EP2852466B1 - Drive apparatus for a separator arrangement - Google Patents
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- EP2852466B1 EP2852466B1 EP13724561.9A EP13724561A EP2852466B1 EP 2852466 B1 EP2852466 B1 EP 2852466B1 EP 13724561 A EP13724561 A EP 13724561A EP 2852466 B1 EP2852466 B1 EP 2852466B1
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Definitions
- the invention relates to a separator according to the preamble of claim 1.
- the drive device comprises an electric drive motor with a stator and a rotor or motor rotor, which is aligned with the drive spindle, wherein the stator is rigidly connected to the machine frame and the motor rotor, the drive spindle, the centrifugal drum and the Housing form an elastically supported on the machine frame, oscillating in operation unit.
- the bearing device is arranged between the motor and the drum. It is also proposed to accommodate the lubrication of the storage facilities above a partition over the drive motor.
- the lubricant system for lubricating the bearing which is preferably designed as a lubricant circuit and having a lubricant reservoir, preferably the entire lubricant circuit and at least the Lubricant collecting container is disposed axially above the motor rotor of the electric drive motor, and wherein lubricant from the lubricant reservoir directly through a formed in or on the housing and extending into the region of or above the neck bearing of the bearing lubricant channel in the region of the neck bearing or in the region above the neck bearing is conveyed, wherein the entire storage of the drive spindle is arranged axially above the lower bottom of the lubricant collecting container.
- the spindle can - as it is preferably not used for the lubricant circuit is - for other tasks such as a product feed - eg by a hollow spindle - can be used.
- the motors must be flameproof, in particular based on the standard EN 60079 Part I or - in countries outside the EU - possibly on corresponding national standards.
- the drive is realized as a direct drive, as this offers the advantage of a compact design, so that the design is facilitated in explosion-proof manner.
- the drive spindle carries at one end rotatably the separator drum. At the opposite end of the drive spindle, however, the rotor of the motor is rotatably mounted on the spindle in a preferred embodiment.
- the motor housing section which receives the motor with the stator and the rotor, formed pressure-tight encapsulated.
- the motor housing section only has the stator and the rotor.
- the construction includes only a single (upper) rotary feedthrough between rotating and stationary drive parts, which makes it much easier to achieve the pressure-tight enclosure.
- the separator bearing is also partially or preferably completely between the separator drum and the motor, in particular the rotor of the motor, the bearing being able to consist of two spaced bearing devices at spaced bearing points.
- the bearings can be lubricated in a first advantageous variant by means of an oil circulation lubrication.
- minimum quantity lubrication (with oil droplets injected at intervals into the region of the bearings is possible.)
- the bearing housing does not have to be encapsulated in a special way - although this can be provided - since there are no electrical components present or accommodated there.
- the entire drive is vibrationally decoupled from Separatorrahmen and further advantageous and simple and supported on this by means of elastic circular bearings.
- the natural frequency of this system is tuned to a range ⁇ 1300 rpm, preferably ⁇ 1100 rpm.
- it should not be at a resonance frequency of the system and should not be close to the resonance range.
- the operating speed should differ by at least +/- 5%, in particular +/- 10% of these frequencies / speeds.
- the motor housing section according to the characterizing part of claim 1 has vertically upwards a cover part, which adjoins the rotating part, so that the gap between the cover part and the rotating part is formed.
- the gap is formed between the cover part of the motor housing section and the lubricant collecting container, and according to a second variant to be advantageously realized, one of the gaps or the gap is formed between the cover part and the drive spindle.
- the engine can be locked.
- the motor housing portion is closed after another, the advantageous variants of the preceding paragraph complementary advantageous embodiment downwards in a simple manner with a preferably removably mounted lid, which - if it is removable - on the other hand allows access to the engine.
- the rotary feedthrough is easy to implement only on one side of the encapsulated drive.
- an oil trap chamber is formed, in which a conveying member for the oil return is mounted.
- the outer diameter of the rotating catching chamber to the motor housing section out a defined gap which is dimensioned such that a flameout in the event of an explosion of Interior of the engine is prevented to the outside.
- the Spaltbeoughung can be designed according to the invention (narrow and axially long enough) that despite the gap between rotating and non-rotating parts of the drive explosion-proof design is possible.
- the appropriate gap dimensions can be determined in a simple experiment, depending on the design. This determination is necessary because, contrary to commercial pressure-tight encapsulated motors with bearings on both sides of the rotor influences of the separator drum, especially in the case of imbalances, must be considered.
- the reference values of the relevant standards can be used as a starting point.
- this or such a gap can also be provided elsewhere, for example between the motor housing and the drive spindle or above the bearing device between a ring above the bearing device and the drive spindle.
- the engine is a water-cooled engine.
- a part of the housing is preferably designed as a cooling chamber (preferably with coolant connection to a cooling circuit) in order to integrate it compactly into the construction.
- a cooling chamber preferably with coolant connection to a cooling circuit
- an air-cooled engine is conceivable in which the air circulation is generated by means of independent forced cooling fan. This is located below the engine outside the housing section 16.
- the motor is then given ribs for dissipating heat (not shown).
- the stator is disposed directly on the inner circumference of the motor housing portion and the rotor is mounted on the outer circumference of the drive spindle such that both the rotor and the stator follow precession movements of the drum so that the rotor is radially operable relative to the stator only during operation moves the imbalance and moment influences of the separator drum.
- the entire unit (comprising at least the motor with stator and rotor and the motor housing portion) is supported by means of elastic elements 14 on the flange portion 13 on a machine frame 15.
- the rotor of the motor is preferably simply fastened by a screw tension on the spindle.
- the rotor may be e.g. be pulled against a spindle collar.
- an overall composite can also be produced by bracing the rotor against the oil-collecting chamber guided on the spindle and at least the lower roller bearing.
- a spindle collar above this bearing represents the stop.
- bracing means a combination of parts produced by screwing.
- the motor housing is designed in pressure-tight encapsulated design so that it is an explosion pressure inside the motor of min. 10 bar, in particular of min. Withstand 15 bar.
- the housing can also be designed so that it can withstand a pressure of min. 20 or even 30 bar withstands.
- the cover as the lower end of the drive housing is preferably provided with long gaps to the housing, so that a flameout in the event of an explosion inside the engine is excluded (not shown).
- roller bearing of the separator is preferably designed so that it can not be moved upwards in the event of an explosion inside the engine.
- a possible limitation of the way is through a ring above the neck camp.
- rolling bearings are preferably used, which have little or no play in the axial direction.
- Another aspect is the gap and the gap length against a Zünd penschlag in an explosion.
- the necessary development of a precise guidance, other design and the necessary tests have been spared so far with separator drives.
- Fig. 1 and 2 show a drive device 1 for a not shown here, in Fig. 7 but schematically shown Separatortrommel 36 a separator assembly
- the separator drum is preferably designed for continuous product processing, has a vertical axis of rotation and for clarification and / or separation of product phases has inserted into the drum Trenntellerver of separation plates. It may also preferably be designed simple or double conical.
- the separator drum is rotatable with a drive spindle 2.
- the drum On the upper end of the drive spindle 2, the drum, not shown here, can be placed or placed in the assembled state (in Fig. 1 "above”).
- the drive spindle 2 with preferably vertical axis of rotation is by means of a in Fig. 1 rotatably shown, which is housed in a drive housing 4, from which here advantageously only the drive spindle 2 and optionally and advantageously one or more fluid ports 5 (eg lubricant connections) and / or electrical connections 5 'at preferably sealed passages 6, 7 from the drive housing 4 are guided to the outside.
- a terminal box 37 for electrical connections can be arranged in a pressure-tight encapsulated design on the motor housing section 16.
- One or more electrical lines are guided at one or more feedthrough (s) 6 through the drive housing 4 or in particular the motor housing section 16 into this.
- the drive housing 4 is overall designed so that it meets tests for explosion protection, so that a "standard” Zünd borntschs phenomenon within the housing does not lead to a flameout from the drive housing 4 to the outside. Nevertheless, preferably not all components of the drive are specially encapsulated.
- the drive housing 4 has a plurality of elements. These elements include a bearing housing portion 9, on the inner circumference of one or more storage devices 10, 11 are arranged for rotatably supporting the drive spindle.
- the bearing devices 10, 11 are formed as rolling bearings, which are axially spaced from each other.
- Each of these storage facilities 10, 11 may in turn consist of one or more rolling bearings.
- the upper bearing device 10 is also referred to as a neck bearing and the lower bearing device 11 as a footrest.
- the weight of the drum, the drive spindle and all associated parts are supported here via the neck bearing at a gradation 12 of the bearing housing 9.
- the neck bearing supports the spindle via an integrally formed collar via its inner ring / inner rings.
- the ring 28 is clamped here between the bearing inner ring and spindle collar (see Figure 6 ).
- the neck bearing 10 is thus well secured against axial displacement.
- the bearing housing section 9 is supported in a flange region 13 via one or more elastic elements 14 on a machine frame 15, which is only partially shown here.
- a motor housing portion 16 is attached, which is designed in explosion-proof design, in particular in pressure-tight encapsulated design.
- the motor housing portion 16 is screwed by means of screws 17 on the bearing housing portion 9.
- the Motor housing section has a shell - preferably cylindrical with ribs on and a lower cover 18, which is also fixed here by means of screws 19 on the motor housing portion 16.
- an electric motor is arranged, which has a stator 20 and a rotor 21.
- the stator 20 is advantageous here attached directly to the inner circumference of the motor housing portion 16 which allows a particularly compact design.
- the rotor 21, however, is mounted on the outer circumference of the drive spindle 2. In this way, the drive spindle 2 is rotatable at its end remote from the drum directly to the electric motor.
- the drive spindle 2 is influenced by the drum 36 of the separator (see the sketch of Fig. 7 , on the drum, the unbalance force F and centrifugal torques Ms, Mx), it follows, for example, the movements within the rolling bearing clearance and the load deformation of the bearings, and imbalances of the drum 36, which leads to radial deflections "c" / (the real The axis of rotation ⁇ of the drum is here obliquely to the vertical axis of rotation ⁇ provided on it), the spindle 2 is bent, so that the rotor 21 moves radially relative to the stator 20 due to the bending line ( Fig. 7 , Deflection "d”),
- lubricant reservoir 8 which serves for the collection of oil, which has a bottom at the bottom, with this radially outwardly and then extends axially upwards, wherein it surrounds the flange 9 sections radially.
- a non-rotating peeling-disk-like conveying member 22 or a conveying pipe for pumping oil which is arranged on the bearing housing portion, projects.
- the opening of winning teams 22 projects radially outward.
- the conveying member 22 opens into a bore 23 in the bearing housing portion 9, which serves as an oil line 23.
- This oil line 23 in turn opens into the fluid port / the passage 5, so that oil through an external circuit (possibly with cleaning and Cooling units) can be conducted.
- the cleaned and / or cooled oil can then be guided back into the region of the bearings, in particular the neck bearing, by means of a further bushing not shown here.
- the oil line 23 may also be guided directly to the bearings, so that the oil passes through them and back into a container (see the oil circuit example also the DE 10 2007 061 999 A1 . Fig. 1 ).
- the lubricant collecting container 8 has sections on its inner and outer periphery of an advantageous cylindrical shape.
- a projection 24 is formed radially inwardly extending to near the outer periphery of the non-rotating bearing housing portion 9, but between these two parts, one of which rotates and the other not, a first gap 25 is formed ,
- the motor housing section further has an upper cover part 26, which preferably engages in the region of a step 38 in a corresponding gradation of the shell and is connected to this into a unit which is further preferably penetrated on its inner periphery by the lubricant reservoir 8 and which further Also, the attached to the bearing housing portion 9 housing part of the motor housing 16 forms.
- the cover part 26 may be connected to the rest of the motor housing 16 e.g. be bolted.
- the gaps 25 and 27 are so narrow and axially long that no flames can penetrate through the gap or gaps 25, 27 out of the drive space to the outside.
- a gap dimensioning suffices Fig. 1 at the gap 27, since only this opens into a region in which electrical resources are present or are arranged in the parts driven by electrical energy.
- the lubricant reservoir 8 forms in a simple and advantageous manner, a part of the flameproof motor housing portion 16 from.
- Another The essential part of the ring cover 26, which closes the motor housing 16 upwards between the engine and the bearing housing to the gap 27 forms.
- the diameter position of the gap 27 is dimensioned so that it lies on a larger diameter than the outer diameter of the rotor, which facilitates assembly.
- the outside of the motor housing portion 16 formed gap 27 is designed / dimensioned such that in the explosion case in the interior of the engine through him no flames / sparks can break through to the outside.
- the changes in the position of the rotating parts in operation due to separatoren negligenceen movements and deformations are observed.
- the gaps must be dimensioned so that while rotating parts on the one hand do not abut on non-rotating parts in operation on the one hand, but on the other hand still sufficient flame resistance is achieved.
- the upper ring-like cover member 26 on its inner circumference not to the lubricant reservoir 8 but it extends radially to close to the drive spindle 2 zoom, with a remaining gap 27 'is again designed such that in explosion tests or explosion in the engine no flashover out of the motor housing section.
- the spindle outer diameter can be formed by the drive spindle 2 directly or by a sleeve enclosing the drive spindle 2 or a corresponding sleeve section (not shown here).
- the motor housing portion 16 can as in the embodiment of Fig. 1 insert an electrical feedthrough to power the motor.
- the lubricant reservoir 8 is completely above the cover member 26 and the motor housing 16 in pressure-tight encapsulated design and does not form itself a part of the motor housing portion 16.
- the construction in the axial direction is slightly longer than the construction Fig. 1 , but otherwise realizes its advantages in terms of explosion protection.
- the entire bearing device and the lubricating device is completely outside of the motor housing portion 16 and that In Institution on these not electrically powered with energy sections drive housing 4 no special measures - in particular no encapsulated design - must be made to drive a total of Separators in explosion-proof design to realize.
- the bearing device has an upper neck bearing 10 and a lower foot bearing 11 axially spaced therefrom so that the rotor is guided in the stator.
- Fig. 3 illustrates that one of the bearings, preferably the upper neck bearing 10, has two single rolling bearings, which are formed as inclined roller bearings 10a, b, which are arranged in X, O or tandem design on the drive spindle 2.
- Fig. 1 and 2 the two bearings are shown in Tandemanordung each down axially on the step 12 of the bearing housing and fixed by a fixed on the drive spindle 2, with this rotating ring 28 are fixed, which in turn is below the non-rotating ring cover 29, the on the bearing housing portion 9 is fixed (eg with screws).
- the ring 28 can be omitted as an axial limiting element for the explosion case in the engine.
- the material of the ring 28 or the counterpart (ring cover 29) is preferably bronze or brass. Because in the case of explosion, the combination of materials - preferably steel and bronze - counteracts a sparking particularly effective.
- Fig. 4 is a variant of the inventive drive device 3 for a separator according to Fig. 1 shown schematically.
- a difference to the execution after Fig. 1 consists in a clear illustrated optional cooling jacket 30 in the motor housing portion 16, which encloses the unit of rotor 21 and stator 20 and can circulate in the cooling liquid, which passes through the coolant connections 31 in the cooling jacket 30 and is transported out of it.
- the machine frame 15 at its openings cover plates 32 which are fixed to the machine frame 15 with suitable fasteners. Through the cover plates 32, the drive device 3 is in a separate space from the environment, which can accommodate parts of the oil circulation device or lubricant cooling. The room is not sealed to the environment.
- the machine frame 15 preferably supported by damping elements 33 on a machine foundation 34.
- Fig. 5 is a variant of the inventive drive device 3 for a separator according to Fig. 2 shown schematically.
- a change from the execution to Fig. 2 in turn, is in the cooling jacket 30, which encloses the unit of rotor 21 and stator 20 and can circulate in the cooling liquid, which passes through the coolant connections 31 in the cooling jacket 30 and is conveyed out of it.
- the machine frame 15 here at its openings on the cover plates 32 which are fixed to the machine frame 15 with suitable fasteners.
- Fig. 6 another variant is shown.
- the variant after Fig. 6 preferably detects the tandem arrangement of the bearings Fig. 3c ) on.
- the bearing housing portion (the ring cover 29 with the ring 28 is fixed with bolts 35 to the motor housing portion 16) pressure-tight encapsulated design designed together with the motor housing portion 16 in explosion-proof design and the gap 27 "formed radially inside the ring cover 29 to the drive spindle 2 in that this variant eliminates the cover part 26.
- the openings 39 in the drive housing 4 would likewise be omitted.
- the bearing device 10, 11 is in this variant with in the pressure chamber of the engine, wherein the entire storage of the drive spindle is in turn arranged above the rotor 21.
- the required gap length and the gap width of the shaft passage are also dependent on the expected explosive volume of the interior of the engine and the expected medium, which forms the explosive mixture.
- the gaps 27, 27 ' are thus medium-dependent and dimensioned as a function of the circumstances; and in accordance with how this is specified for the column in the cited standard and taking into account the specific influences of the separator
- Example of another advantageous design for a free volume of the motor housing of more than 2 dm 3 and an expected explosion pressure of max. 10 bar requires a gap length of min. 12.5 mm and a max. Gap width of 0.2 mm as the basis for determining the necessary gap in Separatorenchte.
- bearing housing section 9 and / or the lubricant collecting container (section) 8 can be designed in pressure-tight encapsulated design (not shown here).
Landscapes
- Motor Or Generator Frames (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
- Centrifugal Separators (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen Separator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a separator according to the preamble of
Aus der
Weitere Beispiele für Separatoren mit Direktantrieb finden sich in der
Zum technologischen Hintergrund aus dem Bereich der Motorentechnik werden ferner die
Aus der
Diese Bauform hat sich an sich bewährt, da sie axial besonders kurz baut. Die Spindel kann - da sie vorzugsweise nicht für den Schmiermittelkreislauf verwendet wird - für andere Aufgaben wie eine Produktzufuhr - z.B. durch eine Hohlspindel - genutzt werden.This design has proven itself, because it builds axially particularly short. The spindle can - as it is preferably not used for the lubricant circuit is - for other tasks such as a product feed - eg by a hollow spindle - can be used.
Für verschiedene Anwendungen von Separatoren ist es aber auch notwendig, die Komponenten so auszulegen, dass sie im sogenannten "explosionsgefährdeten Bereich" eingesetzt werden können, d.h. die Motoren sind druckfest gekapselt auszulegen, insbesondere in Anlehnung an die Norm EN 60079 Teil I oder - in Ländern außerhalb der EU - ggf. an entsprechende nationale Normen.For different applications of separators, it is also necessary to design the components so that they can be used in the so-called "hazardous area", i. The motors must be flameproof, in particular based on the standard EN 60079 Part I or - in countries outside the EU - possibly on corresponding national standards.
Daher besteht insbesondere ein Bedarf nach einer geeigneten explosionsgeschützten Auslegung der Antriebsvorrichtung für den Separator bzw. nach der Schaffung eines explosionsgeschützten Separatorantriebs. Die Schaffung eines Separators mit einer solchen Antriebsvorrichtung ist daher die Aufgabe der Erfindung.Therefore, there is a particular need for a suitable explosion-proof design of the drive device for the separator or after the creation of an explosion-proof separator drive. The provision of a separator with such a drive device is therefore the object of the invention.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 1.The invention solves this problem by the subject matter of
Es werden eines oder mehrere folgende vorteilhafter Merkmale realisiert, denen gemeinsam ist, dass sie in vorteilhafter Weise die Realisierung einer besonders vorteilhaften explosionsgeschützt ausgelegten Antriebsvorrichtung für Separatoren fördern bzw. ermöglichen.One or more of the following advantageous features are realized, which have in common that they advantageously promote or enable the realization of a particularly advantageous explosion-proof drive device for separators.
Zunächst ist der Antrieb als Direktantrieb realisiert, da dies den Vorteil einer kompakten Bauform bietet, so dass die Ausgestaltung in explosionsgeschützter Art erleichtert wird. Die Antriebsspindel trägt dabei an ihrem einen Ende drehfest die Separatortrommel. Am entgegengesetzten Ende der Antriebsspindel wird dagegen in bevorzugter Ausgestaltung der Rotor des Motors auf der Spindel drehfest befestigt.First, the drive is realized as a direct drive, as this offers the advantage of a compact design, so that the design is facilitated in explosion-proof manner. The drive spindle carries at one end rotatably the separator drum. At the opposite end of the drive spindle, however, the rotor of the motor is rotatably mounted on the spindle in a preferred embodiment.
Dabei wird bevorzugt nur der Motorgehäuseabschnitt, welcher den Motor mit dem Stator und dem Rotor aufnimmt, druckfest gekapselt ausgebildet. Vorzugsweise weist der Motorgehäuseabschnitt lediglich den Stator und den Rotor auf. Vorzugsweise beinhaltet die Konstruktion nur eine einzige (obere) Drehdurchführung zwischen rotierenden und stillstehenden Antriebsteilen, was es deutlich erleichtert, die druckdichte Kapselung zu erreichen.In this case, preferably only the motor housing section, which receives the motor with the stator and the rotor, formed pressure-tight encapsulated. Preferably, the motor housing section only has the stator and the rotor. Preferably, the construction includes only a single (upper) rotary feedthrough between rotating and stationary drive parts, which makes it much easier to achieve the pressure-tight enclosure.
Vorzugsweise befindet sich zur Sicherstellung einer kompakten Bauart ferner die Separatorlagerung teilweise oder vorzugsweise vollständig zwischen der Separatortrommel und dem Motor, insbesondere dem Rotor des Motors, wobei die Lagerung aus zwei beabstandeten Lagereinrichtungen an beabstandeten Lagerstellen bestehen kann.Preferably, to ensure a compact design, the separator bearing is also partially or preferably completely between the separator drum and the motor, in particular the rotor of the motor, the bearing being able to consist of two spaced bearing devices at spaced bearing points.
Dass der Motor in bevorzugter Ausgestaltung ohne eigene Lagerung auskommt und die Lagerung des Separators für den druckfest gekapselten Motor mit genutzt wird, wird nach einer besonders bevorzugten Variante vorteilhaft durch die Einbeziehung von Antriebsteilen des Separators zum/in den druckfest gekapselten Raum möglich.The fact that the engine manages in a preferred embodiment without own storage and the storage of the separator is used for the flameproof motor with, is advantageously possible by the inclusion of drive parts of the separator to / in the flameproof enclosure according to a particularly preferred variant.
Die Lagerstellen können in einer ersten vorteilhaften Variante mittels einer Öl-Umlaufschmierung geschmiert werden. Als zweite vorteilhafte Variante kommt eine Minimalmengenschmierung (mit in Intervallen abgegebenen, in den Bereich der Lager eingespritzten Öltröpfchen infrage. Das Lagergehäuse muss nicht in besonderer Weise gekapselt werden - obwohl dies vorgesehen sein kann - da dort keine elektrischen Komponenten vorhanden bzw. untergebracht sind.The bearings can be lubricated in a first advantageous variant by means of an oil circulation lubrication. As a second advantageous variant, minimum quantity lubrication (with oil droplets injected at intervals into the region of the bearings is possible.) The bearing housing does not have to be encapsulated in a special way - although this can be provided - since there are no electrical components present or accommodated there.
Da mit der zuletzt genannten Schmierungsvariante nur wenig Öl verbraucht wird, wird die Zuführung in ein explosionsgeschützten Raum vereinfacht, da die Durchführung zum Einspritzen der sehr geringen Ölmenge nur sehr klein ausgestaltet werden muss.Since only very little oil is consumed with the last-mentioned lubrication variant, the supply into an explosion-proof room is simplified, since the implementation for injecting the very small quantity of oil only has to be made very small.
Es ist ferner vorteilhaft, da kompakt und einfach, wenn der Motor mit seinem Motorgehäuseabschnitt am Lagergehäuseabschnitt des Separators angeflanscht ist. Wenn der Motorgehäuseabschnitt mit dem Stator und dem Rotor in explosionsgeschützter Bauart druckfest gekapselt ausgelegt ist, kann im Bereich des Lagergehäuseabschnitts wiederum vorteilhaft auf eine solche Kapselung verzichtet werden, was die Konstruktion vereinfacht. Dies wird insbesondere dann einfach möglich, wenn die gesamte Lagereinrichtung - und vorzugsweise das Schmiersystem zur Öl-Zu- und ggf. -Abführung - oberhalb des eigentlichen Motors bzw. der Motorkomponenten im/am Lagergehäuseabschnitt angeordnet ist.It is also advantageous because compact and simple, when the engine is flanged with its motor housing portion on the bearing housing portion of the separator. If the motor housing section with the stator and the rotor in an explosion-proof design is designed to be flameproof, it is again advantageously possible to dispense with such encapsulation in the area of the bearing housing section, which simplifies the construction. This is in particular easily possible if the entire bearing device - and preferably the lubrication system for oil supply and possibly -Abführung - is arranged above the actual engine or the engine components in / on the bearing housing section.
Vorzugsweise wird der gesamte Antrieb schwingungstechnisch vom Separatorrahmen entkoppelt und weiter vorteilhaft und einfach und auf diesem mittels elastischen Rundlagern abgestützt.Preferably, the entire drive is vibrationally decoupled from Separatorrahmen and further advantageous and simple and supported on this by means of elastic circular bearings.
Es ist vorteilhaft, wenn die Eigenfrequenz dieses Systems auf einen Bereich < 1300 U/min, vorzugsweise <1100 Umdrehungen/min abgestimmt wird. Sie sollte insbesondere nicht auf einer Resonanzfrequenz des Systems liegen und auch nicht nahe des Resonanz-Bereiches liegen. Vorzugsweise sollte die Betriebsdrehzahl um wenigstens +/- 5%, insbesondere +/-10% von diesen Frequenzen/Drehzahlen abweichen.It is advantageous if the natural frequency of this system is tuned to a range <1300 rpm, preferably <1100 rpm. In particular, it should not be at a resonance frequency of the system and should not be close to the resonance range. Preferably, the operating speed should differ by at least +/- 5%, in particular +/- 10% of these frequencies / speeds.
Es ist besonders vorteilhaft, dass der Motorgehäuseabschnitt nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1 vertikal nach oben hin einen Deckelteil aufweist, welcher an das sich drehende Teil angrenzt, so dass der Spalt zwischen dem Deckelteil und dem sich drehenden Teil ausgebildet ist. Dabei wird nach einer ersten vorteilhaften Variante der Spalt zwischen dem Deckelteil des Motorgehäuseabschnitts und dem Schmiermittel-Sammelbehälter ausgebildet und nach einer zweiten vorteilhaft zu realisierenden Variante wird zwischen dem Deckelteil und der Antriebsspindel einer der Spalte oder der Spalt ausgebildet. Nach unten hin kann der Motor verschlossen sein. Der Motorgehäuseabschnitt wird nach einer weiteren, die vorteilhaften Varianten des vorstehenden Absatzes ergänzenden vorteilhaften Ausgestaltung nach unten hin auf einfache Weise mit einem vorzugsweise abnehmbar befestigten Deckel verschlossen, der - sofern er abnehmbar ist - andererseits den Zugang zum Motor ermöglicht. Derart ist die Drehdurchführung nur auf einer Seite des gekapselten Antriebs einfach umzusetzen.It is particularly advantageous that the motor housing section according to the characterizing part of
Besonders bevorzugt ist ferner zwischen dem Rotor und den unteren Wälzlagern der Separatorlagerung eine Ölfangkammer, ausgebildet, in der ein Förderorgan für die Ölrückführung angebracht ist.It is also particularly preferred between the rotor and the lower bearings of Separatorlagerung an oil trap chamber is formed, in which a conveying member for the oil return is mounted.
Hierbei ist es zur Ausbildung einer explosionsgeschützten Bauart ferner vorteilhaft, wenn der Außendurchmesser der rotierenden Fangkammer zum Motorgehäuseabschnitt hin einen definierten Spalt aufweist, welcher derart bemessen ist, dass ein Flammendurchschlag im Falle einer Explosion vom Innenraum des Motors nach außen unterbunden wird. Die Spaltbemaßung kann nach der Erfindung so gestaltet (schmal und axial genügend lang) werden, dass trotz des Spaltes zwischen rotierenden und nicht rotierenden Teilen des Antriebs eine explosionsgeschützte Bauart möglich ist. Die geeigneten Spaltmaße sind je nach Konstruktion im einfachen Versuch ermittelbar. Diese Ermittlung ist erforderlich, da entgegen handelsüblicher druckfest gekapselter Motoren mit Wälzlagern auf beiden Seiten des Rotors Einflüsse der Separatorentrommel, insbesondere im Fall von Unwuchten, berücksichtigt werden müssen. Als Ausgangspunkt können jedoch dabei die Richtwerte der einschlägigen Normen verwendet werden.Here, it is also advantageous for the formation of an explosion-proof design, when the outer diameter of the rotating catching chamber to the motor housing section out a defined gap which is dimensioned such that a flameout in the event of an explosion of Interior of the engine is prevented to the outside. The Spaltbemaßung can be designed according to the invention (narrow and axially long enough) that despite the gap between rotating and non-rotating parts of the drive explosion-proof design is possible. The appropriate gap dimensions can be determined in a simple experiment, depending on the design. This determination is necessary because, contrary to commercial pressure-tight encapsulated motors with bearings on both sides of the rotor influences of the separator drum, especially in the case of imbalances, must be considered. However, the reference values of the relevant standards can be used as a starting point.
Alternativ (oder ggf. auch ergänzend) kann dieser bzw. ein solcher Spalt auch an anderer Stelle vorgesehen sein, so zwischen dem Motorgehäuse und der Antriebsspindel oder oberhalb der Lagereinrichtung zwischen einem Ring oberhalb der Lagereinrichtung und der Antriebsspindel.Alternatively (or possibly also in addition), this or such a gap can also be provided elsewhere, for example between the motor housing and the drive spindle or above the bearing device between a ring above the bearing device and the drive spindle.
Vorzugsweise ist der Motor ein wassergekühlter Motor. Ferner ist vorzugsweise ein Teil des Gehäuses als Kühlkammer (vorzugsweise mit Kühlmittelanschluss an einen Kühlkreislauf) ausgebildet, um diese kompakt in die Konstruktion zu integrieren. Als Alternative ist ein luftgekühlter Motor denkbar, bei dem die Luftzirkulation mittels unabhängigen Fremdlüfters erzeugt wird. Dieser befindet sich unterhalb des Motors außerhalb des Gehäuseabschnitts 16. Statt der Kühlkammern beim wassergekühlten Motor erhält der Motor dann Rippen zur Abführung von Wärme (nicht dargestellt).Preferably, the engine is a water-cooled engine. Furthermore, a part of the housing is preferably designed as a cooling chamber (preferably with coolant connection to a cooling circuit) in order to integrate it compactly into the construction. As an alternative, an air-cooled engine is conceivable in which the air circulation is generated by means of independent forced cooling fan. This is located below the engine outside the
Vorzugsweise ist der Stator direkt an dem Innenumfang des Motorgehäuseabschnitts angeordnet und der Rotor ist auf dem Außenumfang der Antriebsspindel befestigt, derart, dass sowohl der Rotor als auch der Stator Präzessionsbewegungen der Trommel folgt, so dass sich der Rotor im Betrieb radial relativ zum Stator nur durch die Unwucht und Momenteneinflüsse der Separatorentrommel bewegt. Gerade bei derartigen Konstruktionen fehlte bisher eine explosionsgeschützte Auslegung, die aber an der nur einseitigen Motorgehäusedurchführung mit eng bemessenem Spalt doch realisierbar ist. Die gesamte Einheit (aufweisende zumindest den Motor mit Stator und Rotor und den Motorgehäuseabschnitt) wird mittels elastischen Elementen 14 über den Flanschbereich 13 auf einem Maschinengestell 15 abgestützt.Preferably, the stator is disposed directly on the inner circumference of the motor housing portion and the rotor is mounted on the outer circumference of the drive spindle such that both the rotor and the stator follow precession movements of the drum so that the rotor is radially operable relative to the stator only during operation moves the imbalance and moment influences of the separator drum. Especially with such constructions was previously lacking an explosion-proof design, but on the only one-sided motor housing feedthrough with tightly dimensioned gap is still feasible. The entire unit (comprising at least the motor with stator and rotor and the motor housing portion) is supported by means of
Der Rotor des Motors wird vorzugsweise einfach durch eine Schraubverspannung auf der Spindel befestigt. Hierbei kann der Rotor z.B. gegen einen Spindelbund gezogen werden.The rotor of the motor is preferably simply fastened by a screw tension on the spindle. Here, the rotor may be e.g. be pulled against a spindle collar.
Alternativ kann aber auch ein Gesamtverbund hergestellt werden, indem der Rotor gegen die auf der Spindel geführte Ölfangkammer und zumindest das untere Wälzlager verspannt wird. Hierbei stellt ein Spindelbund oberhalb dieses Wälzlagers den Anschlag dar. Verspannt bedeutet in diesem Zusammenhang ein durch Festschrauben hergestellter Verbund der Teile.Alternatively, however, an overall composite can also be produced by bracing the rotor against the oil-collecting chamber guided on the spindle and at least the lower roller bearing. In this case, a spindle collar above this bearing represents the stop. In this context, bracing means a combination of parts produced by screwing.
Besonders vorteilhaft wird das Motorgehäuse in druckfest gekapselter Bauart so gestaltet, dass es einem Explosionsdruck im Innern des Motors von min. 10 bar, insbesondere von min. 15 bar standhält. In Sonderfällen kann das Gehäuse auch so gestaltet sein, dass es einem Druck von min. 20 oder sogar 30 bar standhält.Particularly advantageous, the motor housing is designed in pressure-tight encapsulated design so that it is an explosion pressure inside the motor of min. 10 bar, in particular of min. Withstand 15 bar. In special cases, the housing can also be designed so that it can withstand a pressure of min. 20 or even 30 bar withstands.
Der Deckel als unterer Abschluss des Antriebsgehäuses wird zum Gehäuse hin vorzugsweise mit langen Spalten versehen, so dass ein Flammendurchschlag im Falle einer Explosion im Innern des Motors ausgeschlossen ist (nicht dargestellt).The cover as the lower end of the drive housing is preferably provided with long gaps to the housing, so that a flameout in the event of an explosion inside the engine is excluded (not shown).
Die Wälzlagerung des Separators wird vorzugsweise so gestaltet, dass sie im Falle einer Explosion im Innern des Motors nicht nach oben verschoben werden kann. Eine mögliche Begrenzung des Weges erfolgt durch einen Ring oberhalb des Halslagers. Alternativ werden vorzugsweise Wälzlager eingesetzt, die kein oder nur geringes Spiel in axialer Richtung aufweisen.The roller bearing of the separator is preferably designed so that it can not be moved upwards in the event of an explosion inside the engine. A possible limitation of the way is through a ring above the neck camp. Alternatively, rolling bearings are preferably used, which have little or no play in the axial direction.
Als vorteilhafteste Variante wird derart ein explosionsgeschütztes Motorgehäuse mit Motor geschaffen, welches explosionsgeschützt ausgelegt werden kann, ohne dass die Lager und die Schmierung mit in das Innere des druckdicht gekapselten Bereich gelegt werden muss.The most advantageous variant of such an explosion-proof motor housing is created with a motor, which can be designed explosion-proof, without the bearings and the lubrication must be placed in the interior of the pressure-tight encapsulated area.
Ein Grund, weshalb solche Konstruktionen bisher nicht entwickelt wurden, ist die Beherrschung der Frequenz-Abstimmung der elastischen Ankoppelung an das Maschinengestell, welche sich durch die höhere Masse eines handelsüblichen explosionsgeschützten Motors schwieriger und ungünstiger gestaltet als mit leichten Standardmotoren. Des Weiteren sind die Dimensionierung des Spaltes zwischen rotierenden und stillstehenden Teilen des Antriebs und die Abstimmung der beteiligten Antriebskomponenten durch die separatorenspezifischen Einflüsse zu beherrschen.One reason why such designs have not yet been developed is the mastery of the frequency matching of the elastic coupling to the machine frame, which is made more difficult and less favorable by the higher mass of a commercially available explosion-proof motor than with light ones Standard engines. Furthermore, the dimensioning of the gap between rotating and stationary parts of the drive and the coordination of the involved drive components are to be controlled by the separator-specific influences.
Ein zweiter Grund ist, dass es für solche Anwendungen bisher inertisierte Antriebe gab, die mittels externen zusätzlichen Geräten die Sicherheit in explosionsgefährdeten Bereichen durch eine Überdruckkapselung mit inertem Gas sicher stellten. Durch den neuen Antrieb entfallen zusätzliche Geräte.A second reason is that for such applications there have hitherto been inerted drives which, by means of external additional devices, ensure safety in potentially explosive atmospheres by means of inert gas encapsulation with inert gas. The new drive eliminates additional equipment.
Ein weiterer Aspekt ist der Spalt und die Spaltlänge gegen einen Zünddurchschlag bei Explosion. Die notwendige Entwicklung einer präzisen Führung, sonstigen Gestaltung und die notwendigen Tests hat man bei Separatorenantrieben bisher gescheut.Another aspect is the gap and the gap length against a Zünddurchschlag in an explosion. The necessary development of a precise guidance, other design and the necessary tests have been spared so far with separator drives.
Darüber hinaus sind bisher bei bekannten druckfest gekapselten Motoren für den explosionsgefährdeten Bereich zudem die Wälzlager beidseits des Rotors immer Bestandteil des Motors.In addition, so far in known flameproof motors for the hazardous area also the bearings on both sides of the rotor are always part of the engine.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den übrigen Unteransprüchen angegeben.Further advantageous embodiments are specified in the remaining subclaims.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische Darstellung eines Schnitts durch eine Antriebsvorrichtung für eine Separatoranordnung, von welcher lediglich eine Hälfte auf einer Seite der Drehachse dargestellt ist;
- Fig. 2
- eine schematische Darstellung eines Schnitts durch eine zweite Antriebsvorrichtung für eine Separatoranordnung, von welcher lediglich eine Hälfte auf einer Seite der Drehachse dargestellt ist; und
- Fig. 3
- eine schematische Darstellung von drei verschiedenen Lageranordnungen für eine Lagereinrichtung für eine Antriebsvorrichtung für eine Separatoranordnung;
- Fig. 4
- eine schematische Darstellung einer Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung für eine Separatoranordnung nach
Fig. 1 mit vollständigem Maschinengestell; - Fig. 5
- eine schematische Darstellung einer Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung für eine Separatoranordnung nach
Fig. 2 mit vollständigem Maschinengestell; - Fig. 6
- eine Ausschnittsvergrößerung einer schematischen Darstellung einer Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung für eine Separatoranordnung nach
Fig. 2 , die insbesondere eine Lagereinrichtung für die Antriebsvorrichtung zeigt; und - Fig. 7
- eine Prinzipskizze der rotierenden Elemente eines Separators.
- Fig. 1
- a schematic representation of a section through a drive device for a separator arrangement, of which only one half is shown on one side of the axis of rotation;
- Fig. 2
- a schematic representation of a section through a second drive device for a separator arrangement, of which only one half is shown on one side of the axis of rotation; and
- Fig. 3
- a schematic representation of three different bearing arrangements for a bearing device for a drive device for a separator assembly;
- Fig. 4
- a schematic representation of an embodiment of the drive device according to the invention for a separator according to
Fig. 1 with complete machine frame; - Fig. 5
- a schematic representation of an embodiment of the drive device according to the invention for a separator according to
Fig. 2 with complete machine frame; - Fig. 6
- an enlarged detail of a schematic representation of an embodiment of the drive device according to the invention for a separator according to
Fig. 2 in particular showing a bearing device for the drive device; and - Fig. 7
- a schematic diagram of the rotating elements of a separator.
Die Separatortrommel ist mit einer Antriebsspindel 2 drehbar. Auf das obere Ende der Antriebsspindel 2 ist die hier nicht gezeigte Trommel aufsetzbar bzw. im montierten Zustand aufgesetzt (in
Eine oder mehrere elektrische Leitungen sind an einer oder mehreren Durchführung(en) 6 durch das Antriebsgehäuse 4 bzw. insbesondere den Motorgehäuseabschnitt 16 in dieses hinein geführt. Vorzugsweise wird lediglich eine Elektrodurchführung in den eigentlich gekapselten Bereich (Motorgehäuseabschnitt 16) geführt.One or more electrical lines are guided at one or more feedthrough (s) 6 through the
Dabei ist das Antriebsgehäuse 4 insgesamt so ausgelegt, dass es Prüfungen zum Explosionsschutz erfüllt, so dass eine "genormte" Zünddurchschlagsprüfung innerhalb des Gehäuses nicht zu einem Flammendurchschlag aus dem Antriebsgehäuse 4 nach außen führt. Dennoch werden vorzugsweise nicht alle Bestandteile des Antriebes besonders gekapselt.In this case, the
Dies sei nachfolgend näher erläutert.This will be explained in more detail below.
Das Antriebsgehäuse 4 weist mehrere Elemente auf. Zu diesen Elementen gehört ein Lagergehäuseabschnitt 9, an dessen Innenumfang eine oder mehrere Lagereinrichtungen 10, 11 zur drehbaren Lagerung der Antriebsspindel angeordnet sind. Hier sind die Lagereinrichtungen 10, 11 als Wälzlager ausgebildet, die axial zueinander beabstandet sind. Jede dieser Lagereinrichtungen 10, 11 kann wiederum aus einem oder mehreren Wälzlagern bestehen. Die obere Lagereinrichtung 10 wird auch als Halslager und die untere Lagereinrichtung 11 als Fußlager bezeichnet. Das Gewicht der Trommel, der Antriebsspindel und aller damit verbundenen Teile werden hier über das Halslager an einer Stufung 12 des Lagergehäuses 9 abgestützt. Nach oben hin stützt das Halslager über seinen Innenring/seine Innenringe die Spindel über eine angeformten Bund ab. Der Ring 28 ist hier zwischen Lagerinnenring und Spindelbund geklemmt (siehe
Der Lagergehäuseabschnitt 9 ist in einem Flanschbereich 13 über eines oder mehrere elastische Elemente 14 an einem Maschinengestell 15 abgestützt, welches hier nur teilweise dargestellt ist.The bearing
An das untere Ende des Lagergehäuseabschnitts 9 ist ein Motorgehäuseabschnitt 16 angesetzt, der in explosionsgeschützter Bauart, insbesondere in druckfest gekapselter Bauart ausgebildet ist. Hier ist der Motorgehäuseabschnitt 16 mittels Schrauben 17 am Lagergehäuseabschnitt 9 festgeschraubt. Der Motorgehäuseabschnitt weist einen Mantel - vorzugsweise zylindrisch mit Rippen auf- und einen unteren Deckel 18 auf, der hier ebenfalls mittels Schrauben 19 am Motorgehäuseabschnitt 16 festgelegt ist.At the lower end of the bearing
In dem Motorgehäuseabschnitt 16 ist ein Elektromotor angeordnet, der einen Stator 20 und einen Rotor 21 aufweist.In the
Der Stator 20 ist hier vorteilhaft direkt an dem Innenumfang des Motorgehäuseabschnitts 16 befestigt was eine besonders kompakte Bauart ermöglicht. Der Rotor 21 ist dagegen auf dem Außenumfang der Antriebsspindel 2 befestigt. Derart ist die Antriebsspindel 2 an ihrem von der Trommel abgewandten Ende direkt mit dem Elektromotor drehbar.The
Da die Antriebsspindel 2 durch die Trommel 36 des Separators beeinflusst wird (siehe die Skizze der
Auf die Antriebsspindel 2 ist ein mit dieser drehfest verbundener und von daher im Betrieb mitrotierender Schmierstoff-Sammelbehälter 8 aufgesetzt, der zur Sammlung von Öl dient, der nach unten hin einen Boden aufweist, sich mit diesem radial nach außen und dann axial nach oben erstreckt, wobei er das Flanschgehäuse 9 abschnittsweise radial umgibt. In den Schmierstoff-Sammelbehälter 8, in welchem sich im Betrieb bei Drehungen der Antriebsspindel 2 von außen nach innen ein radialer Ölspiegel ausbildet, ragt ein nicht rotierendes schälscheibenartiges Förderorgan 22 oder ein Förderrohr zum Pumpen von Öl, welches am Lagergehäuseabschnitt angeordnet ist. Hier ragt die Öffnung des Förderorgangs 22 radial nach außen.On the drive spindle 2 a with this rotatably connected and therefore co-rotating in
Das Förderorgan 22 mündet in eine Bohrung 23 im Lagergehäuseabschnitt 9, die als Ölleitung 23 dient. Diese Ölleitung 23 mündet wiederum in den Fluid-Anschluss/die Durchführung 5, so dass Öl durch einen externen Kreislauf (ggf. mit Reinigungs- und Kühlungsaggregaten) leitbar ist. Das gereinigte und/oder gekühlte Öl kann dann durch eine hier nicht dargestellte weitere Durchführung in den Bereich der Lager, insbesondere der Halslager, zurück geführt werden. Alternativ kann die Ölleitung 23 auch direkt zu den Lagern geführt sein, so dass das Öl durch diese hindurch und zurück in einen Behälter gelangt (siehe zum Ölkreislauf beispielhaft auch die
Der Schmiermittel-Sammelbehälter 8 weist an seinem Innen- und Außenumfang abschnittsweise eine vorteilhafte zylindrische Form auf.The
An seinem oberen Ende ist radial nach innen hin ein Ansatz 24 ausgebildet der sich bis nahe vor den Außenumfang des nicht rotierenden Lagergehäuseabschnitt 9 erstreckt, wobei aber zwischen diesen beiden Teilen, von denen das eine rotiert und das andere nicht, ein erster Spalt 25 ausgebildet ist.At its upper end, a
Der Motorgehäuseabschnitt weist ferner einen oberen Deckelteil 26 auf, welcher vorzugsweise im Bereich einer Stufung 38 in eine korrespondierende Stufung des Mantels eingreift und mit diesem zu einer Einheit verbunden ist, welcher ferner vorzugsweise an seinem Innenumfang von dem Schmiermittel-Sammelbehälter 8 durchsetzt ist und welcher ferner auch das an den Lagergehäuseabschnitt 9 angesetzte Gehäuseteil des Motorgehäuses 16 bildet. Das Deckelteil 26 kann mit dem übrigen Motorgehäuse 16 z.B. verschraubt sein.The motor housing section further has an
Zwischen dem Schmiermittel-Sammelbehälter - der sich im Betrieb mit der Antriebsspindel dreht - und dem Deckelteil 26 ist ein zweiter Spalt 27 ausgebildet.Between the lubricant collecting container - which rotates in operation with the drive spindle - and the
Vorzugsweise ist wenigstens einer oder es sind beide der Spalte 25 und 27 derart schmal und axial lang bemessen, dass keine Flammen durch den oder die Spalte 25, 27 aus dem Antriebsraum nach außen durchschlagen können. Im Grunde genügt eine derartige Spaltbemaßung nach
Vorzugsweise ist die Durchmesserlage des Spaltes 27 so bemessen, dass sie auf einem größeren Durchmesser liegt als der Außendurchmesser des Rotors, was die Montage erleichtert.Preferably, the diameter position of the
Es wird damit auf an sich einfache konstruktive Weise ein wirksamer Explosionsschutz erreicht. Wesentlich ist, dass der außen am Motorgehäuseabschnitt 16 ausgebildete Spalt 27 derart ausgebildet/bemessen ist, dass im Explosionsfall im Inneren des Motors durch ihn keine Flammen/Funken nach außen durchschlagen können. Dabei sind - anders als bei explosionsgeschützten Elektromotoren für andere Zwecke - insbesondere bei der Spaltbemaßung die Veränderungen der Lage der sich im Betrieb drehenden Teile aufgrund von separatorenbedingten Bewegungen und Verformungen zu beachten. Die Spalte müssen so bemessen sein, dass sich im Betrieb drehende Teile zwar einerseits nicht an sich im Betrieb nicht drehenden Teilen anstoßen aber andererseits dennoch eine genügende Flammendurchschlagssicherheit erzielt wird. Da sich der Spalt im Betrieb durch die separatorenbedingten Bewegungen und Verformungen ständig verändert, da die drehenden Teile wie die Antriebspindel nicht immer im Zentrum des Ringspaltes liegen, wurde bisher eine druckfeste Auslegung eines als Direktantrieb ausgelegten Separatorenantriebs, der vollständig unterhalb der Lagerung angeordnet ist und dessen Rotor direkt auf der Antriebsspindel liegt, wohingegen der Stator im Antriebsgehäuse fixiert ist und elastisch am Maschinengestell mit der gesamten Antriebseinheit angeordnet ist, so dass alle Teile die Präzessionsbewegung der rotierenden Teile mitvollziehen, nicht in Betracht gezogen. Durch eine geeignete Ausgestaltung im erfindungsgemäßen Sinne ist aber dennoch eine druckfeste Auslegung möglich. Insbesondere gilt dies, wenn nur eine einzige Drehdurchführung an einem Ende des Motorgehäuses vorgesehen ist, da sich dann nur hier der Effekt des sich veränderten Spaltes auswirkt, was durch geeignete Spaltbemaßung: beherrschbar ist, derart, dass sich im Betrieb die drehenden und nicht drehenden Teile am Spalt gerade nicht berühren aber dennoch eine Flammdurchschlagsicherheit durch einen genügend langen und engen Spalt sichergestellt ist.It is thus achieved in a simple constructive way an effective explosion protection. It is essential that the outside of the
Im Rahmen der Erfindung sind Modifikationen, Alternativen und Äquivalente denkbar.Modifications, alternatives and equivalents are conceivable within the scope of the invention.
So grenzt nach dem Ausführungsbeispiel der
In den Motorgehäuseabschnitt 16 kann wie bei der Ausführungsform nach
Vorteilhaft ist insbesondere, dass die gesamte Lagereinrichtung und die Schmiervorrichtung vollständig außerhalb des Motorgehäuseabschnitts 16 liegt und dass Insofern an diesen nicht elektrisch mit Energie zu versorgenden Abschnitten Antriebsgehäuses 4 keine besondere Maßnahmen - insbesondere keine gekapselte Bauart - getroffen werden müssen, um doch insgesamt einen Antrieb für Separatoren in explosionsgeschützter Bauart zu realisieren.It is particularly advantageous that the entire bearing device and the lubricating device is completely outside of the
Auch an den Abschnitten der Antriebsvorrichtung, welche außerhalb des druckfest gekapselten Bereichs liegen, sind vorteilhafte Maßnahmen getroffen worden, welche der insgesamt explosionsgeschützten Auslegung dienen bzw. förderlich sind.Also at the sections of the drive device, which are outside of the pressure-tight encapsulated area, advantageous measures have been taken, which serve or are conducive to the overall explosion-proof design.
Nach
Bevorzugt werden die X- und die O-Anordnung, bei welcher beide Schrägwälz-(insbesondere Schrägkugel-)lager axial nach oben und unten auf der Antriebsspindel 2 jeweils durch einen Ring oder eine Spindelstufung festgelegt sind, so dass axial nur ein geringes Spiel besteht, was sich vorteilhaft in Hinsicht auf die Spaltmaße auswirkt. In
Bei Lageranordnungen in X oder O kann der Ring 28 als axiales Begrenzungselement für den Explosionsfall im Motor entfallen. Ansonsten ist der Werkstoff des Ringes 28 oder des Gegenstückes (Ringdeckel 29) vorzugsweise Bronze oder Messing. Denn im Explosionsfall wirkt die Werkstoffpaarung - vorzugsweise Stahl und Bronze - einer Funkenbildung besonders effektiv entgegen.In bearing arrangements in X or O, the
In
In
In
Dabei ist der Lagergehäuseabschnitt (der Ringdeckel 29 mit dem Ring 28 der mit Bolzen 35 an dem Motorgehäuseabschnitt 16 festgelegt ist) druckdicht in gekapselter Bauart zusammen mit dem Motorgehäuseabschnitt 16 in explosionsgeschützter Bauart ausgelegt und der Spalt 27" radial innen am Ringdeckel 29 zur Antriebsspindel 2 ausgebildet, dass an ihm kein Flammen-/ Funkenüberschlag in den explosionsgefährdeten Raum erfolgen kann. Das Deckelteil 26 kann bei dieser Variante entfallen. Die Öffnungen 39 im Antriebsgehäuse 4 würden ebenfalls entfallen.In this case, the bearing housing portion (the
Der Vorteil dieser Variante ist, das der Spalt 27" sehr nahe an der Lagereinrichtung (Halslagerung) 10' liegt, welche eine sehr präzise Führung der sich drehenden Antriebsspindel 2 und des feststehenden Lagerdeckels 35 der Antriebsvorrichtung 3 übernimmt.The advantage of this variant is that the
Die Lagereinrichtung 10, 11 befindet sich bei dieser Variante mit im Druckraum des Motors, wobei die gesamte Lagerung der Antriebsspindel wiederum oberhalb des Rotors 21 angeordnet ist.The bearing
Es ist auch ein Rillenkugellager als Axiallager denkbar. Dieses sitzt wie das Halslager 10a, 10 b fest auf der Spindel 2, hat aber im Gegensatz zu diesem mit dem Außenring keinen Kontakt zum Lagergehäuse oder dem Lagerdeckel.It is also a deep groove ball bearing as thrust bearing conceivable. This sits like the neck bearing 10a, 10b firmly on the
Dieser Kontakt wird erst durch eine axiale Verschiebung der gesamten rotierenden Einheit aus Spindel 2, Lagerung und Rotor 21 des Motors nach oben hergestellt (im Falle einer Explosion im Innern des Motors), wenn die dann auftretenden Axialkräfte den Außenring des Rillenkugellagers bis zur Anlage am Lagerdeckel der Einheit bringen. Diese Variante kommt beispielsweise bei Schrägkugellagern in Tandemanordnung in Frage.This contact is made only by an axial displacement of the entire rotating unit of
Vorteilhaft beträgt die axiale Länge der Spalte 27, 27', 27" nach einer oftmals verwendeten Ausgestaltung auch für höhere zu erwartende Explosionsdrücke wenigstens 25 mm und die größte zugehörige radiale Spaltweite höchstens 0,25 mm, welche als Ausgangspunkt der Auslegung und Tests dienen, so dass Flammen-/Funkendurchschläge wirksam verhindert werden können.Advantageously, the axial length of the
Die erforderliche Spaltlänge und die Spaltweite der Wellendurchführung sind auch abhängig vom zu erwartenden explosionsfähigen Volumen des Innenraums vom Motor und dem damit zu erwartenden Medium, welches das explosionsfähige Gemisch bildet.The required gap length and the gap width of the shaft passage are also dependent on the expected explosive volume of the interior of the engine and the expected medium, which forms the explosive mixture.
Vorzugsweise sind die Spalte 27, 27' also mediumabhängig und in Abhängigkeit von den Gegebenheiten bemessen; und zwar in Anlehnung wie dies in der genannten Norm für die Spalte vorgegeben ist und unter Berücksichtigung der separatorenspezifischen EinflüssePreferably, the
Beispiel einer anderen vorteilhaften Auslegung für ein freies Volumen des Motorgehäuses von mehr als 2 dm3 und einem zu erwartenden Explosionsdruck von max. 10 bar erfordert eine Spaltlänge von min. 12,5 mm und eine max. Spaltweite von 0,2 mm als Basis für die Ermittlung des notwendigen Spaltes im Separatorenbetrieb.Example of another advantageous design for a free volume of the motor housing of more than 2 dm 3 and an expected explosion pressure of max. 10 bar requires a gap length of min. 12.5 mm and a max. Gap width of 0.2 mm as the basis for determining the necessary gap in Separatorenbetrieb.
Alternativ oder optional können auch der Lagergehäuseabschnitt 9 und/oder der Schmierstoff-Sammelbehälter(abschnitt) 8 in druckfest gekapselter Bauart ausgelegt werden (hier nicht dargestellt).
Claims (22)
- A separator having a separator drum with a vertical rotational axis (D) and a feed line for a centrifuged material which is to be processed and having a drive spindle (2) and having a drive device for a separator druma. wherein the drive spindle (2) can be rotated by means of a motor (20, 21), designed as a direct drive, which has a stator (21) and a rotor (20),b. wherein the drive device is arranged in a drive housing (4) which has a motor housing section (16),
characterized in thatc. the motor housing section (16) is designed in an explosion-proof, pressure-tightly encapsulated type of construction and the motor together with the stator (20) and the rotor (21) are accommodated in the motor housing section (16),d. the motor housing section (16) in an explosion-proof type of construction is designed as a section which is stationary during operation of the centrifuge and is adjacent to a part (2, 8) which rotates during operation, wherein at least one gap (27, 27') is formed between this part and the motor housing section (16), ande. the motor housing section (16) has a cover section (26) open on top which is adjacent to the rotating part, so that the gap (27, 27') is formed between the cover part (26) and the rotating part (2, 8). - The separator according to Claim 1, characterized in that the drive housing (4) consists of a plurality of sub-sections (9, 16) of which one is the motor housing section (16) and another is a bearing housing section (9) which is designed to accommodate a bearing device for the drive spindle (2).
- The separator according to Claim 2, characterized in that at least one of the gaps, or each gap (27, 27') is dimensioned in such a way that no flame/spark flashover through this gap (27, 27') is possible in the event of an explosion in the interior of the motor housing.
- The separator according to any one of preceding Claims 2 or 3, characterized in that the sub-sections forming the drive housing comprise:a. a non-rotatable bearing housing section (9),b. the non-rotatable motor housing section (16), andc. a lubricant collecting reservoir (8) which is connected to the drive spindle in a rotation-resistant manner.
- The separator according to any one of the preceding claims, characterized in that the gap (27, 27') is formed between the cover part (26) of the motor housing section (16) and the lubricant collecting reservoir (8).
- The separator according to any one of the preceding claims, characterized in that one of the gaps, or the gap (27), is formed between the cover part (26) and the drive spindle (2).
- The separator according to any one of the preceding claims, characterized in that a rotary transmission leadthrough for one or more parts (2, 8) which rotate(s) during operation is provided only on the upper side of the motor housing section (16).
- The separator according to any one of the preceding claims, characterized in that the diametrical position of the gap (27, 27') is calculated so that it lies on a larger diameter than the outside diameter of the rotor (21).
- The separator according to any one of the preceding claims, characterized in that the entire bearing device of the drive spindle (2) is arranged above the motor housing section (16), preferably in such a way that the entire bearing arrangement of the drive spindle is arranged axially above the lower base of the lubricant collecting reservoir (8).
- The separator according to any one of the preceding claims, characterized in that the entire bearing device of the drive spindle (2) is arranged outside, preferably above, the motor housing section (16) which is designed in an explosion-proof type of construction.
- The separator according to Claim 5, characterized in that the lubricant collecting reservoir (8) encompasses the drive spindle (2) in an annular/toroidal manner and in that it preferably also forms a part of the pressure-tight encapsulation of the motor towards the bottom.
- The separator according to any one of Claims 2-11, characterized in that the bearing device features an upper neck bearing (10) and a lower foot bearing (11).
- The separator according to Claim 12, characterized in that one of the bearings, preferably the upper neck bearing (10), features two individual rolling bearings which are formed as angular-contact rolling bearings and are arranged on the drive spindle in an X-, O-, or tandem design.
- The separator according to any one of Claims 12 or 13, characterized in that one of the bearings, or both of these bearings, are fastened axially at the top and bottom on the drive spindle (2) in each case by means of a ring or a spindle step.
- The separator according to any one of Claims 2-14, characterized in that the bearing housing section (9) is supported on a machine frame (15) by means of at least one or more elastic elements (14), preferably by means of one or more spherical bearings.
- The separator according to any one of Claims 2-15, characterized in that the motor housing section (16) is flanged onto the bearing housing section (9).
- The separator according to any one of the preceding claims, characterized in that the natural frequency of the rotating system is matched to a range of < 1300 revolutions per minute, preferably < 1100 revolutions per minute.
- The separator according to any one of the preceding claims, characterized in that the motor housing section (16) is closed off towards the bottom by a cover (18).
- The separator according to any one of Claims 2-18, characterized in that the entire bearing device lies completely outside the explosion-proof, pressure-tightly encapsulated motor housing section (16).
- The separator according to any one of Claims 2-18, characterized in that the entire bearing device lies completely inside the explosion-proof, pressure-tightly encapsulated motor housing section (16).
- The separator according to any one of the preceding claims, characterized in that the lubricating device lies outside the explosion-proof, pressure-tightly encapsulated motor housing section (16).
- The separator according to Claim 2, characterized in that the gap (27") is formed above the bearing device, especially between an annular cover (29) above the bearing device and the drive spindle (2) or a ring on the drive spindle (2).
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