブボディ２１をバルブ座２２から、取り外すことができるすなわち持ち上げることができる。
【００４５】
各ピン３５の横断面におけるサイズは、バルブボディ２１の横断面におけるサイズと比較して、より小さいものとされている。開示された実施形態においては、各ピン３５は、図５に示すように、矩形横断面形状を有している。ピン３５が、図示の形状以外の他の横断面形状を有し得ることに注意されたい。例えば、ピン３５は、円形や楕円形や正方形等といったような横断面形状を有することができる。
【００４６】
導出通路は、さらに、環状制御スライド３０と導出チャネル２０との間の環状キャビティ２９内に配置された環状導出チャンバ４０を備えている。
【００４７】
図２に示す第１実施形態においては、環状導出チャンバ４０は、回転軸線ｘまわりに延在する環状ギャップによって外部スペース９に向けて外向きに開口している。バルブボディ２１が開放位置にある場合には、すなわち、バルブボディ２１がバルブ座２２から持ち上げられている場合には、閉塞チャンバ１６内に収容された液圧媒体は、導出チャネル２０を通しておよび環状導出チャンバ４０を通して、環状ギャップから外部スペース９へと、瞬時的に流出する。環状導出チャンバ４０内に何らの制限物が存在しないことのために、閉塞チャンバ１６からは、ほぼ瞬時的に排出されることとなる。これにより、バルブスライド１２は、急速に開放され、分離スペース５内のすべてのスラッジを排出させ得るに十分な時間にわたって、開放状態に維持される。そのようなスラッジの全体的な排出に際して必要な時間は、数十ミリ秒の程度とすることができ、遠心分離器のサイズに依存して、例えば３０〜８０ミリ秒とすることができ、例えば５０ミリ秒とすることができる。スラッジの排出後には、環状制御チャンバ３１内の液圧媒体が制限開口３４を通して排出されて、環状制御スライド３０は、第２位置から第１位置へと復帰することとなる。
【００４８】
図３に示す第２実施形態は、第１実施形態と比較して、環状導出チャンバ４０が、環状制御スライド３０から延出された壁４１によって閉塞されている点において、相違している。この第２実施形態においては、壁４１は、環状制御スライド３０に対しての一体部材とされている。しかしながら、壁４１は、代替可能な例においては、環状制御スライド３０とは別部材とされ、環状制御スライド３０に対して取り付けられる。本発明におけるすべての実施形態にわたって、同一の構成部材または対応する構成部材には同じ参照符号が付されていることに注意されたい。
【００４９】
第２実施形態においては、スラッジの部分的な排出が可能である。すなわち、分離スペース５内のスラッジの一部を排出することが可能である。そのような部分的な排出を行うためには、全体的な排出の場合と比較して、周縁ポート８が開放している時間を、より短いものとする必要がある。開放時間は、遠心分離器のサイズに依存する。中程度のサイズの遠心分離器の場合には、部分的な排出のための時間は、典型的には、２〜３０ミリ秒の程度とすることができる。スラッジの部分的な排出のための制限は、環状導出チャンバ４０の容積が限定されているという構成のおかげで、得られる。
【００５０】
少なくとも１つの連通チャネル４２が、環状制御スライド３０を通して延在している。連通チャネル４２は、環状制御チャンバ３１と環状導出チャンバ４０とを互いに連結している。これにより、液圧媒体を、環状制御チャンバ３１と環状導出チャンバ４０との間にわたって移送することができる。環状制御スライド３０は、回転軸線ｘに垂直な平面ｐ内において、環状導出チャンバ４０に対しての第１投影面積と、環状制御チャンバ３１に対しての第２投影面積と、を有している。第２投影面積は、第１投影面積よりも小さい。
【００５１】
さらなる制限開口４３が設けられており、このさらなる制限開口４３は、環状導出チャンバ４０から外部スペース９へと延在している。開示された第２実施形態においては、制限開口４３は、壁４１を通して延在している。
【００５２】
連通チャネル４２により、液圧媒体は、バルブボディ２１が開放位置へと移動された後には、環状導出チャンバ４０から環状制御チャンバ３１へと流れることができる。これにより、環状制御スライド３０は、第２位置から第１位置へと移動することができる。第２投影面積が第１投影面積よりも小さいという構成のおかげで、環状導出チャンバ４０と環状制御チャンバ３１との双方が液圧媒体によって充填されたときには、環状制御スライド３０に対しては、環状制御スライド３０を、第２位置から第１位置へと復帰移動させるという力が生成される。
【００５３】
環状制御スライド３０が、第１位置へと復帰した後には、環状制御チャンバ３１内の液圧媒体は、制限開口３４を通して排出され、環状導出チャンバ４０内の液圧媒体は、さらなる制限開口４３を通して排出される。
【００５４】
第２実施形態においては、環状導出チャンバ４０を、環状導出チャンバ４０に対して連通したさらなるチャネル４４を介して、ある程度は、予備充填し得ることに注意されたい。このようにして、周縁ポート８が開放される時間の長さを、制御することができるあるいは変更することができる。
【００５５】
本発明は、上記の様々な実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内において様々に変更したり修正したりすることができる。
【符号の説明】
【００５６】
１  フレーム
２  スピンドル
３  遠心ロータ
４  ロータケーシング
５  分離スペース
６  複数の分離ディスクからなるスタック
８  周縁ポート
９  外部スペース
１２  バルブスライド
１６  閉塞チャンバ
１７  導入チャネル
２０  導出チャネル
２１  バルブボディ
２２  バルブ座
３０  環状制御スライド
３１  環状制御チャンバ
３２  供給チャネル
３４  制限開口
３５  ピン
４０  環状導出チャンバ
４１  壁
４２  連通チャネル
４３  さらなる制限開口
ｐ  平面
ｘ  回転軸線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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