Hydraulische Füllungssteuerung für Zentrifugen Die Erfindung betrifft eine hydraulische Füllungs steuerung für Zentrifugen mit einem die Füllgutschicht regulierenden Fühlhebel und einem mit dem Fühl- hebel verbundenen dreistufigen Steuerkolben.
Es sind bereits Vorrichtungen zum Steuern der Füllung einer Zentrifuge bekannt, bei denen die Steuer einrichtung und das Umsteuergerät zu einer Einheit verbunden sind. Bei dieser Ausführung ist zur Rege lung der Schichtstärke des Schleuderproduktes auf einer in die Zentrifugentrommel ragenden Welle ein Fühlhebel angeordnet. In dem Zylindergehäuse sitzt auf der Fühlhebelwelle ein Drehkolben mit auf dem Umfang diametral versetzten Steuernuten, der durch eine Spannfeder selbsttätig verstellt wird.
Bei einge- schaltetein Ventil erfolgt die Arretierung des durch die Feder gespannten Kolbens über eine axial ver stellbare Schaltmuffe in einer Kupplungssperre. Durch entsprechend an der Fühlhebelwelie angebrachte Druck- und Abhebenocken wird bei gefüllter Zentri- fugentrommel die Arretierung der Schaltmuffe gelöst, so dass der Drehkolben in seine Ausgangsstellung zurückschnellt und das hydraulisch gesteuerte Füll ventil schliesst.
Diese Verrichtung hat den Nachteil, dass beim Abschalten der durch die Feder gespannte zurück schnellende Drehkolben gleichzeitig den Schalthebel zurückwirft. Darüber hinaus besteht die Gefahr des Versagens der Vorrichtung durch die auf den Fühl hebel einwirkenden harten Stösse durch die Berüh rung mit dem Schleuderprodukt beim Füllvorgang, so dass eine Überfüllung der Zentrifugentrommel mit allen damit im Zusammenhang stehenden Schäden erfolgt.
Des weiteren ist eine Vorrichtung bekannt, bei der auf einer drehbaren Steuerwelle einerseits ein Schwim mer, der von der Füllgutschicht gesteuert wird, und andererseits ein elektrischer Kontakt angeordnet eist.
Bei Einleitung des Füllvorganges wird der Kontakt der Füllungssteuerung durch Einschalten des Schwim mers geschlossen, wobei gleichzeitig die Erregung eines Elektromagneten, der über einen Hebel mit einem Umsteuerventii gekoppelt ist, erfolgt. Der Kolben des Umsteuerventdies ist mit im Durchmesser differen zierten Kolbenstufen ausgeführt, zwischen die das Druckmittel von dem Druckerzeuger geleitet wird.
Durch das Druckmittel zwischen den im Durchmesser differenzierten Kolbenstufen wird der Kolben durch den Differenzdruck stets in die Ausgangsstellung be wegt, aus welcher der erregte Magnet die Verstellung und Umsteuerung vornimmt. Ist die Füllung der Trommel beendet, erfolgt durch den Schwimmer das Öffnen des Kontaktes und das Abfallen der Erregung des Magneten. Durch den Differenzdruck der Kol benstufen verstellt sich der Steuerkolben in seine Aus gangsstellung, steuert das Druckmittel zum Füllventil um wodurch selbiges geschlossen wird.
Diese Steuerung hat den Nachteil, dass sie in explosionsgefährdeten Betrieben nur eingesetzt wer den kann, wenn Kontakt und Magnet eine den Vor- schriften entsprechende sehr aufwendige Sicherung besitzt.
Des weiteren erfordert diese Vorrichtung eine sehr sperrige Bauweise und garantiert durch den elek trischen Kontakt, der bei Wasserschlägen in der Trommel zum Flattern und frühzeitigen Beenden des Füllvorganges oder zum laufenden Ein- und Aus schalten des Magneten führt, keine Funktionssicher- heit. Ein weiterer Nachteil ist, dass der Schwimmer nicht von der Füllgutschicht abgehoben werden kann und durch ständiges Schleifen auf derselben, einem hohen Verschleiss unterliegt.
Des weiteren ist diese Vorrichtung ohne wesentliche Veränderung für auto matischen Betrieb nicht einsatzfähig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen stärungsfrejien Schaltvorgang zu gewährleisten und die auf den Fühlhebel einwirkenden. Stösse durch die Berührung mit dem Schleudergut abzufangen.
Erfindungsgemäss wird dies erreicht, indem bei einer hydraulischen Füllungssteuerung für Zentrifu gen, mit einem die Fü'lTgutschicht regulierenden Fühl- hebel und einem mit dem Fühlhebel verbundenen dreistufigen Steuerkolben mit im Durchmesser unter- schiedlichen Kolbenstufen, zwischen welchen eine Lei tung konstanten Druckes angeordnet ist,
die den Steuerkolben stets einseitig beaufschlagt, der Steuer kolben an .seinem aus dem Steuerzylinder herausragen- den Ende einen Hebel trägt, der über ein Verbin- dungsglied mit einer auf der Steuerwelle lagernden Schaltbüchse beweglich verbunden ist.
Zur Begren- zung des Knickpunktes zwischen der Schaltbüchse und dem Verbindungsglied besitzt die Schaltbüchse einen Nocken und der Steuerzylinder einen Anschlag.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer Darstellung veranschau licht.
Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt in ausgeschalteter Stellung; Fig. 2 einen Schnitt durch die Achse der Steuer welle; Fig. 3 einen Schnitt bei eingeschalteter Stellung; Fig. 4 eine Seitenansicht mit Kontrollstellung des Handhebels.
m einem Gehäuse 1 ist eine Steuerwelse 2 mit trommelseitig auf ihr angebrachtem Fühlhebel 10 drehbar gelagert und durch ihren Bund 3 in der Nabe 4 axial unbeweglich -gehalten. Auf dem anderen freien Ende der Steuerwelle 2 :
sitzt drehbar die Schaltbüchse 5, die unter der Spannung einer Drehfeder 6 steht, die einerseits am Gehäuse 1 und andererseits an der Schaltbüchse 5 befestigt ist.
In die Ausnehmungen der Schaltbüchse 5 greifen die Rasten der ebenf fl , s auf der Steuerwelle 2 gelagerten Kupplungsmuffe 7, die durch eine sich an dem Gehäusedeckel 8 abstützen de Druckfeder 9 belastet ist.
Durch eine Öffnung 11 der Kupplungsmuffe 7 ragt ein Kloben 12 mit Schalthebel 13, der in einem Schlitz 14 der Steuerwelle 2 auf einem Bolzen 16 !schwenk bar befestigt .ist und -somit die Kupplungsmuffe 7 mit der Steuerwelle 2 drehfest verbindet,
Dass Spiel des Klobens 12 in der Öffnung 11 der Kupplungsmuffe 7 wird durch eine zwischen dem Kloben 12 und der Steuerwelle 2 angeordnete Druckfeder 15 ausgeglichen. Die Schaltbüchse 5 ist mit einem Verbindungsglied 21 verbunden und besitzt einen Nocken 17, der eine Stell schraube 18 aufnimmt.
Das Verbindungsglied 21 ist mit seinem anderen. Ende an dem auf der Kolben- stange des Steuerkolbens 22 befestigten Hebel 23 verbunden. Der im Gehäuse 1 angeordnete Steuer- zylinder 20, der einen Anschlag 19 besitzt, ist durch die Zylinderdeckel 35 und 36 verschlossen.
Im Steuerzylinder 20 ist der Steuerkolben 22 an geordnet, der aus im Durchmesser grösseren Koolben- stufen 25 und 26 und einer im Durchmesser kleineren Kolbenstufe 24 besteht. Der Steuerkolben 22 ist mit einem Kanal 34 ausgebildet, der bei vo:llautomati- schem Betrieb durch einen Verschluss 38 verschlossen ist.
Der Steuerzylinder 20 ist zur Zu- und Abführung des konstanten Druckmittels mit Bohrungen 27 und 28 und zur wechselweisen Beaufschlagung eines nicht dargestellten Füllventlles mit Bohrungen 31 und 32 versehen.
Zum Anschluss an eine ebenfalls nicht dar gestellte automatische Steuereinrichtung besitzt der Steuerzylinder 20 eine weitere Bohrung 40, die bei halbautomatischem Betrieb durch einen Verschluss 37 abgedeckt ist. Zur Kontrolle der jeweiligen Schalt- stellung trägt die Kupplungsmuffe 7 einen Zeiger 39.
Die Wirkungsweise der Füllungssteuerung ist fol gende: Die Bohrung 27 des Steuerzylinders 20 wird an die Leitung konstanten Rücklaufes und die Bohrung 28 des Steuerzylinders 20 an die Leitung konstanten Druckes angeschlossen und die Füllungssteuerung durch Umlegen des Schalthebels 13 von Stellung A in Stellung B eingeschaltet.
Da sich der Steuerkolben 22 mit seiner grösseren Kolbenstufe 25<I>gegen den</I> zwi- schen der kleineren Kolbenstufe 24 und der grösseren Kolbenstufe 25 bestehenden Differenzdruck abstützt, muss bei Umlegen des Schalthebels 13 von A nach B der Widerstand des nach rechts drückenden Steuer kolbens 22 so weit überwunden werden,
bis die Mittel achse der Steuerwelle 2 mit den Gelenkpunkten der Schaltbüchse 5 und dem Hebel 23 in einer Totpunkt inie 29 liegen. Bei Weiterdrehen des Schalthebels 13 gelangt das Verbindungsglied 21 mit der Schaltbüchse 5 unter die Totpunktlinlie 29, bildet einen Knickpunkt 30, und die Stellschraube 18 des an der Schaltbüchse 5 angeordneten Nockens 17 schlägt an dem Anschlag 19 des Steuerzylinders 20 an.
Über die Bohrungen 28 und 31 wird nun das die Zentrifugentrommel beaufschla- gende nicht dargestellte Füllventil geöffnet und über Bohrung 32 des Steuerzylinders 20 und Kanal 34 des Steuerkolbens 22 das vom Füllventil abfliessende Druckmittel der Bohrüng 27 konstanten Rücklaufes zugeleitet.
Bei dieser halbautomatischen Arbeitswelse ist der Kanal 34 :in der Kolbenstange des Steuerkolbens 22 geöffnet, um einen Druckausgleich zwischen Kol- benstufe 26 des Steuerkolbens 22 und dem Zylinder- deckel 35 zu dem Raum zwischen Kolbenstufe 24 des Steuerkolbens 22 und dem Zylinderdecken 36 herzu- stellen, und die Bohrung 40 des Steuerzylinders 20, die der automatischen Arbeitsweise dient,
durch einen Verschluss 37 abzudecken. Im Verlauf 'der Füllung der Zentrifugentrommel 33 wird der Fühlhebel 10 n ät Steuerwelle 2, die durch den Kloben 12 des Schalt hebels 13 mit der Kupplungsmuffe 7 und der Schalt büchse 5 verbunden ist,
durch die anwachsende Füll- gutschicht in der Zentrnifugentrommel 33 so weit ver stellt, dass der Knickpunkt 30 die Totpunktlin'ie 29 zwischen Steuerwelle 2 und Lagerpunkt des Hebels 23 überschreitet.
Der nun: in seiner Arretierung freige wordene Steuerkolben 22 verstellt sich durch das Ab stützen der grösseren Kalbenstufe 25 gegen den zwi schen der kleineren Kolbenstufe 24 und der grösseren Kolbenstufe 25 bestehenden Differenzdruck in seine rechte Ausgangsstellung, .steuert den Druckfluss zum Füllventil von Bohrung 28 auf Bohrung 32, den Rück- fluss von Bohrung 27 auf Bohrung 31,
schliesst somit das die Schleudertrommel 33 beaufschlagende Füll ventil und hebt zum Schutz vor Verschleiss den Füh@l- hebel 10 vollständig von dem Produkt der Schleuder trommel 33 ab.
Soll dieser gleiche Prozess der Fül lungssteuerung automatisch, d. h. ohne Betätigung des Klobens 12, vorgenommen werden, so ist der Ver schluss 37 der Bohrung 40 des Steuerzylinders 20 zu entfernen, an ihn die Leitung eines Programmsteuer- gerätes anzuschliessen und der Kanal 34 des Steuer kolbens 22 mit einem Verschluss 38 zu versehen.
Die Füllungssteuerung wird jetzt von dem Programm- steuergerät durch Unterdrucksetzung der Kolbenstufe 26 des Steuerkolbens 22 eingeschaltet. Der Steuer kolben 22 bewegt sich soweit nach links, bis die Tot punktlinie 29 erreicht ist. Schaltet das Programm steuergerät weiter, d. h.
dass die Bohrung 40 auf Rück lauf gestellt ist, @so drückt das Gewicht des Fühlhebels 10 und die Kraft der gespannten Feder 6 die Schalt büchse 5 unter die Totpunktlinie 29 in den Knick- piunkt 30 und arretiert den Steuerkolben 22 durch Abstützen des Anschlages 17 der Schaltbüchse 5 an dem Anschrlag 19 des Steuerzylinders 20. Der Ab- scha#ltprozess erfolgt wieder in der schon beschriebenen Weise.
Da die Oberfläche des in der Zentrifugentrom- mel befindlichen Füllgutes oft zu Wellen oder Un- ebenheitsbildungen neigt, kann der Knickpunkt 30 mittels,der Stellschraube 18 an dem Anschlag 17 der Schailtbüchse 5 so verändert werden,
dass nicht beim Auftreffen jedes Wellenschlages auf den Fühlhebel 10 die Abschaltung der Steuereinrichtung erfolgen kann. Die oftmals durch Wellenschläge herbeigeführten Zer störungen des Fühlhebels 10 und der Steuerwelle 2 werden durch das elastische Hydraulikpolster zwi schen den Koalbenstufen 24 und 25 des Steuerkolbens 22 vermieden und eine sichere Arbeitsweise gewähr leistet.
Um im Stillstand oder auch während des Betriebes eine Kontrolle des Beaufschlagungsgrades der Zentrifugentrommel 33 oder eine Veränderung der Schichtstärke des Füllgutes vorzunehmen, wird die Verbindung der durch die Druckfeder 9 belasteten Kupplungsmuffe 7 mit der Schaltbüchse 5 durch Schal ten des Schalthebels 13 mit Kloben 12 von Stellung C in Stellung D gelöst.
Der mit der Steuerwelle 2 über den Kloben 12 verbundene Schalthebel 13 und der Fühlhebel 10 kann nun, ohne die Schaltbüchse 5 zu berühren, zur Kontrolle oder Verstellung benutzt wer den. Durch Zurückbewegung des Schalthebells 13 von Stellung D in C rastet die Kupplungsmuffe 7 in die jeweils durch einen Zeiger 39 angegebene neue Stel lung ein und verbindet wieder die Schaltbüchse 5 mit der Kupplungsmuffe 7 drehfest.