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DE4028441A1 - SCroll decanter centrifuge with variable bowl-scroll speed - utilising an ancillary variable speed electric pump, to provide constant flow, in the hydraulic control feedback circuit - Google Patents

SCroll decanter centrifuge with variable bowl-scroll speed - utilising an ancillary variable speed electric pump, to provide constant flow, in the hydraulic control feedback circuit

Info

Publication number
DE4028441A1
DE4028441A1 DE19904028441 DE4028441A DE4028441A1 DE 4028441 A1 DE4028441 A1 DE 4028441A1 DE 19904028441 DE19904028441 DE 19904028441 DE 4028441 A DE4028441 A DE 4028441A DE 4028441 A1 DE4028441 A1 DE 4028441A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
motor
hydraulic
drive
centrifuge
scroll
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19904028441
Other languages
German (de)
Inventor
Paul Dipl Ing Bruening
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GEA Mechanical Equipment GmbH
Original Assignee
Westfalia Separator GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Westfalia Separator GmbH filed Critical Westfalia Separator GmbH
Priority to DE19904028441 priority Critical patent/DE4028441A1/en
Publication of DE4028441A1 publication Critical patent/DE4028441A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B1/00—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles
    • B04B1/20—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles discharging solid particles from the bowl by a conveying screw coaxial with the bowl axis and rotating relatively to the bowl
    • B04B1/2016—Driving control or mechanisms; Arrangement of transmission gearing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B1/00—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles
    • B04B1/20—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles discharging solid particles from the bowl by a conveying screw coaxial with the bowl axis and rotating relatively to the bowl
    • B04B1/2016—Driving control or mechanisms; Arrangement of transmission gearing
    • B04B2001/2025—Driving control or mechanisms; Arrangement of transmission gearing with drive comprising a planetary gear

Landscapes

  • Centrifugal Separators (AREA)

Abstract

Drive unit for a continuous feed, horizontal, scroll type centrifuge having a main driving motor (4) providing belt drive (7) to the centrifuge bowl (2) which is united with an extension housing (8) formed with an internal peripheral gear ring (10), which together with the pinion wheels and carrier frame (13) (11) comprises a planetary gear thereby providing differential speed drive to the feedback loop is provided by hydraulic braking pump (17) which is rigidly attached to the inlet pivot shaft (16) of the planetary gear, and provides a pressurised fluid feed to a hydraulic motor (20) which has its rotor rigidly connected to the output shaft of the main motor (4), via hydraulic line (19), with the use of an ancillary variable speed electric motor drive hydraulic pump with output flow V111 feeding into line (19) so that the flow V1 from pump (17) can be compensated to provide the constant flow V11 demanded by the hydro motor (20), such that V11 = V1 + V111. USE/ADVANTAGE - The use of the variable speed electric pump in the control feedback hydraulic circuit allows continuously variable adjustment of the speed differential between the bowl and the scroll, and hence control of solids residence time in the centrifuge.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Antrieb für eine kontinuierlich arbeitende, einen Zentrifugenmantel und eine einteilige Förderschnecke aufweisende Schneckenzentrifuge mit einem Hauptantriebsmotor, von dessen Antriebswelle aus über einen Riementrieb der Zentrifugenmantel und ein mit dem Zentrifugenmantel verbundenes zylindrisches, mit einem Innen­ zahnkranz versehenes Gehäuse eines Umlaufgetriebes angetrieben werden, dessen Abtriebszapfen die Förderschnecke mit einer Differenzdrehzahl zum Zentrifugenmantel antreibt und mit einer Leistungsrückspeisung von dem Eingangszapfen des Umlaufgetriebes über ein hydrostatisches Getriebe auf die Antriebswelle des Hauptantriebsmotors, wobei das hydrostatische Getriebe eine von dem Eingangszapfen des Umlaufgetriebes angetriebene Hydropumpe und einen mit der Antriebswelle des Hauptantriebsmotors ver­ bundenen Hydromotor und eine Förderleitung für die Druckflüssigkeit zwischen der Hydropumpe und dem Hydromotor aufweist.The invention relates to a drive for a continuous working, a centrifuge jacket and a one-piece screw conveyor having a screw centrifuge with a main drive motor, of the Drive shaft out via a belt drive and the centrifuge jacket cylindrical, connected to the centrifuge jacket, with an inside sprocket housing of a planetary gear are driven, the output pin of the screw with a differential speed drives to the centrifuge jacket and with a power recovery of the input pin of the epicyclic gearbox via a hydrostatic gearbox on the drive shaft of the main drive motor, the hydrostatic Gearbox one driven by the input pin of the epicyclic gearbox Hydraulic pump and one with the drive shaft of the main drive motor tied hydraulic motor and a delivery line for the hydraulic fluid has between the hydraulic pump and the hydraulic motor.

Es ist ein Antrieb dieser Art bekannt (US-PS 37 34 399), bei dem die Regelung der Differenzdrehzahl zwischen der Förderschnecke und dem Trommelmantel durch Verstellen des Verdrängervolumens am Hydromotor erfolgt. Sofern der Hydromotor als hydrostatischer Axialkolbenmotor ausgebildet ist, wird die Verstellung des Verdrängervolumens durch eine Änderung des Schwenkwinkels vorgenommen.There is a drive of this type known (US-PS 37 34 399), in which the Regulation of the differential speed between the screw conveyor and the Drum casing by adjusting the displacer volume on the hydraulic motor he follows. If the hydraulic motor is a hydrostatic axial piston motor is formed, the displacement volume is adjusted by a Change the swivel angle made.

Bei einem hydrostatischen Flügelzellengetriebe wird der Volumenstrom durch Verstellen der Exzentrizitäten der Flügelzellenkolben verändert. With a hydrostatic vane transmission, the volume flow changed by adjusting the eccentricities of the vane piston.  

Bei den bekannten Antrieben müssen mechanische Einrichtungen vorgesehen werden, die in Anpassung an das angestrebte Drehmoment zwischen Zentri­ fugenmantel und Förderschnecke ein ständiges Verstellen der hydrostati­ schen Getriebe ermöglichen. Derartige Einrichtungen sind kompliziert und vibrationsanfällig. Die für die Einstellung des Drehmomentes erfor­ derliche Druckregelung des Druckflüssigkeitsstroms wird ebenfalls sehr aufwendig.Mechanical devices must be provided in the known drives be in adaptation to the desired torque between centri joint jacket and screw conveyor constant adjustment of the hydrostati enable gearbox. Such devices are complicated and prone to vibration. Required for the adjustment of the torque The pressure control of the hydraulic fluid flow is also very great complex.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß ohne eine Verstellung der Hydropumpe und/oder des Hydromotors des hydrostatischen Getriebes eine stufenlose, drehmomentabhängige Regelung der Differenzdrehzahl zwischen der Förder­ schnecke und dem Zentrifugenmantel vorgenommen werden kann.The invention has for its object a drive of the beginning mentioned type so that without adjusting the hydraulic pump and / or the hydraulic motor of the hydrostatic transmission a stepless, torque-dependent control of the differential speed between the conveyor screw and the centrifuge jacket can be made.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß in die För­ derleitung zwischen der Hydropumpe und dem Hydromotor des hydrostati­ schen Getriebes mittels einer von einem drehzahlvariablen Motor ange­ triebenen Hydropumpe ein Druckflüssigkeitsstrom einführbar ist.This object is achieved according to the invention in that in the För the line between the hydraulic pump and the hydro motor of the hydrostati transmission by means of a variable-speed motor driven hydraulic pump, a hydraulic fluid flow can be introduced.

Durch Einstellen des Verdrängervolumens des mit der Antriebswelle des Hauptantriebsmotors verbundenen Hydromotors des hydrostatischen Ge­ triebes kann die Anfangsdifferenzdrehzahl des gewünschten Regelbereichs vorgewählt werden, in denen die stufenlose Regelung der Differenzdreh­ zahlen ausschließlich durch eine Leistungseinspeisung vorgenommen wird, zu der die mit einem drehzahlvariablen Motor angetriebene Hydro­ pumpe vorgesehen ist, mit der ein Druckflüssigkeitsstrom in die Förder­ leitung zwischen der Hydropumpe und dem Hydromotor des hydrostatischen Getriebes eingeführt wird.By adjusting the displacer volume with the drive shaft of the Main drive motor connected hydraulic motor of the hydrostatic Ge can drive the initial differential speed of the desired control range be selected in which the stepless regulation of the differential rotation pay exclusively through a power feed to which the Hydro. driven by a variable speed motor pump is provided with which a hydraulic fluid flow in the conveyor Line between the hydraulic pump and the hydraulic motor of the hydrostatic Transmission is introduced.

Durch die Möglichkeit, Differenzdrehzahlregelbereiche durch Änderung des Verdrängervolumens (vII) des Hydromotors des hydrostatischen Getrie­ bes vorzuwählen, kann das Regelaggregat für die stufenlose Regelung der Differenzdrehzahl vorteilhaft klein werden.Due to the possibility of preselecting differential speed control ranges by changing the displacer volume (v II ) of the hydraulic motor of the hydrostatic transmission, the control unit for the stepless control of the differential speed can advantageously be small.

Das Drehmoment zwischen der Förderschnecke und dem Zentrifugenmantel ist proportional zum Drehmoment und zur Stromaufnahme des drehzahlvariablen Motors des Drehzahlregelantriebes. Hieraus ergibt sich die Möglichkeit, eine Drehmomentenregelung zwischen der Förderschnecke und dem Zentri­ fugenmantel durch eine Konstanthaltung des Motorstromes beim Motor des Regelantriebes durchzuführen. Diese Regeleinrichtung ist wesent­ lich weniger aufwendig als eine Druckregelung des Druckflüssigkeits­ stromes.The torque between the screw conveyor and the centrifuge jacket is proportional to the torque and the current consumption of the speed variable Motor of the speed control drive. This gives the possibility  a torque control between the screw conveyor and the centri joint jacket by keeping the motor current constant at the motor of the control drive. This control device is essential Lich less expensive than pressure control of the hydraulic fluid current.

Bei einer Blockierung der Förderschnecke ergibt sich ein "Freilauf" beim Elektromotor des Drehzahlregelantriebes. If the screw conveyor is blocked, there is a "free run" in the electric motor of the speed control drive.  

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described below.

Die Schneckenzentrifuge 1 weist einen Zentrifugenmantel 2 und eine einteilige Förderschnecke 3 auf. Der Zentrifugenmantel 2 wird von einem Hauptantriebsmotor 4 über Riemenscheiben 5, 6 und einen Riementrieb 7 angetrieben. Die Riemenscheibe 6 ist mit einem zylindrischen Gehäuse 8 eines Umlaufgetriebes 9 verbunden, das mit einem Innenzahnkranz 10 versehen ist. Das Gehäuse ist formschlüssig an dem Zentrifugenmantel 2 befestigt, so daß die Drehzahl des Gehäuses 8 mit der Drehzahl des Zentrifugenmantels 2 übereinstimmt.The screw centrifuge 1 has a centrifuge jacket 2 and a one-part screw conveyor 3 . The centrifuge jacket 2 is driven by a main drive motor 4 via pulleys 5 , 6 and a belt drive 7 . The pulley 6 is connected to a cylindrical housing 8 of an epicyclic gear 9 , which is provided with an internal ring gear 10 . The housing is positively attached to the centrifuge jacket 2 , so that the speed of the housing 8 corresponds to the speed of the centrifuge jacket 2 .

Das Umlaufgetriebe weist ferner Planetenräder 11 auf, die drehbar auf Zapfen 12 eines Planetenradträgers 13 gelagert sind und mit dem Innen­ zahnkranz 10 und einem Sonnenrad 14 kämmen. Der Planetenradträger 13 ist an dem Abtriebszapfen 15 des Umlaufgetriebes befestigt, der die Förderschnecke 3 antreibt, und zwar mit einer Differenzdrehzahl zu der Drehzahl des Zentrifugenmantels.The epicyclic gear also has planet gears 11 which are rotatably mounted on pins 12 of a planet carrier 13 and mesh with the inner ring gear 10 and a sun gear 14 . The planet gear carrier 13 is fastened to the driven pin 15 of the epicyclic gear which drives the screw conveyor 3 , with a difference in speed to the speed of the centrifuge jacket.

Das Sonnenrad 14 ist an dem Eingangszapfen 16 des Umlaufgetriebes 9 befestigt. Durch den Eingangszapfen 16 wird eine Hydropumpe 17 eines hydrostatischen Getriebes angetrieben, die aus einem Vorratsbehälter 18 Öl fördert und durch eine Förderleitung 19 einem Hydromotor 20 zu­ führt, dessen Abtrieb mit der Antriebswelle des Hauptantriebsmotors 4 verbunden ist.The sun gear 14 is attached to the input pin 16 of the epicyclic gear 9 . A hydraulic pump 17 of a hydrostatic transmission is driven by the input pin 16 , which pumps oil from a reservoir 18 and leads through a delivery line 19 to a hydraulic motor 20 , the output of which is connected to the drive shaft of the main drive motor 4 .

Ein Teil der vom Hauptantriebsmotor über den Riementrieb 7 und über das Gehäuse 8 eingespeisten Leistung wird als Bremsleistung zwischen der Förderschnecke und dem Zentrifugenmantel über den Eingangszapfen 16 und das hydrostatische Getriebe zur Antriebswelle des Hauptmotors zu­ rückgeführt. Durch diese Leistungsrückspeisung wird die Hydropumpe 17 angetrieben, die einen Förderstrom I durch die Förderleitung 19 dem Hydromotor 20 zuführt. Durch den Hydromotor 20 läuft der Förderstrom II. Der Förderstrom II ist konstant, da der Motor mit der konstanten Drehzahl der Antriebswelle 21 läuft. Zur Regelung der Differenzdreh­ zahl zwischen der Förderschnecke 3 und dem Zentrifugenmantel 2 wird mittels einer Hydropumpe 22, die von einem drehzahlvariablen Elektro­ motor 23 angetrieben wird, ein Flüssigkeitsstrom III in die Förderlei­ tung 19 eingeführt.Part of the power fed in by the main drive motor via the belt drive 7 and via the housing 8 is returned as braking power between the screw conveyor and the centrifuge jacket via the input pin 16 and the hydrostatic transmission to the drive shaft of the main motor. The hydraulic pump 17 is driven by this power recovery and feeds a delivery flow I through the delivery line 19 to the hydraulic motor 20 . The flow stream II runs through the hydraulic motor 20 . The flow rate II is constant because the motor runs at the constant speed of the drive shaft 21 . To regulate the differential speed between the screw conveyor 3 and the centrifuge jacket 2 , a liquid flow III is introduced into the conveyor line 19 by means of a hydraulic pump 22 which is driven by a variable-speed electric motor 23 .

Da der Förderstrom II des Hydromotors 20 konstant ist, muß sich durch die Einführung des Förderstromes III der Förderstrom I der Hydropumpe 17 verringern. Dies führt zu einer Absenkung der Drehzahl des Eingangs­ zapfens 16 des Umlaufgetriebes 9 und damit zu einer Erhöhung der Diffe­ renzdrehzahl zwischen der Förderschnecke und dem Zentrifugenmantel.Since the flow rate II of the hydraulic motor 20 is constant, the flow rate I of the hydraulic pump 17 must decrease due to the introduction of the flow rate III . This leads to a reduction in the speed of the input pin 16 of the epicyclic gear 9 and thus to an increase in the differential speed between the screw conveyor and the centrifuge jacket.

Für das beschriebene Ausführungsbeispiel gilt in Hinsicht auf die genannten Druckflüssigkeitsströme folgende Gleichung: I=II-III.The following equation applies to the described exemplary embodiment with regard to the hydraulic fluid flows mentioned: I = II - III .

Durch Einstellen des Verdrängervolumens II am Hydromotor 20, z. B. durch Einstellen des Schwenkwinkels bei einem hydrostatischen Axial­ kolbenmotor können die Anfangsdifferenzdrehzahlen der gewünschten Regelbereiche vorgewählt werden.By adjusting the displacement volume II on the hydraulic motor 20 , for. B. by adjusting the swivel angle in a hydrostatic axial piston engine, the initial differential speeds of the desired control ranges can be selected.

Für den Antrieb können beliebige Umlaufgetriebe verwendet werden.Any epicyclic gear can be used for the drive.

BezugszeichenReference numerals

 1 Schneckenzentrifuge
 2 Zentrifugenmantel
 3 Förderschnecke
 4 Hauptantriebsmotor
 5 Riemenscheibe
 6 Riemenscheibe
 7 Riementrieb
 8 Gehäuse
 9 Umlaufgetriebe
10 Innenzahnkranz
11 Planetenräder
12 Zapfen
13 Planetenradträger
14 Sonnenrad
15 Abtriebszapfen
16 Eingangszapfen
17 Hydropumpe
18 Vorratsbehälter
19 Förderleitung
20 Hydromotor
21 Antriebswelle
22 Hydropumpe
23 Elektromotor 1 screw centrifuge
2 centrifuge jacket
3 screw conveyor
4 main drive motor
5 pulley
6 pulley
7 belt drive
8 housing
9 epicyclic gear
10 internal ring gear
11 planet gears
12 cones
13 planet carriers
14 sun gear
15 output spigot
16 input pins
17 hydraulic pump
18 storage containers
19 delivery line
20 hydraulic motor
21 drive shaft
22 hydraulic pump
23 electric motor

Claims (2)

1. Antrieb für eine kontinuierlich arbeitende, einen Zentrifugenmantel und eine einteilige Förderschnecke aufweisende Schneckenzentrifuge mit einem Hauptantriebsmotor, von dessen Antriebswelle aus über einen Riementrieb der Zentrifugenmantel und ein mit dem Zentrifugenmantel verbundenes, zylindrisches, mit einem Innenzahnkranz versehenes Gehäuse eines Umlaufgetriebes angetrieben werden, dessen Abtriebszapfen die Förderschnecke mit einer Differenzdrehzahl zum Zentrifugenmantel an­ treibt und mit einer Leistungsrückspeisung von dem Eingangszapfen des Umlaufgetriebes über ein hydrostatisches Getriebe auf die Antriebswelle des Hauptantriebsmotors, wobei das hydrostatische Getriebe eine von dem Eingangszapfen des Umlaufgetriebes angetriebene Hydropumpe und einen mit der Antriebswelle des Hauptmotors verbundenen Hydromotor und eine Förderleitung für die Druckflüssigkeit zwischen der Hydropumpe und dem Hydromotor aufweist, dadurch gekennzeich­ net, daß in die Förderleitung (19) zwischen der Hydropumpe (17) und dem Hydromotor (20) des hydrostatischen Getriebes mittels einer von einem drehzahlvariablen Motor (23) angetriebenen Hydropumpe (22) ein Druckflüssigkeitsstrom (III) einführbar ist.1.Drive for a continuously operating worm centrifuge having a centrifuge jacket and a one-part screw conveyor, with a main drive motor, from the drive shaft of which the centrifuge jacket and a cylindrical housing connected to the centrifuge jacket and connected to the centrifuge jacket of an epicyclic gear, the output pin of which is driven, via a belt drive the screw conveyor drives at a differential speed to the centrifuge jacket and with a power recovery from the input pin of the epicyclic gear via a hydrostatic transmission to the drive shaft of the main drive motor, the hydrostatic transmission being a hydraulic pump driven by the input pin of the epicyclic gear and a hydraulic motor and a motor connected to the drive shaft of the main motor has a delivery line for the pressure fluid between the hydraulic pump and the hydraulic motor, characterized in that between the delivery line ( 19 ) ischen the hydraulic pump ( 17 ) and the hydraulic motor ( 20 ) of the hydrostatic transmission by means of a hydraulic pump ( 22 ) driven by a variable-speed motor ( 23 ) a hydraulic fluid flow ( III ) can be introduced. 2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Einstellen des Verdrängervolumens (II) des Hydromotors (20), dessen Abtrieb mit der Antriebswelle (21) des Hauptantriebsmotors (4) verbunden ist, die Anfangsdifferenzdrehzahlen weiterer Regelbereiche vorwählbar sind.2. Drive according to claim 1, characterized in that by adjusting the displacement volume ( II ) of the hydraulic motor ( 20 ), the output of which is connected to the drive shaft ( 21 ) of the main drive motor ( 4 ), the initial differential speeds of further control ranges can be preselected.
DE19904028441 1990-09-07 1990-09-07 SCroll decanter centrifuge with variable bowl-scroll speed - utilising an ancillary variable speed electric pump, to provide constant flow, in the hydraulic control feedback circuit Withdrawn DE4028441A1 (en)

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DE19920806C1 (en) * 1999-04-23 2000-12-14 Windhoff Ag Belt drive for sludge de-watering drum operates quietly and without serious oscillation
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