DE3443955C1

DE3443955C1 - Steuerventil fuer selbstentleerende Schleudertrommeln

Info

Publication number: DE3443955C1
Application number: DE3443955A
Authority: DE
Inventors: Willi Dipl.-Ing. 4740 Oelde Niemerg
Original assignee: Westfalia Separator GmbH; Westfalia Separator AG
Current assignee: GEA Mechanical Equipment GmbH
Priority date: 1984-12-01
Filing date: 1984-12-01
Publication date: 1986-02-06
Also published as: FR2574003B1; SE463398B; IT8554092V0; GB8528145D0; JPS6251661B2; JPS61133156A; GB2167980B; IT8567993A0; GB2167980A; FR2574003A1; SE8504573D0; IT1183976B; US4645485A; SE8504573L

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuerventil für selbstentleerende Schleudertrommeln zum Ablassen von Schließflüssigkeit aus einer unterhalb eines axial verschiebbaren Kolbenschiebers angeordneten Schließkammer mit einem Ventilkolben, der durch Zentrifugalkraft die Ablaufbohrungen für die Schließflüssigkeit verschließt und durch Zuführung von Steuerflüssigkeit in eine mit einem Zulauf und einem Ablauf versehene erste Steuerkammer die Ablaufbohrungen für die Schließflüssigkeit öffnet.

Ein derartiges Steuerventil ist aus der DE-GM 06 879 bekannt. Zur Einleitung einer Entleerung der Schleudertrommel wird hierbei über einen Steuerwasserkanal Steuerflüssigkeit in die Steuerkammer des Ventils eingespeist. Der durch die Zentrifugalkraft erzeugte hohe Flüssigkeitsdruck wirkt auf die entsprechende Kolbenfläche des Ventilkolbens und erzeugt dort eine Kraft, die größer ist als die auf den Ventilkolben wirkende Fliehkraft und bewirkt damit eine zum Zentrum der Schleudertrommel gerichtete Bewegung des Ventilkolbens. Dadurch werden die Ablaufbohrungen der Schließkammer freigegeben, die sich somit entleert und damit ein axiales Absinken des Kolbenschiebers bewirkt. Zur Beendigung des Entleerungsvorganges bzw. unrein Schließen des Kolbenschiebers zu erreichen, muß die Steuerwasserzufuhr beendet werden, worauf sich die Steuerkammer durch einen Ablauf entleert, der Ventilkolben die Ablaufbohrungen der Schließkammer wieder verschließt und die Schließkammer des Kolbenschiebers wieder aufgefüllt wird.

Selbstentleerende Schleudertrommeln werden oft mit Teilentleerungen gefahren. Um dabei einen einwandfreien Austrag auch schwieriger Feststoffe zu erreichen, sollte der erzielbare Kolbenschieberhub möglichst groß sein. Dies ist bei Teilentleerungen nur möglich mit einem schnell arbeitenden Steuerventil. Die bekannten Steuerventile lassen sich zwar durch eine entsprechend großzügige Auslegung der Steuerflüssigkeit-Zuführung schnell öffnen, beim Schließvorgang ist man jedoch von dem langsameren Vorgang der Steuerkammerentleerung abhängig. Die Reproduzierbarkeit der ausgetragenen Feststoffmenge bei der Teilentleerung soll mögliehst hoch sein, um die Produktverluste gering zu halten und einen kompakten Feststoff zu erhalten. Da mit den bekannten Steuerventilen die Öffnungszeit des Kolbenschiebers von der Menge und der Zuführzeit der Steuerflüssigkeit abhängt, ist eine ausreichende Reproduzierbarkeit nicht immer erreichbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Steuerventil so zu verbessern, daß es schneller schließt und so die Reproduzierbarkeit der ausgetragenen Feststoffmenge verbessert wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine mit einem Zulauf und einem Ablauf für Steuerflüssigkeit versehene zweite Steuerkammer vorgesehen ist, in der die wirksame Kolbenfläche des Ventilkolbens größer ist als die wirksame Kolbenfläche in der ersten Steuerkammer, wobei die Volumina der Steuerkammern sowie die Querschnitte der Zu- und Abläufe so gewählt sind, daß zunächst die erste Steuerkammer und erst nach einer Zeitverzögerung die zweite Steuerkammer gefüllt ist.

Mit Hilfe der zweiten Steuerkammer ist es möglich, den Schließvorgang des Steuerventils schon einzuleiten, obwohl in der ersten Steuerkammer noch der volle Druck der Steuerflüssigkeit herrscht. Der zeitliche Ablauf des Öffnungs- und Schließvorganges wird dabei bestimmt durch die vorbestimmten Volumina der beiden Steuerkammern und die Querschnitte der Zu- und Abläufe, wobei beiden Steuerkammern gleichzeitig Steuerflüssigkeit zugeführt wird. Der Schließvorgang wird dabei unabhängig von der Dauer der Steuerflüssigkeitszuführung durchgeführt, sobald die zweite Steuerkammer mit Steuerflüssigkeit gefüllt ist.

Die Öffnungszeit des Steuerventils wird in vorteilhafter Ausgestaltung dadurch bestimmt, daß das Volumen der zweiten Steuerkammer größer ist als das Volumen der ersten Steuerkammer. Die Öffnungszeit läßt sich dann bei gleichen Querschnitten der Zu- und Abläufe der beiden Steuerkammern errechnen aus der Differenz der verschieden langen Auffüllzeiten der beiden Steuerkammern. Es ist aber auch möglich, die Querschnitte der Zu- und Abläufe der Steuerkammern unterschiedlich zu wählen allein oder auch in Kombination mit unterschiedlich großen Steuerkammern.

Besonders einfach wird eine gleichmäßige Versorgung der Steuerkammern mit Steuerflüssigkeit dadurch

erreicht, daß die Zuläufe der Steuerkammern mit demselben Steuerflüssigkeitskanal verbunden sind.

In einer'weiteren vorteilhaften Ausgestaltung mündet der Ablauf der ersten Steuerkammer in die zweite Steuerkammer, und dieser Ablauf besitzt einen größeren Querschnitt als der Ablauf der zweiten Steuerkammer. Dadurch füllt sich zunächst die erste Steuerkammer auf und bewirkt ein Öffnen des Kolbenventils. Über den Ablauf der ersten Steuerkammer wird auch die zweite Steuerkammer aufgefüllt, wobei die Auffüllzeit von den ίο Querschnitten der beiden Abläufe und dem Volumen der zweiten Steuerkammer abhängt. Sobald die zweite Steuerkammer gefüllt ist, bewirkt deren größere wirksame Kolbenfläche das Schließen des Steuerventils.

Die Geschwindigkeit des Schließvorgangs kann noch vorteilhaft dadurch erhöht werden, daß in der zweiten Steuerkammer ein Hilfskolben vorgesehen ist, der durch Zentrifugalkraft gegen die Kolbenfläche des mit einer Speicherkammer versehenen Ventilkolbens gepreßt wird und so im Ventilkolben angeordnete Verbindungskanäle zwischen den Steuerkammern verschließt. Hierbei wird zunächst erst die Speicherkammer über den Ablauf der ersten Steuerkammer gefüllt. Nachdem die Speicherkammer gefüllt ist, wird der Hilfskolben von der Kolbenfläche abgehoben und gibt damit die Verbindungskanäle zwischen den Steuerkammern frei. Die zweite Steuerkammer füllt sich jetzt schlagartig und bewirkt ein momentanes Schließen des Ventilkolbens.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachstehend näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt des Steuerventils mit getrennten Zuläufen zu den Steuerkammern,

F i g. 2 einen Querschnitt des Steuerventils, bei dem der Ablauf der ersten Steuerkammer mit der zweiten Steuerkammer verbunden ist,

F i g. 3 das Steuerventil mit einem Hilfskolben in der zweiten Steuerkammer vor der Steuerflüssigkeitszugabe,

F i g. 4 das Steuerventil gemäß F i g. 3 nach der Steuerflüssigkeitszugabe in geöffneter Position,

Fig.5 das Steuerventil gemäß Fig.3 unmittelbar nach dem Schließen.

In F i g. 1 ist mit 1 das Unterteil der Schleudertrommel bezeichnet, in das das Ventilgehäuse 2 und der Ventilkolben 3 mit seinen unterschiedlich großen Kolbenflächen 4, 5 in radialer Richtung eingesetzt sind. Von der Schließkammer 6 unterhalb des Kolbenschiebers 7 führt ein Entleerüngskanal 8 zu den im Ventilgehäuse angeordneten Ablaufbohrungen 9, die durch den Ventilkolben 3 verschlossen sind. Zwischen dem Ventilgehäuse 2 und dem Ventilkolben 3 ist eine erste Steuerkammer 10 gebildet, die über einen Zulauf 11 mit dem Steuerflüssigkeitskanal 12 verbunden ist. Eine dem Ventilkolben 3 zugeordnete zweite Steuerkammer 13 ist über einen Zulauf 14 ebenfalls mit dem Steuerflüssigkeitskanal 12 verbunden. Die Steuerkammern 10, 13 sind mit Abläufen 15,16 für die Steuerflüssigkeit versehen.

Bei Betrieb der Schleudertrommel verschließt der Ventilkol ben 3 zunächst die Ablauf bohrungen 9, und der Kolbenschieber 7 wird durch den in der Schließkammer herrschenden Flüssigkeitsdruck in der Schließstellung gehalten. Zur Durchführung einer Trommelentleerung wird über eine nicht dargestellte Steuerflüssigkeit-Zuführeinrichtung der Steuerflüssigkeitskanal 12 vollkommen gefüllt, und die beiden Steuerkammern 10,13 werden mit Steuerflüssigkeit aufgefüllt. Wegen des wesentlich kleineren Volumens der ersten Steuerkammer 10 ist diese eher gefüllt und bringt damit den Ventilkolben 3 in die geöffnete Position. Nachdem die zweite Steuerkammer 13 aufgefüllt ist, wird unmittelbar der Schließvorgang eingeleitet, da bei gleichem Flüssigkeitsdruck auf die Kolbenfläche 5 eine wesentlich größere Kraft ausgeübt wird als auf die Kolbenfläche 4. Damit ist die Zeit, in der die Ablaufbohrungen 9 geöffnet sind, durch die unterschiedlichen Auffüllzeiten der beiden Steuerkammern 10,13 reproduzierbar festgelegt, so daß immer die gleiche Menge Schließflüssigkeit aus der Schließkammer 6 abfließt und damit auch exakt die gleiche Menge Feststoff aus der Schleudertrommel abgelassen werden kann. Erst nach dem Schließen des Ventilkolbens 3 wird die Steuerflüssigkeitszufuhr unterbrochen und beide Steuerkammern 10,13 entleeren sich über ihre Abläufe 15,16.

Bei der Ausführung nach F i g. 2 muß die erste Steuerkammer 10 erst vollkommen gefüllt sein, bevor eine nennenswerte Zulaufleistung über den Ablauf 15 in die zweite Steuerkammer 13 erfolgt. Damit ist der zeitliche Ablauf des Füllens der beiden Steuerkammern 10, 13 noch präziser gegeben. Außerdem kann die zweite Steuerkammer 13 kleiner ausgelegt werden als bei der parallelen Einspeisung von Steuerflüssigkeit in die beiden Steuerkammern 10,13.

Durch die Ausführung gemäß Fig.3 wird ein beschleunigter Schließvorgang erreicht. Im Ventilkolben 3 sind hierbei eine Speicherkammer 17 und Verbindungskanäle 18 vorgesehen, die zunächst durch einen in der zweiten Steuerkammer vorgesehenen Hilfskolben 19 verschlossen werden. Nach dem Füllen der ersten Steuerkammer 10 bewegt sich der Ventilkolben 3 zusammen mit dem Hilfskolben 19 in die in F i g. 4 gezeigte Position und öffnet dabei die Ablaufbohrungen 9, gleichzeitig füllt sich über den Ablauf 15 die Speicherkammer 17. Sobald die Speicherkammer 17 gefüllt ist, wird der Hilfskolben 19 durch den in der Speicherkammer 17 herrschenden Flüssigkeitsdruck von der Kolbenfläche 5 abgehoben und gibt die Verbindungskanäle 18 frei, so daß ein beschleunigtes Auffüllen der zweiten Steuerkammer 13 und damit auch ein beschleunigtes Schließen des Ventilkolbens 3 erfolgt. Die Steuerkammern 10,13 entleeren sich anschließend über den Ablauf 16. Die Position des Hilfskolbens 19 bei noch anstehendem Steuerflüssigkeitsdruck und schon in Schließstellung befindlichem Ventilkolben 3 ist aus der F i g. 5 ersichtlich.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Steuerventil für selbstentleerende Schleudertrommeln zum Ablassen von Schließflüssigkeit aus einer unterhalb eines axial verschiebbaren Kolbenschiebers angeordneten Schließkammer mit einem Ventilkolben, der durch Zentrifugalkraft die Ablauf-, bohrungen für die Schließflüssigkeit verschließt und ■iäurch Zuführung von Steuerflüssigkeit in eine mit einem Zulauf und einem Ablauf versehene erste Steuerkammer die Ablaufbohrungen für die Schließflüssigkeit öffnet, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit einem Zulauf (14) und einem Ablauf (16) für Steuerflüssigkeit versehene zweite Steuerkammer (13) vorgesehen ist, in der die wirksame Kolbenfläche (5) des Ventilkolbens (3) größer ist als die wirksame Kolbenfläche (4) in der ersten Steuerkammer (10), wobei die Volumina der Steuerkammern (10, 13) sowie die Querschnitte der Zu- und Abläufe (11,14,15,16) so gewählt sind, daß zunächst die erste Steuerkammer (10) und erst nach einer Zeitverzögerung die zweite Steuerkammer (13) gefüllt ist.

2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen der zweiten Steuerkammer (13) größer ist als das Volumen der ersten Steuerkammer (10).

3. Steuerventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuläufe (11,14) der Steuerkammern (10,13) mit demselben Steuerflüssigkeitskanal (12) verbunden sind.

4. Steuerventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablauf (15) der ersten Steuerkammer (10) in die zweite Steuerkammer (13) mündet und dieser Ablauf (15) einen größeren Querschnitt besitzt als der Ablauf (16) der zweiten Steuerkammer (13).

5. Steuerventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Steuerkammer (13) ein Hilfskolben (19) vorgesehen ist, der durch Zentrifugalkraft gegen die Kolbenfläche (5) des mit einer Speicherkammer (17) versehenen Ventilkolbens (3) gepreßt wird und so im Ventilkolben (3) angeordnete Verbindungskanäle (18) zwischen den Steuerkammern (10, 13) verschließt.