DE1457261B - Tauchkühler zur Kühlung von Milch - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Tauchkühler zur Kühlung von Milch in einem Milchtank, bestehend aus einem in die Milch eintauchbaren und mittels eines außerhalb der Milch angeordneten Motors antreibbaren Pumpenrotor, der über eine Welle mit dem Motor kraftschlüssig verbunden ist, sowie aus einem hülsenförmigen Kühlkörper, der den Rotor und die Rotorwelle mit Abstand frei umgibt und der zumindest teilweise in die Milch eintauchbar ist, wobei der rotierende Rotor eine axiale Strömung der Milch durch den vom hülsenförmigen Kühlkörper begrenzten Hohlraum hindurch erzeugt.

Bei derartigen die Milch während des Kühlens umwälzenden Vorrichtungen treten, sofern sie mit einem die Milch bewegenden Propeller arbeiten, Lagerprobleme auf, die vornehmlich daraus resultieren, daß sich eine Lagerstelle der Antriebswelle möglichst nahe am Propeller befinden soll, in Erfüllung dieser Forderung aber unter der Oberfläche der Milch liegen müßte (vgl. zum Beispiel französische Patentschrift 921 537). Ist eine Lagerung unterhalb einer Flüssigkeitsoberfläche ohnehin schon schwierig, so tritt im Falle von Milch noch die besondere Schwierigkeit hinzu, daß sie durch aus dem Lager austretendes Schmiermittel, z. B. Öl, verdorben würde. Es kann hier auch nicht ein zwischen der Propellernabe und der Lagernabe auf der Propellerwelle angeordneter Übergangskonus, welcher vor dem Lager einen gewissen Unterdruck erzeugt, der das Eindringen des zu mischenden Gutes in das Lager verhindern soll, wirklich zuverlässige Abhilfe schaffen (deutsche Auslegeschrift 1183 886).

Bisher ist deshalb bei sämtlichen bekannten Konstruktionen, sofern wegen der Umdrehungszahl des Propellers und dem Durchmesserverhältnis zwischen diesem und dem Hohlzylinder eine auch nur einigermaßen genaue Führung der Propellerwelle nötig war, die Lösung des aufgezeigten Problems in der Weise versucht worden, daß die Antriebswelle nur außerhalb der Milch gelagert wurde (vgl. zum Beispiel französische Patentschrift 1 218 774). Das bedingt natürlich eine starke, starre Welle und kräftige Lager, wodurch sich solche Umwälzeinrichtungen teuer stellen. Durch ihr großes Gewicht sind sie auch recht unhandlich im Gebrauch, was sich besonders bei Milchkühlern bemerkbar macht, die nacheinander in eine Vielzahl von Milchbehältern eingehängt werden müssen.

Zum Umwälzen anderer Flüssigkeiten als Milch ist auch schon eine Umwälzeinrichtung bekanntgeworden (deutsche Auslegeschrift 1 058 473), bei welcher kein festes unteres Wellenlager vorgesehen ist, weil als Umwälzorgan ein radial wirksames Pumpenrad dient und davon ausgegangen ist, daß sich die radialen Kräfte im wesentlichen gegenseitig aufheben. Es wurde deshalb unter Verwendung einer starren Rotorwelle ein oberes Lager für ausreichend erachtet. Damit handelt es sich im Prinzip um eine Konstruktion, wie sie entsprechend der vorstehenden Schilderung bisher auch bei Tauchkühlern für Milch üblich war, und es gelten deshalb ebenfalls die genannten Nachteile. Wegen der speziellen Voraussetzungen, die beim Umwälzen von Milch zu berücksichtigen sind, kommt die letztgenannte bekannte Umwälzeinrichtung aber auch aus einem anderen Grunde zur Verwendung bei Milch nicht in Frage. In einem Milchtauchkühler muß man mit sehr niedrigem Druck arbeiten. Demnach darf auch der Pumpenrotor nur einen entsprechend geringen Druck erzeugen. Bei dem erforderlichen niedrigen Druck ist es jedoch nicht ohne weiteres möglich, eine rotierende Welle zu stabilisieren. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Flüssigkeitslagerung für die Rotorwelle eines Milchtauchkühlers zu schaffen. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß dem Pumpenrotor ein koaxialer rotationssymmetrischer von der gepumpten Milch umströmter Dämpfkörper zugeordnet ist, und die Verbindungswelle zwischen dem Pumpenrotor mit seinem Dämpf- körper und dem Motor in radialer Richtung nachgiebig ausgebildet und/oder angebracht ist.

Der Dämpfkörper wirkt sich als eine Vergrößerung der »steuernden« Oberfläche der Welle aus, so daß schon bei geringem Druck in der Flüssigkeit doch insgesamt eine steuernde Kraft auf die Welle ausgeübt wird, welche zu ihrer und des Rotors Zentrierung ausreicht.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Tauchkühler gemäß der Erfindung in Seitenansicht, teilweise im Schnitt,

F i g. 2 eine perspektivische Ansicht des Rotors des Tauchkühlers nach Fig. 1,

F i g. 3 ebenfalls in perspektivischer Ansicht* eine andere Ausführungsform des Rotors.

Der in F i g. 1 der Zeichnung dargestellte Tauchkühler besteht zunächst aus einem hülsenförmigen Kühlkörper 14. Dieser kann beispielsweise als ein Teil eines mit Freon arbeitenden Absorptionskälteapparates ausgebildet sein. Innerhalb des hülsenförmigen Kühlkörpers erzeugt ein Rotor mit Flügeln 15 einen bezugnehmend auf F i g. 1 aufsteigenden Flüssigkeitsstrom. Gute Ergebnisse wurden bisher mit drei Rotoren folgender Hauptmasse erzielt:

Anzahl der Flügel

Steigung der Flügel in
mm/halbe Windungen

Breite Flügel in mm ..

Rotor A

25 20

Rotor B

15
18 bis 22

Rotor C

Rotor B ist in F i g. 2, Rotor C in F i g. 3 dargestellt. In dem vom Rotor erzeugten Flüssigkeitsstrom wird ein im Beispielsfall unmittelbar über dem Rotor und koaxial zu diesem angeordneter, zylindrischer Dämpfkörper 13 radial geführt. Die Größe der Rückstellkraft bei einer bestimmten Auslenkung des Dämpfkörpers 13 hängt von den Besonderheiten des Einzelfalles ab, z. B. der Strömungsgeschwindigkeit, der genauen Form des Dämpfkörpers 13, den Rotorflügeln (vgl. die verschiedenen Ausführungsformen nach Fig. 2 und 3) und dem Spalt zwischen dem Dämpfkörper und dem Kühlkörper 14. Es hat sich in der Praxis als günstig erwiesen, diesen Spalt verhältnismäßig groß zu halten, um eine Fettabscheidung der Milch unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft zu vermeiden. Damit die Zentrifugalkraft selbst klein bleibt, empfiehlt es sich auch, die Drehzahl des Rotors 15 verhältnismäßig niedrig zu wählen. Gute Ergebnisse wurden mit Drehzahlen zwischen 800 und 3000, vorzugsweise 1400, Umdrehungen pro Minute erzielt.

Dabei betrug die Differenz zwischen dem Innendurchmesser des Kühlkörpers 14 und dem Außendurchmesser des Dämpfkörpers 13 10 bis 12 mm, und das Gewicht des Rotors 15, des Dämpfkörpers 13 und einer

den Rotor antreibenden biegsamen Welle 12 lag unter 150 g.

Der Antrieb des Rotors erfolgt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch einen zur Kühlung mit einem Ventilator 11 versehenen Elektromotor. Als biegsame Welle 12 hat sich ein Kunststoffrohr als vorteilhaft erwiesen. Einerseits ist die Herstellung einer solchen Welle sehr viel billiger als etwa einer solchen aus rostfreiem Stahl, die außerdem wegen der Gefahr des Verbiegens durch unsachgemäße Behandlung verhältnismäßig stark ausgeführt werden müßte. Andererseits werden die Schwankungen des Dämpfkörpers 13 um die Mittellage nicht auf die Lager des Antriebsmotors oder eines Getriebes übertragen, so daß deren Lebensdauer verlängert wird.

Der Elektromotor 10 ist auf einer Platte 18 befestigt, die an Stangen 17 auch den Kühlkörper 14 trägt. Sie kann je nach Bedarf so gestaltet werden, daß sie auf die Öffnung einer Milchkanne oder eines anderen Behälters, z. B. eines Milchtanks aufgesetzt werden kann.

Zu beachten ist, daß an das Material der in die Milch eintauchenden Teile der Einrichtung hohe Anforderungen in bezug auf ihre Temperaturbeständigkeit gestellt werden müssen, da sie bei Temperaturen von etwa 70 bis 8O⁰C abgewaschen werden. Durch die Wahl von geeigneten Kunststoffen für die Antriebswelle 12, den Dämpfkörper 13 und den Rotor mit den Flügeln 15 wird dieser Forderung jedoch Genüge geleistet.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Tauchkühler zur Kühlung von Milch in einem Milchtank, bestehend aus einem in die Milch eintauchbaren und mittels eines außerhalb der Milch angeordneten Motors antreibbaren Pumpenrotor, der über eine Welle mit einem Motor kraftschlüssig verbunden ist, sowie aus einem hülsenförmigen Kühlkörper, der den Rotor und die Rotorwelle mit Abstand frei umgibt, und der zumindest teilweise in die Milch eintauchbar ist, wobei der rotierende Rotor eine axiale Strömung der Milch durch den vom hülsenförmigen Kühlkörper begrenzten Hohlraum hindurch erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß dem Pumpenrotor (15) ein koaxialer rotations-symmetrischer von der gepumpten Milch umströmter Dämpfkörper (13) zugeordnet ist, und die Verbindungswelle (12) zwischen dem Pumpenrotor mit seinem Dämpfkörper und dem Motor (10) in radialer Richtung nachgiebig ausgebildet und/oder angebracht ist.

2. Tauchkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenrotor (15) und der Dämpfkörper (13) aus einem einzigen Formteil bestehen.

3. Tauchkühler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfkörper (13) als Hohlkörper aus einem für Milch undurchlässigen Material ausgeführt ist.

4. Tauchkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfkörper

(13) als Vollkörper aus einem Material mit kleinem spezifischen Gewicht ausgeführt ist.

5. Tauchkühler nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfkörper (13) aus Kunststoff besteht.

6. Tauchkühler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (12) mit dem Motor mittels einer nachgiebigen Kupplung verbunden ist.

7. Tauchkühler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (12) aus einem biegsamen, federnden Kunststoffrohr besteht.

8. Tauchkühler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Rotors (15) zwischen 800 und 3000, vorzugsweise 1400 Umdrehungen pro Minute beträgt, die Differenz zwischen dem Innendurchmesser des hülsenförmigen Köhlkörpers

(14) und dem Außendurchmesser des Dämpfkörpers (13) 10 bis 12 mm ist und das Gewicht des Rotors (15), des Dämpfkörpers und der Welle (12) zusammen weniger als 150 g beträgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen