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Steuerung der Kuchenabnahmevorrichtung an einem Vakuumdrehfilter Die
Erfindung bezieht sich auf die Steuerung der Kuchenabnahmevorrichtung an einen Vakuumdrehfilter
mit einer in Abhängigkeit von einer vorbestimmten Anzahl Trommelumdrehungen an den
Außenmantel der Filtertrommel heranführbaren Schabvorrichtung.
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Bei den bekannten Drehfiltern dieser Art ist außer einem Schabmesser
zur Abnahme der Gutschicht von der Filtertrommel noch eine weitere Schabvorrichtung
zum Entfernen der auf der Filtertrommel verbliebenen Restgutschicht vorgesehen.
Diese Schabvorrichtung erstreckt sich über die gesamte Länge der Filtertrommel und
ist im Filtertrog schwenkbar gelagert.
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Das Heranführen bzw. -schwenken des Schabmessers an den Außenmantel
der Filtertrommel erfolgt mittels eines auf der Schabmesserwelle befestigten Hebels,
dessen freies Ende in einer an einem gewichtbelasteten Fallhebel angeordneten Kurvenscheibe
geführt ist.
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Zum Kippen des Fallhebels und damit zum Heranführen der Schabvorrichtung
an den Außenmantel der Filtertrommel ist eine bei ihrer Drehung auf einen Anschlag
der Kurvenscheibe einwirkende Nasenscheibe vorgesehen, die über ein Wechselgetriebe
von einer gezahnten Schaltscheibe angetrieben wird, deren Zähne in die Bahn eines
an der Filtertrommel angeordneten Anschlages eingreifen. Durch Einstellen des Wechselgetriebes
läßt sich die Drehzahl der Nasenscheibe so verändern, daß nach einer, drei, fünf,
sieben oder neun Umdrehungen der Filtertrommel das Kippen des Fallhebels und damit
das Heranführen der Schabvorrichtung erfolgt. Nach jeder Trommelum drehung wird
der gekippte Fallhebel mittels eines Hebelgestänges, das mit dem Anschlag an der
Filtertrommel im Eingriff steht, in seine Anfangsstellung zurückgeführt und hierdurch
die Schabvorrichtung vom Außenmantel der Filtertrommel entfernt.
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Um das Verbleiben einer Restgutschicht auf dem Außenmantel der Filtertrommel
zu vermeiden, die infolge Erhärten diese undurchlässig macht, ist es erforderlich,
die Schabvorrichtung sehr nahe an die Filtertrommel heranzuführen. Dabei hat sich
bei den bekannten Drehfiltern mit großer Trommellänge gezeigt, daß eine genaue Einhaltung
eines sehr geringen Abstandes vom Außenmantel der Filtertrommel infolge der elastischen
Nachgiebigkeit der Schabmesserwelle unmöglich ist, so daß entweder eine Restgutschicht
auf dem Außenmantel der Filtertrommel verbleibt oder das auf diesem angeordnete
Filtermittel beschädigt wird. Insbesondere ist aber eine genaue Einhaltung eines
vorbestimmten Endabstandes von der Filtertrommel dann unumgänglich, wenn mit einer
Hilfsfilterschicht auf dem Trommelmantel gefiltert werden soll, um hierbei zu vermeiden,
daß beim Abschälen der Filtergutschicht auch ein Teil der Hilfsfilterschicht mit
entfernt, oder diese ungleich abgetra-
gen wird, denn bereits Unterschiede in der
Stärke der Hi lfsfilterschicht von Bruchteilen eines Millimeters können das Filterergebnis
empfindlich beeinträchtigen.
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Schließlich ist es auch erforderlich, die während des Filtervorganges
allmählich zugesetzte Oberfläche der Hilfsfilterschicht von etwa 0,05 bis 1,5 Millimetern
nach einer vorbestimmten Anzahl Umdrehungen der Filtertrommel vom Trommelmantel
abzuschälen. Somit muß der Vorschub der Schabvorrichtung nicht nur in Abhängigkeit
von der Anzahl vorbestimmter Trommelumdrehungen wählbar, sondern auch der Vorschubweg
genau einstellbar sein, was indessen mit den bekannten Vakuumdrehfiltern nicht möglich
ist.
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Diese bekannte Vorrichtung zum Entfernen der Restgutschicht ist jedoch
überhaupt nicht einstellbar und daher zur Bildung einer Hilfsfilterschicht vorbestimmter
Stärke nicht verwendbar, ganz abgesehen davon, daß sie infolge des unvermeidbaren
Lagerspieles der Schaberwelle auch gar keine Einstellung zur Filtertrommel auf Bruchteile
eines Millimeters erlaubt, wie es eine Hilfsfilterschicht erfordert. Schließlich
ist der Aufwand für die getrennten Abnahmevorrichtungen einmal zur Abnahme der Gutschicht
und zum andern Mal zur Entfernung der Restgutschicht außerordentlich groß.
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Es ist auch schon ein Vakuumfilter mit einer Schälvorrichtung bekannt,
die zum Entfernen einer verhärteten Hilfsfilterschicht vom Mantel einer Filtertrommel
dient. Diese Vorrichtung ist von je einem Schraubenspindeltrieb an den Enden der
Schabvorrichtung gebildet, die beide über ein Übersetzungsgetriebe mittels eines
Motors angetrieben werden und dabei das Schälmesser an die Filtertrommel heranführen
bzw. von dieser entfernen. Um die Schabvorrichtung gleichmäßig an die Filtertrommel
heranführen zu können, müssen beide Spindeltriebe durch eine Welle und Getriebe
miteinander verbunden sein. In Anbetracht der
zum Abschaben der
verhärteten Hilfsfilterschicht erforderlichen großen Andrückl;räfte fällt die Antriebsvorrichtung
für die Schabvorrichtung sehr schwer aus.
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Die hierdurch bedingte Schwungmasse der Getriebe und des Motors erlauben
indessen kein genaues Heranführen der Schabvorrichtung. Eine solche Genauigkeit
ist jedoch bei Hilfsfilterschichten unbedingt erforderlich, zumal der Schabervorschub
zum Entfernen dieser Schicht nur 0,05 bis 1,47 Millimeter beträgt. Die Steuerung
des Motors erfolgt durch das beim Verhärten der Hilfsfilterschicht ansteigende Vakuum
in der Filtertrommel. Hierbei ergeben sich bei dem Vakuumfilter wesentliche Schwierigkeiten
bei der Steuerung der Schabvorrichtung durch das in der Filtertrommel herrschende
Vakuum, weil dieses erfahrungsgemäß bei neu aufgebrachter gegenüber einer verhärteten
Filterschicht nur um 1,5 ovo schwankt. Auch wenn sehr empfindliche Membrandosen
zum Messen des Vakuumdruckes verwendet werden, ist eine verläßliche Steuerung des
Motors nicht zu erreichen, weil unabhängig vom Verhärtungsgrad der Hilfsfilterschicht
das Va-Iiuum infolge der unvermeidlichen Undichtigkeiten der Filtertrommel und durch
ungleichmäßige Förderung der Pumpen Schwankungen unterworfen ist, die im vorgenannten
Bereich liegen. Ferner ist bei dem bekannten Drehfilter für das Entfernen und Anstellen
der Schabvorrichtung nicht nur die gleiche Steuervorrichtung, sondern auch der gleiche
Steuerablauf vorgesehen, so daß das Entfernen der Schabvorrichtung sehr zeitraubend
verläuft. Schließlich ist bei dem bekannten Drehfilter die Steuerung der Schabvorrichtung
unabhängig von den Umdrehungen der Filtertrommel, die erfahrungsgemäß allein nur
ein genaues Anpassen des Abschälvorganges an die verschiedene Beschaffenheit der
Filtergüter ermöglichen.
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Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin, das Vakuumdrehfilter
nach dem Gattungsbegriff so weiterzubilden, daß nicht nur die Einstellbarkeit des
Vorschubes der Schabvorrichtung in Abhängigkeit -on den Umdrehungen der Filtertrommel
sichergestellt, sondern auch die genaue Einhaltung vorbestimmter Vorschubwege gewährleistet
ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen,
daß die Schabvorrichtung zum absatzweisen Heranführen an die Filtertrommel einstellbar
beaufschlagte und umschaltbare hydraulische Arbeitskolben aufweist, die mit einer
die Beaufschlagung beeinflussenden und mit dem Trommelantrieb kuppelbaren Regeleinrichtung
verbunden sind, deren Kupplung durch eine auf die gewünschte Anzahl Trommelumdrehungen
einstellbare Steuereinrichtung ein- und ausschaltbar ist.
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Durch die Verwendung von hydraulischen Arbeitskolben zum Anstellen
und Entfernen der Schabvorrichtung wird bei geringer Druckmittelzufuhr von einer
gemeinsamen Druckerzeugungsanlage ein sehr genaues und praktisch masseloses Einstellen
der Sclälvorricltung in weiten Grenzen erzielt. Außerdem ermöglicht die hydraulische
Kraftübersetzung große Andrückkräfte der Schabvorrichtung bei nur geringem Kraftaufwand,
so daß umfangreiche Übersetzungsgetriebe eingespart werden, ganz abgesehen davon,
daß diese Vorschubeinrichtung nur einen geringen Platzbedarf beansprucht. Durch
Umschalten der Druckmittelzufuhr zu den Arbeitskolben mittels eines Kolbenschiebers
von Hand läßt sich die Schabvorrichtung unabhängig vom Steuervorgang außerordentlich
schnell von der Filtertrommel entfernen.
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Schließlich ist durch die hydraulische Verstellvorrichtung im Wirkungszusammenhang
mit der kuppel
baren, von der einstellbaren Steuereinrichtung beeinflußten Regeleinrichtung
eine Abhängigkeit des Vorschubes von einer vorbestimmten Anzahl Trommelumdrehungen
in weiten Grenzen möglich. Insgesamt wird durch die beanspruchten Maßnahmen nicht
nur die Mengenleistung des Vakuumfilters infolge Aufrechterhaltens der optimalen
Filterfähigkeit der Trommelhilfsfilterschicht erhöht, sondern auch die Güte, insbesondere
die Reinheit des Filterendproduktes durch die genaue Einstellbarkeit der erforderlichen
Stärke der Hilfsfilterschicht gewährleistet.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
schematisch dargestellt.
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Bei einem Vakuumdrehfilter der üblichen Bauart, dessen Filtertrommel
1 zur Erzielung einer optimalen Mengenleistung verhältnismäßig lang ausgebildet
ist, wird zum Filtrieren feinstkörniger Filtergüter eine Hilfsfilterschicht auf
dem Außenmantel 2 bzw. dem Filterbelag der Filtertrommel 1 aufgetragen, um den Festgutdurchschlag
durch diesen in den unter Vaknum stehenden Innenraum 3 der Filtertrommel 1 möglichst
klein zu halten. Nach dem Auftragen des Hilfsfiltermittels auf dem Außenmantel 2
der Filtertrommel 1 bzw. dem Filterbelag wird diese Schicht bis auf eine vorbestimmte
Stärke mittels einer als Schabmesser ausgebildeten Schabvorrichtung 4 abgeschabt,
die einerseits den Festgutdurchschlag und andererseits den Filterwiderstand des
Filterbelages in zulässigen Grenzen halten soll. Um ein genaues und absatzweises
Heranführen der Schabvorrichtung 4 zum getrennten Abschaben der Gut- und Hilfsfilterschicht
zu erzielen, sind erfindungsgemäß an den Enden der Schabvorrichtung hydraulische
Arbeitskolben 5 vorgesehen, denen ein hydraulisches Druckmittel, z. B. Drucköl,
in genau dosierten Mengen zugeführt wird. Diese Arbeitskolben sind zweiseitig beaufschlagbar,
um die Schabvorrichtung 4 nach Bedarf an den Außenmantel 2 der Filtertrommel 1 heranführen
oder von dieser entfernen zu können. Zum Umsteuern des Druckmittels von einer auf
die andere Kolbenseite der Arbeitskolben 5 ist ein handbetätigter Kolbenschieber
6 vorgesehen, dessen Kolben7 acht Steuerkanäle aufweist. Vier benachbarte Steuerkanäle
8 stehen senkrecht auf der Kolbenschieberachse, von denen zwei zur Zuführung des
Druckmittels auf die gleiche Kolbenseite der Arbeitskolben5 und zwei zur Rückführung
des Druckmittels von der entgegengesetzten Kolbenseite dienen. Von den übrigen vier
Steuerkanälen 9 kreuzen sich die benachbarten Steuerkanalpaare, so daß beim Umsteuern
des Kolbenschiebers 4 die Zufuhr und Ableitung des Druckmittels auf die entgegengesetzte
bzw. von der entgegengesetzten Kolbenseite der Arbeitskolben 5 erfolgt. Dem Druckmittel
wird durch je einen angetriebenen und jedem Arbeitskolben 5 zugeordneten Pumpenkolben
10 der Druck verliehen. Diese Pumpenkolben sind durch ein Geradschubkurbelgetriebe
11 gemeinsam angetrieben, dessen Pleuelstange 12 eine auf dem Antriebshebel 13 vorgesehene
Anlenkstelle 14 aufweist.
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Durch eine Regelvorrichtung läßt sich die den Arbeitskolben 5 zugeführte
Druckmittelmenge genau dosieren und damit der Vorschub der Schabvorrichtung 4 in
weiten Grenzen verändern. Diese Regelvorrichtung wird durch die Längsverschiebbarkeit
der Anlenkstelle 14 der Pleuelstange 12 des Geradschubkurhelgetriehes 11 auf dessen
Antriebshebel 13 gebildet, denn durch das Verschieben der Anlenkstelle 14 läßt sich
der Hub der Pumpenkolben 10 stufenlos verändern. Der Antriebshebel 13 erhält seinen
Antrieb durch einen Exzenter 15 oder eine Kurbel, der bzw.
die auf
dem freien Ende einer mit dem anderen Ende über ein Kegelradpaar 16 mit der Welle
17 der Filtertrommel 1 verbundenen Zwischenwelle 18 angeordnet ist.
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Zur Regelung des absatzweisen Vorschubes der Schabvorrichtung 4 in
Abhängigkeit von einer vorbestimmten Anzahl der Umdrehungen der Filtertrommel 1
ist eine elektrische Steuervorrichtung vorgesehen. Diese Steuervorrichtung ist durch
eine Elektromagnetkupplung 19 gebildet, die auf der geteilt ausgebildeten Zwischenwelle
18 angeordnet ist und den von der Welle 17 der Filtertrommel 1 ständig angetriebenen
Teil 20 der Zwischenwelle 18 mit dem als Abtriebswelle 21 dienenden Teil derselben
verbindet.
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Durch Unterbrechen der Stromzufuhr zur Elektromagnetkupplung 19 wird
die Abtriehswelle 21 und damit die Pumpenkolben 10 stillgesetzt. Auf der Abtriebswelle
21 sitzt eine Schaltscheibe 22 mit einer randoffenen Ausnehmung 23 für eine auf
dem Mantel der Schaltscheibe 22 geführte Gleitrolle 24. Diese ist an einem Ende
eines zweiarmigen Hebels 25 befestigt, der am anderen Ende einen Schaltkontakt 26
eines Kontaktpaares 27 trägt, das im Stromkreis 28 der Elektromagnetkupplung 19
geschaltet ist. Zum Einschalten der Elektromagnetkupplung 19 vollführt die Abtriebswelle
21 eine volle Umdrehung, um beim Einrasten der Gleitrolle 24 in die Ausnehmung 23
und somit beim Öffnen des Kontaktpaares 27 stillgesetzt zu werden. Hierbei führen
auch die Pumpenkolben 10 jeweils nur einen einzigen Hub aus und bewirken hierdurch
den absatzweisen Vorschub der Schabvorrichtung 4. Die Abhängigkeit der Vorschubbewegung
von der vorbestimmten Anzahl Trommelumdrehungen oder einem Bruchteil derselben wird
durch eine Schaltvorrichtung erreicht. Diese besteht aus einer Nockenscheibe 29,
die über ein festes Übersetzungsgetriebe 30 von einem Reibradgetriebe 31 angetrieben
ist, das über ein Kegelräderpaar 32 mit dem von der Welle 17 der Filtertrommel 1
angetriebenen Teil 20 der Zwischenwelle 18 verbunden ist. Durch axiales Verschieben
des auf die Reibscheibe 33 einwirkenden Reibrades 34 kann die Umdrehungszahl der
Nockenscheibe 29 stufenlos verändert werden. Auf dem Mantel der Nockenscheibe 29
ist eine Gieitrolle 35 geführt, die mit einem Stößel 36 verbunden ist, der am freien
Ende einen Schaltkontakt 37 eines Kontaktpaares 38 trägt. Dieses Kontaktpaar ist
in einem weiteren Stromkreis 39 der Elekromagnetkupplung 19 geschaltet. Beim Anheben
der Gleitrolle 35 wird das Kontaktpaar 38 geschlossen und die Elektromagnetkupplung
19 eingeschaltet, die nach einer Umdrehung durch die Schaltscheibe 22 wieder abgeschaltet
wird.
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Um ein Beschädigen des Filtermittels durch die Schabvorrichtung 4
zu vermeiden, sind in der Zeichnung nicht dargestellte Anschläge im Bereich der
Filtertrommel 1 vorgesehen, die den Hub der Schabvorrichtung 4 begrenzen. Ferner
sind in den von den Pumpenkolben 10 zu den Arbeitskolben 5 führenden Zuführungsleitungen
40 für das Druckmittel einstellbare Uberströmventile41 vorgesehen, die durch eine
Rückführungsleitung 42 mit einem Vorratsbehälter 43 für das Druckmittel verbunden
sind. Beim Anschlagen der Schabvorrichtung 4 an die Anschläge wird das von den Pumpenkolben
10 zu viel geförderte Druckmittel über die Rückführungsleitung 42 zum Vorratsbehälter
43 zurückgeführt. Des weiteren ist in der vom Rolbenschieber6 zum Vorratsbehälter43
führenden, für beide Arbeitskolben 5 gemeinsamen Rückführungsleitung 44 ein einstellbares
Überdruckventil 45 geschaltet, durch das der Druck der Arbeitskolben 5 zur Anpassung
an
die Härte der Festgutschicht auf dem Außenmantel 2 der Filtertrommel 1 einstellbar
ist.
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Die Wirkungsweise der Regel- und Steuerungsvorrichtung für die Schabvorrichtung
ist folgende: Vor dem Filtervorgang wird zunächst die Hilfsfilterschicht auf dem
Außenmantel 2 der Filtertrommel 1 aufgetragen und hierauf zur Anpassung an die Filtergutbeschaffenheit
die Einstellung der Regelvorrichtung und Steuervorrichtung sowie des Überdruckventils
45 und Überströmventile41 vorgenommen. Diese Einstellung der Regelvorrichtung besteht
in dem Verstellen der Anlenkstelle 14 auf dem Antriebshebel 13 zur Einstellung des
Vorschubes der Schaltvorrichtung 4 entsprechend der gewünschten Stärke der Hilfsfilterschicht
auf dem Außenmantel 2 der Filtertrommel 1.
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Des weiteren ist das Reibrad 34 axial so zu verstellen, daß der Vorschub
der Schabvorrichtung 4 nach jeweils einer der Filtrierfähigkeit des Filtergutes
entsprechenden Anzahl Trommelumdrehungen erfolgt. Ferner ist das Überdruckventil
45 auf den erforderlichen Druck der Schabvorrichtung 4 einzustellen und die Überströmventile
41 diesem Druck anzupassen. Schließlich ist der Kolbenschieber 6 in die in der Zeichnung
dargestellte Lage einzustellen, in der das Druckmittel auf die der Filtertrommel
1 gegenüberliegende Kolbenseite der Arbeitszylinder 5 zur Einwirkung gebracht und
damit die Schabvorrichtung 4 an die Filtertrommel 1 herangeführt wird. Beim Einschalten
des Antriebes der Filtertrommel 1 wird mittels des Kegelradpaares 32, dem Reibrädergetriebe
31 und dem Übersetzungsgetriebe 30 die Nockenscheibe 29 in Umlauf versetzt, und
sobald der Nocken die Gleitrolle 35 erreicht hat, das Kontaktpaar 38 geschlossen.
Hierdurch wird die Elektromagnetkupplung 19 unter Strom gesetzt und die Abtriebswelle21
mit in Umlauf versetzt. Damit wird die Gleitrolle 24 aus der Ausnehmung 23 gehoben
und die Elektromagnetkupplung 19 durch Schließen des Kontaktpaares 27 bzw. des diesem
zugeordneten Stromkreises 28 im eingeschalteten Zustand erhalten, auch wenn durch
Abrollen der Gleitrolle 35 vom Nokken der Nockenscheibe 29 das Kontaktpaar 38 den
ihm zugeordneten Stromkreis 39 unterbricht. Die Abtriebswelle 21 bewirkt nunmehr
über das Geradschubkurbelgetriebe 11 den Hub der Pumpenkolben 10 und damit die Beaufschlagung
der Arbeitskolben 5 mit einer vorbestimmten Menge des Druckmittels, wodurch der
Vorschub der Schabvorrichtung erfolgt. Hierauf wird durch Umschalten des Kolbenschiebers
6 die Schabvorrichtung wieder von der Filtertrommel 1 entfernt, wobei vorteilhaft
ein dritter Stromkreis 46 die Elektromagnetkupplung 19 schließt, um nicht bis zum
Umlauf der Nockenscheibe 29 bis zum Anheben der Gleitrolle 35 und Schließen des
Kontaktpaares 38 warten zu müssen. Nach dem Entfernen der Schabvorrichtung 4 kann
der Kolbenschieber 6 umgeschaltet und damit das Heranführen der Schabvorrichtung
4 wiederholt werden.
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Um nach dem Undurchlässigwerden der Hilfsfilterschicht diese abschälen
und erneuern zu können ist lediglich die Anlenkstelle 14 so zu verstellen, daß ein
entsprechend großer Hub der Schabvorrichtung 4 erfolgt.
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Die Erfindung ist nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt.
So kann auch an Stelle der Elektromagnetkupplung 19 eine mechanisch ein- und ausrückbare
Kupplung vorgesehen und dementsprechend die elektrische Steuervorrichtung durch
eine mechanische ersetzt werden. Auch können die Pumpenkolben 10 mit dem Geradschubkurbeltrieb
11 durch Einspritzpumpen, wie sie für Brennkraftmaschinen zur Kraftstoffeinspritzung
bekannt sind, ersetzt werden und die Veränderung
der Lieferung
des Druckmittels durch Verdrehen der mit einer Steuerkante ausgebildeten Pumpenkolben
erfolgen.
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Selbstverständlich kann auch die Elektromagnetkupplung 19 mit der
elektrischen Steuervorrichtung entfallen und die Zwischenwelle ungeteilt ausgebildet
werden, wenn die Abhängigkeit des Vorschubes der Schabvorrichtung 4 von der Anzahl
Trommelumdrehungen nicht erforderlich ist.
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PATENTANSPRCCEXE 1. Steuerung der Kuchenabnahmevorrichtung an einem
Vakuumdrehfilter mit einer in Abhängigkeit von einer vorbestimmten Anzahl Trommelumdrehungen
an den Außenmantel der Filtertrommel heranführbaren Schabvorrichtung, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schabvorrichtung (4) zum absatzweisen Heranführen an die Filtertrommel (1)
einstellbar beaufschlagte und umschaltbare hydraulische Arbeitskolben (5) aufweist,
die mit einer die Beaufschlagung beeinflussenden und mit dem Trommelantrieh kuppelbaren
Regeleinrichtung verbunden sind, deren Kupplung durch eine auf die gewünschte Anzahl
Trommelumdrehungen einstellbare Steuereinrichtung ein- und ausschaltbar ist.