DE1532696C - Schwenkbarer Bodenverschluß fur Schleu dertrommeln von Zuckerzentrifugen - Google Patents

Description

Auch Verschlußkörper, die starr ausgebildet und

auf einer. Verlängerung der Zentrifugenspindel heb-

und senkbar geführt sind — deutsche Patentschrift

50 1 062 632 —, bilden zusätzliche pendelnde, insbe-

Die Erfindung betrifft einen schwenkbaren Boden- sondere rotierende Massen. Der Antriebsmotor, der Verschluß für Schleudertrommeln von Zuckerzentri- durch die Schleuderarbeit ohnehin schon hoch befugen mit am ortsfesten Schutzmantel der Schleuder- j_astet j_{st; mu}ß _mch _aoch ständig die nicht unerhebtrommel gelagerten Bauteilen zur Betätigung des liehe Masse des metallischen Verschlußkörpers be-Verschlußkörpers. ₅₅ schleunigen. Zum Betätigen dieses Verschlußkörpers

Bei periodisch arbeitenden Zuckenzentrifugen mit laufen Druckrollen auf einem Flansch und werden Bodenentleerung ist es wichtig, daß die Bodenöff- _{von emem} hydraulischen Zylinder durch ein Hebelnung beim Füllen dicht verschlossen ist, denn wenn gestänge gehoben oder gesenkt. Diese relativ kom-Füllmasse- oder Siruptropfen durch die Bodenöff- pliziert ausgebildete Betätigungseinrichtung ist im nung der Schleudertrommel gelangen können, ver- 60 Zuckerausfallbereich angeordnet und daher bei Stöschmutzen sie den fertigen Zucker. Man strebt aber rungen schwer zugänglich. Da der hydraulische Zyauch einen möglichst großen freien Austrittsquer- linder und das Hebelgestänge relativ zur pendelnden schnitt an, um kurze Räumzeiten zu erreichen. Schleudertrommel ortfest sind, werden die Pendel-

Die Schleudertrommeln periodisch, arbeitender bewegungen der Schleudertrommel erheblich beein-Zuckerzentrifugen werden seit langem fast aus- s₅ trächtigt.

schließlich pendelnd aufgehängt, um die Zentrifugen- _Bej anderen Zentrifugen ist der Verschlußkörper

spindeln und deren Lager vor extrem, hohen Be- haubenförmig ausgebildet und im Inneren der lastungen zu schützen. Das hat dazu geführt, daß Schleudertrommel auf der Zentrifugenspindel heb-

und senkbar angeordnet. Deutsche Patentschrift 672 044 und deutsche Auslegeschrift 1035 060. Er kann auch beim Anheben innerhalb der Schleudertrommel in eine Schräglage geschwenkt werden — britische Patentschrift 688 712 —. Auch diese Verschlußkörper bilden zusätzliche rotierende und pendelnde Massen. Der Verschlußkörper, der in der deutschen Auslegeschrift 1035 060 gezeigt ist, kann nur gehoben werden, wenn zuvor ein Zentrierkonus, der zugleich zur Druckluftzufuhr dient, von unten her in eine Zentrieröffnung der Zentrifugenspindel eingeschoben wurde. Erfahrungsgemäß werden aber Zentrierkörper, die von unten her in die Zentrifugenspindel eingreifen, sehr stark verschlissen. Außerdem besteht die Gefahr, daß der Druckluftkanal durch Zucker verstopft wird.

Verschlußkörper, die im Innern der Schleudertrommel angeordnet sind, engen den Innenraum ein und behindern den ausgeräumten Zucker bereits auf dem Wege zur Bodenöffnung. Eine schnelle Entleerung ist daher auch dann nicht möglich, wenn die Bodenöffnung groß ist.

Bei der Zentrifuge, die in der britischen Patentschrift 498 539 beschrieben ist, wird die Bodenöffnung von zwei etwa halbkreisförmigen Klappen verschlossen, die zum öffnen nach unten klappen und zum Schließen, der Bodenöffnung hochgeklappt werden. Diese Verschlußklappen bilden aber ebenfalls zusätzliche rotierende und pendelnde Massen. Außerdem muß damit gerechnet werden, daß die Bodenöffnung wegen Verkrustungen des Randes nicht dicht verschlossen wird.

Alle geschilderten bekannten Verschlußkörper vergrößern die rotierende und pendelnde Masse der Schleudertrommel, sie werden teilweise durch Hebelgestänge bewegt, die schwer zugänglich sind und die die Pendelbewegungen der Schleudertrommel behindern. Die beim öffnen frei werdenden Durchtrittsquerschnitte für den ausgeräumten Zucker sind relativ klein.

Um diese Nachteile zu vermeiden, wurde schon versucht, Zentrifugen ohne Bodenverschluß zu betreiben. Dazu mußte aber der Boden der Schleudertrommel mit einem relativ breiten Rand ausgerüstet werden, damit die Füllmasse während des Füllvorganges nicht sofort aus' der Schleudertrommel herausfällt. Die Folge dieser Maßnahme ist aber wiederum eine verhältnismäßig kleine Bodenöffnung. Unterhalb der Schleudertrommel müssen dennoch besondere Schieber eingebaut werden, um Füllmassetropfen aufzufangen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Bodenverschluß der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die geschilderten Nachteile bekannter Ausführungen vermieden werden, wobei es besonders darauf ankommt, einen großen freien Austrittsquerschnitt für den ausgeräumten Zucker zu schaffen, und eine wesentliche Vergrößerung der rotierenden und pendelnden Masse der Schleudertrommel sowie eine Behinderung der Pendelbewegungen der Schleudertrommel zu vermeiden.

Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe kennzeichnet sich der einleitend genannte schwenkbare Bodenverschluß erfindungsgemäß dadurch, daß der Schwenkmechanismus und der von unten her abdichtend gegen den Öffnungsrand der Schleudertrommel schwenkbare Verschlußkörper durch eine beidendig mit einem Kardangelenk ausgerüstete Stütze miteinander verbunden sind, daß der Verschlußkörper um eine koaxial zur Antriebswelle der Schleudertrommel durch den Verbindungspunkt mit der Stütze verlaufende Achse relativ zum Schwenkmechanismus drehbar ist und daß der Verschlußkörper mit seiner Unterseite auf einem konzentrisch zur Stütze auf dem Schwenkmechanismus abgestützten elastischen Zylinder aufliegt und bis zur völligen Freigabe der Bodenöffnung nach unten von der Schleudertrommel weg schwenkbar ist.

Der erfindungsgemäß ausgebildete Bodenverschluß läßt sich nach unten so weit wegschwenken, daß der gesamte unterhalb der Bodenöffnung der Schleudertrommel liegende Raum ohne Querschnittseinengung für den Austritt des ausgeräumten Zuckers frei wird. Auf diese Weise können kurze Räumzeiten erzielt werden. Der Verschlußkörper des erfindungsgemäß ausgebildeten Bodenverschlusses wird von dem

• elastischen Zylinder nachgiebig in einer Soll-Lage gehalten, so daß er trotz der kardanischen Verbindung mit dem Schwenkmechanismus zur Bodenöffnung der Schleudertrommel ausgerichtet ist und diese zuverlässig schließt, wenn der Schwenkmechanismus betätigt wird. Wenn der Verschlußkörper gegen den unteren öffnungsraad der Schleudertrommel gedrückt wird, findet ein Reinigungsvorgang statt, bei dem Verkrustungen des Randes entfernt werden, denn, der Verschlußkörper muß von der /rotierenden Schleudertrommel zunächst vom Still-

~sta^Jn"d auf die jeweils herrschende Drehzahl beschleunigt werden. Dieser Reinigungsvorgang sichert eine ständige zuverlässige Abdichtung der Trommel. Wenn die Trommel beim anschließenden Füllvor-

• gang Pendelbewegungen ausführt, dann wird sie von dem Bodenverschluß nicht behindert, denn die kardanische Verbindung zwischen dem Verschlußkörper und dem Schwenkmechanismus sorgt dafür, daß diese Pendelbewegungen behinderungsfrei ausgeführt werden. Durch eine entsprechend gesteuerte Betätigung des Schwenkmechanismus wird jedoch im Gegensatz zu allen bekannten Ausführungen dafür gesorgt, daß der Verschlußkörper wieder nach unten geschwenkt wird, sobald die Drehzahl der Schleudertrommel während des Beschleunigens so hoch ist, daß keine Füllmasse mehr durch die Bodenöffnung heraustropf en kann:~Diese Verteilung der Füllmasse wird bei Drehzahlen erreicht, die nur Wenig oberhalb der Fülldrehzahl liegen. Man vermeidet daher, daß der Zentrifugenmotor den Verschlußkörper bis auf die Schleuderdrehzahl beschleunigen mußrEs braucht auch keine Bremsarbeit geleistet zu werden, um den Verschlußkörper wieder bis auf die Räumdrehzahl abzubremsen.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäß ausgebildeten Bodenverschlusses besteht der Schwenkmechanismus des Verschlußkörpers aus einer seitlich außerhalb der Bodenöffnung der Schleudertrommel liegenden Welle mit vorzugsweise symmetrisch angeordneten Lagerkörpern und Antriebselementen zum begrenzten Verdrehen der Welle sowie" einem von der Welle ausgehenden Hebel.

Vorteilhaft ist es, wenn als Antriebselemente zwei Zylinder mit beiderseiten Druckmittelanschlüssen am Schutzmantel angelenkt sind, deren Kolben mit je einem zugehörigen an der Welle befestigten Kurbelarm verbunden sind.

Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß der Verschlußkörper zwar von unten her gegen die Schleu-

dertrommel gehoben werden kann, daß jedoch Betätigungseinrichtungen im Bereich unterhalb der Schleudertrommel vermieden werden. Die Zylinder liegen am Schutzmantel der Zentrifuge bzw. Schleudertrommel und sind daher für Inspektion und Wartung sowie für den Fall einer Störung leicht zugänglich.

Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung in einer Ausführungsform beispielsweise dargestellt. Es zeigt, teilweise schematisch,

F i g. 1 den Verschlußkörper im Axialschnitt mit einigen Teilen der Schwenkeinrichtung und den. Umrißlinien der Schleudertrommel und ihres Schutzmantels,

F i g. 2 die Schwenkeinrichtung im Grundriß,

F i g. 3 die Lage des Verschlußkörpers und seiner Halterungselemente bei Pendelbewegungen der Schleudertrommel.

In dem ortsfest angeordneten Schutzmantel 1 ist die Schleudertrommel 2 mit dem unteren Ende ihrer pendelnd aufgehängten Antriebswelle 3 verbunden. Der zum Ausräumen der geschleuderten Füllmasse aus der Trommel dienenden Bodenöffnung ist ein kegelförmiger Verschlußkörper 4 zugeordnet.

Der Verschlußkörper 4 ist über eine zentrals stabförmige Stütze 5 und einen diese gleichachsig umgebenden. elastischen Zylinder 6 aus Gummi oder einem ähnlichen Werkstoff kardanisch mit dem einen Ende eines Hebels 7 verbunden, der an seinem an- / deren Ende auf der Mitte einer Welle 8 befestigt ist. Die beiderseitigen Lagerkörper 9 der Welle 8 sind am Schutzmantel 1 angebracht; außerhalb der Lagerkörper sind auf den Enden der Welle Kurbelarme 10 angeordnet, die mit Kolbenstangen 11 gelenkig verbunden sind, deren in Zylindern 12 geführte Kolben durch ein jeweils über einen der Anschlußstutzen 13, 14 wechselseitig zu- bzw. abgeführtes Druckmittel, z. B. Druckluft, im Sinne einer Öffnungs- oder Schließbewegung des Verschlußkörpers 4 beaufschlagt werden können.

Der Verschlußkörper 4 befindet sich während des bei verhältnismäßig geringer Drehzahl (normalerweise 50 U/min) erfolgenden Füllvorganges der Schleudertrommel 2 in der in Fig. 1 voll ausgezeichneten Lage, so daß die Bodenöffnung der Schleudertrommel geschlossen ist. Sobald die Schleudertrommel anschließend bis auf eine solche Drehzahl hochgefahren ist, daß die gesamte Füllmasse in ihr sich als zylindrischer Ring ausgebildet hat und durch Fliehkraftwirkung an der Trommelwand gehalten wird, kann der Verschlußkörper 4 in die aus F i g. 1 strichpunktiert ersichtliche Öffnungslage ausgeschwenkt werden. Dieser Vorgang wird mit Hilfe . der vorstehend beschriebenen Schwenkeinrichtung durchgeführt, wobei die entsprechende Steuerung des Druckmittels von Hand oder auch selbsttätig in Abhängigkeit von einem bestimmten Betriebszustand erfolgen kann.

Nach dem Entleeren der Schleudertrommel 2 wird der Verschlußkörper 4 vor dem nächsten Füllvorgang durch Betätigung der Schwenkeinrichtung in entgegengesetztem Sinne wieder in seine Schließlage gebracht. Ein solcher Bodenverschluß gehört also einschließlich aller zu seiner Halterung und Betätigung dienenden Bauteile nicht zum rotierenden System der Zentrifuge. Der Bodenverschluß läuft nur dann mit der Trommel um, wenn er während der mit geringer Drehzahl (50 U/min) erfolgenden Füllung gegen den Rand ihrer unteren Öffnung anliegt. Infolgedessen wird für dieses System nur eine vergleichsweise erheblich geringere Antriebsenergie benötigt. Dazu kommt, daß der Schwerpunkt des rotierenden Systems durch den Wegfall von Masse an seinem unteren Ende sich nach oben verlagert, also näher an das Hängelager der Antriebswelle heranrückt. Dies ist von Vorteil im Sinne einer geringeren Auswirkung etwaiger Unwuchten.

In seiner abwärts geschwenkten Lage gibt der Verschlußkörper 4 den ganzen Querschnitt der Bodenöffnung der Schleudertrommel 2 frei. Dadurch wird ein vergleichsweise schnelleres Ausräumen derfertig geschleuderten Füllmasse ermöglicht, was zu einer größeren.Chargenzahl .und damit zu einer Erhöhung der Produktion- beiträgt.

Der neuartige Bodenverschluß ist grundsätzlich für den Betrieb einer Zentrifuge mit beliebigen Füllmassen, also bei Zuckerzentrifugen für A-, B- oder C-Produkte verwendbar. Besonders zweckmäßig erweist er sich aber für C-Produkt, d. h. eine Füllmasse mit relativ großer Zähigkeit, weil diese bei dem bisher üblichen Ausräumen durch einen nur ringförmigen Querschnitt, noch dazu bei seitlichem oder schräg abwärts gerichtetem Austritt, erfahrungsgemäß an den Rändern der Öffnung und des Verschlußkörpers mehr oder weniger hängenbleibt, was zu einer weiteren Verengung des Durchtrittsquerschnittes führt und eine häufigere Reinigung der betreffenden Bauteile erforderlich macht.

Bei Pendelbewegungen der Schleudertrommel 2 und ihrer Antriebswelle 3 weicht das rotierende System, wie aus F i g. 3 ersichtlich, mit seiher Drehachse um einen Winkel von der normalerweise vertikalen Drehachse 15 ,ab. Der Verschlußkörper 4 kann diesen Pendelbewegungen infolge seiner kardanischelastischen Abstützung ohne Beeinträchtigung des dichten Abschlusses der Bodenöffnung folgen. Dabei stellt sich die Stütze 5 etwas schräg zum Verschlußkörper 4 und zu dem in horizontaler Lage, bleibenden Hebel 7 ein. Der bei solchen Schrägstellungen einseitig axial etwas zusammengedrückte Zylinder 6 — in F i g. 3 nicht dargestellt — ist wegen seiner Elastizität bestrebt, die Normallage des rotierenden Systems wiederherzustellen. Dadurch ist eine zusätzliche Kraft im Sinne einer Verhinderung oder wenigstens Begrenzung derartiger Pendelbewegungen vorhanden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

ρ .. , nahezu alle bekannten Bodenverschüsse von Zucker- ratentansprucne: zentrifugen irgendeine Verbindung mit der Zentri fugenspindel aufweisen, durch die sie ständig relativ

1. Schwenkbarer Bodenverschluß für Schleu- ^zur Bodenöffnung zentriert werden. Sie gehören dadertrommeln von Zuckerzentrifugen mit am orts- 5 ^durch. ^{zu der} pendelnden Masse der Schleuderfesten Schutzmantel der Schleudertrommel ge- trommel.

lagerten Bauteilen zur Betätigung des Verschluß- ,^B,^{el emer G}™PP^e solcher bekannter Bodenverkörpers, dadurch gekennzeichnet, daß Schlüsse wird die Zentrifugalkraft der rotierenden der Schwenkmechanismus und der von unten her Schleudertrommel benutzt, um elastische biegsame abdichtend gegen den Öffnungsrand der Schleu- io oder auch flexible Verschlußkörper an den unteren dertrommel (2) schwenkbare Verschlußkörper (4) f^{and der} Bodenöffnung anzulegen. Bei der Zentndurch eine beidendig mit einem Kardangelenk [^u§^e' ^dl^ m; der deutschen Patentschrift 1027 139 ausgerüstete Stütze (5) miteinander verbunden beschrieben ist, bildet eine Weichgummischeibe. den sind, daß der Verschlußkörper um eine koaxial Verschlußkörper. Sie ist am Außenrand mit einer zur Antriebswelle (3) der Schleudertrommel »5 Vollnngwulst verstärkt und nimmt bei kleinen Drehdurch den Verbindungspunkt mit der Stütze ver- zahlen _ im Bereich unter 50 Umdrehungen pro Milaufende Achse relativ zum Schwenkmechanis- ^{nute eme} g^ewölbte Gestalt an. Der Vollringwulst mus drehbar ist und daß der Verschlußkörper ^hanS^l dabei nach unten

mit seiner-Unterseite auf einem konzentrisch zur _o ¹J^{1 der} deutschen _ Patentschrift 863 925 ist ein Stütze auf dem Schwenkmechanismus _abge. ao Bodenverschluß gezeigt, bei dem sternförmig zur stützten elastischen Zylinder (6) aufliegt und bis Zentnfugenspindel angeordnete bogenförmige Federn, zur völligen Freigabe der Bodenöffnung nach ^{die an den freien Enden mit} Gewichten belastet sind unten von der Schleudertrommel weg schwenk- ^{und an emer} Scheibe aus biegsamem Werkstoff wie ' bar ist. Segeltuch befestigt sind, den Verschlußkörper "bil-

2. Bodenverschluß nach Anspruch 1, dadurch 25 ^den· ^Wenn derartige Verschlußkörper bei sehr niedgekennzeichnet, daß der Schwenkmechanismus ^ri8^en Drehzahlen mit irirem Außenrand nach unten des Verschlußkörpers (4) aus einer seitlich hangen, dann geben sie nur einen verhältnismäßig außerhalb der Bodenöffnung der Schleuder- kleinen Ringquerschnitt für den ausgeräumten

. trommel (2) liegenden Welle (8) mit vorzugsweise /.Zucker frei. Dieser Ringquerschnitt ist meistens

' symmetrisch angeordneten Lagerkörpern (9) und 3°"" kleiner als der Querschnitt der Bodenöffnung der

Antriebselementen zum begrenzten Verdrehen Schleudertrommel, so daß die Räumzeit durch die

der-Welle sowie einem von der Welle ausgehen- konstruktive Ausbildung der Verschlußkörper be-

den Hebel (7) besteht. ^ⁿ&- länger ist als auf Grund der gegebenen Größe

3. Bodenverschluß nach den Ansprüchen 1 ^der Bodenöffnung erforderlich wäre.

und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als An- 35 Am Rand der Bodenöffnung können Verkrustuntriebselemente zwei Zylinder (12) mit beider- gen durch anhaftenden Zucker me völlig vermieden seitigen Druckmittelanschlüssen (13, 14) am werden. Verschlußkörper, die sich unter Fliehkraft-Schutzmantel (1) angelenkt «sind, deren Kolben einfluß spreizen und an den Öffnungsrand anlegen, mit je einem zugehörigen an der Welle (8) be- können solche Verkrustungen nicht entfernen; die festigten Kurbelarm (10) verbunden sind. 40 Bodenöffnung kann daher mit spreizbaren Ver-

. schlußkörpern nicht zuverlässig dicht geschlossen

werden. Diese Verschlußkörper gehören außerdem aber auch zur rotierenden Masse der Schleudertrommel, sie müssen bei jedem Arbeitsspiel der 45 Zentrifuge beschleunigt und auch wieder verzögert