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Automatische Druckölsteuerung für Schubzentrifugen Die Erfindung bezieht
sich auf eine automatische Druckölsteuerung für Schubzentrifugen zum periodischen
Umsteuern der Bewegungsrichtung des mit dem Schubboden verbundenen Arbeitkolbens.
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Es sind bereits automatisch wirkende Druckölsteuerungen für Schubzentrifugen
bekannt, die frei von mechanischen Steuereinrichtungen sind und automatisch arbeiten.
Zur Steuerung des Schubvorganges ist bei diesen Einrichtungen dem Arbeitkolben ein
Umsteuerkolben zugeordnet, der von dem Steuerkolben, welcher ein Regulierventil
besitzt, seine Steuerimpulse erhält. Der Richtungswechsel des Arbeitkolbens und
des Schubbodens ist hierbei von einem auf der Schubwelle angeordneten Regelbund
und von einem Steuerringkanal, der in der als Lagerung für die Schubwelle dienenden
Hohlwelle vorgesehen ist, abhängig.
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Bei dieser Anordnung ist außer den beiden Hauptzuleitungen eine zusätzliche
Steuerleitung erforderlich, die zu einer Verbreiterung des Lagers für die Aufnahme
der Druckmittelleitungen am Arbeitzylinder führt. Weitere Nachteile bestehen darin,
daß die Hubgeschwindigkeit des Schubbodens beim Vor- und Rückwärtshub nicht geregelt
werden kann und daß durch die starre Anordnung des Regelbundes auf der Schubwelle
der Hub des Schubbodens nur eine konstante Länge hat, also eine Veränderung und
Anpassung der Hublänge an die Eigenart des jeweiligen Schleudergutes ausgeschlossen
ist.
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Es ist eine weitere automatische Druckölsteuerung für Schubzentrifugen
bekannt, bei der zur Veränderung der Hublänge und der Hubzahl zu beiden Seiten des
Vorsteuer- und Umsteuerkolbens je ein Regulierventil vorgesehen ist. Bei dieser
Steuerung ist es nachteilig, daß sich der Umsteuer- und Steuerkolben einschließlich
der Regulierventile für die Hublängen- und Hubzahlverstellungen in dem für den Schubvorgang
erforderlichen Hochdrucksystem befinden, wodurch der Regelvorgang gering, infolge
der vier Regulierventile schwierig und nicht einwandfrei unter Kontrolle zu bringen
ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuerung zu schaffen,
die mit einem geringen technischen Aufwand eine genaue Regulierung der Schubbodenhubzahl
von Null bis zum leistungsmäßig vorgesehenen Maximum ermöglicht, bei gleichzeitiger
Verstellmöglichkeit der Hublänge. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß
die Druckölsteuerung in einen Arbeitkreislauf für ein Hochdrucksystem für den Schubvorgang
des Schubbodens und ein Niederdrucksystem für den Steuerkreislauf des Steuerkolbens
sowie des Umsteuerkolbens unterteilt ist und dem Arbeitkolben unmittelbar am Ölzuführungslager
ein Vorsteuerkolben vorgeschaltet ist, der seinen Impuls für den Richtungswechsel
gleichzeitig mit Unterdrucksetzung der einen Seite des Arbeitkolbens erhält, wobei
der Vorsteuerkolben an das Niederdrucksystem angeschlossen ist, so daß das Niederdrucköl
den Bewegungsablauf des Steuerkolbens und Umsteuerkolbens übernimmt und an dem Umsteuerkolben
das Hochdrucksystem für die direkte Beaufschlagung des Arbeitkolbens angeschlossen
ist. Zur Hublängenverstellung des Arbeitkolbens und des Schubbodenhubes ist auf
der Schubwelle eine über eine schräge Nut oder eine oder mehrere Längsnuten axial
bewegliche Büchse mit einer Arretiervorrichtung angeordnet.
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Die Erfindung ist an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel
näher erläutert.
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F i g. 1 zeigt eine schematische Darstellung der automatischen Druckölsteuerung
bei Unterdrucksetzung des Arbeitkolbens auf der rechten Seite, F i g. 2 eine ebensolche
Darstellung bei Unterdrucksetzung des Arbeitkolbens auf der linken Seite und F i
g. 3 die schräge Nut in der Hohlwelle zur Axialverstellung der Büchse für die Hublängenregulierung.
Die stark gezeichneten Leitungen stellen das Hochdrucksvstem für den Arbeitkreislauf
unter Druck und die stark gestrichelt gezeichneten Leitungen das Hochdrucksystem
für den Arbeitkreislauf ohne Druck, die durchgehend dünn gezeichneten Leitungen
das Niederdrucksystem für den Steuerkreislauf unter Druck und die dünn gestrichelt
gezeichneten Leitungen das Niederdrucksystem für den Steuerkreislauf ohne Druck
dar.
In der Hohlwelle 1, welche die Schleudertrommel 2 und
den Arbeitzylinder 3 trägt, ist die Schubwelle 4 mit dem Schubboden 5 und dem Arbeitkolben
6 gelagert. Die Hohlwelle 1 ist von dem Ölzuführungslager 7 mit den Ringnuten 8
und 9 umgeben, über welche das Drucköl über die Bohrungen 25 bzw. 26 zum Arbeitkolben
6 geführt wird. Zwischen der Schubwelle 4 und der Hohlwelle 1 gleitet eine
über eine schräge Nut 10 in der Hohlwelle 1 axial bewegliche Büchse 11 mit
einer Arretiervorrichtung 12.
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Dem Ölzuführungslager 7 ist unmittelbar ein Vorsteuerkolben 13 vorgeschaltet,
der über die Leitung 31 an eine Niederdruckpumpe 14 angeschlossen ist. Von der Niederdruckpumpe
14 führen außerdem noch zwei Steuerleitungen 27 und 28 zum
Steuerkolben 15. Der hydraulische Umsteuervorgang selbst erfolgt über den Steuerkolben
15 und über einen Umsteuerkolben 16, dem eine Hochdruckpumpe 17 für die Bewegung
des Arbeitkolbens 6 zugeordnet ist. Rückschlagventile J8 und 19 ermöglichen
einen Richtungswechsel für den Fall, daß beim Abfangen des Arbeitkolbens 6 über
die Bohrung 25 auf beiden Seiten geringfügige Kanalüberdeckungen entstehen
sollten. In den Leitungen 20 und 21 zwischen dem Vorsteuerkolben 13 und dem Steuerkolben
15 sind zur Geschwindigkeitsregelung des Steuerkolbens 15 Regulierventile
22 und 23 mit Rückschlagventilen vorgesehen. Die Leitungen für den konstanten
Rücklauf sind mit R 1, R 2 und R 3 bezeichnet.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Die Betätigung der Druckölsteuerung
wird dadurch eingeleitet, daß gleichzeitig die Hochdruckpumpe 17 und die Niederdruckpumpe
14 eingeschaltet werden. Dies erfolgt entweder durch eine elektrische Verriegelung
der Pumpenmotore oder durch Verwendung einer Pumpe mit zwei verschiedenen Drücken
und Förderströmen für den Arbeit- und Steuerkreislauf.
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In F i g. 1 befindet sich der Umsteuerkolben 16 in der linken Endstellung,
so daß das Drucköl über die Ringnut 8 des ölzuführungslagers 7, über einen
Ringkanal 24 der Hohlwelle 1 und über die Bohrung 25 der Schubwelle 4 den
Arbeitkolben 6 auf seiner rechten Seite beaufschlagt. Das auf der linken Seite des
Arbeitkolbens 6 verdrängte öl hat über die Bohrung 26 der Hohlwelle
1, die Ringnut 9 und über den Umsteuerkolben 16 freien Abfiuß in den
Rücklauf R 1.
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Mit Unterdrucksetzung der rechten Seite des Arbeitkolbens
6 erhält der Vorsteuerkolben 13 über die Leitung 30 gleichzeitig einen
hydraulischen Impuls und nimmt die rechte Endstellung ein. Das dem Vorsteuerkolben
13 über die Leitung 31 zugeführte Drucköl der Niederdruckpumpe 14 hat nun
über die Leitung 21 und über das Regulierventil 23 freien Durchfluß zur rechten
Seite des Steuerkolbens 15 und bewegt diesen seitlich regelbar über das Regulierventil
22 je nach dessen Einstellung allmählich in die linke Endstellung. Da die
Regulierventile 22 und 23 mit Rückschlagventilen versehen sind, entsteht für das
über das Regulierventil 23 dem Steuerkolben 15 zugeführte Drucköl keine Drosselung.
Kurz bevor der Steuerkolben 15 seine linke Endstellung erreicht, gibt er
das Drucköl der Steuerleitung 27 über den Ringkanal 34 zur Leitung 32 frei
und bewegt den Umsteuerkolben 16 in die rechte Endstellung. Das dabei verdrängte
Rücklauföl hat über die Leitung 29 und über den Steuerkolben 15 freien Abfluß
zum konstanten Rücklauf R 3. In dieser Kolbenstellung wird das Drucköl der Hochdruckpumpe
17 über die Ringnut 9 des Ölzuführungslagers 7 und über die Bohrung 26 der linken
Seite des Arbeitkolbens 6 zugeleitet und somit der Arbeitkolben 6 auf seiner linken
Seite unter Druck gesetzt und wieder nach rechts bewegt. Mit Erreichen der rechten
Endstellung des Umsteuerkolbens 16 und der damit verbundenen Unterdrucksetzung der
Ringnut 9 sowie der Druckbeaufschlagung des Arbeitkolbens 6 über die Bohrung 26
wird gleichzeitig über die Leitung 35 der Vorsteuerkolben 13 in die linke Endstellung
gebracht, so daß das dem Vorsteuerkolben 13 über die Leitung 31 zugeführte Niederdrucköl
der linken Seite des Steuerkolbens 15 zugeführt wird und der eingangs geschilderte
Bewegungsablauf spiegelbildlich abläuft. Beim Erreichen der rechten Endstellung
des Arbeitkolbens 6 fängt sich dieser hydraulisch ab, indem die Bohrung 25, über
welche das vom Arbeitkolben 6 bei seiner Rechtsbewegung verdrängte Rücklauföl abläuft,
durch die Büchse 11 verschlossen wird.
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Durch die axialverstellbare Büchse 11 wird die Veränderung der Hublänge
bewirkt. über die Bohrung 33 erhält die Büchse 11 auf der rechten Fläche Gegendruck,
so daß in beiden Arbeitstellungen Druckgleichheit herrscht und somit eine Selbstverstellung
der Büchse 11 infolge des hohen Arbeitdruckes im Arbeitzylinder 3 vermieden wird.
Durch Abstimmung der Förderleistung der Niederdruckpumpe auf die erforderliche Leistung
der Hochdruckpumpe 17 entsprechend der vorgesehenen Hubzahl des Schubbodens 5 ergibt
sich für die Niederdruckpumpe 14 des Steuervorganges eine verhältnismäßig geringe
Förderleistung, so daß sich der Bewegungsablauf am Steuerkolben 15, der maßgebend
für die Hubzahlveränderung ist, mit den Regulierventilen 22 und 23 vom absoluten
Stillstand bis zur maximal vorgesehenen Hubzahl einwandfrei regeln läßt.
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Für Schubzentrifugen, die den Feststoff nur nach einer Seite ausstoßen,
wie in F i g. 1 und 2 dargestellt, genügt der Einbau des Regulierventils 22. Für
Schubzentrifugen mit doppelseitigem Austrag ist der Einbau beider Regulierventile
22 und 23 zweckmäßig, weil mit diesen Ventilen die Möglichkeit besteht, den Vor-
und Rücklauf des Schubbodens 5 im gleichen oder ungleichen Rhythmus einzustellen.
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Durch entsprechende Einstellung der Regulierventile 22 und 23 wird
die Geschwindigkeit des Steuerkolbens 15 derart gedrosselt, daß dieser seine Einstellung
jeweils um die Zeit später erreicht, die der Arbeitkolben 6 mit dem Schubboden 5
in der hinteren bzw. vorderen Stellung verharren soll, so daß der Schubboden 5 bei
einseitig austragenden Schubzentrifugen in seiner hinteren Stellung und bei beiderseitig
austragenden Schubzentrifugen in der hinteren und vorderen Stellung je nach der
Einstellung der Regulierventile 22 bzw. 22 und 23 entsprechende Stillstandzeiten
erhält. Die Hubzahlregelung über entsprechende Stillstandzeiten in den Endstellungen
des Schubbodens hat gegenüber einer Hubzahlregelung mittels aufwendiger Regelpumpen,
über die Regelung der Pumpenförderleistung, wobei die Schubbewegung beschleunigt
bzw. verzögert wird, den Vorteil, daß infolge der Verharrungszeit des Schubbodens
bei niedriger Hubzahl, in dem jeweils vom Schubboden vom Feststoff freigeschobenen
Bereich, auf Grund des kontinuierlichen Füllprozesses ein gleichmäßig hoher Schichtaufbau
entsprechend der Konzentration des Aufgabegutes erfolgt,
der für
eine hohe Flüssigkeitabgabe in diesem Bereich Einfluß auf die Restfeuchtigkeit des
ausgestoßenen Gutes hat.