DE2359405A1 - Reinforced plastic centrifuge bowl - with filtrate drainage apertures formed by wavy edge on base of bowl - Google Patents
Reinforced plastic centrifuge bowl - with filtrate drainage apertures formed by wavy edge on base of bowlInfo
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- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04B—CENTRIFUGES
- B04B7/00—Elements of centrifuges
- B04B7/08—Rotary bowls
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Abstract
Description
Schleudertrommel, vorzugsweise aus Plastwerkstoff, flir eine Zentrifuge, insbesondere fUr eine Pendelsentrifuge Die erfindung betrifft eine Schleudertrommel, vorzugsweise aus Plastwerkstoff, fur eine Zentrifuge, insbesondere für eine Pendelzentrifuge, bestehend aus einem Trommelmantel und einem Trommelboden, der von einer Zentrifugenwelle getragen wird und einen Detnungsausgleich sowie an seinem äußeren Rand eine Krempe besitzt und zwischen dem Trommelmantel und dem nrommelboden befindlichen Abflußöffnungene Es ist eine Schleudertrommel bekannt, bei der die Terbindung von Deckel und Trommelboden mit dem Trommelmantel durch Aufschrumpfen erfolgt, wobei der Deckel und der Erommelboden mit je einer nach außen gerichteten-in Ichsrichtung der Schleudertrommel verlaufende Schlitze aufweisenden Krempe versehen ist. Zusätzlich werden die Krempen des Deckels und des Trommelbodens entweder mittels Sobrauben oder mittels einer an der Stirnfläche des Mantels und der Krempen angebrachten Schweißung mit dem Mantel verbunden. Zwar werden mit dieser Busführungsform der Schleudertrommel die maximalen Biegespannungen an den Verbindungsstellen herabgesetzt, jedoch wirken sich die durch die Schrumpf- und Sobweißverbindung von Deckel und Trommelboden mit dem mantel entstehenden stark variablen Spannungen negativ auf die Gesantfestigkeit der Schleudertrommel aus. Hinzu kommen die an den Verbindungsstellen auftretenden maximalen lang.ntial- und Radialspannungen während der Höchstdrebsabl der im Betrieb befindlichen Zentrifuge. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Fertigung des Deckels und des Trommelbodens mit'den geschlitzten Krempen sehr aufwendig und teuer ist.Centrifugal drum, preferably made of plastic, for a centrifuge, in particular for a pendulum centrifuge The invention relates to a centrifugal drum, preferably made of plastic, for a centrifuge, especially for a pendulum centrifuge, consisting of a drum shell and a drum base, which is driven by a centrifuge shaft is worn and a detent compensation as well as a brim on its outer edge has and between the drum shell and the nrommelboden located drainage openings A centrifugal drum is known in which the cover and drum base are tied together takes place with the drum shell by shrinking, with the lid and the drum base each with an outward-facing one that runs in the direction of the self of the centrifugal drum Is provided with slits brim. In addition, the rims of the lid and the drum base either by means of screws or by means of one on the end face the jacket and the brims attached weld connected to the jacket. Though the maximum bending stresses are achieved with this type of bus guide for the centrifugal drum reduced at the connection points, but the shrinkage and the joint of the lid and drum base with the casing is strong variable voltages have a negative effect on the overall strength of the centrifugal drum. Added to this are the maximum lang.ntial and Radial stresses during the maximum deceleration of the centrifuge in operation. Another disadvantage is that the manufacture of the cover and the drum base with the slotted brims is very complex and expensive.
Nachteilig wirkt sich bei dieser Konstruktion auch aus, wenn die Schleudertrommel aus einem Plastwerkstoff, zum Beispiel glasfaserverstärktem Polyester, hergestellt werden soll da durch das notwendige mechanische Schlitzen der Krempeln die Struktur des glasfaserverstärkten laminates unterbrochen wird, so daß bedeutende Xbstigkeitsmrnderungen fUr die gesamte Schleudertrommel entstehen.Another disadvantage of this construction is that if the centrifugal drum made of a plastic material, for example glass fiber reinforced Polyester is supposed to be produced by the necessary mechanical slitting the carding the structure of the glass fiber reinforced laminate is interrupted, so that significant changes in dynamism occur for the entire centrifugal drum.
Des weiteren ist eine Schleudertrommel bekannt, deren Trommelmantel und Nabe aus einem glasfaserverstärkten Plastwerkstoff bestehen, wobei der Nabenteil am Hand der Trommel durch Einwickeln mit dieser verbunden ist. Zur Ableitung der absuschleudernden i?lUssigkeit besitzt der-rommelmantel auf seinem Umfang eine großere Anzahl Abfiußlöoher, die in der Weise hergestellt sind, daß beim Wickeln des glasfaserverstärkten Plastmantels durch auf eine Wikkelform aufgebrachte Dorne um diese die Glasfasern herumgelenkt werden, wobei die Dorne -orzugsweise aus Plaste bestehen und als Hohlkörper ausgebildet sind, die dann in der Trommelmantelwa entsprechend.abgesetzt die Ausflußöffnungen ergeben. Diese Trommelfertigung ist sehr kostenaufwendig und kompliziert, wobei bereits ein hoher Eostenanfall fUr die Merstellung der Winkelform mit den notwendigen Dornen entsteht. Zum anderen ist es technologisch unmöglich, die relativ dicht nebeneinanderliegenden Abflußöffnungen mit den eingesetzten Hohlkörpern beim Wickeln vollständig zu umkleiden. Vielmehr ist es notwendig, zusätzlich die toten Winkel aussufüllen. Durch das Ablenken der Glasfasern während des Wickelprozesses um die einzelnen Dorne wird die Trommelwandung unterschiedlich dick, da sich an den Kreuzungsstellen die einzelnen Glasfasern teilweise übereinander aufbauen. Dabei besteht die Gefahr einer zu großen Unwucht der Schleudertrommel, die wiederum zu negativen Laufeigenschaften führt, Weiterhin wurde eine Zentrifugenschleudertrommel mit sehr dünnen landungen für Hoobíeistungsschleudergefäße bekannt, bei der zur Vermeidung der durch die Fliehkräfte entstehenden unterschiedlichen Dehnungen von Mantel und Boden bzw.Furthermore, a centrifugal drum is known, the drum shell and the hub are made of a glass fiber reinforced plastic material, the hub part on the hand of the drum is connected to it by wrapping it. To derive the The drum jacket has a larger volume of liquid that can be thrown off Number of drains made in such a way that when winding the fiberglass-reinforced Plastmantels by means of mandrels attached to a winding form around these the glass fibers be deflected around, the mandrels - preferably consist of plastic and as a hollow body are formed, which then in the drum shellwa according to the outflow openings result. This drum production is very expensive and complicated, wherein already a high incidence of expenses for the creation of the angular form with the necessary Thorns arises. On the other hand, it is technologically impossible to find the relatively close together To completely cover drainage openings with the hollow bodies used when winding. Rather, it is necessary to also fill in the blind spots. By distracting The drum wall is made of the glass fibers during the winding process around the individual mandrels different thicknesses, because the individual glass fibers are partially at the crossing points build on top of each other. There is a risk of excessive unbalance in the centrifugal drum, which in turn leads to negative running properties, a centrifuge drum was also used with very thin landings known for hoobípower slingshots, in the case of Avoidance of the different expansions of Coat and bottom resp.
Deckel in Hohe des Bodens bzw. des Deckels an der Außenseite des Mantels Je eine aus Fasern oder Draht bestehende Panzerung angeordnet ist. Dabei sind der Boden und der Dekkel durch Kleben mit dem Mantel verbunden bzw. abgedichtet.Lid at the level of the base or the lid on the outside of the shell An armoring consisting of fibers or wire is arranged in each case. Here are the The bottom and the lid are connected or sealed to the jacket by gluing.
Diese Lösung ist ebenfalls mit Nachteilen behaftet, insbesondere ist die Herstellung relativ kompliziert und teuer, da der Panzerring speziell dimensioniert werden muß und einen zusätzlichen Aufwand darstellt. Die Abflußlöcher für die Ab!ahrung der abzuschleudernden Flüssigkeit müssen hier ebenfalls entweder gebohrt werden, was dazu führt, daß die Glasfasern zerschnitten werden, oder aber man stellt sie im Wickelverfahren her, so daß hier ebenfalls aufwendige Nacharbeiten notwendig werden bzw. die LauSeigenschaft-der Trommel durch dadurch entstehende Unwuohten negativ beeinflußt wird.This solution is also fraught with disadvantages, in particular is the production relatively complicated and expensive, since the armored ring is specially dimensioned must be and represents an additional effort. The drainage holes for the drainage the liquid to be thrown off must either be drilled here, which leads to the fact that the glass fibers are cut, or else you put them in the winding process, so that complex reworking is also necessary here or the running property of the drum due to the resulting unfamiliarities is negatively affected.
Des weiteren ist eine mit hober Drehzahl umlaufende Trommel bekannt, bei der ihr scheibenförmiger Bodengrundkörper sumindest auf einem Teil seiner radialen Erstreckung eine zur Rotationsachse konzentrische Wellung bzw. Wölbung aufweist, mit deren Hilfe die unterschiedliche radiale Dehnung von Trommelmantel und Trommelboden in bezug auf Materialbeanspruchung bzw. die BeanspruchUng von Verbindungsmitteln, z. B. Schweißnähten oder dergleichen, aufeinander abgestimmt werden.Furthermore, a drum rotating at a high speed is known, in the case of its disk-shaped base body at least on a part of its radial Extension has a corrugation or curvature concentric to the axis of rotation, with the help of which the different radial expansion of the drum shell and drum base with regard to material stress or the stress on fasteners, z. B. welds or the like, are coordinated.
Diese Lösung ist ebenfalls mit Mängeln behaftet. So können zum Beispiel die während der Rotation der Schleudertrommel auftretenden Zugspannungen nur zu einem Teil in Biegespannungen umgewandelt werden, da die konzentrische Anordnung der Wellung nicht nur als Dehnungsausgleich, sondern gleichzeitig als versteifungssicke wirkt und damit der Dehnung zum Teil entgegenwirkt. Als weiterer Nachteil ist bei dieser Lösung das zusätzlich notwendige Einbringen von Äbflußöffnungen zu sehen, was besonders zu Festigkeitsverminderungen der Schleudertrommel führt.This solution is also flawed. For example the tensile stresses occurring during the rotation of the centrifugal drum only a part can be converted into bending stresses because of the concentric arrangement the corrugation not only as expansion compensation, but also as a stiffening bead acts and thus partially counteracts the stretching. Another disadvantage is with this solution to see the additionally necessary introduction of drainage openings, which in particular leads to a reduction in the strength of the centrifugal drum.
Zweck der Erfindung ist es, eine Schleudertrommel, vorzugsweise aus plastweZkstofi zu scbaffen, die die bisherigen Mängel des Standes der Technik weitestgehend beseS t.The purpose of the invention is to use a centrifugal drum, preferably made of To create plastic material that largely eliminates the previous deficiencies in the state of the art beseS t.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Dehnungsausgleich zwischen dem Trommelmantel und dem Trommelboden so auszugestalten, daß die im Trommelboden während der Rotation auftretenden Zugspannungen bis auf ein Minimum in BSegespannungen umgewandelt werden, wobei gleichzeitig mit einer speziellen Gestaltung der Krempe gleichzeitig der Dehnungsausgleich und die Abflußöffnungen fUr die AbfUhrung der abgeschleuderten FlUssigkeit gebildet werden sollen.The invention is based on the object of the expansion compensation between to design the drum shell and the drum base so that the in the drum base tensile stresses occurring during the rotation down to a minimum in BSegesstresses can be converted, at the same time with a special design of the brim at the same time the expansion compensation and the drainage openings for the discharge of the thrown off liquid are to be formed.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Krempe des Trommelbodens auf ihrem gesamten Umfang zur Drehachse der Zentrifugenwelle radiale Wellungen aufweist, wobei die äußeren Kammflächen der Wellungen an der Innenfläche des Trommelmantels anliegen und mit diesem fest verbunden sind. Die der Innenfläche des Trommelmantels zugewandten offenen Wellentäler der Wellungen bilden erfindungsgemäß die Abflußöffnungen zur Abführung der abgeschleuderten Flüssigkeit. Die Verbindung zwischen Trommelmantel und Trommelboden erfolgt vorteilhafterweise durch Kleben. sie kann jedoch auch durch andere Verbindungen, wie Schweißen, Nieten, Sohrauben oder dergleichen wirksam erfolgen. In besonderer Ausgestaltung der Erfindung ist das untere Ende des Drommelmantels verstärkt und konisch nach außen geneigt ausgebildet.According to the invention the object is achieved in that the brim of the The drum base is radial over its entire circumference to the axis of rotation of the centrifuge shaft Has corrugations, the outer comb surfaces of the corrugations on the inner surface of the drum shell and are firmly connected to it. That of the inner surface of the drum shell facing open wave troughs of the corrugations form according to the invention the drainage openings for the discharge of the thrown off liquid. The connection between the drum shell and the drum base is advantageously carried out by gluing. However, it can also be screwed through other connections, such as welding, riveting, screwing or the like take place effectively. In a particular embodiment of the invention is the lower end of the drum shell is reinforced and tapered conically outwards.
Bei einem Trommelboden aus Plastwerkstoff ist die Nabe vorteilhafterweise aus einem metallischen Werkstoff und besitzt einen sternförmigen Anker, mit dem sie in den Trommelboden fest einlaminiert ist.In the case of a drum base made of plastic material, the hub is advantageous made of a metallic material and has a star-shaped anchor with which it is firmly laminated into the drum base.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist, daß bei einem Trommelmantel aus Plastwerkstoff das obere Ende nach innen zur Zentrifugenwelle hin tropfenförmig gezogen ist, wenn technologisch ein Hand notwendig ist.Another feature of the invention is that in a drum shell Made of plastic, the upper end is drop-shaped towards the inside towards the centrifuge shaft is drawn when technological a hand is necessary.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Sohleudertrommel liegen im wesentlichen darin, daß die unterschiedlichen Dehungen von Plastvollmantel und Trommelboden während der'Betriebsdrehzahlerhöhung der Zentrifuge duroh die erfindungsgemäß radiale Wellung der Krempe in der Weise zum größten Teil ausgeglichen werden, daß die dehnungselastischen radialen Wellen die Dehnungsdifferenzaufnehmen, so daß die Spannungen an den Klebstellen zwischen dem Plastvollmantel und dem Trommelboden sehr gering gehalten werden und damit eine spannungsarme Verbindung zwischen diesen Teilen bei allen beliebigen Betriebsdrehzahlen gewährleistet wird.The advantages of the sole oar drum according to the invention are essentially in that the different expansions of plastic jacket and drum base during der'Betriebsdrehzahlerhöhung the centrifuge due to the radial corrugation according to the invention the brim to be compensated for the most part in such a way that the stretchable radial waves absorb the expansion difference, so that the stresses at the adhesive points between the plastic jacket and the drum base are kept very low and thus a low-stress connection between these parts for any Operating speeds is guaranteed.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die zur Abfuhrung der abzuschleudernden Flüssigkeit erforderlichen Abflußöffnungen so gebildet werden, daß keine Materialfestigkeitsminderungen und keine zusätzliche negative Beeinflussung der Laufeigenschaften der Sohleudertrommel durch größere Unwuoh--ten bzw. unerwUnschte Spannungen vorliegen oder entstehen.Another advantage is that the discharge to be thrown off Liquid required drainage openings are formed so that no material strength reductions and no additional negative influence on the running properties of the sole oar drum present or arise due to major unfamiliarities or undesired tensions.
Die Herstellung des Trommelbodens mit der gewellten Krempe sowie des Plastvollmantels ist fertigungstechnisch unkompliziert und billig. Ein weiterer Vorteil liegt bei der erfinderischen <l'rommelgestaltung darin, daß durch die spezielle Gestaltung des oberen'Endes des Trommelmantels mit einem nach innen gezogenen in Tropfenform ausgebildeten Band ein zusätzlich stabilisierendes Profil gebildet wird.The production of the drum base with the corrugated brim and the Full plastic jacket is easy to manufacture and cheap. Another The advantage of the inventive drum design is that the special design of the upper end of the drum shell with an inwardly drawn one formed in the form of drops formed an additional stabilizing profile will.
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten ausführungsbeispiele% näher erläutert werden.The invention is to be shown below with reference to one shown in the drawing working examples% are explained in more detail.
In den dazugehörenden Zeicbnungen zeigen: Fig. 1: die Schleudertrommel im Längsschnitt, Fig. 2: die Draufsicht der Schleudertrommel, teilweise im Schnitt.The accompanying drawings show: Fig. 1: the centrifugal drum in longitudinal section, FIG. 2: the top view of the centrifugal drum, partly in section.
Die Schleudertrommel besteht aus einem glasfaserverstärkten Trommelmantel 1, dessen oberes Ende 2 tropfenförmig nach innen gezogen den Trommelrand bildet und dessen unteres Ende 3 verstärkt ausgebildet und eine nach außen konisch geneigte Innenfläche 4 besitzt. Dem Trommelmantel 1 ist ein Trommelboden 5 zugeordnet, der eine Krempe 6 besitzt, die nach unten konisch geneigt und auf dem gesamten Umfang radiale Wellungen aufweist. Die Kammflächen 7 der Krempe 6 liegen an der Innenfläche 4 satt an. Der Trommelboden 5 besitzt eine Nabe 8, die an ihrem suB einen sternförmig ausgebildeten Anker 9 aufweist. Die Verblndung des Trommelmantels 1 mit dem Trommelboden 5 ist zusätzlich durch einige Sicherungsschrauben 10 abgesichert. Zwischen der Innenfläche 4 und dieser zugewandten offenen Wellungen liegen die Wellentäler 11.The centrifugal drum consists of a glass fiber reinforced drum shell 1, the upper end 2 of which is pulled inwards in the shape of a drop and forms the edge of the drum and its lower end 3 is reinforced and an outwardly tapered one Has inner surface 4. The drum shell 1 is assigned a drum base 5, which has a brim 6 which is tapered downwards and over the entire circumference has radial corrugations. The comb surfaces 7 of the brim 6 lie on the inner surface 4 fed up. The drum base 5 has a hub 8, which has a star shape at its bottom has formed anchor 9. The veneering of the drum shell 1 with the drum base 5 is additionally secured by a few locking screws 10. Between the inner surface 4 and this facing open corrugations are the wave troughs 11.
Die erfindungsgemäße Schleudertrommel wird in der Weise hergestellt, indem um den sternförmigen Anker 9 der Nabe 8 der Trommelboden 5 aus glasfaserverstärkter Plaste laminiert wird, wobei der Außenrand des Trommelbodens 5 in einer in der Zeichnung nicht dargestellten Vorrichtung als radiale Wellen afweisende Krempe, die nach unten konisch geneigt ist, ausgeführt wird. Die konisohe Innenfläche 4 des unteren Endes 9 des im wickelverfahren hergestellten Trommelmantels 1 wird mit einem Plastkleber bestrichen und danach auf die äußeren Eammflächen 7 der konischen Krempe 6 aufgedrUckt, so daß eine feste Klebverbindung zwischen dem Trommelmantel 1 und dem lrommelboden 5 entsteht.The centrifugal drum according to the invention is manufactured in such a way that by around the star-shaped armature 9 of the hub 8 of the drum base 5 made of glass fiber reinforced Plastic is laminated, the outer edge of the drum base 5 in one in the drawing device, not shown, as a rim which has radial waves pointing downwards is conically inclined, is executed. The conical inner surface 4 of the lower end 9 of the drum shell 1 produced in the winding process is coated with a plastic adhesive coated and then pressed onto the outer wall surfaces 7 of the conical brim 6, so that a firm adhesive connection between the drum shell 1 and the drum base 5 is created.
Die zwischen der Innenfläche 4 und dieser zugewandten offenen Wellentäler der Krempe 6 entstandenen Öffnungen bilden nun die Bbflußöffnungen fUr die abzuschleudernde FlUssigkeit beim Einsatz der Schleudertrommel in einer Zentrifuge. Wird nun die Schleudertrommel in eine in der Zeichnung nicht dargestellte Zentrifuge eingebaut und auf die entsprechende Betriebsdrehzahl gebracht, so dehnen sich der Plastmantel 1 und der Trommelboden 5 unterschiedlich aus. Diese Dehnungsdifferenz wird durch die erfindungsgemäße radial gewellte dehnungselastische Krempe 6 in der Weise ausgeglichen, daß die freien Wellenschwingungen der Krempe 6 die fehlende Elastizität des Trommelbodens 5 ergänzen, so daß bei jeder beliebigen Betriebsdrehzahl eine einwandfreie und spannungsazme Flächenverbindung zwischen dem Plastvollmante.l ,1 und dem Trommelboden 5 gegeben ist und somit eine gute laufeigenschaft der Schleudertrommel gewährleistet wird.The open wave troughs between the inner surface 4 and facing it The openings resulting from the brim 6 now form the flow openings for the to be thrown off Liquid when using the centrifugal drum in a centrifuge. Will now the Centrifugal drum installed in a centrifuge not shown in the drawing and brought to the appropriate operating speed, the plastic jacket will expand 1 and the drum base 5 are different. This difference in elongation will by the radially corrugated elastic brim 6 according to the invention in the manner compensated that the free wave vibrations of the rim 6 the lack of elasticity of the drum base 5, so that at any operating speed one flawless and tension-relieving surface connection between the plastic jacket. l, 1 and the drum base 5 is given and thus a good running property of the centrifugal drum is guaranteed.
Claims (4)
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