DE3134875A1

DE3134875A1 - Rotationsventil, insbesondere fuer zentrifugen

Info

Publication number: DE3134875A1
Application number: DE19813134875
Authority: DE
Inventors: Siegfried 7140 Ludwigsburg Schraivogel
Original assignee: Individual
Current assignee: SCHRAIVOGEL SIEGFRIED 7012 FELLBACH DE
Priority date: 1981-09-03
Filing date: 1981-09-03
Publication date: 1983-03-24

Description

Rotationsventil, insbesondere für Zentrifugen
Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Rotationsventil nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einem bekannten Rotationsventil dieser Art (Prospekt der Firma Möbus, Stuttgart) wird das Druckmedium radial der Welle zugeführt und entsprechend in der Welle den Räumen beiderseits des Ringkolbens zugeleitet. Für die Zuleitung werden um die Welle angeordnete Ringe verwendet, die nicht mit rotieren und mit den entsprechenden Leitungsanschlüssen versehen sind. Da die Bohrungen in der Welle fertigungsbedingt von deren Stirnseite ausgehen, bestehen erhebliche Probleme bei der Abdichtung. Hinzu kommt, daß der Leitungsanschluß zwischen der Antriebsscheibe der Welle und dem Lager vorgesehen ist - auch dieses fertigungsbedingt -, wodurch Verbiegungen der Welle auftreten, die wenn sie auch nur leicht sind,.. eine zusätzliche Problematik für die Abdichtung bedeuten. In einer ausgeführten Version wird versucht, die Abdichtung durch Dichtpakete (Stopfbuchsen) zu erreichen mit dem Nachteil, daß bei den hohen erforderlichen Drehza-hlen (ca. 5000 U/min) die Dichtungspakete ein

zulaufen

der Welle bewirken, was zum Ausfall der Maschine führt.
Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße Rotationsventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß kein Heißlaufen der Welle durch die Dichtungen erfolgt und somit ein möglicherweise äußerst kritisches Ausfallen der Maschine verhindert wird. Zudem sind die Dichtungselemente außerhalb der Wellenlagerung angeordnet, so daß keine Biegebewegungen der Welle Einfluß auf die Funktion der Dichtungen haben können. Durch die Verwendung von Axialdichtungen (Stirnflächendichtungen) ist ohnehin der Einfluß von radialen Bewegungen der Welle auf die Dichtheit in erheblichem Maße reduziert. Weitere Vorteile sind der nachfolgenden Beschreibung sowie den Ansprüchen entnehmbar.
Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der folgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Zentrifuge mit Rotationsventil im Teillängsschnitt und Fig. 2 einen Teillängsschnitt durch das Wellenende mit Lagerung, Antrieb und Leitungsanschluß.
Beschreibung des Erfindungsbeispiels In einem Gehäuse 1 einer Zentrifuge ist eine Welle 2 auf Kugellagern 3 gelagert. Auf der Welle und fest mit dieser verbunden sind raumbegrenzende Ringe 4 angeordnet, die einen Zentrifugenraum 5 begrenzen. über Kanäle 6 in der Welle wird ein Flüssigkeit/Feststoffgemisch in den Raum 5 geleitet, um dort beim Rotieren der Welle separiert zu werden, indem die schwereren Feststoffe nach außen drücken und dabei die Flüssigkeitsstoffe über weiter innen gelegene, zum Teil in der Welle 2 verlaufende Kanäle 7 wegzufördern. Nach Ansammlung von ausreichend vielen Feststoffen im Raum 7 wird über einen Ringkolben 8 ein Schieber 9 nach links geschoben, so daß die Feststoffe in einen Raum 10 geschleudert werden, aus dem sie dann abgeführt werden.
Der Kolben 8 ist doppelt wirkend ausgebildet, indem auf der Welle 2 am linken Begrenzungsteil 4 eine Scheibe 11 vorgesehen ist, deren radiale Begrenzung mit der Innenwand 12 eines zylindrischen Abschnitts des Kolbens 8 weitgehend dichtend zusammenwirkt. Dieser zylindrische Abschnitt 13 bildet dann zum Schieber 9 eine sich verjüngende Stufe 14, welche mit ihrer Innenbohrung weitgehend dichtend auf der Außenwand des linken Begrenzungsteils 4 geführt ist. Hierdurch werden zwischen Kolben 8 und Scheibe 11 zwei Arbeitsräume 16 und 17 begrenzt.
Zur Betätigung des Kolbens 8 wird in die Arbeitsräume 16 und 17 abwechselnd Druckluft geleitet. Die Zuführung der Druckluft erfolgt über in der Welle bzw. dem Teil 4 verlaufende Bohrungen 18 und 19, die jeweils einen vom Wellenende ausgehenden axialen Abschnitt und einen in den jeweiligen Raum mündenden radialen Abschnitt aufweisen.
In Fig. 2 ist das Wellenende mit dem Leitungsanschlußteil und der Antriebs scheibe sowie der Lagerung in vergrößertem Maßstab dargestellt. Die Welle 2 ist an diesem Ende dreifach abgestuft. Über die Stufen ist ein Flanschstutzenteil 20 geschoben und über Imbusschrauben 21 festgespannt. Auf dem Flanschstutzenteil 20 ist im Bereich der mittleren Abstufung das Kugellager 3 angeordnet, welches über einen Lagerbock 22 am Gehäuse 1 befestigt ist. Zwischen Lager 3 und dem Flansch 23 des Flanschstutzenteils ist eine Antriebsscheibe 24 angeordnet. Durch die Art der konstruktiven Gestaltung ergeben sich erhebliche Vorteile bei Montagevorgängen sowie bei Biegebeanspruchungen der Welle.
An das Flanschstutzenteil 20 ist unter Zwischenschaltung eines Zwischenflansches 25 ein Flanschstutzen 26 gespannt.
Antriebsscheibe 24, Flanschstutzenteil 23, Zwischenflansch 25 und Flanschstutzen 26 sind durch nicht dargestellte Verschraubungen fest miteinander verbunden. Zur Abdichtung sind zwischen dem Zwischenflansch 25 und dem Flanschstutzenteil 23 einerseits und dem Flanschstutzen 26 andererseits statisch wirkende Dichtringe 28 angeordnet.
Auf dem Flanschstutzen 26 ist über radiale sowie axiale Kräfte aufnehmende Kugellager 29 ein Anschlußkopf 30 gelagert, der Druckluftanschlüsse 31 aufweist und deshalb nicht mitrotiert. An einer Stufe der Innenbohrung des Kopfes 30 sind Lagerteller 32 angeordnet, die durch Federn 33 in Richtung Stirnfläche 34 des Flanschstutzens 26 belastet sind und einen Rohrstutzen 35 aufweisen, der in der Anschlußkopfbohrung geführt ist, wobei zur statischen Abdichtung ein Radialdichtring 36 vorgesehen ist. Zwischen den einander zugewandten Stirnflächen von Lagerteller 32 und Flanschstutzen 26 ist ein Axialdichtring 37 aus entsprechend geeignetem Material angeordnet, der als dynamische Dichtung dient.
Koaxial zum Flanschstutzen- 26 ist ein Druckrohr 38 angeordnet, das durch nicht dargestellte Mittel in der gezeigten Lage gehalten wird. Dieses Druckrohr 38 wird über einen Lagerteller 39 auf die Stirnseite der Welle 2 gepreßt, unter Zwischenschaltung eines Dichtringes 40. Die Dichtfunktion beim Lagerteller 39 entspricht der des Lagertellers 32. Beim gleichen Aufbau wird auch hier ein Gleitring 41 , ein Dichtring 42 und Federn 43 verwendet, die im Zusammenwirken mit einem Rohrstutzen 44 und einer weiteren Stufe 45 im Anschlußkopf für die erforderliche Dichtung sorgen.
Der Druckkanal 18 geht somit unmittelbar in einen Ringkanal 46 über, der zwischen der Bohrung im Flanschstutzen 26 und im Rohrstutzen 35 sowie im Anschlußkopf 30 einerseits und der Außenwand des Druckrohres 38 andererseits gebildet wird und der mit einer Anschlußbohrung 31 verbunden ist. Der Druckkanal 19 hingegen wird axial im Druckrohr 38 fortgesetzt und gegen Ende durch den Rohrstutzen 44 begrenzt, bevor er in die andere Anschlußbohrung 31 übergeht.
Leerseite

Claims

Patentansprüche 1Rotationsventil, insbesondere für Zentrifugen für radiales öffnen durch axiales Verschieben eines Ventilschiebers, welcher über einen auf einer rotierenden Welle angeordneten und axial verschiebbaren Ringkolben betätigbar ist, der über ein gesteuertes und über mindestens zwei in der Welle verlaufende Druckbohrungen zugeführtes Druckmedium wie beispielsweise Luft beaufschlagt wird, wobei eine erste Druckbohrung zentral und mindestens eine zweite Druckbohrung mit Abstand von der Mitte jeweils von der Stirnseite der Welle ausgehend und radial in die jeweiligen Arbeitsräume des Ringkolbens münden, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmediumanschluß über ein mittels eines Flanschstutzens (26)an die Welle (2) montierten Anschlußkopfes (30) erfolgt, der topfförmig radial und axial auf dem Flanschstutzen (26) gelagert ist, und daß innerhalb des Flanschstutzens ein mitrotierendes und in die erste Bohrung (19) übergehendes Druckrohr (38) angeordnet ist, wobei der Längskanal zwischen Druckrohr (38) und Innenbohrung des Flanschstutzens (26) zur zweiten Bohrung (18) hin offen ist und daß zur Abdichtung zwischen den Stirnflächen (34) von rotierendem Flanschstutzen (26) sowie Druckrohr (38) einerseits und diesen Flächen (34) zugeordneten Stirnflächen im Anschlußkopf (30) andererseits Axialdichtungen (32, 37, 39, 41) vorgesehen sind.
2. Rotationsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialdichtungbmit zwischen den Stirnflächen angeordneten Lagertellern (32, 39) arbeiten, die einen über statische Dichtringe (36, 32) im Anschlußkopf (30) axial geführten Rohrstutzen (35, 44) aufweisen, und daß die Lagerteller (32, 39) axial durch Federn (33, 43) belastet sind, so daß die dem Rohrstutzen (35, 44) abgewandte Stirnseite der Lagerteller (32, 39) als dynamische Dichtung mit der gegenüberliegenden Stirnfläche (34) von Flanschstutzen (26)bzw. Druckrohr (38) zusammenwirken.
3. Rotationsventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Lagertellern (32, 39) und den Stirnflächen (34) an Flanschstutzen (26) und Druckrohr (38) Axialdichtgleitringe (37, 41) angeordnet sind.
4. Rotationsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitungsanschluß (31) der zentralen Druckmediumführung sowie dessen Abdichtung (39) einen größeren Abstand zum Flansch (26) hin aufweisen als die äußere Mediumführung (46) und deren Abdichtung (32).
5. Rotationsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenendabschnitt stufenförmig ausgebildet ist und auf diesen Stufenabschnitt ein mit einer entsprechend abgestuften Innenbohrung versehenes Flanschstutzenteil verschraubt ist, auf welchem eine Antriebsscheibe (24) angeordnet ist.
6. Rotationsventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Flanschstutzen (26), Flanschstutzeniil(20), Antriebsscheibe (24) über Schrauben axial zusammengespannt sind.
7. Rotationsventil nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Flanschstutzenteil (20) und Flanschstutzen (26) ein Zwischenflansch (25) dichtend angeordnet ist.
8. Rotationsventil nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das dem betrachteten Wellenende zugeordnete Wellenlager (3) auf dem Flanschstutzenteil (20) angeordnet ist.
9. Rotationsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsscheibe (24) zwischen Flanschstutzen (26) und dem Wellenlager (3) dieses Wellenendes angeordnet ist.