DE878479C

DE878479C - Trennschleuder, insbesondere Milchzentrifuge

Info

Publication number: DE878479C
Application number: DENDAT878479D
Authority: DE
Inventors: William H Harstick; Otto E Hintz; John R Orelind
Original assignee: International Harverster Corp
Current assignee: Navistar Inc
Priority date: 1947-09-26
Publication date: 1953-04-16
Also published as: DE894377C; US2477983A

Description

Es sind Trennschleudern mit einem amSchleudertrommelumfang im wesentlichen ringsum verlaufenden Auslaßschlitz und einem damit zusammenwirkenden ringförmigen elastischen Ventilkörper, der den Schlitz zu schließen vermag, bekannt. Diese Ringscheibe ist dort mit ihrem inneren Rand fest an einer der beiden Trommelhälften eingespannt. Das Öffnen und Schließen dieses ringförmigen Ventilkörpers erfolgt dabei mittels eines durch Flüssigkeitsdruck bewegten Steuerkolbens.

Demgegenüber stellt es eine bedeutende Vereinfachung dar, das Schließen und Öffnen eines solchen elastischen Ringkörpers von der Drehzahl der Trommel abhängig zu mac'hen und dadurch eine besondere Anordnung zur Druckerzeugung mit den hierfür notwendigen Regelmitteln zu vermeiden.

Andererseits ist es an sich bekannt, Auslaßöffnungen mit federbelasteten Ventilen zu versehen, die sich beim Überschreiten einer bestimmten Drehzahl schließen, beim Unterschreiten dieser Drehzahl aber öffnen. Die bei dieser bekannten Bauart vorgesehenen Einzelventile komplizieren die Trommel in ihrem Aufbau; es stellt auch einen Nachteil dar, daß die Ventile möglicherweise ungleichartig auf die Drehzahl ansprechen und demzufolge ein ungleichmäßiges Schließen und Öffnen erfolgt.

In Ausnutzung dieses an sich bekannten Prinzips wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Auslässe

in an sich bekannter Weise zu einem im wesentlichen ringsum verlaufenden Auslaßschlitz zu vereinigen, mit welchem ein elastischer Ringkörper zusammenwirkt, der aus einem nahe am Auslaß schlitz, zweckmäßig auf innerhalb der Trommel radial angeordneten Stützen lose lagernden Ring aus einem dehnbaren Werkstoff besteht, 'der sich unter der Fliehkraftwirkung bis .zur Anlage an die Flächen des Auslaßschlitzes dehnt und den Auslaß ίο abdichtet. Der dehnbare Ventilkörper kann mit einer Vielzahl von Vorsprüngen, z. B. Lippen, versehen sein, die geeignet sind, das Zurückgehen des Ringkörpers aus dem Auslaßschlitz zu bewirken, wenn die Drehzahl der Trommel auf ein bestimmtes Maß verringert wird. Der Ring und gegebenenfalls seine Vorsprünige, die aus irgendeinem geeigneten Stoff, z. B. Gummi oder Kunststoff, bestehen können, müssen nur der Bedingung genügen, daß er genügend 'hohe elastische Eigenschaften besitzt, um das Ausdehnen und das Zusammenziehen bei bestimmten Drehzahlen zu gewährleisten.

Die Ausbildung des ringförmigen Ventilkörpers

kann je nach den Erfordernissen des Einzelfalles mannigfaltig sein. Einige besonders geeignete Ausführungsformen sollen in folgendem erwähnt werden.

Eine dieser Ausführungsformen betrifft einen

Ventilring, der aus einem Ring aus verformbarem elastischem Werkstoff, z. B. Gummi, und einem damit verbundenen metallischen federnden Element besteht. Dieses ist geeignet, das Zusammenziehen des Ringes beim Öffnen des Ventilschlitzes zu unterstützen. Vorzugsweise besteht das federnde metallische Element aus einer dehnbaren Feder, vorzugsweise einer Schraubenfeder, und es ist zweckmäßig, dieseFeder in denRing aus elastischem Werkstoff, z. B. Gummi, einzubetten. Der Ring kann einen runden Querschnitt besitzen. Eine weitere Ausgestaltungsmoglichkeit besteht darin, die Feder exzentrisch im Ringquerschnitt anzuordnen.

Da- das Ringventil langzeitig sehr erheblichen Fliehkräften ausgesetzt sein kann, so kommt es vor, daß der Gummi oder ein ähnlicher Werkstoff, der über die Feder gestreift ist, zum Zerfallen neigt, daß Teile der Oberfläche in die Auslaßöffnung eingekeilt oder durch sie hindurchgedrückt werden. Manchmal sind diese Schaden die Folge einer ungenügenden Verbindung zwischen der Decklage und dem Federring.

Um dem zu begegnen,. wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, innerhalb der Schicht aus Gummi oder dem ähnlichen Werkstoff eine biegsame Bewehrung einzubetten. Der Ring kann demnach z. B. so gestaltet sein, daß innen eine ringförmige Schraubenfeder, darüber eine Schicht aus Gummi u. dgl. liegt und in dieser Gummischicht eine die Schraubenfeder umgebende Bewehrung, die geeignet ist, die elastische Schicht auf der Feder festzuhalten, die aber in Längsrichtung der Feder bieg-60· sanl ist, um eine freie Ausdehnung des Ventilringes unter der Fliehkraftwirkung zu gestatten.

Die Bewehrung wird zweckmäßig in Form einer Kordel schraubenförmig in einem gewissen Ab- , stand von der Schraubenfeder um diese gewunden. Die Windungen der Kordel werden zweckmäßig auf Abstand voneinander gehalten durch Teile des Gummis, die zwischen 'die Windungen eingreifen. Die Schicht aus Gummi od. dgl. hat vorzugsweise runden Querschnitt, liegt konzentrisch zu der Schraubenfeder und besitzt eine genügend dicke Lage über der Bewehrung und eine Lage zwischen Bewehrung und Schraubenfeder. Die Gummischicht kann innen schraubenförmig gestaltet sein, damit diese Schraubengänge ,zwischen die Windungen der Schraubenfeder eingreifen. Bei dieser Ausführungsform desiVentilringes gemäß der Erfindung ist es aber nicht notwendig, daß die Außenlage mit der Feder fest verbunden ist, da die Bewehrung ihr genügenden Halt auf der Feder verleiht.

Eine andere Ausführungsform des Ventilringes besteht darin, daß ein äußerer Ventilkörper nach dem Trommelinneren hin elastisch aufgehängt ist. Vorzugsweise ist die elastische Aufhängung an einem festen, nicht dehnbaren Ring, z. B. einem Metallring, befestigt. Außen kann die elastische Aufhängung, die z. B. wie eine Schwimmhaut ausgebildet sein kann, mit einem verhältnismäßig dicken ringförmigen Ventilkörper versehen sein. Nach innen kann die elastische Aufhängung verbreitert sein, um den unelastischen Haltering aufzunehmen. Vorzugsweise besteht der Ventilring aus einem dehnbaren Werkstoff, wie Gummi, und ist mit der schwimm'hautähnlichen Aufhängung aus einem Stück geformt. Der Ventilkörper kann keilförmig gestaltet sein, um so mit den geneigten Flächen der Trommel zusammenzuwirken, z. B. V-förmig, entsprechend dem Winkel zwischen den Innenflächen der Trommel.

Es ist möglich, den Ventilkörper so herzustellen, daß die oberhalb bzw. unterhalb der waagerechten Mittellinie des Ventilkörpers gelegenen Teile zunächst getrennt voneinander sind, soweit sie auswärts vom Haltering zu liegen kommen, daß sie dann über den Haltering gezogen, .zusammengeklappt und längs der waagerechten Mittellinie durch Vulkanisieren miteinander vereinigt werden.

Die Schleudertrommel kann mit radial und im Abstand voneinander angeordneten Halteorganen versehen sein, die den Haltering in seiner Lage konzentrisch zu dem ringförmigen Auslaßschlitz halten können.

Aus dieser Darstellung einiger Ausführungsformen für den elastischen Venturing ist zu ersehen, wie vielgestaltig die Möglichkeit ist, die Einzelmerkmale zusammenzufassen. Andere, etwa noch verwickeitere Zusammenfassungen solcher Merkmale führen selbstverständlich nicht aus dem Bereich der Erfindung heraus.

In der Zeichnung ist die Erfindung in Ausführungsbeispielen dargestellt, aus denen sich weitere Merkmale der Erfindung ergeben. Darin ist:

Fig. ι eine teilweise geschnittene Seitenansicht iner Milchzentrifuge gemäß der Erfindung, Fig. 2· ein Schnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 1,-Fig. 3 ein Schnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 2,

Fig. 4 bis 9 Darstellungen von Ringventilkörpern gemäß der Erfindung.

Die Schleudertrommel i8 besitzt eine obere Hälfte oder Haube ig, die am oberen Ende mit einem Kragen 20 versehen ist, der eine Öffnung 20' und Magermilchauslässe 21 besitzt. Die Haube 19 weist an der schrägen Innenfläche 22 eine Anzahl abwärts gerichteter Flügel 23 auf. An ihrem größten Durchmesser ist sie mit einem ringförmigen Rand 24 versehen. Der untere Trommelteil 25 besitzt ebenfalls schräge Innenflächen 26 und 27, und die Schrägflächen 22 und 27 stoßen am größten inneren Durchmesser zusammen. Der Unterteil 25 hat einen mit Gewinde versehenen Rand 28, auf dem eine ringförmige Klemmfläche 29 sitzt. Von ihr aus ragen mehrere schräge Ansätze 30 nach oben, die die Klemmfläche 29 in passendem Abstand vom Rand 24 der Haube 19 halten. Ein auf den Rand 29 geschraubter Klemmring 31 hält die Teile 19 und 25 ao zusammen. Die Vorsprünge 30 halten sie so auf Abstand, daß ein im wesentlichen ununterbrochener Schlitz oder eine Auslaßöffnung 32 am größten inneren Durchmesser der Schleudertrommel 18 gebildet ist. Die Zahl und die Größe der Abstandhalter können schwanken, aber es soll möglichst für eine völlig freie und unbehinderte Auslaßöffnung gesorgt sein. Die obere und untere Hälfte 19 und 25 sind in unmittelbarer Nähe der Auslaßöffnung mit ringförmigen Dichtungsflächen 32' versehen. Der Klemmring 31 besitzt eine Anzahl Rippen 33, die durch Wegnahme der zwischen ihnen liegenden Teile des Ringes gebildet sind, um einen im wesentlichen ununterbrochenen Schlitz 34 zu bilden, der in gleicher Höhe und in unmittelbarer Verbindung mit der Auslaßöffnung 32 liegt.

Am größten inneren Durchmesser der Trommel 18, zweckmäßig in Ausbuchtungen 36 der radial stehenden Flügel 23, ist ein elastischer Ring 35, vorzugsweise von rundem Querschnitt, angeordnet. Dieser Ring besteht aus einem Stück, er liegt in der Nähe der Auslaßöffnung 32 und vermag durch die Fliehkraft gegen die Dichtungsflächen 32' gepreßt zu werden. Auf dem Ring 35 kann eine Anzahl Vorsprünge 37 vorhanden sein. Der Ring 35 und seine Vorsprünge sollen aus irgendeinem geeigneten elastischen Werkstoff, wie Gummi oder einem ähnlichen Kunststoff, bestehen, wobei es lediglich notwendig ist, daß er genügend Elastizität besitzt, um das Ausdehnen und Zusammenziehen bei bestimmten Umlaufgeschwindigkeiten der Schleudertrommel ι S zu gestatten. Der in den Fig. 2 und 3 dargestellte elastische Ventilring 35 kann, wie die Fig. 4 bis 9 zum Ausdruck bringen, in der verschiedensten Weise abgewandelt werden. So zeigt Fig. 4 einen Ventilring 82 von rundem Querschnitt, der aus einem verformbaren elastischen oder federnden Material, wie Gummi od. dgl., besteht, mit dem aber eine Schraubenfeder 83 verbunden bzw. in ihr eingebettet ist. Eine Abwandlung dieses Ventilringes (Fig. 5) besteht darin, daß die Schraubenfeder 83' exzentrisch im Querschnitt des Gummiringes 82' eingebettet ist. Die exzentrische Anordnung und die vergrößerte biegsame Dichtungsfläche des Ringes gewährleisten eine sichere Dichtung der Auslaßöffnung. Der Ring 82 dichtet z. B. den Auslaßschlitz bei einer Geschwindigkeit von etwa 6000 U/min und mehr ab.

In Fig. 6 ist ein elastischer Ventilring dargestellt, dessen Hauptmerkmal in der Vorspannung der Feder 95 zu erblicken ist. Über ihr ist eine Lage Gummi 96 od. dgl. und im Innern ein Sprengring 97 aus geeignetem Federwerkstoff angebracht. Die Enden des Ringes 97 stoßen normalerweise stumpf aneinander. Da der Ring 97 einen größeren Durchmesser besitzt als die Feder 95 im ungespannten Zustand und da der Ring 97 sich ringsum durch die Feder 95 erstreckt, hält er die Feder vorgespannt.

Eine besondere weitere Ausbildung eines derartigen Ventilringes ist in den Fig. 7 und 8 dargestellt. Auch hier ist die Schraubenfeder 98 durch einen darin liegenden Sprengring 99 vorgespannt. Der Innendurchmesser der Windungen der Feder 98 ist etwas größer als der Querschnitt des Sprengringes 99, so daß dieser in der Feder 98 ringsherum gleiten kann. Eine Bewehrung aus schraubenförmig im Abstand um die Feder 98 gelegter Kordel 100 od. dgl. liegt zwischen der Gummiaußenschicht 101 und der Gummischicht 102 zwischen der Bewehrung 100 und der Feder 98. Die in Schraubenwindungen um die Feder 98 gelegte Kordel 100, die von der Feder mit Hilfe der Innenlage 102 auf Abstand gehalten ist, bildet eine geeignete Bewehrung, die verhindert, daß die Zwischenschicht 102 sich stärker radial ausdehnt als die Feder 98, während gleichzeitig die Abstände zwischen den Windungen der schraubenförmig gelegten Kordel 100 größer werden können und so die freie Ausdehnung des Ventilringes begünstigen.

Der in Fig. 9 dargestellte Ventilring besitzt einen festen Metallring 103, einen vorzugsweise V-förmigen dehnbaren Dichtungskörper 104 und ein verhältnismäßig dünnes schwimmhautähnliches Zwischenstück 105, das den Ring 103 mit dem Dichtungskörper 104 verbindet. Der Ventilring liegt nahe an der ringförmigen Auslaßöffnung 106 und konzentrisch zu ihr. Der Dichtungskörper ist mit Schrägflächen 107 versehen, die vorzugsweise die gleiche Neigung besitzen wie die Trommelinnenflächen 22 und 27. Der Dichtungskörper 104 und die Schwimmhaut 105 sind mittig geschlitzt entlang der Linie 108, so daß der Innenteil 109 um den Haltering 103 gezogen und darauf die Hälften des Dichtungskörpers 104 und der Schwimmhaut 105 entlang der Linie 108 zu dem Ventilring durch Vulkanisieren vereinigt werden können. Der Haltering 103 kann aus Metall oder einem anderen Werkstoff genügender Festigkeit bestehen. Eine Anzahl Flügel 110, die von der Trommelhaube aus nach unten ragen, sind mit Aussparungen in an ihrer Außenkante versehen, in denen der Haltering 103 ruht.

Der ringförmige Auslaßschlitz 34 und der vorher in mehreren Ausführungsformen beschriebene ringförmige Ventilring schaffen die Voraussetzung für ein wirkungsvolles Spülen der Trommel und ihrer

Teile. Die Spülwirkung kann durch zweckmäßige Ausgestaltung anderer Teile der Trennschleuder unterstützt werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Trennschleuder, insbesondere Milchzentrifuge, mit am Schleudertrommehimfang angebrachten Auslassen und damit zusammenwirkenden Ventilkörpern, die sich bei Überschreiten einer bestimmten Drehzahl selbsttätig schließen, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslässe in an sich bekannter .Weise zu einem im wesentlichen ringsum verlaufenden Auslaß schlitz (34) vereinigt sind, mit welchem ein elastischer Ringkörper zusammenwirkt, der aus einem nahe am Auslaßschlitz, zweckmäßig auf innerhalb der Trommel radial angeordneten Stützen lose lagernden Ring (35) aus einem dehnbaren Werkstoff besteht, der sich unter der Fliehkraftwirkung bis zur Anlage an die Flächen (32') des Auslaßschlitzes (32) dehnt und den Auslaß abdichtet.

2. Trennschleuder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Ventilring

(35) eine¹ Vielzahl von elastischen Vorsprüngen (37) aufweist, die ihn bei ausreichender Verringerung der Trommelutnlaufgeschwindigkeit vom Auslaßschlitz (32) abdrucken. 3. Trennschleuder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilring aus einem elastischen oder dehnbaren Werkstoff und einem metallischen, federnden Element besteht.

4. Trennschleuder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische" Werkstoffring und das federnde Metallelement nebeneinander angeordnet sind. ' .

5. Trennschleuder nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das federnde Metallelement aus einer Schraubenfeder (83) besteht.

6. Trennschleuder nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das federnde Metallelement (83) im elastischen Werkstoffring

(82) eingebettet ist (Fig. 4).

7. Trennschleuder nach - den Ansprüchen 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Werkstoffring runden Querschnitt besitzt.

8. Trennschleuder nach Anspruch 3, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß; das federnde Metallelement exzentrisch im Querschnitt des Werkstoffringes eingebettet liegt (Fig. 5).

9. Trennschleuder nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,"daß innerhalb der elastischen Werkstoffschicht (96), ζ. Β. Gummi, eine biegsame Bewehrung, vorzugsweise aus. Kordel (100) od. dgl., um das federnde Metallelement (98) herumgelegt ist.

10. Trennschleuder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewehrung in der elastischen Werkstoffschicht derart beschaffen, z. B. dimensioniert und angeordnet ist, daß sie den elastischen Werkstoff um das federnde Element herum festhält, aber doch biegsam der Ausdehnung des Ventilringes unter der Fliehkraftwirkung folgt.

■11. Trennschleuder nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewehrung, wie Kordel od. dgl., schraubenförmig, jedoch im Abstand um das federnde Element gelegt ist (Fig. 7).

. 12. Trennschleuder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen der Bewehrung durch elastischen Werkstoff auf Abstand voneinander gehalten sind.

13. Trennschleuder nach den Ansprüchen 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lage

(102) elastischen Werkstoffs um das federnde Element (98), darauf die Bewehrung (100) und über die Bewehrung eine verhältnismäßig dicke Lage (101) elastischen Werkstoffs gelegt ist.

14. Trennschleuder nach den Ansprüchen 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Werkstoffschicht selbst schraubengangförmig gestaltet ist und mit ihren Windüngen in die Windungen der Schraubenfeder eingreift.

15. Trennschleuder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein elastischer Ventilring

(103) mit einem gegen den Auslaßschlitz (106) gerichteten Verschlußring (104) innen ringsum dehnbare Stege (105) besitzt, die an ihren nach dem Trommelinnern gerichteten Enden festgehalten sind.

16. Trennschleuder nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,, daß die dehnbaren Stege (105) zu einem ringförmigen Steg nach Art einer Schwimmhaut vereinigt sind.

17. Trennschleuder nach den Ansprüchen 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg bzw. die Stege an einem innen angeordneten, nicht idehnbaren Haltering befestigt sind.

18. Trennschleuder nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht dehnbare Haltering metallisch ist. ■ 19. Trennschleuder nach den Ansprüchen 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (105) im Bereich des Halteringes (103), d. h. an der Innenkante, derart verbreitert ist, daß der

■ Haltering in die Verbreiterung aufgenommen werden kann.

20. Trennschleuder nach den Ansprüchen 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußring (104) und der Steg (105) aus einem Stück bestehen.

21. Trennschleuder nach den Ansprüchen 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußring (104) schräge Flächen (107) aufweist, die mit den Ventilflächen des Auslaßschlitzes (106) zusammenwirken können.

22. Trennschleuder nach den Ansprüchen 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußring keilförmige Ventilflächen besitzt, die den inneren Begrenzungsftäc'hen des Auslaß-Schlitzes im Winkel wenigstens annähernd entsprechen.

23. Trennschleuder nach den Ansprüchen 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der zunächst längs der waagerechten Mittellinie (108) geteilt hergestellte Dichtungsring (104) nach Einbringen des festen Halteringes (103) zusammengeklappt und längs der Mittellinie (108) vereinigt ist, bei Gummi z. B. durch Vulkanisieren.

24. Trennschleuder nach einem der Ansprüche ι bis 22, mit einer zweiteiligen Trommel mit zum größten Trommeldurchmesser hin geneigten Innenflächen, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommelränder (24, 29) durch auf den Umfang verteilte Abstandhalter so auf Abstand voneinander gehalten sind, daß ihre Ränder den ringsum offenen Schlitz (32) bilden.

25. Trennschleuder nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandhalter aus Vorsprüngen (30) einer der Schalen bestehen, gegebenenfalls schräg oder anderswie so geformt sind, daß der Durchfluß durch den Auslaßschlitz (32) möglichst ungestört ist.

26. Trennschleuder nach den Ansprüchen 24 und 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalen durch einen Klemmring (31) zusammengehalten werden, der ringsum eine im wesentlichen ununterbrochene Öffnung (34) in Höhe des Auslaßschlitzes (32) besitzt.

Angezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 621 391, 654589.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

1 5020 5.