DE1954993A1

DE1954993A1 - Zerstaeuberrad mit verschleissfesten,gesinterten Buchsen

Info

Publication number: DE1954993A1
Application number: DE19691954993
Authority: DE
Inventors: Aage Moller; Straarup Dipl-Ing Orla
Original assignee: Niro Atomizer AS
Current assignee: GEA Process Engineering AS
Priority date: 1968-11-05
Filing date: 1969-10-31
Publication date: 1970-05-06
Also published as: BE740751A; US3640467A; USRE30963E; DE1954993B2; GB1276000A; DK124566B; SE369043B; DE1954993C3; JPS4943288B1; FI55460C; FI55460B; ES373124A1; FR2022605A1

Description

Dr. Ψ. Zumsteln Mn. - Dr. E. Anntann 19 5 4 9 3 3 Dr.It.Koenlgoboraer - DFpJ.Phys.R. Holzhauer

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Aktieaelskabet Niro Atomizer, S0borg, Dänemark Zerstäuberrad mit verschleissfesten, gesinterten Buchsen.

Die Erfindung betrifft ein Zerstäuberrad zum Zerstäuben von stark schleissenden Materialien, das einen seine Nabe konsen·; trisch umgebenden, ring- und schaleufÖrmigÄn Raum hat, «fassen hauptsächlich zylindrische Aussenwand mit einer Anzahl zylindrischer- Aus schleuder öffnungen versehen ist,, in die buehsenförmige Putter aus verschleissfostom, gesintertem Material eingesetzt sind»

Die gananntcri Futter aus verschleissfiaatem, geeintertem Material werden dann benutzt, wenn das Rad zum Zerstäuben von Aufechlä»- mungen stark schleissender Materialien verwendet wird, z.B. beim Zerstäubungstrocknen von Aufschlämnungen koramiachen Tons.

Die.Montage der Putter ist mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden, «»ich·· in ereter Uni· daadt gnaMf nhlngt» Aais da« Material, au· de« di© Futter hergeatellt aind, nur »nwkb·*»- »pnichungen und praktiach Oberhaupt keino 2Uf* oÄer Biegebeanapruchungen vertragt*

Um ein· praktisch reine Dmckbeanspruchung tu erreichen, iat ea torgesöhlagen worden, Futter mit konischer For» tu Vtnutien, rtie in konische Öffnungen eingeaetit werden· Die futter werfen dann mit Hilfe der Zentrifugalkraft in den Öffnungen feetg*balten.

Es hat sich jedoch gezeigt, dass ea Bit grossen Schwierigkeiten verbunden ist, die Futter nach einiger Zeit herauszunehmen, z.B. wenn sie wegen Abnutzung ausgewechselt oder gedreht werden «ollen· Die feel* Gobrauoh des Rad·· auftretenden, sehr grosaen Zentrifugalkräfte bewirken nämlich, daea *i· Futter so fest in die konischen Öffnungen getrieben werden, das» al« sich nur noch sehr schwer wieder herausnehmen lassen*

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■ -.-■ - 2 - " ■...■.■■■■-. .'■..■'■ Ein weiterer Nachteil, der sowohl bei konischen Puttern als auch bei zylindrischen Futtern oder Futtern anderer Form auftritt, hängt damit zusammen, dass sich die zylindrische Wand des Rades unter Einwirkung der Zentrifugalkraft elastisch verformt, so dass die Oeffnungen ihre Form ändern, wenn das Rad in Betrieb ist. So erhdlt beispielsweise eine zylindrische oder konische Oeffnung mit kreisförmigem Querschnitt während der Rotation des Rades einen elliptischen Querschnitt. Dies hat zur Folge, dass Risse in den Futtern auftreten, und zwar vorzugsweise in Ebenen, die rechtwinklig zur oder durch die Achse des Rades verlaufen.

Dies bewirkt oft, dass Futter ausgewechselt werden müssen, bevor die Abnutzung dieser Futter ein solches Auswechseln eigentlich erforderlich macht.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nunmehr darin, die genannten Mängel zu beheben, d.h. das Auswechseln bzw. Drehen der Futter wesentlich zu erleichtern und ein Reissen der Futter zu verhindern, und «war in einer Weise, die den Eigenheiten dtr gesinterten Futter gerecht wird und di· durch ihr· Anwendung erreichten Vorteile nicht beeinträchtigt, und zur Lösung ditwrAufgab· i*t di· Irfindung dadurch gekennzeichnet, dass

rial »Ac^raohV U^/ Mich· ButhsM STUw^iscA siitf imd Aufwnduitfea··i«r hAben, «er «tM» kltlAtr al· d«r der »ntepf*eh«iiden iylindritch#n O»ffnung«n in der Au»s*mi«nd d·· Rad·· ist, eowi· »it einer ihr·· *u«s*r«n Ind· zugekehrten Schulter ν·Γ*·η·η eind, di· g»§tn «ini iinnirte gerichtet· Kant· in den Oeffnungen anliegen.

Da di· Buchs· «it relativ loser Passung in der Oeffnung des Rad·· eitzt, fcana dl· Deformtion des O»ffnun«equ*rechnitt· unter/ dem Einfluss d«r Zentrifugalkraft keine Deformation der Buchse mit lieh führe«. Dies« ist «war auch dem Einfluss der Zentrifugalkraft untenforfen, welches eventuell zu einer gewiesen Aenderung ihrer Dimensionen führen kann, doch verbleibt ihr Querschnitt infolg· d«r Svewtrie iylindriech. Daher koemt es lediglich su einer Irhöhunf d*s Druck·· auf d*· gesinterte Futter, nicht aber tu Bieg·beanepruchungen, wi· sie auftreten, wenn eich

BAD ORIGINAL

der Querschnitt um ein direkt in die Oeffnung in der Aussenwand des Rades eingesetztes, strammsitzendes Futter herum verformt.

Die Buchsen können aus Jedem beliebigen Material, das dazu imstande ist, diejenigen Beanspruchungen auszuhalten, den sie beim Betrieb des Rades ausgesetzt werden, bestehen, z.B. Stahl oder einem geeigneten, polymeren Kunststoff.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erklärt. Es zeigt

Fig. 1 eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Zerstäuberrades im Schnitt und

- Fig. 2 eine geänderte Ausführungsform eines Futters für die Ausschleuderöffnungen eines solchen Zerstäuberrades.

Das in Fig. 1 gezeigte Rad hat ungefähr.die Form einer Schale mit einer zentrisch angebrachten Nabe 1, wodurch ein ringförmiger Raum 2 zwischen der Nabe 1 und der Aussenwand 3 des Rades gebildet wird, der ferner von dem die Nabe 1 mit der Aussenwand verbindenden Teil k des Rades begrenzt wird, welcher den Boden des ringförmigen Raumes 2 bildet. Ausserdem ist an der Oberseite des Rades eine ringförmige Deckplatte 5 festgeschraubt, die die Nabe 1 in einer solchen Weise umgibt, dass zwischen dieser und der ringförmigen Platte 5 eine in den Raum 2 führende j ringförmige Oeffnung 6 gebildet wird.

Das Rad ist dazu vorgesehen, in einer Zerstäubungstrocknungsvorrichtung montiert zu werden, und zwar auf einer Welle, die,wenn die Vorrichtung in Betrieb ist, mit sehr hoher Geschwindigkeit rotiert, während der Raum 2 durch die Oeffnung 6 hindurch mit einer Aufschlämmung beschickt wird, die durch die Ausschleuderöffnungen in der Seitenwand 3 in zerstäubter Form in eine das Rad umgebende Trockenkammer hinausgeschleudert wird, wo die durch das Zerstäuben gebildeten, feinen Partikeln getrocknet werden, so dass deren Gehalt an festem Stoff als feines Pulver auf den Boden der Trockenkammer hinabfällt.

In Fig. 1 ist eine einzelne dieser Oeffnungen gezeigt und erfindungsgemäss ist in dieser ein Futter 7 aus verschleissfestem,

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'gesintertem Material, z.B. Wolframkarbid, Siliziumkarbid, Aluminiumoxyd oder Tetraborkarbid, angebracht.

Das gezeigte Futter 7 hat eine konische Aussenfläche und ist in eine Buchse β eingesetzt, die innen entsprechend konisch ausgebildet ist. Das Futter 7 hat einen nach aussen hin abnehmenden Durchmesser und bei der Rotation des Rades wird es daher durch die Zentrifugalkraft fest in die Buchse Ö hineingetrieben, so dass es unbeweglich sitzt. Die Buchse Ö ist zylindrisch und mit einer Schulter 9 versehen, die nach aussen gekehrt ist und gegen eine einwärts gekehrte Kante 10 in der Ausschleuderöffnung anliegt. Die Buchse sitzt mit loser Passung in der Oeffnung, wird' jedoch während der Rotation durch die von der Zentrifugalkraft bewirkte Anlage der Schulter 9 gegen die Kante 10 festgehalten* Um Dichtigkeit zwischen der Buchse 3 und der Oeffnung in der Wand 3 zu erzielen, ist in eine Nut in der Buchse Ö ein Dichtungsring 11 eingelegt.

Die Buchse 6 und das Futter 7 schliessen aussen glatt mit der Aussenseite der Wand 3 ab, doch beträgt die Länge der Buchse etwas mehr als die Stärke der Wand 3, so dass sie ein Stück in den Raum 2 hineinragt. Ferner ist das Futter 7 etwas länger als die Buchse 8 und ragt daher noch etwas weiter als diese in den Raum2 hinein.

Wenn das Rad rotiert, bewirkt die Zentrifugalkraft eine Vergrösserung des Durchmessers der zylindrischen Wand 3. Dies bewirkt wiederum, dass eine Oeffnung in der Wand mit kreisförmigem Quer-, schnitt so deformiert wird, dass der Querschnitt elliptisch wird, da ein Durchmesser in einer Normalebene in der zylindrischen Wand 3 eine grössere Länge als bei Stillstand des Rades annimmt, wogegen ein Durchmesser in einer durch die Rotationsachse verlaufenden Ebene nicht grosser wird. Wenn ein konisches Futter aus gesintertem Material direkt in eine konische Oeffnung in der Wand 3 eingesetzt und von der Zentrifugalkraft fest in diese hineingetrieben wird, führen die Deformationen, die beim Ingangsetzen und Anhalten des Rades auftreten, im Laufe kurzer Zeit zur Bildung von Rissen. Dies geschieht jedoch nicht, wenn das konische Futter in die Buchse eingesetzt ist - so wie es aus der

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Zeichnung hervorgeht - wenn diese mit so loser Passung in der Oeffnung sitzt, dass die Deformation der Oeffnung nicht auf die Buchse übertragen wird. Das Putter wird von der Zentrifugalkraft fest in die Buchse hineingetrieben, doch verbleiben alle kreisförmigen Querschnitte kreisförmig, so dass die Wirkungen, die dieses auf das gesinterte Futter 7 hat, reine Druckbeanspruchungen sind und deshalb keine Gefahr dafür besteht, dass sich Risse bilden.

Auf Grund der Konizität wird das Futter 7 unter dem Einfluss der Zentrifugalkraft im Laufe kurzer Zeit so fest in die Buchse 3 hineingetrieben, dass diese beiden Teile untrennbar sind. Wenn das Rad in Betrieb ist, sitzt die Buchse 3 auf Grund der Zentrifugalkraft 'ebenfalls unverrückbar fest, doch sobald das Rad stillsteht, lässt sich die Buchse 3 mit dem Futter 7 dank der zylindrischen, lose passenden Form leicht herausnehmen. Es macht daher keine Schwierigkeiten, die Buchsen aus dem Rad herauszunehmen, um, sie entweder zu drehen oder gegen andere auszuwechseln.

Weil die Buchse 3 etwas und das Futter 7 noch etwas weiter in den Raum 2 hineinragen, lagert sich bei Betrieb des Rades festes Material aus der Aufschlämmung ab, das die Uebergänge zwischen dem Futter 7 und der Buchse 3 sowie zwischen der Buchse 3 und der Wand 3 völlig abdeckt; so dass schädlicher Verschleiss an diesen Stellen vermieden wird, so wie es im Patent Nr....... (Anmeldung Nr. P 14 75 163.9) beschrieben ist.

Der Verschleiss am Boden des Raumes 2 wird in gleicher Weise wie der im genannten Patent angegebenen dadurch verhindert, dass ein planer Ring 12 aus verschleissfestern, gesintertem Material"festgespannt ist, der den Boden deckt. ■

Fig. 2 zeigt eine geänderte Ausführung der Buchse mit dem Futter.

Die Buchse, die in Fig. 2 mit 15 bezeichnet ist, hat die gleiche äussere Form wie die Buchse 3 in Fig. 1, ist jedoch durch Giessen um das mit 16 bezeichnete Futter herum hergestellt.

Das Futter 16 hat in der gezeigten Ausführung die Form eines

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Rotationskörpers mit einer elliptischen Erzeugenden, so dass es eine konvexe Aussenflache erhält, wodurch es unverrückbar fest
in der Buchse 15 sitzt. Es können auch andere Formen für die
Erzeugende Anwendung finden, nur muss der Forderung genügt werden, dass einerseits die Form eine solche sein muss, dass das
Futter während der Rotation nicht von der.Zentrifugalkraft aus
der Buchse herausgeschleudert werden kann, und dass es sich andererseits nicht um solche Abweichungen von der Zylinderform
handelt, dass auf Grund der Zentrifugalkraft Bruchgefahr besteht.

Das Giessen der Buchse 15 kann in einer solchen Weise vorgenommen werden, dass beim Abkühlen eine Vorspannung hervorgebracht
wird, welche teils sicherstellt, dass das Futter 16 unverrückbar fest sitzt, teils dieses einer solchen Druckbeanspruchung
unterwirft, dass es in die Lage versetzt wird, Zugbeanspruchungen besser zu vertragen, die unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft auftreten könnten.

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Claims

w 7 -■
P a t 6 ft t a h δ ρ r ti c h e

\lJ Zerstäuberrad ium Zerstäuben von stark schleissenden Materialien, das einen seine Nabe konzentrisch umgebenden, ring- und schalenförmigen Raum hat, dessen hauptsächlich zylindrische Auesenwand mit einer Anzahl zylindrischer Ausschleuderöffnungen versehen ist, in die Futter aus verschleissfestern, gesintertem

• Material eingesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Putter (7) in Buchsen (8) aus Zugbeanspruchungen vertragendem Material angebracht sind, welche Buchsen zylindrisch sind und einen. Aussendurchmesser haben, der etwas kleiner als der Durchmesser der entsprechenden zylindrischen Oeffnungen in der Aussenwand (3) des Rades ist, sowie mit einer ihrem äusseren Ende zugekehrten Schulter (9) versehen sind, die gegen eine einwärts gerichtete Kante (10) in den Oeffnungen anliegt.
2. Zerstäuberrad nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet. dass die Buchsen (8) aus Stahl sind. '
3. Zerstäuberrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet. dass die Buchsen (8) aus einem polymeren Kunststoff bestehen.
4· Zerstäuberrad nach Anspruch 1, 2, oder 3 dadurch gekennzeichnet . dass die gesinterten Futter (7) konisch sind und dass die Buchsen (8) eine entsprechende inwendige Konizität aufweisen.
5· Zerstäuberrad nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die gesinterten Futter (7) etwas über die Buchsen (8) hinaus- und in den schalenförmigen Raum (2) hineinragen. I
6. Zerstäuberrad nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet . dass die gesinterten Futter (16) die Form von Rotationskörpern mit jedenfalls auf einem Teil ihrer Länge konvexen Erzeugenden haben und dass sie in die Buchsen (15) eingegossen sind.
7· Zerstäuberrad nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet. dass die gesinterten Futter (16) mit Vorspannung in die Buchsen (15) eingegossen sind.
8. Zerstäuberrad nach einem oder mehreren der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet. dass die Buchsen (8,15) ein Stück in den schalenförmigen Raum (2) hineinragen.

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