DE3000381A1

DE3000381A1 - Hydraulisch gesteuerte zentrifuge

Info

Publication number: DE3000381A1
Application number: DE19803000381
Authority: DE
Inventors: Denis Buffet
Original assignee: Robatel SLPI SA
Current assignee: Robatel SLPI SA
Priority date: 1979-01-09
Filing date: 1980-01-07
Publication date: 1980-07-24
Also published as: FR2446132A1; GB2042942B; US4285462A; IT7928277A0; IT1126639B; GB2042942A; JPS5594659A; FR2446132B1

Description

ROBATEL S.L.P.I. 7. Januar 1980

Route de Geneve

F-69740 Genas Meine Akte: r 108-j,DE

Hydraulisch gesteuerte Zentrifuge

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zentrifuge gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 . .·

Es ist bekannt, daß z.B. bei gewissen Zentrifugen die Trommel einen durch einen Deckel verschlossenen Boden aufweist, wobei im Verbindungsbereich dieser Teile Austrittsöffnungen vorgesehen sind. Normalerweise sind diese Öffnungen durch Stifte oder, noch besser, durch einen beweglichen Innenboden verschlossen, der fUr gewöhnlich gegen den Deckel gedrückt wird, jedoch zur Freigabe der öffnungen herabsinken kann. Selbstverständlich müssen Steuermittel für die Stifte oder den beweglichen Innenboden vorgesehen sein. Eine einfache Lösung besteht darin, hierzu ein hydraulisches System zu benutzen, wobei der Flüssigkeitsdruck ganz oder teilweise von der Zentrifugalbeschleunigung herrühren kann.

Die Zufuhr der Steuerflüssigkeit kann durch in der Welle der Zentrifuge vorgesehene Kanäle erfolgen, was jedoch die Bauweise erheblich kompliziert. Meistens wird daher zu diesem Zweck die Verwendung einer feiststehenden radialen Leitung bevorzugt, die gegenüber einer ringförmigen und von der rotierenden Gruppe getragenen Rinne mündet. Insbesondere kann die Leitung derart in die Rinne eintreten, daß sie sich in dem darin enthaltenen Flüssigkeitsring befindet, was an der Mündung der Leitung einen merk-

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lichen Gegendruck hervorruft. Auf diese Weise kann man die Flüssigkeit unter einem ersten Druck zuführen, der geringer als dieser Gegendruck ist, in welchem Fall die Rinne nicht überläuft, oder aber, im Gegensatz hierzu, unter einem stärkeren Druck, der ein überlaufen verursacht, wobei die überschüssige Flüssigkeit durch eine Hilfsrinne aufgefangen wird, um eine andere Steuerung zu bewirken. Dieses oft "Turbinensystem" genannte System gewährleistet eine große Steuerungsempfindlichkeit.

Diese Anordnung weist jedoch den Nachteil auf, daß dabei der Zugang zum Turbinensystem ohne eine umfangreiche Demontage unmöglich ist, da die in die Rinne eingreifende Leitung ein einfaches Abheben der rotierenden Gruppe von der sie tragenden Welle verhindert. Eine solche Demontage ist jedoch oft sehr schwierig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu beseitigen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 genannten Merkmale in Verbindung mit dessen Oberbegriff gelöst.

Dementsprechend ist die Auffangrinne des Turbinensystems gleitend in der Unterfläche des Bodens der Trommel angeordnet, so daß letztere ohne Mitnahme der Rinne abgehoben werden kann, welche zumindest durch den als Einmündung der Flüssigkeitszuführungsleitung dienenden Teller zurückgehalten wird.

Selbstverständlich werden dichtende Mittel vorgesehen, um die Rinne mit dem entsprechenden, im Trommelboden befindlichen Kanal zu verbinden. Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung ist die Rinne zu diesem Zweck mit einem ringförmigen Träger verbunden, der an der Basis der konischen Lagerfläche für die Trommel montiert ist; die Rinne steht mit dem zwischen diesem Träger und der Trommelunterfläche

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verbleibenden Zwischenraum in Verbindung, wobei der vorerwähnte Kanal ebenfalls in diesen Raum mündet. Diese Maßnahme stellt nicht nur die gewünschte Verbindung sicher, sondern führt auch dazu, daß der im Zwischenraum herrschende hydraulische Druck den Träger nach unten zu schieben sucht, d.h. ihn verstärkt auf die konische Lagerfläche drückt, wodurch jede unbeabsichtigte Drehung der Rinne in ihrem Lager verhindert wird.

Nachstehend ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die schematische Zeichnung beispielsweise näher beschrieben; es zeigen:

Fig. 1 einen Teilschnitt in großem Maßstab, der den mittleren Teil einer erfindungsgemäß ausgebildeten Zentrifuge darstellt;

Fig. 2 eine Ansicht in kleinerem Maßstab, die andere Teile der Zentrifuge veranschaulicht;

Fig. 3 die Zentrifuge nach Abnahme.der rotierenden Gruppe, wobei das Turbinensystem auf seinem Platz bleibt;

Fig. 4 einen Teilschnitt in großem Maßstab, der einem Teil der rechten Hälfte von Fig. 2 entspricht.

Fig. 1 zeigt die Zentrifugenwelle 1 mit ihrer konischen Endlagerfläche 2, auf der die Nabe 3 der Trommel sitzt, welche mit dem Hauptboden 4 der letzteren (einem in senkrechter Richtung ortsfesten Boden) fest verbunden ist. Der Boden 4 ist mit einem (senkrecht beweglichen) Innenboden 5 ausgestattet, der mit einer konischen Nabe β in Verbindung steht, welche ihrerseits dichtend auf einer zylindrischen Verlängerung 7 der Trommelnabe 3 gleitet. Die Befestigung der Nabe 3 an ihrem Platz auf der konischen Lagerfläche 2 erfolgt durch

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eine Schraube 8, deren Kopf einen Betätigungssechskant 9 mit Vertiefungen 10 trägt, mit deren Hilfe die Schraube nach ihrem Lösen mittels eines geeigneten Schlüssels nach oben durch die übliche axiale Zuführungsleitung für das zu behandelnde Produkt herausgezogen werden kann, ohne daß hierzu der Trommeldeckel abmontiert werden müßte.

In der Unterfläche der aus Boden 4 und seiner Nabe 3 gebildeten Einheit ist ein zylindrisches Lager vorgesehen, bestehend aus einem Eingangsteil 11 und einem Endteil 12 mit geringerem Durchmesser als das erstgenannte Teil; beide schließen sich, durch eine Schulter 13 aneinander an. In dem so entstandenen Lager 11,12 ist eine ringförmige Rinne 14 eingesetzt, welche in Achsrichtung der Maschine offen und mittels Schrauben 15 an einem ringförmigen Träger 16 befestigt ist. Die Rinne 14 gleitet mit geringem Spiel im Lagerteil 11 großen Durchmessers, wobei die Dichtheit durch eine Dichtung 17 sichergestellt wird. Der Träger 16 in Form einer umgedrehten Schale legt sich seinerseits in das Lagerteil 12 mit kleinem Durchmesser, wobei seine konische Kittelöffnung genau auf die konische Lagerfläche 2 der Welle 1 unter der Nabe 3 paßt, während sein unterer, zur Verbindung mit der Rinne bestimmte Flansch, der aus Montagegründen zugleich den oberen Rand der letzteren bildet, in der Höhe des Teils 11 mit großem Durchmesser übersteht. Wie gezeigt, läßt der Träger 16 einen gewissen Spielraum zwischen seiner Außenwand und derjenigen des Lagers frei.

Der untere Rand der Rinne 14 trägt kleine Flügel 18, die dazu dienen, die Flüssigkeit in Rotation zu versetzen.

Von der Schulter 13 geht ein im Material der Nabe 3 vorgesehener senkrechter Kanal 19 aus, der sich an der oberen Fläche der letzteren unter der Nabe 6 des Innenbodens 5

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der Trommel öffnet, d.h. in den Raum, der als Steuerkammer des Bodens 5 zu bezeichnen ist. Durchlässe 20, die im oberen Rand der Rinne 14 sowie im Flansch des Trägers 16 vorgesehen sind, lassen den Boden der Rinne mit dem zwischen dem Flansch und der Schulter 13 bleibenden Zwischenraum oder Spielraum, d.h. mit dem Kanal 19 kommunizieren.

Unterhalb seiner konischen Lagerfläche 2 ist die Welle 1 mit Spiel von einer mit dem festen Maschinensockel verbundenen Muffe 21 verbunden (wobei dieser Sockel in Fig. 1 nicht dargestellt ist, um die Zeichnung nicht zu überladen). Die Muffe 21, die in Wirklichkeit aus mehreren,' durch Schrauben auf geeignete Weise zusammengefügten Teilen besteht, besitzt in ihrer Wandstärke einen Raum 22, in den eine seitliche Leitung 23 mündet. Die Muffe erstreckt sich durch die Rinne 14 nach oben und ist fest mit einer Art Ringteller 24 verbunden, der radial ins Innere der letzteren hineinragt und in geringem Abstand vom Boden derselben endet. Der Teller 24 trägt radiale Öffnungen 25, die mit dem oberen Teil des Raumes 22 in Verbindung stehen.

Unter der Unterfläche des (in senkrechter Richtung ortsfesten) Trommelbodens 4 befindet sich ein kreisförmiges Blech 26, das dazu dient, mit dieser Unterfläche eine Hilfsrinne zu bilden, welche die von der Hauptrinne 14 überlaufende Flüssigkeit auffangen kann.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die eigentliche Trommel 27 durch einen Deckel 28 verschlossen ist, der durch einen angeschraubten Kranz 29 an seinem Platz gehalten wird. In der Seitenwand der Trommel 27, direkt unter dem Deckel 28, sind Auslaßöffnungen 30 vorgesehen. Der Innenboden 5 verlängert sich bei 31 parallel zur Seitenwand der Trommel und bei normalem Betrieb legt sich sein oberer Rand 32

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gegen die Unterfläche des Randes 33 des Deckels 28 mittels einer Dichtung 34 an, wobei die Öffnungen 30 verschlossen werden; im Gegensatz hierzu werden diese Öffnungen freigegeben, wenn sich der Boden 5 herabsenkt.

Das Blech 26 führt die von ihm aufgefangene Flüssigkeit zu einer Ventileinrichtung mit einem Kranz 35, der durch Federn 36 nach oben gedrückt wird und dessen oberer Rand 37 scheibenförmige Dichtungen 38 trägt. Diese werden gegen die Mündung von Abzugskanälen 39 gedrückt, welche in der Trommelwand in unmittelbarer Nähe ihres Innenumfangs vorgesehen sind.

Fig. 4 zeigt diese Ventileinrichtung im einzelnen. Das Blech 26 besitzt einen Umfangsrand 26a, der einen Flansch bildet und mittels Schrauben 41 am festen Boden 4 angebracht ist. Diese Schrauben drücken gleichzeitig eine querverlaufende Ringfläche 4a dieses Bodens und ein Teil 42 in Form eines flachen Ringes aneinander, dessen Umfang Büchsen 42a aufweist, welche nach oben offen sind und die auf den Kranz 35 wirkenden Federn 36 aufnehmen. Der Kranz 35 besitzt ein zylindrisches Innenteil 35a, das auf einem entsprechenden zylindrischen Teil 4b am Umfang des Bodens 4 gleitet, wobei die Dichtheit durch eine Dichtung 43 ge- · währleistet wird. Unter dieser Dichtung ist die Wand des Kranzes 35 von einer radialen Bohrung 35b durchsetzt,'die ein perforiertes, kalibriertes Plättchen 44 einschließt. Vom Ringraum 45, der das Blech 26 vom Boden 4 trennt, geht, vom Flansch 26a aus gesehen innen, ein in der Wand des Bodens 4 gebohrter geknickter Kanal 46 aus, der unten in den zwischen dem Kranz 35 und dem Boden 4 unterhalb der zylindrischen Teile 4b und 35a bestehenden Zwischenraum mündet. Letzterer erstreckt sich bis zum Eintritt der Bohrung 35b. .

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Wenn das Blech 26 Flüssigkeit auffängt, wird diese durch die Fliehkraft im Kanal 46 zurückgedrängt, den sie in Form eines Strahls verläßt. Dieser Strahl trifft auf die konische Innenwand des Kranzes 35 und wird, immer noch unter der Wirkung der Fliehkraft, zur Bohrung 35b zurückgedrückt, um durch das kalibrierte Plättchen 44 zu entweichen. Da letzteres nur einen sehr geringen Durchsatz zuläßt, sammelt sich die Flüssigkeit unter Druck zwischen der Einmündung des Kanals 46 und der Bohrung 35b, so daß sie den Kranz 35 herabsenkt und dadurch die untere Mündung der Abzugskanäle 39 öffnet.

Wenn in die Leitung 23 eine geeignete hydraulische Stauerflüssigkeit eingeleitet wird, gelangt diese durch den Raum 22 zu den Öffnungen 25, die als Mündungen der Zuführungsleitung dieser Flüssigkeit zum Turbinensystem dienen. Diese Flüssigkeit erreicht die Rinne 14* welche sie mittels der kleinen Flügel 18 in Rotation versetzt; sie durchströmt die Durchlässe 20 und gelangt über den Kanal 19 unter den Innenboden 5, den sie anhebt und an den unteren Rand 33 des Deckels 28 (Fig.2) andrückt, wobei der Flüssigkeitsdruck durch die Zentrifugalbeschleunigung gewährleistet wird. Wenn der Boden 5 angehoben ist, hört das Abfließen durch den Kanal 19 (bis auf Leckverluste) auf, die Rinne 14 füllt sich, die Öffnungen oder Mündungen 25 sind versenkt und,' wenn der Einlaßdruck der Flüssigkeit durch die Leitung 23 schwach ist, stoppt der so auftretende Gegendruck den Abfluß oder, genauer gesagt, beschränkt diesen auf eine sehr geringe Durchflußmenge, die notwendig ist, um die unvermeidbaren Leckverluste auszugleichen.

Es ist wesentlich zu bemerken, daß die unter Druck stehende Flüssigkeit auf den Flansch des Trägers 16 (Fig.1) wirkt, um diesen nach unten zu drücken, also die Tendenz hat, den Träger 16 verstärkt auf die konische Lagerfläche 2 der Welle

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zu keilen, wodurch jedes Vinkelgleiten der Rinne im Lager 11,12 verhindert wird.

Wenn der Eingangsdruck der durch die Leitung 23 eintretenden Flüssigkeit erhöht wird, läuft die Rinne 14 über. Die überschüssige Flüssigkeit wird durch das Blech 26 aufgefangen und zur Ventileihrichtung geleitet, wo sie den Kranz 35 (Fig.2) entgegen ,der Wirkung der Federn 36 herabsenkt und dabei die Abzugso'ffnungen 39 freilegt. Da der Kanal 19 (Fig.T) einen verhältnismäßig kleinen Querschnitt aufweist, leert sich die unter dem Innenboden 5 befindliche Steuerkammer, ohne daß die Rinne 14 aufhört überzulaufen; folglich senkt sich der Boden 5 herab und gibt die Ausgangsöffnungen 30 (Fig.2} frei, wodurch das Austragen der Schlämme ermöglicht wird.

Die soeben beschriebene Arbeitsweise entspricht derjenigen, die aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die Erfindung unterscheidet sich jedoch von letzterem dadurch, daß die rotierende Gruppe (Trommel und Deckel) von der Vorrichtung abmontiert werden kann, ohne daß man an Ort und Stelle den Kranz 29 abschrauben müßte, was große Schwierigkeiten bereiten kann, wenn die Gewinde unter. der Wirkung von Ausdehnungen und Zusammenziehungen, des unvermeidlichen Enttfeichens der zentrifugierten oder der Steuerflüssigkeit, von Infiltrationen feiner, eine Zementschicht bildender Schlämme usw. festgefressen sind. Es genügt tatsächlich, die Schraube 8 mit Hilfe eines durch die obere Mittelöffming der Zentrifuge sowie den zur Zuleitung der zu behandelnden Flüssigkeit dienenden rohrförmigen Körper 40 eingeführten Sechskant-Rohrschlüssels zu lösen und diese Schraube mittels eines geeigneten (gegebenenfalls vom ScMüssel selbst gebildeten) Werkzeugs mit einer Einrastvorrichtung, welche mit den Vertiefungen 10 zusammenwirkt, -herauszuziehen und schließlich eine be-

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liebige Abziehvorrichtung zu betätigen* die sich auf die Welle abstützt, um die Trommel und den Deckel abzuheben. Beispielsweise kann die Bohrung der zylindrisehen Verlängerung 7 ein Gewinde mit größerer Neigung tragen als. dasjenige der Bohrung der Welle, wobei eifs Stift mit zwei entsprechenden Gewindesteigungen zur AÄW-efiäung kommt.

Auf welche Weise auch vorgegangen wisejä.,. das Abheben der Trommel wird durch das Turbinensysteitt»' genauer gesagt durch die Tatsache nicht gestört, daß. sich der Ringteller 24 nicht unmittelbar von der Rinne 14 lösen kann, ohne vorher abmontiert worden zu sein. Normalerweise hält das Festklemmen des Trägers 16 auf der konischen Lagerfläche 2 die Rinne 14 tatsächlich zurück, welche dann im Lagerteil 11 mit großem Durchmesser des Lagers 11,12 gleitet und sich so von der rotierenden Gruppe; ilö'st. Selbst wenn das Klemmen ungenügend wäre, würde d#F Singteller 24 gegen den unteren Rand der Rinne artschiligen und so sein Lösen vom Lager bewirken.

Fig. 3 zeigt die Zentrifuge nach Abfegen der aus Trommel und Deckel gebildeten Gruppe nach ob@», wobei die Rinne 14 mit ihrem auf der Lagerfläche 2 s&t&enden Träger 16 an ihrem Platz zurückgeblieben ist. .

Diese Möglichkeit der unmittelbaren'Demontage der rotierenden Gruppe bietet verschiedene· Vo^eil·®·» Zunächst könnte man in dem,Fall, in dem sich der Kranz 29¹ an Ort und stelle als praktisch unabschraubbar «r/weift, was ziemlich häufig vorkommt, die Gruppe trotzilemin eine Werkstatt bringen, die über stärkere Mittel 'zum' Sntferneu dieses Kranzes, notfalls sogar durch Abschneiden, verfugt. Weiterhin, wenn die Trommel und ihre Zusatzteile gereinigt, überpr'üft oder repariert werden sollen?· und ein® Austauschgruppe zur Verfugung steht, kann diesig- während der Reinigung der ersten rotierenden Gruppe eingeba&t v/srden,,, v/odurch die

Stillstandzeit der !faschine auf ein Minimum herabgesetzt wird» da kein weiterer Ausbau als derjenige der Schraube 8 erforderlich ist. Schließlich braucht der Deckel nicht mehr vorher geQffnet zu werden, wenn ein Zugang zum Turbinensystem gewinsö&t wird.

Selbstverstättdlich könnte das Turbinensystem mehrere Hauf>täu£fanggrinn6nΊ-4 iftit je einem zugeordneten Ringteller 24 aufweisen, we&ei der Raum 22 dann durch eine entsprechende Anzahl v$p einzelnen Leitungen zu ersetzen ware. Die Bfeiestigrun^v-jd-er Rinne oder Rinnen unter der Trommel könnte auch aufrede andere Weise als der beschriebenen erfolgen, vorausgesetzt, daß ein Lösen derselben kein Öffnen deif Trommel erfordert. Das Turbinensystem könnte zur Zuführung einer Reaktions-, Wasch-, Phasennachweisflüssigkeit usy»- dienen. Die Hilfs-Überlaufrinne könnte von einer im unteren Rand der Rinne 14 vorgesehenen Nut gebildet und mit dear Kranz 35 durch eine geeignete Leitung verbunden sein. Der allgemeine Aufbau der Zentrifuge könnte von demjenigen gemäß Fig.2 verschieden sein, insbesondere vas dia Trommel und ihren Deckel betrifft.

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Zu s'amme η .fas s u-ng

Zentrifuge mit Turbinensystem zur hydraulischen Steuerung und dgl.

Das System besteht aus einer Rinne 14, die in einem in der Unterfläche der Trommel vorgesehenen Lager 11,12 gleitet und mit einem auf die konische Lagerfläche 2 der Welle 1 aufgekeilten Träger 16 verbunden ist. Die Flüssigkeit tritt durch den Ringteller 24 ein, dessen durch Öffnungen 25 durchbrochener Rand in die Rinne 14 hineinragt. Die in letztere eingespritzte Flüssigkeit hebt über den Kanal 19 den beweglichen Boden 5 an, um die Schlamm-Austragsöffnungen der Trommel freizugeben. Durch Überlaufen wird zwischen das Blech 26 und den Boden 4 ein Abzugsventxl betätigt, das den Boden 5 absenkt.

Die Trommel kann so durch Abheben von der Welle 2 ohne Demontage ihres Deckels entfernt werden.

Anwendbar bei Zentrifugen mit hydraulischen Steuerungen. Fig. 1 .

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Claims

P a t"e h't a η s ρ r ü c h e

'!.,Zentrifuge mit'*Vorrichtungen "zürn Zuführen einer Hilfsflüssigkeit zur hydraulischen Steuerung od.dgl. zu der von der Maschinenwelle., getragenen rotierenden Gruppe, wobei dieses Zuführen mittels eines Turbinensystems erfolgt, bestehend aus. mindesite^ris einer ,ringförmigen Rinne, die sich in Achsrichtung der rotierenden Gruppe _Öffnet und mit dieser verbunden ist und aus mindestens einer feststehenden Flüssigkeitszuführungsleitung, welche radial in diese Rinne eintritt und die Form eines Ringtellers mit radialen Öffnungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinne (14) unter .der rotierenden Gruppe (27,28) derart angebracht ist, daß letztere von der sie tragenden Welle (1) nach oben abhebbar ist, ohne daß sie zwecks Abmontierens der Rinne geöffnet werden muß.
2. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinne (14) gleitend in einem axialen, in der Unterfläche der rotierenden Gruppe vorgesehenen Lager (11,12) angeordnet ist.

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3. Zentrifuge nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Mittel, welche die Rinne (14) in Drehung versetzen und sie in einer vorbestimmten axialen Stellung halten.
4. Zentrifuge nach Anspruch 3, bei der die rotierende Gruppe auf einer am oberen Ende der Welle vorgesehenen konischen Lagerflache sitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinne (14) mit einem über ihr befindlichen Träger (16) fest verbunden ist, der eine konische Axialbohrung aufweist, welche sich auf den unteren Teil der konischen Lagerfläche (2) der Welle (1 ) unter dem Teil der ersteren, der die rotierende Grup-pe (27,28) trägt, aufkeilt.
5. Zentrifuge nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Rinne (14) und der Wand ihres Lagers (11,12) eine gleitende Dichtung derart angeordnet ist, daß sie über der Rinne und ihrem Träger (16) einen Raum bildet, der keine Verbindung nach außen aufweist, daß die Rinne (14) einen Durchlaß besitzt, der ihren Boden mit diesem Raum in Verbindung bringt und daß zumindest eine der zu den zu steuernden Vorrichtungen führenden Leitungen in diesen Raum mündet.
6. Zentrifuge nach Anspruch 1, bei der mit der durch die Zuführungsleitung gespeisten Rinne eine Hilfsrinne verbunden ist, welche die von der ersten überlaufende Steuerflüssigkeit auffängt und sie einer zweiten hydraulischen Vorrichtung od.dgl. zurührt, dadurch gekennzeichnet, daß unter der rotierenden Gruppe ein kreisförmiges Blech (26) angeordnet ist, das gemeinsam mit der Unterfläche dieser Gruppe, von der es in geeignetem Abstand sitzt, die Hilfsrinne bildet.

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