DE3002449A1

DE3002449A1 - Dekanterzentrifuge mit einem mechanischen getriebe zwischen trommel und foerderschnecke

Info

Publication number: DE3002449A1
Application number: DE19803002449
Authority: DE
Inventors: Per Dipl Ing Hoehne
Original assignee: Alfa Laval Separation AS
Current assignee: Alfa Laval Copenhagen AS
Priority date: 1979-02-23
Filing date: 1980-01-24
Publication date: 1980-09-04
Also published as: DK153058B; DE3002449C2; US4298162A; DK153058C; DK80679A

Description

ALFA-LAYAL SEPARATION A/S, 2Ö6O S0borg_s Dänemark

Bekanterzentrifuge mit einem mechanischen Getriebe zwischen Trommel und Förderschnecke

. Di© Erfindung betrifft ©ine Dekanterzentrifuge mit einer motorisch angetriebenen^ rotierenden Trommel und einer in bezug auf die Trommel drehbaren Schnecke zum Fordern von aus einem in die Trommel ©ingeleiteten Roh= material abgeschiedenem Feststoff _s ifelche Schnecke mit der Trommel gekuppelt ist durch ein mechanisches Getriebe ₉ das ein mit der Trommel fest verbundenes GeMuse und eine Eingangswelle hat_p deren Drehzahl die relative Drehzahl der Schnecke in bezug auf die Trommel bestimmte

Durch Variation der Drehzahl der Eingangswelle des Getriebes kann man die Förderleistung der Schnecke ändern und dadurch diese den aktuellen BetriebsVerhältnissen anpassen^ S₀B₀ um einen minimalen Gehalt an Feststoff in der ausströmenden Flüssigkeitsphase und/oder eine maximale Entwässerung des Feststoffes zu erreichen oder um bei einem besonders hohen Feststoffgehalt des eingeleiteten Rohmaterials eine Überlastung der Zentrifuge zu verhindernο

Eine erfindungsgemässe Dekanterzentrifuge ist dadurch gekennzeichnet dass das Gehäuse und die Eingangswelle des Getriebes durch je eine kraftSchlussige Übersetzung mit zxfei rotierenden hydraulischen Verdrängungsmaschinen verbunden sind,, von denen die erste konstante Schluckfähigkeit und die zweite variable Schluckfähigkeit besitzt _p und dass die beiden Yerdrängungsinaschinen in einem geschlossenen hydraulischen Kreislauf in Serie geschaltet sind_o

Dadurch wird eine äusserst einfache und zuverlässige Steuerung der Drehzahl der Singangswelle des Getriebes und damit der relativen Drehzahl der Förderschnecke er-

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zielt. Di© Serienschaltung der beiden hydraulischen Maschinen, deren respaktiv© Drehsahlen in einem bestimmten Verhältnis sur Drehzahl der Trommel bzw«, sur Drehzahl der Eingangswelle stehsn_p bewirkt _s dass di© beiden Maschinen pro Zeiteinheit immer von derselben Flüssigkeit s-' menge durchflossen werden und somit bsi einer gegebenen Einstellung der Schluckfähigkeit der variablen Maschine eine konstant® relative Drehzahl d@r Sehnecke aufrecht= erhalten«, Eine Änderung der Schluckfähigkeit der variablen Maschine bewirkt direkt eine Änderung der Drehzahl der Eingangswelle des Getriebes und somit der relativen Drehzahl der Förderschnecke» Je nach den gegebenen Betriebsverhältnissen kann jede der beiden Maschinen als Pumpe und die andere als Motor im hydraulischen Kreislauf wirken,, und in beiden Fällen funktioniert die Steuerung ohne Leistungszufuhr von aussenund erfordert demnach keinen eigenen Antriebsmotor wie bei bekannten Steuer systemen,, bei denen die Eingang s\felle des Getriebes von einem Motor mit variabler Drehzahl angetrieben wird und die Konstanthaltung einer gewählten Drehzahl bei schwankender Belastung Schwierigkeiten bereiten kann»

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die erste Verdrängungsmaschine mit der konstanten Schluckfähigkeit ndt der Eingangswelle des Getriebes verbunden. Diese Ausfuhrungsform hat den Vorteil^ dass zwischen dem Öldruck im hydraulischen Kreislauf und dem an der Eingangswelle des Getriebes wirksamen Moment eine konstante Beziehung besteht_o Dies bewirkt u.a.j dass man mit Hilfe eines Druckbegrenzerventiles im Kreislauf den maximalen Wert des genannten Drehmomentes eindeutig festlegen kann.

Eine weitere Entwicklung der Erfindung besteht darin^ dass eine dritte hydraulische Verdrängungsmaschine mit konstanter Schluckfähigkeit mit dem Gehäuse des Getrie bes mechanisch verbunden ist und dass diese dritte Ma-

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schine im hydraulischen Kreislauf mit der ersten Verdrangungsmasehine in Seri© und mit der weiten Verdrängungsmaschin© parall©! geschaltet ist_o Dadurch wird der Mengenstrom im hydraulischen Kreislauf von der gesamten volumetrischen Kapazität der zweiten und der dritten Verdrängungsmaschine bestimmt„ und da der gewünschte Regelbereich fur die relative Drehzahl der Forderschnecke und damit fur den Mengenstrom durch die variable Maschine verhältnismässig klein ist_s kann man den grössten Teil des Mengenstromes durch die konstante Maschine strömen lassen und somit die Steuerung mit einer verhältnismässig kleinen Schluckfähigkeit der variablen Maschine vertfirklichen_o Dies ist vorteilhaft _s da eine Maschine mit konstanter Schluckfähigkeit wesentlich billiger ist als eine variable Maschine mit der gleichen maximalen Schluckfähigkeit und ausserdem höhere Drehzahlen aushalten kann_o

Eine konstruktive Vereinfachung des Steuersystems kann dadurch erreicht werden_s dass die beiden mit dem Gehäuse des Getriebes verbundenen Verdrängungsmaschinen durch eine gemeinsame Welle miteinander gekuppelt sind ο

Die Schluckfähigkeit der zweiten Verdrängungsmaschine kann derartig variabel sein_s dass bei unveränderter Rotationsrichtung der Maschine die Stromungsrichtung durch die Maschine umkehrbar isto Dadurch wird bei einem System mit nur zwei Verdrängungsmaschinen ermöglicht g dass sich die Rotationsrichtung der Eingangswelle des Getriebes umkehren lässt, und bei einem System mit drei Verdrängungsmaschinen erreicht man, dass der Mengenstrom durch die variable Maschine je nach deren Einstellung entweder zum Mengenstrom durch die mit ihr parallel geschaltete konstante Maschine addiert oder von diesem subtrahiert wird_o In beiden Fällen ergibt sich ein vergrösserter Regelbereich für die relative Drehzahl der Förderschneckeο

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Bie Zentrifuge kann einen Regler haben, der gleichzeitig die Einstellung der Schluckfähigkeit der variablen Maschine und die Zufuhr von Chemikalien, z.B. eines Flockungsmittels, au dem in der Zentrifuge behandelten Rohmaterial steuerte Als Eingangsgrosse für einen derartigen Regler kann ein für den Trennvorgang in der Zentrifuge relevanter Parameter gewählt werden, wie beispielsweise die Reinheit der ausströmenden Flussigkeits» phase, der Mengenstrom des zugeführten Rohmaterials, die Menge des im Rohmaterial enthaltenen Feststoffes oder der Druck im hydraulischen Kreislauf, der dem Moment an der Forderschnecke proportional und damit repräsentativ für di® Feststoff menge ist.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erklärt» Es zeigt

Fig. 1 schematisch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemässen Dekanterzentrifuge und

Figo 2 eine entsprechende schematische Ansicht einer zweiten Ausfuhrungsform der Erfindung.

Bei beiden veranschaulichten Ausführungsformen ist die eigentliche Dekanterzentrifuge auf herkömmliche Weise mit einer in einem nicht näher gezeigten Gestell drehbar gelagerten Trommel 1 ausgebildet, die auf einem Teil ihrer Länge zylindrisch und auf dem Rest ihrer Länge konisch mit in Richtung zum nicht eingezeichneten Austritt fur Feststoff j, der im Trennraum 2 der Trommel aus einem eingeleiteten Rohmaterial abgeschieden wird, abnehmendem Durchmesser ist_o Im Inneren der Trommel ist eine Förderschnecke 3 drehbar gelagert, und durch den im folgenden eingehender beschriebenen Antriebsmechanismus wird, die Schnecke dazu gebracht, in derselben Richtung wie die Trommel, aber mit etwas abweichender Drehzahl zu rotieren, wodurch sie den Feststoff zu dem Ende der Trommel befördert, an dem sich der Feststoffaustritt befindet, d.h. in den Fig. 1 und 2 nach links. Die gerei-

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nigte Flüssigkeitsphase verlässt die Zentrifuge durch eine nicht eingezeichnet® Öffnung am entgegengesetzten Ende der Trommel Io

Die Trommel 1 wird von einem nicht eingezeichneten Hauptantriebsmotor angetrieben der ζΌΒ_ο durch einen Riemenantrieb mit einem Xfellenzapfen k gekuppelt ist_s der vom linken Knde der Trommel wegragt und in einem schematisch angedeuteten Lager 5 gelagert ist_o Die Förderschnecke 3 wird von der Trommel angetrieben;, mit der sie durch ein im übrigen nicht näher gezeigtes Untersetzungsgetriebe_s Z₀B₀ ein Planetengetriebe!, gekuppelt istj, dessen Gehäuse 6 am rechten Ende der Trommel 1 befestigt ist_o Die Anwendung derartiger Getriebe zum Antrieb der Förderschnecke einer Dekanterzentrifuge ist wohlbekannt^ und sie werden deshalb hier nicht näher beschriebene Das Getriebe hat eine herausragende Eingangswelle 7p deren Drehzahl über das Getriebe die relative Drehzahl der Schnecke 3 in bezug auf die Trommel 1 festlegte

Das Gehäuse 6 ist mit einer Riemenscheibe 8 ausgebildet _s die durch einen Riemen 9 mit einer Riemenscheibe 10 verbunden ist, die an der Welle 11 einer rotierenden Verdrängungsmaschine 12 mit variabler Schluckfähigkeit befestigt ist_o An der Eingangswelle 7 des Getriebes ist eine Riemenscheibe 13 befestigt ₉ die durch einen Riemen 14 mit einer Riemenscheibe 15 verbunden ist j welche an der Welle 16 einer rotierenden Verdrängung smas chine 17 mit konstanter Schluckfähigkeit befestigt ist₀ Die beiden Maschinen 12 und 17 sind in einem geschlossenen Kreislauf, der die hydraulischen Leitungen 18 und 19 umfasst, hydraulisch in Serie geschaltet ο

Zur Einstellung der Schluckfähigkeit der variablen Maschine 12 zeigt die Zeichnung schematisch einen Regler 2Oo Wie bereits erwähnt worden ist, kann als Eingangs-

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grSsse fur diesen Regler ein für den Vorgang in der Zentrifuge relevanter Parameter gewählt werden, aber der Regler liesse sich auch durch ein manuell zu betätigendes Einstellelement für die Schluckfahigkeit ersetzen oder ergänzen.

Wenn bei in Betrieb befindlicher Zentrifuge die Trommel 1 mit konstanter Drehzahl rotiert, ist auch die Drehzahl des Getriebegehäuses 6 und damit die Drehzahl der Welle 11 der Maschine 12 konstant« Der Mengenstrom.

durch die Maschine ist jedoch abhängig von der eingestellten Schluckfähigkeit, und da dieser Mengenstrom auch durch die in Serie geschaltete Maschine 17 mit der konstanten Schluckfähigkeit strömt, variiert die Drehzahl der Welle 16 der letztgenannten Maschine in Abhängigkeit vom Mengenstrom und damit von der eingestellten Schluckfähigkeit der Maschine 12«, Diese Einstellung bestimmt somit die Drehzahl der Eingangswelle 7 des Getriebes und damit die relative Drehzahl der Schnecke 3, d.h. den Unterschied zwischen der Drehzahl der Schnecke und der der Trommel.

Wenn die Einstellmoglichkeiten fur die variable Maschine 12 beinhalten, dass die Maschine bei unveränderter Rotationsrichtung der Welle 11 nach Belieben in beiden Richtungen durchflossen werden kann, ist es möglich, die Stromungsrichtung im hydraulischen Kreislauf und damit die Rotationsrichtung der Welle 16 und der Eingangswelle 7 des Getriebes umzukehren. Dadurch wird der Regelbereich fur die relative Drehzahl der Schnecke 3 vergrossert.

Sämtliche bisher beschriebenen Bauteile sind den beiden veranschaulichten Ausführungsformen gemeinsam und deshalb in Fig. 1 und Fig. 2 auch mit den gleichen Bezugsziffern versehen. Zusätzlich umfasst die Ausführungsform nach Fig. 2 eine dritte volumetrische Maschine 21, die konstante Schluckfähigkeit hat und

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vom Gehäuse 6 des Getriebes angetrieben wird₀ Der Zeichnung gemass ist die Maschine 21 durch eine Welle 22 mit der Maschine 12 direkt gekuppelt„ aber es liegt auf der Handj dass ihr Antrieb durch das Getriebegehäuse 6 auch über eine separate übersetzung hätte erfolgen können_o Durch zwei hydraulische Leitungen 23 und 24 ist die Maschine 21 mit den Leitungen 1Ö bzw_o 19 verbunden und damit mit der konstanten Maschine 1? in Serie geschaltete

Wenn die Strömungsrichtungen in den beiden mechanisch zusamme-ngekuppelten Maschinen 12 und 21 den durch die Pfeile in Figo 2 angegebenen entsprechen;, ist der Mengenstrom durch die Maschine 17 gleich der Summe der Mengenstrome durch die beiden anderen Maschinen_o Wenn die Stromungsrichtung in der Maschine 12 bei unveränderter Rotationsrichtung umkehrbar ist, so wie weiter vorn in Verbindung mit Figo 1 erwähnt, wird der Mengenstrom durch die Maschine 17 gleich der Differenz der Mengenströme der beiden anderen Maschinen_o

lie eingangs angedeutet, ist es bei der Ausführungsform nach Figo 2 ein Vorteil, dass der grösste Teil des Mengenstromes durch die Maschine 17p die die Drehzahl der Welle 7 bestimmt, von der konstanten Maschine 21 geliefert werden kann, so dass die variable Maschine mit einer relativ kleinen maximalen Schluckfähigkeit ausgeführt werden kann, die allein vom erforderlichen Regelbereich für die Drehzahl der Welle 7 bestimmt wird ο

Obwohl es aus der Zeichnung nicht hervorgeht, ist es einleuchtend, dass der hydraulische Kreislauf normalerweise verschiedene herkömmliche Bauteile enthält, wie beispielsweise ein oder mehrere Druckbegrenzerventile und eine Speisepumpe zum Ausgleichen von Verlusten an Hydraulikflüssigkeit auf Grund von Undicht ig keit en <> Es kann auch ein Alarmgeber eingebaut sein, der anspricht,

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wenn der Druck im hydraulischen Kreislauf auf einen ¥ert ansteigt, der anzeigt, dass die Gefahr einer Überlastung der Dekanterzentrifuge besteht.

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Claims

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ALFA-LAVAL SEPARATION A/S, 2Ö60 S^borg, Dänemark

Dekant©rsQntrifuge mit einem mechanischen Getriebe zwischen Trommel und Förderschnecke

Patentanspruch®

Io Dekanterzentrifuge mit einer motorisch angetriebenen , rotierenden Trommel (1) und einer in bezug auf die Trommel drehbaren Schnecke (3) zum Fördern von aus einem in die Trommel eingeleiteten Rohmaterial abgeschiedenem Feststoff, welche Schnecke mit der Trommel gekuppelt ist durch ein mechanisches Getriebe, das ein mit der Trommel fest verbundenes Gehäuse (6) und eine Eingangswelle (7) hat ρ deren Drehzahl die relative Drehzahl der Schnecke in bezug auf die Trommel bestimmt, dadurch gekennzeichnet ₉ dass das Gehäuse (6) und die Eingangswelle (7) des Getriebes durch je eine kraftschlüssige übersetzung (9, 14) mit zwei rotierenden hydraulischen Verdrängungsmaschinen (12, 17) verbunden sind, von denen die erste (17) konstante Schluckfähigkeit und die zweite (12) variable Schluckfähigkeit besitzt, und dass die beiden Verdrängungsmaschinen in einem geschlossenen hydraulischen Kreislauf 19) in Serie geschaltet sind_o

2ο Dekanterzentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzejchnet ₉ dass die erste Verdrängungsmaschine (17)' mit der konstanten Schluckfähigkeit mit der Eingangswelle (7) des Getriebes verbunden ist_o

3ο Dekanterzentrifuge nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine dritte hydraulische Verdrängungsmaschine (21) mit konstanter Schluckfähigkeit, die mit dem Gehäuse (6) des Getriebes mechanisch verbunden sowie im hydraulischen Kreislauf mit der ersten Verdrängungsmaschine (17) in Serde und mit der zweiten Verdrängungsmaschine (12) parallel geschaltet ist.

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4. Dekantorzentrifuge nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet» dass die beiden mit dem Gehäus© (6) des Getriebes verbundenen Verdrängung srnasch inen (12„ 21) durch eine gemeinsame Welle (ll_s 22) miteinander gekuppelt sind.

5. Dekanterzentrifuge nach einem der Ansprüche 1-4$ dadurch gekennzeichnet„ dass die Schluckfähigkeit der zweiten Verdrangungsmaschine (12) derartig variabel I dass bei unveränderter Rotationsrichtung der Maschine die Stromungsrichtung durch die Maschine umkehrbar ist

6. Dekantersentrifuge nach einem der Ansprüche l-5<? gekennzeichnet durch einen Regler (2O)₅ der gleichzeitig die Einstellung der Schluckfähigkeit der variablen Maschine (12) und die Zufuhr von Chemikalien, z»B_o ei= nes 'Flockungsmittels,, zu dem in der Zentrifuge behandelten Rohmaterial steuerte

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