SE507107C2 - Centrifugalseparator med maxlaststart - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 507 107 2 måste vara utformade för att klara en större last än vad som egentligen erfordras för att driva centrifugalseparatorn, för att säkerställa en störningsfri start och hos självöppnande centrifugalseparatorer snabbt kompensera den varvtalssänkning hos trumman som blir följden av det kortvariga öppningsför- loppet hos trumman för att avlägsna slam. En överdimensione- ring av motorn påverkar likaså kostnaden för själva centri- fugalseparatorn och driftskostnaderna negativt.

För små centrifuger med ringa trummassa, som t ex laborato- riecentrifuger och mjölkcentrifuger, hos vilka det ej krävs någon maxlaststart, är det känt att montera trumman direkt på motorns drivaxel eller att kraftbundet förbinda trummans drivspindel med motorns drivaxel.

En sådan liten centrifug är känd genom CH 253 463, hos vilken motorn medelst elastiska element, t ex av gummi, är svängbart förbunden med centrifughuset, för att uppträdande svängning- ar, som bl a framkallas av en restobalans hos trumman, ej skall överföras till huset. Lagringen av motoraxeln, vilken samtidigt är utformad som drivspindel för trumman, är upp- hängd i motorhuset medelst mellanlägg av en gummiring, elas- tiskt relativt motorhuset. Denna elastiska anordning av motoraxelns lagring och den elastiska motorupphängningen av detta slag hos centrifuger är tillräcklig, för att kompensera de avvikelser hos trumman som bl a resulterar i trummans pre- zessionsrörelse och en eventuell resterande obalans hos trum- man. Det är emellertid å ena sidan endast möjligt om tyngd- punkten för hela systemet, som består av trumman med dess relativt ringa massa och den relativt stora motorn med sin motoraxel, som samtidigt är utformad som drivspindel, kan förläggas under trummans upphängningspunkt på drivspindeln, i detta fall motoraxeln, och å andra sidan, om trumman på grund av dess lågt liggande egna tyngdpunkt, kan monteras fritt på drivspindeln, varigenom någon fast formbunden för- bindelse ej är nödvändig hos upphängningspunkten relativt tyngdpunkten, så att samtliga rörelser hos trumman och dess tyngdpunkt ej har något inflytande på drivspindeln och dess lagring. 10 15 20 25 30 35 507 107 3 Ytterligare små centrifuger av det ovan beskrivna slaget är kända qenom US-PS 2 587 418, US-PS 2 265 053 OCh FR-PS l 287 551, som, speciellt vad gäller den elastiska anordningen av motorn och den elastiska lagringen av trummans drivspindel, liknar CH-PS 253 453. Hos denna upptas emellertid ej de uppträdande axialkrafterna, som visats i CH-PS 253 463, genom motorlagret utan genom en stödpunkt, som är anordnad i huset under motorn, i vilken hela systemet bestående av trumman, drivspindeln och motorn är elastiskt upphängt.

De för små centrifuger offentliggjorda utförandena av driv- spindellagringen och anordningen av motorn i centrifughuset relativt det roterande systemet och centrifughuset, till följd av en direktdriven drivspindel hos trumman, är ej över- förbara till en centrifugalseparator med maxlaststart, hos vilken trumman uppbär en massa som är flera gånger större än drivmotorns och hos vilken drivspindeln är formbundet för- bunden med trumman, exempelvis medelst en mutter, på grund av de varierande radiella och axiella belastningarna hos en sådan separator.

För det första är tyngdpunkten hos det roterande systemet mycket högt belägen hos centrifugalseparatorer med stor trum- massa och relativt liten motorvikt. För det andra är på grund av den konstruktiva utformningen av den kompletta trumman dess infästningspunkt på drivspindeln belägen under eller nära trummans tyngdpunkt, så att en axiellt formbunden fast förbindning måste föreligga mellan trumman och drivspindeln.

Denna axiella fasta förbindning, t ex medelst en mutter, leder till att alla avvikelser hos trumman, som t ex genom en resterande obalans, oregelbunden slamansamling i trumman, trummans prezessionsrörelse, överförs indirekt via drivspin- deln och därmed till dess lagring.

Det betyder att en direkt överföring av utförandet hos direktdriften av små centrifuger till centrifugalseparatorer med stor trummassa ej säkerställer en tillräcklig stabilitet hos det roterande systemet, varigenom störkänsligheten höjs väsentligt för överbelastning av drivspindelns lagring och 10 15 20 25 30 35 507 107 4 det totala roterande systemet i sig och att risken för över- belastning av centrifugen under drift ej kan uteslutas.

I DE-OS 37 14 627 beskrivs en centrifugalseparator, hos vilken drivspindeln för en trumma med stor massa är direkt- driven av en frekvensstyrd motor. Denna drivning säkerställer en mjuk och likformig maxlaststart hos trumman, utan att motorn behöver dimensioneras större än vad som är erforder- ligt för den fastställda driften av centrifugalseparatorn.

Den på ritningen visade och i utföringsexemplet beskrivna lagringen av det roterande systemet har emellertid även de nackdelar som redan har påvisats i ovanstående avsnitt, varigenom denna beskrivna lösning, att drivspindeln skulle kunna driva en trumma med stor trummassa utan transmission, hittills ej har utnyttjats för praktiskt bruk.

Uppgiften för uppfinningen är att åstadkomma en centrifugal- separator av det inledningsvis nämnda slaget med en direkt av motorn driven drivspindel, pá så sätt ett en överbelastning av drivspindelns lagersystem är utesluten, att uppträdande avvikelser hos trumman ej direkt överförs via drivspindeln till dess lagring och att ett i huset stabilt roterande system àstadkommes.

Denna uppgift löses genom de kännetecknande särdragen i patentkravet 1.

Fördelaktiga utföringsformer av föremålet enligt krav 1 är angivna i de osjälvständiga kraven.

Det roterande systemet hos centrifugalseparatorn som består av trumman, drivspindeln och motorns rotor, är oelastiskt ut- format i sitt lagersystem och bildar med motorns stator och en mellan motorns stator och trumman anordnad lagerkonsol, som är fast förbunden med motorns stator, i konstruktions- och svängningshänseende en enhet, som via lagerkonsolen är axiellt och radiellt förbunden med centrifugalseparatorns hus under beaktande av massatyngdpunkten. 10 15 20 25 30 35 5 sov 107 Därvid är det fördelaktigt om de elastiska element, som upptar de radiella och axiella krafterna mellan centrifugal- separatorns hus och lagerkonsolen, tangentiellt på cirkel- bågen omkring massatyngdpunkten hos enheten är så anordnade, att en av inverkningslinjerna för återställningskrafterna löper genom enhetens massatyngdpunkt.

Eftersom det eftersträvas att avlasta de elastiska elementen mellan lagerkonsolen och infästningen i separatorns hus från de axiellt inverkande krafterna hos enheten, föreslås enligt uppfinningen att utforma lagerkonsolen så att den har en vertikal utsträckning under motorn och är förankrad i en oelastisk och vinkelrörlig fotpunkt i huset. Denna lösning är att rekommendera, särskilt vid mycket stora trummor. Som funktionella betingenelser härur rekommenderas, att de elas- tiska elementen mellan lagerkonsolen och separatorns hus i rymdled placeras i ett av lagerkonsolens plan.

Genom utformningen enligt uppfinningen åstadkommas en stabilt roterande trumma i en centrifugalseparator med maxlaststart och direktdriven drivspindel hos trumman. De belastningar som kan uppträda på grund av avvikelser hos trumman, resterande obalans, prezessionsrörelser m m, överförs trots den form- bundna infästningen av trumman på drivspindeln ej till lager- systemet hos det roterande systemet, utan leds endast genom lagersystemet och upptas av de elastiska elementen och kom- penseras genom läget relativt massatyngdpunkten hos enheten och medelst val av element.

Framställningskostnaderna sänks väsentligt genom att de element som överför drivlasten, som transmission och koppling eller remtransmission, blir överflödiga och motorn kan dess- utom utformas att motsvara sitt användningsområde. Samtidigt är en så utformad centrifugalseparator väsentligen servicefri och okänslig för störningar.

I det följande förklaras uppfinningen närmare med hänvisning till de bifogade ritningarna. 10 15 20 25 30 35 507 107 6 Figur 1 visar ett vertikalsnitt genom huset till en schema- tiskt visad centrifugalseparator enligt uppfinning- en, figur 2 visar ett vertikalsnitt genom huset till en schema- tiskt visad centrifugalseparator med fotpunkt enligt uppfinningen, figur 3 visar det roterande systemet enligt uppfinningen, och figur 4 visar det konstruktivt svängningstekniska systemet enligt uppfinningen.

Den i figur 1 visade schematiska centrifugalseparatorn består väsentligen av ett hus 1, en frekvensstyrd motor med en rotor 2, stator 14 och en förlängd motoraxel, som samtidigt är ut- formad som drivspindel 4, en trumma 3 och en mellan trumman 3 och motorns stator 14 anordnad konsol 5, på vars omkrets elastiska element 9 är anordnade, som är förbundna med ett i huset 1 fast anordnat fäste 10. Drivspindeln 4, som i detta speciella fall är den förlängda motoraxeln, är lagrad i motorhuset i ett speciellt utformat lagersystem, bestående av ett radiallager 7 och vinkellager 8 monterade i motor- huset, och är i den övre änden försedd med en monteringskona och en gänga på vilken trumman 3 är monterad och medelst en mutter 6 form- och kraftbundet förbunden med spindeln. Huset 1 är placerat på en bottenplatta 15, som är infogad i ett fundament och förbunden med detta medelst i sig kända fäst- element.

I figur 2 visas schematiskt en utföringsform, hos vilken som komplettering till figur 1 en med huset 1 fast förbunden radiellt och axiellt oelastisk fotpunkt 13 är anordnad under motorn, i vilken den vertikalt till under motorhuset utforma- de konsolen 5 är oelastiskt och vinkelrörligt förankrad. I utföringsformen enligt figur 2 utnyttjas som förlängd konsol den med konsolen 5 fast förbundna statorn 14 hos motorn. 10 15 20 25 30 35 507 107 7 Denna utföringsform är särskilt att föredra vid stora axiellt inverkande krafter.

Figur 3 visar det roterande systemet 16, som består av mo- torns rotor 2 och motoraxeln, som är lagrad i ett oelastiskt utformat lagersystem bestående av radiallagret 7 och vinkel- lagren 8 och som i denna utföringsform samtidigt är utformad som drivspindel 4, som med sin övre ände är försedd med en monteringskona och en gänga, på vilken trumman 3 är monterad och medelst muttern form- och kraftbundet förbunden med spin- deln.

Figur 4 visar en konstruktivt svängningsteknisk enhet 17, som består av det roterande systemet 16, motorns stator 14 och en mellan trumman 3 och motorn anordnad konsol 5, som är fast förbunden med statorn 14 och på vars omkrets elastiska ele- ment 9 är anordnade med beaktande av massatyngdpunkten 12 hos denna enhet 17. De elastiska elementen 9 är anordnade tangen- tiellt på cirkelbågen omkring massatyngdpunkten 12 hos enhe- ten 17 på så sätt, att en inverkanslinje för en av återställ- ningskrafterna alltid löper genom enhetens 17 massatyngdpunkt 12. De elastiska elementen 9 är likformigt fördelade på om- kretsen av konsolen 5. Det är även möjligt att i lagerkonso- len 5 anordna ett runt omkretsen löpande kompakt elastiskt element 9.

Denna oelastiska enhet 17 monteras via konsolen 5 och de elastiska elementen 9 på det med huset 1 fast förbundna fästet 10 och förbinds kraftbundet med detta, under förspän- ning av de elastiska elementen 9 med en tryckring 18 och bultar (i figur 1 och 2 antydda som kraftlinjer). Genom den oelastiska utformningen av det roterande systemet 16 och den oelastiska utformningen av enheten 17, som via konsolen är förbunden med huset 1 under beaktande av massatyngdpunkten 12, leds de axiellt och radiellt inverkande krafterna, som framkallas av den roterande och med drivspindeln 4 form- och kraftförbundna trumman 3, genom drivspindelns 4 oelastiska lagersystem och upptas av de tangentiellt omkring massatyngd- punkten 12 för enheten 17 belägna elastiska elementen. 10 5Û7 107 8 Om utförandet med den i huset 1 anordnade oelastiska fot- punkten 13 kommer till användning, upptar de elastiska ele- menten 9 endast de radiellt inverkande krafterna och då är det lämpligt att anordna de elastiska elementen som visas i figur 2. I detta fall upptas de axiellt inverkande krafterna medelst den oelastiska fotpunkten 13. I detta utföringsexem- pel är visserligen drivspindeln 4 och motoraxeln utformad som en odelad spindel, men det är emellertid också möjligt att utföra motoraxeln och drivspindeln 4 som två delade och separat lagrade axlar som är kraftbundet förbundna med var- andra. I detta fall är båda lagersystemen, det för drivspin- deln 4 och det för motoraxeln, oelastiskt utförda, som tidi- gare har beskrivits för en odelad spindel.

Claims (3)

10 15 20 25 30 Patentkrav

1. Centrifugalseparator med maxlaststart och ett stationärt hus med fast förankrade utmatningsorgan och en i huset rote- rande trumma, som är fast förankrad med en vertikal drivspin- del som är direktdriven av en motor med maxlaststart-styrning och upphängd i ett lagersystem, som upptar radiellt och axi- ellt inverkande krafter hos ett roterande system som innefat- tar drivspindeln, trumman och motorns rotor, kännetecknad av att det roterande systemet (16) är ofjädrat upphängt, att det roterande systemet (16) och en mellan motorns stator (14) och trumman (3) anordnad konsol (5) och motorns stator (14), som är fast förbunden med konsolen (5), i konstruktions- och svängningshänseende är utformade som en enhet (17), som i axial- och radialled via konsolen (5) är fjädrande förbunden med centrifugalseparatorns hus (1) och att de axiella och radiella krafterna från det roterande systemet (16) upptas medelst åtminstone ett mellan konsolen (5) och huset (1) an- ordnat fjädrande element (9), som är anordnat tangentiellt på en cirkelbáge kring enhetens (17) tyngdpunkt (12), pà så sätt att inverkanslinjen för en àterställningskraft löper genom enhetens (17) tyngdpunkt (12).

2. Centrifugalseparator enligt krav 1, kännetecknad av att konsolen (5) i vertikalled är utsträckt till den undre delen av statorns (14) hus och är ofjädrat och vridbart förankrad med separatorns hus (1) medelst en i huset (1) förutbestämd fotpunkt (13).

3. Centrifugalseparator enligt krav 1 eller 2, kännetecknad av att det åtminstone ena fjädrande elementet (9) är anordnat mellan konsolen (5) och huset (1) i endast ett plan hos konsolen (5).