![]() Zentrifuge mit separater Hero-Turbine
专利摘要:
Eine Rotorbaugruppe (20) zur Verwendung als Teil einer Zentrifuge zur Abtrennung partikelförmigen Materials aus einem Fluid umfasst eine Sammelkammer (21), welche eine Partikelabtrenneinrichtung beherbergt, sowie eine Antriebskammer (22) mit einer Hero-Turbine. Die Antriebskammer (22) ist mit der Sammelkammer (21) zusammenbaubar und von ihr trennbar. Die Passung zwischen der Antriebskammer (22) und der Sammelkammer (21) überträgt jede durch die Hero-Turbine hervorgerufene Drehbewegung der Antriebskammer (22) unmittelbar auf die Sammelkammer (21) zur Partikelabtrennung. Indem die Antriebskammer (22) von der Sammelkammer (21) trennbar ist, kann die Sammelkammer (21) mit dem in ihr angefallenen Schlamm entsorgt werden kann. 公开号:DE102004005920A1 申请号:DE200410005920 申请日:2004-02-06 公开日:2004-08-19 发明作者:Hendrik N. Cookeville Amirkhanian;Peter K. Cookeville Herman;Kevin C. Cookeville South 申请人:Fleetguard Inc; IPC主号:B04B5-00
专利说明:
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifftallgemein Zentrifugenkonstruktionen zum Abtrennen von partikelförmigem Gutaus einem zirkulierenden Fluid. Für die Erfindung geeignete Partikelabtrenneinrichtungenumfassen Spiralschaufel- und Kegelstapeltechnologien, um nur zweiMöglichkeitenzu nennen. Genauer betrifft die Erfindung den Einsatz einer Hero-Turbineals Teil des gesamten Antriebsmechanismus, der dazu benutzt wird,die Rotorbaugruppe der Zentrifuge in Drehung zu versetzen. Obwohleine Kegelstapel- oder Spiralschaufelpartikelabtrenneinrichtungvorzugsweise innerhalb des Rotormantels als die bevorzugte Partikelabtrenneinrichtungangeordnet wird, ist die vorliegende Erfindung nicht durch die Artder ausgewähltenPartikelabtrenneinrichtung beschränkt. Die Kegelstapel- und Spiralschaufelarten derPartikelabtrennung werden als zwei der wirksameren Anordnungen angesehenund werden zum Teil aus diesem Grund für das bevorzugte Ausführungsbeispielgewählt. [0002] Es ist ferner hilfreich, den Aufbauund die Funktion einiger der früherenZentrifugenkonstruktionen zu verstehen, die eine Hero-Turbine imZusammenwirken mit einer Partikelabtrenneinrichtung als Teil derRotorkonstruktion aufweisen. Eine dieser früheren Zentrifugenkonstruktionenist im US-Patent Nr. 5 637 217 offenbart, das am 10. Juni 1997 anHerman et. al. erteilt wurde. Auf dieses Patent, das die gesamteZentrifugenkonstruktion und die Verwendung einer Kegelstapelunterbaugruppeals Teil dieser Zentrifugenkonstruktion lehrt und offenbart, wird hiermitausdrücklichBezug genommen. Das genannte Patent offenbart insbesondere eineBypasskreis-Zentrifugezum Abtrennen partikelförmigenGutes aus einer zirkulierenden Flüssigkeit und umfasst eine hohleund allgemein zylindrische Zentrifugenschüssel, die zusammen mit einerGrundplatte angeordnet ist, um eine Flüssigkeitsströmungskammer festzulegen.Ein hohles Mittelrohr erstreckt sich axial aufwärts durch die Grundplatte indas hohle Innere der Zentrifugenschüssel. Die Bypasskreis-Zentrifuge istso gestaltet, dass sie in einer Abdeckanordnung eingebaut wird undes werden ein Paar entgegengesetzt angeordneter, tangentialer Strömungsdüsen in derGrundplatte dazu benutzt, die Zentrifuge innerhalb der Abdeckungzu drehen, um Partikel dazu zu veranlassen, sich aus der Flüssigkeitabzutrennen. Das Innere der Zentrifugenschüssel enthält mehrere Kegelstümpfe, dieals Stapel angeordnet und eng voneinander beabstandet sind, um dieAbtrennwirkung zu erhöhen.Der eintretende Flüssigkeitsstrom verlässt dasMittelrohr durch ein Paar Öleinlässe und wirdvon dort in den Kegelstapel geleitet. Bei einem Ausführungsbeispielbeschleunigt und richtet eine Deckplatte zusammen mit Rippen aufder Innenflächeder Zentrifugenschüsseldiesen Strom in den oberen Bereich des Stapels. Bei einem anderenAusführungsbeispielist der Stapel als Teil einer als Einwegartikel ausgestalteten Unterbaugruppeausgeführt.Bei jedem dieser Ausführungsbeispieleerfolgt eine Partikelabtrennung, wenn der Strom durch die zwischenbenachbarten Kegeln erzeugten Kanäle fließt und weiter abwärts zu dentangentialen Strömungsdüsen strömt. [0003] Ein weiteres Patent, das die Funktioneiner früherenZentrifugenkonstruktion beschreibt, ist das US-Patent Nr. 6 364822, das am 2. April 2002 an Herman et. al. erteilt wurde. Auchauf dieses Patent wird hiermit ausdrücklich Bezug genommen. Insbesondereoffenbart das vorgenannte Patent eine Kegelstapelzentrifuge zumAbtrennen partikelförmigen Materialsaus einem zirkulierenden Fluid, die eine Rotorbaugruppe mit einerhohlen Rotornabe aufweist und dazu vorgesehen ist, durch Ausstoß des Fluids ausDüsen inder Rotorbaugruppe um eine Achse zu rotieren. Die Rotorbaugruppeist auf einer Welle angeordnet, die an der Nabe einer Basis befestigtist. Die Basis umfasst ferner einen Fluideinlass, einen mit demEinlass verbundenen Durchlass in Fluidverbindung mit der Rotorbaugruppe,und einen Fluidauslass. Eine Lagerung ist zwischen der Rotornabe undder Welle zur drehenden Bewegung der Rotorbaugruppe um die Welleangeordnet. Die Basis umfasst des Weiteren eine Prall- bzw. Leitplattezum Umlenken eines Wirbelstroms des Fluids aus der Basis herausin einer radialen Richtung und hinein in den Fluideinlass. [0004] In Kenntnis des Aufbaus, der Konstruktion undFunktion der Apparate der beiden vorgenannten Patente wurde erkannt,dass Verbesserungen als Teil der Ausführung eines komplett als Einwegartikelausgeführten,gegossenen Kunststoffzentrifugenrotors möglich wären. Bei bisherigen Zentrifugenkonstruktionen,bei denen das behandelte Fluid dazu benutzt wird, dem Rotor eineDrehbewegung zu verleihen, wird typischerweise eine als Hero-Turbinebezeichnete Impulsturbine als Teil der Rotorkonstruktion verwendet.Selbst bei solchen Zentrifugenausführungen, bei denen ein zweitesFluid dazu verwendet wird, dem Rotor die Drehbewegung zu verleihen, kannimmer noch eine Hero- oder Impulsturbine als Teil der Rotorkonstruktionverwendet werden. Wenn eine Impulsturbine in den gesamten Zentrifugenaufbaueingebaut wird, um den Rotor in Drehung zu versetzen, ist die Turbinetypischerweise getrennt von der Sammelkammer ausgeführt. EinBeispiel dieser Art von Impulsturbinenkonstruktion ist im US Patent Nr.6 017 300 zu finden, das am 25. Januar 2000 an Herman erteilt wurde.Ein weiteres Beispiel dieser Art einer Impulsturbinenkonstruktionist im US Patent Nr. 6 019 717 zu finden, das am 1. Februar 2000an Herman erteilt wurde. [0005] Bei Hero-Turbinenausführungenwird typischerweise die Turbine als Teil der Rotorkonstruktion vorgesehen.Die in den US Patenten 6 017 300 und 6 019 717 offenbarten Konstruktionensind repräsentativfür dieseArt von Aufbau. Zusätzlichkann das Einbeziehen der Turbine durch Gießen, Blechpressen und/oderdurch (Spritz)Gießenvon Kunststoff erreicht werden. [0006] Es ist Aufgabe der Erfindung, eineverbesserte Rotorbaugruppe füreine Zentrifuge bereitzustellen. [0007] Im Bestreben den Aufbau von Hero-Turbinenzentrifugenzu verbessern, wurde im Rahmen der vorliegenden Erfindung alternativenKonstruktionskonzepten Beachtung geschenkt. Ein mit Zentrifugen,die eine Impulsturbine umfassen, assoziiertes Merkmal liegt in derFähigkeit,das Rotorgehäusezu entsorgen, sobald Schlamm sich angesammelt hat, ohne dass dieImpulsturbine ausgewechselt oder ersetzt werden müsste. ImRahmen der vorliegenden Erfindung wurde daran gedacht, dass bestimmte Konstruktionsvorteilerealisiert werden könnten, wennes einen Weg gäbe,die Hero-Turbine von dem Rest des Rotors zu trennen, wobei immernoch die Hero-Turbinedazu benutzt wird, der Rotoranordnung der Zentrifuge eine Drehbewegungzu verleihen. [0008] Währendder Untersuchung der Konstruktionsalternativen zum Trennen der Hero-Turbine vom Restdes Rotors wurden eine Reihe von erwarteten Vorteilen diskutiert.Zunächstist es eine Kosteneinsparung, wenn die Turbine nicht jedes mal ersetzt wird,wenn der Rotor nach einer Schlammansammlung ausgetauscht wird. Diesbedeutet, dass weniger als Einwegartikel ausgeführtes Material bei jedem Rotorauswechselzyklusoder Wechselintervall vorhanden ist. Unter Berücksichtigung der Materialanforderungenfür einigeder aktuellen Rotorkonstruktionen, die eine Hero-Turbine beinhalten, wird geschätzt, dassder Benutzer (d.h. der Käufer)im Moment ungefähr350 g Material bei jedem Rotorserviceintervall (d.h. bei jedem Rotoraustausch)wegwirft. Durch Trennen der Hero-Turbine vom Rotor gemäß der vorliegendenErfindung wird geschätzt,dass die nunmehr weggeworfene Materialmenge um ungefähr 100 gverringert werden kann. [0009] Wie im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindungerklärtund beschrieben werden wird, wird ein Teil des eintretenden Ölstromsdazu benutzt, die Hero-Turbine anzutreiben, und ein anderer Teilbewegt sich stromabwärtszu einem Strömungsauslass ausder Rotorwelle in das Rotormittelrohr. Die Strömung durch das Rotormittelrohrtritt in den Sammelkammerbereich des Rotors aus. Dieser spezielle Strömungsauslassist gedrosselt, so dass der Druck in der Rotorsammelkammer vermindertist. Wenn die Hero-Turbine Teil der Rotorsammelkammer ist, steht imWesentlichen derselbe Fluidströmungsdruck,der die Hero-Turbine antreibt, im Innenraum der Rotorsammelkammeran. Durch Trennen der Hero-Turbine von der Rotorsammelkammer gemäß der vorliegendenErfindung spürtdie Sammelkammer des Rotors einen geringeren Druck. Dies erlaubtes, die Wandstärkeder Sammelkammer zu verringern, was die bei jedem Rotorwartungsintervallzu entsorgende Materialmenge weiter vermindert. Die Möglichkeit,aufgrund des niedrigeren Drucks dünnere Wände für die Sammelkammer des Rotorsvorzusehen, verringert darüberhinaus auch die Rotorkosten. [0010] Ein weiterer Vorteil des Trennensder Hero-Turbine vom Rotor betrifft die Ausführung des gesamten Rotorgehäuses unddie Konstruktionsmöglichkeitenangesichts des niedrigeren Drucks. Dieser Vorteil spiegelt sichin der Möglichkeit,das Rotorgehäuseaus zwei Abschnitten auszuführen,die durch Schraubeingriff miteinander verbunden werden. Diese besondereKonstruktionstechnik, die eine von mehreren ist, die für das Rotorgehäuse eingesetzt werdenkönnen,ermöglichtes dem Benutzer/Kunden, das Rotorgehäuse auseinanderzunehmen, die zweiGehäuseabschnittezu reinigen und sie wiederzuverwenden. Der Einsatz einer Auskleidungermöglichtes, die Partikelabtrenneinrichtung in der Auskleidung zu entsorgen,nicht jedoch das äußere Rotorgehäuse. Diesverringert die Kosten des Rotors und vermindert die Materialmenge,die bei jedem Rotorwartungsintervall entsorgt werden muss. [0011] Ein noch weiterer Vorteil, der sichdurch das Trennen der Hero-Turbine vom Rotor ergibt, betrifft dieGröße der Antriebskammer,die die Hero-Turbine beinhaltet, und die physische Trennung derStrömungin dieser Antriebskammer von der Strömung in der Sammelkammer. JeglicheStrömungsturbulenz, diein der Sammelkammer vorhanden ist, hat dann nämlich keinen Effekt auf dieStrömungin der Antriebskammer. Ferner ergibt sich durch Auslegen der Größe der Antriebskammerauf ein vergleichsweise kleines Volumen verglichen mit der Sammelkammer einegeringere Möglichkeitder Entwicklung jeglicher Strömungsturbulenzinnerhalb der Antriebskammer. All dies führt zur Minimierung wenn nichtgar Eliminierung jeglicher instabilen Strömungseigenschaften, die heutzutagein anderen Hero-Turbinenantriebskammern auftreten. [0012] Schließlich betrifft ein weitererVorteil des Trennens der Hero-Turbine von der Rotorsammelkammerdie Rotorlager und ihre genaue Anordnung. Bei der vorliegenden Erfindungsind die Rotorlager getrennt von der Sammelkammer des Rotors angeordnet.Dieser Konstruktionsansatz führtzu einer Verringerung der Menge an zu entsor gendem Material undzu einer Verringerung der Gesamtkosten. Änderungen an oder eine Entsorgungder Rotorsammelkammer erfordern keine Änderungen an den Lagern undkein Entsorgen der Lager. [0013] Gemäß einem Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung umfasst eine Rotorbaugruppe zur Verwendungals Teil einer Zentrifuge zur Abtrennung von partikelförmigem Materialaus einem Fluid, welches von der Zentrifuge behandelt wird, eine Sammelkammer,die zur Aufnahme einer Partikelabtrenneinrichtung ausgelegt undangeordnet ist, wobei die Sammelkammer eine Strömungsöffnung festlegt, sowie fernereine Antriebskammer, die eine Hero-Turbine beinhaltet und so ausgelegtund angeordnet ist, mit der Sammelkammer verbindbar und von derSammelkammer trennbar zu sein, wobei die Antriebskammer einen hohlenInnenraum festlegt, der in Fluidverbindung mit der Strömungsöffnung der Sammelkammersteht. [0014] Einzelheiten der vorliegenden Erfindung,die zum Erreichen dieser verschiedenen Vorteile beitragen, sindin der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispielsunter Bezugnahme auf die beigefügtenZeichnungen zusammen mit weiteren Zielen und Vorteilen der vorliegendenErfindung genauer erläutert. [0015] In den Figuren ist [0016] 1 eineräumlicheAnsicht eines typischen Ausführungsbeispielseiner erfindungsgemäßen Rotorbaugruppe, [0017] 2 eineandere perspektivische Ansicht der Rotorbaugruppe aus 1, [0018] 3 eineSeitenansicht der Rotorbaugruppe aus 1, [0019] 4 einegegenüberder 3 um 90° gedrehteSeitenansicht der Rotorbaugruppe aus 1, [0020] 5 eineDraufsicht auf die Unterseite der Rotorbaugruppe aus 1, [0021] 6 derSchnitt 6–6aus 4, [0022] 7 eineExplosionsdarstellung der Rotorbaugruppe aus 1, [0023] 8 eineDraufsicht auf die Unterseite einer Rotorsammelkammer als Teil derRotorbaugruppe aus 1, [0024] 9 eineräumlicheAnsicht einer Antriebskammer mit einer Hero-Turbine als Teil derRotorbaugruppe aus 1, [0025] 10 eineräumlicheAnsicht einer Zentrifugenanordnung, welche die Rotorbaugruppe aus 1 beinhaltet, [0026] 11 einLängsschnittder Zentrifugenanordnung aus 10, [0027] 12 eineauseinandergezogene, räumlicheDarstellung eines alternativen Ausführungsbeispiels einer Antriebskammergemäß der vorliegendenErfindung, [0028] 13 eineDraufsicht auf die Antriebskammer aus 12, [0029] 14 einSchnitt durch die Antriebskammer aus 12, [0030] 15 einanderer Schnitt der Antriebskammer aus 12, [0031] 16 eineauseinandergezogene, räumlicheDarstellung eines alternativen Ausführungsbeispiels einer Antriebskammergemäß der vorliegendenErfindung, [0032] 17 eineauseinandergezogene, räumlicheDarstellung eines alternativen Ausführungsbeispiels einer Antriebskammergemäß der vorliegendenErfindung, [0033] 18 eineDraufsicht auf die Antriebskammer aus 17, [0034] 19 einSchnitt durch die Antriebskammer aus 17, [0035] 20 einanderer Schnitt durch die Antriebskammer aus 17, [0036] 21 eineauseinandergezogene, räumlicheDarstellung eines alternativen Ausführungsbeispiels einer Antriebskammergemäß der vorliegendenErfindung, [0037] 22 eine,Draufsicht auf die Antriebskammer aus 21, [0038] 23 einSchnitt durch die Antriebskammer aus 21, [0039] 24 einanderer Schnitt durch die Antriebskammer aus 21, [0040] 25 eineauseinandergezogene, räumlicheDarstellung der Antriebskammer aus 21 in Kombinationmit einem Rotorgehäusezur Bildung einer Rotorbaugruppe, [0041] 26 eineauseinandergezogene, räumlicheDarstellung eines alternativen Ausführungsbeispiels einer Antriebskammerund Rotorgehäusekombinationgemäß der vorliegendenErfindung, [0042] 27 eineauseinandergezogene, räumlicheDarstellung eines alternativen Ausführungsbeispiels einer Antriebskammerund Rotorgehäusekombinationgemäß der vorliegendenErfindung, [0043] 28 einSchnitt durch die komplettierte Baugruppe aus 27, [0044] 29 einSchnitt durch einen Teil eines alternativen Rotorgehäuseaufbausgemäß der vorliegendenErfindung, [0045] 30 einSchnitt durch einen Teil des Rotorgehäuses aus 29 in Kombination mit einer Antriebskammer, [0046] 31 einSchnitt durch einen Teil eines erfindungsgemäßen Rotorgehäuses, [0047] 32 einSchnitt durch einen Teil des Rotorgehäuses aus 31 einschließlich einer oberen Nabe, [0048] 33 einSchnitt durch einen Teil eines erfindungsgemäßen Rotorgehäuses, [0049] 34 einSchnitt durch einen Teil des Rotorgehäuses aus 33 mit einem in einer oberen Rotornabeangebrachten Stützpfosten,und [0050] 35 einSchnitt durch einen Teil einer alternativen erfindungsgemäßen Antriebskammer. [0051] Zum Zwecke eines verbesserten Verständnissesder Grundlagen der Erfindung werden nun in den Figuren dargestellteAusführungsbeispieleerläutertund es werden bestimmte Ausdrückeverwendet, um diese zu beschreiben. Es versteht sich jedoch, dasshierdurch keine Einschränkungdes Schutzbereiches der Erfindung beabsichtigt ist, sondern dass Änderungenund Abwandlungen der dargestellten Ausführungsbeispiele und weitereAnwendungen der Grundlagen der dargestellten und beschriebenen Erfindungmit abgedeckt sind, wie sie Fachleuten auf dem Gebiet der Erfindungohne Weiteres offen stehen. [0052] In den 1 bis 7 ist eine Rotorbaugruppe 20 zurVerwendung in einer Zentrifuge (siehe 10 und 11) dargestellt, die zurAbtrennung von partikelförmigemMaterial aus einem Fluid, typischerweise Motoröl, vorgesehen ist, das durchdie Zentrifuge strömt.Die vollständigeRotorbaugruppe umfasst in funktionsfähigem Zustand eine ausgewählte Partikelabtrenneinrichtung(nicht dargestellt), die innerhalb eines Rotorgehäuses 21 angeordnetist, welches hier als Rotorsammelkammer 21 bezeichnet wird,bezugnehmend auf das "Sammeln" abgetrennten partikelförmigen Materials(d.h. Schlamm). Die bevorzugte Partikelabtrenneinrichtung im Zusammenhangmit der vorliegenden Erfindung ist eine Kegelstapel- oder Spiralschaufel-Unterbaugruppe,jedoch liegt das Hauptaugenmerk der vorliegenden Erfindung auf demDrehantrieb (Hero-Turbine), der die Sammelkammer 21 inDrehung versetzt, so dass sie die für eine wirksame Partikelabtrennungerforderliche Drehzahl erreicht. [0053] Wie aus den die gesamte Zentrifugenanordnungzeigenden 10 und 11 ersichtlich, weist eine Zentrifuge 65 ein äußeres Gehäuse 66 auf,das die Rotorbaugruppe 20 umschließt und eine Ablassöffnung 67 für behandeltes,aus der Rotorbaugruppe austretendes Fluid umfasst. Die Rotorbaugruppe 20 wirdtypischerweise gestütztvon und dreht sich um eine Rotorwelle 25, die an einemTeil des äusseren Gehäuses oder,wie hier, an einer Basis 68 der Zentrifuge 65 befestigtist. Diese spezielle Konstruktion ist auch in den eingangs genannten,Zentrifugen betreffenden Patenten offenbart. [0054] Der Innenraum der Sammelkammer 21 enthält die Partikelabtrenneinrichtungund es gibt typischerweise ein Mittel- oder Zentralrohr 58,das mit der Partikelabtrenneinrichtung zusammenwirkt, um eintretendeFluidströmungaufzunehmen und dann diesen Fluidstrom zur Partikelabtrenneinrichtung zumBehandeln und Abtrennen partikelförmigen Materials zu richten.Wie schon in den eingangs genannten Patenten beschrieben ist dasMittelrohr 58 allgemein konzentrisch zur Rotorwelle 25 angeordnetund die Rotorwelle 25 begrenzt einen Fluid- bzw. Ölstromdurchlass,der in das Mittelrohr 58 mündet. Eine zur Verwendung inder vorliegenden Erfindung geeignete Wellen/Mittelrohr-Anordnungist in 11 dargestellt. [0055] Erneut bezugnehmend auf die 1 bis 7 und 11 sinddie Hauptkomponenten der Rotorbaugruppe 20, wobei die Partikelabtrenneinrichtungwie erwähnthier weggelassen ist, zusätzlichzur Sammelkammer 21 eine Antriebskammer 22, eineobere Lagerhülse 23,eine untere Lagerhülse 24 unddie Welle 25. Wie aus der Darstellung in 11 ersichtlich, ist die Welle 25 inder Basis 68 der gesamten Zentrifugenanordnung 65 verankertund weist eine Strömungsöffnung 69 anihrem oberen Ende auf, die in das Mittelrohr 58 mündet. DieAntriebskammer 22 ist zusammen mit einer Hero-Turbine 26 ausgeführt undangeordnet, die im Folgenden näherbeschrieben wird. [0056] Die Sammelkammer 21 istein ringförmiges Bauteilmit einem allgemein zylindrischen Körper 21a, der an derOberseite von einem gekrümmten Endbereich 21b undan der Unterseite von einem gekrümmtenEndbereich 21c begrenzt ist. Die Sammelkammer 21 istrotationssymmetrisch zu einer Mittelachse 28, die zugleichdie Drehachse fürdie Rotorbaugruppe 20 bildet. Verschiedene Fabrikationstechnikenstehen zur Verfügung,um die Sammelkammer 21 herzustellen, einschließlich derbevorzugten Technik des Formens einer oberen Hälfte 21d und einer unterenHälfte 21e,die anschließendmittels Ultraschall zu der geschlossenen, einstückigen Sammelkammer 21 verschweißt werden,wie sie in den 1 bis 8 und 11 dargestellt ist. Die Trennlinie 29 gibtdabei die Lage der Verbindungslinie für die geformten Hälften 21d und 21e an.Aus Sicht der Formgröße und derKosten sowie unter Berücksichtigungder folgenden Zusammenbauschritte wird das Formen der zwei Hälften alsbevorzugte Herstellungstechnik angesehen. Das bevorzugte Materialfür dieSammelkammer 21 ist Kunststoff. Durch Vermindern des im Innenraumvorhandenen Fluiddruckes, worauf noch näher eingegangen werden wird,kann die Wanddicke der Sammelkammer 21 entsprechend vermindert werden,was Kostenersparnisse bewirkt und zu weniger Material führt, welchesbei jedem Rotorwechsel entsorgt werden muss. [0057] Eine andere geeignete Herstellungsweise zumVerbinden der geformten Teile (Hälften)in eine Sammelkammer 21 besteht in der Verwendung des EMABOND®-Verfahrens, welchesInduktionsschweißenumfasst. Eine weitere Alternative besteht darin, die zwei Hälften 21d und 21e mitpassenden Gewinden an ihren einander zugewandten Enden auszubildenund dann die beiden Hälftendurch Zusammenschrauben miteinander zu verbinden. Eine noch weitereAlternative besteht darin, anfangs drei Teile allgemein entlangder in 1 gestricheltwiedergegebenen Linien 30 und 31 zu formen, dieschematisch die Grenzen zwischen dem zylindrischen Körper 21a undden Endbereichen 21b bzw. 21c wiedergeben. DieVerbindung dieser drei Teile kann ebenso durch eine der drei zuvorbeschriebenen Techniken erfolgen. [0058] Unabhängig von der speziellen Herstellungsmethode,die zur Erzeugung der einstöckigenSammelkammer 21 ausgewähltwurde, legt der obere Endbereich 21b eine Stütznabe 32 fest,die zum Aufnehmen eines Lagers 27 (vorzugsweise eines Kugellagers)und eines Stützpfostens 70 (siehe 11) zum Erleichtern derhochdrehzahligen Rotation der Rotorbaugruppe 20 in derZentrifuge 65 ausgeführt undangeordnet ist. Die Stütznabe 32 istan einem Ende geschlossen und ist mit einer Reihe von acht axialverlaufenden, gleichmäßig voneinanderbeabstandeten erhabenen Rippen 33 ausgeführt. Jedeerhabene Rippe 33 erstreckt sich radial einwärts über eineDistanz von ungefähr0,81 mm (0,032 inch). [0059] Durch Bemessen der Stütznabe 32 (ohnedie Rippen 33) im Sinne einer leichten Presspassung mit demLager 27 bewirkt das Einführen des Lagers in die Nabe 32 ein "Zerquetschen" der oberen Bereiche derRippen 33, wenn diese Rippenbereiche in Kontakt mit demLager geraten. Aufgrund dieses Zerquetschens der geformten Kunststoffrippen 33 können dieseRippen als "Quetschrippen" bezeichnet werden.Die Wirkung dieser Quetschung besteht in einem zusätzlichenMaß anFormschluss zwischen dem Lager 27 und der Nabe 32 undsomit in einer gesteigerten Sicherheit, dass das Lager in seinerPosition gehalten wird. Ein Paar gegenüberliegend angeordneter geformterAnschlägekann als Teil der Nabe 32 ausgeführt sein, um die axiale Eindringtiefedes Lagers in die Nabe 32 zu begrenzen. [0060] Der untere Endbereich 21c legteine hohle Nabe 36 fest, deren Kontur so geformt ist, dasssie eine passende (konvexe) gerippte Außenfläche der Antriebskammer 22 imSinne einer schlupffreien Gleitpassung zwischen der Antriebskammer 22 und derSammelkammer 21 sicher aufnimmt. Aufgrund dieser sicherenPassung wird jegliche von der Hero-Turbine 26 erzeugteDrehung der Antriebskammer 22 um die Mittelachse 28 präzise, d.h.ohne Schlupf, in eine Drehung der Sammelkammer 21 umgesetzt. [0061] Eine innere Öffnung 37 der Antriebskammer 22,die konzentrisch zur Mittelachse 28 ist, nimmt die obereLagerhülse 23 bzw.die untere Lagerhülse 24 auf.Die innere Öffnung 37,die im Wesentlichen zylindrisch ist, nimmt auch die Welle 25 auf,wie in 11 dargestellt.Die Welle 25, die von jedem der Lager 23 und 24 aufgenommenist, ist hohl und stellt einen Ölstromin die innere Öffnung 37 undin die Sammel kammer 21 bereit. Wie dargestellt umfasst dieAntriebskammer 22 (siehe auch 9) ein Paar Strömungsdüsen 38 und 39,von denen jede einen offenen Kanal 38a bzw. 39a festlegt,die sich in Strömungsverbindungmit der inneren Öffnung 37 befinden.Jede "Strömungs- oderStahldüse" umfasst einen mitdem Körperder Antriebskammer 22 verbundenen rohrförmigen Abschnitt und eine sichverjüngendeDüsenspitze,die den Strom ausstößt. DieAntriebskammer 22 und insbesondere die Strömungsdüsen 38 und 39 sindzum Erzeugen eines austretenden Strahles von Fluid (Öl) entlangeines Weges ausgeführtund angeordnet, der im Wesentlichen parallel zu einer Tangente andie zylindrische Außenfläche derWelle 25 ist. Der austretende Strahl von einer Düse 38 oder 39 ist180° entgegengesetztdem austretenden Strahl der anderen Düse 38 oder 39 gerichtet.Diese Düsen 38, 39 wirkenzusammen zum Erzeugen einer Reaktionskraft, die die Antriebskammer 22 unddamit die Sammelkammer 21 in Drehbewegung versetzt. DieseDüsenanordnungstellt die "Hero-Turbine" der vorliegendenErfindung dar. [0062] Unter Bezugnahme auf 8 ist eine Draufsicht der Unterseiteder Sammelkammer 21 und ihrer integralen Nabe 36 gezeigt.Wie zuvor beschrieben ist das hohle Innere der Nabe 36 mitaxial verlaufenden Nuten geformt. Insgesamt sind vier Nuten 42a bis 42d gleichmäßig jeweils90° voneinanderbeabstandet vorhanden. Eine Wellenöffnung 43 ist eine zylindrische Öffnung,die in der Nabe 36 zentriert und konzentrisch zur Mittelachse 28 ist.Vier Ablassöffnungen 21f sindin einer unteren Wand 47 der Sammelkammer 21 benachbartder Außenwanddes Mittelrohres 58 vorgesehen. Diese vier Ablassöffnungen 21f dienendem Abfluss von Fluid (Öl)nach der Behandlung durch die ausgewählte Partikelabtrenneinrichtung,die in die Sammelkammer 21 eingebaut ist. [0063] Unter Bezugnahme auf 9 ist eine räumliche Darstellung der Antriebskammer 22 vonschräg obenwiedergegeben, die die Strömungsdüsen 38 und 39 undden Hauptkörper 44 zeigt,der mit drei axialen Abschnitten 44a, 44b und 44c ausgeführt und angeordnetist. Der Abschnitt 44a nimmt die obere Lagerhülse 23 ineiner zylindrischen Öffnung 45 auf unddieser Abschnitt 44a passt in die Nabe 36. Die vieraxial verlaufenden, konvexen Rippen 46a bis 46d sindjeweils 90° voneinanderbeabstandet und so bemessen und geformt, dass sie in die Nuten 42a bis 42d passen.Dieser Formschluss zwischen Rippen und Nuten an vier ungefähr 90° voneinanderbeabstandeten Stellen sorgt fürdie schlupffreie Übertragungder Drehung der Antriebskammer 22 auf die Sammelkammer 21 mittelsder Nabe 36. Diese gerippte Ausführung ist im Abschnitt 44c wiederholt. Dermittlere Abschnitt 44b ist nicht gerippt, sondern hat stattdesseneine zylindrische Oberfläche,abgesehen von der einstückigenAusführungder Strömungsdüsen 38 und 39.Vier sich überdie gesamte axiale Längeder Antriebskammer 22 erstreckende Fluid- bzw. Ölablassbohrungen 49a bis 49d sindvorhanden, wobei jeweils eine Bohrung in einer entsprechenden axialenRippe der Rippen 46a bis 46d zentriert ist. Aufgrundder Tatsache, dass diese Ablassbohrungen 49a bis 49d sich über dievolle axiale Höheder Antriebskammer 22 erstrecken, erstrecken sie sich auchdurch die zugehörigenaxialen Rippen des Abschnitts 44c und sind darin zentriert. [0064] Die obere Lagerhülse 23 hat einen radialen Flansch 50,der an eine obere Fläche 51 desAbschnitts 44a passt. Der Durchmesser des Flansches 50 reichtnicht dazu aus, die vier Ablassbohrungen 49a bis 49d oderdie vier Ablassöffnungen 21f vollständig zubedecken. Da die vier Ablassbohrungen und die vier Ablassöffnungennicht von dem Flansch 50 abgesperrt werden, verbleibt einStrömungsweg für den Abflussvon Fluid (Öl)nach der Behandlung durch die innerhalb der Sammelkammer 21 angeordnetePartikelabtrenneinrichtung. Dieser Abfluss tritt aus der Sammelkammer 21 durchdie vier Ablassöffnungen 21f aus,die in Strömungsverbindungmit den Ablassbohrungen 49a bis 49d stehen undallgemein konzentrisch zu Letzteren angeordnet sind. Der austretendeStrom passiert diese Ablassbohrungen und strömt zum unteren Abschnitt derZentrifuge, wo eine Hauptablassöffnung 67 vorhandenist. [0065] Die Welle 25 ist hohl undbegrenzt einen Fluidkanal 25a. Ein Paar gegenüberliegendangeordneter Fluidauslässe 55,die Teil der Welle 25 sind und in Fluidverbindung mit demKanal 25a stehen, richten den Hochdruck-Fluid- bzw. Ölstrom inden hohlen Innenraum der Antriebskammer 22 fluchtend mitden Kanälen 38a und 39a.Dieser Strom tritt aus der Antriebskammer 22 durch dieStrömungsdüsen 38 und 39 aus,genauer durch die Kanäle 38a und 39a,und erzeugt dadurch Hochgeschwindigkeitsfluidstrahlen, die den Hero-Turbineneffekterzeugen und dadurch die Drehung der Antriebskammer 22 umdie Welle 25, welche zusammen mit dem umgebenden Zentrifugengehäuse 66 stationär bleibt.Die Antriebskammer 22 weist ein relativ geringes inneresVolumen auf, das getrennt und von jeglicher Fluidbewegung innerhalbder Sammelkammer isoliert ist, insbesondere von einer Drehbewegung.Dies erlaubt der vorliegenden Erfindung eine Konstruktion bereitzustellen,die praktisch jegliche instabile Strömungscharakteristik innerhalbder Antriebskammer 22 der Hero-Turbine beseitigt. Das Innenvolumender Antriebskammer 22 ist nicht nur vergleichsweise kleinbezogen auf das Innenvolumen der Sammelkammer 21, darüber hinausnimmt die Welle 25 den größten Teil dieses Innenvolumensein. Als Ergebnis strömtder aus den Fluidauslässen 55 austretendeStrom unmittelbar zu den Kanälen 38a und 39a. [0066] Da nicht das gesamte in die Welle 25 eintretendeFluid (Öl)von der Hero-Turbine benutzt wird, wird der Rest des eintretendenStroms mittels der Welle 25 zum Innenraum der Sammelkammer 21 geleitet.Ein gedrosselter Strömungsauslass 69 wird durchdie Welle 25 begrenzt und mündet unmittelbar in das Mittelrohr 58.Dieser Strom wird dann zur Behandlung durch die Partikelabtrenneinrichtunggeleitet. [0067] Es sei an dieser Stelle bemerkt,dass der Durchmesser des Auslasses 69 bewusst deutlich kleinerals der Durchmesser des Kanals 25a ausgeführt ist.Die Wirkung dieser besonderen Ausführung begrenzt den Durchflussund reduziert den in die Sammelkammer 21 eintretenden Fluiddruck.Der zuvor verwendete Begriff des "gedrosselten Auslasses" 69 solldazu dienen, das Verständnisder Funktion dieser Ausführunghinsichtlich des Auslasses 69 zu verbessern. Einer derVorteile des niedrigeren Drucks liegt darin, die Sammelkammer 21 mitdünnerenWändenausführenzu können.Ein weiterer Vorteil liegt darin, die Gefahr eines aufgrund hohen Druckserfolgenden Versagens einer Dichtung in der Sammelkammer 21 zureduzieren. [0068] Zwar stellt die Rotorbaugruppe 20 dasbevorzugte Ausführungsbeispieldar, jedoch haben die Erfinder andere Merkmale und alternative Anordnungengefunden, die als Teil einer Rotorbaugruppe verwendet werden können, welcheeine außerhalbder Rotorsammelkammer bzw. des Rotorgehäuses angeordnete Antriebskammereiner Hero-Turbine aufweist. Diese anderen Merkmale und alternativenAnordnungen sind in den 12 bis 36 wiedergegeben. [0069] Bezugnehmend zunächst auf die 12 bis 16 sinddrei Hauptmerkmale in Gestalt alternativer Anordnungen dargestellt.Es sei nochmals daran erinnert, dass die hohle Nabe 36 sogeformt ist, dass sie eine passende (konvexe) gerippte Außenfläche am oberenAbschnitt 44a der Antriebskammer 22 im Sinne einesschlupffreien einsteckbaren Formschlusses sicher aufnimmt. Anstelleder geformten konvexen gerippten Außenfläche an dem oberen Abschnitt 44a kannentweder dieser Abschnitt oder alternativ die gesamte Antriebskammer 22 andersgeformt werden. In den 12 bis 15 ist dieses anders geformte Äußere einerAntriebskammer 80 im Schnitt sechseckig geformt. In 16 ist dieses Äußere einerAntriebskammer 81 im Schnitt quadratisch geformt und hatinsgesamt eine kubische Gestalt. [0070] Unter erneuter Bezugnahme auf die 12 bis 15 hat die gesamte Antriebskammer 80,abgesehen von Hülsen 84 und 85 undStrömungsdüsen 86 und 87,im Horizontalschnitt eine hexagonale Gestalt. Es versteht sich,dass der Formschluss der Antriebskammer 80 in der unterenNabe der Rotorbaugruppe besteht (nicht darge stellt). Der Hauptkörper 88 derAntriebskammer 80 weist eine obere Bohrung 89 zurAufnahme der Hülse 84 undeine untere Bohrung 90 zur Aufnahme der Hülse 85 auf.Der Hauptkörper 88 begrenzteinen ersten Strömungskanal 91 benachbarteiner "Ecke" der hexagonalenForm und einen gegenüberliegendangeordneten zweiten Strömungskanal 92 benachbarteiner anderen "Ecke". Die Strömungskanäle 91 und 92 sindin Ausführung, Anordnungund Funktion ähnlichden Ablassbohrungen 49a bis 49d. Flansche derHülsen 84 und 85 sperrenweder den Kanal 90 noch den Kanal 92 ab. Es verstehtsich, dass weitere Ablasskanälein den Hauptkörper 88 integriertwerden können. [0071] Ein zweites alternatives Hauptmerkmalder vorliegenden Erfindung, welches in den 12 bis 15 dargestelltist, umfasst die abnehmbare und einführbare Ausgestaltung der Strömungsdüsen 86 und 87 inden Hauptkörper 88.Die Explosionsdarstellung der 12 illustriertdieses Merkmal, wobei der Hauptkörper 88 eineerste Strömungsdüsenbohrung 95 zurAufnahme eines Endes der Strömungsdüse 86 undeine gegenüberliegendangeordnete zweite Strömungsdüsenbohrung 96 zurAufnahme eines Endes der Strömungsdüse 87 festlegt. [0072] Jede Strömungsdüse 86 und 87 hatein Strahlrohr 86a bzw. 87a und eine Kreisringdichtung 86b bzw. 87b.Die Kreisringdichtung 86b ist zum Abdichten der ringförmigen Grenzfläche zwischendem Strahlrohr 86a und der Bohrung 95 ausgeführt und angeordnet,währenddie Kreisringdichtung 87b zum Abdichten der kreisringförmigen Grenzfläche zwischendem Strahlrohr 87 und der Bohrung 96 ausgeführt undangeordnet ist. Der Hauptkörper 88 hateinen hohlen Innenraum, so dass aus der Rotorsammelkammer oder demRotorgehäuseabfließendes Fluidvon den Strömungsdüsen 86 und 87 zurErzeugung der Hero-Turbinenwirkung benutzt werden kann, die wiederumdie Rotorbaugruppe in schnelle Drehung versetzt. Um eine maximaleAusnutzung des aus der Sammelkammer in die Antriebskammer 80 abfließenden Fluideszu erreichen, ist es wichtig, die kreisringförmigen Grenzflächen umdie Strahlrohre 86a und 87a abzudichten, so dasskein Fluid an diesen Stellen herausleckt. Die Abdichtung an diesen Grenzflächen findetmittels der Kreisringdichtungen 86b und 87b statt. [0073] Zusätzlich zum Abwandeln des einstückigen Aufbausder Antriebskammer, wie bei der Antriebskammer 22, durchAusführender Strömungsdüsen 86 und 87 alsseparate und einsetzbare Bauteile versteht es sich, dass der radialeAbstand von der Drehachse (Mittelachse 28) zur äußeren Spitzejeder Strömungsdüse unterschiedlichsein kann. Mit anderen Worten, der Hebelarm jeder Strömungsdüse kann durch Ändern derLänge derStrömungsdüse zur Erreichungeines variablen Drehmomentes variabel ausgeführt sein. Längere Strömungsdüsen werden in der Regel für größere Rotorbaugruppengewähltwerden. [0074] Bezugnehmend auf 16 versteht es sich, dass die in 16 dargestellte Antriebskammer 81 praktischidentisch mit der Antriebskammer 80 ist, abgesehen davon,dass die hexagonale Gestalt des Hauptkörpers 88 im Schnittin eine quadratische Gestalt (im Schnitt) des Hauptkörpers 99 geändert wordenist, der deshalb eine mehr kubische Gestalt oder Form annimmt. [0075] Alle anderen Teile, Merkmale undStrukturen der Antriebskammer 81 sind nahezu dieselbenwie bei der Antriebskammer 80. Dies trifft auf die Hülsen 84 und 85,die Strömungsdüsen 86 und 87,die Bohrungen 89 und 90, sowie die Strömungsdüsenbohrungen 95 und 96 zu.Die Strömungsdüsen 86 und 87 bleibenseparate, einsteckbare Bauteile mit einer Länge (Drehmomentarmabstand),die abhängigvon der Größe der Rotorbaugruppevariiert werden kann. [0076] Es versteht sich, dass jegliche für die Antriebskammeroder zumindest fürden Hauptkörperbereichgewähltehorizontale Querschnittsform eine passende Form in der unteren Nabeder Rotorsammelkammer erfordert, vorausgesetzt dass kein anderesMerkmal oder keine andere Form vorhanden ist, um die Antriebskammerund die Sammelkammer oder das Rotorgehäuse zusammenzupassen. Was schlussendlichbenötigtwird ist eine unmittelbare Antriebsbeziehung oder eine Zuordnungderart, dass die der Antriebskammer mittels der Strömungsdüsen verlieheneDrehung 1 : 1 in eine Drehung der Sammelkammer bzw. des Rotorgehäuses umgesetzt wird.Im Rahmen der vorliegenden Erfindung resultiert die konturierteoder gerippte Form des oberen Abschnitts 44a in der komplementären und "passenden" Form der unterenNabe 36, wie in den 7 bis 9 dargestellt. Der Einsatzzusammenpassender Formen erlaubt es, die Antriebskammer mit Formschluss indie untere Nabe der Rotorsammelkammer einzusetzen. Wenn die gerippteForm des oberen Abschnitts 44a in entweder die hexagonaleGestalt des Hauptkörpers 80 oderdie quadratische Gestalt des Hauptkörpers 99 geändert wird,muss die damit zusammenwirkende untere Nabe der Sammelkammer (Rotorgehäuse) in ähnlicherWeise geändertwerden, z.B. in hexagonal oder quadratisch. Es ist essentiell, dassder Hauptkörperund die untere Nabe einander so zugeordnet sind, dass zwischen diesenbeiden Bauteilen kein Schlupf bzw. keine Relativbewegung auftritt.Auf diese Weise wird jegliche in der Antriebskammer erzeugte Antriebsdrehbewegungauf die Sammelkammer übertragen.Dies ist der Schlüssel zumErmöglicheneines größeren Bereichesan Formen. [0077] Andere Zuordnungskonzepte sind gemäß der vorliegendenErfindung ebenso möglich,einschließlichder zunächstin den 17 bis 20 und dann in den 21 bis 25 dargestellten. Bezugnehmend zunächst aufdie 17 bis 20 ist eine Antriebskammer 102 abgesehenvon zwei Unterschieden ähnlichden Antriebskammern 80 und 81 ausgeführt undangeordnet. Als erster Unterschied ist anstelle der hexagonalenGestalt der Antriebskammer 80 und der quadratischen Gestaltder Antriebskammer 81 die Antriebskammer 102 allgemeinzylindrisch und hat einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt, abgesehenvon den teilzylindrischen Ausnehmungen 103 und 104 imKörper 105.Hülsen 106 und 107 sowieStrömungsdüsen 108 und 109 sindpraktisch genauso wie die Hülsen 84 und 85 und dieStrömungsdüsen 86 und 87 ausgeführt undangeordnet. [0078] Die vollständig zylindrische Gestalt desKörpers 105 axialunterhalb der beiden Ausnehmungen 103 und 104 begrenztein Paar Ablasskanäle 112 und 113,von denen jeder in der Bodenflächeder zugehörigenAusnehmung 103 bzw. 104 mündet. Die Bodenfläche jederAusnehmung 103, 104 ist axial geringfügig über demoberen Rand jeder Strömungsdüsenbohrung 114 und 115 angeordnet. [0079] Wie sich unter anderem aus 25 und aus den bisher beschriebenenAusführungsbeispielen dervorliegenden Erfindung ergibt, beinhaltet das Zusammenwirken desRotors mit der Antriebskammer, z.B. der Antriebskammer 102,eine wie auch immer geartete Verkeilung. Ob gerippt, hexagonal,quadratisch oder eine andere Form, wichtig ist, dass das Rotorgehäuse unddie Antriebskammer einfach zusammengebaut werden können unddass, wenn die Antriebskammer aufgrund der aus den Strömungsdüsen austretendenHochgeschwindigkeitsströmung rotiert,das Rotorgehäusemit entsprechender Geschwindigkeit rotiert, und zwar ohne Schlupfund ohne eine Relativbewegung zwischen der Antriebskammer und demRotorgehäuse. [0080] Im Fall der Antriebskammer 102 weistdas zugehörigeRotorgehäuse 116 (siehe 25) ein Paar teilzylindrischerRippen 118 und 119 auf, die axial entlang derAußenfläche 120 derRotornabe 121 verlaufen. Die Rippen 118 und 119 wirkenals Keile fürden erforderlichen Formschluss zwischen dem Rotorgehäuse 116 undder Antriebskammer 102. Dieser Formschluss wird durch Einführen der Keile 118 und 119 inAussparungen 103 bzw. 104 erreicht. Zwar ist dasin 25 dargestellte Rotorgehäuse 116 alsTeil einer Anordnung wiedergegeben, die eine Antriebskammer 122 umfasst(siehe 21 bis 24), jedoch sind die Rippenoder Keile 118 und 119 so ausgeführt undangeordnet, dass sie formschlüssigin die Aussparungen 103 und 104 oder in die Aussparungen 123 und 124 passen.Die Keile 118 und 119 legen jeweils einen entsprechenden zentrierten(d.h. konzentrischen) Ablasskanal 118a bzw. 119a fest,die mit dem Ablasskanal 112 bzw. 113 fluchtet. [0081] Bezugnehmend nunmehr auf die 21 bis 24 ist die Antriebskammer 122 praktischidentisch mit der Antriebskammer 102, abgesehen davon,dass die Aussparungen 123 und 124 sich über dievolle axiale Längedes zylindrischen Körpers 125 erstrecken.Da sich die Aussparungen 123 und 124 über diegesamte Längeerstrecken, sind separate Ablasskanäle im Körper 125 nicht erforderlich. [0082] Bezugnehmend nun auf 26 ist ein Rotorgehäuse 129 zusammen miteiner Antriebskammer 130 in Explosionsdarstellung wiedergegeben.Die Antriebskammer 130 ist identisch mit der Antriebskammer 122,abgesehen davon, dass die Antriebskammer 130 eine einzigeAussparung 131 im Vergleich zu den gegenüberliegendangeordneten Aussparungen 123 und 124 aufweist,die durch den Körper 125 derAntriebskammer 122 gebildet sind. Zum Zusammenwirken umfasstdas Rotorgehäuse 129 eineuntere Nabe 132 mit einer einzigen teilzylindrischen Rippe 133,die zum formschlüssigenEingriff in die Aussparung 131 ausgeführt und angeordnet ist. DieRippe bzw. der Keil 133 begrenzt einen konzentrischen Ablasskanal 133a. [0083] Ein weiterer konstruktiver Aufbauzum formschlüssigenEingriff der Antriebskammer mit der Rotornabe ist in den 27 und 28 dargestellt, in denen eine Rotornabe 136 einPaar axialer Schlitze 137 und 138 aufweist, die180° beabstandetvoneinander ausgebildet sind und die mit der Position der Strömungsdüsen 139 und 140 derAntriebskammer 141 fluchten. Der zylindrische Körper 142 hateinen Gleitsitz in der Nabe 136, es gibt jedoch keine anderenKonturen zum Verkeilen oder Arretieren des Körpers 142 mit derNabe 136, um jegliche Relativdrehbewegung zwischen diesenTeilen zu verhindern. Das Einsetzen des Körpers jeder Düse 139 und 140 inihren zugehörigenSchlitz 137 bzw. 138 stellt den erforderlichen Formschlussdes Drehantriebs her. Wenn die Antriebskammer rotiert, wird dasDrehmoment überden Körperjeder Düse 139 und 140 aufdie Nabe 136 übertragen,um das Rotorgehäuseanzutreiben, d.h. zu drehen. [0084] Zur Bereitstellung eines oder mehrererAblasskanälesind hohle axiale Rippen 143 und 144 als Teilder Außenfläche derNabe 136 an Umfangspositionen 90° beabstandet von den axialenSchlitzen 137 und 138 ausgeformt. Die dadurchbegrenzten Kanäle 143a und 144a münden unmittelbarin den hohlen Innenraum des Rotorgehäuses (siehe 28). [0085] Wie sich aus den bereits beschriebenenund dargestellten verschiedenen Ausführungsbeispielen ergibt, existierenverschiedene Alternativen fürden Fluidabfluss aus dem Rotorgehäuse. Es versteht sich, ohnedass dies bisher explizit erwähntwurde, dass verschmutztes Fluid, z.B. Öl, in das Rotorgehäuse eingeleitetund durch eine fürdie Rotorbaugruppe ausgewähltePartikelabtrenneinrichtung behandelt wird. Idealerweise wird dasschwere partikelförmigeMaterial mittels der Partikelabtrenneinrichtung aus dem Fluid entferntund lagert sich im Rotorgehäuseab, wohingegen das reinere Fluid das Rotorgehäuse verlässt. Deshalb ist irgendeineArt von Kanal oder Kanälenfür dasaustretende Fluid erforderlich, welches aus dem Rotorgehäuse abfließt. [0086] Bei einigen Ausführungsbeispielen der vorliegendenErfindung sind Ablasskanäledurch die Antriebskammer begrenzt und diese Kanäle müssen mit ergänzendenKanälenoder Öffnungenin entweder dem Rotorgehäuse,der Rotornabe oder einer Kombination aus beidem fluchten. Angesichtsder Tatsache, dass der Rotor typischerweise in einem äußeren Zentrifugengehäuse eingeschlossenist, liegt der Schlüsseldes Fluidablassproblems darin, dass das Fluid aus dem Rotorgehäuse aufeine Art und Weise austreten muss, die die gesamte Rotorkonstruktion unddie Konstruktion der damit zusammenwirkenden Antriebskammer ergänzt, ohnedie Partikelabtrennwirksamkeit zu verschlechtern, ohne die Drehzahl negativzu beeinflussen und ohne einen insgesamt einfachen Gebrauch undeine Säuberungder Zentrifuge durch den Endkunden zu erschweren. [0087] Bezugnehmend auf die 29 bis 34 sind verschiedeneRotor- und Rotornabenausführungen mitunterschiedlichen Ablasskanälenund Öffnungen dargestellt,die zur Verwendung als Teil der vorliegenden Erfindung geeignetsind, abhängigzu einem gewissen Maßevon der Zentrifugenkonstruktion und ihren Anforderungen, wobei derSchwerpunkt jedoch mehr auf die Ausführung der Antriebskammer gelegt ist,die zum Zusammenwirken in die (untere) Rotornabe gepasst bzw. gekeiltwird. [0088] Bezugnehmend zunächst auf 29 enthält ein Rotorgehäuse 148 eineuntere Nabe 149 mit einem integrierten Mittelrohr 150.Ein Strömungseinlass 151 istin einer unteren Wand 152 ausgeführt und mündet in die Mitte der Nabe 149.Mehrere Ausströmungsöffnungen 153 werdenvon der unteren Wand 152 begrenzt und münden in das Innere der Nabe 149.Da die Ausströmöffnungen 153 innerhalb derNabe 149 angeordnet sind, muss die Antriebskammer, diein die Nabe 149 gesteckt wird, fluchtende Ausströmkanäle aufweisen. [0089] Ein Beispiel dafür, wie die Antriebskammer fluchtendeAusströmkanäle aufweisenkann, ist in 30 dargestellt,wo eine Antriebskammer 156 in die Nabe 149 eingeführt ist.Die Antriebskammer 156 begrenzt axiale Strömungskanäle 157,die hinsichtlich Anzahl und Anordnung in Umfangsrichtung den Ausströmöffnungen 153 imRotorgehäuse 148 entsprechen. [0090] Bezugnehmend auf die 31 und 32 istzu erkennen, dass eine untere Nabe 158 und eine obere Nabe 159 beideTeil eines Rotorgehäuses 160 sind. DasRotorgehäuse 160 umfasstkein integrales Mittelrohr und die Ausströmöffnungen 153 des Rotorgehäuses 148 inder unteren Wand 161 benachbart der Nabe 158 fehlen.Stattdessen sind Ausströmöffnungen 162 durcheine obere Wand 163 radial außerhalb der oberen Nabe 159 begrenzt.Die untere Wand 161 begrenzt aber immer noch einen Strömungseinlass 164,jedoch ist das Ausströmen,d.h. der Fluidablass, zur Oberseite des Rotorgehäuses 160 hin verlagert worden. [0091] Bezugnehmend auf die 33 und 34 umfasstein Rotorgehäuse 167 eineobere Nabe 168 sowie eine obere Wand 169, dieeine Ausströmöffnung 170 begrenzt.Da die Öffnung 170 imhohlen Inneren der Nabe 168 zentriert ist, ist es wichtig,dass das Zentrifugenbauteil, welches in die Nabe 168 gesteckt wird,einen Abstromkanal fürdas Fluid zum Verlassen des Rotorgehäuses 167 und Austretenin das Zentrifugengehäuseaufweist. [0092] In 34 istein Teil eines solchen Zentrifugenbauteils im in die Nabe 168 eingesetztenZustand dargestellt. Dieses Bauteil ist ein Stützpfosten 171, derzum Abstützender Rotorbaugruppe füreine Rotation mit hoher Drehzahl gelagert ist. Ein Lager 172 istdargestellt und dieses ist so ausgeführt, dass Fluid durch es hindurchin das Innere des Zentrifugengehäusesströmenkann (nicht dargestellt). [0093] Bezugnehmend nunmehr auf 35 ist ein weiteres Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispielist eine Antriebskammer 175 mit Kugellagern 176 und 177 versehen,welche die bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen verwendetenHülsenmit Flanschen ersetzen. Viele der anderen Konstruktionsaspekte derAntriebskammer 175 sind so wie bei den anderen zuvor beschriebenenund dargestellten Antriebskammern. Dies umfasst die Strömungsdüsen unddie Verkeilung der Antriebskammer 175 in einer Nabe 178,unabhängigvon der genauen Art oder Geometrie der ausgewählten Passung. Ein Ersatz dermit Flanschen versehenen Hülsendurch Rollen- oder Kugellager kann deshalb bei allen zuvor beschriebenenAntriebskammern vorgenommen werden. Darüber hinaus enthält das Innereder Antriebskammer 175 ein dichtendes Strömungsleitbauteil 179,das mit Presspassung in einer Bohrung 180 des Antriebskammerkörpers sitzt.Das Strömungsleitbauteil 179 weistwenigstens zwei Öffnungen 181 auf, umeinen Fluidstrom zu den Strömungsdüsen hinzu ermöglichen.Die maximale Rotationseffizienz, d.h. die beste Umsetzung in eineDrehbewegung, wird erreicht, indem der Strom in das Rotorgehäuse gedrosseltwird und indem jede Leckage aus der Antriebskammer vermieden wird.Auf diese Weise ist das Volumen an Antriebsfluid und der Druck innerhalbder Antriebskammer maximal und es wird die maximale Drehzahl für ein gegebenesFluidvolumen und einen gegebenen Druck erhalten. [0094] Wenn die mit Flanschen versehenenHülsen durchKugel- oder Rollenlager ersetzt werden, kann eine Leckage durchdie Lager möglichsein. Aus diesem Grund ist das dichtende Strömungsleitbauteil 179 vorgesehenworden. Die spezielle Anordnung des Strömungsbauteils 179 benachbartden Strömungsauslässen 182 unddem Pfosten 183 stellt sicher, dass aus dem Pfosten 183 austretendesFluid, welches dafürvorgesehen ist, zu den Strömungsdüsen geleitetzu werden, dorthin gelangt, ohne dass eine Leckage nach oben durchdas Lager 176 oder nach unten durch das Lager 177 stattfindet.Als Alternative zum Einsatz eines separaten dichtenden Strömungsleitbauteileskann auch der Innenraum des Körpersder Antriebskammer 175 mit oberen und unteren radialenRippen oder Flanschen ausgeführt werden,die ausreichend bemessen sind, um eine Abdichtung gegen den Pfosten 183 aneiner Stelle zwischen den Strömungsauslässen 182 unddem oberen Lager 176 bzw. dem unteren Lager 177 herzustellen.Eine vollständigeAbdichtung ist nicht unbedingt erforderlich, die Bemessung und dieToleranzen könnenso sein, dass sich eine genaue Passung mit minimalem Spiel ergibt,so dass jegliche Leckage durch die oberen und unteren Lager minimalist.
权利要求:
Claims (20) [1] Rotorbaugruppe zur Verwendung als Teil einer Zentrifugezur Abtrennung partikelförmigenMaterials aus einem durch die Zentrifuge strömenden Fluid, mit: – einerSammelkammer, die zur Aufnahme einer Partikelabtrenneinrichtungausgeführtund angeordnet ist, wobei die Sammelkammer eine Strömungsöffnung begrenzt,und – einereine Hero-Turbine enthaltende Antriebskammer, die so ausgeführt undangeordnet ist, dass sie mit der Sammelkammer zusammenbaubar undvon der Sammelkammer trennbar ist, wobei die Antriebskammer einenhohlen Innenraum in Strömungsverbindungmit der Strömungsöffnung festlegt. [2] Rotorbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass ein Paar Lagerhülsenan entgegengesetzten Enden der Antriebskammer angeordnet sind. [3] Rotorbaugruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,dass die Sammelkammer eine Verbindungsnabe aufweist, die zur Aufnahmeeines Einsteckabschnitts der Antriebskammer ausgeführt und angeordnetist. [4] Rotorbaugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,dass die Verbindungsnabe mehrere Verbindungsnuten begrenzt und derEinsteckabschnitt eine passende Zahl Verbindungsrippen zur schlupffreienDrehverbindung der Antriebskammer mit der Sammelkammer aufweist. [5] Rotorbaugruppe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,dass wenigstens eine der Verbindungsrippen einen Ablasskanal begrenzt. [6] Rotorbaugruppe zur Verwendung als Teil einer Zentrifugezur Abtrennung partikelförmigenMaterials aus einem durch die Zentrifuge strömenden Fluid, mit – einerSammelkammer mit einer Verbindungsnabe, – einer Partikelabtrenneinrichtungin der Sammelkammer, und – einerAntriebskammer mit einer Hero-Turbine zur Drehbewegung der Antriebskammer,wobei die Antriebskammer eine Verbindungseinrichtung zum trennbarenZusammenbau der Antriebskammer mit der Verbindungsnabe aufweist,so dass jegliche Drehbewegung der Antriebskammer auf die Sammelkammer übertragenwird. [7] Rotorbaugruppe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,dass ein Paar Lagerhülsenan entgegengesetzten Enden der Antriebskammer angeordnet sind. [8] Rotorbaugruppe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,dass die Sammelkammer eine Verbindungsnabe aufweist, die zur Aufnahmeeines Einsteckabschnitts der Antriebskammer ausgeführt und angeordnetist. [9] Rotorbaugruppe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,dass die Verbindungsnabe mehrere Verbindungsnuten begrenzt und derEinsteckabschnitt eine passende Zahl Verbindungsrippen zur schlupffreienDrehverbindung der Antriebskammer mit der Sammelkammer aufweist. [10] Rotorbaugruppe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,dass wenigstens eine der Verbindungsrippen einen Ablasskanal begrenzt. [11] Zentrifuge zur Abtrennung partikelförmigen Materialsaus einem durch die Zentrifuge strömenden Fluid, mit – einemZentrifugengehäuse, – eineran dem Zentrifugengehäusebefestigten Rotorstützwelle,und – einerauf der Rotorstützwelleangeordneten Rotorbaugruppe, wobei die Rotorbaugruppe umfasst – eine Sammelkammer,die zur Aufnahme einer Partikelabtrenneinrichtung ausgeführt undangeordnet ist, wobei die Sammelkammer eine Strömungsöffnung begrenzt, und – eine eineHero-Turbine enthaltende Antriebskammer, die mit der Sammelkammerzusammenbaubar und von der Sammelkammer trennbar ist, wobei die Antriebskammereinen hohlen Innenraum in Strömungsverbindungmit der Strömungsöffnung begrenzt. [12] Zentrifuge nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,dass ein Paar Lagerhülsenan entgegengesetzten Enden der Antriebskammer angeordnet sind. [13] Zentrifuge nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,dass die Sammelkammer eine Verbindungsnabe aufweist, die zur Aufnahmeeines Einsteckabschnitts der Antriebskammer ausgeführt und angeordnetist. [14] Zentrifuge nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,dass die Verbindungsnabe mehrere Verbindungsnuten begrenzt und derEinsteckabschnitt eine passende Zahl Verbindungsrippen zur schlupffreienDrehverbindung der Antriebskammer mit der Sammelkammer aufweist. [15] Zentrifuge nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,dass wenigstens eine der Verbindungsrippen einen Ablasskanal begrenzt. [16] Zentrifuge zur Abtrennung partikelförmigen Materialsaus einem durch die Zentrifuge strömenden Fluid, mit – einemZentrifugengehäuse, – eineran dem Zentrifugengehäusebefestigten Rotorstützwelle,und – einerauf der Rotorstützwelleangeordneten Rotorbaugruppe, wobei die Rotorbaugruppe aufweist – eine Sammelkammermit einer Verbindungsnabe, – eine Partikelabtrenneinrichtungin der Sammelkammer, und – eineAntriebskammer mit einer Hero-Turbine zur Drehbewegung der Antriebskammer,wobei die Antriebskammer eine Verbindungseinrichtung zum trennbarenZusammenbau der Antriebskammer mit der Verbindungsnabe aufweist,so dass jegliche Drehbewegung der Antriebskammer auf die Sammelkammer übertragenwird. [17] Zentrifuge nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,dass ein Paar Lagerhülsenan entgegengesetzten Enden der Antriebskammer angeordnet sind. [18] Zentrifuge nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,dass die Sammelkammer eine Verbindungsnabe aufweist, die zur Aufnahmeeines Einsteckabschnitts der Antriebskammer ausgeführt und angeordnetist. [19] Zentrifuge nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,dass die Verbindungsnabe mehrere Verbindungsnuten begrenzt und derEinsteckabschnitt eine passende Zahl Verbindungsrippen zur schlupffreienDrehverbindung der Antriebskammer mit der Sammelkammer aufweist. [20] Zentrifuge nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,dass wenigstens eine der Verbindungsrippen einen Ablasskanal begrenzt.
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同族专利:
公开号 | 公开日 US6929596B2|2005-08-16| GB0402261D0|2004-03-10| GB2400054A|2004-10-06| US20040157719A1|2004-08-12|
引用文献:
公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
法律状态:
2006-12-14| 8139| Disposal/non-payment of the annual fee|
优先权:
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