SE457061B - Kontinuerligt arbetande sockercentrifug - Google Patents

Description

457 061 2 sektioner åstadkomma en ändring av sockerkristallernas riktning, varvid sockerkristallernas kínetiska energi åtminstone delvis över styrplatarna över- föres till den vridbara ringen. Glidberöringen mellan ytorna pa de massiva styrplatarna och sockerkristallerna åstadkommer kristallgnidning och har till följd snabbt växande skalbildningar.

Samtidigt med de beskrivna försöken att lösa problemet har även framkommit förslag att man skall använda uppfangningselement av flexibla eller elastiska material såsom plast eller gummi. Dessa material har emeller- tid icke hallit stand mot den mycket starka mekaniska förslitningen och förstördes mycket snabbt. Ett exempel bland manga pa dessa anordningar visar det tyska "Gebrauchsmuster" l 927 179. Vid denna kända sockercenfri- fug ansluter sig till utgangsänden av centrifugtrumman en fast, inuti med mjukt material beklädd uppfangningsring. Den mjuka innerbeklädníngen för- störes mycket snabbt. i Att uppfangningselement av plast eller gummi pa kort tid förstö- res framgår av erfarenheter, som man gjort under de sista aren med kontinuerligt arbetande upplösningscentrifuger. Dessa sockercentrifuger har istället för den nämnda kända uppfangningsringen med den mjuka innerbe- klädnaden en krökt anslagsring, mot vilken sockerkristallerna avsiktligt sönderdelas mekaniskt. Det visade sig under utprovningstiden, att dessa anslagsringar, som först tillverkade av normala stal, redan efter en enda kort säsong uppvisar manga millimeter djupa förslitningszoner, d.v.s. redan efter en enda säsong förstördes. Man maste använda särskilda specialstal, för att erhalla hallfasta anslagsringar. Det är därför förstaeligt, att uppfangningsele- ment av gummi eller plast icke har nagra möjligheter att motsta förslitningen pa grund av sockerkristallerna. ' Problemet som ligger till grund för uppfinningen bestar i att förbättra en sockercentrifug av det ingangsvis nämnda slaget, sa att kristall- skador förminskas i sa grad, att det producerade sockret atminstone uppfyller minimifordringarna för kvalitetssocker och att ett tillförlitligt, särskilt av skalbildningar icke paverkat förfaringssätt säkerställas.

Detta problem har enligt uppfinningen lösts med en sockercentri- fug av det slag som angives i patentkrav 1.

Genom uppfinningen eftersträvas ett en gang och starkt dämpat anslag av sockerkristallerna mot uppfangningselementen, vilka i beroende av de fjädrande metallplatarnas vinkelläge i förhållande till kristallernas rörel- sebana åstadkommer en "bromsad reflektion" och/eller riktningsändring.

De fjädrande metallplatarna är sa tunna, att de redan av en enda 457 061 3 infallande sockerkristall avlänkas eller elastiskt deformeras. Den elastiska deformationen åstadkommer en med ökande avlänkning progressivt tilltagan- de dämpning eller energiöverföring fran metallen till den fjädrande plåten.

Denna överförda energi omsättes delvis i värme som deforma- tionsarbete hos den fjädrande metallplaten. Den andra energidelen framkallar ett vridmoment, vilket försätter den vridbara ringen i rotation. varvtalet kan väljas. Därigenom kan en valbar minskning av anslagsenergin uppnas. Denna synpunkt är, jämte den elastiska anslagsdämpningen, av väsentlig betydelse, ty anslagsenergin är proportionell mot kvadraten pa kristallernas hastighet.

Om exempelvis den vridbara ringen roterar i samma riktning som centrifug- trumman sa snabbt, att de fjädrande metallplatarnas periferihastighet är hälften sa stor som sockerkristallernas flyghastighet, sa halveras anslags- hastigheten, men anslagsenergin reduceras till en fjärdedel. Dessa teoretiska resonemang gäller i det fall, att sockerkristallerna träffar de fjädrande platarna i rät vinkel. Enligt uppfinningen kan emellertid anslagsvinkeln även ändras. Vid snett anslag blir emellertid endast den vinkelrätt mot anslagsytan riktade hastighetskomponenten verksam, d.v.s. vid en anslagsvinkel av t.ex. 300 endast hälften av sockerkristallens hastighet.

Enligt uppfinningen åstadkommer alltsa tva storheter, nämligen de fjädrande metallplatarnas periferihastighet samt deras vinkelläge i för- hallande till krístallernas flygriktning att anslagshastigheten och därmed sockerkristallernas anslagsenergi avsevärt minskas. Enbart denna atgärd räcker emellertid icke för att undvika kristallskador. Den redan nämnda tyska utläggningsskriften 2 D26 479 visar att anslagsvinkeln maste vara nära noll eller åtminstone mycket liten, för att splittring skall undvikas. Om man emellertid väljer så sma anslagsvinklar, så glider, gnider eller skaver kri- stallerna över anslagsytan och skadas genom avslitning. Enligt uppfinningen skall därför anslagsvinklar för de fjädrande metallplatarna, vid vilka en sadan "slipning" kan uppsta, undvikas. För att kristallerna icke skall söndersplittras, är enligt uppfinningen den elastiska dämpningen verksam som tredje paverk- ningsstorhet. Eftersom sockerkristallerna skall ha kontakt med ytan endast en enda gang, för att endast ett enda hörn, en kant eller yta utsättas för risken av skada, maste de fjädrande platarna, till väsentlig skillnad fran vad som är fallet vid kända metoder, inställas i sådan grad i förhållande till sockerkri- stallernas rörelseriktning, att dessa med säkerhet reflekteras.

I praktiken blir de fjädrande metallplatarnas dämpningskaraktäris- tik en fast storhet, som definieras av dimensionerna och materialegenskaper- na hos ifrågavarande plat samt avståndet mellan sockerkristallens anslags- 457 061 4 punkt och infästningsstället för den fjädrande plåten (stort avstånd medför stort avböjningsmoment). l motsats till tyska utläggningsskriften 2 D26 479, enligt vilken massiva, d.v.s. icke fjädrande uppfångningselement användes, undvikes enligt uppfinningen icke nagot anslag, utan åstadkommas avsiktligt en visserligen endast en gång inträffande men dock till sockerkristallernas hållfasthet anpassat, jämförelsevis energirikt anslag, vilket emellertid, på grund av metallplatarnas fjädrande utböjningsbarhet, icke förorsakar någon sönderdelning av kristallerna. Med hjälp av lämpligt inställd periferihastighet och lämpligt vald anslagsvinkel för metallplåtarna kan stötenergin så väljas, att kristallskadorna blir sa ringa, att sockret kan klassas som kvalitetssocker.

Därmed har problemet att producera kvalitetssocker lösts. Men även probïe- met att verka driftsäkert och utan skalbildning har löst. Eftersom socker- kristallerna icke har nagon glidkontakt med ytorna på de fjädrande metallplå- tarna, kan inga sockerpartiklar avsättas på dessa ytor. De ytterst ringa spår av socker, som i ogynnsammaste fall då och då kan avlagra sig pa ytorna av de fjädrande metallplåtarna men även de sedvanliga avlagringarna av till följd av den fuktiga ythuden hos icke torkade sockerkristaller finner inget fäste eller kan icke växa till skalbildningar, eftersom dessa metallplåtar alltid böjer sig fjädrande. Därvid bortspränges eventuella avlagringar. Dess- utom verkar de ständigt på nytt metallplatarna träffande sockerkristallerna renande liknande en sandblästring. För detta ändamål kan eventuellt den gynnsammaste anslagsvinkeln inställas för optimering av denna reningseffekt.

Slutligen verkar även centrifugalkraften, som framkallas av det valda varvta- let hos den vridbara ringen, renande på de vid ringen fästade fjädrande metallplåtarna. Ju glattare ytan pa de fjädrande metallplåtarna är ju mindre är möjligheten till sockeravlagringar.

Stabiliteten och slithållfastheten hos metallplåtarna kan om så erfordras uppnås genom användning av specialstal.

Patentkraven 2 till 6 angiver möjligheter att inställa de fjädrande metallplatarnas anslagsvinkel pa lämpligt sätt för hand och/eller alternativt automatiskt under drift i beroende av deras periferihastighet. Särskilt den extra automatiska inställningen kan vara väsentlig, eftersom variationer eller ändringar av driftparametrarna kan uppträde även vid kontinuerligt arbetande centrifuger t.ex. även ändringar av genomloppsmängden eller kristallhalten i fyllmassan. Sadana ändringar verkar som motsvarande ändringar av vridmo- mentet, vilket astadkommer den vridbara ringens rotation. Vid konstant bromsmoment skulle följa analoga varvtalsändringar hos den vridbara ringen eller ändringar i de fjädrande plåtarnas periferihastighet och därmed 'även 457 061 S ändringar i den valda anslagsenergin hos kristallerna. En av centrifugal- kraften beroende inställning av de fjädrande metallplatarnas vinkelläge kan kompensera sadana ändringar.

Patentkraven 7 till 10 angiver möjligheter för konstant och även pa flera sätt reglerbar bromsning av den brytbara ringen.

Den konstruktivt enklaste utföringsformen bildar en friktions- broms. Därvid maste man dock tolerera förslitningen av brornsbeläggen.

F örslitningsfritt arbetar däremot bromsar, vid vilka skovelhjul samverkar i ett strömningsmedium, eller elektriska virvelströmbromsar. Bromsar av dessa konstruktioner är visserligen dyrbara men kan bekvämt regleras. Sa kan t.ex. en elektrisk virvelströmbroms regleras analogt med den belastningsberoenïie strömförbrukningen hos centrifugens drivmotor. Ökande eller minskande genomloppsmängder av fyllmassa förorsakar en ökande respektive minskande strömförbrukning hos drivmotorn. Vid konstant förhållande mellan fast och flytande material i fyllmassan uppfangar de fjädrande metallplatarna därvid flera eller färre sockerkristaller per tidsenhet och den vridbara ringen skulle vid konstant bromsverkan rotera med högre respektive lägre varvtal. Detta skulle i sin tur ha till följd en sänkning respektive en ökning av ansiagshastig- heten och till följd därav i extremfallet antingen en otillräcklig bromsning eller en alltför stark mekanisk påverkan av sockerkristallerna. Om bromsver- kan regleras i beroende av motorstrümmen, sa förblir den inställda anslags- hastigheten konstant. Lämpliga regleringsorgan kan åstadkomma samma resultat vid en hydraulisk strömningsbroms.

Men även en friktionsbroms kan regleras med kända medel, t.ex. pneumatiska eller hydrauliska arbets- och regleringsorgan.

I praktiken kan samverkan mellan centrifugalregleringen av de fjädrande metallplatarnas vinkelläge och ringens bromsning varieras pa manga sätt.

Om centrifugalregleringen exempelvis utföres sa att socker- kristaliernas anslagsvinkel blir mindre med tilltagande periferihastighet hos de fjädrande platarna, sa minskas automatiskt drivmomentet, som överföras till den vridbara ringen av sockerkristallerna, med tilltagande periferihastig- het. Samma effekt har även den vid ökande periferihastighet minskande anslagshastigheten hos kristallerna. Om därvid sockerkristallerna bromsas tillräckligt starkt, kan en större apparatur för regleringen av bromsningen av den vridbara ringen insparas, ty systemet reglerar sig därvid i stor utsträck- ning själv.

Man kan emellertid även ga tillväga pa sa sätt, att sockerkris- 457 061 6 tallernas anslagsenergi halles konstant inom snäva gränser. Därigenom uppnas optimal skonsamhet för kristallerna. En lämpligt reglerad bromsning av den vridbara ringen är därvid oundgänglig.

Uppfinningen skall i det följande närmare beskrivas med hänvis- ning till bifogade ritningar.

Fig. l visar schematiskt i tvärsnitt den enligt uppfinningen utförda centrifugen.

Fig. 2 visar en schematisk ritning för förklarande av vinkelinställ- ningen hos de fjädrande metallplatarna.

F ig. 3 visar en illustration motsvarande fig. l och visar ett exempel pa reglerad bromsning. _ Fig. 4 visar schematiskt sett uppifran ett exempel pa en automa- tisk inställning av de fjädrande metallplatarnas vinkelläge.

Fig. l visar en kontinuerligt arbetande sockercentrifug l. En inmatnings- och bearbetningsanordning 2 överför fyllmassa till en Centrifug- trumma 3, som har formen av en stympad kon och i sitt inre är utrustad med silar. Pa silarna i centrifugtrumman 3 skiljas sockerkristallerna fran den flytande fasen i fyllmassan. Den avskilda vätskan uppfangas i ett inre hölje 4 och bortledes. Sockerkristallerna vandrar i centrifugtrumman 3 i riktning mot en utkastarkant 5, fran vilken de med en mycket hög hastighet, vilken motsvarar kantens S periferihastighet, slungas i riktning mot ett sockerupp- fangningshölje 6.

Ovanför centrifugtrumman 3 är anordnad en, eventuellt som sluten skiva utförd, vridbar ring 7. Den vridbara ringen 7 halles i lager 8, som är fästat vid ett lock 9 pa höljet 6. Med lagret 8 är förbunden en reglerbar eller atminstone inställbar broms 10, som verkar pa den vridbara ringen 7.

Vid den vridbara ringen 7 är fästade fjädrande metallplatar ll, vilka är utförda plana och mycket tunna. Dessa fjädrande metallplatar ll sträcker sig in i rörelsebanan 12 (fig. 2) för de fran kanten 5 utslungade sockerkristallerna och skall vara sa utförda, att de vid stöten fran en sockerkristall utböjes elastiskt fjädrande. Ju längre sockerkristallernas an- slagsställe pa de fjädrande metallplatarna ll är avlägsnad fran ínfästningsän- den, ju större blir den fjädrande utböjningen. Om lagret 8 är inställbart i höjdled, kan anslagspunktens läge varieras.

De fjädrande metallplatarnas ll vinkelläge i förhållande till sockerkristallernas rörelsebana 12 är viktigt. Vid det i övre delen av fig. 2 inrítade läget träffar sockerkristallerna de fjädrande metallplatarnas yta i rät vinkel. Det i fig. 2 nederst till höger markerade exemplet visar en I) 457 061 7 fjädrande metallplat 11, som star i en vinkel, som är mindre än 900 i förhållande till flygriktning 12 för kristallerna. Vid detta läge hos den fjädrande metallplaten 11 reflekteras sockerkristallen i en flygbana 13.

Sockerkristallernas flyghastighet pa flygbanan 13 minskas pa grund av den fjädrande dämpningen vid stöten mot de fjädrande metallplatarna 11 sa kraftigt, att anslaget mot höljet 6 icke kan orsaka skador pa kristallerna.

Fig. 4 visar att de fjädrande metallplatarna 11 är vridbara kring axlar 14, vilka löper parallellt med centrifugtrummans 3 vrídningsaxel (se även pilen 15 i fig. 2) för att man skall kunna inställa det gynnsammaste vinkelläget i förhållande till flygbanan 12. Vid valet av inställningsvinkel bör man även taga hänsyn till att de fjädrande metallplatarna 11 utböjes fjädrande tillräckligt starkt för att undvika skalbildningar pa ytan. Även inställningsvinklar, vid vilka sockerkristallerna verkar renande pa de fjädran- de platarna 11 i likhet med en sandblästringsstrale är fördelaktiga.

För att dessa vinklar i varje ögonblick skall kunna inställas till den gynnsammaste storleken, är pa den vridbara ringen 7 lagrad en inställnings- ring 16 (fig. 4). Inställningsringen 16 är försedd med medbringare 17, vilka är i ingrepp med de fjädrande metallplatarna 11 pa visst avstand fran inställ- ningsaxlarna 14. En pa den vridbara ringen 7 fästad inställningsanordning 18, t.ex. en inställningsskruv 19, som verkar pa en arm 20, som vid ena änden är lagrad pa den vridbara ringen 7 och vid den andra änden är förbunden med inställningsringen 16 medelst en förbindelse 21 med slits och bult, möjliggör relativ vridning mellan lnställningsringen 16 och den vridbara ringen 7, varvid medbringarna 17 vrider de fjädrande metallplatarna 11 kring inställningsax- larna 14. I exemplet, som visas i fig. 4, är armen 20 belastad med en fjäder 22, som drager armen mot inställningsskruven 19. Dessutom är armen 20 vid den fria änden försedd med en vikt 23, som mot verkan av fjädern 22 försöker vrida den som en centrifugalregulator snett mot den vridbara ringens 7 radie anordnade armen 20 med en av ringens 7 varvtal beroende kraft i riktning mot ett radiellt läge i förhallande till vridningsaxeln. Skruven 7 säkrar ett utgangsvinkelläge för de fjädrande metallplatarna ll. Egenskaperna hos fjädern 22 och vikten 23 är anpassade till varandra pa sa sätt att det av skruven 19 bestämda vinkelläget hos de fjädrande metallplatarna förändras i beroende av ringens 7 varvtal.

För paverkan av ringens 7 varvtal kan antingen bromsen 10 enligt fig. 1 eller virvelströmbromsen 10 enligt fig. 3 användas. Virvelströmbromsen 10 utmärker sig genom att den är enkel och känslig att reglera. Vid användning av virvelströmbromsen 10 kan särskilt även sadana driftvaria- 457 061 8 tioner kompenseras, vilka vid den kontinuerligt arbetande sockercentrifugen 1 leder till ändringar i strömtillförseln till den i figurerna icke visade driv- motorn för centrifugtrumman 3.

Med den i figurerna visade, enligt uppfinningen utförda kontinuer- ligt arbetande sockercentrifugen 1 kan med driftsäkerhet socker produceras, vars kristaller pâverkas endast i sa liten grad, att dess användning som kvalitetsocker är möjlig. 'll

Claims (10)

-l-'b (Fl \~'.| C) O\ _; PATENTKRAV

1. Kontinuerligt arbetande sockercentrifug med en centrifugtrumma (3), som koniskt vidgar sig uppat, och med ett sockeruppfangningshölje (6), varvid en vid centrifugtrummans vida ände anordnad utkastarfläns (S) är omgiven av sockeruppfangningselement (11), vilka är fästade vid en roterbar ring (7), som är försedd med anordningar för påverkan av dess varvtal, k ä n n e t e c k n a d av att sockeruppfångningselementen är utförda som plana, tunna och elastiskt fjädrande metallplatar (11), och att varje elements vinkel i förhållande till sockerkristallernas flygriktning (12) är inställbar kring en parallellt med centrifugtrummans (3) vridningsaxel löpande inställnings- axel (14).

2. Sockercentrifug enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att den vridbara ringen (7) är försedd med en instäliningsring (16), som koncentriskt och glidande föres på den roterbara ringen, vilken inställningsring är försedd med medbringare (17), vilka pa avstand fran de fjädrande metallplatarnas inställningsaxlar (14) är i ingrepp med de fjädrande metallplatarna (11) eller med de hållare, i vilka de fjädrande metallplåtarna är fästade.

3. Sockercentrifug enligt krav 1 och/eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att en inställníngsanordning (18) är anordnad mellan den roterbara ringen (7) och inställningsringen (16) vilken förmår vrida dessa relativt varandra.

4. Sockercentrifug enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att en för hand manövrerbar inställningsanordning (18), företrädesvis en ställskruv (19) är anordnad.

5. S. Sockercentrifug enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att in- ställningsanordningen (18) är försedd med en eller flera fjädrar (22), vilka är anordnade mellan den roterbara ringen (7) och inställningsringen (16) och vilka verkar i ringarnas perifeririktning.

6. Sockercentrifug enligt nagot eller några av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a d av att på den roterbara ringen (7) är anordnad en centrifugalregulator, vilken via en arm (20) medelst en förbindelse (21) med slits och bult är förbunden med inställningsringen (16).

7. Sockercentrifug enligt något eller några av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a d av att som anordning för påverkan av den roterbara ringens (7) varvtal är anordnad en broms (10).

8. Sockercentrifug enligt nagot eller nagra av de föregaende kraven, 457 (0 k ä n n e t e c k n a d av att bromsens (10) bromskraft är inställbar eller reglerbar.

9. k ä n n e t e c k n a d av att en direkt eller indirekt pa inställningsringen (16) Sockercentrifug enligt något eller nägra av de föregående kraven, verkande broms (10) är anordnad, vars bromskraft är reglerbar i beroende av de fjädrande metallplåtarnas (ll) periferihastighet och/eller beroende av centrifugens (1) genomloppskapacitet.

10. sen (10) är utförd som virvelströmbroms och är försedd med en vinkelrätt pa Sockercentrifug enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d av att brom- den roterbara ringen (7) eller inställningsringen (16) fästad índuktionsring samt fast, t.ex. vid centrifugens (1) höljeslock (9) anordnade índuktionsspolar.