DE1092385B - Zentrifuge zum Entwaessern von feinkoernigem Gut - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zentrifuge zum Entwässern von feinkörnigem Gut, bestehend aus einer umlaufenden und gleichzeitig in Achsrichtung schwingenden kegelförmigen Siebtrommel, wobei diese an einer zentralen, federnd im Maschinengestell gelagerten Welle befestigt ist, die mit einem Ende aus der Siebtrommel herausragt und einen Rotationsantrieb sowie eine Einrichtung zur Erzeugung von axialen Schwingungen aufweist.

Bei derartigen Zentrifugen, auch Schwingzentrifugen genannt, wird das Gut mit hoher Fliehkraft an den Trommelmantel gedrückt und übt daher eine große Dämpfung auf die Schwingbewegung aus. Infolgedessen ist eine Schwingzentrifuge, insbesondere wenn sie in Resonanz arbeitet, sehr empfindlich gegenüber Schwankungen in der Gutzufuhr. Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Schwingzentrifuge zu schaffen, die unempfindlich gegenüber einer Überschüttung der Siebtrommel mit dem Gut ist und bei der dennoch die großen Amplituden, welche im Resonanzbetrieb auftreten, weitgehend ausgenutzt werden. Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß die Schwingrichtung so ausgebildet ist, daß ihre Frequenz bei normaler Gutzufuhr etwa 10 Vo unterhalb der Eigenschwingungszahl der schwingenden Teile liegt. Hierdurch wird erreicht, daß die Siebtrommel mit um so größeren Amplituden schwingt und demgegemäß das Gut um so schneller aus ihr ausgetragen wird, je größer die Gutmenge ist, welche sich jeweils in der Siebtrommel befindet.

Es ist eine Rütteleinrichtung beschrieben worden, die zum Verdichten von Schüttgut, beispielsweise Beton, bestimmt ist. Sie besteht aus einem Rohr, das in das zu verdichtende Gut eingesteckt wird und im Innern eine zentrale Stabfeder aufweist. Diese ist am unteren Ende fest mit dem Rohr verbunden und trägt am oberen Ende eine umlaufende Unwucht. Mittels der Unwucht werden die Stabfeder und das Rohr zu Kreisschwingungen erregt und dadurch Rüttelkräfte auf das Gut ausgeübt. In der betreffenden Druckschrift heißt es, daß die schwingenden Massen so aufeinander abgestimmt werden sollen, daß das Schwingungssystem bei normaler Drehzahl der Unwucht unterhalb der Resonanzspitze, jedoch in der Nähe derselben arbeitet. Über den Zweck dieser Betriebsweise ist aber nichts gesagt. Wahrscheinlich soll hier nur verhindert werden, daß die Stabfeder zu große Ausschläge ausführt und die Unwucht an das Rohr anstößt.

In einer anderen Vorveröffentlichung ist eine Schüttelrutsche als bekannt vorausgesetzt, deren Betriebsdrehzahl unterhalb der Resonanz liegt. Wie weit hierbei die Antriebdrehzahl von der Eigenschwingungszahl entfernt sein soll, ist jedoch nicht erläutert. Außerdem ist nicht zum Ausdruck gebracht, welcher Zentrifuge zum Entwässern
von feinkörnigem Gut

Anmelder:
Klöckner-Humboldt-Deutz

Aktienges ells chaf t,
Köln-Deutz, Mülheimer Str. 149/155

Dipl.-Ing. Wolfgang Heckmann, Köln-Dellbrück,

und Dipl.-Ing. Fritz Steven, Rodenkirchen/Rhein,

sind als Erfinder genannt worden

Zweck mit der Betriebsweise unterhalb der Resonanz verbunden ist, auch nicht, daß hierdurch die Förderrutsche unempfindlich gegenüber einer Überschüttung werde. Der Fachmann kann daher nur annehmen, daß

²S auf diese Weise zu große Amplituden der Rutsche, wie sie im Resonanzbetrieb leicht auftreten, vermieden werden sollen.

Schließlich ist ein Schwingförderer beschrieben worden, dessen Förderrinne unter Zuhilfenahme elastischer Mittel auf einem federnd aufgehängten und mit einer umlaufenden Unwucht versehenen Gegenrahmen geführt ist. Durch die Unwucht wird die Förderrinne zu elliptischen Schwingungen erregt und je nachdem, ob die Drehzahl der Unwucht oberhalb oder unterhalb oder auch in der Nähe der Resonanz liegt, sollen die Lage der Schwingungsellipse und ihr Achsenverhältnis beliebig geändert werden können. Es handelt sich also hier um ein anderes Problem als bei der Erfindung.

Um einen guten Transport des Schleudergutes auf den Trommelmantel einer Schwingzentrifuge sicherzustellen, ist die Größe der Amplitude, mit welcher die Schleudertrommel schwingt, von ausschlaggebender Bedeutung, und zwar muß die Amplitude umso größer sein, je größer die Gutmenge ist, welche sich jeweils in der Schleudertrommel befindet. Dieser Forderung wird die erfindungsgemäß ausgebildete Zentrifuge, wie sich aus folgendem ergibt, auch bei stark schwankender Gutzufuhr gerecht. Zunächst sei angenommen, daß die schwingenden Teile, nämlich die Schleudertrommel, die Trommelwelle sowie deren Lagergehäuse einschließlich aller daran befestigten Teile ein Gewicht von 70 kg aufweisen. Geht man ferner davon aus, daß sich bei normalem Gutzulauf

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6 kg in der Schleudertrommel befinden, so beträgt das Gesamtgewicht der schwingenden Teile 76 kg. Die Federn sollen eine Gesamtfederkonstante von 3000 kg/cm haben. Daraus ergibt sich die Eigenschwingungszahl der schwingenden Teile zu rund 2000/min. Sind nun als Schwingeinrichtung beispielsweise Unwuchten vorgesehen und diese so gewählt, daß ihre Frequenz bei normalem Gutzulauf 10% unterhalb der Eigenschwingungszahl liegt, also 1800 U/min beträgt, und die Schleudertrommel hierbei zu axialen Schwingungen mit einer Amplitude von 3 mm erregt wird, so erhält man eine Resonanzkurve, welche der Kurve I in der Zeichnung entspricht. Dabei ist die Amplitude von 3 mm, mit welcher die Schleudertrommel schwingt, so groß, daß das entwässerte Schleudergut sicher aus der Trommel ausgetragen wird.

Nun ist es jedoch nicht immer möglich, den Gutzulauf so zu beherrschen, daß die Schleudertrommel ständig mit 6 kg gefüllt ist. In vielen Fällen muß man vielmehr damit rechnen, daß dieses Gewicht zeitweilig stark überschritten wird. Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Zentrifuge wächst dann die Amplitude selbsttätig an, so daß das entwässerte Gut beschleunigt ausgetragen wird. Nimmt man z. B. an, daß der Zulauf kurzzeitig so groß ist, daß sich in der Schleudertrommel statt normalerweise 6 kg die dreifache Menge, also 18 kg Schleudergut befinden, so erhöht sich das Gesamtgewicht der schwingenden Teile von 76 kg auf 88 kg. Damit verringert sich die Eigenschwingungszahl dieser Teile von 2000/min auf etwa 1830/min. Die Eigenschwingungszahl nähert sich also der Antriebfrequenz, und man erhält nunmehr eine Resonanzkurve gemäß der Kurve II. Wie daraus zu ersehen, entspricht jetzt der Betriebsdrehzahl eine Amplitude von 4 mm. Es ist leicht einzusehen, daß infolgedessen das entwässerte Gut mit erhöhter Geschwindigkeit auf dem Siebmantel nach oben wandert und somit beschleunigt ausgetragen wird. Die Zentrifuge kann also selbst dann, wenn ihr über eine längere Zeit eine größere Gutmenge als normal zugeführt wird, nicht infolge Überfüllung der Schleudertrommel zum Erliegen kommen.

Wie sich aus den Ausführungen ergibt, besteht das Prinzip der Erfindung darin, daß die Schleudertrommel in ein schwingfähiges System eingebaut ist und dieses zu Schwingungen erregt wird, deren Frequenz bei normaler Gutzufuhr etwa 10% unterhalb der Eigenschwingungszahl der schwingenden Teile liegt.

Es ist nicht unbedingt erforderlich, daß die Schleudertrommel an der Antriebwelle befestigt und diese ihrerseits in Achsrichtung federnd im Maschinengestell geführt ist. Der Gedanke, eine in Achsrichtung schwingfähige Trommel so zu axialen Schwingungen zu erregen, daß die Erregungsfrequenz unterhalb der Eigenschwingungszahl der schwingenden Teile liegt, kann vielmehr auch dann verwirklicht werden, wenn die Antriebteile in Achsrichtung unverschiebbar im

ίο Maschinengestell gehalten und die Siebtrommel zwischen Federn eingespannt ist, welche sich andererseits gegen die Antriebwelle abstützen.

An Stelle der Unwuchten zur Erzeugung der Schwingbewegung kann auch eine andere geeignete Einrichtung, z. B. ein elektromagnetischer Schwingungserreger, vorgesehen sein.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Zentrifuge zum Entwässern von feinkörnigem Gut, bestehend aus einer umlaufenden und gleichzeitig in Achsrichtung schwingenden kegelförmigen Siebtrommel, wobei diese an einer zentralen, federnd im Maschinengestell gelagerten Welle befestigt ist, die mit einem Ende aus der Siebtrommel herausragt, und einen Rotationsantrieb sowie eine Einrichtung zum Erzeugen von axialen Schwingungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingeinrichtung so ausgebildet ist, daß ihre Frequenz bei normaler Gutzufuhr etwa 10% unterhalb der Eigenschwingungszahl der schwingenden Teile liegt.

2. Zentrifuge nach Anspruch 1, wobei zur Erregung der Schwingungen Unwuchten vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehr Paare von je zwei gegenläufig und synchron umlaufenden Unwuchten vorhanden und diese so zueinander angeordnet sind, daß sich ihre Fliehkräfte in Achsrichtung der Siebtrommel addieren, aber in Richtung senkrecht hierzu aufheben.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 648 127, 680 357,
724 260.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsche Patente Nr. 971 713, 972 313.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen