DE416704C - Turbinen-Antrieb fuer eine Fliehkraftscheidevorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, welche die Fliehkraft dazu benutzt, um zusammengesetzte Flüssigkeiten in ihre Bestandteile verschiedenen spezifischen Gewichtes zu zerlegen.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Vorrichtungen dieser Art, die mit einer Schleudertrommel versehen sind, welche unmittelbar mit einer Flüssigkeitsturbine gekuppelt ist.

Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art wird die Flüssigkeitsturbine gewöhnlich durch eine unveränderliche Kraft angetrieben, wie beispielsweise durch einen hochgestellten Flüssigkeitsbehälter, und die Schleudertrommel wird ihrerseits getrennt von einem anderen Behälter gespeist, der ebenfalls hochgestellt ist.

Diese Einrichtung erfordert die Anordnung von raumeinnehmenden Nebenvorrichtungen, welche die Anwendung kostspielig und wenig praktisch für Bauernhöfe gestalten, und im allgemeinen dort, wo der für die Einrichtung zur Verfügung stehende Raum beschränkt ist.

Außerdem ist der durch einen hochgestellten Behälter erzeugte Druck gezwungenerweise schwach und zur Erzeugung einer raschen Drehung der Turbine ungenügend. Es wird jedoch angebracht sein, die Turbine in sehr rasche Umdrehung zu versetzen, um dadurch das Einschalten eines Zahnradübersetzungsgetriebes zwischen die Turbine und die Trommel zu vermeiden.

Wie die bekannten Vorrichtungen dieser Art besitzt auch die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Schleudertrommel, welche unmittelbar durch ein Strahlrad (Turbine) angetrieben wird. Jedoch erfolgt im vorliegenden Falle der Antrieb der Turbine durch eine Kraft, welche unregelmäßig sein kann, wie dies z. B. für den Antrieb von Hand der Fall ist. Der Zweck des

Erfmdunigsgegenstandes besteht gerade darin, zu verhüten, daß die Unregelmäßigkeiten des Antriebes einen schädlichen Einfluß auf die vollkommene Zerlegung der zusammengesetzten Flüssigkeit in ihre Bestandteile ausüben. Infolgedessen wird sich die Vorrichtung besser für die Anwendunig in Bauernhöfen eignen, in welchen keine Kraftmaschine zur Verfügung steht, denn alle Nebenvorrichtungen werden nunmehr entbehrlich.

Das Hauptmerkmal der Erfindung besteht darin, daß die zu behandelnde Flüssigkeit durch die veränderliche Antriebskraft unter so hohen Druck gesetzt wird, daß ihr Strahl mit großer Geschwindigkeit eine Turbine antreiben kann, die mit der Schleudertrommel direkt gekuppelt ist, wobei die von der Turbine ablaufende Flüssigkeit von unten in die Schleudertrommel eintritt, derart, daß die Geschwindigkeit der Schleudertrommel und die Menge der zu behandelnden Flüssigkeit gleichzeitig verändert werden.

Dieser letzte Punkt ist von außerordentlich großer Bedeutung, denn er ermöglicht es, eine Aufgabe zu lösen, deren Lösung für den Bau von Zentrifugen bisher vergeblich gesucht wurde und die darin besteht, das Trenn.ungsverm.ogen dieser Vorrichtungen unabhängig von den Änderungen der Antriebskraft zu gestalten, sobald diese durch Menschenhand in Bewegung gesetzt werden, was allgemein der Fall ist.

Die Lösung gemäß der Erfindung beruht

auf dem Grundgedanken, daß man die in die Schleudertrommel eintretende Milchmenge zwingt, sich gleichzeitig und in demselben Maße zu ändern, als die Antriebskraft sich ■ ändert. Sie besteht hauptsächlich darin, daß die zu behandelnde Flüssigkeit durch die zur Verfügung stehende motorische Kraft auf einen genügend hohen Druck gebracht wird, um eine Turbine in sehr rasche Umdrehung versetzen zu können, und daß die Flüssigkeit dann in die Schleudertrommel gelangt, die unmittelbar mit der Turbine gekuppelt ist.

Ein weiteres eigenartiges Merkmal der Erfindung besteht in der Anwendung einer Peltonturbine, deren Schaufeln auf der Rückseite einen mittleren, an sich bekannten Einschnitt besitzen zum Zweck, die Änderungen des Misch Verhältnisses der Flüssigkeit in dem Augenblick zu verhüten, in welchem sie in die Schleudertrommel eingeführt wird. ,

Außerdem besitzen die Turbinenschaufeln, | wie dies bei dieser Art Turbinen üblich ist, i eine schneidende, schräg nach außen ver- ί laufende Lippe; jedoch erstreckt sich im vorliegenden Falle die Lippe als Vorsprung über die mittlere Schneide, welche die beiden Löffel einer jeden Schaufel voneinander trennt.

Die Anwendung einer solchen Turbine im , j vorliegenden 'Falle und insbesondere wenn ι es sich um die Behandlung von Milch han-I delt, ist von besonderem Vorteil, den man in den üblichen, durch Wasser oder durch Dampf angetriebenen Turbinen nicht findet. I Abgesehen vom Wirkungsgrad handelt es ! sich im vorliegenden Falle, wo zusammengesetzte Flüssigkeiten zerlegt werden sollen, : noch darum, die Beschaffenheit der Flüssig- ι keit nicht in dem Augenblick zu ändern, in welchem sie in ihre Bestandteile zerlegt werden . soll. Die Anordnung der schneidenden Lippe, die auf der mittleren Schneide der Schaufeln vorsteht, ist, vom Standpunkt des Wirkungsgrades und der Beseitigung der Stöße aus be- ' trachtet, von sehr großer Bedeutung. Durch die Anordnung dieser Lippe wird in der Tat der Strahl nach der Mitte zu abgelenkt und breitet sich aus, bevor er die mittlere Schneide trifft, welche die Schaufel in zwei Löffel teilt. Das seitliche Verspritzen der Flüssigkeit am Ende dieser Lippe wird dadurch merklich vermindert.

Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführung einer Scheidevorrichtung gemäß der Erfindung.

Abb. ι ist eine Seitenansicht. Abb. 2 zeigt einen Grundriß.

Abb. 3 ist ein senkrechter Schnitt durch go die gesamte Vorrichtung.

Die Abb. 4 und 5 veranschaulichen in vergrößertem Maßstabe einen senkrechten Schnitt und einen Grundriß des Schaufelrades, wobei zwei der Schaufeln nach den Linien A-A und B-B der Abb. 4 geschnitten sind.

Die Abb. 6 und 7 zeigen senkrechte Schnitte durch eine Schaufel, und zwar nach den Linien C-C und D-D der Abb. 5.

Die Vorrichtung ruht auf einem Gestell 1, dessen unterer, gefäßförmiger Teil die Trommel 2 umgibt und mit Hilfe eines Ständers 3 ein zylindrisches Gehäuse trägt, in dem sich das Turbinenrad 5 befindet. Die vorzugsweise rohrförmige Trommel und das Turbinenrad sind auf eine gemeinsame Welle 6 gekeilt, die an ihrem oberen Ende mittels eines Lagers geführt und gehalten ist. Dieses Lager ruht auf dem Deckel 7 des Turbinengehäuses. Das am Boden der Trommel befindliche Speiserohr ist in einem nachgiebigen Lager 8 zentriert.

Die unter Druck befindliche Milch gelangt zur Düse 12 durch eine zerlegbare Leitung 9, 10 und 11. Diese Düse richtet den Milchstrahl tangential auf das Turbinenrad und zwar nach der Linie X-X. Die das Turbinenrad verlassende Milch wird von dem Gehäuse 4 aufgefangen und fließt von dieser durch eine seitliche Öffnung 13 ab, die durch eine Leitung 14 mit einem im Boden des Gestelles 1 vorgesehenen Kanal 15 verbunden ist, der durch

eine Öffnung 16 mit dem Speiserohr in leitender Verbindung steht. Die Milch gelangt auf diese Weise in die Trommel, die im Innern in beliebiger Weise ausgebildet sein kann, und deren innere Gestaltung aus diesem Grunde nicht dargestellt ist. 17, 18 und 19 sind übereinandergestellte Flüssigkeitsfänger., die dazu bestimmt sind, die ausgeschiedenen Flüssigkeiten verschiedenen Gewichtes, die der Trommel entweichen, aufzufangen.

Das Turbinenrad besteht aus einer Scheibe, die am Umfange eine Anzahl zur Aufnahme der besonders gestalteten Schaufeln dienende Einschnitte besitzt. Jede Schaufel besitzt auf ihrer Arbeitsseite zwei halbzylindrische Vertiefungen 21, die durch eine wagerechte Schneide 22 voneinander geschieden sind und durch senkrechte Flächen 23 und 24 begrenzt werden, die mit Bezug auf die Schneide 22 schräg liegen. Das äußere Ende der Schaufel bildet eine schneidende Lippe 25, und die äußere, der geneigten Fläche gegenübergestellte Fläche 26 besitzt einen Einschnitt 27, ' dessen Boden mit dem durch die Radachse und ' den Rand α der Lippe 2 5 gehenden Radius ! einen scharfen Winkel bildet. Der Einschnitt dient dazu, dem Flüssigkeitsstrahle freien Durchgang zu bieten bis zu dem Augenblick, j wo dieser auf den Rand der Lippe schlägt, so

3u daß der Strahl niemals auf die äußere Fläche der Schaufel stößt und in nützlicher Weise ! die vorhergehende Schaufel solange wie mög- ; lieh beinflußt. Es ist zu bemerken, daß der ^! Strahl nur während der kurzen Zeitspanne | auf die Lippe 25 trifft, während welcher der i Teil a, b die Breite des Strahles durchläuft. Auf diese Weise ist der durch das schräge Auisch'ay'cr; des Strahles auf die Lippe verursachte Verlust sehr gering. In der Tat, sobald der Punkt b, in dem die Schneide 22 beginnt, den Strahl erreicht, wird dieser in zwei Teile geteilt, die tangential auf den gehöhlten Flächen gleiten, welche durch die genannte. Schneide voneinander geschieden werden.

Auf Grund der Geschwindigkeit, mit welcher die Schaufeln unter der Einwirkung des Flüssigkeitsdruckes mitgenommen werden (Geschwindigkeit, die etwa gleich der halben Strahlgeschwindigkeit ist), verläßt die Flüssigkeit die Schaufeln mit einer verhältnismäßig geringen Geschwindigkeit. Letztere genügt jedoch, um die im Behälter aufgefangene Flüssigkeitsmenge in Drehung zu versetzen und einen gewissen hydrostatischen Druck zu erzeugen.

Es ergibt sich hieraus, daß die unmittelbar durch die Öffnung 13 in die Leitungen 14, 15 abfließende und in die Trommel 2 gelangende Flüssigkeit stets unter einem gewissen Druck bleibt und einen Teil der Luft mitführt, die sich während des Durchganges durch die Druckpumpe in ihr aufgelöst hat. Die Flüssigkeit gelangt somit mit verringerter Viskosität in die Trommel, wodurch die Scheidung gefördert wird.

Die Reinigung der Vorrichtung ist außerordentlich einfach, denn es genügt, sie vor und nach der Arbeit mit heißem Wasser zu spülen. Dieses Wasser kann beispielsweise durch eine Verlängerung der Leitung 15 abfließen, die gewöhnlich durch einen Stopfen 47 verschlossen gehalten wird.

Es- bleibt somit nur übrig, die inneren Wände der Trommel von den festen Bestandteilen zu befreien, die nach der Scheidung haften bleiben.

Claims (3)

1. Patent-An Sprüche:

   ι. Turbinen-Antrieb für eine Fliehkraftscheidevorrichtunig für zusammengesetzte Flüssigkeiten durch eine veränderliche Kraft, dadurch gekennzeichnet, daß die zu behandelnde Flüssigkeit durch die'veränderliche Antriebskraft unter so hohen Druck gesetzt wird, daß ihr Strahl mit großer Geschwindigkeit eine Turbine antreiben kann, die mit der Schleudertrommel direkt gekuppelt ist, wobei die von der Turbine ablaufende Flüssigkeit von unten in die Schleudertrommel eintritt, derart, daß die Geschwindigkeit der Schleudertrommel und die Menge der zu behandelnden Flüssigkeit gleichzeitig verändert werden.
2. 2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Turbine ein Peltonrad verwendet wird, dessen Schaufeln auf der Rückseite einen mittleren an sich bekannten Einschnitt besitzen zum Zweck, die Änderungen des Mischverhältnisses der Flüssigkeit in dem Augenblick zu verhüten, in welchem sie in die Schleudertrommel eingeführt wird.
3. 3. Antrieb nach Anspruch 1 und 2, bei welchem die Turbinenschaufeln mit einer schneidenden, schräg nach außen verlaufenden Lippe versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß diese Lippe sich als Vorsprung über die mittlere Schneide erstreckt, welche die beiden Löffel einer jeden Schaufel voneinander trennt.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.