DE2538694A1 - Vorrichtung zum zu- und/oder abfuehren von fluessigen oder gasfoermigen medien in einen rotierenden hohlzylinder - Google Patents

Vorrichtung zum zu- und/oder abfuehren von fluessigen oder gasfoermigen medien in einen rotierenden hohlzylinder

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DE2538694A1 DE19752538694 DE2538694A DE2538694A1 DE 2538694 A1 DE2538694 A1 DE 2538694A1 DE 19752538694 DE19752538694 DE 19752538694 DE 2538694 A DE2538694 A DE 2538694A DE 2538694 A1 DE2538694 A1 DE 2538694A1
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Description

Patentanwälte 2 53 86 9 A
ZELLENTIN
Ludwlgshafen/Rh. RubensstraBe 30
H.
Herrn
Hans F. Arendt , hab 19o4
712 Bietigheim ^m 8
Vorrichtung zum Zu- und/oder Abführen von flüssigen oder gasförmigen Medien in einen rotierenden Hohlzylinder
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zu- und/oder Abführen von flüssigen oder gasförmigen Medien in einen rotierenden Hohlzylinder, insbesondere eine Trommelwaschmaschine.
Das Zu- und/oder Abführen von Flotte, Waschmittel, Dampf udgl. in gehäuselosen Trommelwaschmaschinen wird mit Hilfe eines sogenannten Drehkopfes durchgeführt, in den die entsprechenden Zuleitungen münden und von dem aus weitere Leitungen zu den entsprechenden Stellen in der Trommel führen. Dieses stellt eine komplizierte und aufwändige Konstruktion dar, die außerdem ihrer axialen Anordnung wegen ein störendes Element beim Durchgang der Wäsche durch die Trommel bildet. Soll die Maschine für einen Waschvorgang mit abgeänderten Verfahrensschritten benutzt werden, so ist ein entsprechend komplizierter Umbau erforderlich.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung, mit deren Hilfe ein einfaches Zu- und/oder Abführen flüssiger oder gasförmiger Medien in einen rotierenden Hohlzylinder an beliebiger Stelle ermöglicht wird, wobei der nachträgliche Einbau zusätzlicher Vorrichtungen in einfacher Weise möglich sein
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Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Vorrichtung als den Hohlzylinder umfassende Ringschleuse mit zwei elastischen Lippenringen ausgebildet ist, deren äußere Kante auf je einem auf dem Hohlzylinder aufgebrachten Haltering aufgezogen ist und deren innere, einwärts gebogene Dichtlippe an der Dichtlippe des anderen Lippenrings anliegt, wobei der Hohlzylinder im Bereich zwischen den Halteringen Öffnungen aufweist und mindestens ein die Dichtlippoi öffnendes Element vorgesehen ist.
Nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat der Lippenring in ungespanntem Zustand, einen rechteckigen Querschnitt und weist einen geringeren Umfang als der Haltering
In weiterer Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Haltering einen Z-förmigen Querschnitt mit einem zur Dichtlippe weisenden äußeren und einem entgegengesetzt gerichteten inneren Schenkel hat.
Zweckmäßig ist der Lippenring auf dem Haltering durch einen Spannring gehalten.
Das die Dichtlippen öffnende Element ist vorzugsweise als an seinem Einschubende zu einem spindelförmigen Querschnitt abgeflachtes Rohr ausgebildet. Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung besteht das die Dichtlippen öffnende
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* C.
Element aus zwei in einem Abstand von einander angeordneten Rollen mit zum Umfang konvergierenden Seitenflächen·
Das die Dichtlippen öffnende Element kann auch als Kasten ausgebildet sein, dessen Breite im Bereich des Hohlzylinders geringer ist, als der Abstand der Halteringe und dessen Einschubteil eine kreisbogenförmige Ausnehmung aaufweist, deren Radius größer als der des Hohlzylinders, jedoch kleiner als der der Dichtlippenkante ist, wobei die obere Kastenfläche mindestens im Bereich des Einschubteils spitzbogenförmig gewölbt ist und der Kasten eine mindestens dem Flottenstand entsprechende Höhe hat.
Der Kasten kann einen Ablauf aufweisen, der zweckmäßig als der Höhe nach einstellbarer Überlauf ausgebildet ist.
Zum Zwecke des Aufheizens des Bades wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, bei der zwei Schleusen mit je einem die Dichtlippen öffnenden Element vorgesehen sind, wobei das Element der einen Schleuse als Ablauf und das der anderen als Zulauf angeordnet ist und die beiden Elemente über eine Pumpe und einen nachgeschalteten Wärmeaustauscher miteinander verbunden sind.
Gemäß einer weiteren Abwandlung eignet sich die Vorrichtung zur Abdichtung der öffnung einer Trennwand, durch die ein rotierender Hohlzylinder geführt ist, und die zweckmäßig aus einem auf dem Hohlzylinder aufgebrachten Haltering mit auf diesen aufgezogenen Lippenring besteht, dessen einwärts gekrümmte Lippe an einer die Innenkante der öffnung der Trennwand bildenden Gleitfläche anliegt.
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Fig. 3
Fig. 4
Fig. 5
Fig. 6
Fig. 7
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen Hohlzylinder
mit Ringschleuse;
Fig. 2 einen Querschnitt durch den Gegenstand der
Fig. 1;
eine Draufsicht auf den Gegenstand gemäß Fig.1;
einen Schnitt gemäß Fig. 2, jedoch mit zwei die
Dichtlippen öffnenden Elementen;
eine Abwandlung der Anordnung gemäß Fig.4;
eine Ringschleuse mit zwei eingesetzten Rollen;
den Gegenstand der Fig. 6 im Querschnitt; Fig. 8 eine zwei Ringschleusen enthaltende Anordnung
zum Aufheizen des Bades;
Fig. 9 eine Vorrichtung zur Abdichtung der Öffnung
einer Trennwand, durch die ein rotierender
Hohlzylinder geführt ist;
Fig. Io eine Ringschleuse mit einem kastenförmigen
die Dichtlippen öffnenden Element; Fig. 11 den Gegenstand der Fig. Io in Draufsicht.
Auf einen Hohlzylinder 1 ist eine Ringschleuse 2 aufgesetzt, die aus^^m Hohlzylinder befestigten Halteringen 3 besteht, auf deren äußere Kanten 4 je ein elastischer Lippenring 5 aufgezogen und beispielsweise mit Hilfe von Spannringen 6 gehalten ist. Die einwärts gebogene Lippe 7 des Lippenrings 6 liegt an der Lippe des gegenüberliegenden Lippenrings an. Das Zu- und/ oder Abführen von flüssigen oder gasförmigen Medien geschieht mit Hilfe eines die Dichtlippen öffnenden Elemente 8, das aus
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einem Rohr 9 besteht, dessen Einschubende Io zu einem spindelförmigen Querschnitt abgeflacht ist. Das Element 8 kann mit Hilfe eines Halters 11 in seiner Lage gehalten sein. Es sollte mit seinem Einschubende über den Rand der Dichtlippen 5 hinausragen . In dem durch die Halte^-scheiben 3 begrenzten Raum weist der Hohlzylinder 1 Öffnungen 12 auf. Die Öffnungen 12 können auf dem gesamten Umfang des Hohlzylinders 1 oder nur auf einem Teil desselben vorgesehen sein.
Das Element zum öffnen der Dichtlippen 5 kann auch in Form von zwei Rollen 8" ausgeführt sein, deren Seitenflächen zum Umfang hin konvergierend ausgeführt sind. Durch Anordnung dieser Rollen in einem gewissen Abstand von einander kann eine größere öffnung erzielt werden.
In der Anordnung gemäß Fig. 8 sind 2 Ringschleusen 2 vorgesehen, wobei ein Element 8 als Ablauf, also unten und das andere über dem Flottenstand angeordnet ist. Beide Elemente sind über eine Pumpe 13 und einen Wärmeaustauscher 14 durch eine Leitung 15 miteinander verbunden.
Gemäß Fig. 9 ist auf dem Hohlzylinder 1 ein Haltering 2 befestigt, welcher einen Lippenring 4 trägt, der an einer ringförmigen Platte 16 anliegt, die die öffnung in der Trennwand 17 begrenzt. In den Fig. Io und 11 ist ein kastenförmiges, die Dichtlippen öffnendes Element 811 vorgesehen.Der Kasten hat einen schmalen Teil 18, so daß er zwischen die Dichtlippen 5 eingeführt werden kann. Zu diesem Zweck hat er ferner in seinen Seitenwänden eine kreisbogenförmige Ausnehmung 19, so daß er den Hohlzylinder 1 nicht berührt. Seine obere Fläche
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s.
2ο ist spitzbogenförmig gewölbt, so daß hier ein gutes Anliegen der Dichtlippen 5 gewährleistet ist. An einem Ende weist der Kasten einen breiteren Teil 21 auf, der
eine größere Höhe haben kann und einen Ablauf 22 aufweist, der zweckmäßig als überlauf ausgebildet ist, dessen Höhe durch Beilageringe 23 höhenverstellbar ist.
aus
Der Lippenring 4 kanrp'einem Ringkörper mit bogenförmigem Flachprofilquerschnitt aus elastischem Material bestehen. Solche Lippenringe stellen Spezialprofile einer Größenordnung von etwa 1,6 m Durchmesser (z.B. bei Trommelwaschmaschinen) dar. Derartige Spezialprofile, insbesondere großer Durchmesser sind relativ aufwendig, schwierig zu beschaffen und bezüglich Form- und Materialqualität schlecht wandlungsfähig. Ein befriedigender Lippenring läßt sich jedoch auf eine andere sehr einfache Weise herstellen. In vorteilhafter Weise besteht dieser Lippenring aus einem einseitig gespannten elastischen Ringkörper, der ungespannt eine Zylinderform aufweist. Die Herstellung dieser Lippenringe geschieht folgendermaßen.
Aus Platten aus elastischem Material, etwa Gummiplatten werden Streifen der benötigten Breite geschnitten.Diese werden an den Stirnseiten zusammengefügt (durch Kleben oder Vulkanisieren). Die Grundform ist nun ein Ring mit Rechteckflachprofilquerschnitt. Wird nun dieser Ring auf eine Scheibe gezogen, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser des entspannten Ringes, so bilden sich je nach Spannung (d.h. Durchmesser der Scheibe) mehr oder weniger gekrümmte Profilformen. Diese werden natürlich durch Materialeigenschaften mit beeinflußt, wie Materialdicke, Elastizität, Shorehärte, Streifenbreite.
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Die durch einseitige Spannung gebildeten oder bleibend vorgeformten Lippenringe können auf den Halteringen durch Spannringe 6 befestigt werden, bei kleineren Durchmessern reicht die Eigenspannung aus um die Lippenringe gegen ein Verrutschen zu sichern.
Natürlich können die Lippenringe auch Nuten aufweisen, in die die Halteringe eingreifen. Diese Ausgestaltung erlaubt ein schnelles Auswechseln der Lippenringe und sichert diese gleichzeitig gegen Abrutschen von den Halteringen.
Die Halteringe 3 können profiliert sein und einen Z-förmigen Querschnitt mit einem zur Dichtlippe 5 weisenden äußeren und einen entgegengesetzt gerichteten inneren Schenkel haben ( nicht dargestellt). Dadurch ergibt sich eine breite Auflagefläche für die Lippenringe und zum anderen eine relativ große Breite für den Lochungsstreifen im Mantel des Hohlzylinders 1. J Die Halteringe 3 können teilbar, das heißt in zwei oder drei Segmenten hergestellt sein. Dadurch ergibt sich die Möglich- ; keit, auch nachträglich noch Schleusenringe auf einem Hohl- j zylinder anzubringen. Sind die Halteringe am Hohlzylinder lösbar befestigt, so kann sowohl der Schließdruck der Lippenringe korrigiert werden, indem ein Haltering näher gegen den anderen geschoben wird, als auch die Halteringe und damit der Berührungsspalt der Lippenringe axial genau ausgerichtet werden. Voraussetzung hierfür ist, daß an der Berührungsfläche zwischen Haltering und Zylinderwand ein Dichtstreifen angeordnet ist.
Das Lippenringgrundprofil kann auf der Befestigungsseite um ein gewisses Maß überstehen, so daß bei Abnutzung oder Beschädigung der Dichtlippe der Spannring 6 gelöst und der
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« AA.
Lippenring in umgekehrter Lage neu befestigt werden kann. Da der auf die Wandung des Hohlzylinders weisende Teil der Lippenringe diese nicht berührt, sondern einen ausreichenden Abstand läßt, ist es möglich in den durch die Lippenringe gebildeten Raum flüssige oder gasförmige Medien einzugeben. Diese gelangen durch Öffnungen 12 in den Innenraum des sich drehenden HohlZylinders. Wird ein die Dichtlippen öffnendes Element 8 unterhalb eines in dem Hohlzylinder befindlichen Flüssigkeitsspiegele eingeführt, so lassen sich auf diese Weise Plüüsigkeitsmengen aus dessen Innerem entnehmen, ohne daß die Rotation unterbrochen werden muß.
Die Elemente 8 können an jeder beliebigen Stelle eingeführt werden. Dabei entsteht eine den Maßen der Elemente in etwa entsprechende Öffnung, die unmittelbar davor und dahinter wegen der Elastizität der Lippenringe geschlossen ist. Während der Zugabe und/oder Entnahme bleiben die eingeführten Elemente stationär, wohingegen der Hohlzylinder und mit ihm die Lippenringe sich ständig weiterdrehen. Das bedeutet, daß das elastische Material der rotierenden Ringschleuse 2 ständig dem eingeführten Element 8 ausweicht und hinter ihm die Flächendichtung neu bildet.
Die vorgeschlagene Ringschleuse gestattet mehrere vorteilhafte Anwendungen.
Durch ein oberhalb des Badspiegels angeordnetes Element 8 können aus dem Innenraum der Trommel Dämpfe abgesaugt werden.
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In Waschtrommeln können Waschflotte, Spülwasser, Waschmittel oder Waschhilfsmittel zudosiert werden. Dabei wird zweckmäßigerweise oberhalb des Flottenniveaus ein Element 8 zwischen die Dichtflächen eingeschoben. Dieses Element ist mittels eines Schlauches oder Rohres an ein Zuführsystem angeschlossen. ( z.B. Vorlauf- oder Mischbehälter, Pumpe, Dosiereinrichtung etc.)
Weist die Trommel innerhalb der Ringschleuse nur z.B. an dem halben Umfang Öffnungen 12 auf, so bildet sich ein Stau, sofern der Zufluß kontinuierlich ist. Je nach Drehwinkel baut sich der Stau ab oder auf, da sich die Lochung durch die Flotte hindurchbewegt.
Zum Abführen von Flüssigkeiten wird das Element 8 unterhalb des Flottenspiegels eingeschoben.
Soll ein gewünschtes Mindestniveau in der Trommel aufrechterhalten werden, so kann das Element 8 radial höhenverstellbar angeordnet werden.
Da die zwischen den Dichtflächen gleitenden Elemente eine gewisse Reibung verursachen, ist es vorteilhaft, den Schließdruck an den Dichtflächen nicht sehr hoch zu wählen. Dies kann gefahrlos deswegen getan werden, weil der statische Druck der Badflüssigkeit auf die Dichtflächen wirkt und den Schließdruck verstärkt.
Bei extrem hohem Innendruck ist denkbar, daß die Lippen sich nach außen stülpen und die Abdichtung verlorengeht.
Angesichts dessen, daß von Haus aus die freistehenden Dichtlippen 5 von der Umfangsspannung her nach innen gezogen werden,
. . .Io
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muß der Innendruck schon sehr hoch sein um diese Ursprungsspannung auch noch zu überwinden.
Der in der Praxis maximal mögliche Wasserstand in Waschtrommeln von ca. 1,5 m liegt noch weit unterhalb des kritischen Bereichs.
In einer Spritz- oder Preßform hergestellte Lippenringe besitzen keine Umfangsspannung der Dichtlippen. Die Gefahr des Ausstülpens bei Überdruck ist hjer natürlich größer.
Gegebenenfalls empfiehlt es sich daher, die Lippenringe gegen Ausstülpen zu sichern. Dies kann durch zusätzliche Sicherungsringe erfolgen, die die elastischen Ringkörper überdecken. Es ist aber auch möglich, mit breiten Spannringen zu sichern, die aber natürlich das Einführen eines Elementes 8 nicht behindern dürfen.
den ,Lippenring und , Um dxe Rexbung zwisehen*"dem die uxchtlxppen öffnenden Element
herabzusetzen, kann ein Rollenpaar 8' mit zum Umfang konvergierendem Querschnitt derart zwischen den Dichtlippen angeordnet werden, daß zwischen den Rollen eine Öffnung gebildet ί wird, durch die Flüssigkeit entweichen bzw. zudosiert j werden kann. Die Mittelpunkte der Rollen liegen dabei außerhalb der Dichtflächen.
Für das Entnehmen von Flüssigkeit ist der Einsatz von Rollen vorteilhafter, weil diese Version mehr Spielraum bezüglich der Durchflußmenge zuläßt. Zudem ist sowieso jeweils eine Auffangwanne untergesetzt, so daß auf das Schließen der Lippen vor und hinter den Rollen verzichtet werden kann.
Durch Ausbildung des die Dichtlippen öffnenden Elements als
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Kasten kann die Dichtlippe über einen weiten Teil des Umfangs geöffnet und bei entsprechender Lochung eine große Flüssigkeitsmenge schnell entnommen werden.
Zur Aufheizung oder Kühlung eines in einer Waschtrommel befindlichen Bades können in einem Abstand voneinander zwei Ringschleusen vorgesehen werden. In der ersten wird ein Element 8 als Ablauf unterhalb des Badspiegels angeordnet. Ein Teil der Badflüssigkeit wird ausgeschleust, durch einen Wärmeaustauscher 14 gepumpt und durch die zweite Ringschleuse dem Bad wieder zugeleitet.
Da bei einer solchen Anordnung das gesamte Heizaggregat stationär bleibt, werden auf diese Weise ζ .B.»n.Wäschereien als Heizmittel außer Dampf und Heißwasser auch ölumlauf , Gas- und Ölbrenner einsetzbar.
Die Heizkapazität läßt sich dabei auf einfache Weise durch Erhöhung der Pumpenleistung oder Vergrößerung des Wärmeaustauschers dem speziellen Bedarf anpassen.
Die Beheizung von Waschtrommeln war bisher eines der schwierigsten Probleme. Bei der Version mit aufgesetzten Heiztaschen konnten die Dampfschlangen nur höchstens zu einem Viertel ihrer Kapazität genutzt werden, da sie bei rotierender Trommel nur immer kurzzeitig unten ins Bad eintauchten. Dazu erforderte die Zu- und Ableitung von Dampf und Kondens durch den Drehkopf einen hohen technischen Aufwand und es ergaben sich Schwierigkeiten der verschiedensten Art. Bei der Version mit unten angesetzter Heizwanne war die Abdichtung der sich darin drehenden Trommel ein weiteres schwieriges Problem. Die gleiche Anordnung (ohne den Wärmeaustauscher) kann zur
.. .12
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- IS--
Kontrolle von Konzentrationsverhältnissen in der Trommel verwendet werden. In einer derart gebildeten Nebenstromschaltung kann stromaufwärts gemessen und stromabwärts zudosiert werden
Eine weitere Verwendungsmöglichkeit besteht für den erfindungsgemäßen Schleusenring bei Krankenhaus-Waschmaschinen. Hier besteht nämlich allgemein die Forderung, zwischen offenem Eingang und Ausgangsende der Waschtrommel den gesamten Raum bauseits infektionssicher abzutrennen.
Dabei ist wiederum auf der Trommel ein Haltering 3 vorgesehen, auf den ein Lippenring 4 aufgezogen ist.
Der' Lippenring ist ähnlich einer Axial-Wellendichtung
stirnseitig an eine glatte Fläche angedrückt.Letztere besteht zweckmäßigerweise aus einem in die Bauwand eingesezten Ring aus nichtrostendem Material. Die kinematische
Umkehrung ist ebenfalls möglich, d.h. ein an der Trennwand
angebrachter Lippenring dichtet gegen eine auf der Trommel
angebrachte Scheibe.
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Claims (1)

  1. ZELLENTIN
    Ludwfgshafen/Rh.
    Rubensstraße 30
    Herrn
    Hans F. Arendt hab 19o4
    Bietigheim ^3 g ^975
    Patentansprüche
    Vorrichtung zum Zu- und/oder Abführen von flüssigen oder gasförmigen Medien in einen rotierenden Hohlzylinder, insbesondere eine Troinmelwaschmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß sie als den Hohlzylinder (1) umfassende Ringschleuse (2) mit zwei elastischen Lippenringen (4) ausgebildet ist, deren äußere Kante auf je einen auf dem Hohlzylinder aufgebrachten Haltering (3)aufgezogen ist und deren innere einwärts gebogene Dichtlippe (5) an der Dichtlippe des anderen Lippenrings anliegt, wobei der Hohlzylinder im Bereich zwischen den Halteringen Öffnungen (12) aufweist und mindestens ein die Dichtlippen öffnendes Element (8,8',S'1) vorgesehen ist.
    2. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lippenring in ungespanntem Zustand einen rechteckigen Querschnitt hat und einen geringeren Umfang als der Haltering aufweist.
    3. Vorrichtung nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltering (3) einen Z-förmigen Querschnitt mit einem zur Dichtlippe (5) weisenden äußeren und einem entgegengesetzt gerichteten inneren Schenkel hat.
    4. Vorrichtung nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lippenring (4) auf dem Haltering (3) durch einen Spannring (6) gehalten ist.
    5. Vorrichtung nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das die Dichtlippen öffnende Element (8) als an seinem Einschubende (1o) zu einem spindelförmigen Querschnitt abgeflachtes Rohr (9) ausgebildet ist.
    6. Vorrichtung nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das die Dichtlippen öffnende Element aus zwei in einem Abstand von einander angeordneten Rollen (81) mit zum Umfang konvergierenden Seitenflächen besteht.
    7. Vorrichtung nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das die Dichtlippen öffnende Element (811) als Kasten ausgebildet ist, dessen Breite im Bereich des Hohlzylinders geringer ist, als der Abstand der Halteringe (4) und dessen Einschubteil eine kreisbogenförmige Ausnehmung (19) aufweist, deren Radius größer als der des Hohlzylinders (1), jedoch kleiner als der der Dichtlippenkante (5) ist, wobei die obere Kastenfläche(2o) mindestens im Bereich des Einschubteils spitzbogenförmig gewölbt ist und der Kasten eine mindestens dem Flottenstand entsprechende Höhe hat.
    8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kasten einen Ablauf (22) aufweist.
    9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablauf 22) als der Höhe nach einstellbarer Überlauf ausgebildet ist.
    709816/04U ·*·3
    — βίο. Vorrichtung nach Anspruch 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Ringschleusen (2) mit je einem die Dichtlippen öffnenden Element (8) vorgesehen sind, wobei das Element (8) der einen Schleuse als Ablauf und das der anderen als Zulauf angeordnet ist und die beiden Elemente über eine Pumpe (13) und einen nachgeschalteten Wärmeaustauscher (14) miteinander verbunden sind.
    11. Vorrichtung zur Abdichtung der Öffnung einer Trennwand, durch die ein rotierender Hohlzylinder geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem auf dem Hohlzylinder (1) aufgebrachten Haltering (3) mit auf diesen aufgezogenen Lippenring (4)besteht, dessen einwärts gekrümmte Lippe (5) an einer die Innenkante der Öffnung der Trennwand (17) bildenden Gleitfläche (16) anliegt.
    709816/04U
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