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Automatisch wirkende Druckölsteuerung für Schubzentrifugen Die Erfindung
betrifft eine automatisch wirkende Druckölsteuerung für Schubzentrifugen, bei denen
das nasse Gut im ununterbrochenen Arbeitsgang über einen Verteilerkegel mittels
Zuführungsleitungen in eine Siebtrommel hineingeleitet wird, wobei nach beendigtem
Schleudervorgang die von der Flüssigkeit getrennten Feststoffe durch einen Schubboden
über den Siebbelag der Trommel nacheinander in kurzen Schubbewegungen in axialer
Richtung über den vorn offenen Trommelrand hinausgeschoben werden.
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Bei den bisher bekannten automatisch wirkenden Druckölsteuerungen
werden durch die Impulsabgaben in gleichmäßiger, jedoch zeitlich einstellbarer Folge
von einem Arbeitskolben ausgeführte oszillierende Bewegungen erzielt. Zur Steuerung
der Hinundherbewegung des Schubbodens überträgt hierbei der auf der Gegenseite der
Schubbodenstange sitzende Arbeitskolben seine Bewegungen über einen durch Gleit-
und' Schleifringe geführten Schlepphebel direkt auf einen Vorsteuerkolben der Steuerung.
In j eder seiner beiden Totpunktstellungen gibt dieser dann jeweils Drucköl auf
die eine oder andere Stirnseite des Hauptsteuerkolbens frei, der seinerseits das
Drucköl wechselseitig zum Arbeitskolben steuert und somit die Bewegung des Schubbodens
einleitet. Dabei wird jede Hinbewegung sofort von einer Herbewegung abgelöst. Eine
Verstellung des Hubes dies Arbeitskolbens wird dadurch erreicht, daß im Vorsteuerkolben
einstellbare Anschlagschrauben vorgesehen sind, wodurch dieser durch den Schlepphebel
nach einer mehr oder weniger langen Wegstrecke des Arbeitskolbens in eine seiner
beiden Totpunktstellungen gebracht wird. Im Hinblick auf die stetig gleichbleibende
Fördermenge der Druckölpumpe in der Zeiteinheit
ergibt jedoch eine
Arbeitshubverkürzung eine dem gleichbleibenden Fördervolumen entsprechend schnellere
Arbeitshubfolge, so daß der gesamte in der Zeiteinheit zurückgelegte Arbeitshubweg
stets der gleiche ist.
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Für die Leistungsregelung bei dem Schubzentrifugenbetrieb sowie für
die Wirkung des Schleudereffektes ist jedoch nicht die Arbeitshubverkürzung, sondern
die Hubzahlregelung in der Zeiteinheit von Bedeutung. Diesewird bisherdurch Abzweigung
einer Menge des konstant anfallenden Fördervolumens der Ölpumpe bei, gleichzeitiger
Veränderung eines Öffnungsquerschnittes in der Hauptdruakleitung erreicht, wobei
jedoch der Druck in dieser Hauptleitung stets vom Gegendruck am Schuhboden, hervorgerufen
durch den Reibungswiderstand des Schleudergutes auf dem Siebbelag, abhängig ist.
Wird dieser als konstant angenommen, was in der Praxis nie der Fallist, so strömt
auch nur ein konstantes Olteilvolumen aus der Hauptdruckölleitung in den Tank zurück
und das verminderteArbeitsvolumen hat einegeringereArbeitszahl je Zeiteinfheit zur
Folge.
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Irr der Praxis steigt jedoch der Gegendruck im Ölsystem stets mit
zunehmendem Widertand des Schleudergutes auf dem Siebbelag der Zentrifugentrommel,
und zwar im Verlauf eines jeden Arbeitshubes, bedingt durch die zunehmende Dichte
des Schleudergutes. Daraus ergibt sich eine ständig langsamer werdende Arbeitshubbewegung
bis zum Totpunkt des Arbeitshubes. Die Ursache ist die im Verhältnis der Drucksteigerung,
durch den eingestellten Querschnitt vermehrt abfließende Teilvolumenmenge. Der Widerstand,
den das Schleudergut dem Schubboden entgegensetzt, kann hierbei so groß werden,
daß das gesamte Ölvolumen durch die Öffnung hindurchfließt, woduTch der Arbeitskolben
zum Stillstand kommt. Ein Überlaufen der Zentrifuge ist die Folge; außerdem wird
die gesamte automatische Druckölsteuerung dadurch unwirksam.
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Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin, insbesondere
für Schubzentrifugen eine automatisch wirkende Druckölsteuerung zu schaffen, die
nicht nur -die volle Hublänge des Arbeitskolbens und damit auch die des Schubbodens,
sondern auch dieWirkung des vollenArbeitsdruckes der Ölpumpe auf den Arbeitskolben
sowie dessen gleichförmige Bewegung, insbesondere jedoch die Einstellbarkeit der
Hubzahl in der Zeiteinheit unter diesen Bedingungen gewährleistet, und zwar unabhängig
von der jeweiligen Stellung des Arbeitskolbens und von dem zeitlichen Ablauf seiner
Bewegung. Weiterhin sollen hierbei alle einem besonderen Verschleiß unterworfenen
Teile, z. B. Gleit- und Schleifringe o..dgl., sowie alle ungümstigen konstruktiven
Maßnahmen, wie z. B. Schlitze in der Hauptwelle o. dgl., vermieden werden.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt dadurch, daß die Umsteuerung des Arbeitskolbens
lediglich durch HydraulischeDrurkwirkungenohnejede mechanische Übertragungsmittel
vom seinen Totpunktstellungen aus über einen mit Kammern versehenen verschiebbaren
Umsteuerkolben und einen in Kammern verschiebbaren Vorsteuerkolben erfolgt, wobei
der durch. eine besondere Öffnung dem Innern des Steuergehäuses mitgeteilte volle
Arbeitsdruck der Druckölpumpe nach Maßgabe der jeweiligen Steuerungsstellung über
Verbindungsleitungen oder Kanäle auf die eine oder andere Stirnseite des Arbeitskolbens
wirkt. Zur weiteren Lösung der Aufgabe ist auf der Kolbenstange des Arbeitskolbens
ein in zweckentsprechender Weise ausgebildeter Regelbund, mit Steuerkanten vorgesehen,
die den Zufluß von Drucköl zu der äußeren, durch den Vorsteuerkolben veränderlichen
Kammer über entsprechende Verbindungsleitungen steuert. Die zeitliche Regelung der
Um.steuergeschwindigkeit des Arbeitskolbens in einer Richtung, und zwar in der Schubrichtung,
erfolgt durch Regelung der zu dieser Kammer fließenden Druckölmenge dadurch, daß
in der Verbindungsleitung eine Einstelldüse vorgesehen isst. Zur Entlastung der
äußeren veränderlichen Kammer des Vorsteuerkolbens bei seiner Rückwärtsbewegung
und zur Regelung des zeitlichen Ablaufs seiner Vor- und Rückwärtsbewegungen über
die Einstelldüse ist parallel zu dieser in der Verbindungsleitung ein Rückschlagventil
angeordnet, das sich bei Druckölstrom zu der Kammer schließt und bei Druckölstrom
aus der Kammer öffnet.
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Diese Maßnahmen ermöglichen nicht nur eine volle Hublänge des Arbeitskolbens
bei gleichzeitiger Einwirkung des vollen Arbeitsdruckes der Ölpumpe unabhängig von
der jeweiligen Stellung des Arbeitskolbens und dem zeitlichenAblauf seinerBewegung,
sondern sie gewährleisten auch eine gleichförmige Hubbewegung sowie die zeitliche
Regelung des Geschwindigkeitsablaufes der Umsteuerung durch die Regelung der zu
der Kammer über die Einstelldüse fließenden Druckölmenge, wobei hierdurch der Arbeitskolben
sogar in der rückwärtigen Endstellung zeitlich regelbar angehalten werden kann.
In gleicher Weise erfolgt durch die Regelung der durch die Einstelldüse zu der Kammer
fließenden Druckölmenge eine Regelung-der Hubzahl des Arbeitskolbens und somit auch
eine Regelung der Leistung der Zentrifuge, die demnach in weiten Grenzen verändert
werden kann. Durch die Vermeidung aller einem besonderen I verschleiß unterworfenen
Teile sind eine Anzahl Störungsquellen beseitigt und ein hoher Wirkungsgrad gewährleistet.
Außerdem bedingt die stänkere und schwächere Drosselung der durch die Einstelldüse
fließenden Druckölmenge eine mehr oder minder große Verzögerung bis zur Verstellung
des Umsteuerkolbens und eine ebensolche Verzögerung bis zur Umsteuerung des Arbeitskolbens
aus der Endlage, die er vor der Schubbewegung einnimmt und damit auch eine Verzögerung
des Beginns des Schubbodenhubes. Das neu zufließende Schleudergut hat demnach in
dem durch den Rückgang des Schubbodens durch diesen und den Feststo$ring der Trommel
gebildeten freien Raum genügend Zeit, einen Teil seiner Flüssigkeit abzugeben, bevor
es von der folgenden Vorwärtsbewegung des Schubbodens zusammengedrückt wird und
durch diese Verdichtung schwieriger entwässert. Selbstverständlich kann die Einstelldüse
auch so
eingestellt werden, daß die Umsteuerung des Arbeitskolbens
bzw. des Schubbodens in beiden Endstellungen in gleichen Zeitabständen erfolgt.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt.
Es zeigt Abb. i die Steuerstellung der automatisch wirkenden Druckölsteuerung bei
zurückgezogenem Schubboden, Abb. 2 dgl., jedoch bei vorgeschobenem Schulboden.
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Das Drucköl fließt dauernd durch die Bohrung i dem Innern des Steuergehäuses
zu. In der Stellung nach Abb. i strömt das C51 durch die vom Umsteuerkolbeii 2 gebildete
Kammer 3 und die Leitung .4 auf die rechte Seite des Arbeitskolbens 5. Gleichzeitig
strömt das Drucköl auch durch die von dem Vorsteuerkolben 6 gebildete Kammer 7 durch
die Leitung 8 auf die rechte Seite des Umsteuerkolbens und hält diesen in seiner
linken. Endstellung fest. In der linken Endlage des Arbeitskolbens 5 gibt die Steuerkante
9 des Regelbundes auf der Kolbenstange des Arbeitskolbens einen Spalt frei, durch
welchen das Drucköl durch die Leitung io und die Umgehungsleitung 12 mit der Einstelldüse
i i in die äußere veränderliche Kammer 13 des Vorsteuerkolbens 6 gelangen kann.
Der direkte Strömungsweg durch die Leitung io in die veränderliche äußere Kammer
13 ist durch ein Rückschlagventi121 gesperrt. Das Drucköl in der veränderlichen
Kammer 13 drückt infolge der größeren Kolbenfläche 14 den Vorsteuerkolben 6 entgegen
dem Druck auf die Kolbenfläche i 5 nach links bis in die Endstellung, wodurch der
Weg des Drucköles durch Leitung 8 auf die rechte Seite des Umsteuerkolbens 2 gesperrt
wird; gleichzeitig ist der Strömungsweg durch die Leitung 16 auf die linke Seite
des Umsteuerkolbens frei geworden, wodurch nun der L,'msteucrkolben in die rechte
Endlage gedrückt wird. Bei dieser rechten Endlage fließt das Drucköl durch die Leitung
17 auf die linke Seite des Arbeitskolbens 5 und drückt diesen in die rechte Endlage.
Das C51 auf der rechten Seite des Arbeitskolbens fließt durch die Leitung 4, die
Kammer 18 des Umsteuerkolbens 2 und die Bohrung i9 ab. In der rechten Endstellung
des Arbeitskolbens 5 wird durch die Steuerkante 20,die Verbindung hergestellt zwischen
der Leitung io und der Leitung .I, wobei sich der Druck in der äußeren veränderlichen
Kammer 13 des Vorsteuerkolbens 6 über die Leitung io unddas Rückschlagventil 21
und teilweise auch über die Umgehungsleitung 12 und die Einstelldüse i i zur Leitung
4 ausgleicht. Der Vorsteuerkolhen 6 wird durch den nunmehr auf die Kolbenfläche
i 5 wirksamen Druck nach rechts in die Endlage gedrückt, wodurch das Drucköl infolge
der wiederhergestellten Verbindung über die Leitung 8 den Umsteuerkolben 2 in die
linke Endstellung drückt. Über die Verbindungsleitung 4 wird das Drucköl auf die
rechte Kolbenseite des Arbeitskolbens 5 geführt. Die linke Seite des Arbeitskolbens
5 wird durch die Leitung 17, Kammer 22 des Umsteuerkolbens 2 und' durch die Bohrung
23 entlastet. Das in der rechten Endstellung des Arbeitskolbens 5 über die Steuerkante
20 in die Leitung io fließende Drucköl kommt Jura. die Einstelldüse i i in der Ka-miner
13 nicht zur Wirkung, weil nach kurzer Wegstrecke des Arbeitskolbens 5 nach links
die Steuerkante 2o diese Verbindung unterbricht. Die Arbeitsspiele folgen auf diese
Weise in steter Folge aufeinander.