Lagerung der Scheibenwelle an Zerstäubereinrichtungen. t)ie heute inmler mehr zur Anwendung gelangenden Zerstäubereinrichtungen, bei wel eilen ein flüssiges Medium durch eine schnell rotierende Zerstäuberseheibe gegen einen Efeissluftstrom geschleudert wird und die so getrocknete Flüssigkeft als Pulver anfällt, stellen in bezug auf die Lagerung der Zerstäuberseheibenwelle ausserordentlieh hohe Ansprüche. Einmal ist eine selbstverständliche Voraussetzung, dass die Lagerung als solche einwandfrei ist, und im weiteren muss auch angesichts der hohen Tourenzahl der W'elle jede Verunreinigung vom Lager ferngehalten werden.
Anderseits muss angesichts des lTm- standes, dass es sieh bei den zu zerstäubenden Alaterialien in den weitaus meisten Fällen nill der menschlichen Ernährung dienende oder ölempfindliche Stoffe handelt, peinlichst darauf geachtet werden, dass nicht Schmiermittel in den Zerstäuberraum gelangt, da selbstver- stänclich auch schon geringfügige Verunreinigungen das anfallende Pulver unbrauellhar maehen würden.
Schliesslich kommt noch dazu, dass die zur Trocknung des zerstäubten, flüssigen Mediums dienenden Luftströme eine hohe Temperatur haben niüssen, was leicht zu Verbrennung des zu trocknenden mediums und Ansetzen am Lagerkörper führen kann.
I)iese kurzen Ausführungen zeigen die enormen Schwierigkeiten, die bei der Lagerung der Zerstäuberwelle auftreten.
Nun sind allerdings für die verschiedensten Zwecke Abdiehtungen an rotierenden \Vellen bekannt, die beispielsweise in Turbinen herrschende Drücke nach aussen abdiehten oder audi unter Flüssigkeitsdruck stehende Räume gegeneinander abdichten. Es stellt sieh jedoch bei keinem der bisher be kanten Verwendungszweeke eine derartige Anhäufullg von Aufgaben, denen die Lage rung genügen muss, wie bei der Anordnung von Zerstäuberseheibenwellen in Zerstäubungstrocknungsanlagen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet nun eine Lagerung der Scheibenwelle an Zerstäubereinrichtungen, die, wie die praktischen Versuche gezeigt haben, allen eingangs erwähnten, an die Lagerung von Schnellaufen- den Zerstäuberwellen zu stellenden Anforderungen genügt.
Die Lagerung gemäss der vorliegenden Erfindung kennzeichnet sieh dadurch, dass die Welle auf wenigstens einem Kugellager gelagert ist und in Richtung zur Zerstäuber- scheibe dem Lagerraum wenigstens zwei gegeneinander abgeschlossene Räume folgen, deren Zwischenwände auf der Welle anliegen, wobei der Lagerraum an einer Ölzu- und -abführ- leitung, der folgende Raum an einer Entspannungsleitung und der nächste Raum an einer Gaszuführleitung angeschlossen und auf der der Zerstäuberscheibe zugekehrten Seite mit einer, Öffnungen für den Gasdurehtritt freilassenden Wand auf der Welle anliegt,
so dass das zugeführte Gas sieh in diesem Raum staut und zur Kühlung der der Zerstäuber- scheibe zugekehrten Randpartie und ferner zur Sperrung sowohl gegen Ölclunstdurchtritt aus dem Entspallnungsraum als auch gegen Staubeintritt aus dem Zerstäuberraum dient.
In der beiliegenden Zeichnung sind zwei beispielsweise Ausführungsformen des Gegenstandes der Erfindung dargestellt; es zeigt:
Fig. 1 einen Schnitt durch die Lagerung der Zerstäuberseheibe in einer ersten Ausführungsform,
Fig. 2 einen Schnitt durch die Lagerung der Zerstäuberscheibe in einer zweiten Aus führlmgsform.
Auf der Welle 1 ist die Zerstäuberscheibe 2 befestigt. Die Welle 1 wird durch irgendeine Kraftmaschine, beispielsweise einen Elektromotor 3, angetrieben. Der Zerstäuberscheibe 2 wird die zu zerstäubende Flüssigkeit durch eine hier nicht dargestellte Leitung in bekannter Weise zugeführt. Die Welle 1 ist mittels des Kugellagers 4 in dem Gehäuse 5 gelagert.
Das Gehäuse 5 ist in den nicht näher dargestellten Behälter, der den Zerstäuberraum Z bildet, eingesetzt. Dabei bildet die Wand 6 die Trennung zwischen dem Raum 7, der beispielsweise mit der Aussenluft in Verbindung steht, und dem Raum 8, der bereits mit dem Zerstäuberraum korrespondiert. Auf der Scheidewand 6 bzw. einem daran anschliessenden zylindrischen Rohr 9 ist zunäehst eine normale Dichtungsmansehette 10 aufgesetzt. Die Dich Gangsmansehette 10 bildet die obere Begrenzung des Raumes 11, in welchem sich das Kugellager 4 befindet. Durch das Rohr 12 wird das Schmieröl dem Raum 11 zugeführt und durch einen Schleuderring 13 iii einem Ölnebel zerstäubt, der das Kugellager 4 schmiert.
Unmittelbar unterhalb des iEZugel- lagers 4 und ebenfalls noch in den Raum 11 ragend ist ein weiterer Schleuderring 14 vorgesehen, der den durch das Kugellager 4 durchtretenden Ölnebel gegen das Ölabführrohr 15, das ebenfalls in den Raum 11 mündet, schleudert. Der Raum 11 ist mit einer Dichtung, beispielsweise mit einer Labvrinth- dichtung 16, gegen die Welle 1 abgeschlossen, wodurch im wesentlichen ein Öldurchtritt nach dem nächstfolgenden Raum 17 vermieden wird. Die Zwischenwand zwischen dem Raum 17 und dem nächstfolgenden Raum 21 liegt ebenfalls wieder mit einer Labyrinthdichtung 18 an der Welle an, und unmittelbar nnter der Labyrinthdichtung 16 des Raumes 11 ist ein Schleuderring 19 vorgesehen.
Dieser Schleuderring dient dazu, eventuell noch durch die Labyrinthdichtung 16 durchtreten- den Ölnebel gegen die Entspannungsleftung 20 zu schleudern. In der Entspannungsleitung 20 herrscht ein Druck, der in jedem Fall geringer ist als der Druck im Raum 11 und auch in dem auf den Raum 17 folgenden Raum 21.
In den Raum 21 mündet eine Gaszuführleitung 22. Durch diese Leitung 22 wird vorzugsweise unter Druck Gas, beispielsweise Luft, zugeführt, dessen Temperatur in jedem Fall niedriger ist als die des zur Trocknung verwendeten Gases. Dieses Gas staut sich im Raum 21 und wird zunächst die der Zerstäuberscheibe 2 zugekehrte Wand 23 kühlen. Das zugeführte Gas wird aber anderseits über die Labyrinthdichtlmg in den Raum 17, der ja geringeren Druck aufweist als der Raum 21, gelangen und durch die Leitung 20 zusammen mit dem eventuell durch die Labyrinthdichtung 16 gelangenden Ölnebel abgeführt. Damit entsteht eine Sperrung, die in jedem Fall das Eindringen von Ölnebel in den Raum 21 verhindert.
Die Wand 24, mit der der Raum 21 an der Welle 1 anliegt, weist geringfügige Öffnnngen, beispielsweise Schlitze 25, auf, die einen Durchtritt des durch die Leitung 22 zu- geführten Gases gestatten. Das Gas tritt in Pfeilrichtung aus. Damit wird eine Sperrung gegen Eindringen von Staub aus dem Zerstäuberraum Z erreicht und anderseits gleichzeitig die Zerstäuberscheibe 2 gekühlt. In der Wand 23 können beispielsweise auch Bohrungen 26 vorgesehen werden, durch die das durch die Leitung 22 zugeführte Gas unmittelbar zur Kühlung auf die Zerstäuberscheibe gelangt.
Bei dieser Ausführungsform müssen durch die Leitung 22 erhebliche Gasmengen zugeführt werden, damit auch der Sperrgasstrom durch die Schlitze 25 erhalten bleibt. Der Raum 8 kann dabei gegen die Zerstäubungsraum offen sein.
Man kann das dem Raum 21 zugeführte, der Kühlung und Sperrung dienende Gas aber auch ganz oder teilweise vor der Zuführung zum Raum 21 zur Kühlung des Motors 3 und der äussern Lagerwandungen des Lagerraumes 11 verwenden. In diesem Falle ist in der Wand 6 eine Durchtrittsöffnung 27 und ferner eine Öffnung 27a vom Raum 8 zum Raum 21 vorzusehen. Selbstverständlich ist bei dieser Ausführungsform der Raum 8 gegen den Zerstäubungsraum abzuscliessen.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird an Stelle eines Elektromotors beispielsweise ein Wassermotor 28 zum Antrieb der Welle 1 verwendet. Ein Wassermotor hat den Vorteil der weitgellellden Regulierbarkeit der Tourenzahl. Bei dem Beispiel nach Fig. 2 sind zwei Kugellager 29 und 30 zur Lagerung der Welle 1 vorgesehen. Im obern Teil der Lagerung sind wiederum Labyrinthdichtungen 31 und 32 vorgesehen. Dabei mündet in den Raum 33 eine Leitung 34, die ins Freie oder auch in einen ölbehälter führt.
Durch diese Leitung 34 soll eventuell aus dem Antriebsaggregat 28 kommende Leckflüssigkeit, die durch den Schleuderring 35 von der Welle 1 abgeschleudert wird, abgeführt werden. Gleichzeitig wird durch die Leitung 34 ein Sperrgas, das durch die Leitung 36 dem Raum 37 zugeführt wird und das von dem Raum 37 über die Labyrinthdichtung 31 in den Raum 33 gelangt, abgeführt. Teile des zugeführten Sperrgases werden über die Labyrinthdieh- tung 32 in den Lagerraum 38 gelangen und dort zur Kühlung des Kugellagers 29 dienen. über die Leitung 39 wird das Öl zur Schmierung des Kugellagers 29 zugeführt, durch den Sehleuderring 40 ein Ölnebel gebildet, der in das Lager 29 gelangt.
Der Raum 38 enthält auch das zweite Lager 30, wobei un mittelbar über dem Lager 30 eine zweite Ö- zuführleitung 41 und ein Sehleuderring 42 vorgesehen sind. Die Wdle ist in Fig. 2 ge brochen gezeichnet, um eine verkürzte Darstellung der Lagereinrichtung zu gestatten.
Der Lagerraum 38 ist an seiner untersten Stelle ähnlich dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 an einer Ölabführleitung 43 angeschlossen. Der dem Raum 38 folgende Raum AO liegt wiederum an einer Entspannungsleftung 45, und der nächste Raum 46 wird wiederum mit einem Gas beschickt. Die Funktionen dieser Räume sind dieselben wie im Ausführungsbeispiel iiaeh Fig. 1. Die Zuführung des Spcrr- gases erfolgt jedoch bein Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 durch den Ringraum 47 über Bohrungen 48 zum Raum 46.
In einme zweiten Ringraum 49 werden Teile des zugeführten Gases abgeführt. Während der Ringraum 47 unmittelbar an die Lagerwandung anschliesst, somit das durch diesen Ringraum zugeführte Gas das Lager kühlt, stösst der Ringraum 49 an den der Zuführung der heissen, zur Troek nung verwendeten Luft dienenden Ringraum 50. Damit wird ein übermässiger Wärme übergang vom Ringraum 50 auf den Lagerraum verhindert. Die Leitung 51 dient der Zuführung des zu zerstäubenden flüssigen Mediums.
Die Zerstäuberscheibe 2 ist beim Ausfüh rungsbcispiel iiaeli Fig. 2 mit einer Ausnehmung 52 versehen, in welche über den Flüs sj gkcitszuführ-Vertcilrauin 53 und die darin angeordneten Ausflussöffnungen 54 das flüssige Aledium zugeführt wird. Durch die Schlitze 55, die in der an der Welle 1 anstossenden Wand des Raumes 46 vorgesehen sind, wird ähnlich wie beim. Ausführungsbeispiel iiaeh Fig. 1 ein Teil des zugeführten Gases ebenfalls der Ausnehmung 52 in der Zerstäuberscheibe 2 zugeführt und kühlt diese.
Durch die Öffnungen 56 in der Zerstäuberscheibe 2 tritt dann die zugeführte Flüssigkeit aus, wird zerstäubt und gelangt in den Bereich der durch den Ringraum 50 zugeführten, der Trocknung dienenden : Heissluft.
Durch die gezeigten Ausführungsbeispiele ist einmal ein vollständiger Abschluss des Lagers sowohl in bezug auf den Durchtritt von Sehmiermittel aus dem Lagerraum in den Zerstäuberraum gewährleistet, und anderseits werden durch die geschickte Führung des Sperr- und Kühllultstromes diejenigen Teile, bei denen die Gefahr des Anbrennen und Festsetzens des Zerstäubungsgutes besteht, ausreichend gekühlt.
Storage of the disc shaft on atomizing devices. The atomizer devices that are more widely used today, in which a liquid medium is thrown by a rapidly rotating atomizer disk against a stream of ice air and the liquid thus dried is obtained as a powder, make extremely high demands on the storage of the atomizer disk shaft. On the one hand, it is a natural prerequisite that the bearing as such is faultless, and furthermore, in view of the high number of revolutions of the shaft, any contamination must be kept away from the bearing.
On the other hand, in view of the fact that the aluminum materials to be atomized in the vast majority of cases do not serve human nutrition or are oil-sensitive, care must be taken that lubricant does not get into the atomizer chamber, since of course it does minor impurities would make the resulting powder unbrauellharden.
Finally, there is also the fact that the air currents used to dry the atomized, liquid medium must have a high temperature, which can easily lead to combustion of the medium to be dried and accumulation on the bearing body.
I) his brief explanations show the enormous difficulties that arise when mounting the atomizer shaft.
Now, however, seals on rotating shafts are known for the most varied of purposes, which for example seal off the pressures prevailing in turbines to the outside or also seal off rooms under fluid pressure from one another. However, in none of the hitherto edge uses it does not present such an accumulation of tasks which the storage must satisfy, as is the case with the arrangement of atomizer disk shafts in atomization drying systems.
The subject matter of the present invention is a mounting of the disk shaft on atomizer devices which, as the practical tests have shown, meets all the requirements mentioned at the outset for mounting high-speed atomizer shafts.
The bearing according to the present invention is characterized in that the shaft is mounted on at least one ball bearing and, in the direction of the atomizer disk, the storage space is followed by at least two mutually closed spaces, the partitions of which rest on the shaft, the storage space being connected to an oil inlet and outlet -Discharge line, the following space is connected to an expansion line and the next space is connected to a gas supply line and on the side facing the atomizer disc rests on the shaft with a wall that leaves openings for the gas passage,
so that the supplied gas accumulates in this space and serves to cool the edge area facing the atomizer disk and also to block both the passage of oil from the decompression chamber and the entry of dust from the atomizer chamber.
In the accompanying drawings, two exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown; it shows:
1 shows a section through the mounting of the atomizer disk in a first embodiment,
FIG. 2 shows a section through the mounting of the atomizer disk in a second embodiment.
The atomizer disk 2 is attached to the shaft 1. The shaft 1 is driven by any prime mover, for example an electric motor 3. The liquid to be atomized is fed to the atomizer disk 2 in a known manner through a line not shown here. The shaft 1 is supported in the housing 5 by means of the ball bearing 4.
The housing 5 is inserted into the container (not shown in more detail) which forms the atomizer chamber Z. The wall 6 forms the separation between the space 7, which is connected, for example, to the outside air, and the space 8, which already corresponds to the atomizer space. On the partition 6 or an adjoining cylindrical tube 9, a normal sealing mane 10 is first placed. The you Gangsmansehette 10 forms the upper limit of the space 11 in which the ball bearing 4 is located. The lubricating oil is fed to the space 11 through the pipe 12 and is atomized by a slinger 13 to form an oil mist which lubricates the ball bearing 4.
Immediately below the ball bearing 4 and also protruding into the space 11, another slinger 14 is provided, which hurls the oil mist passing through the ball bearing 4 against the oil discharge pipe 15, which also opens into the space 11. The space 11 is closed off from the shaft 1 with a seal, for example with a labvrinth seal 16, which essentially prevents oil from passing through to the next space 17. The partition between the space 17 and the next space 21 also rests against the shaft with a labyrinth seal 18, and a slinger 19 is provided directly beneath the labyrinth seal 16 of the space 11.
This centrifugal ring serves to throw any oil mist that may still have passed through the labyrinth seal 16 against the expansion duct 20. A pressure prevails in the expansion line 20 which is in any case lower than the pressure in the space 11 and also in the space 21 following the space 17.
A gas supply line 22 opens into the space 21. Gas, for example air, is supplied through this line 22, preferably under pressure, the temperature of which is in any case lower than that of the gas used for drying. This gas accumulates in the space 21 and will first cool the wall 23 facing the atomizer disk 2. On the other hand, however, the supplied gas will pass through the labyrinth seal into the space 17, which has a lower pressure than the space 21, and will be discharged through the line 20 together with the oil mist that may possibly pass through the labyrinth seal 16. This creates a blockage which in any case prevents oil mist from penetrating into space 21.
The wall 24, with which the space 21 rests on the shaft 1, has slight openings, for example slots 25, which allow the gas supplied through the line 22 to pass through. The gas exits in the direction of the arrow. This achieves a barrier against the ingress of dust from the atomizer chamber Z and, on the other hand, simultaneously cools the atomizer disk 2. In the wall 23, for example, bores 26 can also be provided through which the gas supplied through the line 22 reaches the atomizer disk directly for cooling.
In this embodiment, considerable amounts of gas have to be supplied through the line 22 so that the sealing gas flow through the slots 25 is also maintained. The space 8 can be open to the atomization space.
The gas supplied to space 21 for cooling and blocking can also be used in whole or in part to cool the motor 3 and the outer bearing walls of the storage space 11 before it is supplied to space 21. In this case, a passage opening 27 and also an opening 27a from space 8 to space 21 are to be provided in the wall 6. Of course, in this embodiment the space 8 is to be closed off from the atomization space.
In the embodiment according to FIG. 2, for example, a water motor 28 is used instead of an electric motor to drive the shaft 1. A water motor has the advantage that the number of revolutions can be regulated widely. In the example according to FIG. 2, two ball bearings 29 and 30 for supporting the shaft 1 are provided. Labyrinth seals 31 and 32 are again provided in the upper part of the bearing. A line 34 opens into space 33, which leads to the open air or into an oil container.
Through this line 34 leakage liquid possibly coming from the drive unit 28, which is thrown off the shaft 1 by the centrifugal ring 35, is to be discharged. At the same time, a sealing gas, which is fed through the line 36 to the space 37 and which passes from the space 37 via the labyrinth seal 31 into the space 33, is discharged through the line 34. Parts of the sealing gas supplied will reach the storage space 38 via the labyrinth wire 32 and serve there to cool the ball bearing 29. The oil for the lubrication of the ball bearing 29 is supplied via the line 39, and the Sehleuderring 40 forms an oil mist which reaches the bearing 29.
The space 38 also contains the second bearing 30, a second oil supply line 41 and a Sehleuderring 42 being provided directly above the bearing 30. The Wdle is drawn ge broken in Fig. 2 to allow an abbreviated representation of the storage device.
At its lowest point, the storage space 38 is connected to an oil discharge line 43, similar to the exemplary embodiment according to FIG. 1. The room AO following the room 38 is in turn connected to a relaxation vent 45, and the next room 46 is again charged with a gas. The functions of these spaces are the same as in the exemplary embodiment in FIG. 1. However, in the exemplary embodiment according to FIG. 2, the injection gas is supplied through the annular space 47 via bores 48 to the space 46.
In a second annular space 49, parts of the gas supplied are discharged. While the annular space 47 directly adjoins the bearing wall, so that the gas supplied through this annular space cools the bearing, the annular space 49 abuts against the annular space 50, which is used to supply the hot air used for drying on the storage room prevented. The line 51 is used to supply the liquid medium to be atomized.
In the embodiment example in FIG. 2, the atomizer disk 2 is provided with a recess 52, into which the liquid aluminum is fed via the fluid fluid 53 and the outflow openings 54 arranged therein. Through the slots 55, which are provided in the abutting wall of the space 46 on the shaft 1, is similar to that of. Embodiment iiaeh Fig. 1 a part of the supplied gas is also supplied to the recess 52 in the atomizer disk 2 and cools it.
The supplied liquid then exits through the openings 56 in the atomizing disk 2, is atomized and reaches the area of the hot air which is supplied through the annular space 50 and is used for drying: hot air.
The exemplary embodiments shown ensure complete closure of the store both with regard to the passage of Sehmiermittel from the store room into the nebulizer room, and on the other hand, the skillful guidance of the blocking and cooling current are those parts where the risk of burning and sticking of the atomized material is sufficiently cooled.