Zentrifuge
Die Erfindung betrifft eine Zentrifuge, welche sich besonders zum Reinigen von Kühlflüssigkeiten von Werkzeugmaschinen eignet.
In Klärapparaten zum Reinigen von Flüssigkeiten von beispielsweise Werkzeugmaschinen baut sich das ausgeschleuderte Material in der Zentrifugierkammer auf, bis das abgesetzte Material eine solche Menge erreicht hat, dass das richtige Funktionieren des Klärapparates behindert wird und die Zentrifuge zur Reinigung angehalten werden muss. Es ist jedoch nicht immer möglich, den richtigen Moment zum Anhalten des Klärapparates zu bestimmen, und selbst wenn dies möglich wäre, bliebe das Problem, was mit der weiterhin zuströmenden Flüssigkeit zu geschehen hat.
Der Zweck der Erfindung besteht daher darin, eine Zentrifuge zu schaffen, welcher vorzugsweise ein Hinweis entnommen werden kann, wann eine übermässige Ansammlung von ausgeschleudertem Material entsteht, und bei welcher insbesondere der Zustrom von Förderflüssigkeit zur Zentrifuge auch dann aufrecht erhalten werden kann, wenn sich in dieser eine übermässige Ablagerung von Material bildet.
Eine solche Zentrifuge ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Bypass mit dem Einlass in Verbindung steht, um eine Flüssigkeitsmenge aus dem Einlass aufzunehmen, welche in dem Masse stetig zunimmt, wie das auszentrifugierte Material zunehmend die Verbindung zwischen dem Einlass und der Hauptzentrifugierkammer unterbindet, und dass ferner ein Fühler für den Flüssigkeitsstrom im Bypass vorhanden ist.
Mit Vorteil weist die Zentrifuge eine Betriebsweise auf, während welcher Material entfernt wird, unter gleichzeitiger Beibehaltung des Zustromes an Flüssigkeit, so dass es in normalem Betrieb nicht notwendig ist, die Zentrifuge abzustellen
Vorzugsweise löst der Fühler den Entladezyklus aus, dies ist jedoch nicht notwendig; zu diesem Zweck könnte auch ein Zeitgerät vorgesehen werden, welches diesen Zyklus zu bestimmten Zeiten auslöst.
Vorteilhafterweise ist eine zweite Zentrifugierkammer in Verbindung mit dem Bypass vorgesehen, die eine ununterbrochene Strömung ermöglicht, wobei die Flüssigkeit noch während des Entleerungsvorganges gereinigt werden kann.
So kann beispielsweise der Bodenwandteil in eine Stellung gebracht werden, in welcher die zweite Kammer im Bypass gebildet wird.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Zentrifuge weist einen ruhenden Teil sowie erste und zweite, voneinander unabhängig drehbare Teile auf. Der ruhende Teil bildet wenigstens einen Teil des Einlasses, die Hauptzentrifugierkammer wird zwischen dem ersten drehbaren Teil und dem ihn umgebenden zweiten drehbaren Teil gebildet, während der Bypass innerhalb des ersten drehbaren Teiles ausgebildet ist.
Der Bodenwandteil ist axial zu dem drehbaren Teil zwischen einer ersten Stellung, in welcher eine Öffnung am Grund des zweiten drehbaren Teiles verschlossen wird, und einer zweiten Stellung bewegbar, in welcher eine Öffnung am Grund des ersten drehbaren Teiles verschlossen, und die Verbindung zwischen dem Einlass und der Hauptzentrifugierkammer unterbrochen wird. Der erste Teil weitet sich gegen den Bodenwandteil aus, und/oder der Bodenwandteil weitet sich gegen den ersten Teil aus, so dass die schon erwähnte zweite Zentrifugierkammer im zweiten Teil gebildet wird. Der Fühler ist im Bypass angeordnet. Irgendeine geeignete Art von Fühler kann verwendet werden; beispielsweise ein Resonanz Ultraschallsystem, dessen Schwingungen durch einen bestimmten Durchfiuss im Bypass unterbrochen wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Zentrifuge ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht, teilweise im Schnitt, einer Zentrifuge und
Fig. 2 einen teilweisen Axialschnitt der Zentrifuge nach Fig. 1, wobei die rechte Hälfte in Fig. 2 die Zentrifuge während des Zentrifugierens und die linke Hälfte während des Entleerens zeigt.
Die dargestellte Zentrifuge weist im wesentlichen einen ruhenden Teil, erste und zweite drehbare Teile und einen axial verschiebbaren und drehbaren Bodenwandteil auf, der mit den beiden drehbaren Teilen verbunden werden kann.
Der ruhende Teil umfasst einen Einlass 1, durch welchen eine Zugstange 2 hindurchführt, die axial verschiebbar ist, beispielsweise durch eine hydraulische Betätigungseinrichtung. Das untere Ende der Zugstange trägt drehbar einen Bodenwandteil 3, der an seinem Umfang mit oberen und unteren ringförmigen Dichtungen 4 und 5 versehen ist. Der Bodenwandteil ist im wesentlichen kegelförmig, und seine Lager 6 werden durch ein Schmiermittel gekühlt und geschmiert, das in Richtung der eingetragenen Pfeile fliesst.
Der Bodenwandteil 3 wird vom Rohr auch über ein Gummilager 7 getragen, das von gereinigter Flüssigkeit unter Druck in einer Leitung 44 geschmiert wird. Die kegelförmige Innenfläche des Bodenwandteiles 3 trägt Schaufeln 8, auf deren oberen Enden sich ein rohrförmiger Teil 9 abstützt. Seine Aussenseite ist mittels Stiften oder Keilen 10 in Eingriff mit der Innenseite eines Rohrteiles 11 des ersten drehbaren Teiles 12 der Zentrifuge. Anstelle der Stifte oder Keile 10 kann dieser Teil 12 auch Stifte 23 aufweisen, die in Öffnungen 24 im Bodenwandteil 3 eingreifen.
Der erste drehbare Teil 12 ist mittels Lagern 13 und 14 am Einlass 1 montiert und wird von einer motorgetriebenen Welle 20 stetig über einen Riementrieb 21 angetrieben. Der untere Abschnitt des Teiles 12 bildet einen ringförmigen Bypass 15 um den Einlass 1, der an seinem unteren Ende offen ist und an seinem oberen Ende sich gegen einen ringförmigen Auslass 16 öffnet, welcher Laufschaufeln 17 aufweist. Das untere Ende des drehbaren Teiles 12 weist einen Kegelstumpfabschnitt 18 mit einem an dessen Umfang angeordneten Ring 19 auf, der sich gegen die Dichtung 4 anlegt, wie links in der Fig. 2 dargestellt. Auf diese Weise bildet der Kegelstumpfabschnitt 18 zusammen mit dem Bodenwandteil 3 eine Zentrifugierkammer 22, die mit dem Einlass 1 verbunden ist. Die beim Zentrifugieren auftretende Trennung der Bestandteile voneinander wird durch eine oder mehrere konische Scheiben 45 unterstützt.
Zur Überwachung der Strömung im Bypass 15 ist ein Resonanz-Ultraschallfühler vorgesehen. Dieser Fühler ist ein Ultraschall-Resonator mit zwei Rohren, die durch den Einlass 1 hindurch in den Bypass 15 führen, wo sich ihre Enden einander gegenüberliegen. Eines dieser Rohre ist in Fig. 1 sichtbar und mit 25 bezeichnet. Wenn eine merkliche Strömung im Bypass 15 vorhanden ist, sind die normalerweise zwischen den offenen Enden vorhandenen Ultraschallschwingungen unterbrochen; sie verschwinden dadurch, und der Fühler gibt ein Signal ab.
Der zweite drehbare Teil 26 ist auf dem ersten mittels Lagern 27 und 28 gelagert. Der untere Abschnitt des Teiles 26 bildet eine Zentrifugen- oder Auffangschüssel. Die Schüssel weist an ihrem unteren Ende eine Öffnung 30 auf, einen ringförmigen Auslass 31 zu einem Flüssigkeitssammler an seinem oberen Ende, wobei dieser Auslass Diffusionsschaufeln 32 enthält, und eine oder mehrere schraubenförmig gewundene Rippen 33 an ihrer Innenwand. Die Schüssel 29 bildet eine Hauptzentrifugierkammer 34 mit dem ersten drehbaren Teil 12, wobei diese Kammer Schaufeln 35 enthält, die an diesem Teil 12 angebracht sind.
Der zweite drehbare Teil 26 wird von der motorgetriebenen Welle 20 über eine steuerbare, beispielsweise elektromagnetische, Kupplung 36 und einen Riementrieb 37 angetrieben. Er trägt auch eine Bremsscheibe 38 mit einer Bremse 39. Eine Bremswirkung kann auch im Antrieb selber hervorgerufen werden, beispielsweise durch eine elektromagnetische Bremskupplung 43.
Die Bremse 39 und die Kupplung 36 oder Bremskupplung 43 sind in ihrer Funktion durch den Ultraschallfühler gesteuert.
Im normalen Betrieb befindet sich die Zentrifuge im Zustand, wie sie auf der rechten Seite der Fig. 2 dargestellt ist, wobei die Teile 12 und 26 miteinander bei gleicher Drehzahl rotieren, und wobei der Bodenwandteil 3 die Öffnung 30 der Schussel 29 verschliesst. Verschmutzte Flüssigkeit, beispielsweise von einer Werkzeugmaschine, fliesst durch den Einlass 1 ein und strömt von dort in einer Wirbelströmung im Bodenwandteil 3 in die Hauptzentrifugierkammer 34, wo die Schmutzpartikel gegen die innere Wand der Schüssel 29 zentrifugiert werden und eine Schmutzschicht 40 aufbauen, während die gereinigte Flüssigkeit durch den Auslass 31 wegfliesst. Durch die Zunahme der Schmutzschicht 40 wird schliesslich ein Einlass 41 zur Kammer 34 verschlossen, wodurch ein Teil der Flüssigkeit durch den Bypass 15 hindurchfliesst und so die Kammer 34 umgeht.
Diese Bypassflüssigkeit löst im Ultraschallfühler ein Signal aus.
Dieses Signal erregt ein Relais, wodurch eine rasche Entleeroperation eingeleitet wird. Der erste Schritt dieser Operation besteht darin, die Zugstange 2 anzuheben und mit ihr den Bodenwandteil 3, bis dessen Dichtung 4 den Umfangsring 19 berührt und damit die Kammer 34 verschliesst. Das Zentrifugieren setzt sich in der Kammer 22 fort, wobei die gereinigte Flüssigkeit aus dem Auslass 16 zum Auslass 31 fliesst und Überschussflüssigkeit aus der Kammer 34 mitreisst.
Das Gleichgewicht wird ddrch die Diffusionsschaufeln 32 noch erhöht. In einem zweiten Schritt wird die Kupplung 36 betätigt, um den Antrieb des zweiten rotierenden Teiles 26 aufzuheben, und schliesslich wird die Bremse angelegt, um die Schüsseln 29 anzuhalten, wodurch die Schmutzschicht 40 nach unten durch die nun nicht mehr verschlossene Öffnung 30 ausgeworfen wird. Dieses Auswerfen wird durch die schraubenförmig gewundenen Rippen 33 noch verstärkt.
centrifuge
The invention relates to a centrifuge which is particularly suitable for cleaning cooling liquids from machine tools.
In clarifiers for cleaning liquids from machine tools, for example, the centrifuged material builds up in the centrifugation chamber until the deposited material has reached such a level that the correct functioning of the clarifier is hindered and the centrifuge has to be stopped for cleaning. However, it is not always possible to determine the right moment to stop the clarifier, and even if this were possible, the problem of what to do with the liquid that continues to flow would remain.
The purpose of the invention is therefore to create a centrifuge from which information can preferably be taken as to when an excessive accumulation of centrifuged material occurs, and in which, in particular, the flow of conveying liquid to the centrifuge can be maintained even if there is a this forms an excessive deposit of material.
Such a centrifuge is characterized in that a bypass is connected to the inlet in order to take up an amount of liquid from the inlet, which increases steadily as the centrifuged material increasingly prevents the connection between the inlet and the main centrifugation chamber, and that furthermore There is a sensor for the liquid flow in the bypass.
The centrifuge advantageously has a mode of operation during which material is removed while at the same time the inflow of liquid is maintained, so that it is not necessary to shut down the centrifuge in normal operation
Preferably the sensor initiates the discharge cycle, but this is not necessary; For this purpose, a timer could also be provided which triggers this cycle at certain times.
A second centrifugation chamber is advantageously provided in connection with the bypass, which enables an uninterrupted flow, with the liquid being able to be cleaned during the emptying process.
For example, the bottom wall part can be brought into a position in which the second chamber is formed in the bypass.
A preferred embodiment of the centrifuge has a stationary part and first and second parts that can rotate independently of one another. The stationary part forms at least part of the inlet, the main centrifugation chamber is formed between the first rotatable part and the second rotatable part surrounding it, while the bypass is formed within the first rotatable part.
The bottom wall part is axially movable to the rotatable part between a first position in which an opening at the base of the second rotatable part is closed and a second position in which an opening at the base of the first rotatable part is closed and the connection between the inlet and the main centrifugation chamber is interrupted. The first part expands against the bottom wall part and / or the bottom wall part expands against the first part so that the already mentioned second centrifugation chamber is formed in the second part. The sensor is arranged in the bypass. Any suitable type of probe can be used; For example, a resonance ultrasound system whose vibrations are interrupted by a certain flow in the bypass.
An embodiment of the centrifuge is shown in the drawings. Show it:
Fig. 1 is a view, partly in section, of a centrifuge and
FIG. 2 shows a partial axial section of the centrifuge according to FIG. 1, the right half in FIG. 2 showing the centrifuge during centrifugation and the left half during emptying.
The centrifuge shown essentially has a stationary part, first and second rotatable parts and an axially displaceable and rotatable bottom wall part which can be connected to the two rotatable parts.
The resting part comprises an inlet 1, through which a pull rod 2 passes, which is axially displaceable, for example by a hydraulic actuating device. The lower end of the tie rod rotatably supports a bottom wall part 3 which is provided with upper and lower annular seals 4 and 5 on its periphery. The bottom wall part is essentially conical, and its bearings 6 are cooled and lubricated by a lubricant which flows in the direction of the arrows entered.
The bottom wall part 3 is also supported by the pipe via a rubber bearing 7 which is lubricated by purified liquid under pressure in a line 44. The conical inner surface of the bottom wall part 3 carries blades 8, on the upper ends of which a tubular part 9 is supported. Its outside is in engagement with the inside of a tubular part 11 of the first rotatable part 12 of the centrifuge by means of pins or wedges 10. Instead of the pins or wedges 10, this part 12 can also have pins 23 which engage in openings 24 in the bottom wall part 3.
The first rotatable part 12 is mounted on the inlet 1 by means of bearings 13 and 14 and is continuously driven by a motor-driven shaft 20 via a belt drive 21. The lower section of the part 12 forms an annular bypass 15 around the inlet 1, which is open at its lower end and at its upper end opens towards an annular outlet 16 which has rotor blades 17. The lower end of the rotatable part 12 has a truncated cone section 18 with a ring 19 arranged on its circumference, which rests against the seal 4, as shown on the left in FIG. In this way, the truncated cone section 18 together with the bottom wall part 3 forms a centrifugation chamber 22 which is connected to the inlet 1. The separation of the constituents from one another during centrifugation is supported by one or more conical disks 45.
A resonance ultrasonic sensor is provided to monitor the flow in the bypass 15. This sensor is an ultrasonic resonator with two tubes which lead through the inlet 1 into the bypass 15, where their ends are opposite one another. One of these tubes can be seen in FIG. 1 and is designated 25. If there is a noticeable flow in the bypass 15, the ultrasonic vibrations normally present between the open ends are interrupted; they disappear and the sensor emits a signal.
The second rotatable part 26 is supported on the first by means of bearings 27 and 28. The lower portion of part 26 forms a centrifuge or catch bowl. The bowl has an opening 30 at its lower end, an annular outlet 31 to a liquid receiver at its upper end, this outlet including diffusion vanes 32, and one or more helically wound ribs 33 on its inner wall. The bowl 29 forms a main centrifugation chamber 34 with the first rotatable part 12, this chamber containing blades 35 attached to this part 12.
The second rotatable part 26 is driven by the motor-driven shaft 20 via a controllable, for example electromagnetic, coupling 36 and a belt drive 37. It also carries a brake disk 38 with a brake 39. A braking effect can also be produced in the drive itself, for example by an electromagnetic brake clutch 43.
The brake 39 and the clutch 36 or brake clutch 43 are controlled in their function by the ultrasonic sensor.
In normal operation, the centrifuge is in the state shown on the right-hand side of FIG. 2, with parts 12 and 26 rotating with one another at the same speed, and with bottom wall part 3 closing opening 30 of bowl 29. Dirty liquid, for example from a machine tool, flows in through the inlet 1 and flows from there in a vortex flow in the bottom wall part 3 into the main centrifugation chamber 34, where the dirt particles are centrifuged against the inner wall of the bowl 29 and build up a layer of dirt 40 while the cleaned one Liquid flows away through the outlet 31. As a result of the increase in the dirt layer 40, an inlet 41 to the chamber 34 is finally closed, as a result of which part of the liquid flows through the bypass 15 and thus bypasses the chamber 34.
This bypass liquid triggers a signal in the ultrasonic sensor.
This signal energizes a relay which initiates a rapid drain operation. The first step of this operation consists in lifting the pull rod 2 and with it the bottom wall part 3 until its seal 4 touches the circumferential ring 19 and thus closes the chamber 34. The centrifugation continues in the chamber 22, the purified liquid flowing from the outlet 16 to the outlet 31 and excess liquid being entrained from the chamber 34.
The equilibrium is increased by the diffusion blades 32. In a second step, the clutch 36 is actuated to cancel the drive of the second rotating part 26, and finally the brake is applied to stop the bowls 29, whereby the dirt layer 40 is ejected downwards through the opening 30 which is no longer closed. This ejection is enhanced by the helically wound ribs 33.