CH680836A5

CH680836A5 -

Info

Publication number: CH680836A5
Application number: CH2734/89A
Authority: CH
Inventors: Heinrich Weder
Original assignee: Elatronic Ag
Priority date: 1989-07-21
Filing date: 1989-07-21
Publication date: 1992-11-30
Also published as: RU2038165C1; AU5894690A; US5037372A; AU632346B2; JPH0360751A; BR9003589A; EP0409791B1; EP0409791A1; ATE143833T1; DE59010529D1

Description

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CH 680 836 A5

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Antrieb an einer Dekantierzentrifuge nach dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1.

Dekantierzentrifugen, auch kurz Dekanter genannt, werden für die Trennung grosser Mengen von Gemischen aus Feststoffen und Flüssigkeiten in kontinuierlichem Betrieb seit vielen Jahren verwendet. Als Antriebsmaschine wird in der Regel ein Elektromotor benützt, welche mittels Riemenzug die Trommel antreibt, und die Schnecke, welche kleine Relativdrehzahlen aber dafür hohe Drehmomente verlangt, über ein mitrotierendes mechanisches Getriebe als Drehmomentwandler angetrieben wird, wobei der niedrig-momentige Anschluss des Getriebes am ruhenden System abgestützt wird.

Solche Antriebssysteme haben den Nachteil, starre Antriebsdrehzahlen zu besitzen, was öfter sowohl Betriebssicherheit, Leistungsfähigkeit als auch die trenntechnischen Resultate empfindlich vermindert.

Eine entscheidende Verbesserung bringt die stufenlose Verstellung der Schneckenrelativdrehzahl.

Eine Kategorie solcher Antriebe benützt dazu das mechanische mitrotierende Getriebe, an dessen niedrig-momentigen Anschluss ein positiver oder negativer Schlupf erzeugt wird, dessen Grösse in einen gegebenen Bereich beliebig verstellbar ist.

Eine andere Kategorie solcher Antriebe verzichtet auf das mechanische Getriebe als Drehmomentwandler durch Einsetzen eines mitrotierenden, langsamlaufenden hochmomentigen Hydromotors, dessen Rotor die Schnecke antreibt und dessen Gehäuse mit der Trommel verbunden ist, wobei die Speisung von einer in der Menge verstellbare Pumpenstation über eine Hochdruckdrehdurchführung auf das rotierende System übertragen wird.

Solche Antriebssysteme erlauben eine völlig unabhängige Schneckenrelativdrehzahl von der Hauptantriebsdrehzahl und, falls die Drehdurchführung eine radiale Einführung besitzt, eine koaxiale Anordnung der beiden Antriebsmaschinen erlaubt, wie sie z.B. in der Patentschrift Nr. 4 120 447 aufgeführt ist.

Eine solche Anordnung erlaubt den Verzicht auf Riementriebe, insbesondere wenn die Hauptantriebsmaschine keine unveränderliche Drehzahl hat.

Dieser Verzicht bringt, neben dem Wegfall der direkten und indirekten Kosten der Riementriebe, den wichtigen Wegfall von Lagerquerkräften durch die Riemenzugkraft auf das Maschinenhauptlager, was sich auf die Standzeit und Betriebssicherheit dieser hochbelasteten Elemente vorteilhaft auswirkt.

Eine koaxiale Anordnung, wie sie oben aufgeführt wird, verlangt eine genaue Zentrierung und Fluchtung der Hauptantriebsmaschine, wobei auch ein absolut starrer Aufbau vorausgesetzt wird, welcher auch etliche Kosten verursacht.

Ein solcher Aufbau wird nochmals erschwert, wenn der Maschinenrotor gewisse Freiheitsgrade gegenüber dem stillstehenden System hat, sei es aus vibrationstechnischen Gründen eine radial-ela-stische Lageraufhängung oder noch einen Achs-

winkligkeitsfreiheitsgrad bei pendelnd aufgehängten Vertikalmaschinen.

Hier kann nur noch mittels kostspieliger und platzraubender Kardangelenksysteme eine Verbindung mit der Hauptantriebsmaschine hergestellt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb der genannten Gattung zu schaffen, der die oben genannten Nachteile vermeidet und der trotzdem kostengünstig herstellbar und betrieblich zuverlässig ist.

Beim erfindungsgemässen Antrieb ist die Hauptantriebsmaschine am Maschinenrotor aufgehängt. Da der Hydromotor bei hoher Leistung sehr leicht ist, macht dieser Vibrationen ohne wesentliche Rückwirkungen mit. Auch starke Vibrationen nahe der kritischen Drehzahl werden vom schnellaufenden Hydromotor aufgenommen.

Durch die fliegende Anordnung des schnellaufenden Hydromotors werden somit kaum erfassbare Querkräfte auf das Maschinenlager erzeugt. Wesentlich ist hier das äusserst günstige Leistungsgewicht des hydrostatischen Motors, der eine solche Anordnung erlaubt.

Das nichtrotierende Gehäuse des schnellaufenden Hydromotors ist gemäss einer Weiterbildung der Erfindung symmetrisch und elastisch an stillstehender Masse abgestützt. Die Speiseleitungen für beide Maschinen sind vorzugsweise flexibel ausgebildet.

Weitere vorteilhafte Merkmale ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 bis 4 schematisch vier Ausführungen des erfindungsgemässen Antriebs an einer Dekantierzentrifuge, und

Fig. 5 schematisch einen Axialschnitt durch den erfindungsgemässen Antrieb in der Ausführung gemäss Fig. 2 und 4.

Der Antrieb weist einen hochmomentigen langsamlaufenden Hydromotor I für die Erzeugung einer Differenzdrehzahl zwischen der Schnecke 1 und der Trommel 2 der Dekantierzentrifuge auf. Der Stator 3 des Hydromotors I ist mit der Trommel 2 drehfest verbunden, während der Rotor 20 mit der Schnecke 1 dreht. Über eine an sich bekannte Drehdurchführung D wird der Hydromotor I mit Druckflüssigkeit gespiesen, die über flexible Leitungen 11 zu- und abgeführt wird.

Der Antrieb weist ferner einen schnellaufenden Hydromotor II auf, der die genannte Ausrüstung mit Trommel 2 und Schnecke 1 sowie Hydromotor I antreibt. Der Hydromotor II ist beispielsweise eine an sich bekannte Schrägtrommelmaschine oder Schrägscheibenmaschine und ist über seiner Abtriebwelle 4 fliegend auf der rotierenden Ausrüstung aufgebaut. Über flexible Leitungen 7, die am nichtrotierenden Gehäuse 16 des Hydromotors II angeschlossen sind, wird Druckflüssigkeit zu- und abgeführt. Mit Armen L ist das Drehmoment des Gehäuses 16 an stillstehender Masse 13 abgestützt.

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Das Drehmoment des Gehäuses 16 ist vorzugsweise mit mehreren Armen L symmetrisch und elastisch an der Masse 13 abgestützt. Die elastische AbStützung wird beispielsweise mit einer gummielastischen Abstützung 12 realisiert. Die Arme L besitzen somit keine Tragfunktion, sondern verhindern lediglich eine Rotation des Gehäuses 16. Der vergleichsweise leichte Hydromotor II kann somit Vibrationen der Abtriebwelle 4 mitmachen, er kann sozusagen auf dieser Welle 4 frei «mittanzen ».

Wie aus Fig. 5 ersichtlich, rotiert die Abtriebwelle 4 in einem Lager 10 des Gehäuses 16 und besitzt eine im Gehäuse 16 angeordnete Scheibe 14. Ein Rotor 9 weist mehrere Kolben 8 auf. Die Kraft der Kolben 8 auf die Scheibe 14 ergibt an der Abtriebwelle 4 ein Drehmoment mit dem das Trommelsystem oder die Schneckenwelle 5 direkt angetrieben werden. In den Ausführungen gemäss den Fig. 1 und 3 treibt der Hydromotor II das Trommelsystem direkt an, während nach den Ausführungen gemäss den Fig. 2 und 4 der Hydromotor II die Schneckenwelle 5 direkt antreibt.

Der Hydromotor I kann gemäss den Fig. 1 und 2 ausserhalb einer Hauptlagerstelle B und gemäss den Fig. 3 und 4 innerhalb der Hauptlagerstelle angeordnet sein.

Nach einer hier nicht dargestellten Ausführung sind die Anschlüsse der Drehdurchführung D, welche den Hydromotor speisen, im Gehäuse 16 des Hydromotors II untergebracht. Dadurch wird eine grosse Kompaktheit erreicht, die durch eine Unterbringung der genannten Drehdurchführung im Gehäuse 16 erhöht werden kann.

Aus den obigen Ausführungen ergibt sich somit ein Antrieb, der mit verhältnismässig wenigen, einfachen und robusten Bauteilen realisierbar ist, so dass erfindungsgemäss ein Antrieb geschaffen wurde, welcher insbesondere die nachfolgenden Vorteile aufweist:

- bei kleinerer Schwingungsneigung wird eine grosse Gewichtseinsparung erzielt,

- da der Antrieb im wesentlichen keine Lagerquerkräfte erzeugt, läuft der Rotor ruhiger und können zur besseren Vibrationsisolierung flexible Hauptlagerungen eingebaut werden,

- die Hauptdrehzahl und die Differenzdrehzahl können stufenlos verstellt werden,

- Antriebsverlagerungssysteme, Maschinenrah-menverbreitungen und Konsolen sind entbehrlich,

- Riemenantriebe und die dazugehörigen Riemenschutzvorrichtungen sind ebenfalls entbehrlich,

- bei kleiner Auslastung kann eine sehr kompakte Bauweise erzielt werden.

Claims

Patentansprüche

1. Antrieb an einer Dekantierzentrifuge, mit zwei zueinander koaxialen hydrostatischen Motoren (I, II), der erste als hochmomentiger langsamlaufender Hydromotor (I) für die Erzeugung der Differenzdrehzahl zwischen einer Schnecke (1) und einer Trommel (2), wobei dessen Stator (3) mit der Trommel (2) verbunden ist, dessen Rotor (20) mit der Schnecke (1) dreht und über eine Drehdurchführung (D) mit Druckmedium gespiesen ist, der zweite

Motor (II) als schneilaufender Hydromotor (II) für das Antreiben der Schnecke (1), Trommel (2) und des Hydromotors (I) als gesamte rotierende Ausrüstung (1, 2, I) dadurch gekennzeichnet, dass der schnellaufende Hydromotor (II) über seine Abtriebwelle (4) fliegend auf der rotierenden Ausrüstung (1, 2, I) aufgebaut ist, d.h., dass die Abtriebwelle (4) des schnellaufenden Hydromotors (II) starr an der rotierenden Ausrüstung (1, 2, I) aufgebaut ist und dass das Gehäuse (16) dieses Hydromotors (II) an seiner Abtriebwelle (4) aufgehängt ist, wobei er über ein oder mehrere Arme (L) sein erzeugtes Drehmoment an einer stillstehenden Masse (13) abstützt.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide Motoren (I, II) zusammen ausserhalb der Maschinenhauptlager (B) der Zentrifuge liegen bzw. am Zentrifugentrommelende (15) aufgebaut sind (Fig. 1, 2).

3. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Maschinen (I, II), auf einer Verlängerung (17a) des Stators (3) des ersten Motors (I), das Hauptlager (B) der Zentrifuge liegt.

4. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der schnellaufende Motor (II) die Schneckenwelle (5) der Schnecke (1) antreibt (Fig. 2 und 4).

5. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der schnellaufende Motor (II) den Stator (3) des ersten Motors (I) bzw. die Trommel (2) antreibt (Fig. 1 und 2).

6. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Anschlüsse der Drehdurchführung (D) zur Speisung des ersten Motors (I) im Gehäuse (16) des zweiten Motors (II) untergebracht sind.

7. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (16) des schnellaufenden Hydromotors (II) symmetrisch an stillstehender Masse (13) abgestützt ist.

8. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (16) des schnellaufenden Hydromotors (II) elastisch an stillstehender Masse (13) abgestützt ist.

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