CH523096A

CH523096A - Zentrifuge

Info

Publication number: CH523096A
Application number: CH644571A
Authority: CH
Inventors: Vernon Carter Terence
Original assignee: Mse Holdings Ltd
Priority date: 1971-04-30
Filing date: 1971-04-30
Publication date: 1972-05-31

Description

Zentrifuge
Die Erfindung betrifft eine Zentrifuge, welche sich besonders zum Reinigen von Kühlflüssigkeiten von Werkzeugmaschinen eignet.

In Klärapparaten zum Reinigen von Flüssigkeiten von beispielsweise Werkzeugmaschinen baut sich das ausgeschleuderte Material in der Zentrifugierkammer auf, bis das abgesetzte Material eine solche Menge erreicht hat, dass das richtige Funktionieren des Klärapparates behindert wird und die Zentrifuge zur Reinigung angehalten werden muss. Es ist jedoch nicht immer möglich, den richtigen Moment zum Anhalten des Klärapparates zu bestimmen, und selbst wenn dies möglich wäre, bliebe das Problem, was mit der weiterhin zuströmenden Flüssigkeit zu geschehen hat.

Der Zweck der Erfindung besteht daher darin, eine Zentrifuge zu schaffen, welcher vorzugsweise ein Hinweis entnommen werden kann, wann eine übermässige Ansammlung von ausgeschleudertem Material entsteht, und bei welcher insbesondere der Zustrom von Förderflüssigkeit zur Zentrifuge auch dann aufrecht erhalten werden kann, wenn sich in dieser eine übermässige Ablagerung von Material bildet.

Eine solche Zentrifuge ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Bypass mit dem Einlass in Verbindung steht, um eine Flüssigkeitsmenge aus dem Einlass aufzunehmen, welche in dem Masse stetig zunimmt, wie das auszentrifugierte Material zunehmend die Verbindung zwischen dem Einlass und der Hauptzentrifugierkammer unterbindet, und dass ferner ein Fühler für den Flüssigkeitsstrom im Bypass vorhanden ist.

Mit Vorteil weist die Zentrifuge eine Betriebsweise auf, während welcher Material entfernt wird, unter gleichzeitiger Beibehaltung des Zustromes an Flüssigkeit, so dass es in normalem Betrieb nicht notwendig ist, die Zentrifuge abzustellen
Vorzugsweise löst der Fühler den Entladezyklus aus, dies ist jedoch nicht notwendig; zu diesem Zweck könnte auch ein Zeitgerät vorgesehen werden, welches diesen Zyklus zu bestimmten Zeiten auslöst.

Vorteilhafterweise ist eine zweite Zentrifugierkammer in Verbindung mit dem Bypass vorgesehen, die eine ununterbrochene Strömung ermöglicht, wobei die Flüssigkeit noch während des Entleerungsvorganges gereinigt werden kann.

So kann beispielsweise der Bodenwandteil in eine Stellung gebracht werden, in welcher die zweite Kammer im Bypass gebildet wird.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Zentrifuge weist einen ruhenden Teil sowie erste und zweite, voneinander unabhängig drehbare Teile auf. Der ruhende Teil bildet wenigstens einen Teil des Einlasses, die Hauptzentrifugierkammer wird zwischen dem ersten drehbaren Teil und dem ihn umgebenden zweiten drehbaren Teil gebildet, während der Bypass innerhalb des ersten drehbaren Teiles ausgebildet ist.

Der Bodenwandteil ist axial zu dem drehbaren Teil zwischen einer ersten Stellung, in welcher eine Öffnung am Grund des zweiten drehbaren Teiles verschlossen wird, und einer zweiten Stellung bewegbar, in welcher eine Öffnung am Grund des ersten drehbaren Teiles verschlossen, und die Verbindung zwischen dem Einlass und der Hauptzentrifugierkammer unterbrochen wird. Der erste Teil weitet sich gegen den Bodenwandteil aus, und/oder der Bodenwandteil weitet sich gegen den ersten Teil aus, so dass die schon erwähnte zweite Zentrifugierkammer im zweiten Teil gebildet wird. Der Fühler ist im Bypass angeordnet. Irgendeine geeignete Art von Fühler kann verwendet werden; beispielsweise ein Resonanz Ultraschallsystem, dessen Schwingungen durch einen bestimmten Durchfiuss im Bypass unterbrochen wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Zentrifuge ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht, teilweise im Schnitt, einer Zentrifuge und
Fig. 2 einen teilweisen Axialschnitt der Zentrifuge nach Fig. 1, wobei die rechte Hälfte in Fig. 2 die Zentrifuge während des Zentrifugierens und die linke Hälfte während des Entleerens zeigt.

Die dargestellte Zentrifuge weist im wesentlichen einen ruhenden Teil, erste und zweite drehbare Teile und einen axial verschiebbaren und drehbaren Bodenwandteil auf, der mit den beiden drehbaren Teilen verbunden werden kann.

Der ruhende Teil umfasst einen Einlass 1, durch welchen eine Zugstange 2 hindurchführt, die axial verschiebbar ist, beispielsweise durch eine hydraulische Betätigungseinrichtung. Das untere Ende der Zugstange trägt drehbar einen Bodenwandteil 3, der an seinem Umfang mit oberen und unteren ringförmigen Dichtungen 4 und 5 versehen ist. Der Bodenwandteil ist im wesentlichen kegelförmig, und seine Lager 6 werden durch ein Schmiermittel gekühlt und geschmiert, das in Richtung der eingetragenen Pfeile fliesst.

Der Bodenwandteil 3 wird vom Rohr auch über ein Gummilager 7 getragen, das von gereinigter Flüssigkeit unter Druck in einer Leitung 44 geschmiert wird. Die kegelförmige Innenfläche des Bodenwandteiles 3 trägt Schaufeln 8, auf deren oberen Enden sich ein rohrförmiger Teil 9 abstützt. Seine Aussenseite ist mittels Stiften oder Keilen 10 in Eingriff mit der Innenseite eines Rohrteiles 11 des ersten drehbaren Teiles 12 der Zentrifuge. Anstelle der Stifte oder Keile 10 kann dieser Teil 12 auch Stifte 23 aufweisen, die in Öffnungen 24 im Bodenwandteil 3 eingreifen.

Der erste drehbare Teil 12 ist mittels Lagern 13 und 14 am Einlass 1 montiert und wird von einer motorgetriebenen Welle 20 stetig über einen Riementrieb 21 angetrieben. Der untere Abschnitt des Teiles 12 bildet einen ringförmigen Bypass 15 um den Einlass 1, der an seinem unteren Ende offen ist und an seinem oberen Ende sich gegen einen ringförmigen Auslass 16 öffnet, welcher Laufschaufeln 17 aufweist. Das untere Ende des drehbaren Teiles 12 weist einen Kegelstumpfabschnitt 18 mit einem an dessen Umfang angeordneten Ring 19 auf, der sich gegen die Dichtung 4 anlegt, wie links in der Fig. 2 dargestellt. Auf diese Weise bildet der Kegelstumpfabschnitt 18 zusammen mit dem Bodenwandteil 3 eine Zentrifugierkammer 22, die mit dem Einlass 1 verbunden ist. Die beim Zentrifugieren auftretende Trennung der Bestandteile voneinander wird durch eine oder mehrere konische Scheiben 45 unterstützt.

Zur Überwachung der Strömung im Bypass 15 ist ein Resonanz-Ultraschallfühler vorgesehen. Dieser Fühler ist ein Ultraschall-Resonator mit zwei Rohren, die durch den Einlass 1 hindurch in den Bypass 15 führen, wo sich ihre Enden einander gegenüberliegen. Eines dieser Rohre ist in Fig. 1 sichtbar und mit 25 bezeichnet. Wenn eine merkliche Strömung im Bypass 15 vorhanden ist, sind die normalerweise zwischen den offenen Enden vorhandenen Ultraschallschwingungen unterbrochen; sie verschwinden dadurch, und der Fühler gibt ein Signal ab.

Der zweite drehbare Teil 26 ist auf dem ersten mittels Lagern 27 und 28 gelagert. Der untere Abschnitt des Teiles 26 bildet eine Zentrifugen- oder Auffangschüssel. Die Schüssel weist an ihrem unteren Ende eine Öffnung 30 auf, einen ringförmigen Auslass 31 zu einem Flüssigkeitssammler an seinem oberen Ende, wobei dieser Auslass Diffusionsschaufeln 32 enthält, und eine oder mehrere schraubenförmig gewundene Rippen 33 an ihrer Innenwand. Die Schüssel 29 bildet eine Hauptzentrifugierkammer 34 mit dem ersten drehbaren Teil 12, wobei diese Kammer Schaufeln 35 enthält, die an diesem Teil 12 angebracht sind.

Der zweite drehbare Teil 26 wird von der motorgetriebenen Welle 20 über eine steuerbare, beispielsweise elektromagnetische, Kupplung 36 und einen Riementrieb 37 angetrieben. Er trägt auch eine Bremsscheibe 38 mit einer Bremse 39. Eine Bremswirkung kann auch im Antrieb selber hervorgerufen werden, beispielsweise durch eine elektromagnetische Bremskupplung 43.

Die Bremse 39 und die Kupplung 36 oder Bremskupplung 43 sind in ihrer Funktion durch den Ultraschallfühler gesteuert.

Im normalen Betrieb befindet sich die Zentrifuge im Zustand, wie sie auf der rechten Seite der Fig. 2 dargestellt ist, wobei die Teile 12 und 26 miteinander bei gleicher Drehzahl rotieren, und wobei der Bodenwandteil 3 die Öffnung 30 der Schussel 29 verschliesst. Verschmutzte Flüssigkeit, beispielsweise von einer Werkzeugmaschine, fliesst durch den Einlass 1 ein und strömt von dort in einer Wirbelströmung im Bodenwandteil 3 in die Hauptzentrifugierkammer 34, wo die Schmutzpartikel gegen die innere Wand der Schüssel 29 zentrifugiert werden und eine Schmutzschicht 40 aufbauen, während die gereinigte Flüssigkeit durch den Auslass 31 wegfliesst. Durch die Zunahme der Schmutzschicht 40 wird schliesslich ein Einlass 41 zur Kammer 34 verschlossen, wodurch ein Teil der Flüssigkeit durch den Bypass 15 hindurchfliesst und so die Kammer 34 umgeht.

Diese Bypassflüssigkeit löst im Ultraschallfühler ein Signal aus.

Dieses Signal erregt ein Relais, wodurch eine rasche Entleeroperation eingeleitet wird. Der erste Schritt dieser Operation besteht darin, die Zugstange 2 anzuheben und mit ihr den Bodenwandteil 3, bis dessen Dichtung 4 den Umfangsring 19 berührt und damit die Kammer 34 verschliesst. Das Zentrifugieren setzt sich in der Kammer 22 fort, wobei die gereinigte Flüssigkeit aus dem Auslass 16 zum Auslass 31 fliesst und Überschussflüssigkeit aus der Kammer 34 mitreisst.

Das Gleichgewicht wird ddrch die Diffusionsschaufeln 32 noch erhöht. In einem zweiten Schritt wird die Kupplung 36 betätigt, um den Antrieb des zweiten rotierenden Teiles 26 aufzuheben, und schliesslich wird die Bremse angelegt, um die Schüsseln 29 anzuhalten, wodurch die Schmutzschicht 40 nach unten durch die nun nicht mehr verschlossene Öffnung 30 ausgeworfen wird. Dieses Auswerfen wird durch die schraubenförmig gewundenen Rippen 33 noch verstärkt.

Claims

PATENTANSPRUCH

Zentrifuge mit einer Zentrifugierkammer und einem Einlass für Flüssigkeit in diese Kammer, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bypass (15) mit dem Einlass (1) in Verbindung steht, um eine Flüssigkeitsmenge aus dem Einlass (1) aufzunehmen, welche in dem Masse stetig zunimmt, wie das auszentrifugierte Material zunehmend die Verbindung zwischen dem Einlass und der Hauptzentrifugierkammer (34) unterbindet, und dass ferner ein Fühler (25) für den Flüssigkeitsstrom im Bypass (15) vorhanden ist.

UNTERANSPRÜCHE 1. Zentrifuge nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Fühler (25) ein Resonanz-Ultraschallsystem ist, das sich so lange in Resonanz befindet, bis eine gewisse Flüssigkeitsströmung im Bypass (15) vorhanden ist.

2. Zentrifuge nach Patentanspruch oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptzentrifugierkammer (34) einen beweglichen Bodenwandteil (3) aufweist, der unter Einwirkung des Fühlers (25) bewegbar ist, um eine Öffnung (30) zum Entleeren von ausgeschleudertem Material aus der genannten Kammer (34) freizulegen.

3. Zentrifuge nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bodenwandteil (3) zwei Endstellungen aufweist, welche zwei Betriebszuständen entsprechen, einem Zentrifugierzustand, bei welchem die Öffnung (30) durch den Bodenwandteil (3) verschlossen ist und Flüssigkeit zum Zentrifugieren in die Hauptzentrifugierkammer (34) strömen kann, und einem Entleerzustand, in welchem Flüssigkeit vom Einlass (1) durch den Bypass (15) strömen kann, während Material (40) in der Hauptzentrifugierkammer (34) durch die infolge der Bewegung des Bodenwandteiles (3) freigelegte Öffnung (30) entfernt werden kann.

4. Zentrifuge nach Unteranspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster und ein zweiter drehbarer Teil (12, 26) vorhanden sind, wobei der zweite den ersten umgibt und mit ihm zusammen die Hauptzentrifugierkammer (34) bildet, dass der Bypass (15) innerhalb des ersten drehbaren Teiles (12) gebildet ist, und dass der Bodenwandteil (3) in bezug auf die beiden drehbaren Teile (12, 26) zwischen einer ersten Stellung, in der die durch den zweiten drehbaren Teil (26) gebildete Öffnung (30) verschlossen ist, und eincr zweiten Stellung axial zu den drehbaren Teilen bewegbar ist, in welcher Stellung eine Eintrittsöffnung (41) zum ersten drehbaren Teil (12) verschlossen wird, um die Verbindung zwischen dem Einlass (1) und der Hauptzentrifugierkammer (34) zu unterbrechen.

5. Zentrifuge nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch Mittel zur Ausbildung einer zweiten, mit dem Einlass (1) verbundenen Zentrifugierkammer (22), welche Flüssigkeit aus diesem aufnehmen kann, wenn die Öffnung (30) der Hauptzentrifugierkammer (34) freigelegt ist.

6. Zentrifuge nach den Unteransprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Zentrifugierkammer (22) durch den ersten drehbaren Teil (12) und den Bodenwandteil (3) gebildet ist.

7. Zentrifuge nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass vom ersten drehbaren Teil (12) und vom Bodenwandteil (3) wenigstens einer derselben sich gegen den anderen hin öffnet, um die zweite Zentrifugierkammer (22) zu bilden.

8. Zentrifuge nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (1) durch einen ruhenden Teil gebildet ist, und dass der Bodenwandteil (3) drehbar an einer Zugstange (2) montiert ist, die axial verschiebbar ist und sich durch den Einlass (1) hindurch erstreckt.

9. Zentrifuge nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch Mittel (39, 43) zur Änderung der Drehzahl der Hauptzentrifugierkammer (34) zwecks Erleichterung des Entleerens von Material durch die Öffnung (30).

10. Zentrifuge nach den Unteransprüchen 4 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite drehbare Teil (12, 26) unabhängig voneinander drehbar sind, und dass der zweite Teil (26) mit Bremsmitteln (39, 43) versehen ist.

11. Zentrifuge nach Patentanspruch und Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptzentrifugierkammer (34) am Umfang eine Wand mit einer Rippe (33) aufweist, um das Entleeren des an dieser Wand angesammelten Materials (40) zu erleichtern.

12. Zentrifuge nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypass (15) einen Auslass (16) aufweist, der sich gegen einen ringförmigen, Flüssigkeit aus der Haupt zentrifugierkammer (34) aufnehmenden Auslass (31) öffnet.