DE1475182A1

DE1475182A1 - Rotationszerstaeuber fuer Einrichtungen zur Verbrennung von Kohle/Wasser-Suspensionen

Info

Publication number: DE1475182A1
Application number: DE19661475182
Authority: DE
Inventors: Merten Dipl-Ing Heinrich; Schwarz Dr-Ing Ottmar
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1966-06-22
Filing date: 1966-06-22
Publication date: 1969-02-06

Description

U75182

PAT BN T ANIW ALT β _den ^ _<e Dr. Andrejewski (26 31/)

Dr.-Ing. HoBko
43 Bswa, Kettwiger Str. 30

TeWo. 225602/03

Patentanmeldung I

der Firma Bergverkaverband

GmbH« kj Essen - Kray Dortmunder Straße 151 ä

"Rotationszerstäuber für Einrichtungen zur Verbrennung von Kohle/Wasser-Suspensionen"

Rotationszerstäuber sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt und bestehen in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus dem Gehäuse und dem Sohlauderaggregat mit Antriebsmotor. Dabei ist das Schleuderaggregat im allgemeinen aus einem Schleuderbecher oder aus mehreren konzentrischen Schleuderbecher (im folgenden kurz als Schleuderbecher bezeichnet) mit Abströmkante, einem Verteilerkopf und einer in dem Gehäuse gelagerten Antriebswelle mit darauf arbeitendem

Neue Unterlagen (^ai^xnli s^jte* ORIGINAL INSPECTED

Antrieb aufgebaut, wahrend die Abströinkante von einen «wischen Schleuderbecher und Gehäuse gebildeten Ringspalt für die Zerstäubungsluft angeben 1st. Die bekannten Rotationszerstäuber dieser Art werden zumeist zur Zerstäubung von Heizöl eingesetzt und an Heizkessel« Dampfkessel oder dergleichen angeschlossen· Dabei« und bei Rotations Zerstäubern für andere Flüssigkeiten, ist das Schleuderaggregat mit seiner Antriebswelle im Gehäuse* bis auf den Rotatlonsfrelheitsgrad, starr gelagert und sorgfältig ausgewuchtet« Verschleiß an Elementen des Schleuder» aggregates tritt bei der Zerstäubung von Heizöl oder dergleichen praktisch nicht ein· Das Schleuderaggregat kann daher im Zuge der Fertigung »it geeigneten Hilfsmitteln fabrikmäßig ausgewuchtet werden. Betriebsmäßig sind insoweit weder Korrektor noch Wartung erforderlich·

FOr die Zerstäubung der Kohle/wasser-Suspenslonen sind die bekannten Rotationszerstäuber regelmäßig nicht einsetzbar· Zwar kann theoretisch anstelle von Heizöl eine Kohle/ Wasser-Suspension über den Verteilerkopf zugeführt werden, an Elementen des Schleuderaggregates wird Jedoch alsbald erheblicher Verschleiß beobachtet. Das gilt insbesondere fur den Verteilerkopf und für den Schleuderbecher. Erhebliche ünwuchten können durch diesen Verschleiß entstehen. Darüber hinaus 1st betriebsmäßig ein Austausch der versohle ißunterworfenen Teile erforderlich, was notwendigerweise Unwuchten zur Folge hat« - Unwuchtiger tauf bedingt bei den bekannten Rotationszerstäubern alsbald ein Zerschlagen der Itager und vorzeitige Zerstörung des Gesamtaggregat«β■

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rotationszerstäuber so zu gestalten, daß betriebsbedingte Unwuchten, die auf Verschleiß oder Austausch von verschleißunterworfenen Teilen beruhen, ohne weiteres zugelassen werden können· Der Erfindung liegt daher, allgeneiner formuliert, die Aufgabe zugrunde, einen Rotationezeretäuber so zu gestalten, daß er Einrichtungen zur Verbrennung von Kohle/tfasser-Suapensionen eingesetzt werden kann·

Die Erfindung betrifft einen Rotationezeretäuber für Einrichtungen zur Verbrennung von Kohle/Wasser-Suspensionen, in an sich bekannter Veiee bestehend aus Gehäuse und Schleuderaggregat, wobei das Schleuderaggregat aus einen Schleuderbecher mit Abströmkante, einem Verteilerkopf und einer in dem Gehäuse gelagerten Antriebswelle mit darauf arbeitendem Antrieb aufgebaut und die Abströmkannte von einem zwischen Schleuderbecher und Gehäuse gebildeten Luftspalt für die Zerstäubungsluft umgeben ist. Die Erfindung besteht darin, daß das Schleuderaggregat nachgiebig elastisch gelagert und die elastische Lagerung unter Berücksichtigung der geometrischen Verhältnisse, der elastischen Konstanten der elastischen Lagerung und gegebenenfalls der Massen so ausgeführt ist, daß die Betriebedrehzahl außerhalb der kritischen Drehzahlen liegt· Xm allgemeinen ist das Schleuderaggregat gegenüber seinem umgebenden Gehäuse elastisch nachgiebig gelagert. Es können aber auch Teile des Gehäuses an das Schleuderaggregat angeschlossen sein. Nach bevorzugter AusfUhrungsform sind zur elastisch nachgiebigen Lagerung Federn eingesetzt, welche die bei Einsatz an Feuerungen zu erwartenden Temperaturen aufnehmen. Venn, beispielsweise durch die Zerstäubungeluft,

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! hinreichende Kühlung verwirklicht wird, kann auch mit Qunmielementen, vorzugsweise Gummi/Me tall -Elementen mit dämpfenden Eigenschaften, gearbeitet werden· Han kann aber zun Zwecke der elastischen Lagerung auch die Antriebswelle selbst elastisch biegbar gestalten. Tatsachlich werden bei Rotationszerstäubern mit elastischer Lagerung des Sohleuderaggregates die kritischen Drehzahlen Im allgemeinen . j so schnell durchlaufen« daß eine Dämpfung durch die Element« " j der elastischen Lagerung zwar zweckmäßig, aber nicht notr wendig 1st« Eine Stabilisierung des Laufs erfolgt nämlich auch durch die mit zunehmender Drehzahl zunehmende Kreiselwirkung. Selbstverständlich wird man bei fehlender Dämpfung der Elemente für die elastische Lagerung dafür sorgen, dad bei der Ausschaltung der Rotationszerstäuber eine Abbremsung des Schleuderaggregates erfolgt« Immer empfiehlt es sich, die Anordnung so zu treffen, daß das Sohleuderaggregat nicht mit dem Gehäuse kollidiert, und zwar auch nicht be im Durchlaufen der kritischen Drehzahlen. Da der Ringspalt zwisohen Abstrumkante und umgebendem Gehäuse im allgemeinen nur einige Millimeter beträgt, kann es zur Vermeidung von Kollisionen zwischen Schleuderbecher und Gehäuse beim Durchlaufen der kritischen Drehzahlen im Zuge des Anlaufs oder des Auslaufens zweokmäSig sein, die Amplitude der Ausschläge durch elastisch« Puffer zu begrenzen, die an geeigneten Stellen am Gehäuse oder auoh am Schleuderaggregat angebracht werden können. Nach einem anderen Vorschlag der Erfindung 1st das Oehäuse, welches den Hingspant bildet, an das Schleuderaggregat so angeschlossen, dad es die Schwingungen des Sohleuderaggremitmachen kann. Dazu ist es mittels Mansohotte oder

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dergleichen an die festen Gehäuseteile angeschlossen·

Der erfindungsgemäß verwirklichte, bewußte unwuchtbetrieb eines Rotatlonszerstäubers kann zu verhältnismäßig großen Kräften führen» die von der elastisch nachgiebigen Lagerung aufzunehmen sind. Diese 1st entsprechend zu dimensionieren« was durch Ausprobieren leicht geschehen kann. Klein sind die aufzunehmenden Kräfte dann« wenn nach bevorzugter AusfUhrungsforn der Erfindung die Anordnung so getroffen wird, daß das Schleuderaggregat la Bereich seines Schwerpunktes mit Hilfe oder unter Zwischenschaltung von elastisch nachgiebigen Elementen gelagert wird. In diesem Falle verhalt sich nüralioh das Schleuderaggregat praktisch wie ein schwereloser Kreisel. Dabei ist es Jedoch» zumindest soweit die Antriebswelle bei einem Rotationszerstäuber im betriebsmäßigen Einsatz horizontal verläuft» zweckmäßig, die Anordnung so zu treffen» daß das Schleuderaggregat zusätzlich Im Bereich des Antriebsendes der Antriebswelle an elastisch nachgiebige Aufhängeeleinente angeschlossen und dadurch zusätzlich stabilisiert 1st· Durch die Kombination der beiden Maßnahmen (Schleuderaggregat im Bereich seines Schwerpunktes unter Zwischenschaltung von elastisch nachgiebigen Elementen gelagert» Schleuderaggregat zusätzlich Im Bereich des Antriebsendes durch Anschluß an elastisch nachgiebige Aufhängeelemente stabilisiert)» liegt eine bevorzugte Ausfuhrungsform der Erfindung» die sich durch besonders lange Lebensdauer auszeichnet. - Selbstverständlich können erfindungsgemäße Rotationszerstäuber auch so eingesetzt werden» daS die Rotationsachse vertikal verläuft«

Bei dem erfindungsgemäßen Rotationszerstäuber 1st das

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Sohleuderaggregat achwingungsfähig gelagert« primär 1st •8 Jedooh ein Kreisel. Der Kreisel durchläuft beim Anfahren oder Abbremsen Drehzahlen« die an sich und unter Berücksichtigung eventuell vorhandener Umbuchten Resonanzschwingungen des schwingungsfähigen Systems anregen. Diese kritischen Drehzahlen werden bei dem erfindungsgemäßen RotationszerstSuber beim Anfahren oder durch Abbremsen alsbald durchlaufen. Außerhalb der kritischen Drehzahlen« d.h. bei der Betriebsdrehzahl« läuft das Schleuderaggregat trotz Unwucht ruhig« wenn auch mit verlagerter Achse. Auch das gilt Insbesondere für die AusfUhrungsform« bei der das Sohleuderaggregat im Bereich seines Schwerpunktes mit Hilfe von oder unter Zwischenschaltung von elastisch nachgiebigen Elementen gelagert 1st. Ea ist folglich ohne weiteres möglich, verschleißbedingte ühwuohten zuzulassen und den Austausch von verschleiflunterworfenen Teilen betriebsmäßig vorzunehmen.

In der konstruktiven Gestaltung bestehen Im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten« Geht man aus von der an sieh bekannten Bauweise des Rotationszerstäubers* bei der die Antriebswelle in einer Laterne gelagert und diese in das Gehäuse eingesetzt 1st« so geht ein Vorschlag der Erfindung« der sich durch Einfachheit auszeichnet und der bei bekannten Rotationszerstäubern verhältnismäßig leioht zusätzlich verwirklicht werden kann« dahin« die Antriebswelle in der in bekannter Weise starr in das Gehäuse eingesetzten Laterne elastisch nachgiebig zu lagern. Die Antriebswelle kann dabei auch Schwingungen um eine kardanische oder kugelige Lagerung Im FuSe der Laterne ausfuhren. Es besteht

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aber auch die Möglichkeit, die Anordnung gleichsam ungekehrt zu treffen und die Laterne elastisch nachgiebig in das Gehäuse einzusetzen, die Antriebswelle Jedoch, bis auf ihren Rotationsfreiheitsgrad, in der Laterne starr xu lagern. Um gleichsam durch Gegenschwingungen beim Durchlaufen der Voritischen Drehzahlen» d.h. im Resonanzfall, dl· Kräfte klein zu halten, können bei der letztbeschriebenen AusfUhrungsform von Rotationszerstäubern Gegen?ohwingungen «ingesetzt werden, und zwar dadurch, daß einerseits die i

Antriebswelle in der Laterne und andererseits die Laterne in dem Gehäuse elastisch nachgiebig gelagert 1st. Man erhält in diesem Falle gleichsam zwei gekoppelte schwlngungsfählge Systeme (einmal das Schleuderaggregat mit seiner ^hwingungsfähigen Lagerung in der Laterne, andererseits ale Laterne mit ihrer Kasse und ihrer schwingungsfähigen Lagerung im Gehäuse)· Diese beiden Systeme können kraftreduzierende Gegenschwingungen ausführen* Vie schon erwähnt, erfolgt das Anfahren bei üblichen Rotationszerstäubern im allgemeinen so schnell, daß die kritischen Drehzahlen schnell durchfahren werden. Die Ausschaltung wird zweckmäSigerweiee «lurch Bremsen unterstützt. Dabei kann es zweckmäßig sein, mit ei,j8ffl Bremsmotor zu arbeiten. Man kann Jedoch auch besondere ' Bremsen vorsehen, wie es beispielsweise bei Zentrifugen oder Wäscheschleudern bekannt 1st. Immer ist es zweckmäßig, den Antriebsmotor auf die Antriebswelle des Schleuderaggregates vmmittelbar aufzusetzen, well in diesen Falle die schwingung*- fähige Lagerung des Schleuderaggregates mit angeschlossenen <' α trie bsmo tor nur geringe konstruktive Schwierigkeiten

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Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind vor allen darin zu sehen, daß bei dem erflndungsgemäflen Rotationszerstäuber Unwuchten« mögen sie auf Verschleiß oder auf betriebsmäßigen! Austausch verschleißunterworfener Elemente beruhen, nicht mehr stören· Daher ist der erfindungsgemäße Rotationszerstäuber für die Zerstäubung von Kohle/Wasser* Suspensionen geeignet« die Verschleiß von Elementen dee Schleuderaggregates bedingen. - Zwar 1st es an sieh bei Zentrifugen bekannt« das Schleuderaggregat aus Schleudertrommel, Antriebswelle und Antriebsmotor sohwingungafShlg zu lagern» das hat jedoch zur Lösung des Problems« Rotations* zerstäuber für Kohle/Wasser-Suspensionen einsetzbar xu machen« nichts beitragen können*

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich

ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert« Es zeigen«

Flg. 1 einen Axialschnitt durch einen erf indungsgemäflen Rotationszerstäuber,

Fig. 2 einen Schnitt In Richtung A-A duroh den Gegenstand

nach Figur 1«

Flg. 2 eine andere Ausführungsform des Gegenstandes nach Figur 1 und

Flg. 4 einen Schnitt in Richtung B-B durch den Gegenstand nach Figur 3·

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9er in den Figuren dargestellte RotatlonszerstHuber 1st für Kohle/Wasser-Suspensionen bestimmt. Er beeteht in seine« grundsätzlichen Aufbau und In an sich bekannter Welse aus einem Gehäuse 1 und dem Schleuderaggregat· Das Sohleuderaggregat 1st aus einem Schleuderbecher 2 mit Abstrumkante 3, einem Verteilerkopf 4 und einer in dem Gehäuse 1 gelagerten Antriebswelle 5 aufgebaut. Die Abströmkante 3 1st von einem zwischen Schleuderbecher 2 und Gehäuseteil la gebildeten Ringspalt 6 für die Zerstäubungsluft umgeben. - Das zuserstäubende Gut wird über die Leitung 7 eingeführt und durch die Bohrungen 8 im Verteilerkopf 4 den .Wänden des Schleuderbechere 2 innen aufgegeben. Es tritt unter Einwirkung der Zentrifugalkraft über die Abstrumkante 3 und wird dort von dem durch die Pfeile 9 angedeuteten Zerstäubungsluftstrom im KreuzetrUm getroffen und zerstäubt. Die Zerstäubungsluft 1st selbstverständlich gleichzeitig Verbrennungsluft, sie wird über den Stutzen 10 In den erwähnten Ringraum 6 eingeführt.

Um Kohle/Vasser-Suspenslonen in einem Rotatlonszerstäuber zerstäuben zu können und dabei auftretende verschleißbedingte oder durch Austausch verschlelfiunterworfener Teile auftretende Unwuohten auszugleichen, ist die Anordnung so getroffen, daß das Schleuderaggregat elastisch nachgiebig gelagert ist. Die elastische Lagerung 1st unter Berücksichtigung der geometrischen Verhältnisse, der elastischen Konstanten der elastischen Lagerung und der Kassen so ausgeführt, daJ die Betriebsdrehzahl außerhalb der kritischen Drehzahlen liegt. Im AusfUhrungsbelsplel und

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äugleIch nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung sind zur elastisch nachgiebigen Lagerung Federn 11 eingesetzt, die die beim Einsatz der erfindungsgemäßen Rotationszerstäuber an Feuerungen auftretenden Temperaturen aufnehmen. Um die Kräfte klein zu halten, ist in der Ausführungsform nach Figur 1 und zugleich nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung das Schleuderaggregat im Bereich seines Schwerpunktes gelagert, und zwar durch die schon erwähnten Federn 11. Zusätzlich ist im Bereich des Antriebsendes der Antriebswelle 5 lediglich eine Stabilisierung durch elastisch nachgiebige Aufhängeelemente 12 verwirklicht. Xm übrigen ist hier aus konstruktiven Gründen noch eine Laterne 13 vorgesehen, die in an sich bekannter Weise starr in das Gehäuse 1 eingesetzt ist. In Figur k ist angedeutet worden, daß die Amplitude der Schwingungen durch elastische Puffer Ik begrenzt sein kann. Man kann aber auch das Gehäuseteil la über eine Manschette aus Asbest oder dergleichen schwingungsfähig an das übrige Gehäuse 1 anschließen und an der Welle 5 so lagern, daß es die Schwingungen mitmacht» Dann ändert sich bei der Schwingung der Ringspalt nicht.

Bei der Ausführungsform nach Figur 3 ist die Antriebswelle 5, bis auf ihren Rotationsfreiheitsgrad, starr in der Laterne gelagert, die Laterne 13 jedoch mit Hilfe von Federn 11 nachgiebig elastisch in das Gehäuse 1 eingesetzt. Man kann auch beide Maßnahmen, nämlich elastische Lagerung der Antriebswelle 5 in der Laterne 13 und elastische Lagerung der Laterne 13 in dem Gehäuse 1, kombinieren, um Gegen-

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schwlngungen zu verwirklichen· Iraner wird bei der außerhalb der kritischen Drehzahlen liegenden Betriebs« drehzahl trotz Unwuohten ein ruhiger Lauf des Schleuderaggregates erreicht·

Ansprache

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Claims

Patentansprüche

'1))Rotationszerstäuber für Einrichtungen zur Verbrennung von Kohle/Wasser-Suspensionen, bestehend aus Gehäuse und Schleuderaggregate, wobei das Schleuderaggregat aus einem Schleuderbecher mit Abströmkante, einem Verteilerkopf und einer in dem Gehäuse gelagerten Antriebswelle (mit darauf arbeitendem Antrieb) aufgebaut und die Abströekante von eines zwischen Schleuderbecher und Gehäuse gebildeten Ringspalt für die Zerstäubungsluft umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleuderaggregat (2 - 5) in dem Gehäuse (i) elastisch nachgiebig gelagert und die elastische Lagerung (11) unter Berücksichtigung der geometrischen Verhältnisse, der elastischen Konstanten der elastischen Lagerung (11) und der Massen so ausgeführt ist, daß die Betriebsdrehzahl außerhalb der kritischen Drehzahl liegt.
2) Rotationszerstäuber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur elastisch nachgiebigen Lagerung Federn (11), vorzugsweise solche mit dämpfenden Eigenschaften, eingesetzt sind·
3) Rotationszerstäuber nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleuderaggregat (2 - 5) 1» Bereich seines Schwerpunktes mit Hilfe von oder unter Zwischenschaltung von elastisch nachgiebigen Elementen (11) gelagert ist.

h) Rotationszerstäuber nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleuderaggregat (2-5) zusätzlich

Neue Unterlagen (Art 7 § 1 Abo. 2 Ht. I Sate 3 de· Ät.Uerungsoee. v.
4. S._:

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Im Bereich des Antrlebsendea der Antriebswelle (5) an elastisch nachgiebige Aufhängeelenente (12) angeschlossen und dadurch stabilisiert 1st«
5) Rotatlonszerstauber naoh den Ansprüchen 1 bis 4, In der Ausffihrungsforio, bei der die Antriebswelle In einer Laterne gelagert und diese In das Gehäuse eingesetzt 1st, dadurch gekennzeichnet» daß die Antriebswelle (5) In der starr In ' das Gehäuse (1) eingesetzten Laterne (Ij)) elastisch naohgieblg gelagert 1st·
6) Rotationszerstäuber nach den Ansprachen 1 bis 4, in der AusfUhrungsform, bei der die Antriebswelle in einer Laterne gelagert und diese In das Gehäuse eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Laterne (13) elastisch nachgiebig In das Gehäuse (1) eingesetzt, die Antriebswelle (4) jedoch· bis auf ihren Rotationsfreineitsgrad, starr gelagert 1st·
7) Rotationszerstäuber nach den Ansprachen 1 bis 4, in der AusfUhrungsform, bei der die Antriebswelle in einer Laterne gelagert und diese in das Gehäuse eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (5) in der Laterne (12) und die Laterne (12) la Gehäuse (1) elastisch nachgiebig gelagert sind,
8) Rotationszerstäuber nach den Ansprüchen 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude der Resonanzsohwingung beim Durchlaufen der kritischen Drehzahl durch elastisohe Puffer (14) begrenzt ist.

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9) Rotatlonszerstäuber nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet j daß das Schleuderaggregat (2 * 5) mit einer Bremse ausgerüstet ist und diese bein Ausschalten des Antriebsmotors sich einschaltet« .

Patentanwalt Dr. Andrejewski

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