DD293969A5

DD293969A5 - DEVICE FOR REGULATING THE DIFFERENTIAL SPEED BETWEEN THE CENTRIFUGAL DRUM AND THE FOUNDER NERVE OF A FULL-HEAD CENTRIFUGE CENTRIFUGE

Info

Publication number: DD293969A5
Application number: DD34013890A
Authority: DD
Inventors: Horst Bach; Wolf-Dieter Kopf; Dirk-Michael Kundlatsch; Carsten Vollrath
Original assignee: Maschinenfabrik Sangerhausen Gmbh,De
Priority date: 1990-04-26
Filing date: 1990-04-26
Publication date: 1991-09-19

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung der Differenzdrehzahl zwischen der Zentrifugentrommel und der Foerderschnecke einer Vollmantelschneckenzentrifuge und ist vorzugsweise zur Trennung von Suspensionen mit schwankendem Feststoffgehalt geeignet. Ziel der Erfindung ist es, bei Vollmantelschneckenzentrifugen einen kontinuierlichen Betriebszustand zu gewaehrleisten, sie unter den notwendigen Erfordernissen auszulasten, die erforderlichen groszen Sicherheitsbereiche im Drehmoment bzw. Volumendurchsatz wegfallen zu lassen, wobei die Differenzdrehzahl der Belastung in vorgegebener, waehlbarer Weise angepaszt ist. Nach Figur 1 wird die Aufgabe dadurch geloest, dasz der Induktionsbremse (9) eine Kraftmeszdose * den Initiatoren (7; 8), der Induktionsbremse (9) und der Kraftmeszdose (10) eine Regeleinrichtung (12) zugeordnet ist, indem die Induktionsbremse (9) mit der Kraftmeszdose * die Initiatoren (7; 8) und die Kraftmeszdose (10) mit der Regeleinrichtung (12) und die Regeleinrichtung (12) mit der Induktionsbremse (9) in Wirkverbindung stehen. Fig. 1{Vollmantelschneckenzentrifuge; Zentrifugentrommel; Foerderschnecke; Differenzdrehzahl; Differenzdrehzahlregelung; Sonnenrad; Drehmoment; Volumendurchsatz; Lastregelung; Schneckenzentrifuge}The invention relates to a device for controlling the differential rotational speed between the centrifuge drum and the conveyor screw of a solid bowl screw centrifuge and is preferably suitable for the separation of suspensions with varying solids content. The aim of the invention is to ensure a continuous operating state in solid bowl worm centrifuges, to make them load under the necessary requirements, to omit the required large safety areas in torque or volumetric flow, the differential speed of the load in a predetermined, variably adapted. According to FIG. 1, the object is achieved by assigning to the induction brake (9) a power socket * the initiators (7; 8), the induction brake (9) and the power socket (10) a control device (12) in which the induction brake (9 ) with the power socket * the initiators (7; 8) and the power socket (10) with the control device (12) and the control device (12) with the induction brake (9) are in operative connection. Fig. 1 {solid shell screw centrifuge; Centrifuge drum; Auger; Differential speed; Differential speed control; sun gear; torque; Volume throughput; Load control; Screw centrifuge}

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung der Differenzdrehzahl zwischen der Zentrifugentrommel und der Förderschnecke einer Vollmantelschneckenzentrifuge.The invention relates to a device for controlling the differential speed between the centrifuge drum and the screw conveyor of a solid bowl screw centrifuge.

Die Regelung der Differenzdrehzahl ist besonders für Vollmantelschneckenzentrifugen zur Trennung von Suspensionen mit schwankendem Feststoffgehalt geeignet.The regulation of the differential speed is particularly suitable for solid bowl centrifuges for the separation of suspensions with varying solids content.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Nach DE-OS 2551789 ist eine Vollmantelschneckenzentrifuge bekannt, bei der der Antrieb der Zentrifugentrommel und der Förderschnecke über Druckleitungen mit drei Pumpaggregaten verbunden sind, die von einem Antriebsmotor angetrieben werden. Die Regelung der Differenzdrehzahl zwischen der Zentrifugentrommel und der Förderschnecke erfolgt hierbei in Abhängigkeit des Drehmomentes der Förderschnecke und/oder der Zentrifugentrommel durch Veränderung der Druckflüssigkeitsmengen mit Hilfe von Steuerventilen. Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß zur Differenzdrehzahlregelung ein hoher Aufwand an Pumpaggregaten, Druckleitungen und dergleichen notwendig ist. Da die drei Pumpen ständig in Betrieb sein müssen, tritt weiterhin ein hoher Energieverlust ein.According to DE-OS 2551789 a Vollmantelschneckenzentrifuge is known in which the drive of the centrifuge drum and the screw conveyor are connected via pressure lines with three pump units, which are driven by a drive motor. The regulation of the differential speed between the centrifuge drum and the screw conveyor takes place in dependence on the torque of the screw conveyor and / or the centrifuge drum by changing the pressure fluid quantities by means of control valves. The disadvantage of this solution is that the differential speed control, a high cost of pumping units, pressure lines and the like is necessary. Since the three pumps must be constantly in operation, continues to occur a high energy loss.

Weiterhin ist eine Lösung nach EP 0189164 bekannt, bei der bei steigendem Drehmoment der Förderschnecke über Steuerventile, die dem Hydraulikmotor der Förderschneckezugeführte Druckflüssigkeitsmenge um ein Maß erhöht wird, um das die dem Hydraulikmotor der Zentrifugentrommel zugeführte Druckflüssigkeitsmenge verringert wird und umgekehrt. Auch diese Lösung ist mit dem Nachteil behaftet, daß für die Regelung der Differenzdrehzahl zwischen der Zentrifugentrommel und der Förderschnecke ein hoher Aufwand an Hydraulikaggregaien notwendig ist und daß den schlechten Wirkungsgrad von Hydraulikaggregaten ein hoher Energieaufwand eintritt.Furthermore, a solution according to EP 0189164 is known, in which with increasing torque of the screw conveyor via control valves, the hydraulic motor of the screw conveyor pressure fluid quantity is increased by a degree by which the hydraulic motor of the centrifuge drum supplied pressure fluid quantity is reduced, and vice versa. Also, this solution has the disadvantage that a high cost of Hydraulikaggregaien is necessary for the regulation of the differential speed between the centrifuge drum and the screw conveyor and that the poor efficiency of hydraulic units enters a high energy consumption.

In der DE-OS 3005658 werden die Drehzahl der Zentrifugentrommel und der Förderschnecke sowie die Differenzdrehzahl von einem Rechner errechnet, von dem aus ein Regeleingriff auf die Drehzahl der Förderschnecke erfolgt. Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß für jedes zu schleudernde Produkt eine Kennlinie für den Rechner erarbeitet werden muß, um einen Regeleingriff auf die Schneckendrehzahl zur Korrektur der Differenzdrehzahl einzuleiten.In DE-OS 3005658, the rotational speed of the centrifuge drum and the screw conveyor and the differential speed are calculated by a computer, from which a control intervention takes place on the speed of the screw conveyor. The disadvantage of this solution is that for each product to be hurled a characteristic curve for the computer must be worked out to initiate a control intervention on the screw speed to correct the differential speed.

Nach US 3.494542 sind ein Zentrifugierverfahren und eine Vorrichtung bekannt, nach dem periodisch das Feststoff-Flüssigkeits-Gemisch getrennt wird, indem über Zeitglieder die Zentrifuge beschickt wird, wobei am Anfang Gleichlauf von Trommel und Schnecke vorliegt. Durch Zuschalten einer Wirbelstrombremse für den Austrag des abgesetzten Feststoffes wird eine Differenzdrehzahl zwischen Trommel und Schnecke erzeugt. Diese Betriebsweise, die im wesentlichen auf getrennten Zuführ- und Förderperioden beruht, wird in rascher Folge wiederholt, wodurch ein halbkontinuierlicher Fluß der getrennten Phasen erfolgt. Das Bremsdrehmoment am Rotor hängt direkt vom Spulenstrom und von der Rotorgeschwindigkeit ab, so daß durch das Anlegen eines Stromes an die Spule das Bremsdrehmoment variiert werden kann.According to US Pat. No. 3,449,442 a centrifuging method and a device are known, after which the solid-liquid mixture is periodically separated by feeding the centrifuge via timers, with synchronization of drum and screw being present at the beginning. By adding an eddy current brake for the discharge of settled solid a differential speed between the drum and screw is generated. This mode of operation, which is essentially based on separate feed and delivery periods, is repeated in rapid succession, thereby providing a semi-continuous flow of the separated phases. The braking torque on the rotor depends directly on the coil current and the rotor speed, so that by applying a current to the coil, the braking torque can be varied.

Der Nachteil dieser Lösung ist, daß keine kontinuierliche Fahrweise vorliegt, dadurch niedrige Durchsatzleistung. Weiterhin ist ein zu hoher schaltungstechnischer Aufwand erforderlich.The disadvantage of this solution is that there is no continuous driving, thus low throughput. Furthermore, too high circuit complexity is required.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Regelung der Differenzdrehzahl zwischen der Zentrifugentrommel und der Förderschnecke einer Vollmantelschneckenzentrifuge, die mit einem am Getriebe angeordneten Sonnenrad, das eine Induktionsbremse antreibt, versehen ist, wobei Initiatoren dem Getriebe und dem Sonnenrad zugeordnet sind, zu entwickeln, die die im Stand der Technik bekannten Nachteile beseitigt und einen kontinuierlichen Betriebszustand gewährleistet und/oder hinsichtlich ihrer Arbeitsleistung unter den notwendigen Erfordernissen ausgelastet ist.The object of the invention is to develop a device for controlling the differential speed between the centrifuge drum and the screw conveyor of a solid bowl centrifuge provided with a sun gear on the gearbox driving an induction brake, associated with the gear and the sun gear which eliminates the disadvantages known in the prior art and ensures a continuous operating state and / or is utilized in terms of their work under the necessary requirements.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Regelung der Differenzdrehzahl zwischen der Zentrifugentrommel und der Förderschnecke einer Vollmantelschneckenzentrifuge zu entwickeln, ohne daß die bisher dazu erforderlichen Sicherheitsbereiche im Drehmoment bzw. Volumendurchsatz vorgegeben werden müssen, wobei die Differenzdrehzahl der Belastung in vorgegebener, wählbarer Weise angepaßt ist.The invention has for its object to develop a device for controlling the differential speed between the centrifuge drum and the screw conveyor of a solid bowl centrifuge, without the previously required security ranges in torque or volume flow rate must be specified, the differential speed of the load in a predetermined, selectable manner is adapted.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Induktionsbremse eine Kraftmeßdose, den Initiatoren, der Induktionsbremse und der Kraftmeßdose eine Regeleinrichtung zugeordnet ist, indem die Induktionsbremse mit der Kraftmeßdose, die Initiatoren und die Kraftmeßdose mit der Regeleinrichtung und die Regeleinrichtung mit der Induktionsbremse in Wirkverbindung steht.According to the invention the object is achieved in that the induction brake is a load cell, the initiators, the induction brake and the load cell is associated with a control device by the induction brake with the load cell, the initiators and the load cell with the control device and the control device is in operative connection with the induction brake ,

Die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch charakterisiert, daß vom Getriebe und vom Sonnenrad drehzahlproportionale Impulse mittels Initiatoren gewonnen werden, die anschließend über ein Integrationsglied integriert werden. Die dadurch erhaltenen Spannungen werden in einem Rechenglied so verarbeitet, daß nach diesen eina Spannung zur Verfügung steht, die der Differenzdrehzahl dor Zentrifugentrommel/Förderschnecke analog ist. Diese analoge Spannung wird als Ist-Wert einer Regeleinrichtung zugeführt, die mittels Soll-Ist-Vergleich ein Stellglied beaufschlagt und somit der Induktionsbremse stufenlos eine Spannung zuführen kann. Eine zunehmende Spannung an der Induktionsbremse bewirkt eine Zunahme der Differenzdrehzahl. Die Induktionsbremse ist so gelagert, daß über die Kraftmeßdose die Belastung (Leistungsdurch.tatz) der Vollmantelschneckenzentrifuge kontinuierlich festgestellt werden kann, über eine Umschaltvorrichtung ist es möglich, nachdem die Vollmantelschneckenzentrifuge von Hand angefahren wurde, den Soll-Wert „Hand" durch den Soll-Wert „Kraftmeßdose" auf der Regeleinrichtung zur Wirkung zu bringan. Die Größe und Richtung der Wirkung der Kraftmeßdose sind manuell beeinflußbar. Damit wird eine vom Durchsatz der Vollmantelschneckenzentrifuge abhängige Lastregelung erreicht, die eine maximale Auslastung gewährleistet. Der Vorteil dieser Lösung besteht dann, daß die im Stand der Technik bekannten Nachteile beseitigt und einen kontinuierlichen Betriebszustand gewährleistet und/oder hinsichtlich ihrer Arbeitsleistung unter den notwendigen Erfordernissen ausgelastet ist, ohne daß die bisher dazu erforderlichen großen Sicherheitsbereiche im Drehmoment bzw. Volumendurchsatz vorgegeben werden müssen, wobei die Differenzdrehzahl der Belastung in vorgegebener, wählbarer Weise angepaßt ist.The function of the device according to the invention is characterized in that the transmission and the sun gear speed proportional pulses are obtained by means of initiators, which are then integrated via an integrator. The voltages thus obtained are processed in a computing element so that after these eina voltage is available, which is analogous to the differential speed dor centrifuge drum / screw conveyor. This analog voltage is supplied as the actual value of a control device, which acts on an actuator by means of nominal-actual comparison and thus the induction brake can continuously supply a voltage. An increasing voltage across the induction brake causes an increase in the differential speed. The induction brake is mounted so that the load (Leistungsdurch.tatz) of the solid bowl screw centrifuge can be continuously determined via the load cell, via a switching device, it is possible, after the solid bowl worm centrifuge was approached by hand, the set value "hand" by the target Value "load cell" on the control device to effectan. The size and direction of the action of the load cell can be influenced manually. This achieves a load control which is dependent on the throughput of the solid bowl centrifuge and ensures maximum utilization. The advantage of this solution is that the disadvantages known in the prior art are eliminated and ensures a continuous operating condition and / or is utilized in terms of their work under the necessary requirements, without the previously required large safety areas in torque or volume throughput must be specified , wherein the differential speed of the load in a predetermined, selectable manner is adjusted.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird anhand beiliegender Zeichnung mit Figur 1 „Darstellung der Vorrichtung zur Regelung der Differenzdrehzahl zwischen Zentrifugentrommel und der Förderschnecke einer Vollmantelschneckenzentrifuge" erläutert. Das in Figur 1 gezeigte Ausführungsbeispiel stellt eine Vorrichtung zur Regelung der Differenzdrehzahl zwischen der Zentrifugentrommel und der Förderschnecke einer Vollmantelschneckenzentrifuge dar.The invention will be explained with reference to the attached drawing with Figure 1 "Illustration of the device for controlling the differential speed between the centrifuge drum and the screw conveyor of a solid bowl screw centrifuge." The embodiment shown in Figure 1 represents a device for controlling the differential speed between the centrifuge drum and the screw conveyor of a solid bowl screw centrifuge.

Die Vollmantelschneckenzentrifuge 1 besteht aus der Zentrifugentrommel 2 und der Förderschnecke 3, ihr ist ein Motor 4 und ein Getriebe 5 mit dem Sonnenrad 6 zugehörig, wobei dem Sonnenrad 6 der Initiator 7, dem Getriebe 5 der Initiator 8 sowie der Induktionsbremse 9 eine Kraftmeßdose 10 und ein Verstärker 11 der Induktionsbremse 9 und der Kraftmeßdose 10 und ein Verstärkern eine Regeleinrichtung 12, die Initiatoren 7; 8 mit einem Integrationsglied 13, Rechenglied 14, der Regeleinrichtung 12, der Regeleinrichtung 12 die Umschaltvorrichtung 16 und das Stellglied 15 zugeordnet ist, indem die Induktionsbremse 9 mit der Kraftmeßdose 10 und die Initiatoren 7; 8 und die Kraftmeßdose 10 mit der Induktionsbremse 9 in Wirkverbindung steht.The solid bowl screw centrifuge 1 consists of the centrifuge drum 2 and the screw conveyor 3, it is a motor 4 and a gear 5 associated with the sun gear 6, wherein the sun gear 6, the initiator 7, the gear 5, the initiator 8 and the induction brake 9, a load cell 10 and an amplifier 11 of the induction brake 9 and the load cell 10 and an amplifier control device 12, the initiators 7; 8 with an integrator 13, computing element 14, the control device 12, the control device 12, the switching device 16 and the actuator 15 is assigned by the induction brake 9 with the load cell 10 and the initiators 7; 8 and the load cell 10 is in operative connection with the induction brake 9.

Die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch charakterisiert, daß von Getriebe 5 und vom Sonnenrad 6 drehzahlproportionale Impulse mittels Initiatoren 7; 8 gewonnen werden, die anschließend über ein Integrationsglied 13 integriert werden. Die dadurch erhaltenen Spannungen werden in einem Rechenglied 14 so verarbeitet, daß nach diesen eine Spannung zur Verfügung steht, die der Differenzdrehzahl der Zentrifugentrommel 2/Förderschnecke 3 analog ist. Diese analoge Spannung wird als Ist-Wert einer Regeleinrichtung 12 zugeführt, die mittels Soll-Ist-Wert-Vergleichs ein Stellglied 15 beaufschlagt und somit der Induktionsbremse 9 stufenlos eine Spannung zuführen kann.The function of the device according to the invention is characterized in that of transmission 5 and the sun gear 6 speed-proportional pulses by means of initiators 7; 8 are obtained, which are then integrated via an integrator 13. The voltages thus obtained are processed in a computing element 14 so that after these a voltage is available, which is the differential speed of the centrifuge drum 2 / screw conveyor 3 analog. This analog voltage is supplied as an actual value to a control device 12, which acts on the setpoint-actual-value comparison of an actuator 15 and thus the induction brake 9 can continuously supply a voltage.

Eine zunehmende Spannung an der Induktionsbremse 9 bewirkt eine Zunahme der Differenzdrehzahl. Die Induktionsbremse 9 ist so gelagert, daß über die Kraftmeßdose 10 mit nachfolgendem Verstärker 11 die Belastung (Leistungsdurchsatz) der Vollmantelschneckenzentrifuge 1 kontinuierlich festgestellt werden kann, über eine Umschaltvorrichtung 16 ist es möglich, nachdem die Vollmantelschneckenzentrifuge 1 von Hand angefahren wurde, den Soll-Wert „Hand" durch den Soll-Wert „Kraftmeßdose" auf der Regeleinrichtung 12 zur Wirkung zu bringen. Die Größe und Richtung der Wirkung der Kraftmeßdose 10 ist manuell beeinflußbar. Damit wird eine vom Durchsatz der Vollmantelschneckenzentrifuge 1 abhängige Lastregelung erreicht, die eine maximale Auslastung gewährleistet.An increasing voltage across the induction brake 9 causes an increase in the differential speed. The induction brake 9 is mounted so that via the load cell 10 with subsequent amplifier 11, the load (power flow rate) of the solid bowl screw centrifuge 1 can be continuously determined via a switching device 16, it is possible after the solid bowl screw centrifuge 1 was approached by hand, the target value "Hand" by the target value "load cell" on the control device 12 to take effect. The size and direction of the action of the load cell 10 can be influenced manually. For a dependent of the throughput of solid bowl centrifuge 1 load control is achieved, which ensures maximum utilization.

Claims

Device for controlling the differential speed between the centrifuge drum and the screw conveyor of a solid bowl centrifuge provided with a sun gear driving an induction brake on the transmission, initiators being associated with the gear and the sun gear, characterized in that the induction brake (9) has a Load cell (10), the initiators (7; 8), the induction brake (9) and the load cell (10) is associated with a control device (12) by the induction brake (9) with the load cell (10), the initiators (7; 8) and the load cell (10) with the control device (12) and the control device (12) with the induction brake (9) are in operative connection.

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