DE1269390B - Zentrifuge fuer hohe Drehzahlen - Google Patents

Zentrifuge fuer hohe Drehzahlen

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DE1269390B
DE1269390B DEP1269A DE1269390A DE1269390B DE 1269390 B DE1269390 B DE 1269390B DE P1269 A DEP1269 A DE P1269A DE 1269390 A DE1269390 A DE 1269390A DE 1269390 B DE1269390 B DE 1269390B
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centrifuge
rotor
shaft
centrifuge according
lines
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Pending
Application number
DEP1269A
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English (en)
Inventor
Edward G Pickels
Richard C Stallman
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Beckman Coulter Inc
Original Assignee
Beckman Instruments Inc
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    • B04B5/0442Radial chamber apparatus for separating predominantly liquid mixtures, e.g. butyrometers with means for adding or withdrawing liquid substances during the centrifugation, e.g. continuous centrifugation

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. Cl.:
B 04b
Deutsche Kl.: 421-6/01
Nummer: 1269 390
Aktenzeichen: P 12 69 390.2-52
Anmeldetag: 7. März 1963
Auslegetag: 30. Mai 1968
Es ist bei kontinuierlich durchströmten Zentrifugen bekannt, dem Zentrifugenläufer die Flüssigkeit in der Weise zuzuführen, daß der Läufer eine Flächean-Fläche-Dichtung mit einem Rohr bildet, das koaxial zu der Rotationsachse des Läufers angeordnet ist und von der zuzuführenden Flüssigkeit durchströmt wird. Eine bekannte Anordnung verwendet zu diesem Zweck eine rohrförmige Dichtung, die einen radialen Flansch aufweist, der an einem das Rohrende umschließenden becherförmigen Teil des Zuführungsrohres an seinem Rand befestigt ist (britische Patentschrift 434 008).
Es ist auch bei Zentrifugen durch die USA.-Patentschrift 2 837 237 bekannt, zur Flüssigkeitszufuhr in die rotierende Rotorachse eine unter Federkraft stehende, axial verschiebbare Dichtungshülse zu verwenden, die in dem feststehenden Zuführungsrohr abgedichtet ist und mit ihrer Stirnfläche gegen eine auf der hohlen Rotorwelle angeordnete Hülse drückt.
Gemäß einem älteren Vorschlag der Schutzrechts-Inhaberin weist eine kontinuierlich durchströmte Zentrifuge für hohe Drehzahlen einen einendig angetriebenen Läufer auf einer Welle auf, die mit ihr umlaufende Flüssigkeitsaustrittsleitungen und -eintrittsleitungen aufweist, welche in axialer Richtung von dem anderen Wellenende ausgehen und welche mit Leitungen, die ein nicht umlaufendes Teil durchsetzen, über eine zwischen den die beiden Leitungsgruppen enthaltenden Teilen ausgebildete Fläche-anFläche-Dichtung, deren dichtende Fläche radial zur Rotationsachse verläuft, in Verbindung stehen.
Die Erfindung bezweckt, bei einer Zentrifugenanordnung dieser Art die Fläche-an-Fläche-Dichtung unter einem axialen Druck zu halten, der sich automatisch in Abhängigkeit des in der Zentrifuge zur Anwendung gelangenden Druckes ändert. Es wird also mit niedrigem Dichtungsdruck und dementsprechend geringer Wärmeentwicklung und geringer Abnutzung der Dichtung gearbeitet, wenn dies die Druckverhältnisse der dem Zentrifugiervorgang unterworfenen Flüssigkeit gestatten, andererseits wird der Auflagedruck der Fläche-an-Fläche-Dichtung erhöht, wenn hohe Flüssigkeitsdrücke in der Zentrifuge dies erfordern.
Eine kontinuierlich durchströmte Zentrifuge für hohe Drehzahlen mit einem einendig angetriebenen Läufer auf einer Welle, die mit ihr umlaufende Flüssigkeitsaustritts- und -eintrittsleitungen aufweist, welche in axialer Richtung von dem anderen Wellenende ausgehen und welche mit Leitungen, die ein nichtumlaufendes Teil durchsetzen, über eine zwischen den die beiden Leitungsgruppen enthaltenden Zentrifuge für hohe Drehzahlen
Anmelder:
Beckman Instruments, Inc., Fullerton, Calif.
(V. St. A.)
Vertreter:
Dr. phil. G. B. Hagen, Patentanwalt,
8000 München-Solln, Franz-Hals-Str. 21
Als Erfinder benannt:
Richard C. Stallman, San Carlos, Calif.;
Edward G. Pickels, Atherton, Calif. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 27. März 1962 (182 813)
Teilen ausgebildete Fläche-an-Fläche-Dichtung in Verbindung stehen, kennzeichnet sich gemäß der Erfindung dadurch, das das von Leitungen durchsetzte nicht umlaufende Teil in axialer Richtung gleitend verschiebbar angeordnet und an das die mitlaufenden Leitungen aufweisende umlaufende Teil mittels einer unter dem Einfluß von Flüssigkeitsdruck in axialer Richtung verlängerbaren Einrichtung angedrückt ist, welche zwischen einer feststehenden Stelle des Zentrifugenrahmens und dem von Leitungen durchsetzten nicht umlaufenden Teil untergebracht ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die zur selbsttätigen Einstellung des auf die Dichtung wirkenden Druckes vorgesehene, in axialer Richtung verlängerbare Einrichtung aus einer Kolbeneinrichtung besteht, deren Kolben innerhalb von zwei Zylindern axial verschiebbar geführt ist, von denen der eine Zylinder von der die zu zentrifugierende Flüssigkeit dem Läufer zuführenden Strömung durchströmt wird, während der andere Zylinder von der aus dem Läufer austretenden Strömung durchströmt wird, wobei der eine Zylinder gegenüber einem festen Rahmenteil der Zentrifuge abgestützt ist, der andere Zylinder aber seinen Druck auf den einen Flächendichtungsteil axial überträgt. Bei dieser Anordnung ist zweckmäßigerweise aus den noch
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näher zur Erörterung gelangenden Gründen zwischen dargestellt) arbeitet mit (ebenfalls nicht dargestellten) den beiden Zylindern eine Druckfeder angeordnet. geeigneten Steuermitteln zusammen, so daß die Ab-In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die schlußplatte 16 lösbar verriegelt werden kann. Die Zentrifuge mit einer Welle versehen sein, die von Abschlußplatte dient dazu, das obere Lager und die dem Rotor aus aufwärts ragt und mit ihrem oberen 5 Dichtungsanordnung 20 aufzunehmen. Ende drehbar in einem Lager gelagert ist, das in Die Seitenwände des Läufergehäuses weisen ein
einem Blockkörper angeordnet ist, der federnd an zylindrisches Stahlteil 21 auf, das als Schutz für den einem feststehenden Teil der Zentrifuge befestigt ist Fall dient, daß es infolge der durch die Zentrifugal- und so geringere Bewegungen des Rotors und des kräfte bei den vergleichsweise hohen Drehgeschwin-Lagers infolge Vibrationen od. dgl. zuläßt und io digkeiten, bei denen der Läufer betrieben wird, aufdämpft, tretenden Beanspruchungen zu einem Bruch oder Weitere Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung einem Auseinanderfliegen des Läufers kommt. An sollen in Verbindung mit Ausführungsbeispielen er- seiner Unterseite ist das Teil 21 durch die Bodenläutert werden, die nachstehend an Hand der züge- wand 22 abgeschlossen, die in gleicher Weise aus hörigen Beschreibung beschrieben werden. Von den 15 einem verhältnismäßig widerstandsfähigen Werkstoff Figuren zeigt hergestellt ist. Die Seitenwände 21 und die Boden-F i g. 1, teilweise im Schnitt, eine Seitenansicht wand 22 bilden somit eine Stahl-Sicherheitskammer, einer Zentrifuge für kontinuierliche Flüssigkeitsströ- Das Innere der Sicherheitskammer kann mit Kühlmung, mitttelverdarnpferwicklungen 23 versehen sein, die
F i g. 2 in vergrößertem Maßstab einen Querschnitt 20 zur Kühlung des Kammerinneren dienen, durch die obere Lager- und Dichtungsanordnung ge- Zwischen der Bodenwandung 22 und der Lager-
mäß der Linie 2-2 der F i g. 1, welle oder Spindel 14, die auswärts in die Kammer
Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie3-3 in ragt, um dort den Läufer abzustützen und anzutrei-F i g. 2, ben, ist eine geeignete Vakuumdichtung gebildet.
F i g. 4 einen Querschnitt längs der Linie 4-4 der 25 Die Spindel 14 ist vorzugsweise aus nachgiebigem F i g. 2, Werkstoff hergestellt und ragt mit ihrem unteren
F i g. 5 in vergrößertem Maßstab einen Teilschnitt Ende, das in einer ölgefüllten Lageranordnung 26 durch den Zentrifugenläufer, die Zufuhrwelle und aufgenommen ist, nach unten über. Das Lager 26 die Kopplung der Welle mit dem Läufer, wird von im Abstand voneinander angeordneten
F i g. 6 einen Querschnitt einer etwas abgewandel- 30 Armen 27 getragen, die sich von einer federnd geten Kopplung der Zufuhrwelle mit dem Läufer, lagerten Grundplatte 28 aus nach unten erstrecken.
F i g. 7 in vergrößertem Maßstab eine Ansicht der Die Spindel oder Welle 14 ist mit einer angetriebenen zur Zu- und Abfuhr von Flüssigkeit zu einer um- Riemenscheibe 31 versehen und wird über diese mitlaufenden Zufuhrwelle hin und von dieser weg die- tels eines Treibriemens 32 angetrieben, der über die nende Laufflächen-Dichtung, 35 Antriebsscheibe 33 eines Motors 34 läuft. DieGrund-
Fig. 8 einen Querschnitt längs der Linie 8-8 in platte 28 kann beispielsweise mittels Federn 37 auf F i g. 7, der Plattform 36 aufruhen. In oder an dem Gehäuse
Fig. 9 eine Ansicht gemäß der Linie 9-9 in können Mittel (nicht dargestellt) angebracht sein, um F i g. 7, die Kammer 17 zu evakuieren.
Fig. 10 einen Querschnitt längs der Linie 10-10 in 40 Wie Fig. 5 zeigt, kann der Rotor einen zylindri-F i g. 5, sehen Mantel 41 enthalten, der an seinen Enden, wie
Fig. 11 eine Ansicht der Anordnung für die Be- bei 42 und 43 angedeutet, mit Gewinden versehen lastung der Laufflächen-Dichtung, sein kann. Das untere Ende des Mantels 41 ist durch
Fig. 12 teilweise im Schnitt eine Seitenansicht einen eingeschraubten Boden 44 verschlossen. In einer etwas abgewandelten Anordnung mit einem 45 dem Boden ist eine Ausnehmung 46 vorgesehen, die oberen Lager und einer Dichtung, das obere Ende der Spindel aufnehmen kann. Im Ab-
F i g. 13 in vergrößertem Maßstab eine Ansicht stand voneinander angeordnete Zapfen 47 und 48 gemäß der Linie 13-13 in Fig. 12, die die Lauf- können in entsprechende Aussparungen an der Oberflächen-Dichtungsanordnung in ihrer Zuordnung zu seite der Spindel eingreifen, um so eine formschlüsder oberen Lager- und Dichtungsanordnung der 50 sige Verbindung zwischen der Spindel und dem Fig. 12 erkennen läßt, Boden 44, mittels derer der Rotor angetrieben wer-
Fig. 14 einen Querschnitt längs der Linie 14-14 in den kann, zu schaffen.
F i g. 4. An der Oberseite des Bodens 44 ist ein Nocken 45
Im einzelnen enthält die in F i g. 1 wiedergegebene vorgesehen, der einen Läuferkern 49 aufzunehmen Zentrifugenanordnung ein äußeres Gehäuse 11, das 55 vermag. Dieser Kern 49 ist ebenfalls mit Ausnehdie Antriebsmittel und das Rotorgehäuse einschließt. mungen versehen, um die oberen Enden der Zapfen An der Oberseite des Gehäuses 11 ist eine Öffnung 47 und 48 aufzunehmen, so daß er ebenfalls form-12 vorgesehen, durch die der Rotor 13 geführt wer- schlüssig von der Antriebsspindel angetrieben wird, den kann, um ihn innerhalb des Rotorgehäuses auf Die Oberseite des zylindrischen Rotormantels 41
der Antriebswelle 14 anzuordnen, wie nachstehend 60 ist bei 42 mit einem Gewinde versehen, so daß ein beschrieben wird. An eine Abschlußplatte 16 sind Deckel 52 eingeschraubt werden kann. Zwischen der die obere Lagerung und die Dichtungsanordnung 17 Schulter 54, die an dem Mantel 41 gebildet ist, und angeschraubt. Die Abschlußplatte 16 ist mit Rollen der Unterseite des Deckels 52 ist ein O-förmiger 18 versehen, die im Abstand voneinander angeordnet Ring 53 eingelegt. Der Deckel ist ferner mit einer sind und in entsprechend entfernten Kanälen 19 lau- 65 Reihe sich in radialer Richtung erstreckender Kanäle fen, die seitlich an dem Gehäuse 11 befestigt sind, so 56 versehen, die mit Schlitzen 58 in Verbindung daß dieses leicht geöffnet werden kann und man an stehen, die an der Oberseite des Kernstückes 49 gedas Gehäuse gelangt. Eine Klinkvorrichtung (nicht bildet sind. Die Flüssigkeit strömt dabei längs der
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Schlitze 58 durch die Kanäle 56 in den äußeren Be- dem anderen, so daß der Mischungsgrad herabgesetzt reich der Rotorkammer, wie das mit den Pfeilen 59 wird. Die Unterteilungen führen ebenso zu einer
angedeutet ist. Herabsetzung der Mischung, die eintritt, wenn die Die Oberseite des Kernstückes 49 weist einen nach Flüssigkeit kontinuierlich dem Rotor zugeführt und außen ragenden Kranz 61 auf, der in dem in dem 5 entnommen wird.
Deckel 52 gebildeten Hohlraum 62 aufgenommen ist. In F i g. 6 ist eine andere Möglichkeit einer AnMittels eines O-förmigen Ringes 63 ist für eine Flüs- Ordnung für die Zufuhr und Entfernung von Flüssigsigkeitsdichtung zwischen dem Kranz 61 und dem keit zu bzw. von dem Läufer gezeigt. Das Kopfstück angrenzenden Teil 52 gesorgt. In dem Kranz 61 kön- 83 a ist mit einem Durchlaß 101 versehen, der den nen Öffnungen 66 vorgesehen sein, die dazu dienen, io zwischen den Rohren 78 und 79 gebildeten Ring-Flüssigkeit zu dem Kern zu leiten. raum mit dem angrenzenden Schlitz 58 verbindet. Das Kernstück ist mit einer Anzahl im Abstand Die Flüssigkeit wird dann durch das Mittelrohr 79 voneinander angeordneter und sich in radialer Rieh- zurückgeleitet. Die Flüssigkeit wird demnach in den tung erstreckender Öffnungen 71 versehen, durch die Rotor über den Ringraum zugeführt und über das Flüssigkeit aus der Kammer, die zwischen dem Kern- 15 Mittelrohr entnommen.
stück und dem Mantel 41 gebildet ist, in die Axial- In Fig. 2 ist zu erkennen, wie das Führungsteil 76 bohrung 72 und von dort in die Anordnung für die in Aufwärtsrichtung durch das Flanschteil 106 hin-Zu- und Abfuhr von Flüssigkeit, die nachstehend be- durchragt, das mit der Abschlußplatte 16 verschraubt schrieben wird, gelangen zu lassen. ist. Mittels im Abstand voneinander angeordneter Mittels eines Gewindes 74 nimmt der Deckel 52 20 Bolzen 108 ist auf dem Flanschteil 106 das Tragein Teil 76 auf, in dem die biegsame Wellenanord- gehäuse 107 befestigt. An seiner Unterseite weist das nung für die Zu- und Abfuhr von Flüssigkeit geführt Gehäuse die Rücksprünge 109 auf, in die eine Muffe ist. Die Welle 77 enthält ein äußeres Rohr 78, das 111 eingreift, die das Teil 76 umgibt und zusammen konzentrisch einen Hohlkörper 79 einschließt. Die mit den Rücksprüngen 109 einen Isolationsring 112 Welle 77 ist innerhalb des Teiles 76 mittels einer 25 einfaßt. Der Isolationsring 112 ist mit einer Kreisnut Buchse 80 gelagert. Im Abstand voneinander ange- versehen, die einen O-förmigen Ring 113 aufnimmt, ordnete O-förmige Ringe 81 und 82 bilden eine ge- Durch den O-förmigen Ring 113 wird zwischen dem eignete Dichtung. Das Ende der Welle ist von einem Flanschteil 106 und dem Isolationsring 112 eine Kopfstück 83 aufgenommen. Über einen in dem Vakuumdichtung geschaffen. Ein O-förmiger Ring Kopfstück vorgesehenen Kanal 84 besteht eine Ver- 30 116 dient zur Abdichtung zwischen dem Isolationsbindung zur Axialbohrung 72 in dem Kernstück 49, ring 112 und dem Gehäuse 107. wobei zwischen dem äußeren Rohr 78 und dem Durch entsprechend starkes Anziehen der Bolzen Kopfstück 83 der Raum 85 gebildet ist. Das äußere 108 wird zwischen dem Inneren des Gehäuses und Rohr 78 enthält Durchlässe 86, so daß die Flüssig- den Umgebungsteilen an dem unteren Ende des Gekeit, wie durch die Pfeile 87 angedeutet, in den Ring- 35 häuses eine Vakuumdichtung hergestellt. Das Geraum zwischen der hohlen inneren Leitung 79 und häuse 107 ist mit einem Kugellager 116^4 versehen, dem äußeren Rohr 78 strömen kann. Durch das Wie nachstehend beschrieben wird, steht das Lager Rohr 79 wird die Flüssigkeit in das Kopfstück ge- 116^4 mit dem Teil 76 so lange nicht in Berührung, leitet. Das untere Ende des Rohres 79 steht in Ver- bis der Läufer zu stark zu schwingen anfängt, und bindung mit dem in dem Kopfstück gebildeten Kanal 40 dient dann lediglich als Puffer, um die Auslenkungen 89. Der Kanal 89 dient wiederum zur Verbindung der Welle zu begrenzen.
mit den angrenzenden Schlitzen 58 und den weiter Die Muffe 111 ist so ausgebildet, daß ihr oberes
oben bereits erwähnten Kanälen 56. O-förmige Ende mit dem Tragring 117 zusammenwirkt, der
Ringe dienen zur Dichtung zwischen dem Kopfstück auf das Führungsteil 76 aufgeschraubt ist, wenn das
und der Wellenanordnung 77. Durch den O-förmigen 45 Lager und die Dichtungsanordnung angehoben wer-
Ring 91 wird eine Dichtung zwischen dem Kern- den, wobei der Rotor aus der Kammer durch die mit
stück 49 und dem Kopfstück 83 hergestellt. Der Gewinde versehene, in der Abschlußplatte gebildete
obere O-förmige Ring 92 dient zur Abdichtung zwi- Öffnung gehoben wird. Wenn daher die obere Lager-
schen dem Kopfstück und der Führung 76. anordnung entfernt wird, so dient die Muffe 111 da-
Die Flüssigkeit strömt somit abwärts des Mittel- 50 zu, um den Rotor im Verhältnis zu dem Flanschteil
rohres79, anschließend nach außen durch die Öff- 106 abzustützen.
nungen 89, die Schlitze 58 und die Kanäle 56 in den Die Wellenanordnung 77 ragt in Aufwärtsrichtung zwischen dem Kernstück 49 und dem zylindrischen durch die Öffnung 118, die in dem Trägergehäuse Außenmantel des Läufers 41 gebildeten Raum. Die 117 gebildet ist, ferner durch die Ausnehmung 119, Flüssigkeit wird dann einwärts durch die Kanäle 71, 55 die in dem Teil 120 vorgesehen ist, sowie durch eine die Axialbohrung 72, den Kanal 84 und durch den mit 121 bezeichnete Lageranordnung. Das Lager 121 zwischen den Rohren 78 und 79 gebildeten Ring- enthält eine Muffe 122, die eine ringförmige Ausraum gedrängt. nehmung 123 hat. In die Lageranordnung 121 ist eine Das Kernstück 49 weist Längsschlitze 94 auf, in Lagermuffe 124 eingesetzt. Die Muffe 124 bildet zudenen Flügel 96 aufgenommen sind. Die Flügel 60 sammen mit der ringförmigen Ausnehmung 123 eine ragen in radialer Richtung nach außen, wobei ihre Kammer 125, die mit einem Kühlmittel zur Kühlung äußeren Kanten den Mantel 41 berühren. Die Flügel des Lagers gespeist wird. Die Temperatur des Lagers unterteilen den Innenraum des Läufers, wobei die kann auf diese Weise beeinflußt werden, so daß es Flüssigkeit in dem Rotor beschleunigt wird, wenn die zu keiner Beeinträchtigung der die Zufuhr- bzw. Flügel und der Rotor in Drehung versetzt werden, 65 Entnahmeanordnung durchströmenden Flüssigkeit um den Rotor auf die vorgeschriebene Geschwindig- kommt. Zwischen der Muffe 124 und der Welle ist keit zu bringen. Das führt zu einer Verschiebung des eine poröse Muffe 126 angeordnet, welche über die einen Teiles der Flüssigkeitsmenge im Verhältnis zu Leitung 127 mit öl versorgt wird. Somit dient die
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Lageranordnung 121 zur drehbaren Aufnahme des Das Dichtungsteil 162 wird in Abwärtsrichtung oberen Endes der biegsamen Wellenanordnung 77, durch den Druck der verarbeiteten Flüssigkeit in eine zur Schmierung und als Vakuumdichtung zwischen dichtende Berührungslage gedrückt. Diese Lagerkraft der Welle und den umliegenden Teilen. geht von einer Ladehülse aus, die in Fig. 11 im ein-
Zwischen den Teilen 107 und 120 ist eine nach- 5 zelnen wiedergegeben ist. Die Hülsenanordnung entgiebige Vakuumdichtung vorgesehen, die eine nach- hält einen Kolben 181, der in die Zylinder 183 und giebige Muffe 131 aufweist, die in ihrer Lage durch 184 ragt, die in den Teilen 186 und 187 ausgebildet eine Wickelfeder 132 gehalten wird. sind. O-förmige Ringe 188 und 189 bilden die
Die Lageranordnung 121 wird von dem Teil 120 Kolbenringe. Die Flüssigkeit, die durch die Zentriaufgenommen und getragen. Das Teil 120 (vgl. F ig. 2 io fuge strömt, muß in das Rohr 191 eindringen. Sie und 3) ist mit sich in radialer Richtung erstrecken- strömt dann in den Läufer und gelangt nach der den Fingern 133 versehen, von denen jeder einen Rückkehr aus dem Läufer in das Rohr 193, wird Edelstahleinsatz 134 hat. Gegenüber dem Einsatz in hierauf in Berührung mit dem anderen Ende des dem Teil 120 ist in dem Teil 107 ein Edelstahlein- Kolbens 181 gebracht und fließt über das Rohr 194 satz 136 angebracht. Die Einsätze sind mit Hohl- 15 ab. Normalerweise steht die bei 191 eintretende räumen versehen, die einen größeren Durchmesser Flüssigkeit unter hohem Druck, während die bei 193 haben als ein Tragzapfen 137; der in die Hohlräume eintretende Austrittsflüssigkeit infolge eines Druckeingreifen und das Teil 120 an drei verschiedenen abf alles in dem Lauf er unter niedrigerem Druck steht. Stellen in bestimmter räumlicher Zuordnung im Ver- Gelegentlich ist es jedoch erforderlich, die Ströhältnis zu dem Teil 107 halten kann. ao mungsrichtung umzukehren; in diesem Fall führt der
An dem Teil 107 ausgebildete, nach innen ragende an dem unteren Ende des Kolbens 181 auftretende Zungen 142 tragen einen Ring 141, der an den Zun- Druck zu einer Ausdehnung der Anordnung. Der gen mittels der Schrauben 143 befestigt ist. Die nach Flüssigkeitsdruck führt zu einer Ausdehnung oder zu außen ragenden Zungen des Teiles 120 liegen zwi- einem Aufeinanderdrücken der beiden Enden der sehen den sich nach innen erstreckenden Zungen. An 35 Dichtungsanordnung. Das untere Ende 186 wirkt jedem Ring 141 sind in Abständen voneinander ange- doch mit einer Kugel zusammen, die ihrerseits an ordnete Gummiteile 144 befestigt, die sich in Ab- dem Teil 175 angreift und dieses abwärts drängt, so wärtsrichtung erstrecken und die oberen Enden der daß die feststehende· Dichtungsfläche der umlaufen-Edelstahleinsätze 134 aufnehmen. den Dichtungsfläche dichtend zugeordnet wird. Das
Das Teil 120 ist somit sowohl durch den Ring 141 30 obere Teil 187 wirkt mit einer Kugel 198 zusammen, als auch mittels der Zapfen 137 durch das Teil 107 an der eine Stellschraube 199 angreift, die sich nach gelagert, wobei dennoch genügend Spielraum für unten durch das Gehäuse 201 erstreckt, das das Verbiegungen oder Schwingungen der oberen Welle obere Lager und die Dichtungsanordnung enthält, zur Verfügung steht, wenngleich sie dabei in Schran- Der Vorteil des beschriebenen Aufbaues ist darin
ken gehalten werden. 35 zu sehen, daß der Druck an der Dichtungsfläche eine
Das obere Trägerstück 120 trägt die Führung 150 direkte Funktion des Druckes ist, mit dem die Flüsfür die Laufflächendichtung. An dem Ende der bieg- sigkeit in den Läufer eintritt. Der höchste Dichtungssamen Welle ist das umlaufende Teil 151 der Dreh- druck wird nur bei den höchsten auftretenden Flüsflächendichtung (vgl. Fig. 2 und 7) befestigt. Die sigkeitsdrücken ausgeübt, wenn der Bedarf dafür am Dichtung enthält ein erstes Teil 153, das an dem 40 größten ist. Bei niedrigeren Drücken wird der Dich-Rohr79 befestigt ist. Das Teil 153 ist mit einer tungsdruck verringert, so daß unnötige Reibungs-Mehrzahl im Abstand voneinander angeordneter und Abriebverluste in der Dichtung vermieden wer-Kanälel54 versehen, die mit einer Ringnut 155 in den. Um den Läufer auch bei Abwesenheit von Verbindung stehen, die an der Oberseite derselben Flüssigkeit, die sonst durch den Läufer strömt, oder gebildet ist. Mit diesen Kanälen steht der zwischen 45 bei Fehlen eines Druckes in der Flüssigkeit umlaufen der inneren und der äußeren biegsamen Welle gebil- lassen zu können, ist eine Feder 195 vorgesehen, die dete Ringraum in Verbindung. Zur Abdichtung der zwischen zwei Schulterstücken eingespannt ist, die an zwischen dem Dichtungsteil 153 und dem Gehäuse der Außenseite der Zylinder 183 und 184 gebildet 160 gebildeten Kammer ist eine O-förmige Ringdich- sind, damit so immer ein Minimum an Dichtungstung vorgesehen. Das Rohr 79 steht in Verbindung 50 druck zur Verfügung steht.
mit dem in dem Dichtungsteil 153 befindlichen Über die gesamte Anordnung ist ein isolierender
Durchlaß 156. Abschluß gebracht. Der Abschluß kann Isolierwerk-
Das feststehende Teil der Umlaufdichtung ent- stoff 200, wie etwa Styroschaum, enthalten, der an hält eine äußere zylindrische Ummantelung 161, die der Ummantelung 202 befestigt ist. Die Ummantedas Dichtungsteil 162 aufnimmt und zusammen mit 55 lung kann in zwei Abschnitte unterteilt sein und, wie diesem eine Kühlkammer bildet, die Kühlmittel zur in F i g. 4 gezeigt, bei 203 mit einem Scharnier ver-Kühlung der Laufflächendichtung aufnehmen kann. sehen sein. Die Ummantelung kann Einlaß-und Aus-Durch die O-Ringe 166 und 167 ist die Kammer ab- laß-Koaxialleitungen 204 und 205 enthalten, um die gedichtet. Das Dichtungsteil 162 steht mit dem um- abgetrennte Flüssigkeit und Kühlmittel in das Gelaufenden Teil 153 in abdichtender Berührung und 60 häuse zu leiten, wie schematisch in den F i g. 2 und 4 ist mit einer Mehrzahl von Kanälen versehen, die angedeutet.
sich in Aufwärtsrichtung erstrecken und in eine Ring- Die Lager- und Dichtungsanordnung enthält Mitnut 165 münden, die ihrerseits mit dem Kanal 168 in tel, um die Laufflächendichtung während des BeVerbindung steht, der an ein Auslaßrohr 169 ange- triebes zu bespülen, beispielsweise einen Strahl 206, schlossen ist. Die Mittelwelle 79 steht mit der axialen 65 der dazu dient, um Wasser auf die Laufflächendich-Öffnung 171 in Verbindung, die ihrerseits mit der rung zu sprühen. Das Wasser, das von der Dichtung Öffnung 172 und dem Zuleitungsrohr 173 verbun- abläuft strömt zwischen die Teile und läuft über den ist. einen Auslaß 207 ab, der gleichzeitig als Auslaß für
andere Flüssigkeiten dienen kann, welche in die Anordnung eindringen.
Man erkennt, daß auf diese Weise eine Lager- und Dichtungsanordnung geschaffen wird, die dazu dient, einen Teil des Vakuumeinschlusses für den Rotor zu bilden, und die ihrerseits die sich nach oben erstreckende biegsame Welle trägt. Die Anordnung enthält Mittel, um sicherzustellen, daß die Kraft der Umlaufflächendichtung vergleichbar ist mit dem Druck der Flüssigkeit, wodurch Undichtigkeitsverluste auf einem Minimum gehalten werden. Stellen, an denen Hitze entsteht, oder Stellen, mit denen die Flüssigkeit in Berührung steht, werden gekühlt, so daß diese im wesentlichen auf der Temperatur gehalten werden und somit Zerstörung oder Zersetzung derselben vermieden werden können. In der Gesamtanordnung ist die Welle derart gelagert, daß sie sich biegen kann, um so Schwingungen in dem sich selbst im Gleichgewicht haltenden Läufer aufnehmen zu können, die infolge einer Unausgeglichenheit der Belastung oder Unruhigkeiten in der abgeschiedenen Flüssigkeit auftreten. Die federnde Anordnung trägt dazu bei, gegebenenfalls auftretende Schwingungen zu dämpfen. Die Anordnung gestattet die Zu- und Abfuhr von Flüssigkeiten bei Luftdruck in einen Läufer, der in einer Vakuumkammer drehbar angeordnet ist.
In bestimmten Fällen kann es erwünscht sein, die obere Welle etwas starrer zu lagern und unterschiedliche Ein-und Auslaßkanäle vorzusehen. Die Fig. 12 und 13 geben eine solche abgewandelte Anordnung wieder. Teile der Fig. 12 und 13 tragen dieselben Bezugszeichen wie entsprechende zuvor beschriebene Teile. Das Teil 76 a dient zur Aufnahme einer starren Welle 211, die aufwärts ragt und gegenüber der Muffe 212 beispielsweise durch O-förmige Ringe 213 in geeigneter Weise abgedichtet ist. An dem Teil 212 ist eine Mehrzahl von Kanälen 214 vorgesehen, die mit dem Raum 216 in Verbindung stehen, der seinerseits mit den Öffnungen 154 α in dem umlaufenden Teil 153« der Laufflächendichtung verbunden ist. Die innere Welle ist in geeigneter Weise an dem umlaufenden Dichtungsteil 153 a beispielsweise durch ein Dichtungsteil 215 befestigt. Die Welle 79 α ragt abwärts in das weiter oben beschriebene Kopfstück. Die starre Welle 211 und die biegsame Welle 79 α wirken zusammen, so daß sie Einlaß- und Auslaßkanäle bilden. Dabei dient der Ringraum als der eine Kanal, die Hohlwelle 79 a als zweiter Durchlaß. Die Lageranordnung ist ähnlich der zuvor beschriebenen. Das Teil 219 ist jedoch starr an einem starren Ring 141a befestigt, während die Nachgiebigkeit mittels einer Gummimuffe 221 hergestellt ist, die zwischen dem Lagerteil 122 und dem Träger 219 angeordnet ist.
Hinsichtlich aller weiterer Einzelheiten ist die An-Ordnung im wesentlichen so aufgebaut wie die zuvor beschriebene und trägt entsprechende Bezugszeichen.

Claims (10)

Patentansprüche:
1. Kontinuierlich durchströmte Zentrifuge für hohe Drehzahlen mit einem einendig angetriebenen Läufer auf einer Welle, die mit ilir umlaufende Flüssigkeitsaustritts- und -eintrittsleitungen aufweist, welche in axialer Richtung von dem anderen Wellenende ausgehen und welche mit Leitungen, die ein nichtumlaufendes Teil durchsetzen, über eine zwischen den die beiden Leitungsgruppen enthaltenden Teilen ausgebildete Fläche-an-Fläche-Dichtung in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß das von Leitungen (168, 172) durchsetzte nicht umlaufende Teil (162) in axialer Richtung gleitend verschiebbar angeordnet und an das die mitlaufenden Leitungen (78, 79) aufweisende umlaufende Teil (151) mittels einer unter dem Einfluß von Flüssigkeitsdruck verlängerbaren Einrichtung (186, 187) angedrückt ist, welche zwischen einer feststehenden Stelle (181, 198) des Zentrifugenrahmens (201) und dem von Leitungen (168, 172) durchsetzten nicht umlaufenden Teil (162) untergebracht ist.
2. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verlängerbare Einrichtung (186, 187) an die Leitung (169, 173) für die zu zentrifugierende Flüssigkeit angeschlossen ist.
3. Zentrifuge nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verlängerbare Einrichtung (186, 187) einen Kolben (181) aufweist, dessen gegenüberliegende Enden in Zylindern (183,184) geführt sind, und daß der eine Zylinder (183) von der dem Läufer (41) zugeführten zu zentrifugierenden Flüssigkeit und der andere Zylinder (184) von der aus dem Läufer (41) austretenden zentrifugierten Flüssigkeit durchströmt ist.
4. Zentrifuge nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Zylinder (183, 184) durch eine Druckfeder (195) von einander weg vorgespannt sind.
5. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verlängerbare Einrichtung (186, 187) einer Kugel-Pfannen-Lagerung (198) mit dem Zentrifugenrahmen (201) verbunden ist.
6. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Ende (77) der Läuferwelle drehbar in einem Lager (121) gelagert ist, das in einem federnd an einem feststehenden Teil (107) befestigten Block (120) angeordnet ist.
7. Zentrifuge nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das feststehende Zentrifugenteil (107) den Block (120) mittels radialer Zungen (142) unter Zwischenschaltung elastomerer Teile (144) trägt.
8. Zentrifuge nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Block (120) mit dem feststehenden Zentrifugenteil (107) mittels mehrerer parallel zu der Welle (78) verlaufender durchbiegungsfähiger Stifte (137) verbunden ist.
9. Zentrifuge nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Block (120) Kühlleitungen und eine von einem Kühlmedium durchflossene, das Lager (127) umgebende Kammer (125) aufweist.
10. Zentrifuge nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Block (120) eine Leitung (206) vorgesehen ist, durch deren Öffnung der Strahl eines Kühlmittels auf die Fläche-anFläche-Dichtung (151, 161) gerichtet wird.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 551477;
britische Patentschrift Nr. 434 008.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
809 557/215 5.68 © Bundesdruckerei Berlin
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