DE4416904C1 - Antrieb für eine kontinuierlich arbeitende Schneckenzentrifuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Antrieb für eine kon­ tinuierlich arbeitende Schneckenzentrifuge, deren Trom­ melmantel und ein mit ihm verbundenes Gehäuse eines ersten Umlaufgetriebes von einem Hauptantriebsmotor antreibbar sind, und deren Förderschnecke über einen drehzahlvaria­ blen, mit einem Regelgerät verbundenen Sekundärmotor mit Differenzdrehzahl zum Trommelmantel antreibbar ist, wobei der Sekundärmotor mit einem ersten Getriebeeingang eines, mit dem ersten Umlaufgetriebe gekoppelten zweiten Umlauf­ getriebes verbunden ist.

Eine derartige Zentrifuge ist beispielsweise bekannt aus der DE 28 11 887 C3. Bei dieser Zentrifuge wird der Trom­ melmantel über einen ersten Riementrieb und das Gehäuse des zweiten Umlaufgetriebes über einen zweiten Riementrieb vom Hauptantriebsmotor angetrieben. Dabei wird über dem ersten Riementrieb Leistung zugeführt, während der zweite Riementrieb über das Gehäuse des zweiten Umlaufgetriebes eine Bremsleistung zum Hauptantriebsmotor zurückspeist. Dieser Leistungfluß ergibt sich bei einem System mit einer zum Trommelmantel voreilenden Förderschnecke bei gleich­ zeitiger Verwendung eines ersten Umlaufgetriebes ohne Drehrichtungsumkehr. Bei kleinen bis mittleren Zentrifu­ gengrößen sind die beim Anfahren auftretenden Stromspitzen im allgemeinen akzeptabel. Bei größeren Zentrifugen können diese Stromspitzen jedoch sehr nachteilig sein. In den meisten Ländern müssen Abnehmer von elektrischen Leistun­ gen eine Bereitstellungsgebühr entrichten, die sich an der Höhe der auftretenden Stromspitzen bemißt. Die Stromspit­ zen wirken sich daher nachteilig auf die entstehenden Be­ triebskosten der Zentrifuge aus. Außerdem muß die Strom­ versorgung entsprechend diesen Stromspitzen ausgelegt sein. Auch die Bremsleistung steigt bei größeren Zentrifu­ gen progressiv und kann problematische Werte erreichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Antrieb für die Schneckenzentrifuge so auszugestalten, daß die Strom­ aufnahme während des Anfahrens reduziert wird und Brems­ leistungen vermieden werden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein zweiter Getrie­ beeingang des zweiten Umlaufgetriebes mit einen zweiten Antriebsmotor verbunden ist.

Zum Anfahren der Schneckenzentrifuge wird zunächst nur der Sekundärmotor und der zweite Antriebsmotor eingeschaltet. Dadurch wird die relativ geringe Masse der Förderschnecke in Drehung versetzt. Durch Reibungswiderstände in den Ge­ trieben und den Lagerstellen der Förderschnecke sowie durch die im Trommelmantel befindliche Flüssigkeitsfüllung wird eine allmähliche Beschleunigung des Trommelmantels auf Betriebsdrehzahl bewirkt. Hierbei liegt die Stromauf­ nahme unterhalb der für den Betrieb der Zentrifuge erfor­ derlichen Stromaufnahme. Nach Erreichen der Betriebsdreh­ zahl des Trommelmantels wird auch der Hauptantriebsmotor hinzugeschaltet, der über den Trommelmantel und den ersten Riementrieb bereits mit Betriebsdrehzahl rotiert.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Antriebes sind in den Ansprüchen 2 bis 8 wiedergege­ ben.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist als Re­ gelgerät ein Frequenzumformer vorgesehen. Dadurch läßt sich wahlweise einer der drei Motoren während des Anfah­ rens drehzahlvariabel betreiben. Zum Anfahren kann jetzt in vorteilhafter Weise der Frequenzum­ former mit dem Hauptantriebsmotor in Verbindung stehen und so der Motor mit geringer Stromaufnahme bis zum Erreichen der Betriebsdrehzahl betrieben werden. Erst danach wird der zweite Antriebsmotor hinzugeschaltet, der Frequenzumformer mit dem Sekundärmotor verbunden und der Hauptantriebsmotor direkt an das Netz geschaltet.

Während des Anfahrens steht der Frequenzumformer vorteilhafterweise mit dem zweiten Antriebsmotor in Verbindung, um die Förder­ schnecke allmählich auf Betriebsdrehzahl zu bringen. Der Sekundärmotor wird hierbei zunächst mit Netzfrequenz be­ trieben. Nachdem der Trommelmantel und der Hauptantriebs­ motor durch Reibwirkungen ebenfalls die Betriebsdrehzahl erreicht haben, erfolgt die Umschaltung des zweiten An­ triebsmotors auf Netzbetrieb und des Sekundärmotors auf den Frequenzumformer sowie die Schaltung des Hauptan­ triebsmotors ans Netz.

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

Fig. 1 eine Schneckenzentrifuge, bei der das Gehäuse des zweiten Umlaufgetriebes auf der Welle des zweiten Antriebsmotors gelagert ist,

Fig. 2 eine Schneckenzentrifuge, bei der das Gehäuse des zweiten Umlaufgetriebes auf der Eingangs­ welle des ersten Umlaufgetriebes gelagert ist.

Mit 1 ist in der Fig. 1 eine Schneckenzentrifuge bezeich­ net, deren Trommelmantel 2 über ein erstes Umlaufgetriebe 3, einen ersten Riementrieb 4 und einen Hauptantriebsmotor 5 angetrieben wird. Eine Eingangswelle 6 des ersten Um­ laufgetriebes 3 wird über einen zweiten Riementrieb 7 vom Gehäuse 8 eines zweiten Umlaufgetriebes 9 angetrieben, das auf einer Welle 10 eines zweiten Antriebsmotors 11 gela­ gert ist. Die Welle 10 ist mit einer Welle 12 des zweiten Umlaufgetriebes 9 gekoppelt, während eine Eingangswelle 13 über einen Sekundärmotor 14 angetrieben wird. Das Gehäuse 8, die Welle 12 und die Eingangswelle 13 des zweiten Um­ laufgetriebes 9 sind als Getriebeeingänge nutzbar. Eine Abtriebswelle 15 des ersten Umlaufgetriebes 3 ist mit ei­ ner Förderschnecke 16 verbunden. Die drei Motoren 5, 11 und 14 sind mit einem Frequenzumformer 17 verbindbar.

Zum Anfahren der Schneckenzentrifuge 1 mit geringer Strom­ aufnahme bestehen drei Möglichkeiten:
Der zweite Antriebsmotor 11 wird direkt ans Netz geschal­ tet und der Sekundärmotor 14 über den Frequenzumformer 17 betrieben. Dadurch erfolgt zunächst eine Beschleunigung der relativ geringen Massen der Förderschnecke 16 auf eine erhöhte Differenzdrehzahl mit einer entsprechend geringen Stromaufnahme. Durch Reibwirkungen im ersten Umlaufgetrie­ be 3, den Lagerstellen zwischen Förderschnecke 16 und Trommelmantel 2 sowie durch die Flüssigkeitsfüllung im Trommelmantel 2 erfolgt eine allmähliche Beschleunigung des Trommelmantels 2 und des mit ihm verbundenen Hauptan­ triebsmotors 5 annähernd auf Betriebsdrehzahl. Anschlie­ ßend wird der Hauptantriebsmotor 5 eingeschaltet und der zweite Antriebsmotor 11 bleibt auf Netzbetrieb.

Der Frequenzumformer 17 kann auch während des Anfahrens mit dem zweiten Antriebsmotor 11 verbunden sein, um die Förderschnecke 16 allmählich auf Betriebsdrehzahl zu brin­ gen. Der Sekundärmotor 14 wird hierbei zunächst mit Netz­ frequenz betrieben. Nachdem der Trommelmantel 2 und der Hauptantriebsmotor 5 durch Reibwirkungen ebenfalls die Be­ triebsdrehzahl erreicht haben, erfolgt die Umschaltung des zweiten Antriebsmotors 11 auf Netzbetrieb und des Sekun­ därmotors 14 auf den Frequenzumformer 17 sowie die Ein­ schaltung des Hauptantriebsmotors 5 ans Netz. Gegenüber der ersten Variante ist die Stromaufnahme während des An­ fahrens noch niedriger.

Zum Anfahren kann auch der Hauptantriebsmotor 5 über den Frequenzumformer 17 mit geringer Stromaufnahme bis zum Er­ reichen der Betriebsdrehzahl betrieben werden. Über die zuvor beschriebenen Reibwirkungen werden die Förderschnec­ ke 16 und der zweite Antriebsmotor 11 ebenfalls in Rotati­ on versetzt. Nach Erreichen der Betriebsdrehzahl wird der zweite Antriebsmotor 11 hinzugeschaltet, der Frequenzum­ former 17 mit dem Sekundärmotor 14 verbunden und der Hauptantriebsmotor 5 direkt an das Netz geschaltet.

Um während des Betriebes der Schneckenzentrifuge 1 eine günstige Leistungsverteilung zwischen dem Hauptantriebsmo­ tor 5 und dem zweiten Antriebsmotor 11 zu erreichen, ist das erste Umlaufgetriebe 3 ohne Drehrichtungsumkehr ausge­ legt, so daß bei voreilender Förderschnecke 16 an der Ein­ gangswelle 6 eine Leistung einzuspeisen ist. Die Überset­ zung des ersten Umlaufgetriebes 3 ist so zu wählen, daß die Antriebsleistung an der Eingangswelle 6 kleiner ist als die zum Erhalt der Trommeldrehzahl erforderliche Reib­ leistung. In diesem Fall muß auch der Hauptantriebsmotor 5 Leistung zuführen. Durch Auslegung des zweiten Umlaufge­ triebes 9 mit Drehrichtungsumkehr kann auch der Sekundär­ motor 14 Leistung einspeisen. Da an keinem der drei Moto­ ren 5, 11 und 14 Bremsleistungen aufzubringen sind, ergibt sich eine vorteilhafte Leistungsbilanz mit niedrigem Stromverbrauch.

In der Fig. 2 ist das zweite Umlaufgetriebe 9 auf der Ein­ gangswelle 6 des ersten Umlaufgetriebes 3 gelagert. Die Welle 12 des zweiten Umlaufgetriebes 9 ist mit der Ein­ gangswelle 6 verbunden und das Gehäuse 8 des zweiten Um­ laufgetriebes 9 wird über den zweiten Riementrieb 7 vom zweiten Antriebsmotor 11 angetrieben. Der Sekundärmotor 14 treibt die Eingangswelle 13 des zweiten Umlaufgetriebes 9 an. Damit alle drei Motoren 5, 11 und 14 Leistung einspei­ sen können, müssen beide Umlaufgetriebe 3 und 9 ohne Dreh­ richtungsumkehr ausgelegt sein. Die Auslegung der Überset­ zungen erfolgen in gleicher Weise wie bei Fig. 1 beschrie­ ben. Auch das Anfahren der Zentrifuge ist gemäß den be­ schriebenen Varianten möglich.

Das Einstellen der Grunddifferenzdrehzahl zwischen Trom­ melmantel 2 und Förderschnecke 16 erfolgt in bekannter Weise durch die Wahl der Übersetzungsverhältnisse bei den Riementrieben 4 und 7. Die Regelung der Differenzdrehzahl wird durch Variieren der Drehzahl des Sekundärmotors 14 mittels des Frequenzumformers 17 vorgenommen.

Claims (11)

1. Antrieb für eine kontinuierlich arbeitende Schnecken­ zentrifuge, deren Trommelmantel und ein mit ihm verbunde­ nes Gehäuse eines ersten Umlaufgetriebes von einem Haupt­ antriebsmotor antreibbar sind, und deren Förderschnecke über einen drehzahlvariablen, mit einem Regelgerät verbun­ denen Sekundärmotor mit Differenzdrehzahl zum Trommelman­ tel antreibbar ist, wobei der Sekundärmotor mit einem er­ sten Getriebeeingang eines, mit dem ersten Umlaufgetriebe gekoppelten zweiten Umlaufgetriebes verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Getriebeeingang (Gehäuse 8, Welle 12, Eingangswelle 13) des zweiten Umlaufgetriebes (9) mit einen zweiten An­ triebsmotor (11) verbunden ist.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Getriebeeingang eine Welle (12) des zweiten Umlaufge­ triebes (9) benutzt wird.

3. Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (8) des zweiten Umlaufgetriebes (9) auf der Welle (10) des zweiten Antriebsmotors (11) rotierbar gela­ gert ist.

4. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Getriebeeingang das Gehäuse (8) des zweiten Umlaufge­ triebes (9) benutzt wird.

5. Antrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (8) des zweiten Umlaufgetriebes (9) auf der Eingangswelle (6) des ersten Umlaufgetriebes (3) rotierbar gelagert ist.

6. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das erste Umlaufgetriebe (3) ohne Dreh­ richtungsumkehr ausgelegt ist.

7. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das zweite Umlaufgetriebe (9) mit Dreh­ richtungsumkehr ausgelegt ist.

8. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das zweite Umlaufgetriebe (9) ohne Dreh­ richtungsumkehr ausgelegt ist.

9. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Regelgerät ein Frequenzumformer (17) vorgesehen ist.

10. Antrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzumformer (17) mit dem Hauptantriebsmotor (5) in Verbindung steht.

11. Antrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzumformer (17) mit dem zweiten Antriebsmotor (11) in Verbindung steht.