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Schwingzentrifuge Die Erfindung bezieht sich auf eine Schwingzentrifuge
zum kontinuierlichen Trennen von Flüssigkeiten aus Feststoffen mit einer axial schwingenden
Schleudertrommel.
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Es sind bereits stehend angeordnete Zentrifugen mit in Achsrichtung
schwingender Siebtrommel bekannt, bei denen die Schwingungen durch einen Kurbeltrieb
erzeugt werden, wobei das die Schwingungen übertragende Schubgestänge an seinem
oberen Ende zwischen Federn gelagert ist, welche die Schwingungen auf die Siebtrommel
übertragen.
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Bei einer weiteren Ausbildung dieser bekannten Einrichtung nimmt das
Schubgestänge an seinem oberen Teil ein Pendellager auf, das zwischen ringförmigen
Gummifedern eingespannt ist, wodurch eine allseitige Beweglichkeit der Siebtrommel
gegenüber dem Schubgestänge erreicht wird.
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Es sind auch Schwingsiebzentrifugen bekannt, bei denen die Schwingungen
der Siebtrommel durch quer oder längs zur Schwingachse angeordnete Masseunwuchten
oder durch hydraulisch betätigte Vibratoren erzeugt werden.
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Des weiteren sind axial schwingende Zentrifugen nicht mehr neu, bei
denen die fest mit der Trommelwelle verbundene Schleudertrommel über Speicherfedern
mit dem zu Axialschwingungen angestoßenen Gehäuse gekoppelt ist. Eine vereinfachte
Ausführung dieser Anordnung läßt erkennen, daß unter Verzicht auf die axial verschiebbare
Lagerung der Trommelwelle eine Hülse mit der Speicherfederung einerseits und der
Längs- und Querlagerung der Schleudertrommel andererseits mit Hilfe von. Lenkern
oder Lenkerfedern am primärschwingenden Gehäuse achsparallel geführt wird.
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Darüber hinaus wurde bereits vorgeschlagen, die Schwingungserzeugung
durch zwei Motore, welche über Zahnräder synchron miteinander gekoppelt sind, so,
vorzunehmen, daß jeder Motor ein Kardangelenk mit Masseunwuchten erhält und mit
dem federnd aufgehängten Gehäuse gekoppelt ist.
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Diese bekannten Einrichtungen haben den Nachteil, daß für die Erzeugung
der Schwingungen der- Schleudertrommel und den Antrieb mehrere Energiequellen benötigt
werden und eine Veränderung der Amplitudenhöhe, welche für den Austrag des Schleuderproduktes
verschiedener Konsistenz von ausschlaggebender Bedeutung ist, nicht möglich ist.
Des weiteren lassen diese Vorrichtungen keine getrennte Regelung der Schwingungsfrequenz
zu.
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Es wurde auch bereits eine schwingende Zentrifuge beschrieben, bei
der der Trommelboden als federndes Element ausgebildet ist und die Schwingungserzeugung
durch unter der Schleudertrommel angeordnete Elektromagnete erfolgt. Auch hier ist
keine getrennte Einstellung der Schwingungsfrequenz und der Amplitudenhöhe möglich,
wobei der Verwendung von Magneten als Schwingungserzeuger deren hohe Schwingungszahl
entgegensteht. Ferner kommt bei dieser Ausführung als Nachteil hinzu, daß schon
bei geringen Unwuchten in der Schleudertrommel außer den beabsichtigten Schwingungen
in Axialrichtung unkontrollierbare RadTalschwingungen auftreten können..
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Durch die Erfindung werden diese Nachteile beseitigt. Es wird mit
ihr erreicht, daß die konische Schleudertrommel und der zwischen den Lagerstellen
der Trommelwelle angeordnete, in einem geschlossenen Zylinder gekapselte Schwingungserzeuger
von demselben Motor angetrieben werden kann. Die Schwingungserzeugung erfolgt dabei
durch einen in der Hohlwelle des Zylinders feststehenden oder zur Erzielung einer
Frequenzänderun:g drehbar gelagerten Exzenter, welcher von einem Gehäuse umgeben
ist, das über eine Schubstange mit der in einer Büchse federnd angeordneten Welle,
die die Schleudertrommel trägt, verbunden ist. Das Exzentergehäuse ist durch eine
Mitnahmevorrichtung, z. B. einen Bolzen oder eine Klaue, mit dem Deckel des Zylinders
verbunden, so daß der Zylinder und das Exzentergehäuse mit derselben Drehzahl umlaufen.
Der an dem Boden des Exzentergehäuses zur Aufnahme der Schubstange angeordnete Kloben
ist zur Veränderung der Amplitude versteilbar ausgebildet.
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Zum Ausgleich der unterschiedlichen Drehzahl des Exzenters einerseits
und der Büchse mit der Trommelwelle andererseits ist die Schubstange in der Büchse
drehbar gelagert. Die Trommelwelle mit dem Bundring, welche in der Büchse mittels
Federn oder anderer elastischer Elemente abgestützt und dadurch frei schwingend
angeordnet ist, wird durch den mit der Büchse verbundenen Stützring im Zylinder
gelagert,
zur Übertragung der Drehbewegung des -Zylinders in Nuten
geführt und durch Federn, Gummipuffer od. dgl. beiderseits des Stützringes wieder
frei schwingend gehalten, wodurch eine gleichmäßige Beanspruchung des Schwingungserzeugers
gewährleistet ist.
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Die Regelung der Schwingungsfrequenz erfolgt durch ein. verstellbares
Keilriemenscheibenpaar für den Exzenterantrieb, könnte aber ohne weiteres auch durch
einen zweiten. Motor erzeugt werden. Eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung
des Schwingungserzeugers erfolgt dadurch, daß am Deckel des Zylinders ein Drucklager
schräg zur Lagerachse angeordnet ist, in welchem ein Pendelteller von Lagern gehalten
wird, der über ein Gelenk feststehend oder drehbar in der Hohlwelle des Zylinders
gelagert ist und auf der Gegenseite über einen außermittig verstellbar angeordneten
Kloben und eine daran angelenkte Schubstange die Verbindung zwischen ihm und der
Büchse mit der Trommelwelle hergestellt ist.
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Die Erfindung ist an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Fig. I zeigt einen Längsschnitt durch die Schwingzentrifuge mit
Schwingungserzeuger und Fig. II einen Schnitt durch den Schwingungserzeuger gemäß
der zweiten Lösungsart der Erfindung.
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Die konische Schleudertrommel 1 mit einem Spaltsieb 2 ist mit ihrer
Trommelwelle 3 in der Hohlwelle 4 des Zylinders 5 gelagert. Der Stützring 6, welcher
über Nuten 7 drehfest mit dem Zylinder 5 verbunden ist, trägt eine Büchse 8, in
der die Trommelwelle 3 nochmals gelagert und über einen Bundring 9 mittels Federn
10 in axialer Richtung frei schwingend geführt ist. Der Stützring 6 ist über Federn
11, die am Boden des Zylinders 5 und einem Zwischenring 12 angeordnet sind, in axialer
Richtung frei schwingend gehalten. Die Mitnahme der Trommelwelle 3 durch den Zylinder
5 erfolgt über eine Paßfeder 13 oder eine ähnliche Verbindung. Die Stirnseite 14
des Zylinders 5 trägt die Hohlwelle 15. In dieser ist eine Welle 16 mit einem Exzenterkopf
17 gelagert, welcher ein Exzentergehäuse 18 drehbar aufnimmt. Das Exzentergehäuse
18 wird durch einen Mitnehmer 19, z. B. einen Bolzen oder eine Klaue, mit der Stirnseite
14 des Zylinders 5 beweglich so verbunden, daß der Zylinder 5 und das Exzen.tergehäuse
18 mit gleicher Drehzahl umlaufen. Die axiale Schwingbewegung wird über eine Schubstange
20 mit den Gelenken 21 und 22 vom Exzentergehäuse 18 auf die Büchse 8 mit der Trommelwelle
3 der Schleudertrommel 1 übertragen. Zum Ausgleich der Drehbewegung vom Exzenterkopf
17 zur Büchse 8 ist die Schubstange20 in einem Lager 23 drehbar in der Büchse 8
befestigt. Die Gegenseite der Schubstange 20 ist durch einen Kloben 24 verstellbar
im Deckel 25 des Exzentergehäuses 18 angelenkt. Der Zylinder 5, welcher auf beiden
Seiten von Lagern 26 aufgenommen wird, trägt auf der Hohlwelle 15 die Antriebsscheibe
für den Zylinder 5 und die Schleudertrommel 1. Zur Regelung der Drehzahl der Welle
16 mit dem Exzenterkapf 17 erhält diese einen gesonderten Antrieb von dem gemeinsamen
Hauptantriebsmotor über ein verstellbares Keilriemenscheibenpaar 27.
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In einer weiteren Ausbildung erfolgt die Schwingungserzeugung dadurch,
daß am Deckel 14 des Zylinders 5 ein Lagergehäuse 28 mit einem Deckel 29 und einem
dazwischenliegenden Pendelteller 30 schräg zur Lagerachse angeordnet ist.
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Der Pendelteller 30 ist dabei, zwischen dem Lagergehäuse 28 und seinem
Deckel 29 mittels Drucklager 34 abgestützt, drehbar gelagert und erhält über ein
Gelenk 31 seine Drehbewegung von der Welle 16. Die Anordnung der Schubstange 20
zwischen dem Pendelteller 30 und der Büchse 8 erfolgt gleich der in Fig. 1 beschriebenen
Ausführung.
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Die gemäß der Erfindung ausgebildete Schwingzentrifuge hat folgende
Wirkungsweise: Über das Füllrohr 32 wird das Schleudergut kontinuierlich der konischen
Schleudertrommel 1 zugeführt. Die durch das Spaltsieb 2 entweichende Flüssigkeit
wird von dem Gehäuse 33 aufgefangen. Das sich auf dem Spaltsieb 2 absetzende Festgut
wird durch die Axialschwingungen der Schleudertrommel 1 in stetiger Folge über den
Trommelrand ausgetragen. Die auf die Schleudertrommel 1 übertragenen Axialsebwingungen
werden dadurch erzielt, daß eine außermittig am Deckel 25 des Exzentergehäuses 18
angreifende Schubstange 20 beim Umlaufen des Exzentergehäuses 18 um den Exzenterkopf
17 die Büchse 8 um den Betrag, der aus der Größe der Exzentrizität und der dadurch
beschriebenen Bogenhöhe der Schubstange 20 resultiert, nach vorn schiebt und durch
Federn 11 beiderseits des Stützringes 6 eine gleichmäßige Belastung der Schubstange
20 gewährleistet.
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Um eine elastische Verbindung zwischen der Schubstange 20 und der
Trommelwelle 3 mit der Schleudertrommel 1 zu erzielen, trägt die Trommelwelle 3
einen Bundring 9, welcher zu beiden. Seiten in der Büchse 8 federnd abgestützt ist,
wodurch die Trommelwelle frei schwingen kann und somit eine Resonanzübertragung
auf das Fundament weitgehend vermieden wird.