DE1134336B

DE1134336B - Centrifuge for dewatering fine-grained material with a rotating sieve drum that simultaneously vibrates in the axial direction

Info

Publication number: DE1134336B
Application number: DEK41641A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Wolfgang Heckmann
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1960-09-08
Filing date: 1960-09-08
Publication date: 1962-08-02
Also published as: GB932023A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zentrifuge zum Entwässern von feinkörnigem Gut mit einer umlaufenden und gleichzeitig in Achsrichtung schwingenden Siebtrommel, die federnd im Maschinengestell geführt und für die axialen Schwingungen lose mit der Schubstange eines Kurbel- oder Exzentertriebes gekoppelt sowie drehbar mit dieser verbunden ist.The invention relates to a centrifuge for dewatering fine-grained material with a rotating and at the same time the sieve drum vibrating in the axial direction, which is resiliently guided in the machine frame and loosely coupled to the push rod of a crank or eccentric drive for axial vibrations and is rotatably connected to it.

Bisher wurde bei Zentrifugen dieser Art (Schwingzentrifugen) die Siebtrommel über Kopplungspuffer in Form von Stahl- oder Gummifedern mit der Schub- ίο stange des Kurbel- und Exzentertriebes verbunden und zwischen diesen Teilen ein Axiallager angeordnet, das die Drehbewegung der Siebtrommel gegenüber der Schubstange ermöglichte. Gemäß der Erfindung wird eine derartige Zentrifuge dadurch verbessert, daß für die lose Kopplung und die drehbare Verbindung der Siebtrommel mit der Schubstange diese mit einem doppeltwirkenden Kolben versehen ist, der in einem an der Siebtrommel befestigten Zylinder hineinragt, sowie daß die Zylinderräume beiderseits des Kolbens mit einer Hydraulikflüssigkeit, ζ. Β. Öl, gefüllt und durch einen oder mehrere Überströmkanäle miteinander verbunden sind.So far, in centrifuges of this type (vibrating centrifuges), the sieve drum was in Form of steel or rubber springs connected to the push rod ίο of the crank and eccentric drive and arranged between these parts a thrust bearing that opposes the rotary movement of the sieve drum the push rod made possible. According to the invention, such a centrifuge is improved in that for the loose coupling and the rotatable connection of the screening drum with the push rod this with one double-acting piston is provided, which protrudes into a cylinder attached to the sieve drum, and that the cylinder spaces on both sides of the piston with a hydraulic fluid, ζ. Β. Oil, filled and are connected to one another by one or more overflow channels.

Auf diese Weise wird eine Schwingzentrifuge geschaffen, bei der ein Axiallager zwischen der Siebtrommel und der Schubstange vermieden ist und die lose Kopplung bei einfacher und raumsparender Ausbildung eine hohe Betriebssicherheit aufweist. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäß ausgebildeten Zentrifuge liegt darin, daß sie unempfindlich gegenüber Montageungenauigkeiten ist und der Kolben sich selbsttätig so einstellt, daß die Kopplungskräfte, die auf die Schubstange einwirken, in beiden Totlagen des Kurbel-oder des Exzentertriebes gleichgroß sind. Hierdurch erübrigt sich auch eine nachträgliche Einregu-Iierung der Mittelstellung des Kurbel- oder Exzentertriebes auf die Mittelstellung der Siebtrommel, wenn diese z. B. zwischen Schwingungsfedern eingespannt ist und sich infolge unterschiedlicher Schrumpfmaße der einander gegenüberliegenden Schwingungsfedern nach längerer Betriebszeit aus ihrer ursprünglichen Mittellage verschoben hat.In this way, a vibrating centrifuge is created with an axial bearing between the sieve drum and the push rod is avoided and the loose coupling with a simple and space-saving design has a high level of operational reliability. Another advantage of the inventively designed Centrifuge is because it is insensitive to assembly inaccuracies and the piston itself automatically adjusts so that the coupling forces acting on the push rod in both dead ends of the The crank drive or the eccentric drive are of the same size. Through this Subsequent adjustment of the center position of the crank or eccentric drive is also unnecessary on the middle position of the sieve drum when this z. B. clamped between vibration springs is and due to different shrinkage dimensions of the opposing vibration springs has moved from its original central position after a long period of operation.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigtIn the drawing, an embodiment of the invention is shown, namely shows

Fig. 1 eine Schwingzentrifuge im mittleren Längsschnitt, 1 shows a vibrating centrifuge in the middle longitudinal section,

Fig. 2 eine Einzelheit im größeren Maßstab undFig. 2 shows a detail on a larger scale and

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2.FIG. 3 shows a section along the line III-III in FIG. 2.

Die Zentrifuge weist eine kegelstumpfförmige, oben offene Schleudertrommel mit einem Siebmanmantel 1 sowie mit einer Bodenplatte 2 und einer an dieser befestigten kegelförmigen Haube 3 auf. In die Zentrifuge zum EntwässernThe centrifuge has a frustoconical centrifugal drum, open at the top, with a sieve jacket 1 and with a base plate 2 and a conical hood 3 attached to it. In the centrifuge for dewatering

von feinkörnigem Gut mit einer umlaufendenof fine-grained material with a circumferential

und gleichzeitig in Achsrichtungand at the same time in the axial direction

schwingenden Siebtrommelvibrating sieve drum

Anmelder:Applicant:

Klöckner-Humboldt-Deutz Aktiengesellschaft, KölnKlöckner-Humboldt-Deutz Aktiengesellschaft, Cologne

Dipl.-Ing. Wolfgang Heckmann, Köln-Dellbrück,
ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Ing. Wolfgang Heckmann, Cologne-Dellbrück,
has been named as the inventor

Haube ragt eine hohle Mittelachse 4 hinein, die starr am Zentrifugengestell 5 angeordnet ist. Die Mittelachse ist von einer hohlen Trommelwelle 6 umgeben, die mittels zweier Kegelrollenlager 7, 8 drehbar, jedoch in Achsrichtung unverschiebbar auf der Mittelachse geführt ist. Unterhalb des Bodens der Siebtrommel ist die Trommelwelle mit einem Kragen 9 versehen. Dieser trägt auf der Unterseite eine Riemenscheibe 10, die über Keilriemen 11 mit einem Motor 12 in Verbindung steht. Auf dem Kragen 9 stützen sich Federn 13 ab, die zusammen mit den Federn 14, welche ihr Widerlager an einer auf der Trommelwelle angeordneten Scheibe 15 finden, den Boden der Siebtrommel zwischen sich einspannen. Hierdurch ist die Siebtrommel schwingfähig mit der Trommelwelle verbunden. Die Federn 13 und 14 sind gleichmäßig verteilt auf je einem Kreis angeordnet und vorzugsweise als Gummikörper ausgebildet.A hollow central axis 4 protrudes into the hood and is rigidly arranged on the centrifuge frame 5. The central axis is surrounded by a hollow drum shaft 6, which is rotatable by means of two tapered roller bearings 7, 8, however Is guided in the axial direction immovable on the central axis. Below the bottom of the sieve drum the drum shaft is provided with a collar 9. This has a pulley on the underside 10, which is connected to a motor 12 via V-belt 11. On the collar 9 are supported by springs 13, which together with the springs 14, which their abutment on one of the Find disc 15 arranged on the drum shaft, clamp the bottom of the sieve drum between them. As a result, the screening drum is connected to the drum shaft such that it can vibrate. The springs 13 and 14 are Evenly distributed on a circle each and preferably designed as a rubber body.

In der hohlen Mittelachse 4 ist die mit einem Motor 16 verbundene Welle 17 eines Exzentertriebes gelagert, dessen Schubstange 18 durch die Mittelachse hindurchgeführt und nach Art eines Kardangelenkes mit dem Schubstangenkopf 18' durch einen senkrecht zu der Exzenterwelle angeordneten Bolzen 19 verbunden ist. Am oberen Ende ist die Schubstange mit einem doppeltwirkenden Kolben 20The shaft 17 of an eccentric drive, which is connected to a motor 16, is located in the hollow central axis 4 stored, the push rod 18 passed through the central axis and in the manner of a universal joint with the push rod head 18 'by a bolt arranged perpendicular to the eccentric shaft 19 is connected. At the upper end is the push rod with a double-acting piston 20

209 628/113209 628/113

(Fig. 2) versehen, der mit einer Nabe 21 auf der Schubstange aufgeschraubt und durch einen Stift 22, welcher durch die Nabe in die Schubstange hineinragt, gegen Drehung gesichert ist. Der Kolben ist mit Spiel in einem Zylinder untergebracht, dessen Gehäuse in waagerechter Ebene in die Hälften 23 und 24 geteilt ist. Um dem Kolben in dem Zylinder eine gute Führung zu verleihen, ist die Nabe an beiden Enden durch das Gehäuse abdichtend hindurchgeführt. Ferner ist dieses außen mit einer Kugelfläche 27 versehen und gleitbar zwischen entsprechenden Flächen 28, 29 der Haubendecke 30 und einer auf dieser mittels Schrauben 31 befestigten Kappe 32 angeordnet. Auf diese Weise ist das Zylindergehäuse kugelbeweglich mit der Siebtrommel verbunden. Hierdurch und durch das Kardangelenk am unteren Ende der Schubstange ist gewährleistet, daß sich die Schubstange nach allen Richtungen einstellen und etwaigen Pendelbewegungen der Siebtrommel folgen kann. ao(Fig. 2), which is screwed onto the push rod with a hub 21 and secured by a pin 22, which protrudes through the hub into the push rod, is secured against rotation. The piston is with Game housed in a cylinder, the housing of which in the horizontal plane in the halves 23 and 24 is divided. To give the piston good guidance in the cylinder, the hub is on both Ends passed through the housing in a sealing manner. Furthermore, this is on the outside with a spherical surface 27 provided and slidable between corresponding surfaces 28, 29 of the hood cover 30 and a arranged on this cap 32 fastened by means of screws 31. This is how the cylinder housing is connected to the sieve drum in such a way that it moves ball. This and the universal joint at the bottom End of the push rod ensures that the push rod adjust in all directions and can follow any pendulum movements of the screening drum. ao

Die Zylinderräume 34 und 35 beiderseits des Kolbens 20 sind mit einer Hydraulikflüssigkeit, z. B. Öl, gefüllt. Zu diesem Zweck ist die Schubstange mit einer oben durch einen Stopfen 36 verschlossenen Bohrung 37 versehen, die aus einem nicht gezeichneten Druckschmiersystem der Zentrifuge mit Drucköl gespeist wird. An die Bohrung 37 schließt sich eine waagerechte Bohrung 38 an, die durch die Mitte des Kolbens hindurchgeht und in den Spalt 39 zwischen diesem und der Innenwand 40 des Zylindergehäuses mündet. Der Spalt bildet einen Überströmkanal, durch den die beiden Zylinderräume 34 und 35 miteinander verbunden sind. Das aus der Bohrung 38 austretende Drucköl gelangt durch den Spalt 39 in die beiden Zylinderräume und füllt diese aus. Um zu vermeiden, daß während des Betriebes Öl aus den Zylinderräumen durch die Bohrung 38 zurückfließt, ist diese mit einem Rückschlagventil versehen. Dieses besteht aus einer bogenförmigen Blattfeder 41, die im Bereich der Bohrung in einer entsprechenden Ausdrehung 42 der Schubstange 18 und der Nabe 21 angeordnet und an ihrem der Bohrung gegenüberliegenden Ende mittels einer Nase 43 in einem Schlitz 44 der Schubstange undrehbar gehalten ist. Das andere, freie Ende der Blattfeder ragt über die Bohrung hinaus und schließt diese ab, wenn auf der Außenseite der Feder ein höherer Öldruck als auf seiner Innenseite herrscht.The cylinder spaces 34 and 35 on both sides of the piston 20 are filled with a hydraulic fluid, e.g. B. Oil, filled. For this purpose, the push rod is closed with a plug 36 at the top Bore 37 provided, from a pressure lubrication system, not shown, of the centrifuge with pressure oil is fed. The bore 37 is followed by a horizontal bore 38 which passes through the center of the Piston passes through and into the gap 39 between this and the inner wall 40 of the cylinder housing flows out. The gap forms an overflow channel through which the two cylinder spaces 34 and 35 with one another are connected. The pressure oil emerging from the bore 38 passes through the gap 39 into the two cylinder spaces and fills them out. In order to avoid that oil from the Cylinder chambers flows back through the bore 38, this is provided with a check valve. This consists of an arcuate leaf spring 41, which is in the area of the bore in a corresponding recess 42 of the push rod 18 and the hub 21 and located opposite the bore End is held non-rotatably by means of a nose 43 in a slot 44 of the push rod. The other, The free end of the leaf spring protrudes beyond the hole and closes it off when on the outside the spring has a higher oil pressure than on its inside.

Bei der Inbetriebnahme der Zentrifuge wird mittels des Motors 12 zuerst die Trommelwelle 6 und mit ihr über die Federn 13 und 14 die Siebtrommel in Drehung versetzt. Dabei nimmt die Siebtrommel das Zylindergehäuse 23, 24 mit, so daß sich dieses um den Kolben 20 dreht. Alsdann wird der Motor 16 eingeschaltet und dadurch der Kolben 20 über die Exzenterwelle 17 und die Schubstange 18 auf- und abbewegt. Geht der Kolben nach oben, so wird ein Teil des in dem oberen Zylinderraum 34 befindlichen Öles durch den Spalt 39 in den unteren Zylinderraum 35 verdrängt. Umgekehrt fließt durch den Spalt Öl aus dem unteren in den oberen Zylinderraum über, wenn sich der Kolben nach unten bewegt. Bei der Auf- und Abbewegung des Kolbens erfährt die Siebtrommel gleichzeitig über das Öl und das Zylindergehäuse abwechselnd einen nach oben und unten gerichteten Impuls. Auf diese Weise wird die Siebtrommel während der Anlaufperiöde zu Schwingungen mit ständig wachsenden Amplituden erregt. Infolgedessen braucht der Motor während der Anlaufperiode nur ein Drehmoment aufzubringen, das etwa gleich oder nur wenig größer als das Drehmoment während des Betriebes ist.When the centrifuge is started up, the drum shaft 6 and with it are first activated by means of the motor 12 The sieve drum is set in rotation via the springs 13 and 14. This is what the sieve drum takes Cylinder housing 23, 24 with so that it rotates around piston 20. The motor 16 is then switched on and thereby the piston 20 is moved up and down via the eccentric shaft 17 and the push rod 18. When the piston goes up, part of the oil in the upper cylinder chamber 34 becomes displaced through the gap 39 into the lower cylinder space 35. Conversely, oil flows out through the gap the lower to the upper cylinder space when the piston moves down. With the up and The sieve drum experiences the downward movement of the piston at the same time via the oil and the cylinder housing alternately an upward and downward impulse. In this way the sieve drum is during the start-up period excited to vibrations with constantly increasing amplitudes. As a result, needs During the start-up period, the motor can only apply a torque that is approximately the same or only is little greater than the torque during operation.

Die beschriebene lose Kopplung der Siebtrommel mit der Schubstange ist einfach und betriebssicher und weist außerdem den Vorteil auf, daß der Kopplungsgrad durch Änderung der Weite des Spaltes 39 leicht den jeweiligen Verhältnissen angepaßt werden kann. Wird die Spaltweite verringert, so festigt sich die Kopplung durch den größeren Widerstand, der dem Überströmen des Öles aus dem einen in den anderen Zylinderraum in dem Spalt geboten wird. Ein weiterer Vorteil dieser Kopplung liegt darin, daß auch dann in beiden Totpunkten der Schwingbewegung gleich große Erregerkräfte auf die Schubstange übertragen werden, wenn der Kolben in der Mittelstellung der Siebtrommel nicht genau in der Mitte des Zylinders steht. Infolgedessen ist die erfindungsgemäß ausgebildete Zentrifuge unempfindlich gegenüber Montageungenauigkeiten oder Verschiebungen der Siebtrommel aus ihrer ursprünglichen Mittelstellung, die z. B. dann auftreten, wenn die Federn 13 und 14 nach längerer Betriebszeit unterschiedliche Schrumpfmaße aufweisen.The described loose coupling of the screening drum with the push rod is simple and reliable and also has the advantage that the degree of coupling by changing the width of the gap 39 can easily be adapted to the respective conditions. If the gap width is reduced, it becomes stronger the coupling through the greater resistance, which is the overflow of the oil from the one in the other cylinder space is offered in the gap. Another advantage of this coupling is that too then transfer equally large excitation forces to the push rod in both dead centers of the oscillating movement if the piston in the middle position of the sieve drum is not exactly in the middle of the cylinder stands. As a result, the centrifuge designed according to the invention is insensitive to assembly inaccuracies or shifts of the sieve drum from its original center position, the z. B. occur when the springs 13 and 14 different shrinkage dimensions after a long period of operation exhibit.

Das zu entwässernde Gut wird der Siebtrommel durch einen Kegelmantel 45 aufgegeben und gelangt nach seinem Austritt aus diesem auf den Siebmantel 1. Auf diesem wandern die Feststoffteile unter der Einwirkung der Schwingbewegung, welche die Siebtrommel ausführt, nach oben und werden dabei entwässert. Das entwässerte Gut verläßt die Siebtrommel über ihren oberen Rand und fällt durch einen Ringraum 46 in einen Bunker 47. Das Wasser, welches durch den Siebmantel durchgesetzt wird, wird in einem Behälter 48 aufgefangen und aus diesem durch ein Rohr 49 abgeleitet.The material to be dewatered is given to the sieve drum through a conical casing 45 and arrives after its exit from this on the sieve shell 1. On this, the solids migrate underneath the action of the oscillating movement, which executes the sieve drum, upwards and are thereby drains. The dehydrated material leaves the sieve drum over its upper edge and falls through an annular space 46 in a bunker 47. The water, which is passed through the sieve jacket, is collected in a container 48 and discharged therefrom through a pipe 49.

Es ist nicht unbedingt erforderlich, daß zwischen dem Kolben 20 und der Innenwand 40 des Zylindergehäuses ein Spalt 39 für das Überströmen des Öls aus dem einen in den anderen Zylinderraum belassen wird. Der Kolben kann vielmehr auch mit sehr geringem Spiel in den Zylinder eingepaßt oder mit Kolbenringen versehen werden. In einem solchen Fall wird der Kolben zweckmäßigerweise an mehreren, gleichmäßig auf einem Kreis verteilten Stellen mit axialen Durchbohrungen versehen, die Überströmkanäle für das Öl bilden. Für die Zuleitung des Öls aus der Öldruckschmierung in die Zylinderräume wird dann die Bohrung 38 so gelegt, daß sie in einen dieser Überströmkanäle mündet.It is not absolutely necessary that between the piston 20 and the inner wall 40 of the cylinder housing leave a gap 39 for the oil to flow over from one cylinder chamber into the other will. Rather, the piston can also be fitted into the cylinder or with very little play Piston rings are provided. In such a case, the piston is expediently Provide axial through-bores evenly distributed over a circle, the overflow channels for the oil form. For the supply of the oil from the oil pressure lubrication into the cylinder chambers the bore 38 is then placed so that it opens into one of these overflow channels.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Centrifuge for dewatering fine-grained material with a revolving and at the same time vibrating in the axial direction sieve drum, which is resiliently guided in the machine frame and loosely coupled for the axial vibrations with the push rod of a crank or eccentric drive and rotatably connected to this, characterized in that for the loose coupling and rotatable connection of the screening drum with the push rod this is provided with a double-acting piston (20) which is inserted into a cylinder (23, 24) that is centrally attached to the screening drum

protrudes, and that the cylinder spaces (34, 35) on both sides of the piston with a hydraulic fluid, z. B. oil, filled and spatially with one another through one or more overflow channels (39) are connected.

2. Centrifuge according to claim 1, characterized in that the cylinder spaces (34, 35) on the pressure oil lubrication of the centrifuge are connected.

3. Centrifuge according to claim 1 or 2, characterized in that the cylinder housing (23, 24) provided on the outside with a spherical surface and between corresponding surfaces (28, 29) on the Screen drum is held.

1 sheet of drawings