DE1287916B

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Publication number: DE1287916B
Application number: DENDAT1287916D
Authority: DE
Priority date: 1964-01-21
Publication date: 1969-01-23
Also published as: NL6500678A; BE658534A; SE308854B; CH422041A; FI41335B; GB1050746A; DK113222B; ES308347A1; US3326607A

Description

1 2

Die I riiiuiiing bezieht sich auf cmc Vointhlung einfache Weise ohne schwierige Dichlungsproblenic

the einem I lussigkcilsstr.ihl hohe Geselnvmdigkciie» und um gutem Wirkungsgrad Geschwindigkeiten

erieift. woduich u fähig wird Stoffe vcrsehicdenci von 1 lussigkeitsstrahlen odei I hissigkeitsiropfen zu

ArI zu zerkleinern erreichen die genügen, um ζ B harte (jcsiemsarten

I s ist seit langem bekamt) zur /eikkmeriiiig von s und ähnliche Stoffe die von tier I lussij'kcil getroffen

!■»seien GtbirgsaiUn sowie von I rd und S.iml werden bcieitsduiehdcndu 1 his> ii'kutsgesthw indig

schichten Hussigketlssirahlen und zwai m der Kegel keil entsprechenden hydrostatischen Obern\ichen-

W asserstralilen /u verwenden Man hu .tuch schon druck /u zerkleinern Außerdem sollen die Hussig-

\orgcschlagen sich zum gleichen /weck I uftsii.ihien kcitsstrahlen aiißersi rasch über die zn bearbeiientle

zu bedienen _|O Materialoberllaclic bewegt werden, so i\aL\ der gleiche

1 s wurde ferner veisudit nut Hilfe \on uniei sehr Abschmit tlei Oberfläche wiederholt von der 1 lussig-

hohem Drutk stehenden Wasserstrahlen bzw Wasser- keil bcaufstlilagt und sonnt innuh.ilb sehr kurzer

strahlen von sehr hoher Geschwindigkeit auch härtere /eilintervallc oftmals belastet um\ dazwischen immer

Gesiemsm ι ssen zu zerkleinern Die hohe (r schwin- wieder entlastet wild I ine solche tie.auspruchuugs.irt

digkeil der Wassusti.ihkii wird dabei d.idunJier/eugl _ls bewirkt ein wesentlich Ivsseres Abtragvcr motzen im

dall Wasser unlcreniem mit 1 hlfe von I locluli iiikpum Vergleich mil einem kontinuierlichen Strahl, tns-

pen erzeugten Druck durch emc Düse aussiroml besondere bei sprödem Material wie I elscngcstein

Hochdruckpumpe!) fin Wasser sind dei zu! fm Diuekc u dgl Schließlich wird mil der 1 rlindung angestrebt,

his/uelwa UKK) kgycur im Handel, w.is einer W.issei i\.\ü das /\i bearbeiientle Material nicht nur dem

geschwindigkeit von etwa 420 bis 4M) in s entspricht _2O der I htssigkeHsgeschwiiuiigkeil entsprechenden hy-

Punipcn können zwar theoretisch fur noch höhere drostatischen Druck ausgesetzt wird, sondern auch

Drucke gebaut werden, doch wachst das Dichlungs- den ohenei wähnten durch Stoße verursachten weit-

problem bei zunehmendem Druck, uiul es ist fraglich aus gioßuen Beanspruchungen

ob man fur die praktische Verwendung ausreichend Die Voirichtung gemaft tier 1 rlindung besteht aus

robusle und betriebssichere Wasserpumpcn fur wescnl- _ltl einem Rolor, der mil hoher Geschwindigkeit in

hch höheren Druck als HKX) kg cnr derzeit ubcth.uipl Umlauf versetzt wird und mit radial gerichteten

bauen kann |-s scheint, daß bei Vorrichtungen dieser Kau.ilen ausgestattet ist,die in Düsen von beträchtlich

Art die /erkleinening von harten Gesteinen mn kleinerem Durclillußiiuerschniit, als ihn die Kanäle

1 iilfe von Wasserstrahlen allem nicht reaiisicrb.tr ist, haben, enden Dabei können die Düsen radial, tangeii-

ueilden Wasserstrahlen Schleifmittel zugesetzt weiden _lo dal oiler axial gelichtet scm

müssen, um dadurch das Gestein aut/uschcueiu Die I rlindung hasten auf der 1 rkennlnts. da(A.

Bei allen vorhekaunlen Vorrichtungen zum /er- wenn eine I liissigkeit veranlaßt wird, radiale, in

kleinem von Material durch Beaufschlagen mit einem einem mit hoher Geschwindigkeit umlaufenden Rotor

I lussigkeilsstrahl bedient man sich eines konlmuier- angebrachte Kanäle zu durchströmen, und weiterhin

liehen Strahls, der sich relativ langsam uher the be- _lS veranlaßt wird, aus diesen Kanälen durch radial,

aibeitetc MalcrMlohevllache bewegt D₁Is Material tangeiUi.il oder axial gerichtet Düsen von beltaehl-

uird dabei einer langsam .tiisleigcntlen und ahnch- hch geringerem Durchilußqiierschnilt als dcmiemgen

inenden Beanspruchung unterworfen, die maximal der Kanäle hindurchzullicßcn, dctarl hohe Slr.ihl-

auf den der l-hissigkeilsgesehwimligkeil entsprechen- geschwindigkeit en ent stehen, ti.iß praktisch [ctler

tkii hydrostatischen Druck ansleigl Is isl jedoch ₄o bekannte Werkstoff nut Hilfe solcher Sliahlen zer-

auth bekannt, daIi praktisch alle Alten von festen kleinen weiden kann

Stoffen zerkleinert werden, wenn sie von einzelnen Wie aus tier nachstehenden Beschreibung hervor-1 lussigkeUslioplen mit genügend hoher Geschwindig- gehl, ist hei der crhndungsgcmaßen Voi Meinung die keil getroffen werden Diese I rschemung tluiftc zuerst Bewegungsiichlung tier einzelnen I lussigkcilsieileben bei IVIlonlurhinen fur große I allhohen praktische ^s so. dall die Stiahlen die zu bearbeitende Material-Bedeutung erlangt haben, wo.ml GiiiikI ties sogen.inn- ohcrllatlic quer und in Γοπιι von sep.it.ilen 1 ropfen (en » I lopfenschlages« Materialschaden auftreten (reffen Das I losionsveimögen und die 1 ahigkeil tier Mau hat sich dies uiuei anderem bei den hcLmnlui /erkleinening von Stoffen hoher I esiigkeit wird auf sogenannten » I lopfcnsehlagverstiehen« zui Pi lifting (iiuiul tier durch Stoße hei vorgctulcnen höheren tier Widerstandsfähigkeit ties MaleiiaK gegen kavi-'so Be.iiispiiichungen wesentlich vcibcsscrl
tJlioii zunutze gemacht wo Piobcslucke ijuet durch Weileie Merkmale und Voi teile tlei I ifintlung einen koiil ι niiici liehen W.issct strahl gesch Ligen wer ei geben sich aus dei nachstehenden Beschieibung ilen, der selbst mir geringe < leschvtimhgkevt hai Wah- von inehiercn in ilen schema tischen Zeichnungen icnd der letzten !.ihre hai die I inwirkiing von Regen daigeslclllcn Aiisfuhruiigshcispicleii
ttopfen auf 1 lugzeuge mit hoher (tcschwniiiigkeil is I ι g I und 2 zeigen eine Ausfülltimgsloitu dei und auf b.ilhsiisclie Pio|cklik ti dgl gioße Beden Vomchluniz nach tict I ι !indium in Diaiilsietti und lung erlang!, und m diesem /iisaimutiihang winden im Qiicischmii.

zaiilrciehe \ hitersuthungcn uiut I οι schlinge η an- I ι g ΐ bis 7 zeigen verscbiedi nc Anonlnnngen und

iiesiclll Is daif .ils eintlciitig kslsichuul a miese heu Aiisbilduugin dei Düsen,

werden ti. iß das /eikleiucm ciiicsduitli einen 1 lussig f«i I ig S bis Il sind Skizzen du il.izu thciitu das

kcitstiopfen mil hoher (icstlmindigkeil gcliolleuen I rfiudimgspimzip klarzulegen

Maienais haupls.ithlich tlurch SioHkialte veiirisatlil I ig I ^Λ und Π geben eine Maschine nach dei

wnd du- äußerst kurzzeitig spt/ilisehe Malt rial 1 rlindung zum Bob ι cn von t uniiels wicdt ι. und

hi.iiispiiu Innigen iKWirken du bctleuluul gioßei zwai in Stilen- um\ m Slirnansithi

siiul als |cne Bcatispiuetiuiigeu the tlutch den der '.·>, I ig I I Ia(U emeu led tier Maschine nach I ig 12

< icstliwtndigkeii dt ι Wasserliopfen cnlspuehcndtu in veigioßeilcm Maßslab erkennen,

liyiliostahsthtii Diutk veiurs.itlii wcitlen I ig IS /t ig) eine /erkleineuingsinaseliiiic mil den

Dei I ilititlung hegt the Aufgabe /ugiuiuk ,ml Meikmakii tlei I rfmdiing. und

3 4

t ig lfi gibt cmc weitere Ausfiihrungsform cmci I ig !0 \ou der Seile ιπκΙ 1 ig Il .ils ni.iufsiclit

^rliudungsgemalien Zerkleinerungsmaschine w icilci gezeigt sind

[)tc Ι·"ίμ. ί und 2 lassen erkennen, d.iii die Vor- Wenn bei umlaufendem Koior I lussigkcii über

richtung iius einer Rotorscheibe I von im wcsent- die Leitung S zum Kanal 5 zugeführt wird, so bewirkt

1,J)L-Ji gleicher Festigkeit bcsiehl. die mittels einet -, die Zentrifugalkraft das umpressen der Flüssigkeit

Welle 2 in einem I agergehiiiise 3 mti I agem 4 ge- m die Kanälen und von dori ihre Weiterleitung in

l.iiH-rl isl. lan /cnlraler Kanal S führt /um Mittelteil die Du sen 7 Da der Diisenbolmingsquerschnitt we-

ttc·» Rolors entweder entlang der Acli.sc der Welle 2 sent hch geringer isl als dei Queisc hmtt der Kanäle 6.

(uki. wie gezeigt, von der entgegengesetzten Seile wird in den Kanälen ein Flüssigkeitsdruck erzeugt.

Jci Rollscheibe her milick einer Leitung H Von _IL) der progressiv mit der Fnifermnig \on der Mille des

dem zentralen Kanal S aus erstrecken sich radiale Rolors zunimmt. So ist es möglich, einen wesentlich

Kanäle 6 von geringem Durchmesser im wesentlichen erhöhten Druck \or den Düsen /u er/ieten. wodurch

radial nach außen /um Umfang des Roiors. wo sie die Flüssigkeit mit hoher Geschwindigkeit ausströmt,

πι Strahldüsen 7 enden, die wesentlich geringere Unter Vernachlässigung des Gescliwindigkeilsver-

OiiicliduÜquersclinilie tuben als die Kanäle 6 ttci _IS lusles in der Strahldüse (ungefähr 2 his 4"„| rsl nach

der Ausfiihrungsform nach I'ig. 1 und 2 sind diese den bekannten (iesel/en klar, dall die AustluMge-

Sirahldiisen radial gerk'hlet. sehwmdtgkeit gleich der Umfangsgeschwindigkeit der

1 ι g. 1 bis 7 /eigen verschiedene Ausbildungen Düse um die Rotormilte lsi

der Strahldüsen. (■' i g. ί gibt eine radiale Süahldiise 7 Die absolute Teilchengcsclnwudigkcil im lliissig-

wicder, die nut Gewinde im Fndedo. radialen Kanals 6 _1U keitsslrahl ergibt sieh aus dci AusHutigesch windigkeit

hc lest igt ist unil eine Bohrung 9 aufweist, die nach aus der Düse und der Umlaufgeschwindigkeit der

«itjswarls stetig /u einer Bohrung von beispielsweise Dii.se Wenn die Diisennchlung radial isl (l^;ig. 9).

2 mm Durchmesser oder weniger abnimmt. isl die absolute Tetlchengeschumdii'keil der Flüsstg-

In Fi g. 4 isl das iiuUcre Fndedcs radialen Kanals 6 keit etwa gleich der Umlaufgeschwindigkeit der

durch einen Gewindcslopfen 19 verschlossen Des ,_s Düse mal der Quadrat wurzel von 2 De ι gleiche

weiteren isl auf einer der Seilen der Rolorscheihc Wert wird er/iell. wenn die Düse axial, also parallel

cmc .senk rech I /um Kanal 6 verlaufende Bohrung 20 /ur Rotorwelle (Fig. K), })) gerichle! is). Wenn the

voigesehen, in der eine Düse 7' ähnlich der Düse 7 Düse tangential /um Unilaufkreis tier Düse und in

in Mg. 3 eingeschraubt ist. Drehnchluug (F ig. 8) gerichtet ist, dann ist die

Bei den Ι-'ι g. 5. 6 und 7 ist der radiate Kanal 6 ₁₀ absolute I eilchengeschwindigkeit die Summe der

ebenfalls durch einen Ciewindcstopfcn 21 verschlossen Aiisllul-tgeschwindigkeit und der Umlaufgeschwindig-

l'm im wesentlichen ta eigen ira lcr Kanal 22 rsf senk- keil

recht /um Kanal 6 an einer Ausnehmung 23 am Rand Der maximale hydrostatische Oberllächendruck,

der Rotorscheibe 1 gebohrt, in dem eine Düse 7" der durch den Strahl er/eugl wird, wenn er auf eine

von im wesentlichen der gleichen Bauweise wie die is feststehende Prallllache aultnltl. ist propoihonal dem

Düse 7 vorgesehen isl. Quadrat der absoluten Teilchengeschwindigkeil. d. It.,

Obwohl die Düsen in den ΙΊ g. 1 bis 7 radial, dieser Druck \sl 2- bis 4mal so groß wie der, der der

tangential und axial verlaufend wiedeigegeben sind. Umfangsgeschwindigkeit des Rolors entspricht

is! es ohne weiteres möglich, sie in jeder beliebigen Da die Bewegungsrichtung tier einzelnen Fhissjg-

aiulereu Richtung verlaufend anzuordnen, wenn (.las _(υ keilsleilchen eine andere ist als die I ängsrichlung

für bestimmte Anwendungsgebiete ei wünscht sein des zusammenhängenden Fliissigkeilsstrahls. wird

sollte. dieser die Piallfläehe in der Querrichtung treffen, oder

Der Rotor der F ι g. I und 2. der mil Düsen gcmäH der Strahl wird sieh in ! lussigkeilslropfen aufteilen.

Γ [ g. .Ϊ bis 7 oder ähnlichen Düsen bcMiick! (si. kann die ein/ein die (Viii !(lache irelTen Dad ti ι cd werden

mil Hilfe von in den Zeichnungen nicht dargestellten 4s durch SlolA auch erhebliche höhete lieanspiuchungen

Mitteln mit hoher Umfangsgeschwindigkeit. /.B 111 der Prallllache hervorgerufen als die durch den

der Größenordnung von 5(K) m |c Sekunde odei mein, hydiostatischen Druck entstehenden Beaiispruchun-

/uni Umlauf gebracht werden. So kanu beispielsweise gen. Bisher lsi es aber noch mehl möglich gewesen,

cm Motor oder eine Turbine direkt mit der Welle 2 clic durch den Stoti hervorgeiiifeiieii Beanspruchungen

verbunden sein. Die Welle kann auch mit einem s<> Ai berechnen

/ahnrad, einer Riemenscheibe ihI dgl veisehcn wet- Die Berechnung fur einen Wasseistrahholor wird

den. um i'ilicr Zahnradgetriebe. Riemeniiansiuission nachstehend zusammen mit einigen Beispielen ge-

od. dgl. angetrieben /u werden zeigt Die Diisennchlung wird als tangential /um

Dies wird im einzelnen in Veibindung mit den Dretikieis angenommen und mit den Düsen in der

nachstehend gezeigten Ausführung\foiincn daigcstelll -,s Dreh ι ichtuiig gerichtet nut Ausnahme von Beispiel .V

D)C Wnkling des Rolors und nun uniei lle/iig- v\ο die Düsen axial verlaufen. Ähnliche Berechnungen

nahmeauldic l'ig. S bis Il eiLinieri.diesLliemaiiscli litt andcie Beispiele können leichl auf Grund der

die Bewegung der aus den Düsen hei a iisgesch !einleiten gegebenen Beispiele durchgefühlt w ei ilen

f lussigkcUsteilchen uiedeigeben In diesen I iguieii Wenn dei Abstand von den DusenoHnungen /ur

κι mii 25 ein Kreis iKveichnct. aiii dem die Düsen u. Roloi mitte mn /■ Meiern und die Uml.iulgeschwindig-

umtoüfen l'icile 26 sollen die BeHciiiingsncliiiing keif des Ki>lt>is nut n t IpM bc/ocliriel und. dann

der einzelnen Teilchen andeuten, wählend Kui\e 27 ist,die Umlangsgeschwiiuhgkeit tier Düse
den koutmuicilichcn Strahl darstellt I ig S bezieht

sich auf eine langcniiale Anordnung ilei Düsen. ⁷ " ' _s

i'enau wie in l-'ig. S Ins 7. l^;ig.^l* bezieht steh aiii <<■* .Ul
tine rat t ta ie Anordnung der Düsen getn.iM i ig I bis t

«..l.iciHl Ι· ι μ Kl uiul Il cnu· :ιμ.ιΙι· Ληο,,ΙΐΗ,ι,μ da _uo|,_c| . .. , _s ^. _WmWil,,^_lnm,_UAal , , _rsl

nuseii geinall T ig. I /um (ici'iiistand haben, wobei ^l(1

Die hydrosiaiisclie Druekhöhe dei Flüssigkeit \ni den Düsen belriigl

-U ~!l

(i| - Schwerebeschleunigiing in m s²).

Da für Wasser IO m Fl. S. (WS) [^J isl. ergibt

sich ein h>drostauscher Flüssigkeitsdruck \oi den _IU Düsen von

IS

Die AtisHul.tgeschuiiidigkcii des Wassers wild

,, = Wirkungsgrad der Sirahldüse, der nachstehend gleich 0.96 angenommen wird.

Absolute FHissigkcilsgesehwindigkcil im Strahl

C = IM Γ = Il τ ι' ■ Κ = l.% ' Ii 111 S .

Der Strahl kann einen hydrostatischen Oberflächendruck von

3.84 V₁
'' ⁼ 20, ^kBcnr

er/cugeii. Ausflußmenge Q — !()« · 11 ■ .4 dm¹ s. wobei .f = gesinnter Aiisflußc|uerschnilt der Düsen in Quadraide/imeter Leisiungsbedarf

Q-y c² _ \M2Q-ytr
2ί/-75·_ί( ~ 75 If₁

PS.

14(KK)
30

587 m s.

SK7

;/ - % = 17MXImIlS..

,. = ^}MX™^V =6750 kg cm².

Q = 10 ·«).%■ 5X7 -²^ =0.22. dm' s.

1.92 ■ 0.221 ■ 587²
75 · 1/ · ',

199

Wenn die Rotorachse senk rech i lieg!, wird ein waageiechtes Slralilfeld er/iell. Hin fesler Punkt im Sirahlfeld wird 2 ■ 14000/60 = 467mal je Sekunde durch einen Stiahl gelroffeii. Wenn man ein Teilchen frei durch das Slrahlfeld fallen liißl. beginnend an einem Pimki 2 ein oberhalb tier Slnihlebcnc, dann würde seine Geschwindigkeit durch das Feld

I 20- 2 · 1000 g = 628 mm/S.

betragen, und das leuchen muli kleiner als 628 4()7 - 1.35 nun sein. 11111 eine Chance /u haben, durch da ¹^ l'eld /u lallen, ohne von einem Strahl getroffen /u werden

Beispiel 2

Dieses I!eispicI soll /eigen, welche Oberflachcndriicke durch direktes Kuppeln eines F.leklromolors mil 3IH)O UpM an den Rotor er/iell werden können.

Der Umlaufradius der Strahldüse isl 0.5 m.-16 Düsen von 0,5 mm Sl ruh !durchmesser sind vorhanden, was 16-0.1% nmr entspricht. Die Drehzahl des Motors beträgt 3IHMHJpM.

v\obei // der Wirkungsgrad der Encrgieuinsel/ung isl, der die Ventilationsarbcil des Rotors, die Verluste , in der Kraftübertragung und andere Reibungsverluste berücksichtigt.

Beispiel I

Umlaufradiiis der Strahldüse 0.4 m. Zwei Strahldüsen sind diametral entgegengesetzt zueinander angeordnet. Wasserstrahldurehinesser 0.5 mm. was einer Qucrschnitlsnächc von 0.196 nmr entspricht. Rotordrehzahl 14(KX) upM. Der Rolor besteht aus _; vergütetem Chromnickelstahl. Die Düsen sind aus Hartmetall hergestellt, das ungefähr 2000mal verschleißfester ist als gehärteter Suhl.

■ 3(HX)
30

•0.5 = 157 m/s.

= 125OmFLS..

Q = 10 -0.96 ■ 157- "_|(H^" = 0.473 dnrVs.

Λ =

1.92 -0.473 ■ I57²

75 ■ u · ,,

30

VS.

PS.

Durch lirhohen des Umlaufradius der Strahldüsen ist es möglich, beträchtlich höhere Oncrdächcnd rücke 7ii erreichen.

Beispiel 3

In diesem Heispiel soll der Oberflächend ruck berechne! werden, wenn der Rotor mil Düsen versehen ist. die axial im Verhältnis zur Rotorachsc gerichtet sind.

Fs wird angenommen, daß der Rotor zwei axial ausgerichtete Düsen hat. die diametral angeordnet sind, und zwar in einer Entfernung von 0.6 m vom Mittelpunkt des Rotors. Ein Slralildurchniesser von I mm ergibt eine Querschnilifliichc von 1.6 mm² für zwei Strahlen.

Rotordrehzahl = StMX) UpM.

Die Umlaufgeschwindigkeit der Düsen ist

u = ⁷ 0.6 = 5(X) m s.

Die hydrostatische Druekhöhe vor den Düsen isl // - ^^X)~ = 12 75Om H. S.

Die Auslluligeschwindigkeil
ί = 0.% ■ 5(X) = 480 ms.

Πιο absolute I liissigkeitsgeschwindigkeil wird in Die Rotorwelle 33 und die Motorwelle 36 hegen

.diesem KiIIl horizonial Her Rahmen 42 InK vier Räder44 von

denen |i.WLiIs /wti mil einem Schneckenrad in einem

( = \ u²· \ ι² - 1 48O¹ 4- SOO' - 690 ni s Schneckciiiatlgeii lebe 45 kombiniert sind dLssen

s Sthmckc von einem Motor 48 aiigtlnLben wird IXi Rotor ist von einer Sehnt, IniubL 46 umgeben

und der maximale h\diostatische Oberflaeliendiuek die nur vorn in der StrahlriLhlung offen ist
wild Wasser fur den Rotor wird durch ein Rohr 41

09O¹ _Ί , heiangLfiilirl d.is silIi durch die hohle Motorwclle 36

'' ~ 2Oi/ ⁼ -44 1KgLiIi _{io u|ut} J₁^ (_JLlr,_chcgchausL 38 erstreckt und dann um

das (jLlnebegchause herum verlauft, um mit der

Oil Aiislludniciige hohlen Rotorwelle 11 \crbunden zu werden, wo

eine Abdichtung durch eine Stopfbuchse oder eine O ^ in 480 ' ^f) = 077 dm¹ s ähnliche Einrichtung er/iclt wird

MNKXi i_S IXr Wasserstrahlrohr kann beispielsweise mn den

technischen I in/elheilen nach Beispiel 1 ausgeführt IXr 1 eistungsbedarf wild in diesem fall sein ti Ii

Umlaufradius der Strahldüse 0,6 ni,

η ₍2 0 77 f,9()2 T<;o zwei axial gerichtete Düsen von 1 mm Strahl-

N ~ ι 'η^ = 7s "> ~ PS ²⁰ durchmesser,

'' '' '' Umfangsgeschwindigkeit der Düsen 500 m/s,

Die W.isscrsluhlcn bilden cn Inchlcrform.gcs w^S°^IU'^C, ' '»--'ßkcilsgcschwindigkcil ^mK

SlMhIfJd ko.,x,..l Un₁ clic ini.igm.,rc Verlängerung ™^m£^c ^dc.^s ^""^"ηΓΊ . oT ,^B '

der «oloMehsc (I in,™ 28 in I- ι g IC» „ l-eislungsbcdjrf 2S() PS plus der Reibungsjrbcil

Wie \orsteliend gezeigt, ist es mit der hier be Die Wasserstrahlen bilden em trichterförmiges

schncbenen Vorrichtung möglich Wasserstrahlen zu Sirahlfeld um die Verlängerung der Rotorachsc

erzeugen die /ti sehr hohen Obcrfljchcndrucken (I niien 28 in I ι g 10)

rühren wenn sie auf eine feststehende I lache auf I alls die Maschine mit dem Rotor gegenüber treffen Der maximale hydrostatische Oberflächen- ₁₀ einer senkrechten Gesteinswand angcoidnet und an-

druck ist der gleiche, gleichgültig, ob die Oberfläche gelassen wird, ergibt sich folgende Wiikung

von einem kontinuierlichen Strahl oder einem ein/igen Die Wasserstrahlen beschießen die Gcslcnuwand

Wasscrleilchen getroffen wird Fs ist lediglich die nut einem maximalen hydrostatischen Obcrflachcn-

IXiucr des hjdrostattschen Obcrflachcndruckes die druck von 2440 kg cm² Da alle Gesteine cmc Drucknn letzteren I all geringer ist Im letzteren 1 all treten is festigkeit haben, die wesentlich geringer ist als der

auch durch Stoßwirkung Beanspruchungen von sehr genannte spezifische Obcrfiachcndruck (bei Granit,

kurzer Dauer m der getroffenen Mache auf. die einem der härtesten Gesteine, schwankt die Oruek-

crhehfich hoher sind als die durch den hydrostatischen " ' ~

/\i η ι ι ti . . Γ ι\ ■

Die Rotorwelle 33 ist mit einem Zahnrad 34 \er

C] JV IIVII Vl I. 1 V . 1 V.. 1 4 '»* IllllllVkWIIilU IV >"*' VI"»I.VV"*1 III.Λ VIV IVH ■■ IHUIkPh)I U^t ι·ιιι,%.» ■»»·,,■»■■··»■■·■». |V ■_»»» iivilHlbl

eine axiale Bohrung 39 um Wasser zu den radialen entspricht Das Verfahren kann mit Vorteil automali-

Rolorkanalen 40 7U führen, die mit den Düsen 32 (<o sierl werden Das zerkleinerte Gestein wird stetig

in Verbindung stehen Der Motor 37 ist auf einem abgefordert beispielsweise durch einen Kral7fördcrcr

•txi.il beweglichen Rahmen 42 angeordnet Das Ge- 47 wie er mi ig 12 angedeutet ist

triebegeh.uise 38 mit dem Rotor 31 kann um die Durch Drehen des Motors des Zahnradgehauscs

Motorwelle36 umlaufen und ist im Rahmen 42 ge- mit dem Rotor und den dazugehörigen Teilen um

lagert 1 in getrennt angetriebenes SchneLkenrad 43 <><» ¹X) auf dem Rahmen kann der Rotor die Felswand

ist vorgesehen um das Getriebegehäuse 38 mit dem beaibcilLn wahrend die Maschine parallel 7U ihr

Rotor 31 langsam um die Motorwelle /u drehen fahrt Auf diese Art und Weise ist es möglich, einen

wählend dei Moloi 17 den Rotor 11 antreibt 1 unnel oder une'ii Mergwerksstollen zu verbreitern

909 504 1740

Die Maschine ha! cine beträchtliche Lcislung unO zusätzlich noch die folgenden Vorteile.

1. Der Transport des losgebrochenen Gesteins wird vereinfacht, da es direkt in Pulverform anfällt. Auf diese ArI und Weise kann es weggepumpt werden, wenn eine gewisse Menge Wasser vorhanden ist, die ebenfalls abgeleitet werden soll.

In diesem Zusammenhang kann erwähnt werden, daß der Transport in vielen Fällen 95°/» aller Arbeiten im Bergwerk ausmacht.

2. Bei praktisch allen Bergwerksarbeilen wird das gewonnene. Erz enthaltende Gestein einer Isolation unterzogen. Zu diesem Zweck muß das Material durch Quetschen und Malen zerkleinert werden. Das neue Verfahren nach der Erfindung '5 führt zu einer Pulvcrisicrung des Gesteins, die so gut ist, daß das Material direkt ohne jegliche weitere Zerkleinerung der Flotation unterworfen werden kann.

X Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist nicht zu besorgen, daß große Risse im Fels gebildet werden, wie das beim Sprengen der Fall ist. Was die Gefahr eines Bergrutsches herbeiführt und zusätzliche Arbeiten notwendig macht, mn lose Felsen vom Hangende des Bergwerks oder ^2<i Tunnels zu entfernen.

Aus obigem ergibt sich, daß die Vorteile des erlindungsgemäßen Verfahrens außergewöhnlich sind und daß das Verfahren für den Tunnelbau und das Bergwcrkswescn wichtig ist.

Fig. 15 zeigt schematisch eine Vorrichtung zum Zerkleinern von Material gemäß der Erfindung. Die Maschine hat einen Rotor 51 mit radial ausgerichteten Düsen 52, der auf einer senkrechten Welle 53 an- js geordnet ist. Diese Welle ist in einem Maschinenrahmen 54 gelagert. Eine Zufuhreinrichtung aus einem inneren, schräg aufwärts verlaufenden Kegel 55 und einem äußeren, schräg abwärts gerichteten Kegel 56 ist über dem Rotor angeordnet, so daß der Spalt 57 zwischen den Kegeln koaxial mit dem Rotor 51 liegt und geringfügig außerhalb der Rolorperipheric und dicht über der Ebene der Düsen 52 angeordnet ist. Das zu zerkleinernde, mit 58 be/eiehneie Material wird durch den Ringspalt 57 geführt und von den die Düsen verlassenden Flüssigkeitsstrahten zerkleinert.

Kine weitere Λ usfiihruftgsforin ei ties Zerkici nerungsgerätes nach der Erfindung ist in Fig. lf> gezeigt.

Hei dieser Ausführung h;il die Vorrichtung einen y> Rotor 61, der axial angeordnete Strahldüsen aufweist und in einem Rahmen 62 gelagert ist, der den Antriebsmotor 63 umgibt. Ein äußerer Behälter 64 steht in abdichtendem Eingriff mil dent Rahmen 62 und weist ein Ausiaßrohr65 auf. im oberen Teil des .^ Behälters 64 sind ein innerer Behälter 66 uiut ein zylindrischer Mantel 67 angeordnet, der aus im Absland voneinander liegenden Roslsläbeii besieht. Durunter befindet sich ein slunipfkcgcliger Mantel 68. wobei die genannten Teile koaxial /um Rotor 61 <*> liegen. I-nllang der Achse des inneren Behälters erstreckt siel» ein Wasxcrzu leitungsrohr 6¹J für den Rotor 61 sowie ein verschiebbares kegelförmiges Bodenventil 70 für den Behälter 66. wodurch die Zufuhr des zu zerkleinernden Materials 71 gesteuert f»s werden kann. Das Material wird auf den Urntang des' Rotors am unteren kleineren Ende des stumpfkegeligen Mantels 68 geleitet. Die axialen Düsen des Rotors sind beispielsweise in drei verschiedenen Entfernungen von der Rotorachse angeordnet und bilden ein konisches Strahlfeld, das eng von dem Mantel 68 umgeben wird. Das vom Behälter 66 zugeführte Material wird in dem Strahifeld zerkleinert und wird von den Strahlen entlang dem Mantel 68 mitgenommen und schlägt gegen die Roslstäbc des zylindrischen Mantels 67, zwischen denen Wasser und fein genug zerkleinertes Material zum äußeren Behälter 64 hindurehströmen. Das grobe Material läuft weiter zur oberen Wand des Behälters 64, der zwischen dem Behälter 66 und dem Mantel 67 eine ringförmige abgerundete Ausnehmung 72 hat. Dort wird die Bewegungsrichtung umgekehrt, und das Material kehrt zum Strahifeld zurück, um einer weiteren Zerkleinerungswirkung unterworfen zu werden.

Eine solche Vorrichtung eignet sich besonders gut zum Zerkleinern zäher Werkstoffe, wie etwa von Holzspänen, die in Fasern mit geringerer Gefahr des Zerbrechens der Fasern selbst als in anderen Geräten aufgespaltet werden können. Das Wasser kann dabei bis über HK) C erhitzt werden, da das System geschlossen ist und überalmosphärischen Druck aushalten kann.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Zerkleinern von festen Stoffen mittels Flüssigkeitsstrahlen, gekennzeichnet durch einen mit hoher Geschwindigkeit umlaufenden Rotor mit radialen Kanälen, die an der Peripherie öcs Rotors in Düsen von beträchtlich geringerem Durchflußqucrschniii münden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen radial gerichtet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen tangential gerichtet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen axial gerichtet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Zufuhreinrichtung, die das Mahlgut dem Rotor an seiner Peripherie ringförmig zuführt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß der mit axial gerichteten Düsen aiisge.siallete Rotor tun eine .senkrechte Achse umläuft und von einem dem Strahlenkegel entsprechenden konischen Manld umgeben ist. der nach oben zu in eine nach innen gerichtete, ringförmige Umlenk fläche ausläuft.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die ringförmige Umlenklläche mit ihrem Innenrand an den Außenmantel eines /enlralen konischen Aufgabebelialters anschmiegt, der in ilen konischen Mantel des Slrahlcnkcgels hineinragt.

S. Vorrichtung nach Anspruch 4 /um Abtragen von Gestein im Tunnelbau, in Bergwerken od. ιΐμ!.. dadurch gekennzeichnet. dnW der mit axial ivrichteieii Düsen ausgestaltete Rotor mit waagerechter Welle umläuft uikI auf cittern fahrbaren U all men angeordnet ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen