DE2213688A1 - Wasserzentrifuge - Google Patents

Description

ElKENBERG & BRÜMMERSTEDT PATENTANWÄLTE IN HANNOVER

BEBIjAHDO IjEGA und GIANIiANGIOIO CSCCHI 202/14

WASSERZENTRIPUGE

Sie Erfindung betrifft eine Wasserzentrifuge,die insbesondere zux Verarbeitung von Pasennaterial in durchlaufenden Betrieb geeignet ist.

Sie Diahex in der Textilindustrie verwendeten Wassexzentrifugen sind diskontinuierlich, arbeitende Maschinen, die im wesentlichen eine perforierte, tylindrieohe Trοπόel enthalten,

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in die das Material eingebracht wird. Nach dem Beladen der Maschine wird die Trommel in Drehung yereetzt, so daß die im Material enthaltene Flüssigkeit unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft nach außen duroh die Tromme!löcher entweicht.

Diese Maschinenart weist die folgenden Nachteile auf: Es ist eine beträchtliche Arbeit aufzuwenden, denn die Maschine muß mit Material beschickt werden, wird danach geschlossen und in Betrieb gesetzt, und nach dem Zentrifugieren muß das Material wieder entnommen werden; aufgrund der häufigen Anläufe mit voller Last ist der Stromverbrauch groß; die Produktivität ist wegen der langen Totzeiten beim laden und Entladen gering; die diskontinuierliche Maschine stört den Materialfluß in einem sonst kontinuierlich ablaufenden Arbeitsprozess; aufgrund der bei der Zeatrifugierung in der Masohine befindlichen großen Materialmenge ergibt sich ein ungleichförmiger Feuchtigkeitsgehalt bei dem verarbeiteten Material; es sind aufwendige Maschinenfundamente erforderlich, weil die Maschine mit großen Unwuohten und hoher Drehgeschwindigkeit arbeitet.

Es sind auch Vasserzentrifugen in Handel erhältlich, die impulsmäßig arbeiten. Diese Maschinen enthalten im wesentlichen eine rotierende,perforierte, zylindrische Trommel, die fortlaufend besohiokt wird, und eine Scheibe, die in Achsrichtung vom Boden bis zum oberen Rand der Trommel bewegt wird, bewirkt einen Ausstoß des zentrifugierten Materials.

Solche Wasserzentrifugen werden in der Textilindustrie aus folgenden Gründen nur selten benutzt; Es müssen vor diesen Zentrifugen Quetsohrollen installiert werden, da andernfalls der Wirkungsgrad dex Zentrifuge bei Beschickung nit sehr nassem

ORIGINAL INSPECTED

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Material unbefriedigend wäre. Somit können impulsmäßig betriebene WaBserzentrifugen nur eine ergänzende Funktion zu den Quetsohrollen übernehmen, und die GesamtanOrdnung würde solche Kosten erfordern, daß es sich in den meisten Fällen empfiehlt, diese Art von Maschinen nicht einzusetzen; ferner haben diese Maschinen den Nachteil, daß eine erhebliche Antriebsleistung für die Hin- und Herbewegung der Auswerferscheibe benötigt wird; die Abmessungen sind beträchtlich und die Teile kompliziert, so daß der Anschaffungspreis und die Betriebskosten hoch sind; eine Ungleichmäßigkeit der Restfeuchtigkeit beim zentrifugierten Material ist aufgrund der impulsmäßigen Arbeitsweise unvermeidlich; durch die Auswerfersoheibe wird das verarbeitete Material häufig besohädigt» die Arbeiteweise ist unbefriedigend beim Zentrifugieren von Textilfaser!) großer länge·

Diese Masohinenart wird daher ebenso wie die Quetsohrollen in der Textilindustrie nur dann eingesetzt, wenn ein geringer Wasserentzug zulässig ist, und es handelt eich hierbei keineswegs um einen brauchbaren Ersatz der diskontinuierlich arbeitenden Zentrifugen, und dies auch nicht unter Berücksichtigung der Nachteile der diskontinuierlich arbeitenden Zentrifugen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wasserzentrifuge zu schaffen, die die Nachteile der bekannten Zentrifugen vermeldet, und die in einen fortlaufenden Arbeitsprozess eingefügt werden kann, ohne daß die Maschine zum Beschicken und Ent- ■ laden angehalten werden muß und ohne daß der Materialstrom innerhalb der Masohine gestopptwird. ;

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Sie gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch. gelöst, daß innerhalb einer mit einem Boden und mit schräg nach außen geneigten Seitenwänden versehenen Trommel koaxial zu dieser ein Verteilglied für das zu verarbeitende Material drehbar gelagert ist, welches Führungsflächen zur Beförderung des Materials aus der Mitte zu den Seitenwänden der Trommel aufweist, daß wenigstens ein die Trommel oben abschließendes und am Ver- | teilglied befestigtes Tellerventil vorgesehen ist, welches eine j Mittelöffnung für die Materialzuführung und eine Reihe von seitlichen Auslässen für die Abführung des verarbeiteten Materials besitzt, wobei die Zahl der Auslässe gleich der Zahl der von den Führungsflächen des Verteilgliedes gebildeten Wege ist und wobei jeder Auslaß von dem zugehörigen Weg einen solchen Winkelabstand aufweist, daß das Material für eine konstante Zelt zentrifugiert wird, daß Mittel zur Drehung der Trommel sowie des Verteilgliedes und.des Tellerventils mit derart unterschiedlicher ; Geschwindigkeit vorgesehen sind, daß das in der Mitte dem Verteilglied zugeführte Material zu den Seitenwänden der Trommel geleitet wird und unter der Wirkung der Zentrifugalkraft auf den Führungsflächen natürlich gleitet.

Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht nicht nur einen voll durchlaufenden Betrieb, bei dem einer in einem Produktionsprogramm eingesetzten Zentrifuge stromaufwärts ein fortlaufender Materialstrom zugeführt und stromabwärte wieder in das Programm zur Weiterverarbeitung zurüokgeführt wird, sondern es können auch natürliche oder künstliche Pasern großer Länge verarbeitet werden, ohne Schaden zu nehmen.

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Sie Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen
näher erläutert· In der Zeichnung bedeuten:

fig· 1 die gesamte Wasserzentrifuge gemäß der Erfindung
in einem sch emetischen Querschnitt;

fig· 2 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform der

Zentrifuge mit weggelassener Auffangvorrichtung;

fig· 3 einen Teilquerschnitt entlang der Linie 3-3 in ■ fig. 2; I

fig· 4 eine ähnliche Darstellung wie in fig. 2 jedoch

von einer anderen Ausführungsform einer Zentrifuge, bei der die Relativbewegung umgekehrt wie in
fig. 2 Verläuft;

fig· 5 einen Teilquerschnitt entlang der Linie 5-5 in .! fig. 4; . ' !

fig· 6 eine dritte Aueführungsform einer Zentrifuge mit ' einem doppelten Tellerventil;

flg. 7 einen Seilquersohnitt entlang der Linie 7-7 in
fig. 6;

flg. 8 ein Planetengetriebe für eine Wasserzentrifuge i gemäß der Erfindung als Xeilquerschnitt entlang !■ der Linie 8-8 in fig. 9;

Tig· 9 einen Querschnitt entlang der Linie 9-9 in ;

fig. 8; j

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fig. 10 eine sohematische Darstellung des mechanischen

Kraftverlaufs; _{

fig. 11 und 12 Teilquersohnitte der Wasserzentrifuge

und eines Planetengetriebes "bei einer bevorzugten AusführUDgsfοrm der Erfindung;

Pig. 13 eine Vasserzentrifuge mit einem dreiflUgligen Verteiler und

* Pig. 14 eine abgeänderte Pore der Verteilerflügel.

Gemäß Fig. 1 bis 3 enthält die Wasserzentrifuge eine äussere rotierende Trommel 13» koaxial zu der innen ein Verteilglied 16 rotiertι das teilweise in Pig. 1 dargestellt 1st.

Die Trommel hat kegelstumpfiförmige Seitenwände mit Löchern 17 zum Durchlaß von Wasser und einen Boden 18, der einstückig mit einer Hohlwelle 19 ist, die in geeigneten Lagern drehbar gelagert 1st und durch den Boden einer Wanne 20 verläuft,die ihrerseits mit Hilfe von Pederlagern 21 auf einer Basis 22 gelagert ist,die auf dom Fußboden ruht. Das Verteilglied 16 besteht aus einer unteren Scheibe 23, die in einem geringen Abstand vom Boden 18 der Trommel angeordnet ist und mit einer Antriebswelle 24 aus einem Teil besteht, die innerhalb der Hohlwelle 19 und mit dieser konzentrisch umläuft. Die Scheibe trägt an ihrer Oberseite zwei vertikale Flügel 25 und 26, die in Pig. 1 im Querschnitt und in Pig. 2 und 3 in Drauf- bzw· Seitenansicht dargestellt sind. Diese einander gegenüberliegenden vertikalen Flügel tragen ein Tellerventil 33, dessen Punktion weiter unten noch erläutert wird, Gegebenenfalls kann auf die, Löoher 17 verziohtet werden, ao dafl das Wasser aus dem Schlitz zwischen der Kante der

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Trommel 15 und dem Tellerventil 33 austritt·

Gemäß Fig. 1 ist die VaDDe an ihrer Oberseite duroh eine Kappe oder einen zylindrischen Aufbau geschlossen, wobei das Teil 27 die Trommel 15 umschließt und zusammen mit der Wanne 20 eine Kammer 27* bildet, in der das Wasser aus der Trommel 15 beim Zentrifugieren des in der Trommel befindlichen Materials gesammelt wird. Diese Kammer 27* steht über einen Auslaß 28 im Boden der Wanne 20 mit einem Abflußrohr 29 in Verbindung, das an der Seite der Basis 22 mündet. Das Oberteil 30 der abschliessenden Kappe der Wanne bildet einen' Sammelraum 31 einer Auffangvorrichtung für das zentrifugierte Material. Diese Sammelvorrichtung, in der das Material zugleich aufgelockert wird, besteht im wesentlichen aus dem Teil 30 der Kappe und einem durch das*Tellerventil 33 gebildeten rotierenden Boden und ist an der Seite mit einem Auslaß 32 versehen. Der Teil 30 der Kappe bildet in seiner mittleren Zone einen Füllschacht 30* zum Einfüllen des zu zentrifugierenden Materials und wird beispielsweise von einem nicht dargestellten Förderband beschickt.

Die Auffangvorrichtung 30 - 33 besitzt somit eine ringförmige Ausbildung und steht mit der Trommel 15 über Ausnehmungen im Tellerventil 33, das den. Boden der Auffangvorrichtung bildet, in Verbindung, wie noch weiter unten erläutert wird. Somit gelangt das zentrifugierte Material aus der Trommel 15 nach Passieren des Tellerventils 33 in die Auffangvorrichtung, wo sich das Material entweder infolge von Trägheit oder aufgrund der Rotation des gesamten Bodens 33 dreht, bis es zum Auslaß 32 gelangt, aus dem es mit einer solchen Geschwindigkeit austritt, daß es zu einer nachfolgenden Maschine gelangt, in der im Anschluß an die Zentrifugierung ein weiterer Verfahrensschritt durchgeführt wird.

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Iq dem Bereich, unterhalb des Bodens der Wanne 20 ist ein Elektromotor 34 gelagert und treibt mittels einer hydraulischen Kupplung 35 zwei Antriebsräder 36, 37 (Fig. 1) an, die starr miteinander verbunden sind. Durch die hydraulische Kupplung wird sowohl der Anlauf der Maschine als auch die Gegenstrombremsung erleichtert. Zwei Riemen 38, 39 verbinden die Räder 36, 37 mit zwei unabhängigen Rädern 40 und 41, die ein Planetengetriebe 42 ansteuern.

Die unterschiedlichen Durchmesser der vier Räder bewirken eben Unterschied in der Drehgeschwindigkeit der Räder 40 und 4L Dieser Unterschied in der Drehgeschwindigkeit der Räder 40 und 41, der mittels des Planetengetriebes 42 vermindert wird, wird auf die beiden koaxialen Wellen 19 und 24 übertragen.

Fig. 2 und 3 zeigen eine Maschine mit einem einzigen Tellerventil, und ea folgt nun eine genaue Beschreibung der konstruktiven Besonderheiten des Verteilgliedes und des Tellerventils, die zusammen eine Zeitvorriohtung bilden,dessen Aufgabe es ist, das zu verarbeitende Material für eine vorbestimmte Zeitdauer in der Trommel zu halten, damit dieses in ausreichendem Maße entwässert wird.

Gemäß Fig. 2 und 3 enthält das Verteilglied eine ebene Bodenplatte 23 und zwei vertikale Flügel 25 und 26, die einen Abstand voneinander aufweisen und einander gegenüberliegen, und die so geformt sind, daß das in der Mitte zugeführte Material aufgrund der Zentrifugalkraft auf den Führungsflächen der Flügel zu den Wänden der Trommel 15 befördert wird. Es wird in Fig. 2 angenommen , daß die absolute Drehgeschwindigkeit der flügel geringer als die absolute Drehgeschwindigkeit der

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Trommel ist, so daß die Richtung der Relativbewegung der Flügel der Dreh.rich.tung der !Trommel 15 entgegengesetzt ist. Es besitzt jeder Flügel einen gxaden Abaohuitt 25' TbsWo. 26⁸, wobei diese Abschnitte parallel zu einem Durchmesser der Trommel verlaufen, und an diese Abschnitte schließen sieh gekrümmte Abschnitte 25" bzw. 26" an, die in einer Richtung gekrümmt sind, die der Relativbewegung der Flügel entgegengesetzt ist«

Beim Vergleich von Fig» 2 mit Fig» 4, in αβτ die gleiche Drehrichtung der Trommel und der Zeitvorriciitmsg entsprechend dem Pfeil 45 beibehalten wird, bei der jedoofa, die absolute Drehgeschwindigkeit der Zeitvorriobtung geändert let} erkennt man, daß hier die Richtung der Relativbewegung der Zgitvorrichtung umgekehrt ist. In Fig. 2 läuft die ZeitvorrichtuQg gegen den Uhrzeigersinn mit einer geringerea Geschwindigkeit als die Trommel 15 um, und somit entspricht die durch des Pfeil 46 aagezeigte relative Drehrichtung der ZeitvorriehtiiEig ©Ines Drehrichtung der Zeitvorrichtung im Uhrzeigersinn, während in Fig.4 die Drehgeschwindigkeit der Zeitvorriohtuag etwas über der Drehgeschwindigkeit der Trommel liegt, so daß die relative Drehrichtung der Zeitvorrichtung umgekehrt wird und entsprechend dem Pfeil 47 gegen den Uhrzeigersinn gerichtet ist«, Dieser Unterschied in der Drehgeschwindigkeit zwischen der Trommel und der Zeitvorrichtung ist äußerst klein und liegt je nach der Zentrifugierdauer, die für das Material erforderlich iat, gegebenenfalls nur in der Größenordnung von Bruchteilen einer Umdrehung. Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel wird die Trommel mit etwa 1000 U/min gedreht und das Verteilglied läuft mit etwa 999|25 U/min um. Ferner soll die Krümmung der Flügel so bemessen sein, daß das Material auf seinem Wege nicht auf die Endkanten der Flügel auftreffen und sich, zwischen diesen und der

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inneren Trommelfläche verklemmen kann. .

Der Unterschier; ^wisohen der AusführungeforiD von Fig. 2 und der Ausführung Βίαιοι in Pig. 4 besteht ferner in der unterschiedlichen Arordnuüg der Auslaßöffnungen 48 und 49 in Bezug auf die oatsprecheuden Flügel 26 und 25.

Das zu zenirifugierende und in den Einfüllechacht 30" eingeführte Material verläuft somit durch das Mittelloch in dem Tellerventil 33 und fällt fortwährend auf das darunter liegende Verteilglied, gleitet dann aufgrund der Zentrifugalkraft an den Flügeln 25 und 26 entlang zu den Wänden der Trommel 15, an denen es haften "bleibt, wobei das Tellerventil 33 ein Austreten aus der Trommel verhindert*

Da das Material infolge der Zentrifugalkraft an den Trommelwänden stärker haft&t als an dem Scheibenventil 33, ist das Material gezwungen, der Drehbewegung der Trommel zu folgen und unter das Scheibenventil su kriechen, so daß sich das Material in Verbindung mit dem Scheibenventil in Richtung der Pfeile 51 und 52 in Fig. 2 bzw. der Pfeile 53 und 54 in Fig. 4 zu den Auslaßöffnungen 48 und 49 im Scheibenventil bewegt . Somit tritt das zentrifugierte Material nach einer Zentrifugierzeit, die proportional dem Winkelabstand zwischen einem Flügel und einem zugeordneten Auslaß ist in die Auffangkammer 31 und verläßt diese durch den Auslaß 32 (Fig. 1).

Die Form der mechanischen Zeitvorrichtung 23, 25, 26, 33,die ein wesentliches Element der Erfindung bildet, ist so gewählt, daß die Waaeerzentrifuge auch Textilrohetoffe verarbeiten kann, die wegen ihrer Fasernatur dazu neigen, sioh um jedes

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mechanische Teil zu wickeln, auf das sie in einem Strom auftreffen, bis sie aufgrund einer Ansammlung den Strom unterbrechen, denn wenn eine große Faserlänge als Hauptvorteil zum Tragen kommen soll, dürfen diese Rohstoffe keine mechanischen Beanspruchungen erfahren, die ihren wirtschaftlichen Wert "beeinträchtigen wurden. Daher ist die Form des Yerteilglieäes so, daß die Zentrifuge im Bereich der Drehachse beschickt werden kann, wo kleine Rotationsgeschwindigkeiten herrschen, worauf dann das Material durch die Flügel gesammelt wird, ohne daß dieses unzulässigen Beschleunigungsbeanspruchungen ausgesetzt wird. Das Material wird dann allmählich auf seinem Weg an äen Flügeln beschleunigt, bis es auf die Trommel gelangt, wo ee eintrifft, ohne daß erforderliche Befestigungsmittel für das Scheibenventil an der zugehörigen Antriebswelle im Wege sind«, Der Winkelabstand zwischen den Auslässen in dera Scheibenventil und den Endkanten der Flügel ist zeitlich konstant, und damit ist auch wegen der konstanten GeschwindigkeitseliffereQZ zwisefa.su der Trommel und der mechanischen Zeitvorriohtung die Zentrifu» gierzeit für das Material konstant, so daß eine gleichmäßge Entwässerung gewährleistet ist.

Um die Zentrifugierzeit für das zu verarbeitende Material zu erhöhen, oder um Bearbeitungsvorgänge für das Material bei Durchlaufen der Maschine zu ermöglichen - beispielsweise wenn das Material nach einer ersten Zentrifugierung gewaschen und dom nochmals zentrifugiert werden soll - kann eine Maschine mit mehreren Tellerventilen benutzt werden.

Eine solche Maschine mit zwei Tellerventilen ist in Fig.6 und 7 dargestellt, wobei gleiche Teile mit den gleichen Bezugsziffern wie in den vorhergehenden Figuren versehen sind.

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Gemäß Fig. 7 besteht die Verteilvorrichtung aus einer Scheibe 55, die an ihrer Oberseite zwei vertikale Flügel 56 und

57 trägt, deren Konstruktion die gleiche ist, wie bei den zuvorbeschriebenen Flügeln, jedoch ist ihre Höhe geringer als die Höhe der Trommel, ^ie Flügel sind wiederum an einem ersten Zwischentellerventil 58 befestigt. Dieses Zwiechentellerventil

58 ist mit einem Mittelloch 59 für die Materialbeschickung und mit Auslaßöffnungen 60, 61 für den Austritt des zentrifugierten Materials in die obere Zone der Trommel 15 versehen. An dem Tellerventil 58 ist ein zweites Tellerventil 62 befestigt, das die Trommel oben abschließt. Dieses Tellerventil 62 ist mit einem Mittelloch 63 versehen, das über einen Durchlaß mit dem Loch 59 in dem darunter liegenden Tellerventil 58 in Verbindung steht und Auslaßöffnungen 64, 65 zum Entladen des Materials in die darüberliegenden, in Fig. 6 und 7 nicht dargestellten Sammelmittel besitzt. Die Anordnung der öffnungen 60, 61 des ersten. Tellerventils 58 entspricht der Anordnung gemäß Fig. 2 oder Fig. 4 und hängt von der relativen Bewegungsrichtung zwischen der Zeitvorrichtung und der Trommel 15 ab, während die Öffnungen 64 und 65 des zweien Tellerventils 62 in Bezug auf die Anordnung der öffnungen in dem darunter liegenden Tellerventil winkelmäßig in derselben Richtung versetzt sind, wie die letzteren in Bezug auf die Verteilerflügel.

Bei dem speziellen Fall gemäß Fig.6 folgt das Material nach Verlassen des Flügels 56 der gestrichelten Linie 65', tritt dann durch die Öffnung 61 im inneren Scheibenventil 58 und bewegt sich dann - immer noch der gestrichelten Linie folgend - in Bezug auf das darüberliegende Soheibenventil 62, bis schließlich der Auetritt an der öffnung 64 erfolgt.

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Die ebene Form des Tellerventil ist so, daß die Zentri- ^; fugalkraft, der das Material unterworfen ist, parallel zur Ventiloberflache verläuft, so daß ein Haften des Materials verringert wird und damit die Maschine arbeitsfähig bleibt. Würde dagegen das Ventil wie die Trommel konisch aber mit entgegengesetzt gerichteter Neigung wie die Trommel gemacht werden, dann würde das Material gleich stark an der Trommel und am Ventil haften und könnte beiden folgen, wodurch die Funktion der Maschine in Frage gestellt würde.

Um daher die Hemmwirkung der Trommel auf das Material zu vergrößern, können Streifen 17* (Fig. 1) auf der Innenfläche der Trommel angeordnet werden, die sich vorzugsweise entlang der Konuserzeugenden oder Linien maximaler Neigung erstrecken und damit den Materialfluß beim Entladen eo gut wie nicht behindern.

Es wurde bereits oben erwähnt, daß das Material beim Zentrifugieren, d.h. wenn es entlang der Pfeile 51, 52 (Fig. 2) verteilt wird und an der Trommel haften bleibt, unter das Tellerventil kriecht. Dieses Kriechen erfolgt unter der Wirkung der Zentrifugalkraft, die das Material zwingt, zwischen der Trommel und dem Tellerventil zu verbleiben, so daß ein beträchtliches Widerstandsmoment auf die Relativbewegung der beiden Teile ausgeübt wird. Bei dem Beispiel gemäß Fig. 2 ergibt sich dadurch, daß - während die Trommel ständig einen beträchtlichen Bremsmoment ausgesetzt 1st - das Tellerventil oder die Zeitvorrichtung, die eine geringere absolute Rotationsgeschwindigkeit als die Trommel haben,ständig dem gleichen Drehmoment ausgesetzt sind,das eine Beschleunigung ihrer Bewegung verursacht. Bei dem Ausfühnngsbeispiel gemäß Fig. 4 kehren die Momente, mit denen die umlaufenden Teile beaufschlagt werden, deren Richtung um, jedoch

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tritt hier das gleiche Phänomen auf· Obwohl die Momente durch eiue Behr geringe Relativbewegung erzeugt werden, da die beiden koaxialen Wellen 19 und 24 mit hoher Drehzahl umlaufen, sind die von den Wellen übertragenen Leistungen sehr hoch und von entgegengesetztem Vorzeichen. Wenn anstelle des Planetengetriebes 42 ebensoviele Räder fest auf den beiden Wellen angeordnet und über Riemen mit den Rädern 36 und 37 gekoppelt würden, müßten auch die Riemen die erwähnten hohen Leistungen übertragen können, während die Kupplung der Räder 36, 37 den Abschluß des mechanischen Leistungskreises bilden würde, der in der Lage sein müßte, das der !Trommel und ihrem Antrieb zugeführte Drehmoment durch das dem Tellerventil und dessen Antrieb zugeführte entgegengesetzte Drehmoment aufzuheben.

Die Maschine würde somit arbeiten, ohne daß von außen hohe Leistungen zugeführt werden müßten, jedoch müßten die beiden Antriebe für den sehr hohen Leistungsumsatz in dem mechanischen Kreis ausgelegt werden. Zwar ließen sich die beiden Wellen noch entsprechend bemessen, jedoch würde es kaum möglich sein, die Antriebsriemen diesen Verhältnissen anzupassen.

Würde man statt dessen eine andere Antriebsverbindung, beispielsweise Ketten, schnell laufende Zahnräder, Reibräder oder dergleichen verwenden, so würden sich ähnliche Probleme hinsichtlich der Dimensionierung, wie auch hinsichtljbh des Raumbedarfs, der Schmierung und der Geräuschbildung ergeben, die zu einer erheblichen Zunahme der Bau- und Betriebskosten der Maschine führen würden.

Duroh Verwendung des Planetengetriebes 42 (flg. 1) von dem eine Ausführungsform in Pig. 8 und, 9 dargestellt ist,läßt

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sich, erreichen, daß sich das dem Tellerventil zugeführte Beschleunigungs- oder Bremsmoment nahejzu vollständig mit dem der Trommel zugeführten Brems- oder Beschleunigungsmoment aufhebt, und damit der "Nebenschluß" nahezu der gesamten Leistung in dem Kreis, so daß den Riemen und Rädern nur noch die Aufgabe verbleibt, die restliche Leistung im Kreis zu übertragen, die aber so gering ist, daß sie ohne weiteres von den Riemen zusätzlich zur Antriebsleistung übertragen werden kann.

Es ist eine weitere Aufgabe des Planetengetriebes, den geringen Geschwindigkeitsunterschied, der für die beiden Wellen benötigt wird, in einen äußeren Drehgeschwindigkeitsunterschied zwischen den beiden Rollen 40 und 41 umzusetzen und dadurch die Durohmesserunterschiede für die vier Räder 36, 37, 40 und 41 günstiger bemessen zu können.

Die Unterschiede zwischen den vier Durchmessern werden dadurch so, daß die Übersetzungsverhältnisse duroh Herstellungstoleranzen bei den Rädern und durch die üblichen Toleranzen eines Riementriebes nicht nennenswert verändert werden.

Gemäß Pig. 8 bildet das Rad 40, das an der äußeren Welle 19 befestigt ist, zugleich den Träger für das Planetengetriebe. Am Rad 40 sind drei Stifte 70, 71 und 72 in einem Winkelabstand von 120° zueinander (Fig. 8 und 9) befestigt. Auf jedem der Stifte sind zwei Stirnradpaare 73, 74 und 75, 76 drehbar. Ein Getrieberad 77 ist mit der inneren Welle 24 starr verbunden und treibt diese an, während auf dem unteren Teil 24* dieser Welle das Doppelzahnrad 78, 79 und das Ritzel 80 umlaufen. Das .Ritzel 80 besteht aus einem Teil mit dem Deckel 81, der das Rad 41 bildet. -v .

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Die Bewegung vom Rad 41 wird zum Ritzel 80 übertraget), welches das erste Rad des Getriebes bildet. Das Ritzel dreht die Stirnräder 75, 76 auf den Stiften 70, 71 und 72, die das Doppelzahnrad 78, 79 antreiben. Das letztere steuert wiederum die zweite Gruppe der Stirnräder 73» 74 auf den Stiften 70 und damitdas Getrieberad 77·

Sie Übersetzungsverhältnisse sind auf die oben beschriebenen Funktionen abgestellt.

Der Kreislauf für die mechanische Leistung ist in Fig.10 dargestellt. Die voll ausgezogene Linie 82 stellt die Leistung P₁ dar, die durch die Friktion des zentrifugieren Materials 83 erzeugt wird.

Durch die strichpunktierte Linie 84 und die Strich-Kreuzlinie 85 werden die Teile P₂ ¹ und P₂" für die Leistung P₁ gezeigt, die als Nebenschluß durch das Planetengetriebe verlaufen. Die gestrichelte Linie 86 stellt die Restleistung P, = P₁ - P₂ ¹ - P₂" dar. Schließlich zeigt die aus kleinen Dreiecken gebildete Linie 87 die Antriebsleistung P,, die der Motor 34 aufbringen muß, um die verschiedenen Widerstände bei der Maschinenbewegung zu überwinden. Aus dem Leistungsschaubild in Fig. 10 ergibt sich, daß P₁ = P₂ ¹+ P₂" + P, ist und daß nur die Restleistung P, die im Vergleich zur Leistung P₁ erheblich niedriger ist, über den Riementrieb läuft. Somit können die Riemen 38 und 39 für eine Leistung bemessen werden, die gleich der Summe aus der Restleistung P₅ und der Antriebsleistung P4 ist.

fig. 11 zeigt einen Teillängsschnitt einer praktisch ausgeführten, mit einem Tellerventil Versehenen Wasserzentrifuge

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gemäß der Erfindung, während in Pig« 12 eine tatsächlich, ausgeführte Ausführungsform einea Planetengetriebes zum Teil in Vorderansioht und zum Seil geschnitten dargestellt ist. In diesen Figuren sind für gleiche Teile die gleichen Bezugszeichen wie in den zuvor erläuterten Figuren verwendet. Ferner ist in Pig,11 die Verteilvorrichtung in einer zur Riohtung der Flügel senkrechten Ebene geschnitten.

Gemäß Fig. 11 wird der Boden 18 der kegelstumpfförmigen Trommel 15 aus zwei Teilen gebildet, von denen der eine unmittelbar an der äußeren Hohlwelle 19 befestigt ist, während der andere Teil mit dem erstgenannten Teil mittels Bolzen verschraubt ist. Der Rand des zweiten Teils ist kegelstumpfförmig ausgebildet und bildet eine Aufnahme, an der der untere Rand der Trommel 15 aufliegt und befestigt ist. Eine zylindrische Wand am Boden der Wanne 20 umgibt den Trommelboden 18, um zu verhindern, daß Wasser in das mechanische Getriebe der Maschine eindringt. In Fig. 11 ist dargestellt, daß die Schmierung für die Lager der äußeren Welle 19 mit Hilfe einer Pumpe auf dem Rad bewirkt wird, wodurch das Öl in den Lagern über die Leitung 91 zirkulieren kann.

Die als Verteiler dienende Bodenplatte 23 und das Tellerventil 33 sind mit Hilfe von Stehbolzen 93 zu einem Teil verbunden.

Bei dem Planetengetriebe gemäß Fig. 12 ist der Träger, der das mit einer Rille versehene Rad 40 enthält, fest mit der Welle 19 verbunden, und das Getrieberad 77, welches das letzte ^; Rad des Getriebezuges bildet, ist mit der Welle 24 verbunden. Der Deckel 81, der das zweite, mit einer Rille versehene Rad

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trägt, ist mit einem Block 96 verachraubt, der frei in Bezug auf das untere Ende 24' der Welle 24 umlaufen kann und in axialer Richtung auf Drucklagern 97 gelagert ist, die in einem darunter liegenden Block 98 gehalten sind, der unmittelbar mit dem Ende des Teils 24' der Welle verbunden ist. Geeignete Dichtungen sorgen für eine Abdichtung zwischen den umlaufenden Teilen.

Es sei bemerkt, daß in Pig. 11 und 12 eine ausgeführte Konstruktion der erfindungsgemäßen Zentrifuge dargestellt ist, wobei aber zahlreiche konstruktive Einzelheiten abgewandelt werden können, ohne daß die Erfindung verlassen wird.

Pig. 13 zeigt schematisch eine Wasserzentrifuge, deren Verteiler drei Flügel 100, 101 und 102 besitzt, die gleichen Winkelabstand voneinander aufweisen und alle in die gleiche Richtung weisen. Demzufolge hat das Tellerventil 103 eine gleiche Anzahl von Auslaßöffnungen 104, 105 und 106, die jeweils winkelmäßig in Bezug auf den zugeordneten Flügel wie oben beschrieben versetzt sind. Im Bedarfsfall kann die Zahl der Flügel unter Einhaltung der beschriebenen Lehren erhöht werden.

Das in Fig. 14 dargestellte Ausführungsbeispiel einer Wasserzentrifuge ist mit einem zweiflügligen Verteiler versehen, wobei jeweils auf der Rückseite der Flügel 107, 108 eine gekrümmte Fläche 109 so vorgesehen ist, daß ein Luftspalt gegenüber der Innenfläche der Trommel gebildet wird, wobei dieser Spalt in entgegengesetzter Richtung zurRelativbewegung des Verteilers in Bezug auf die Trommel zunimmt, damit jegliches Material, das zugeführt wird, von der Trommel 15 mitgeschleppt wird. Darüberhinaus ist an der rückwärtigen Kante der Auslaß-

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Öffnungen jeweils ein Ablenkelement 111, 112 vorgesehen, um den Austritt des Materials beim Entladen zu erleichtern, und um zu verhindern, daß Material zwischen der Trommel und dem Flügel ein· geführt wird. Der Ausdruck "rückwärtig" bezieht sich dabei auf die Relativbewegung des Materials in Bezug auf das Tellerventil«

- Patentansprüche -

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE

   Wasserzentrifuge, insbesondere zur Verarbeitung von Fasermaterial im durchlaufenden Betrieb, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb einer mit einem Boden (18) und mit schräg nach außen geneigten Seitenwänden versehenen Trommel (15) koaxial zu dieser ein Verteilglied (16) für das zu verarbeitende Material drehbar gelagert ist, welches Führungsflächen zur Beförderung des Materials aus der Mitte zu den Seitenwänden der Trommel aufweist, daß wenigstens ein die Trommel (15) oben abschließendes und am Verteilglied (16) befestigtes Tellerventil (33» 58, 62) vorgesehen ist, welches eine Mittelöffnung (50, 59, 63) für die Materialzuführung und eine Reihe von seitlichen Auslässen (48, 49» 64, 65) für die Abführung des verarbeiteten Materials besitzt, wobei die Zahl der Auslässe gleich der Zahl der von den Führungsflächen des Verteilgliedes gebildeten Wege ist und wobei jeder Auslaß von dem zugehörigen Weg einen solchen Winkelabstand aufweist, daß das Material . für eine konstante Zeit zentrifugiert wird, daß Mittel zur Drehung der Trommel (15) sowie des Verteilgliedes (16) und des Tellerventil mit derart unterschiedlicher Ge-

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   schwindigkeit vorgesehen sind, daß das in der Mitte dem Verteilglied (16) zugeführte Material zu den Seitenwänden der Trommel (15) geleitet wird und unter der Wirkung der Zentrifugalkraft auf den Führungsflächen natürlich gleitet.

   Wasserzentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsflächen am Verteilglied (.16) duroh !Flügel (25, 26) gebildet sind, die in Bezug auf die zugehörigen Auslässe winkelmäßig nach vorn in Richtung der Relativbewegung zwischen den Flügeln und der Trommel (15) veraetet eiad,

   3. Wasserzentrifuge nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekeanzeichnet« daß das Verteilglied (16) eine Bodenplatte (23) und wenigstens zwei im gleichen Winkelabstand voaeiBasäer aageoEcl·-. nete Flügel (25, 26) enthält, uad daß die Flügel sowohl an der Bodenplatte als auch an dem Tellerventil (33) "befeetigt sind.

   4. Wasserzentrifuge nach Anspruch 3,-dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilglied (16) zwei entgegengesetzt angeordnete Flügel (251 26) enthält, die jeweils ein mittleres, gerades, zum Durchmesser der Trommel paralleles Teil (25% 26^f) UQd ein Endteil (25", 26") neben den TrommelwändeB aufweisen, wobei die Endteile in entgegengesetzte Riehtuag wie die Relativbewegung zwischen Flügeln und Trommel weisem.

   5. Wasserzentrifuge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Oberseite der Trommel eine Auffangkammer (31) angeordnet ist, die mit der Trommel über die -Auslässe im Tellerventil (33) ,in Verbindung steht und das

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   gesammelte, verarbeitete Material durch einen seitlichen Auslaß (32) herausführt, wobei die Bodenplatte umlaufend ausgebildet 1st.

   6. Wasserzentrifuge nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet! daß die umlaufende Bodenplatte aus dem die Trommel (15) oben abschließenden Tellerventil (33) besteht.

   7. Wasserzentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilglied (16) starr mit einer ersten Antriebswelle (24) und die Trommel (15) starr mit einer zweiten, die erste Welle koaxial umgebenden Antriebswelle (19) verbunden ist, daß die zweite Welle (19) starr mit dem Träger (40) eines Planetengetriebes (42) und die erste Welle (24) starr mit dem letzten Rad (77) des Planetengetriebes (72) verbunden ist, und daß der Träger (40) und das erste Rad (80) den Getriebes von einer g-soi·³.! 'öpnaen Antriebsquelle mit unterschiedlicher Creschwinäigk.«·*. l· angetrieben werden.

   8. Waaserzentrifuge nach Ai^;:uch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Tellerventile aneinander befestigt sind, wobei ein erstes unteres.(58) am Verteilglied sitzt und wenigstens ein weiteres (62) im Abstand darüber angeordnet ist und daß beide Tellerventile ein Mittelloch (59, 63) aufweisen, welches über eine Zuleitung mit den Mittellöchern der übrigen

   Tellerventile verbunden ist, um einen Zuführungsweg für das zu verarbeitende Material zum Verteilglied zu schaffen.

   9. Wasserzentrifuge nach Anspruch 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilglied wenigstens zwei im gleichen Winkelabstand voneinander angeordnete, flügel enthält, die eine geringere Höhe als die Trommel (15) aufweisen.

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   10. Wasserzentrifuge nach. Anspruch. 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnungen eines unteren Tellerventils gegenüber den Auslaßöffnungen in einem oberen Tellerventil nach vorn in Richtung der Relativbewegung zwischen den Tellerventilen und der Trommel versetzt sind.

   11. Wasserzentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände der Trommel (15) perforiert sind.

   12. Wasserzentrifuge nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet« daß auf der Innenseite der Trommel (15) Streifen (17*) so angeordnet sind, daß sie auf Linien maximaler Neigung liegen.

   13. Wasserzentrifuge nach Anspruch 3 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die flügel an ihrer Rückseite eine zusätzliche gekrümmte Fläche (109, 110) aufweisen, die sich, allmählich der Innenfläche der Trommel (15) in Richtung der Relativbewegung zwischen Flügel und Trommel nähert.

   14. Wasserzentrifuge nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß an der rückwärtigen Kante der Auslaßöffnungen jeweils ein Ablenkelement (111, 112) vorgesehen ist.

   be/br

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