DE2811887C2 - Antrieb für eine kontinuierlich arbeitende Schneckenzentrifuge - Google Patents

Antrieb für eine kontinuierlich arbeitende Schneckenzentrifuge

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Description

Die Erfindung betrifft einen Antrieb für eine kontinuierlich arbeitende Schneckenzentrifuge mit einem drehzahlvariablen Motor und mit einem Hauptantriebsmotor, von dem aus über einen ersten Keilriementrieb ein Zentrifugenmante) und über einen zweiten Keilriementrieb und ein Umlaufgetriebe eine einteilige Förderschnecke mit einer Differenzdrehzahl zum Zentrifugenmantel angetrieben sind.
Derartige Antriebe sind für Schneckenzentrifugen bekannt, wobei die Drehzahl der Schnecke größer oder kleiner sein kann als die des Zentrifugenmantels; es muß nur durch die Relativbewegung die Förderung der in diesen Zentrifugen abzutrennenden Feststoffe zum kleineren Trommelende hin erfolgen. Die dabei von der Schnecke zu überwindende Reibungskraft hat dabei das Bestreben, die Differenzdrehzahl zwischen Zentrifugenmantel und Schnecke zu vermindern, d. h. die Schnecke mit der Drehzahl des Zentrifugenmantels mitzunehmen. Dieses Drehmoment ist abhängig von der Art und Menge des Schleudergutes, seinem Feststoffgehalt und der Länge der Trockenzone in der Zentrifuge.
Schneckenzentrifugen sind deshalb häufig mit drehmomentabhängig regelbaren oder zeitabhängig steuerbaren Antrieben vorteilhaft ausgerüstet, wenn Schleuderflüssigkeiten in unterschiedlicher Menge und mit unterschiedlicher Feststoffkonzentration anfallen und an den abgeschleuderten Feststoffjjesondere Anforderungen bezüglich der Restfeuchte gestellt werden. Die Regelung und Steuerung der Zentrifuge erfolgt dabei durch eine Differenzdrehzahl- und/oder Produkt-
Zulaufänderung.
Bei bekannten Planeten- oder Cyclogetrieben kann zwar die Antriebswelle dieser Getriebe festgehalten und dabei das anstehende Drehmoment gemessen werden, jedoch ist eine Differenzdrehzahländerung während des
■5 Betriebes nicht möglich. Eine notwendige Differenzdrehzahländerung müßte jeweils durch Umbau des Übersetzungsverhältnisses im Getriebe erfolgen.
Aus der DE-OS 24 32 284 ist ein Antrieb für kontinuierlich arbeitende Schneckenzentrifugen bekannt, bei dem die Regelung der Differenzdrehzahl zwischen Schnecke und Zentrifugenmantel über einen hydrostatischen Antrieb erfolgt, die Schnecken von einem mit Trommeldrehzahl umlaufenden Hydraulikmotor angetrieben wird und die Differenzdrehzahl von dem Hy- draulikmotor von einer regelbaren Pumpe zugeführten Olvolumen abhängig ist Bezugsgröße für die Regelung ist der drehmomentabhängige Öldruck.
Derartige hydrostatische Antriebe sind insbesondere für kleinere und mittlere Schneckenzentrifugen geeig net Bei größeren Schneckenzentrifugen sind höhere Differenzdrehzahlen schwierig zu erreichen. Der Antrieb erfordert ein zusätzliche Wartung, wobei Verunreinigungen durch Leckagen im Hochdruckaggregat auftreten können. Derartige Antriebe können zudem teuer sein und einen erhöhten Platzbedarf benötigen.
Die DE-PS 1040 460 zeigt die Drehzahlregelung einer Schneckenzentrifuge mittels einer Wirbelstrombremse, bei der die Antriebswelle des Getriebes auf eine Drehzahl so weit abgebremst wird, bis die gewünschte Differenzdrehzahl erreicht wird, innerhalb vorgegebener Grenzen kann dabei durch entsprechende elektrische Steuerungen bei unterschiedlichen Belastungen der Schlupf und damit die Differenzzahl konstant gehalten werden. Wird der Grenzwert durch überhöhtes Drehmoment überschritten, ist durch Schlupfänderung eine Differenzdrehzahlerhöhung möglich.
Die Drehzahlregelung über eine Wirbelstrombremse ist ebenfalls für kleinere Schneckenzentrifugen geeignet Bei der Übertragung größerer Drehmomente sind aber
so größere Getriebeübersetzungen erforderlich, die jedoch den Regelbereich vermindern können. Es entstehen größere Verlustleistungen insbesondere bei kleineren Oifferenzdrehzahlen. Explosionsgeschützte Zentrifugenausführungen sind schwierig.
Des weiteren sind Schneckenantriebe in Verbindung mit Regelmotoren bekannt, bei denen eine stufenlose Differenzdrehzahleinstellung sowie eine drehmomentabhängige Differenzdrehzahl- und/oder Produktzulaufänderung möglich ist Derartige Antriebe sind aber sehr teuer.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen preisgünstigen Antrieb für Schneckenzentrifugen zu schaffen, mit dem die Differenzdrehzahl der Schnecke bei minimalen Leistungsverlusten drehmomentabhängig verändert werden kann.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine keilriemenscheibe des zweiten Keilriementriebes mit einem zweiten Umlaufgetriebe gekoppelt ist, die Antriebs-
welle des zweiten Umlaufgetriebes von dem mit einem Meß/Regelgerät verbundenen, drehzahlvariablen Motor angetrieben ist und die Antriebswelle des zweiten Umlaufgetriebes mit der Antriebswelle des ersten Umlaufgetriebes über eine starre Kupplung fest verbunden ist
Diese Aufgabe kann auch dadurch gelöst werden, daß eine Keilriemenscheibe des zweiten Keilriementriebs mit einem zweiten Umlaufgetriebe gekoppelt ist, die Antriebswelle des zweiten Umlaufgetriebes von dem drehzahlvariablen Motor angetrieben ist, das zweite Umlaufgetriebe in einem Lagergehäuse ang»"erdnet ist und die Abtriebswelle des zweiten Umlaufgetriebes über eine Kupplung starr mit dem Hauptantriebsmotor verbunden ist
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist das zweite Umlaufgetriebe im Gehäuse des ersten Umlaufgetriebes drehbar gelagert. Dadurch ergibt sich eine kostengünstige und platzsparende Lösung. Da durch die üblichen Getriebeübersetzungen an der Antriebswelle des zweiten Umlaufgetriebes nur ein geringes Drehmoment ansteht, ist die zur Regelung der Drehzahländerung erforderliche Leistung und die dabei entstehenden Leistungsverluste ebenfalls gering.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachstehend näher erläutert Es zeigt
F i g. 1 den Längsschnitt durch eine Schneckenzentrifuge, bei der das zweite Umlaufgetriebe mit dem ersten Umlaufgetriebe mittels einer starren Kupplung fest verbunden ist,
F i g. 2 den Längsschnitt durch eine Schneckenzentrifuge, bei der das zweite Umlaufgetriebe in einem besonderen Getriebegehäuse angeordnet ist
In der F i g. 1 ist mit 1 ein Umlaufgetriebe, z. B. ein Cyclogetriebe, bezeichnet, das mit dem Hauptantriebsmotor 2 über auswechselbare Keilriemenscheiben 3 und 4 den drehbar gelagerten Zentrifugenmantel 5 auf eine festgelegte Drehzahl antreibt Erfindungsgemäß ist ein zweites Umlaufgetriebe 6, angetrieben durch den Hauptantriebsmotor über auswechselbare Keilriemenscheiben 7 und 8, vorgesehen und die Antriebswelle 9 des zweiten Umlaufgetriebes mit der Antriebswelle 10 des ersten Umlaufgetriebes über eine starre Kupplung 11 fest verbunden. Das zweite Umlaufgetriebe ist im Gehäuse des ersten Umlaufgetriebes drehbar gelagert und treibt die Schnecke 12 über Welle 13 auf eine in Abhängigkeit von den Übersetzungsverhältnissen der Keilriemenscheiben 7,8 und der Umlaufgetriebe 1,6 auf eine zum Zentrifugenmantel festgelegte Differenzdrehzahl an.
Die Antriebswelle 14 des Umlaufgetriebes 6 wird beispielsweise durch einen polumschaltbaren Motor 15 mit einer festgelegten Drehzahl angetrieben. Der polumschaltbare Motor ist mit einem Meß- und Regelgerät 16 verbunden, das eine Drehzahländerung des Motors und/oder eine Änderung des Produktzulaufes 17 ermöglicht
Der Antrieb arbeitet während des Betriebes folgendermaßen: In dem dargestellten Ausführungsbeispiel dreht die Schnecke 12 beispielsweise mit einer höheren Drehzahl als der Zentrifugenmantel 5.
Am Produktzulauf 17 erfolgt die Aufgabe des feststoffhaltigen Schleudergutes, das in der Zentrifugentrommel in bekannter Weise getrennt wird, wobei die Feststoffe am Ablauf 18 und die Klarphase am Ablauf 19 der Zentrifuge ausgetragen werden. Zur Förderang des Feststoffes in der Zentrifugentrommel durch die Schnecke sind, je nach Einsatzgebiet und Betriebsbedingungen, unterschiedliche Drehmomente erforderlich. Ein Teil des jeweils anstehenden Drehmomentes zwischen Schnecke und Zentrifugenmantel wird von der Antriebswelle 14 des zweiten Umlaufgetriebes 6 auf den Motor 15 übertragen. Dieses Drehmoment wird durch eine entsprechende Stromaufnahme des Motors am Meßgerät 16 angezeigt und ist abhängig von der Produktzulaufmenge und/oder der anfallenden Feststoffkonzentration. Mit erhöhtem I'roduktzulauf und/ oder erhöhter Feststoffkonzentration steigt das Drehmoment und damit die Stromaufnahme des Motors. Bei Überschreitung eines festgelegten '»-rehmomentes und damit der Stromaufnahme erfolgt aulofl>?.lisch eine Umpolung des Motors und damit eine Drehzahlreduzierung des Motors sowie der Antriebswelle 14, die ihrerseits eine Veränderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen Abtriebswelle und Gehäuse des zweiten Umlaufgetriebes erfährt und damit eine Erhöhung der Schneckendrehzahl sowie der Differenzdrehzahl bewirkt Dadurch wird die größere anfallende Feststoffmenge schneller ausgetragen, wobei sich das Drehmoment verringert Sinkt die Stromaufnahme bei vermindertem Drehmoment, wird durch eine erneute Umpolung wieder die Grunddrehzahl des Motors 15 und damit die Grunddifferenzdrehzahl zwischen Schnecke und Zentrifugenmantel eingestellt
Überschreitet die Stromaufnahme einen eingestellten maximalen Grenzwert, können weitere Maßnahmen, z. B. Drosselung des Produktzulaufes 17 oder Abschaltung des Hauptantriebsmotors über das Meß- uad Regelgerät 16, erfolgen.
Wird anstelle eines polumschaltbaren Motors 15 ein Regelmotor verwendet, erfolgt schon bei jeder geringen Stromänderung eine Drehzahlreduzierung des Regelmotors und somit eine Erhöhung der Differtnzdrehzahl.
Bei entsprechender Auslegung der Keilriemenscheiben 7, 8 kann anstelle des Motors 15 auch eine Bremse eingesetzt werden.
In der Fig.2 ist das zweite Umlaufgetriebe 6' in einem besonderen Getriebegehäuse 20 gelagert und an
so der Abtriebswelle 9' mit dem Hauptantriebsmotor 2' über eine Kupplung 21 und die Antriebswelle 14 beispielsweise mit einem polumschaltbaren Motor 15' über eine Kupplung 22 starr verbunden. Der Antrieb des Zentrfcgenmantels 5 erfoigt durch den Hauptantriebsmotor über Keilriemenscheiben 3 und 4 und der Antrieb der Schnecke über Keilriemenscheiben 7 uud 8 auf das Umlaufgetriebe 1.
Die Arbeitsweise dieses Antriebes ist wie zuvor bei der F i g. 1 beschrieben.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Antrieb für eine kontinuierlich arbeitende Schneckenzentrifuge mit einem drehzahlvariablen Motor und mit einem Hauptantriebsmotor, von dem aus über einen ersten Keilriementrieb ein Zentrifugenmantel und über einen zweiten Keilriementrieb und ein Umlaufgetriebe eine einteilige Förderschnecke mit einer Differenzdrehzahl zum Zentrifugenmantel angetrieben sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Keilriemenscheibe (8) des zweiten Kdlriementriebes mit einem zweiten Umlaufgetriebe (6) gekoppelt ist, die Antriebswelle (14) des zweiten Umlaufgetriebes (6) von dem mit einem Meß/Regelgerät verbundenen, drehzahlvariablen Motor angetrieben ist und die Antriebswelle (9) des zweiten Umlaufgetriebes (6) mit der Antriebswelle (10) des ersten Umlaufgetriebes (1) über eine starr« Kupplung (11) fest verbunden ist
2. Antrieb für είπε kontinuierlich arbeitende Schneckenzentrifuge mit einem drehzahlvariablen Motor und mit einem Hauptantriebsmotor, von dem aus über einen ersten Keilriementrieb ein Zentrifugenmantel und über einen zweiten Keilriementrieb und ein Umlaufgetriebe eine einteilige Förderschnecke mit einer Differenzdrehzahl zum Zentrifugenmantel angetrieben sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Keilriemenscheibe (T) des zweiten Keilriementriebes mit einem zweiten Umlaufgetriebe (6') i^koppell ist, die Antriebswelle (14) des zweiten Umlaufgetriebes (60 von dem drehzahlvariablen Motor (15') angetrieben ist, das zweite Umlaufgetriebe (60 in einem Lagergehäuse (20) angeordnet ist und die Antriebswelle (9*) des zweiten Umlaufgetriebes (6') über eine Kupplung (21) starr mit dem Hauptantriebsmotor (2') verbunden ist
3. Antrieb für eine kontinuierlich arbeitende Schneckenzentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Umlaufgetriebe (6) im Gehäuse des ersten Umlaufgetriebes (1) drehbar gelagert ist
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