Bezeichnung der Erfindung

Antriebsvorrichtung für Separatoren

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsvorrichtung für Separatoren.

Derartige Separatoren sind aus dem Stand der Technik seit langem bekannt und dienen dazu, unterschiedliche Anteile innerhalb einer Flüssigkeit voneinander zu trennen. Diese Separatoren arbeiten nach dem Prinzip der Zentrifugen, wobei durch die extrem hohe Drehzahl einer Trommel aus einer leichten Flüssigkeit schwere Anteile herausgeschleudert werden.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Separatoren werden dabei über einen Riemenantrieb von einem Elektromotor angetrieben.

Durch diese Riemenantriebe kann zwar eine zufrieden stellende Bewegung der Trommel des Separators erreicht werden, es tritt jedoch ein relativ starkes Laufgeräusch auf. Daneben entstehen durch den über den Riemen mit der Trommel verbundenen Elektromotor auch Bauhöhenprobleme sowie

Schwingungsprobleme durch die an der Antriebswelle der Trommel angreifenden Kräfte. Daneben werden die aus dem Stand der Technik bekannten Separatorantriebe üblicherweise durch eine Wasserkühlung gekühlt, was ebenfalls relativ aufwändig ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Wirkungsgrad einer Antriebsvorrichtung für Separatoren zu verbessern. Daneben sollten auch die Aufstellfläche sowie die Bauhöhe reduziert und ein geringeres Geräuschniveau beim Betrieb des Separators erreicht werden. Weiterhin sollte auch ein geringerer bis kein Drehzahlabfall bei auftretenden Störgrößen im Betrieb realisierbar sein.

Dies wird erfindungsgemäß durch eine Antriebsvorrichtung für Separatoren nach Anspruch 1 und einen Separator nach Anspruch 13 erreicht. Vorteilhaf- te Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung für Separatoren weist eine Antriebswelle auf, die direkt mit einer Trommel des Separators verbunden ist. Daneben ist ein Elektromotor - bevorzugt kann hier ein Synchron- oder A- synchronmotor eingesetzt werden - vorgesehen, der die Antriebswelle antreibt, wobei dieser Elektromotor einen Stator und einen diesem Stator gegenüber drehbar angeordneten Rotor aufweist. Erfindungsgemäß ist der Rotor des Motors drehfest mit der Antriebswelle verbunden (Direktantrieb).

Auf diese Weise können die aus dem Stand der Technik bekannten Riemenantriebe ersetzt werden. Durch die drehfeste Verbindung des Rotors mit der Antriebswelle kann auch auf Kupplungselemente zwischen dem Elektromotor und der Antriebswelle verzichtet werden.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung können sowohl die Schwingungsmasse als auch die Verschleißteile reduziert werden. In Folge dessen ist auch eine einfachere Montage und Wartung möglich und auch die Servicekosten können reduziert werden. Daneben wird auch die Eignung unter Zugrundelegung der ATEX - Richtlinie und im Hinblick auf die Anwendung in explosionsgefährdeten Bereichen verbessert.

Weiterhin umfasst die Erfindung sowohl Ausführungen mit vertikaler Ausrichtung von Trommel und/oder Antriebswelle als auch Ausführungen mit hori- zontaler Ausrichtung von Trommel und/oder Antriebswelle.

Bevorzugt ist der Rotor des Elektromotors innerhalb des Stators des Elektromotors angeordnet (Innenläufer). Auch sind sogenannte Außenläufer, bei welchen der Rotor außerhalb des Stators angeordnet ist, einsetzbar.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Antriebswelle wenigstens abschnittsweise innerhalb des Rotors angeordnet, d. h. der Rotor umgibt diesen Abschnitt der Antriebswelle.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Motor in einem Motorgehäuse angeordnet und die Antriebswelle über wenigstens ein Lager, bevorzugt wenigstens zwei Lager, gegenüber diesem Motorgehäuse drehbar gelagert. Damit stützt sich die Verbindung zwischen dem Rotor über die Welle zur Prozesseinheit, d. h. zu der Trommel des Separators über Lager im Motorgehäuse ab. Damit nimmt das Motorgehäuse die Prozessschwingungen auf.

Besonders bevorzugt ist eine Vielzahl von Lagern vorgesehen, die die Antriebswelle gegenüber dem Motorgehäuse drehbar lagern. Besonders vor- teilhaft ist wenigstens ein Lager oberhalb des Rotors und wenigstens ein Lager unterhalb des Rotors angeordnet, d. h. die Lagerung der Antriebswelle erfolgt sowohl oberhalb des Rotors als auch unterhalb des Rotors.

Vorzugsweise ist ein oberhalb des Rotors angeordnetes Lager zur drehbaren Lagerung der Antriebswelle gegenüber dem Motorgehäuse als zweireihiges Wälzlager ausgeführt. Bei dieser Ausführungsform ist oberhalb des Rotors auch die Trommel des Separators angeordnet. Daher entstehen auf dieser Seite der Antriebswelle weitaus höhere Belastungen als auf der gegenüberliegenden Seite der Antriebswelle. Daher sind hier bevorzugt mehrere Wälzlager oder mehrreihige Wälzlager vorgesehen, welche diese höheren Kräfte in axialer sowie in Umfangsrichtung aufnehmen können.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Antriebsvorrichtung ein Gestell auf, an dem das Motorgehäuse angeordnet ist. Dabei ist besonders bevorzugt das Motorgehäuse über Dämpfungseinrichtungen an dem Gestell angeordnet. Auf diese Weise kann das Motorgehäuse die aufgenommenen Prozessschwingungen über die Dämpfungseinrichtungen ge- dämpft an das Gestell abgeben. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Motorgehäuse Kühlrippen auf.

Besonders vorteilhaft weist die Antriebsvorrichtung eine Belüftungseinrichtung zur Belüftung des Elektromotors auf. Dabei kann es sich um einen Lüf- ter mit Lüfterblättern handeln, die den Elektromotor kühlen. Diese Belüftungseinrichtung kann aus Gründen der Rotordynamik separat an dem Gestell fixiert sein bzw. an einem eigenen Wellenabschnitt. Dabei sind verschiedene Möglichkeiten der Mitnahme der Lüftungseinrichtung möglich. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Magnetkupplung vorgesehen, die zwischen der Antriebswelle und der Belüftungseinrichtung angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform erfolgt die Mitnahme des Lüfters durch diese Magnetkupplung.

Bei einer weiteren Ausführungsform weist die Belüftungseinrichtung einen separaten Elektromotor auf. Mit anderen Worten wird hier die Belüftungseinrichtung durch einen separaten Direktantrieb betrieben. Dieser separate Antrieb ermöglicht eine temperaturgesteuerte Regelung der Drehzahl der Belüf-

tungseinrichtung und damit eine regulierbare Kühlleistung. Die von der Belüftungseinrichtung erzeugte Kühlleistung bzw. der Luftstrom kann über die oben erwähnten Kühlrippen des Motorgehäuses an die Umgebungsluft abgeführt werden.

Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf einen Separator mit einer Antriebsvorrichtung der oben beschriebenen Art gerichtet.

Bevorzugt wird eine Trommel des Separators von der Antriebswelle ange- trieben und eine Verbindung zwischen der Trommel und der Antriebswelle ist lösbar. Besonders bevorzugt weist das Gestell wenigstens einen Fuß auf, der höhenverstellbar bzw. höhenverfahrbar ist. Vorzugsweise sind sämtliche Füße des Gestells höhenverstellbar. Auf diese Weise wird eine kundenfreundliche und schnelle Wartung möglich. Durch die lösbare und dichte Verbindung zwischen der Antriebswelle und der Prozesseinheit d. h. der Tommel wird ein einfacher Tausch der Antriebsvorrichtung bezüglich der Trommel des Separators ermöglicht.

Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus der beigefügten Figur.

Dabei zeigt:

Fig. 1 eine aufgeschnittene Darstellung einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung.

In Figur 1 ist eine Antriebsvorrichtung 1 gezeigt.

Diese Antriebsvorrichtung 1 weist ein Gestell auf, das in seiner Gesamtheit mit 16 bezeichnet ist. Dieses Gestell 16 weist eine Deckplatte 16a auf, an der Seitenteile 29 angeordnet sind. Daneben umfasst das Gestellt 16 Bodensegmente 39. Zwischen den Bodensegmenten 39 ist ein Greifschutz 40,

welcher zugleich als Gestellversteifung wirkt, vorgesehen, der ein Hineingreifen in die Vorrichtung verhindert und damit die Verletzungsgefahr verringert. Ein entsprechender Greifschutz/Gestellversteifung 37 ist auch an den anderen Seitenteilen 29 vorgesehen.

Das Bezugszeichen 2 bezieht sich auf eine Antriebswelle, die zum Antrieb der Prozesseinheit wie beispielsweise einer Trommel des Separators dient. Dabei wird diese Trommel auf den konischen Endabschnitt 2a der Antriebswelle 2 aufgeschoben und kann anschließend beispielsweise mittels Schrauben verankert werden.

Die Antriebswelle 2 ist drehfest mit einem Rotor 6 verbunden. Dabei weist dieser Rotor 6 einen Zylinderkörper 7 auf, an dem die Rotormagneten angeordnet sind. Hier ist jedoch zur Vereinfachung nur ein derartiger Rotormag- net 7a gezeigt. über Schraubverbindungen 7b ist der Zylinderkörper 7 des Rotors 5 mit einem Befestigungsabschnitt 21 verbunden. Eine Hülse 22 wird auf die Antriebswelle 2 aufgeschoben und stößt dabei an einem Absatz 2b der Antriebswelle 2 an. Damit wird die Hülse 22 in axialer Richtung fixiert. In der axialen Gegenrichtung wird die Hülse über einen Distanzring 35, den Innenring des unteren Lagers mittels einer Nutmutter 34 axial fixiert.

Das Bezugszeichen 10 bezieht sich auf ein Motorgehäuse in dem der Rotor 6 sowie ein Stator 5 angeordnet sind.

Dieses Motorgehäuse 10 weist über seinen gesamten Umfang Kühlrippen 15 auf, die zur Kühlung der gesamten Anordnung dienen. Oberhalb der Kühlrippen weist die Deckplatte 16a eine öffnung 20 auf. über Schraub- 10b und Stiftverbindungen 10c ist an dem Motorgehäuse 10 ein Dämpfungsring 24 angeordnet.

Dieser Dämpfungsring erstreckt sich in radialer Richtung entlang der in Fig. 1 gezeigten Breite B und weist eine Vielzahl von Bohrungen 24a auf, in denen jeweils Dämpfungselemente 19a angeordnet sind. Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführung werden 20 derartiger Bohrungen verwendet, es kann jedoch auch eine höhere oder geringere Anzahl an Bohrungen 24a vorgesehen sein. Die Dämpfungselemente 19a werden über Schraubverbindungen 25 an der Deckplatte 16a des Gestells 16 befestigt. Damit kann eine Dämpfung des Dämpfungsrings 24 und damit auch des Motorsgehäuses 10 gegenüber dem Gestell 16 erreicht werden.

An dem Gestell 16 ist weiterhin ein Haltekörper 30 mit einem kreisförmigen Querschnitt angeordnet bzw. fixiert, wobei dieser Haltekörper ebenfalls Bohrungen 30a aufweist, in denen Dämpfungselemente 19b angeordnet sind. Daneben sind auch hier Schraubverbindungen 18 vorgesehen, die an dem Motorgehäuse 10 befestigt werden. Damit wird auch im unteren Bereich des Motorgehäuses 10 dieses über Dämpfungseinrichtungen 19b mit dem Gestell 16 verbunden.

Das Motorgehäuse 10 ist mittels Dämpfungselemente (Entkopplungselemen- te) 19a, 19b vom Gestell 16 über einen Haltekörper 30 und einen Dämpfungsring 24 entkoppelt.

Die Antriebswelle 2 ist über zwei obere Lager 12 und ein unteres Gegenlager 14 drehbar gegenüber dem Motorgehäuse 10 gelagert. Die Bezugszeichen 27 und 28 kennzeichnen einen Innenring sowie einen Außenring des Lagers 12 und das Bezugszeichen 26 Wälzkörper des Lagers 12. Entsprechend beziehen sich die Bezugszeichen 31 und 32 auf einen Innenring bzw. einen Außenring des Gegenlagers 14.

Dabei sind oberhalb des Rotors - in diesem Fall - zwei Lager 12 vorgesehen, da hier wesentlich größere Kräfte auftreten. Das Bezugszeichen 36 bezieht sich auf Kanäle, um ein Schmiermittel, wie beispielsweise Fett aus den Lagern abführen zu können. Das Bezugszeichen 11 bezieht sich auf eine Bodenplatte, mit der das Motorgehäuse gegenüber dem Gegenlager 14 abgestützt ist. Die Bodenplatte 11 ist mit Schrauben 11a an dem Motorgehäuse 10 fixiert. Auch der Stator 5 des Elektromotors ist oberhalb dieser Bodenplatte 11 angeordnet.

Die Lager 12 werden in axialer Richtung durch einen Deckel 33 gesichert. Dieser Deckel ist mittels Schrauben 33a mit dem Motorgehäuse 10 bzw. einem zylindrischen Absatz 10a des Motorgehäuses 10 verbunden.

Bei dem Motor 5, 6, 7 handelt es sich bei dieser Ausführungsform um einen Synchronmotor. Durch die direkte Anordnung des Rotors an der Antriebswelle kann der Luftspalt zwischen dem Rotor 6 und dem Stator 5 sehr gering gehalten werden, und damit eine hohe Leistungsausbeute erzielt werden.

Unterhalb des Motorgehäuses 10 ist eine Belüftungseinrichtung 9 angeord- net. Dabei ist diese Belüftungseinrichtung 9 an einer separaten Welle 13, die von der Antriebswelle 2 getrennt ist, angeordnet. Durch diese separate Führung des Rotors wird insgesamt die Rotordynamik verbessert. Die Belüftungseinrichtungen 9 sind über einen Ring 8 mit der separaten Welle 13 verbunden.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform wird eine Drehbewegung der Belüftungseinrichtung 9 über eine Magnetkupplung 3 erreicht, wobei hier einzelne Magnete 38 erkennbar sind. Es wäre jedoch auch möglich, die Belüftungseinrichtung 9 über einen separaten Antriebsmotor, beispielsweise einem Asynchronmotor anzutreiben. Möglicher Aufnahmebereich hierfür wäre dann beispielsweise der Ring 8.

Auf diese Weise könnte die Kühlung beispielsweise in Abhängigkeit von der Betriebstemperatur geregelt werden und könnte über geeignete Steuereinrichtungen auch nach dem Betrieb des Separators fortgesetzt werden. Auch könnte eine Zeitschaltung vorgesehen sein, die eine Kühlung der Antriebs- Vorrichtung nach deren Betrieb erlaubt. Durch die Belüftungseinrichtung wird die Luft nach oben an den Kühlrippen 15 vorbei und durch die öffnung 20 hindurch gedrückt.

Bei der gezeigten Ausführungsform weist die Antriebsvorrichtung Standfüße 17 auf, die eine Höhenverstellung der Antriebsvorrichtung 1 gegenüber einer

Prozesseinheit wie einer Trommel des Separators ermöglichen. Mit dieser

Höhenverstellung kann bei der Montage bequem das Gestell und damit die

Antriebsvorrichtung abgesenkt und von der Trommel des Separators entfernt werden, um beispielsweise gegen eine andere Antriebseinrichtung ersetzt zu werden.

Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Bezugszeichenliste

I Antriebsvorrichtung 2 Antriebswelle

2a konischer Endabschnitt

2b Absatz

2c Gewinde zur Befestigung der Prozesseinheit

3 Magnetkupplung 5 Stator

6 Rotor

7 Zylinderkörper 7a Rotormagnet

7b Schraubverbindung 8 Ring, Aufnahmebereich

9 Belüftungseinrichtung

10 Motorgehäuse

10a zylindrischer Absatz

10b Schraubverbindung 10c Stiftverbindung

I 1 Bodenplatte 11a Schrauben

12 obere Lager

13 separate Welle 14 Gegenlager

15 Kühlrippen

16 Gestell 16a Deckplatte

17 Standfüße 18 Schraubverbindungen

19a Dämpfungselement, Entkopplungselement

19b Dämpfungselement, Entkopplungselement

20 öffnung

21 Befestigungsabschnitt

22 Hülse

24 Dämpfungsring

24a Bohrungen des Dämpfungsrings 24

25 Schraubverbindung

26 Wälzkörper des Lagers 12

27 Innenring des Lagers 12

28 Außenring des Lagers 12

29 Seitenteile

30 Haltekörper

30a Bohrung des Haltekörpers

31 Innenring des Gegenlagers 14

32 Außenring des Gegenlagers 14

33 Deckel

33a Schrauben

34 Nutmutter

35 Distanzring

36 Kanäle

37 Greifschutz, Gestellversteifung

38 Magneten

39 Bodensegmente

40 Greifschutz

B Breite