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分离盘与分离器

阅读：789发布：2024-01-31

专利汇可以提供分离盘与分离器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及分离盘(3)以及包括转子 (1)的奶分离器，其中分离盘与其它分离盘(3)一起形成能与转子(1)一起绕旋转轴线(x)旋转的成叠分离盘(3)。分离盘(3)包括截顶的基本圆锥形部分(3a)，以及在圆锥形部分(3a)的最小直径处连接到圆锥形部分(3a)上并从圆锥形部分基本垂直于旋转轴线(x)沿径向向内延伸的环形凸缘元件(3b)，其中凸缘元件(3b)具有与基本圆锥形部分(3a)的径向长度的至少10％相当的径向长度。凸缘元件(3b)的内径边缘设有沿着该边缘的圆周而分布并适配于柱(4)上的突出部(4a)的若干凹部(3d)，柱(4)被连接到转子(1)上并轴向延伸穿过成叠分离盘(3)。凹部(3d)设置成使突出部(4a)填充基本整个凹部(3d)，并且凹部(3d)的径向长度相当于凸缘元件(3b)的径向长度的至少20％，柱突出部(4a)适于在奶分离器操作期间带走乳脂。，下面是分离盘与分离器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种适于安装在包括转子(1)的奶分离器中的分离盘(3)，所述分离盘(3)能与所述转子(1)一起绕旋转轴线(x)旋转并适于与其它分离盘(3)一起形成成叠分离盘(3)，所述成叠分离盘(3)与所述旋转轴线(x)基本同轴地安装在所述转子(1)中，其中，间隔部件(3e，3e’)设置成使所述成叠分离盘(3)中的相邻分离盘相互间保持轴向间隔，使得所述分离盘(3)之间形成窄的流动间隙，以用于在所述奶分离器操作期间用离心力所分离的奶，所述分离盘(3)包括截顶的基本圆锥形部分(3a)，以及在所述圆锥形部分(3a)的最小直径处连接到所述圆锥形部分(3a)上并基本垂直于所述旋转轴线(x)而从所述圆锥形部分(3a)沿径向向内延伸的环形凸缘元件(3b)，其中，所述分离盘(3)设有围绕着所述旋转轴线(x)并适于在所述成叠分离盘(3)中形成流道的孔(3c)，所述流道轴向延伸通过所述成叠分离盘(3)，以引走从奶中分离的乳脂，其中，所述凸缘元件限定了用于所述乳脂的所述流道的轴向通流截面，所述凸缘元件(3b)具有相当于所述基本圆锥形部分(3a)的径向长度的至少10％的径向长度，并且所述凸缘元件(3b)的内径边缘设有沿所述边缘的圆周分布并适配于柱(4)上的突出部(4a)的若干凹部(3d)，所述柱(4)连接到所述转子(1)上并且同轴地延伸通过所述成叠分离盘(3)，使得所述凹部(3d)与所述突出部(4a)为所述分离盘(3)提供了相对于所述柱(4)及所述转子(1)的极引导以及对中，其特征在于，所述凹部(3d)成形为使得所述突出部(4a)填充基本整个所述凹部(3d)，并且所述凹部(3d)的径向长度相当于所述凸缘元件(3b)的径向长度的至少20％，所述柱突出部(4a)适于在所述奶分离器操作期间带走所述乳脂。
2.根据权利要求1所述的分离盘(3)，其特征在于，所述凸缘元件(3b)的径向长度相当于所述圆锥形部分(3a)的径向长度的至少15％。
3.根据权利要求1或2所述的分离盘(3)，其特征在于，所述凸缘元件(3b)的径向长度相当于所述圆锥形部分(3a)的径向长度的20％-50％。
4.根据前述权利要求中的任意一项所述的分离盘(3)，其特征在于，所述凸缘元件(3b)的径向长度相当于所述基本圆锥形部分(3a)的径向长度的大约35％。
5.根据前述权利要求中的任意一项所述的分离盘(3)，其特征在于，所述凸缘元件(3b)适于与所述柱(4)一起限定所述流道的通流截面，从而导致对于通过所述流道的乳脂而产生最小流速。
6.根据前述权利要求中的任意一项所述的分离盘(3)，其特征在于，形成了所述凹部(3d)，使得所述突出部(4a)填充基本整个所述凹部，并且所述凹部(3d)具有大体相当于所述凸缘元件(3b)的径向长度的至少50％的径向长度。
7.根据前述权利要求中的任意一项所述的分离盘(3)，其特征在于，所述凹部(3d)成形为使得所述突出部(4a)填充基本上整个所述凹部，并且所述凹部(3d)具有相当于所述凸缘元件(3b)的基本上整个径向长度的径向长度。
8.根据前述权利要求中的任意一项所述的分离盘(3)，其特征在于，所述凸缘元件(3b)包括点状间隔部件(3e)。
9.根据前述权利要求中的任意一项所述的分离盘(3)，其特征在于，所述凸缘元件(3b)包括沿所述凸缘元件(3b)的径向长度的主要部分而径向地延伸的线型间隔部件(3e’，3e”)。
10.根据前述权利要求中的任意一项所述的分离盘(3)，其特征在于，所述圆锥形部分(3a)具有适于在所述奶分离器操作期间将奶引导并分配到所述成叠分离盘(3)中的相应流动间隙内的分配孔(3f)。
11.根据前述权利要求中的任意一项所述的分离盘(3)，其特征在于，所述圆锥形部分(3a)设有点状间隔部件(3e)。
12.根据前述权利要求中的任意一项所述的分离盘(3)，其特征在于，所述圆锥形部分(3a)设有线型间隔部件(3e’，3e”)。
13.一种带有转子(1)的奶分离器，所述转子(1)能绕旋转轴线(x)旋转，并且适于设有能与所述转子(1)一起旋转的若干成叠分离盘(3)，所述分离盘(3)与所述旋转轴线(x)基本同轴地设置，其特征在于，所述成叠分离盘(3)中的至少主要部分构成根据权利要求
1-12中任意一项所述的分离盘。

说明书全文

分离盘与分离器

[0001] 本发明的背景和技术发展水平

[0002] 本发明涉及分离盘(separation disc)，该分离盘适于安装在具有转子的奶分离器(milk separator)中，并适于与转子一起绕旋转轴线旋转。该分离盘适于与其它分离盘一起形成成叠分离盘，这些分离盘安装在转子中时与旋转轴线基本同轴，其中，间隔部件被设置成保持该成叠分离盘中相邻的分离盘相互间具有轴向间距，使得分离盘之间形成窄的流动间隙(flow gap)，以用于在奶分离器操作期间由离心力所分离的奶。分离盘包括截顶的基本圆锥形部分，以及在该圆锥形部分的最小半径处连接到圆锥形部分上并从这里基本垂直于旋转轴线而径向向内延伸的凸缘元件(flange element)。分离盘设有围绕旋转轴线的孔，并且该孔适于在成叠分离盘中形成流道，该流道轴向延伸通过成叠分离盘，以引走从奶中所分离的乳脂(cream)，其中，凸缘元件为轻相(light phase)的流道限定了轴向通流截面(axial throughflow cross-section)。该凸缘元件具有与该基本圆锥形部分的径向长度(radial extent)的至少10％相当的径向长度，并且凸缘元件的内径边缘设有沿该边缘的圆周分布的若干凹部(recess)。这些凹部适配于柱(column)上的突出部，该柱连接到转子上并轴向延伸通过成叠分离盘，使得凹部和突出部提供了分离盘相对于柱和转子的极引导(polar guidance)以及对中。

[0003] 本发明还涉及带有转子的奶分离器，该转子能绕旋转轴线旋转，并且适于设有若干能与转子一起旋转的成叠分离盘，分离盘与旋转轴线基本同轴地设置，并且成叠分离盘的至少主要部分构成根据上面所述的分离盘。

[0004] 在奶分离期间，尤其是在冷奶(通常在大约2℃到5℃)的分离期间，从奶中所分离的乳脂可在分离器中造成以多个流道阻塞的形式的问题，并且分离盘之间的窄的流动间隙尤其是有问题的。冷乳脂具有相对高的粘度，并通过粘附到分离盘的表面以及在流动间隙中形成积聚物而阻塞流动间隙。冷乳脂还具有非牛顿特性(non-Newtonian characteristics)，使得粘度取决于流速。这意味着冷乳脂具有所谓的液限(liquid limit)，在该液限处，当流速或者作用在乳脂上的剪切应力低于某个值时，乳脂的运动完全停止(乳脂停滞)。为了解决该阻塞问题，在分离前可将冷奶加热(或者至少不冷却)。除了乳脂不倾向于停滞的优点以外，从非冷奶中分离乳脂也是相对更容易的，使得每单位时间可能分离更大量的非冷奶。然而，对奶加热涉及额外的装置并且需要热量。加热奶还可能不利地影响它的味道。

[0005] SE115167描述了具有该介绍中所述类型的分离盘的已知的分离器，其中，分离盘被给予“最佳”形状，而不会承担任何形式为例如分离的轻相停滞的缺点。分离器具有形式为中心管的柱，其连接到转子上。分离盘与其它分离盘一起形成成叠分离盘，该成叠分离盘由中心管上形式为翼形部的突出部而支撑。分离盘设有围绕旋转轴线并适于在成叠分离盘中形成流道的孔，该流道轴向延伸通过成叠分离盘，以引走从液体中所分离的轻相。因此，凸缘元件的内边缘与中心管的外圆周及翼形部一起，限定了用于轻相的轴向流道的轴向通流截面。分离盘内边缘内的轴向流道中的轻相的流速取决于轴向流道的通流截面以及通过分离器的流量(换言之，导致每单位时间流过整个分离器的液体的量)。由于将乳脂从冷奶中分离比从非冷奶中分离所要的时间更长，因此与非冷奶相比，在分离冷奶期间，通常要求相对较小的通过分离器的流。对于用于轻相的相同的通流截面，通过分离器的更小的流会导致通过用于轻相的流道的更低流速。然而，更低的流速会带来增加的使流道中的冷乳脂停滞的风险。可通过减小通流截面，来提高冷乳脂的流速。在已知的分离盘的情形中，通流截面取决于围绕旋转轴线的分离盘的孔的直径与中心管及设置在其上的翼形部的尺寸的组合。因此，已知的分离盘具有缺点，即，通流截面取决于所述的组合。因此，流速的改变仅可在更换整个分组件(中心管同分离盘)时才能实现，这是因为分离盘中的孔的直径以及中心管上的翼形部的尺寸是彼此相关的。

[0006] GB191404028描述了已知的用于冷奶分离的分离器。该分离器转子包括适于能与转子一起旋转的若干成叠分离盘，其中，相邻的分离盘在它们之间形成窄的流动间隙，用于将冷乳脂从所输入的冷奶中分离。分离盘设有孔，该孔围绕旋转轴线并适于在成叠分离盘中形成流道，该流道轴向延伸通过成叠分离盘。每个分离盘设有若干孔，以使分布在围绕旋转轴线的孔附近的半径上的乳脂流过。这些通流孔的目的是为了通过分离盘而使所述阻塞减少，该分离盘与不具有通流孔的分离盘的情形相比，具有相对较小的乳脂可粘附到其上的表面。然而，相对于不具有这样的通流孔的分离盘而言，通流孔也导致分离盘具有降低的强度与刚度(rigidity)。在分离器的操作期间，由旋转所产生的离心力会在分离盘上引起应力。这样的应力不仅可使分离盘变形，还可在分离盘中产生形式为裂纹的疲劳损伤，这通常发生在分离盘中的孔处，例如在所述通流孔处。

发明内容

[0007] 本发明的目的是提出能完全地或部分地消除上述缺点的分离盘和分离器，以用于奶分离。

[0008] 根据本发明，该目的通过引言中所述的分离盘而实现，该分离盘的特征在于，凹部以这样的方式而形成，使得柱突出部填充基本整个凹部，并且凹部具有相当于凸缘元件的径向长度的至少20％的径向长度，柱突出部适于在奶分离器的操作期间引走轻相。

[0009] 柱突出部填充基本整个凹部的主要意义在于，突出部的宽度相当于凹部的宽度，从而提供正确的极引导，并因此防止在转子旋转期间柱与分离盘之间的相对旋转运动或间隙。因此应当使突出部的宽度与凹部的宽度之间的间隙最小，但当然也要足够大以允许分离盘安装在柱上。在这个方面，使突出部的径向长度应与凹部的径向长度相当并不是同等重要的。换言之，它们之间的径向间隙可更大，而不会影响柱对分离盘的极引导。

[0010] 本发明通过仅仅改变分离盘上的围绕旋转轴线的孔的直径，同时保持相同的具有突出部的柱，使得改变或调整通流截面并因此而改变或调整通过轴向流道的流速变得容易。在冷奶分离期间所要求的通过分离器的更小的流通常会导致通过分离器的流速降低，并且具体而言(同时维持相同的通流截面)是用于乳脂的通流道中的流速降低。因此冷的分离的乳脂的流速所冒的风险在于流速过低并引起所述停滞。本发明通过用围绕旋转轴线的具有较小直径的孔的分离盘来替换该分离盘，即通过相对于基本圆锥形表面的径向长度增加凸缘元件的径向长度，并同时增加了凹部的径向长度达环形凸缘表面的径向长度，使得可以提高速率来提供分离的乳脂。因此，在非冷奶的分离与冷奶的分离之间，通过仅仅替换成叠分离盘，就可容易地调整用于轻相的通流截面并因此调整流速。同时，分离盘具有特别有利的构造，该构造会减少涉及冷奶分离的阻塞问题。柱突出部还带走沿着分离盘的水平部分中的凸缘元件向内流动的乳脂，从而导致跨过分离盘的这个部分的更低的压降。附图说明

[0011] 现在通过参考附图以示例的方式描述多个实施例，来更详细地阐述本发明。

[0012] 图1显示了根据本发明的一个实施例的穿过属于分离器的转子的垂直部分。

[0013] 图2显示了与图1中的分离盘一起的柱的图示。

[0014] 图3显示了与图1和图2中的分离盘一起的柱的顶视图。

[0015] 图4显示了根据本发明的第二实施例的分离盘的顶视图。

[0016] 图5显示了根据本发明的第三实施例的与分离盘一起的柱的顶视图。

[0017] 图6显示了根据本发明的第四实施例的分离盘的顶视图。

[0018] 各种实施例的详细描述

[0019] 图1描绘了用于将乳脂从奶中分离的分离器的转子1。转子1设置成能绕旋转轴线x旋转，并且包括分离间隔(separating space)，该分离间隔用于供给至转子1以被分离的奶。为此，分离器设有延伸到分离间隔2中以输入将要被分离的奶的入口(未示出)，以及用于将乳脂与脱脂乳从分离间隔分别地排出的至少两个出口(未示出)。转子的分离间隔2适于设有若干与转子1一起绕旋转轴线x旋转的成叠分离盘3。分离盘3包括截顶的基本圆锥形部分3a，以及在该圆锥形部分的最小直径处连接到该圆锥形部分上并基本垂直于旋转轴线x从该圆锥形部分沿径向向内延伸的凸缘元件3b。在所示的实施例中，凸缘元件3b具有相当于基本圆锥形部分3a的径向长度的大约35％的径向长度。分离盘3设有围绕旋转轴线x并适于在成叠分离盘3中形成流道的孔3c，该流道轴向延伸通过成叠分离盘3，以引走从奶中所分离的乳脂。成叠分离盘3与柱4上的旋转轴线x基本同轴地设置，柱
4被连接到转子上并同轴地延伸通过孔3c，孔3c围绕着成叠分离盘3的旋转轴线x。

[0020] 图2和图3显示了与分离盘3一起的柱4的图示。柱4包括所谓的翼形部4a形式的若干突出部，其从柱4沿径向延伸出来并沿着柱4轴向地延伸，并且分离盘3包括适于翼形部4a的相应的凹部3d(见图4)，使得凹部3d与翼形部4a提供了分离盘3相对于柱4和转子1的极引导以及对中。围绕着旋转轴线x的分离盘的孔3c形成了轴向延伸穿过成叠分离盘3以便引走乳脂的流道，而凸缘元件3b的内边缘与柱的外圆周及翼形部一起，限定了用于乳脂的流道的轴向通流截面。

[0021] 出于简洁起见，图1和图2显示了仅仅三个相互间有大的间隔的分离盘3，但应当注意，实际情况中，分离器通常包括数量多得多的相互间有小得多的间隔的成叠分离盘，即，在它们之间具有窄得多的流动间隙。为此，分离盘3设有适于保持成叠分离盘中的相邻的分离盘相互间具有轴向间隔的间隔部件3e，3e’，使得在奶分离器的操作期间，分离盘3之间形成了窄的流动间隙，其用于将要被离心力所分离的奶。分离盘在圆锥形部分3a上设有孔3f，以使得可在成叠分离盘中将奶输入并分配到分离盘之间的窄的流动间隙中。间隔部件可以是通过例如钎焊(soldering)或焊接而连接到分离盘表面上的点状间隔元件3e或细长分隔元件3e’。在所示的实施例中，分离盘包括点状间隔部件3e与细长间隔部件3e’的组合，其采取连接到分离盘上的圆锥形部分3a的元件的形式。当然，细长间隔部件3e’的长度可以变化。

[0022] 图4显示了根据本发明的第二实施例的单个分离盘的顶视图，其中细长间隔部件3e”比图2和图3中的分离盘上的细长间隔部件3e’略微短一些。应当注意，分离盘上的间隔部件的准确构造与位置可不同。例如可以构思成使细长间隔部件设置成沿分离盘的圆锥形部分相对于分离盘的半径成一角度，和/或使间隔部件以弯曲路径沿圆锥形部分延伸。
间隔部件还可与分离盘成为一个整体，使得分离盘的材料以局部隆凸(elevation)的形式构成间隔物。分离盘3的凸缘部分3b也可包括点状间隔部件3e和/或细长间隔部件3e’，
3e”。如果需要在分离盘之间的流动间隙的这部分中增加液体的带走，细长间隔部件3e’，
3e”可以有利地设置在凸缘部分3b上，导致通过流动间隙的这部分的更低的压降。

[0023] 根据本发明的第三实施例(见图5)，围绕着旋转轴线的分离盘的孔3c’的直径比之前的实施例中的更大。图5中的成叠分离盘布置在与之前的分离盘相同的带翼形部4a的柱4上。因此，相对于之前的实施例，这些分离盘包括略微小一些的凸缘元件3b’和凹部3d’(见图6)，凹部3d’适配于翼形部4a，使得凹部3d’与翼形部4a提供了分离盘相对于柱4及转子1的极引导以及对中。将根据第三实施例的具有相对更大孔3c’的分离盘改成根据之前实施例的具有相对较小孔3c的分离盘(但保持相同的具有翼形部4a的柱4)，会减小用于乳脂的通流截面，从而使得在非冷奶的分离与冷奶的分离之间，可调整乳脂的流速。因此，通过用带有围绕旋转轴线的较小直径的孔3c的分离盘来替换该分离盘，即，通过相对于基本圆锥形的表面3a的径向长度来增加凸缘元件3b的径向长度，并同时增加了凹部3d的径向长度达环形凸缘元件3b的径向长度，就可实现使乳脂的速率增加。例如，如果图5中所示的分离盘的实施例用于非冷奶的分离，则根据图1-图4的分离盘的之前实施例可用于冷奶的分离。在其它方面，分离盘的所有实施例具有特别有利的构造，该构造减少了涉及冷奶分离的阻塞问题。

[0024] 图6显示了根据本发明的第四实施例的单个分离盘的顶视图，其中细长间隔部件3e”比图5中分离盘上的间隔部件3e’略微短一些。

[0025] 本发明不限于所公开的实施例，而是可在所附权利要求的范围内进行变化和修改。

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