EP1056545B2 - Vollmantel-schneckenzentrifuge mit mehrstufigem umlaufgetriebe - Google Patents
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- B04B1/00—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles
- B04B1/20—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles discharging solid particles from the bowl by a conveying screw coaxial with the bowl axis and rotating relatively to the bowl
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- B04B1/2016—Driving control or mechanisms; Arrangement of transmission gearing
- B04B2001/2025—Driving control or mechanisms; Arrangement of transmission gearing with drive comprising a planetary gear
Definitions
- the invention relates to a solid bowl screw centrifuge with a mounted on the two end faces, rotatable about a horizontal axis, drivable drum and a coaxially rotatably mounted therein, with a differential speed relative to the drum drivable screw conveyor, wherein the drive comprises a multi-stage planetary gear, the Housing jacket with the drum shell and the output shaft is connected to the screw conveyor.
- the housing of the multi-stage planetary gear rotates in operation about the horizontal axis of rotation of the drum. Since the gear housing is connected to the drum shell, these components have the same speed.
- Solid shell screw centrifuges are known in which the epicyclic gearing with the drum is arranged between the drum bearings or outside the drive-side drum bearing.
- the natural frequency of the drum is one of the limiting factors for the maximum possible drum speed.
- the internal gearbox reduces the maximum length of the drum by the gear width. Because of the high torques in large worm centrifuges, it may be necessary to perform the epicyclic gearboxes in multiple stages, whereby their width is still increasing. On the other hand, the high torques but also lead to such large diameters of the transmission output shaft that an outboard gearbox is out of the question because of the associated disadvantageous bearing size.
- the invention has the object of providing a screw centrifuge of the type mentioned in such a way that high circumferential speeds of the drum and large drum diameter are possible when using multi-stage planetary gears.
- the gear-side drum bearing accommodates the intermediate piece and a shaft connecting the gear stages.
- the diameter of the intermediate piece thus corresponds to the inner diameter of a suitable drum bearing.
- At least the last gear stage is arranged with the largest torque with the drum between the drum bearings, so that the transmission output shaft with the largest diameter does not have to be performed by the gear-side drum bearings and the transmission width only partially affects the bearing distance of the drum
- the other gear stages can be designed as an external gear unit.
- the gear housing must be formed in two parts, so that the bearing can be mounted in the region of the intermediate piece.
- the solid bowl centrifuges used in the Fig. 1 to 6 have a drum 1 which is rotatably mounted about a horizontal axis 2.
- a screw conveyor not shown, coaxially arranged and also rotatably mounted about the horizontal axis 2.
- the drive of the screw conveyor via an output shaft 3 of a multi-stage planetary gear 4, which in the solid bowl screw centrifuge after Fig. 1 is arranged with the drum 1 between the bearings 5.6.
- the planetary gear 4 is provided outside of the transmission-side bearing 5.
- Embodiments of the construction according to the invention are in the Fig. 3 and 6 demonstrated.
- the gear-side drum bearing 5 between the stages 7 and 8 of the epicyclic gear 9 is arranged.
- the gear housing 10, which rotates during operation, is connected to the drum shell 11 and has, in the region of the gear-side drum bearing 5, a cylindrical intermediate piece 12 whose diameter is reduced relative to the housing parts of the gear stages 7 and 8.
- the bearing 5 thus accommodates the intermediate piece 12 and a shaft 13 connecting the gear stages 7 and 8.
- the intermediate piece 12 is divided transversely to the axis of rotation 2 and indeed for assembly reasons.
- the drum shell 11 may have a diameter which is greater than 1,000 mm.
- the ratio between the center distance L of the bearings 5 and 6 of the drum 1 and the diameter D of the drum shell 11 (L / D) may be greater than 3.8.
- the torque between the drum and screw conveyor may e.g. 100,000 Nm.
- the circumferential speed at the inner radius of the drum shell 11 may be greater than 105 m / s.
- the inventive arrangement of the gear-side drum bearing between two stages of a multi-stage planetary gear is particularly suitable for very large decanters.
Landscapes
- Centrifugal Separators (AREA)
Abstract
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Vollmantel-Schneckenzentrifuge mit einer an den beiden Stirnseiten gelagerten, um eine horizontale Achse drehbaren, antreibbaren Trommel und einer koaxial darin drehbar gelagerten, mit einer Differenzdrehzahl gegenüber der Trommel antreibbaren Förderschnecke, wobei der Antrieb ein mehrstufiges Umlaufgetriebe aufweist, dessen Gehäusemantel mit dem Trommelmantel und dessen Abtriebswelle mit der Förderschnecke verbunden ist.
- Mit Hilfe einer Differenzdrehzahl zwischen Trommel und Schnecke wird der Feststoff zum Feststoffaustrag an einem stirnseitigen Trommelende geführt.
- Das Gehäuse des mehrstufigen Umlaufgetriebes rotiert im Betrieb um die horizontale Drehachse der Trommel. Da das Getriebegehäuse mit dem Trommelmantel verbunden ist, haben diese Bauteile die gleiche Drehzahl.
- Es sind Vollmantel-Schneckenzentrifugen bekannt, bei denen das Umlaufgetriebe mit der Trommel zwischen den Trommellagern oder außerhalb des antriebsseitigen Trommellagers angeordnet ist.
- Aus der
US-PS 3 061 181 ist eine Schneckenzentrifuge bekannt, bei der das Umlaufgetriebe mit der Trommel zwischen den Trommellagern vorgesehen ist. Bei dieser Schneckenzentrifuge mit dem sog. "innenliegenden Getriebe" kann zwar das antriebsseitige Lager relativ kleingehalten werden, jedoch wächst der Abstand zwischen den beiden Lagern um die Baubreite des Umlaufgetriebes. - Aus der
US-PS 5 403 260 ist eine Schneckenzentrifuge bekannt, bei der das Umlaufgetriebe außerhalb der Trommellagerung angeordnet ist. Hierbei handelt es sich um ein sog. "außenliegendes Getriebe". Nachteilig ist, daß sowohl die Nabe des Gehäuses des Umlaufgetriebes als auch die Getriebeabtriebswelle durch das antriebsseitige Lager der Trommel hindurchgeführt werden müssen. Die sich daraus ergebende Lagergröße führt bei hohen Drehzahlen der Trommel und der Förderschnecke zu Problemen. - Bei großen Schneckenzentrifugen ist die Eigenfrequenz der Trommel eine der limitierenden Größen für die maximal mögliche Trommeldrehzahl. Je größer der Lagerabstand L zwischen den Trommellagern ist, desto niedriger ist die Eigenfrequenz ω der Trommel, wodurch die maximal mögliche Betriebsdrehzahl der Trommel reduziert wird
ω ∼ 1/L2. - Aus verfahrenstechnischen Gründen ist im allgemeinen ein großes Verhältnis von Trommellänge zum Trommeldurchmesser D erwünscht (L/D).
- Durch das innenliegende Getriebe wird wegen der vorgenannten Problematik die maximale Baulänge der Trommel um die Getriebebreite reduziert. Wegen der hohen Drehmomente bei großen Schneckenzentrifugen kann es erforderlich sein, die Umlaufgetriebe mehrstufig auszuführen, wodurch deren Breite noch zunimmt. Andererseits führen die hohen Drehmomente aber auch zu so großen Durchmessern der Getriebeabtriebswelle, daß ein außenliegendes Getriebe wegen der damit verbundenen nachteiligen Lagergröße nicht in Frage kommt.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schneckenzentrifuge der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei Verwendung von mehrstufigen Umlaufgetrieben hohe Umfangsgeschwindigkeiten der Trommel und große Trommeldurchmesser möglich sind.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Anspruch 1 gelöst.
- Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Gehäuse des mehrstufigen Umlaufgetriebes im Bereich des getriebeseitigen Trommellagers ein zylindrisches Zwischenstück mit gegenüber den Gehäuseteilen der Getriebestufen reduziertem Durchmesser auf. Das getriebeseitige Trommellager nimmt das Zwischenstück und eine die Getriebestufen verbindende Welle auf. Der Durchmesser des Zwischenstücks entspricht somit dem Innendurchmesser eines geeigneten Trommellagers.
- Bei der erfindungsgemäßen Ausführung ist zumindest die letzte Getriebestufe mit dem größten Drehmoment mit der Trommel zwischen den Trommellagern angeordnet, so daß die Getriebeabtriebswelle mit dem größten Durchmesser nicht durch das getriebeseitige Trommellager geführt werden muß und sich die Getriebebaubreite nur zum Teil auf den Lagerabstand der Trommel auswirkt. Die weiteren Getriebestufen können als außenliegender Getriebeanteil ausgeführt werden. Das Getriebegehäuse muß zweiteilig ausgebildet sein, damit das Lager im Bereich des Zwischenstücks montiert werden kann.
- Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
- Es zeigen:
- Figur 1
- in schematischer Darstellung eine bekannte Schneckenzentrifuge mit einem innenliegenden, mehrstufigen Umlaufgetriebe,
- Figur 2
- eine bekannte Schneckenzentrifuge mit außenliegendem, mehrstufigen Umlaufgetriebe in schematischer Darstellung,
- Figur 3
- eine erfindungsgemäße Ausführung in schematischer Darstellung,
- Figur 4
- eine bekannte Schneckenzentrifuge, bei der im Gegensatz zu der Ausführung nach der
Fig. 1 das Umlaufgetriebe an dem Ende der Trommel angeordnet ist, an dem die Flüssigkeit ausgetragen wird, - Figur 5
- eine bekannte Schneckenzentrifuge, bei der im Gegensatz zu der Aus führung nach der
Fig. 2 das Umlaufgetriebe an dem Ende der Trommel vorgesehen ist, an dem die Flüssigkeit abgeworfen wird und - Figur 6
- eine erfindungsgemäße Ausführung mit dem Umlaufgetriebe am flüssigkeitsseitigen Trommelende.
- Die Vollmantel-Schneckenzentrifugen, die in den
Fig. 1 bis 6 aufgezeigt sind, weisen eine Trommel 1 auf, die um eine horizontale Achse 2 drehbar gelagert ist. In der Trommel ist eine nicht dargestellte Förderschnecke koaxial angeordnet und ebenfalls um die horizontale Achse 2 drehbar gelagert. Der Antrieb der Förderschnecke erfolgt über eine Abtriebswelle 3 eines mehrstufigen Umlaufgetriebes 4, das bei der Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach derFig. 1 mit der Trommel 1 zwischen den Lagern 5,6 angeordnet ist. - Bei der Ausführung nach der
Fig. 2 ist das Umlaufgetriebe 4 außerhalb des getriebeseitigen Lagers 5 vorgesehen. - Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Konstruktion sind in den
Fig. 3 und6 aufgezeigt. Bei diesen Ausführungen ist das getriebeseitige Trommellager 5 zwischen den Stufen 7 und 8 des Umlaufgetriebes 9 angeordnet. Das Getriebegehäuse 10, das im Betrieb umläuft, ist mit dem Trommelmantel 11 verbunden und weist im Bereich des getriebeseitigen Trommellagers 5 ein zylindrisches Zwischenstück 12 auf, dessen Durchmesser gegenüber den Gehäuseteilen der Getriebestufen 7 und 8 reduziert ist. Das Lager 5 nimmt somit das Zwischenstück 12 und eine die Getriebestufen 7 und 8 verbindende Welle 13 auf. - Das Zwischenstück 12 ist quer zur Drehachse 2 geteilt und zwar aus Montagegründen.
- Bei der erfindungsgemäßen Gestaltung der Vollmantel-Schneckenzentrifuge kann der Trommelmantel 11 einen Durchmesser aufweisen, der größer als 1.000 mm ist. Das Verhältnis zwischen dem Achsabstand L der Lager 5 und 6 der Trommel 1 und dem Durchmesser D des Trommelmantels 11 (L/D) kann größer sein als 3,8. Das Drehmoment zwischen Trommel und Förderschnecke kann z.B. 100.000 Nm betragen. Die Umfangsgeschwindigkeit am Innenradius des Trommelmantels 11 kann größer sein als 105 m/s.
- Die erfindungsgemäße Anordnung des getriebeseitigen Trommellagers zwischen zwei Stufen eines mehrstufigen Umlaufgetriebes eignet sich insbesondere für sehr große Dekanter.
- Aus den Darstellungen der erfindungsgemäßen Schneckenzentrifugen in den
Fig. 3 und6 ergibt sich, daß das Umlaufgetriebe mit der Anordnung des Trommellagers 5 zwischen den Getriebestufen am feststoffseitigen oder am flüssigkeitsseitigen Trommelende vorgesehen werden kann.
Claims (3)
- Vollmantel-Schneckenzentrifuge mit einer an den beiden Stirnseiten gelagerten, um eine horizontale Achse drehbaren, antreibbaren Trommel und einer koaxial darin drehbar gelagerten, mit einer Differenzdrehzahl gegenüber der Trommel antreibbaren Förderschnecke, wobei der Antrieb ein mehrstufiges Umlaufgetriebe aufweist, dessen Gehäusemantel mit dem Trommelmantel und dessen Abtriebswelle mit der Förderschnecke verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das getriebeseitige Trommellager (5) zwischen zwei Stufen (7,8) des mehrstufigen Umlaufgetriebes vorgesehen ist und der Trommelmantel einen Innendurchmesser D aufweist, der größer ist als 1.000 mm, das Verhältnis zwischen dem Achsabstand L der Lager (5,6) der Trommel und dem Durchmesser D des Trommelmantels (11) (L/D) größer ist als 3,8, das Drehmoment zwischen der Trommel und der Förderschnecke groß ist (z.B. 100.000 Nm) und die Umfangsgeschwindigkeit am Innenradius des Trommelmantels (11) größer ist als 105 m/s.
- Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des getriebeseitigen Tromellagers (5) das Gehäuse (10) des mehrstufigen Umlaufgetriebes ein zylindrisches Zwischenstück (12) mit gegenüber den Gehäuseteilen der Getriebestufen reduziertem Durchmesser aufweist und das Lager (5) das Zwischenstück (12) und eine die Getriebestufen (7,8) verbindende Welle (13) aufnimmt.
- Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück (12) quer zur Drehachse (2) geteilt ist.
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