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Hydraulisches Abbremsen von Zentrifugen sowie Einrichtung zum Abbremsen
Die Erfindung betrifft das hydraulische Abbremsen von Zentrifugen, bei denen aus
Sicherheitsgründen weder ein elektrischer Antrieb noch elektrische Schaltorgane
verwendet werden dürfen, sowie eine Einrichtung zum Abbremsen.
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Die genannten Zentrifugen haben vorwiegend einen Druckwasserantrieb
in der Form, daß je ein Peltonrad zum Antreiben und Abbremsen der Schleudertrommel
vorgesehen ist, wobei die hydraulische Bremseinrichtung beim Abbremsen über das
Peltonrad den absoluten Stillstand der Schleudertrommel herbeiführen soll. Dabei
wird die Bremsdüse über einen Zylinder, dessen Kolben federbelastet ist, mittels
Druckluft gesteuert.
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Nachteilig ist bei einer solchen Ausführung, daß beim Abbremsen über
das Peltonrad mittels Druckwasser nur schwer der absolute Stillstand der Schleudertrommel
hergestellt werden kann, denn bei einem zu späten Schließen der Druckwasserdüse
besteht die Gefahr, daß die Schleudertrommel eine rückläufige Drehrichtung einnimmt.
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An Stelle einer Druckwasserbremse eine Band-oder Backenbremse vorzusehen,
die die Schleudertrommel von der Volldrehzahl auf den absoluten Stillstand abbremst
oder die das durch die Eigenart des Schleudergutes bedingte mehrmalige Abbremsen
der Schleudertrommel innerhalb jeder Charge von der Volldrehzahl auf eine niedere
Drehzahl, beispielsweise 200 U/min, übernimmt, verbietet die dabei entstehende hohe
Reibwärme sowie die Gefahr von Funkenbildungen.
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Durch die Erfindung wird dieser Nachteil behoben, indem das Abbremsen
der Trommelwelle mittels eines Peltonrades nur bis zum Langsamlauf erfolgt und das
Abbremsen bis zum Stillstand durch eine hydraulisch betätigte Band- oder Backenbremse
bewirkt wird. Die dabei entstehende Reibungswärme ist so gering, daß sie für normale
Betriebsverhältnisse keine Gefahr darstellt.
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Zum Abbremsen soll gemäß der Erfindung eine Einrichtung dienen, die
einen hydraulisch gesteuerten Kolben aufweist, der mit der Bremsdüse verbunden und
in einem Hohlkolben des Bremsdüsenzylinders angeordnet ist, wobei dem Bremsdüsenzylinder
ein Regulierventil vorgeschaltet ist, dessen Kolben durch eine von der Trommelwelle
angetriebene Pumpe unter Druck gesetzt wird. Beim Erreichen einer bestimmten, mittels
Druckwasser abgebremsten Drehzahl der Trommelwelle, geregelt durch den einstellbaren
Druck einer Feder im Regulierventil und durch ein Drosselventil, wird der Kolben
des Regulierventils gesenkt. Dadurch wird über eine Ringnut in diesem Kolben die
Druckverbindung zwischen den Anschlußstellen der beiden am Regulierventil angeschlossenen
Leitungen hergestellt.
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Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt das Arbeitsschema im Betriebszustand und Fig. 2 im Bremszustand.
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Die die Schleudertrommel 1 tragende Trommelwelle 2 wird durch ein
Peltonrad 3, welches Druckwasser über die Antriebdüse 5 erhält, angetrieben und
durch ein Peltonrad 6, das Druckwasser über die Bremsdüse 8 erhält, abgebremst.
Dabei wird die Druckwasserzufuhr zur Antriebdüse 5 durch den Zylinder 4 und die
Druckwasserzufuhr zur Bremsdüse 8 durch den Zylinder 7 geregelt. Im Hohlkolben 9
des Zylinders 7 ist ein durch eine Druckfeder 10 beaufschlagter Kolben 11 angeordnet,
der mit der Bremsdüse 8 direkt verbunden ist. Eine von der Trommelwelle 2 angetriebene
Pumpe 12 setzt beim Lauf der Schleudertrommel 1 den Kolben 13 eines Regulierventils
14 unter Druck, wobei sich durch eine Feder 16 ein Gegendruck am Kolben 13 einstellen
läßt. Zur erhöhten Regelmöglichkeit wird dem Regulierventil 14 ein Drosselventil
15 vorgeschaltet.
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Zum Endabbremsen der Schleudertrommel bis zum Stillstand ist auf der
Trommelwelle 2 eine Bandbremse 18 angeordnet, die über den Zylinder 19 hydraulisch
betätigt wird. Das Schaltventil 20 für den Bremsvorgang ist mit dem Schaltventil
21 für den Antriebvorgang durch Sperrsegmente 22 und 23 derart verbunden, daß vor
dem Öffnen der Bremsdüse 8 die Antriebdüse 5 und vor dem Öffnen der Antriebdüse
5 die Bremsdüse 8 geschlossen werden muß.
24 stellt den Druckölerzeuger
der Anlage dar. Zur Erhöhung der Sicherheit kann parallel zum Drosselventi115 noch
ein Überdrucksicherheitsventi117 eingebaut werden.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Anlage ist folgende: Im Betriebszustand
der Zentrifuge, wie ihn Fig. 1 zeigt, ist die Antriebdüse 5 geöffnet, die Bremsdüse
8 geschlossen und die Bandbremse 18 gelüftet.
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Im Betriebszustand der Zentrifuge läßt sich der Bremsvorgang über
das Schaltventil 20 durch die miteinander in Verbindung stehenden Sperrsegmente
22 und 23 nicht einleiten. Erst mu13 das Schaltventil 21 in die Schaltstellung A
(Fig. 2) gebracht werden, wodurch der Zylinder 4 Druck erhält und die Antriebdüse
5 schließt. Jetzt kann der Bremsvorgang eingeleitet werden, indem das Schaltventil.
20 in die Schaltstellung B gebracht wird. Die am Druckölerzeuger 24 abzweigende
Druckleitung 25 wird jetzt im Ventil 20 umgeleitet. Damit wird die Leitung 26 unter
Druck gesetzt, über die Leitung 27 der Hohlkolben 9 des Zylinders 7 beaufschlagt
und die Bremsdüse 8 geöffnet.
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Der im Hohlkolben 9 befindliche kleine Kolben 11 bleibt dabei durch
den Druck der Feder 10 in seiner hinteren Lage. Der gleichzeitig mit Unterdrucksetzung
der Leitung 26 an das Regulierventil 14 herangeführte Druck ist dadurch gesperrt,
daß die von der Trommelwelle 2 angetriebene Pumpe 12 einen Öldruck erzeugt, der
über die Leitung 29 den Kolben 13 des Regulierventils 14 gegen den einstellbaren
Druck der Feder 16 anhebt und die Ringnut des Kolbens 13 außerhalb der am Anschluß
angeschlossenen Druckleitung 28 zu stehen kommt.
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Durch Einwirken des Druckwassers auf das Bremspeltonrad 6 senkt sich
die Drehzahl der Trommelwelle 2 und damit die der von der Trommelwelle 2 angetriebenen
Pumpe 12, wodurch der Druck in der Leitung 29 fällt und der Kolben 13 im Regulierventil
14 absinkt. Durch Einbau eines Drosselventils 15 in die Leitung 29
und den regulierbaren Druck der Feder 16 im Regulierventil 14 läßt sich eine Einstellung
derart vornehmen, daß bei einer bestimmten Drehzahl, z. B. bei etwa 200 U/min, der
Kolben 13 sich so weit senkt, daß die Ringnut im Kolben 13 den Durchtritt von der
Anschlußstelle f zur Anschlußstelle e am Regulierventil 14 freigibt. Die Leitung
31 erhält somit Druck, und der Kolben 11 im Hohlkolben 9 des Zylinders 7 schließt
gegen den Druck der Feder 10 die Bremsdüse B. Das vom Kolben 11 verdrängte Öl kann
durch die Bohrung 32 und die Leitung 33 entweichen. Der Hohlkolben 9 bleibt dabei
durch den immer noch über die Leitung 27 in den Zylinder 7 eintretenden Druck in
der hinteren Lage.
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Mit dem Übertritt des Druckmittels von der Leitung 28 zur Leitung
31 hat gleichzeitig die Leitung 34 Druck erhalten, der Kolben des Zylinders
19 ist unter Druck gesetzt, und die Trommelwelle 2 wird somit über die dadurch eingeschaltete
Bandbremse 18 bis zum absoluten Stillstand abgebremst.
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Ein. Anfahren der Zentrifuge über das Schaltventil 21 wird in der
Bremsstellung durch die Sperr-Segmente 22 und 23 verhindert. Erst muß das Schaltventil
20 wieder in die Schaltstellung A gebracht werden. Der Hohlkolben 9 wird damit über
die Leitung 33 in seine Ausgangstellung gebracht, wobei der Kolben 11 durch den
Druck der Feder 10 und den über die Bohrung 32 eintretenden Druck seine Lage beibehält,
so daß die Bremsdüse 8 geschlossen bleibt. Die Leitung 31 hat für das vom Kolben
11 verdrängte Öl über die Ringnut am Regulierventil 14 freien Durchtritt zum Sammelbehälter
der Druckölstation 24. Mit Unterdrucksetzung der Leitung 33 hat auch die Leitung
35 Druck erhalten, die dem Zylinder 19 den Druck zuführt und damit die Bandbremse
18 lüftet.
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Die Zentrifuge befindet sich also wieder im Anfahrzustand. Die Antriebdüse
5 kann nunmehr über das Schaltventil 21 geöffnet werden.