DE2361342C2

DE2361342C2 - Device for monitoring the unbalance on pendulum centrifuges

Info

Publication number: DE2361342C2
Application number: DE19732361342
Authority: DE
Inventors: Edwin Rupperswil Baumann
Original assignee: Ferrum AG
Current assignee: Ferrum AG
Priority date: 1972-12-14
Filing date: 1973-12-08
Publication date: 1982-12-09
Also published as: CH559359A5; DE2361342A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Überwachung der Unwucht an Pendelzentrifugen mit einem am beweglich gelagerten Zentrifugengehäuse angeordneten Tragelement mit einer Vertiefung für eine bewegliche Masse in Form einer Kugel, die von den Schwingungen des Zentrifugengehäuses beeinflußt wird, welche dieses infolge von Unwuchtkräften ausführt, wobei die Auslenkung der Kugel als Steuersignal zur Beeinflussung eines Zentrifugenantriebs dient.The invention relates to a device for monitoring the imbalance in pendulum centrifuges a support element arranged on the movably mounted centrifuge housing with a recess for a Movable mass in the form of a ball, which is influenced by the vibrations of the centrifuge housing which does this as a result of unbalance forces, with the deflection of the ball as a control signal serves to influence a centrifuge drive.

Bei Pendelzentrifugen, wie sie in Chemiebetrieben, Wäschereien und Textilfabriken verwendet werden, sind die den Zentrifugenkorb enthaltenden Gehäuse pendelnd, meist in Verbindung mit Federn aufgehängt Sie können somit unter der Wirkung der Unwuchtkräfte schwingende Bewegungen ausführen. Solche Unwuchtkräfte können z. B. durch ungleichmäßige Verteilung von Wäschestücken, durch einen ungleichmäßigen Füllvorgang, durch Wellenbildung im Flüssigkeitsbereich oder durch einen Riß im Filtertuch auftreten.For pendulum centrifuges such as those used in chemical plants, laundries and textile factories, are the housings containing the centrifuge basket pendulum, usually suspended in connection with springs You can therefore perform oscillating movements under the effect of the unbalance forces. Such unbalance forces can e.g. B. through uneven distribution of items of laundry, through an uneven filling process, occur through the formation of waves in the liquid area or through a tear in the filter cloth.

Die zulässige Unwucht ist abhängig von der Konstruktion der Maschine und wird bestimmt durch die Lage der Aufhängepunkte, das Gewicht und die Schwerpunktlage der pendelnden Teile, von der Drehzahl und der Federcharakteristik. Nach Überschreiten der zulässigen Unwucht wird die Zentrifuge labil. Es treten starke Schläge auf. Wird die Zentrifuge nicht sofort abgebremst, so sind Maschinenbruch und kostspielige Folgeschäden zu erwarten.The permissible imbalance depends on the construction of the machine and is determined by the Location of the suspension points, the weight and the center of gravity of the oscillating parts, from the speed and the spring characteristics. The centrifuge becomes unstable after the permissible unbalance is exceeded. It strong blows occur. If the centrifuge is not braked immediately, machine breakdowns are costly Consequential damage to be expected.

Bei Pendelzentrifugen verschiebt sich das Zentrum des pendelnden Teiles in bezug auf das theoretische Maschinenzentrum von Charge zu Charge. Es wurde schon versucht, durch den Einbau von Endschaltern die Unwucht zu überwachen. Dabei wurde bei Überschreiten einer bestimmten Amplitude zwischen dem statischen und dem dynamischen Teil der Maschine der Antrieb abgestellt oder die Drehzahl reduziertIn pendulum centrifuges, the center of the pendulous part shifts in relation to the theoretical one Machine center from batch to batch. Attempts have already been made to reduce the Monitor imbalance. When a certain amplitude was exceeded, between the static and the dynamic part of the machine, the drive is switched off or the speed is reduced

Darüber hinaus ist aus der DE-AS 11 72 612 aach bereits ein Unwuchtschalter für Zentrifugen der eingangs genannten Art bekanntgeworden, bei dem direkt am beweglich gelagerten Zentrifugengehäuse eine Schwingungsüberwachung durchgeführt wird Bei dieser vorbekannten Anordnung ist vorgesehen, daß die Kugel bei Schwingungen aus ihrem Sitz in der Vertiefung abhebt und dabei eine Lage einnimmt, in der sie zwei elektrische Kontaktschienen miteinander verbindetIn addition, DE-AS 11 72 612 aach already an unbalance switch for centrifuges of the type mentioned became known, in which the movable directly on mounted centrifuge housing a vibration monitoring is carried out in this previously known Arrangement is provided that the ball lifts out of its seat in the recess when it vibrates and thereby assumes a position in which it connects two electrical contact rails with one another

Bei dieser Anordnung kann zur Auslösung von solchen Kontakten eine erhebliche Verschiebung der Kugel erforderlich sein, da auf der anderen Seite die Kontaktschienen an der Kugel nicht so nahe angeordnet sein dürfen, daß allzu leicht Fehlschaltungen auftreten könnea Hinzu kommt auch noch, daß ein einmaliger Stoß der möglicherweise auf ganz andere Ursachen zurückgeht nicht von vorne herein ein Abschalten oder Gegenregeln des Zentrifugenantriebs auslösen soll. Außerdem ist ein völliges Abheben für die Funktionsweise des Schalters notwendig, bei dem bei nicht exakt waagrechter Anordnung des Bodens der Platte nach einem Ansprechen, d. h. einem Herausheben der Kugel aus ihrem zentralen Sitz, diese unter Umständen nicht mehr in die Vertiefung zurückrolltWith this arrangement, a significant shift in the triggering of such contacts can occur Ball may be required because, on the other hand, the contact rails are not so close to the ball that incorrect switching can occur all too easily Impact that may be due to completely different causes does not switch off from the start or To trigger counter-rules of the centrifuge drive. Plus, it's a complete take off for how it works of the switch is necessary, in the case of a not exactly horizontal arrangement of the bottom of the plate after a response, d. H. lifting the ball out of its central seat, this may not rolls back more into the indentation

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß bereits bei geringen Auslenkungen der Kugel ein sicheres und gegen vorübergehende Störungen möglichst unanfälliges Erzeugen eines Steuersignals gewährleistet istThe invention is therefore based on the object of designing a device of the type mentioned at the outset in such a way that that even with small deflections of the ball a safe and against temporary disturbances The generation of a control signal that is as innocuous as possible is guaranteed

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß das Tragelement als eine Platte und die Vertiefung konisch oder sphärisch ausgebildet ist, die Kugel durch eine Feder mit Vorspannung auf ihre Sitzfläche gedrückt ist, daß eine an eine Druckgasquelle angeschlossene Staudüse im Zentrum der Vertiefung mündet und daß Steuermittel für den Zentrifugenantrieb vorgesehen sind, welche auf Druckunterschiede in einer Zuführleitung der Staudüse ansprechen.To solve this problem it is provided that the support element is a plate and the recess is conical or spherical, the ball is pressed onto its seat by a spring with pretension, that a nozzle connected to a pressurized gas source opens in the center of the depression and that control means are provided for the centrifuge drive, which is based on pressure differences in a supply line respond to the nozzle.

Es ist nur eine geringe Auslenkung der Kugel erforderlich, um ein Steuersignal zu erzeugen. Auch ist darüber hinaus durch die Federbelastung der Kugel sichergestellt, daß diese nicht völlig von ihrem Sitz abgehoben werden kann.Only a slight deflection of the ball is required to generate a control signal. Also is in addition, ensured by the spring loading of the ball that it is not completely lifted from its seat can be.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachstehend näher erläutert
Es zeigenFurther advantageous refinements are given in the subclaims.
Embodiments of the invention are shown in the drawing and are explained in more detail below
Show it

F i g. 1 eine Ansicht, teilweise im Schnitt, durch eine Vorrichtung zur Überwachung der Unwucht an einer Pendelzentrifuge,F i g. 1 is a view, partly in section, through a device for monitoring the imbalance on a Pendulum centrifuge,

F i g. 2 eine erste Variante der Vorrichtung nach F i g. 1 undF i g. 2 shows a first variant of the device according to FIG. 1 and

F i g. 3 eine zweite Variante der Vorrichtung nach Fig. 1.F i g. 3 shows a second variant of the device according to FIG. 1.

Eine Platte 2 ist an einem Gehäuseflansch einer nicht dargestellten Pendelzentrifuge 1 befestigt, also an einem Teil, der den dynamischen Erregerkräften der Zentrifuge ausgesetzt ist und der unter dem Einfluß derA plate 2 is attached to a housing flange of a pendulum centrifuge 1 (not shown), that is to say to a part which is exposed to the dynamic excitation forces of the centrifuge and which is under the influence of the

Unwuchtkräfte eine räumlich schwingende Bewegung ausführt. Die Platte 2 weist eine konische Vertiefung 3 auf, die als Sitz für eine Kugel 4 dient Die Kugel 4 wird durch eine Feder 5, eine abgekröpfte Blattfeder, mit einer bestimmten Kraft auf ihren Sitz gedruckt Im tiefsten Punkt der Vertiefung 3 mündet eine Staudüse 6, die mit einer nicht dargestellten Druckluftquelle verbunden ist Eine Abzweigleitung 7 ist mit einem ebenfalls nicht dargestellten, bekannten Regelgerät verbunden, das bei einem bestimmten Druckabfall in der Staudüse 6 anspricht und auf den Antriebsmotor der Zentrifuge im Sinne einer Drehzahlverminderung einwirkt In den Raum zwischen der Kugel 4 und der Vertiefung 3 mündet ferner eine Entlüftungsleitung 8.Imbalance forces perform a spatially oscillating movement. The plate 2 has a conical recess 3 on, which serves as a seat for a ball 4 The ball 4 is supported by a spring 5, a cranked leaf spring a certain force printed on their seat In the deepest point of the recess 3 a nozzle 6 opens, which is connected to a compressed air source, not shown. A branch line 7 is also connected to a not shown, known control device connected, which at a certain pressure drop in the stagnation nozzle 6 responds and to the drive motor of the centrifuge acts in the sense of a speed reduction in the space between the ball 4 and the recess 3 a vent line 8 also opens.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Durch die Staudüse 6 wird während des Betriebes der Zentrifuge dauernd Druckluft gegen die Kugel 4 geblasen, die durch die Entlüftungsleitung 8 entweichen kann. Auf die Kugel 4 wirkt dadurch eine vertikale Auftriebskraft, die jedoch durch die Kraft der Blattfeder kompensiert wird, so daß sich die Kugel 4 nicht von ihrem Sitz abheben kann. In der Staudüse 6 herrscht dann ein bestimmter konstanter Betriebsdruck, der über die Leitung? auch in das Regelgerät übertragen wird. Der Luftdruck, der Abstand zwischen Kugel 4 und Mündung der Staudüse 6, die Kraft der Feder 5, die Neigung der konischen Vertiefung 3 und der Durchmesser der Kugel 4 wird derart aufeinander abgestimmt, daß die Kugel 4 auch beim Auftreten von Schwingungen des Gehäuses der Zentrifuge 1 in ihrem Sitz verbleibt, so lange diese in zulässigen Grenzen bleiben. Übersteigen jedoch diese Schwingungen infolge von unzulässig großer Unwucht ein bestimmtes Maß, so hebt sich die Kugel 4 aus ihrem Sitz ab und beginnt auf der konischen Fläche der Vertiefung zu rotieren. Der Kugeldurchmesser ist in F i g. 1 mit a bezeichnet, der Rotationsdurchmesser der Kugel dagegen mit b. Die Druckluft kann nun zwischen der Kugel und der konischen Fläche der Vertiefung 3 entweichen, was einen Drukkabfall in der Staudüse 6 bewirkt Dieser bringt das an die Leitung 7 angeschlossene Regelgerät zum Ansprechen, wodurch die Drehzahl der Zentrifuge reduziert wird, bis die Unwucht wieder innerhalb der zulässigen Grenze liegtThe mode of operation of the device is as follows: During operation of the centrifuge, compressed air is continuously blown against the ball 4 through the baffle nozzle 6, and compressed air can escape through the vent line 8. As a result, a vertical buoyancy force acts on the ball 4, but this is compensated for by the force of the leaf spring, so that the ball 4 cannot lift from its seat. A certain constant operating pressure then prevails in the stagnation nozzle 6, which via the line? is also transferred to the control device. The air pressure, the distance between the ball 4 and the mouth of the nozzle 6, the force of the spring 5, the inclination of the conical recess 3 and the diameter of the ball 4 are coordinated so that the ball 4 even when vibrations of the housing of the centrifuge occur 1 remains in its seat as long as it remains within permissible limits. However, if these vibrations exceed a certain amount due to an impermissibly large imbalance, the ball 4 lifts out of its seat and begins to rotate on the conical surface of the recess. The ball diameter is shown in FIG. 1 is denoted by a , while the rotation diameter of the ball is denoted by b. The compressed air can now escape between the ball and the conical surface of the recess 3, which causes a pressure drop in the nozzle 6 permissible limit lies

Die F i g. 2 zeigt eine grundsätzlich gleiche Vorrichtung. Die Kugel 4 wird hier jedoch durch einen axial verschiebbaren Stößel 9, der in einer Stellschrauben gelagert ist, in die Vertiefung 3 gedrückt Der Stößel 9 steht unter der Vorspannung einer Feder 10, einer Schraubenfeder. Die Schraube 11 sitzt in einem starren Bügel 12. Durch Drehen der Schraube 11 kann die Vorspannung der Feder 10 verändert werden, wodurch eine zusätzliche Einstellmöglichkeit ar die jeweiligenThe F i g. 2 shows a basically identical device. The ball 4 is here, however, axially displaceable plunger 9, which is in a set screws is stored, pressed into the recess 3 The plunger 9 is under the bias of a spring 10, a Coil spring. The screw 11 sits in a rigid Bracket 12. By turning the screw 11, the preload the spring 10 can be changed, creating an additional adjustment option ar the respective

ίο Betriebsverhältnisse geschaffen wird.ίο operating conditions are created.

Die Ausführungsform nach F i g. 3 entspricht grundsätzlich derjenigen nach Fig. 1.The embodiment according to FIG. 3 basically corresponds to that of FIG. 1.

Die Blattfeder ist jedoch hier an einem Halter 20 befestigt, der einen parallel zur Platte 2 verlaufenden Arm 21 trägt An diesem ist ein Faltenbalg 23 befestigt, dessen freies unteres Ende eine Spitze 24 trägt, die gegen die Feder 5 drückt Der Innenraum des Faltenbalges 23 ist über eine Leitung 22 mit einer nicht dargestellten Druckluftquelle verbunden, die mit steigender Drehzahl der Zentrifuge einen steigenden Druck liefert Dieser beträgt z. B. 0,2 bis 1,0 bar. An der Unterseite der Blattfeder, gegenüber der Spitze 24, befindet sich ein Rundkopfniet 25, das durch eine Druckfeder 26 in Form einer Schraubenfeder gegen die Blattfeder 5 gedrückt wird. Die Schraubenfeder sitzt auf einer Stiftschraube 27, die in eine Gewindebohrung der Platte 2 eingeschraubt ist Durch Verstellen der Schraube 27 kann der Druck gegen die Unterseite der Blattfeder und damit auch der Druck der Feder 5 auf die Kugel 4 verändert werden.The leaf spring is, however, fastened here to a holder 20 which has a holder 20 extending parallel to the plate 2 Arm 21 carries a bellows 23 is attached to this, the free lower end of which carries a tip 24 which presses against the spring 5. The interior of the bellows 23 is connected via a line 22 to a not shown Compressed air source connected, which supplies an increasing pressure with increasing speed of the centrifuge This is z. B. 0.2 to 1.0 bar. At the bottom of the Leaf spring, opposite the tip 24, there is a round head rivet 25, which is shaped by a compression spring 26 a helical spring is pressed against the leaf spring 5. The coil spring sits on a stud screw 27, which is screwed into a threaded hole in the plate 2. By adjusting the screw 27, the Pressure against the underside of the leaf spring and thus also the pressure of the spring 5 on the ball 4 changes will.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung entspricht derjenigen der Vorrichtung nach der Fig. 1, mit dem Unterschied, daß mit steigender Drehzahl der Zentrifuge infolge des ebenfalls steigenden Luftdruckes im Faltenbalg 23 die Spitze 24 immer stärker gegen die Blattfeder gedrückt wird. Diese drückt die Kugel 4 entsprechend stärker in ihren Sitz. Damit kann vermieden werden, daß die Vorrichtung bei hohen Drehzahlen schon bei kleinen Unwuchtkräften, im mittleren Drehzahlbereich dagegenThe mode of operation of the device corresponds to that of the device according to FIG. 1, with the difference that with increasing speed of the centrifuge due to the increasing air pressure in the bellows 23 the tip 24 is pressed more and more against the leaf spring. This presses the ball 4 accordingly stronger in their seat. This can be avoided that the device at high speeds even at small Imbalance forces, however, in the medium speed range

erst bei großen Unwuchtkräften anspricht Durch Verstellen der Schraube 27 kann die Schaltcharakteristik der Vorrichtung beeinflußt werden. Die Vertiefung 3 könnte auch anders als konisch, z. B. sphärisch, ausgebildet sein.only responds in the case of large imbalance forces. By adjusting the screw 27, the switching characteristics the device are affected. The recess 3 could also be other than conical, e.g. B. spherical, formed be.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for monitoring the imbalance on pendulum centrifuges with a movably mounted one Centrifuge housing arranged support element with a recess for a movable mass in Shape of a sphere, which is influenced by the vibrations of the centrifuge housing, which this executes as a result of imbalance forces, the deflection of the ball as a control signal for influencing a centrifuge drive, characterized in that

that the support element is designed as a plate (2) and the recess (3) is conical or spherical, the ball (4) is pressed by a spring (5,10) with pretension on its seat surface,
that a nozzle (6) connected to a compressed gas source opens in the center of the recess (3) and

that control means are provided for the centrifuge drive, which on pressure differences in a Address the nozzle feed line (6).

2. Device according to claim 1, characterized in that that as a means to the bias of the spring (5) with increasing centrifuge speed reinforce, a bellows (23) is provided, and that its interior with an increasing Centrifuge speed increasing pneumatic pressure is applied.

3. Device according to claim 2, characterized in that that the spring (5) on the side opposite the bellows (23) by an adjustable Compression spring (26) is supported