DK153058B - Decantercentrifuge med et mekanisk reduktionsgear mellem centrifugens tromle og transportsnegl - Google Patents

Description

Opfindelsen angår en decantercentrifuge med en motordrevet roterende tromle og en i forhold til trom— len drejelig snegl for transport af faststof udskilt fra et til tromlen tilført råmateriale, hvilken snegl er koblet til tromlen gennem et mekanisk reduktionsgear, som har et med tromlen fast forbundet hus og en indgangsaksel, hvis omdrejningstal bestemmer det relative omdrejningstal af sneglen i forhold til tromlen.

Ved variation af omdrejningstallet for reduktionsgearets indgangsaksel kan man ændre sneglens transportkapacitet og derved tilpasse denne efter de aktuelle driftsforhold, f.eks. med henblik pa at opnå minimalt indhold af faststof i den afgående væskefase og/eller maksimal afvanding af faststoffet, eller for at hindre overbelastning af centrifugen i tilfælde af særlig højt faststofindhold x det txlførte råmateriale.

En decantercenterifuge ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at gearets hus og dets indgangsaksel gennem hver sin kraftoverførende udveksling er forbundet med to roterende hydrauliske fortrængningsmaskiner, af hvilke den første har konstant fortrængningsvolumen, medens den anden har variabelt fortrængningsvolumen, og ved at de to fortrængningsmaskiner er serieforbundet i et lukket hydraulisk kredsløb.

Herved opnås en yderst enkel og pålidelig styring af omdrejningstallet for gearets indgangsaksel og dermed af transportsneglens relative omdrejningstal. Serieforbindelsen mellem de to hydrauliske maskiner, hvis respektive omdrejningstal star i et bestemt for- hold til henholdsvis tromlens og indgangsakslens omdrejningstal, bevirker, at de to maskiner altid gennemstrømmes af samme væskemængde pr. tidsenhed og dermed, for en given indstilling af den variable maskines fortrængningsvolumen, opretholder et konstant relativt omdrejningstal af sneglen. En ændring af den variable maskines fortrængningsvolumen medfører direkte en ændring af omdrejningstallet for gearets indgangsaksel og dermed af transportsneglens relative omdrejningstal. Afhængigt af driftsforholdene kan enhver af de to maskiner virke som pumpe og den anden som motor i det hydrauliske kredsløb, og i begge tilfælde fungerer styringen uden tilførsel af effekt udefra og kræver således ikke nogen særskilt drivmotor som i kendte styresystemer, hvor gearets indgangsaksel trækkes fra en motor med variabelt omdrejningstal, og hvor konstant-holdelsen af et valgt omdrejningstal ved svingende belastning kan medføre problemer.

I en foretrukket udførelsesform af opfindelsen er den første fortrængningsmaskine med det konstante fortrængningsvolumen forbundet med gearets indgangsaksel. Udførelsesf omen har den fordel, at der består et konstant forhold mellem olietrykket i det hydrauliske kredsløb og momentet på gearets indgangsaksel. Dette indebærer bl.a. at man med en trykbegrænsningsventil i kredsløbet entydigt kan fastlægge den maksimale værdi åf det nævnte drejningsmoment.

En videre udvikling af opfindelsen består i, at en tredje hydraulisk fortrængningsmaskine med konstant fortrængningsvolumen er drivende forbundet med gearets hus, og at denne tredje maskine i det hydrauliske kredsløb er forbundet i serie med den første fortrængningsmaskine og i parallel med den anden fortrængningsmaskine. Herved bestemmes mængdestrømmen i det hydrauliske kredsløb af den samlede volumetriske kapacitet af den anden og den tredje fortrængningsmaskine, og da det ønskede variationsområde for transportsneglens relative omdrejningstal og dermed for mængdestrømmen gennem den varia ble maskine er forholdsvis lille, kan man lade størstedelen af mængdestrømmen passere gennem den konstante maskine og derved realisere styringen med et forholdsvis lille fortrængningsvolumen af den variable maskine. Dette er fordelagtigt, fordi en maskine med konstant fortrængningsvolumen er væsentlig billigere end en va^iafoei maskine med samme maksimale fortrængningsvolu men og desuden tåler højere omdrejningstal.

En konstruktiv forenkling af styresystemet kan opnås ved, at de to med gearets hus forbundne fortrængningsmaskiner er anbragt på en fælles aksel.

Den anden fortrængningsmaskines fortrængningsvolumen kan være således variabelt, at strømmen gennem maskinen skifter retning ved uændret omdrejningsretning af maskinen. Herved muliggøres i et system med kun to fortrængningsmaskiner, at omdrejningsretningen for gearets indgangsaksel kan reverseres, og i et system med tre fortrængningsmaskiner opnår man, at mængdestrømmen gennem den variable maskine afhængigt af dennes indstilling enten adderes til eller subtraheres fra mængden strømmen gennem den dermed parallelkoblede konstantmaskine. I begge tilfælde opnås et forøget variationsområde for transportsneglens relative omdrejningstal.

Centrifugen kan have en regulator, som samtidig styrer indstillingen af den variable maskines fortrængningsvolumen og tilførslen af kemikalier, f.eks. et flokkuleringsmiddel, til det i centrifugen behandlede råmateriale. Som indgangsstørrelse for en sådan regulator kan vælges en for separeringsprocessen i centrifugen relevant parameter, eksempelvis den afgående væskefases renhed, mængdestrømmen af det tilførte råmateriale, mængden af faststof i råmaterialet eller trykket i det hydrauliske kredsløb, som er proportionalt med momentet på transportsneglen og derved repræsentativt for faststofmængden .

Opfindelsen forklares i det følgende nærmere med henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 skematisk viser en første udførelsesform for en decantercentrifuge ifølge opfindelsen, og fig. 2 et tilsvarende skematisk billede af en anden udførelsesform for opfindelsen.

I begge de viste udførelsesformer er selve decanter c entr if ugen på konventionel måde udformet med en 1 et ikke nærmere vist stativ drejeligt lejret tromle 1, som på en del af sin længde er cylindrisk og i resten af længden konisk med aftagende diameter mod den ikke viste afgang for faststof, som i tromlens separeringsrum 2 udskilles fra et tilført råmateriale. Indvendig i tromlen er en transportsnegl 3 drejeligt lejret, og gennem den i det følgende nærmere beskrevne drivmekanisme bringes sneglen til at rotere i samme retning som tromlen, men med lidt afvigende omdrejningstal, hvorved den transporterer faststoffet i retning mod dettes afgangsende, dvs. til venstre i fig. 1 og 2.

Den rensede væskefase afgår gennem et ikke vist udløb i tromlen l's modsatte ende.

Tromlen 1 drives fra en ikke vist hoveddriv-motor, som gennem f.eks. et remtræk er koblet til en akseltap 4, som rager ud fra tromlens venstre ende og er understøttet i et skematisk antydet leje 5. Transportsneglen 3 drives fra tromlen, med hvilken den er sammenkoblet gennem et i øvrigt ikke nærmere vist reduktionsgear, f.eks. et planetgear, hvis hus 6 er fastgjort til tromlen l's højre ende. Sådanne gear er velkendt til drift af en decantercen-trifuges transportsnegl og beskrives derfor ikke nærmere. Gearet har en udragende indgangsaksel 7, hvis omdrejningstal gennem gearet fastlægger sneglen 3's relative omdrejningstal i forhold til tromlen 1.

Huset 6 er udformet med en remskive 8, som gennem en rem 9 er forbundet med en remskive 10, der er fastgjort på akslen 11 af en roterende fortrængningsmaskine 12 med variabelt fortrængningsvolumen. På gearets indgangsaksel 7 er der fastgjort en remskive 13, som gennem en rem 14 er forbundet med en remskive 15, der er fastgjort på akslen 16 af en roterende fortrængningsmaskine 17 med konstant fortrængningsvolumen. De to maskiner 12 og 17 er hydraulisk serieforbundet i et lukket kredsløb omfattende hydrauliske ledninger 18 og 19.

Til indstilling af den variable maskine 12's fortrængningsvolumen viser tegningen skematisk en regulator 20. Som allerede nævnt ovenfor kan der som indgangsstørrelse til denne regulator vælges en for processen i centrifugen relevant parameter, men regulatoren kunne også erstattes af eller suppleres med et manuelt aktiveret indstillingsorgan for fortrængningsvolumenet .

Når tromlen 1 under centrifugens drift roterer med konstant omdrejningstal, vil også omdrejningstallet for gearhuset 6 og dermed for maskinen 121 s aksel 11 være konstant. Mængdestrømmen gennem maskinen vil imidlertid afhænge af det indstillede fortrængningsvolumen, og da denne mængdestrøm også passerer gennem den seriekoblede konstant—maskine 17, vil omdrejningstallet for sidstnævntes aksel 16 variere i afhængighed af mængdestrømmen og dermed af maskinen 12's indstillede fortrængningsvolumen. Denne indstilling bestemmer således omdrejningstallet for gearets indgangsaksel 7 og dermed sneglen 3*s relative omdrejningstal, dvs. forskellen mellem sneglens og tromlens omdrejningstal.

Hvis indstillingsmulighederne for den variable maskine 12 indebærer, at maskinen ved konstant omdrejningsretning af akslen 11 kan gennemstrømmes valgfrit i begge retninger, er det muligt at vende gennemstrøirmingsretningen i det hydrauliske kredsløb og dermed omdrejningsretningen for akslen 16 og gearets indgangsaksel 7. Derved forøges variationsområdet for sneglen 3's relative omdrejningstal.

Samtlige de ovenfor beskrevne komponenter genfindes ved udførelsesformen i fig. 2, hvor de er betegnet med samme henvisningstal. Yderligere indeholder udførelsesformen i fig. 2 en tredje volumetrisk maskine 21, som har konstant fortrængningsvolumen, og som drives fra gearets hus 6. Maskinen 21 er vist direkte sammenkoblet med maskinen 12 gennem en aksel 22, men det vil forstås, at den også vil kunne være drevet gennem en særskilt udveksling fra gearhuset 6. Gennem to hydrauliske ledninger 23 og 24 er maskinen 21 sluttet til ledningerne, henholdsvis 18 og 19 og dermed seriekoblet med konstant-maskinen 17.

Når gennemstrømningsretningerne for de to mekanisk sammenkoblede maskiner 12 og 21 er som vist med pilene i fig. 2, vil mængdestrømmen gennem maskinen 17 være lig med summen af mængdestrømmene gennem de to andre maskiner. Hvis strømningen gennem maskinen 12 ved uændret omdrejningsretning kan reverseres, således som det er omtalt ovenfor i forbindelse med fig. 1, bliver mængdestrømmen gennem maskinen 17 lig med differencen mellem de to andre maskiners mængdestrømme.

Som indledningsvis antydet er det en fordel ved udførelsesformen i fig. 2, at størstedelen af mængdestrømmen gennem maskinen 17, som bestemmer akslen 7's omdrejningstal, kan leveres af konstant-maskinen 21, således at den variable maskine 12 kan udføres med et relativt lille maksimalt fortrængningsvolumen bestemt alene af det nødvendige variationsområde for akslen 7's omdrejningstal.

Selvom det ikke er vist på tegningen, vil det

Claims (6)

1. Decantercentrifuge med en motordrevet roterende tromle (1) og en i forhold til tromlen drejelig snegl (3) for transport af faststof udskilt fra et til tromlen tilført råmateriale, hvilken snegl er koblet til tromlen gennem et mekanisk reduktionsgear, som har et med tromlen fast forbundet hus (6) og en indgangsaksel (7), hvis omdrejningstal bestemmer det relative omdrejningstal af sneglen i forhold til tromlen, kendetegnet véd, at gearets hus (6) og dets indgangsaksel (7) gennem hver sin kraftoverførende udveksling (9, 14) er forbundet med to roterende hydrauliske fortrængningsmaskiner (12, 17), af hvilke den første (17) har konstant fortrængningsvolumen, medens den anden (12) har variabelt fortrængningsvolumen, og at de to fortrængningsmaskiner er serieforbundet i et lukket hydraulisk kredsløb (18, 19).

2. Decantercentrifuge ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den første fortrængningsmaskine (17) med det konstante fortrængningsvolumen er forbundet med gearets indgangsaksel (7).

3. Decantercentrifuge ifølge krav 2, kende tegnet ved en tredje hydraulisk fortrængningsmaskine (21) med konstant fortrængningsvolumen, som er drivende forbundet med gearets hus (6), og som i det hydrauliske kredsløb er forbundet i serie med den første fortrængningsmaskine (17) og i parallel med den anden fortrængningsmaskine (12).

4. Decantercentrifuge ifølge krav 3, kendetegnet ved, at de to med gearets hus (6) forbundne fortrængningsmaskiner (12, 21) er anbragt på en fælles aksel (11, 22).

5. Decantercentrifuge ifølge ethvert af kravene 1-4, kendetegnet ved, at den anden fortrængningsmaskines (12) fortrængningsvolumen er således variabelt, at strømmen gennem maskinen skifter retning ved uændret omdrejningsretning af maskinen.

6. Decantercentrifuge ifølge ethvert af kravene 1-5, kendetegnet ved en regulator (20), som samtidig styrer indstillingen af den variable maskines (12) fortrængningsvolumen og tilførslen af kemikalier, f.eks. et flokkuleringsmiddel, til det i centrifugen behandlede råmateriale.