SE513766C2 - Stödanordning för en king en rotationsaxel roterbar spindel som uppbär en centrifugrotor - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 513 766 slitagepartiklar som minskar livslängden hos stödanord- ningen. Värmebortledningen är dålig i dessa kända stödanord- ningar, eftersom gummi har en låg värmeledningsförmàga och friktionsbuffertarnas friktionsytor försämrar värmebortled- ningen.

WO 89/10794 visar ett exempel på en sådan känd stödanordning för en centrifugalseparator med en centrifugrotor som är ro- terbar i ett stativorgan medelst ett lagerorgan. Stödanord- ningen innefattar ett antal stödorgan som sträcker sig ra- diellt utåt från lagerorganet och som vart och ett inneslu- ter ett skruvfjäderelement. Dessa stödorgan är således in- rättade att medge relativa radiella rörelser mellan centri- fugrotorn och stativorganet genom att de kan komprimeras i ett respektive utrymme hos stativorganet. Skruvfjäderelemen- ten verkar därvid på en i utrymmet rörlig kolv som ligger an mot ytterväggen hos ett lagerhus. Med hjälp av skruvfjäder- elementens fjäderkonstant erhålls en viss styvhet hos den kända stödanordningen, vilken tillsammans med övrig fjäd- ring, t.ex. i rotoraxeln, bestämmer det kritiska varvtalet hos centrifugrotorn. I centrifugalseparatorer måste skruv- fjädrar av detta slag dimensioneras för de ofta mycket höga påkänningar och utmattningsrisker de utsätts för. Dämpningen av de radiella rörelserna sker med hjälp av den friktion som uppkommer' mellan. kolven. och dess kontaktytor, framförallt lagerhusets yttervägg. Den friktion som uppstår medför förutom att de relativa rörelserna dämpas också att det ut- vecklas värme. En sådan värmeutveckling är icke önskvärd och leder till att lagret tvingas arbeta vid en relativt hög temperatur, vilket reducerar lagrets livslängd. Ett annat problem är att arrangemanget med rörliga kolvar erfordrar relativt mycket plats. Sådan plats kan vara svår att åstad- i syn- nerhet utanför det så kallade halslagret. Dessa kända stöd- komma för stödanordningen i en centrifugalseparator, anordningar har dessutom en mycket komplicerad uppbyggnad, vilket naturligtvis gör tillverkningen och sammansättningen 10 15 20 25 30 35 513 766 arbetskrävande och dyr och dessutom är det svårt att leda bort värme från lagerorganet.

SAMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en stödanordning, vilken konstruktivt är enklare än de hittills kända och med vilken de ovan nämnda problemen kan undanrö- jas.

Detta ändamål uppnås med den inledningsvis angivna stödan- ordningen som kännetecknas av att varje stödorgan innefattar ett gummimaterial som sträcker sig i åtminstone nämnda mel- lanrum. Med ett sådant stödorgan kan önskad styvhet erhållas genom dimensionering av skruvfjäderelementet i kombination med utformning och val av hårdhet hos gummimaterialet.

Eftersom styvheten ibestämmer centrifugrotorns kritiska varvtal kan man genom denna utformning av stödanordningen erhålla önskat kritiskt varvtal. ningen av de relativa_rörelserna kan erhållas med en dimen- Lämplig storlek på dämp- sionering av gummimaterialet mellan skruvfjäderelementets trådvarv, dvs gummimaterialet är enligt uppfinningen anord- nat på ett sådant sätt att det har en dämpande verkan på nämnda relativa rörelššw." Det inkompressibla gummimaterialet kommer därvid att utsättas för omväxlande kompression, ex- pansion och däremellan inhomogena belastningar till följd av skjuvning eller böjning ”av skruvfjäderelementet och gummi- materialet. Genom att på detta sätt anordna ett gummimate- rial i skruvfjäderelementets mellanrum kan en hög styvhet erhållas med mindre skruvfjädrar utan risk för överbelast- ning och/eller utmattning. Den inre friktionen, som verkar dämpande på svängningsrörelserna, alstrar värme som fördelas jämnt och leds bort blïa. av skruvfjäderelementet. Jämfört med tidigare kända likvärdiga stödanordningar är en stödan- ordning som är utformad på detta sätt platsbesparande. lO 15 20 25 30 35 513 766 I enlighet med uppfinningen kan en önskad dämpning erhållas genom att gummimaterial anordnas enbart i mellanrummet mel- lan trådvarven. Enligt en utföringsform av uppfinningen är emellertid tråden åtminstone delvis inbäddad i gummimateria- let. På så vis kan den dämpande effekten hos gummimaterialet ökas och enligt en annan utföringsform kan den dämpande effekten förstärkas ytterligare genom att tråden är i allt väsentligt inbäddad i gummimaterialet.

I enlighet med en ytterligare utföringsform av uppfinningen är tråden tillverkad av ett fjädermaterial, varvid fjäderma- terialet är fast förbundet med gummimaterialet. På så vis tvingas gummimaterialet följa skruvfjäderelementets rörel- ser, dvs gummimaterialets dämpning verkar ständigt. Därvid kan med fördel fjädermaterialet vara fast förbundet med gum- mimaterialet genom vulkanisering.

I enlighet med en ytterligare utföringsform av uppfinningen är medel inrättade att möjliggöra skruvfjäderelementens för- spänning i respektive längsgående axels riktning. Vidare kan varje stödorgan vara anordnat i ett utrymme som begränsas av ett stopporgan, varvid stopporganet kan vara positionerbart i olika positioner längs den längsgående axeln i syfte att uppnå en varierbar förspänningsgrad hos skruvfjäderelemen- tet.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Föreliggande uppfinning skall nu förklaras med hjälp av olika såsom exempel beskrivna utföringsformer och med hän- visning till de bifogade ritningarna, på vilka Fig 1 visar schematiskt en sidovy av delar av en Centri- fugalseparator med en stödanordning enligt uppfin- ningen.

Fig 2 visar ett radiellt snitt genom stödanordningen en- ligt en första utföringsform av uppfinningen. 10 15 20 25 30 35 513 766 Fig 3 visar ett radiellt snitt genom stödanordningen en- ligt en andra utföringsform av uppfinningen.

Fig 4-10 visar snittvyer av olika varianter av stödorgan hos stödanordningen enligt uppfinningen.

DETALJERAD BESKRIVNING ÄV OLIKA UTFÖRINGSFORMER I Fig l visas schematiskt delar av en centrifugalseparator med en vertikal spindel 1, som är lagrad i ett nedre lager 2 och ett övre lager 3. Éet nedre lagret 2 är inrättat att uppta pá spindeln 1 verkande väsentligen axiella krafter och det övre lager 3 är inrättat att uppta pá spindeln 1 verkande väsentligen radiella krafter. Spindeln l uppbär pä sin övre ände ovanför det övre lagret 3 en centrifugrotor 4.

Spindeln l och centrifugrotorn 4 är roterbara kring en rota- tionsaxel x och drivs i det visade exemplet via en snäck- växel 5 men kan naturligtvis även vara remdrivna.

I det visade exemplet stöds det övre lagret 3 med hjälp av en stödanordning 6 som är fast förbunden med ett väsentligen stationärt stativorganuï och som innefattar sex stycken om- kring spindeln 1 jämnt fördelade stödorgan 8, se även Fig 2, vilka motverkar men medger begränsade relativa rörelser mellan spindeln 1. och stativorganet 7. I synnerhet skall stödanordningen 6 vara inrättad att medge en begränsad pen- delrörelse av spindeln 1, och med denna förbundna detaljer sàsom centrifugrotorn:4}¿och det övre lagret 3 i förhållande till stativorganet 7. Stödanordningen 6 kan innefatta fler eller färre än sex stödorgan 8.

Vart och ett av stödorganen 8 har en längsgående axel s som sträcker sig väsentligen radiellt med avseende på rotations- axeln x. Varje stödorganñä är, såsom framgår av Pig 2 och 3, anordnat i ett utrymme 9 hos stödanordningen 6, vilket har cirkulärcylindriskt hål som formen av ett väsentligen sträcker sig i väsentligen samma radiella riktning som den lO 15 20 25 30 35 513 766 längsgàende axeln s med avseende pà rotationsaxeln x. Varje stödorgan 8 innefattar vidare ett skruvfjäderelement 10 som bildas av en tråd som sträcker sig i en väsentligen skruv- linjeformig bana pà så sätt att träden bildar en rotations- kropp med en rotationsaxel som sammanfaller med den längs- gående axeln s. Vidare bildar träden ett mellanrum 11 mellan se Fig 4 - 10. Träden är till- fjädrande material, intilliggande varv av träden, verkad. av' ett elastisk, företrädesvis fjäderstäl.

I enlighet med uppfinningen innefattar varje stödorgan 8 ett gummimaterial 12 som sträcker sig i åtminstone nämnda mel- lanrum 11. I Fig 4 - 10 visas närmare hur gummimaterialet 12 kan 'vara anordnat i förhållande till skruvfjäderelementet 10.

I det i Fig 6 visade utförandet är gummimaterialet 12 vä- sentligen endast anordnat i mellanrummen 11 mellan intillig- gande varv hos skruvfjäderelementets 10 träd, d.v.s. gummi- materialet bildar en rörformig kropp med en väggtjocklek som i allt väsentligt har samma tjocklek som träden. I utföran- dena enligt Fig 5 och 8 är tråden åtminstone delvis inbäddad i gummimaterialet 12. I Fig 5 sträcker sig gummimaterialet 12 fram till en yttre begränsningsyta hos den av skruvfjä- bildade sträcker sig gummimaterialet 12 fran till en inre begräns- derelementet 10 rotationskroppen och i Fig 8 ningsyta hos den av skruvfjäderelementet 10 bildade rota- tionskroppen. I de utföranden som visas i Fig 4 och 7 är skruvfjäderelementets 10 tråd fullständigt inbäddad i gummi- materialet 12.

I utförandena enligt Fig 4 och 7 bildar gummimaterialet 12 sàledes en väsentligen hel, massiv kropp, vilken har en vä- sentligen cirkulärcylindrisk form och i vilken skruvfjäder- elementet 10 är helt inbakat eller inneslutet. I utförandena enligt Fig 6 - 8 bildar gummimaterialet en motsvarande kropp 10 15 20 25 30 35 513 766 med ett väsentligen cirkulärcylindriskt hål 13 som sträcker sig igenom kroppen i den längsgående axelns s riktning.

I utförandena enligt Fig 9 och 10 bildar gummimaterialet 12 också en hel, massiv kropp som har en väsentligen cirkulär- cylindrisk form och som är försedd med en cirkulär urtagning 14 i den ena ändytan respektive med en cirkulär urtagning 14 i vardera ändytan.

I alla utföranden enligt Fig 4 - 10 är det fjädrande mate- rialet hos tråden är fast förbundet med gummimaterialet 12, företrädesvis genom en vulkaniseringsprocess.

Såsom framgår av Fig 2 är varje stödorgan 8 inneslutet i ett av de ovan nämnda utrymmena 9 med hjälp av ett stopporgan i form av ett skruvorgan 15 som är skruvat i en gängning hos utrymmet 9. Stödorganet 8 ligger med sin radiellt yttre ände an mot skruvorganet 15 och med sin radiellt inre ände an mot ett lagerhus 16 som uppbär det övre lagret 3, och närmare bestämt är stödorganets 8 radiellt inre ände anordnad i en urtagning 17 hos lagerhuset 16. Med hjälp av skruvorganet 15 är det möjligt att förspänna stödorganets 8 skruvfjäderele- ment 10 med en önskad förspänningsgræd i den längsgående axelns s riktning.

I den utföringsform som visas i Pig 3 är den radiellt inre änden hos varje stödorgan 8 anordnad i ett kolvorgan 18 som är förskjutbart i urtagningen 9 i den längsgående axelns s riktning. Kolvorganet 18 har en frontyta 19 som är inrättad att ligga an mot ett perifert ytavsnitt 20 hos lagerhuset 16. Vid de ovan nämndšiêëïativa rörelserna kommer frontytan 19, att glida pä det mošstäende ytavsnittet 20, varvid den friktion som uppstår medverkar till en ytterligare dämpning av de relativa rörelserna. 10 15 20 25 30 513 766 Det skall noteras att, såsom framgår av Fig 2 och 3, är skruvfjäderelementets 10 båda ändvarv åtminstone delvis i värmeöverförande metallisk kontakt med lagerhuset 16 respek- tive stödorganets 8 stopporgan 15, vilket underlättar bort- förandet av värme från stödorganet 8.

Föreliggande uppfinning är inte begränsad till de visade ut- föringsformerna utan kan varieras och modifieras inom ramen för de efterföljande patentkraven.

I de i figurerna visade exemplen är mellanrummen mellan samtliga skruvfjädrars trådvarv helt fyllda med gummimaterial. För att erhålla en önskad styvhet och en önskad dämpningskaraktäristik kan dock inom ramen för den föreliggande uppfinningen endast mellanrummen mellan en del mellanrummen endast av skruvfjäderns trådvarv och/eller delvis vara fyllda med gummimaterial.

Det skall noteras att även om skruvfjäderelementen 10 är vi- sade i form av cirkulärcylindriska skruvfjädrar är det möj- ligt inom ramen för uppfinningen att utforma dessa såsom ko- niska skruvfjädrar. De kan också ha en tvärsnittsform som avviker fràn en cirkulär form.

I de visade utföringsformerna sträcker sig den längsgående axeln s hos alla stödorganen 8 i ett gemensamt radialplan.

Det är emellertid även möjligt att anordna stödorganen 8 så att axlarna s sträcker sig i olika plan, exempelvis i två parallella radialplan pà så sätt att vartannat stödorgan 8 är associerat med det ena planet och vartannat med det andra planet. På så vis kan ytterligare utrymme erhållas så att fler stödorgan 8 än de i Fig 2 och 3 visade kan anordnas, exempelvis 12 stycken.

Claims (10)

l0 15 20 25 30 35 513 766

1. Stödanordning för en kring en rotationsaxel (X) roter- bar spindel (l) son1 uppbär en centrifugrotor (4) hos en centrifugalseparator och som är roterbart anordnad i ett stativorgan (7) med hjälp av ett lagerorgan (3), (varvid stödanordningen (6) innefattar åtminstone tre stödorgan (8) som är inrättade att upptaga relativa rörelser mellan cent- rifugrotorn (4) och stativorganet (7) och som vart och ett är anordnat mellan lagerorganet (3) som sträcker sig utåt och stativorganet (7) och har en längsgående axel (s) med avseende på rotationsaxeln (X), varvid varje stödorgan (8) (10), sträcker sig i en väsentligen skruvlinjeformig bana på så sätt att det bildas ett mellanrum (ll) mellan intilliggande varv av tråden, känneteçknad_ay att varje stödorgan (8) in- nefattar ett gummimaterial (12) som sträcker sig i åtmins- (ll). med en tråd som innefattar ett skruvfjäderelement tone nämnda mellanrum

2. Stödanordning enligt krav 1, kännetegknåd_ay att gummi- materialet (12) är anordnat på ett sådant sätt att det har en dämpande verkan på nämnda relativa rörelser.

3. Stödanordning enligt något av kraven l och 2, känns; tegknad_ay att tråden är åtminstone delvis inbäddad i gummi- materialet (12). ""”*”"

4. Stödanordning enligt något av kraven 1 - 3, kännetegk; nad_ay att tråden är i allt väsentligt inbäddad i gummimate- rialet (12).

5. Stödanordning enligt fnågot av de föregående kraven, kännetegknad_ay att tråden är tillverkad av ett fjädermate- rial och att fjâdermåteïiaïet är fast förbundet med gummima- terialet (12). fw" lO 15 20 513 766 lO att fjä- dermaterialet är fast förbundet med gummimaterialet (12) ge-

6. Stödanordning enligt krav 5, nom vulkanisering.

7. Stödanordning enligt något av de föregående kraven, känne;egkmmd_ay att stödorganens (8) längsgående axel (s) sträcker sig väsentligen radiellt med avseende på rotations- axeln (x).

8. Stödanordning enligt något av de föregående kraven, kännçgeçknad av medel (15) som är inrättade att möjliggöra skruvfjäderelementens (l0) förspänning i. respektive längs- gående axels riktning (s).

9. Stödanordning enligt något av de föregående kraven, att varje stödorgan (8) utrymme (9) som begränsas av ett stopporgan (15). är anordnat i ett

10. Stödanordning enligt krav 9, kånnetegknad_ay att stopp- organet (15) är positionerbart i olika positioner längs den längsgående axeln (s).