DE2558048A1

DE2558048A1 - Einrichtung zum verschleissfesten abdecken der oberflaeche von schraubenfoermigen metallenen foerderschaufeln

Info

Publication number: DE2558048A1
Application number: DE19752558048
Authority: DE
Inventors: Leo William Fleury
Original assignee: Bird Machine Co Inc
Current assignee: Bird Machine Co Inc
Priority date: 1975-01-02
Filing date: 1975-12-22
Publication date: 1976-07-08
Also published as: GB1493020A; US3937317A; FR2296579A1; CA1036530A; JPS5193475A

Description

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iiTKD KhCAiLUL COAl¹AUY, INC.,

South haljole, Massachusetts, Vor.St-A.

Linrichtung zum verschleißfesten /-.bdecken der überfläclie von schraubenförmiger^ πιο ta 11 en en l'ör r';e r scha u f c In

Die Lrfint.ung betrifft eine I.inrichtung zum verschleißfesten Abaecken der Oberfläche von nietallenen Schraubenf orderern, insbesondere Förderern für Zentrifugen, und hiermit abgedeckte röraerer.

Die üS Patentanmeldung Serial No. 533 198 gibt einen Schraubenförciorer für Zentrifugen an, bei dem Segmente aus verschleißfeste;n Abdeckjnaterial an einem Stwnirel einer schraubenförmigen nietallenen Schaufel gegen unter hohen Zentrifugalkräften radial auswärts und axial erfolgende Lev/egungen durch verschiebbar miteinander verriegelte ineinandergreifende Teile an den Segmenten und den Schaufeln befestigt sind. Der Förderer der genannten Patentanmeldung stellt eine wesentliche Verbesserung gegenüber den bisherigen verschleißfest abgedeckten Förderern dar sov.'ohl be-

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züglich der halterung der Segmente unter hohen Zentrifugalkräften und des leichten Ersetzen^ von verschlissenen Segmenten am Betriebsort.

Die Ausführungsform der in der genannten Patentanmeldung angegebenen Erfindung verwendet jedoch einen keilförmigen Vorsprung auf der Schaufelseite der Segmente und keilförmige Teile auf der Schaufel als ineinandergreifende Teile, die eine Schwalbenschwanzverbindung bilden, wenn das Segment radial auswärts auf die Schaufel geschoben wird und die Vorsprungskanten unter den Kanten der keilförmigen Teile verkeilt. Lei dieser Anordnung erfordert der Ausbau eines abgenutzten Segments, daß es zum Lösen der ineinandergreifenden Teile radial einwärts geschoben wird, was bei keinem zwischen anderen Segmenten befindlichen Segment möglich wäre, wenn alle Segmente die übliche Form hätten, die in der Breite von den äußeren zu den inneren Enden hin abnimmt, um den zu ihren inneren Lnrlen hin abnehmenden Krümmungsradius der Schraube auszugleichen. Die Anordnung der genannten Patentanmeldung eri.iüylicht diesen Ausbau durch Vorsehen zweier unterschiedlicher Formen von im Wechsel verwendeten Segmenten, was zufriedenstellend arbeitet, jedoch etwas das Gießen der Segmente, ihren Zusammenbau am Förderer und die Lagerung von 2-JrSatzteilen verkompliziert.

Ziel der vorliecfencen Erfindung ist die Schaffung einer Einrichtung zum Bedecken von metallenen Schraubenfcrderern mit verschleißfestem Material und solche hiermit bedeckte Förderer, die Vorteile aufweisen, die denjenigen der in der genannten Patentanmeldung angegebenen ähnlich sind, die jedoch nicht den Nachteil aufweisen, für das leichte Entfernen und Ersetzen unterschiedliche Segmentformen zu benötigen.

Zum Erreichen des obigen Ziels, sieht die vorliegende Erfindung Segmente von gleichmäßiger Keilform vor zur Seite an Seite erfolgenden Befestigung an einer Seite eines Stummels einer schraubenförmigen Schaufel eines Förderers, wobei jedes Segment

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eine in der lireitenrichtung verlaufende und radial clußere Kndkrüiuiiung hat, die derjenigen der Schraube entspricht. Jedes Segnient ist auch für ihre lauten ir.it einer schweißbaren metallenen Stange verseilen, die verschiebbar in die Kut paßt, wobei die Nuten und die Stangen eine hoir.pleinentοre Form halon, die von der Segirentwandkonstruktion zwischen jeder Stange und jeder Seite des Segment s vorge sehen i st·

Die Stangen sind so lang, daß sie über die inneren Enden der Segmente hinausragen. Die Segnente sind durch Verschweißen dieser überstehenden Stangenenden mit der SchaufelSeitenfloche am Stummel der Fördererschaufel befestigt. Sind die Stangenenden einmal verschweißt, so sind die Segmente durch die Stangen gegen eine entweder radial oder axial gegenüber dem Stummel der schraubenförmigen Förc'.erschaufel erfolgenden Bewegung verriegelt. Zum Krsetzen abgenutzter Segmente am Eetriobsort können die Verschweissungen jeder Stange von zu ersetzenden Segmenten abgemeißelt werden. Die Segmente können dann entweder radial oder nach vorne vom Förderblatt weggezogen werden. Es werden neue Segmente als Ersatz angebracht und die überstellenden Enden ihrer Stangen an die Seitenfläche der Fördcrschaufel geschweißt. Dei einer bevorzugten Ausführungsform ist jedes Segment mit je zwei Nuten und Stangen versehen, wobei die Nuten so im Kinkel gegeneinander angeordnet sind, daß sie an einem Ende näher aneinanderliegen als am anderen Ende. Die Hüten verlaufen vorzugsweise durch die radial inneren und äußeren Enden der Segmente, öffnen sich durch die an der Förderschaufel befestigten Innenseite des Segments und weisen eine von dieser Seite zur gegenüberliegenden Seite hin zunehmende Breite auf.

V7eitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Darin zeigt:

Fig. 1 einen etwas vereinfachten teilweisen Längsschnitt einer Zentrifugen- und Fördereranordnung, wobei der Förderer

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aus einen* 53chrauLenförmigen Schaufel gebildet ist, die eine harte abdeckende Einrichtung aufweist, die daran gemäß der Erfindung angebaut ist;

Fig. 2 cine tei.lv/cise in Längsrichtung geschnittene Ansicht eines Teils des in Fig. 1 gezeigten Förderers;

Fig. 3 einen etwas vergrößerten Querschnitt entlang der Linie 3-3 von Fig. 2;

Fig. 4 eine Draufsicht von hinten eines Segments und von beim Zusammenbau des Förderers verwendeten Befestigungsstangen.

Mit einer verschleißfesten Oberfläche versehene Schraubenförderer gerr.äß der Erfindung sind von besonderem Nutzen bei hohe Fliehkräfte entwickelnden, Flüssigkeit und Feststoffe voneinander trennenden Zentrifugen, etwa bei kontinuierlich arbeitenden Zentrifugen mit massivem oder durchlöchertem Gehäuse oder bei Kombinationen dieser beiden Arten. In Fig. 1 ist ein Förderer einer herkömmlichen Zentrifuge mit massivem Gehäuse gezeigt. Ein Gehäuse IO umgibt einen auf einer hohlen Nabe 14 angeordneten Förderer 12. Das Gehäuse 10 ist in üblicher Weise an einem Ende zylindrisch und am anderen Ende kegelstumpfförmig mit abnehmendem Querschnitt. In diesem Fall befindet sich zwischen diesen beiden Abschnitten ein kegelstumpfförmiger Zwischenabschnitt mit größerem Kegelwinkel. Das Gehäuse wird mittels einer Hohlwelle 16 am zylindrischen Ende gedreht. Die nicht dargestellten Antriebsverbindungen enthalten Stützlager und antreibende Riemenscheiben- und Riemenverbindungen zu einem Motor. Die Förderernabe v/eist an einem Ende eine sich in die Hohlwelle 16 erstreckende und in nicht dargestellten Lagern aufgenommene Hohlwelle 18 und am anderen Ende eine V7elle 20 auf, die sich durch eine hohlwelle 22 am Gehäuse zu nicht dargestellten Differenzantriebsanschlüssen erstreckt, durch die die Welle 20 in der gleichen Richtung wie das Gehäuse 10 mit einer kleinen Differenzdrehzahl gedreht wird.

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2 5 ^π 8 ru 8

Die Zuführungssuspension tritt in die Habe 14 durch ein Zuf'ührungsrohr 24 ein, das sich durch die Hohlwelle 18 erstreckt und in einen in der iiabe befindlichen Zuführungsraum entleert, der seinerseits die Suspension durch öffnungen 2G zum Gehäuse 10 hin entleert. Die sich unter der Ki rkung der Schwerkraft im ("c:höu:;o K¹ absetzenden Feststoffe v/erden vora Förderer zum kleineren Lnde des Gehäuses 10 hin bewegt, v/o sie durch öffnungen 28 in einen Aufnahmeraum oder einen Schacht in einem das Gehäuse 10 umgebenden nicht dargestellten feststehenden Behälter entleert werden. Die ausfließende Flüssigkeit wird aus dem Gehäuse 10 durch öffnungen 3ü im zylindrischen Lnde des Gchäiuxlopfs in den Behälter entleert.

Der Förderer 12 ist aus einer schraubenförmig geneigten met all cr.cn stummelförmigen Förderschaufel 32 hergestellt, die an die iJal.e des Förderers geschweißt ist. Die Förderschaufel 32 weist gegenüber der umgebenden Gehäusevand einen größeren Abstand als erforderlich auf und weist eine an der Vorderseite der Förderschaufel 32 befestigte Anordnung aus verschleißfesten Oberflachenbedechungsteilcn nach der Lrfindung auf, die mit dem gewünschten Abstand gegcnül er dem Gehäuse IO die Arbeitsfläche des Förderers bildet. Der Förderer ist mit einer einzigen zusammengesetzten Fördcrschaufel dargestellt, die vollständig aus der Zuiiamrensetzung der stummeIföneigen Förcerschaufol 32 und von-Segmenten 34 gebildet ist. Ls kann jedoch mehr als nur eine einzige zusammengesetzte Förderschaufel verwendet werden. Die zusammengesetzte Schaufelkonstruktion der I-.rfindung kann für nur einen Teil oder für Teile der Förderschaufel oder Förderschaufeln verwendet v/erden, wo sich hoher Abriebverschleiß herausgestellt hat, z.B. in Richtung zum Auslaßende für die Feststoffe.

Die Bestandteile der im einzelnen in Fig. 2 bis 4 gezeigten verschleißfesten Oberflächenabdeckanordnung besteht aus den gleich geformten Segmenten 34 aus verschleißfestem Material und für jedes Segment aus zwei metallenen Stangen 36, die in Nuten 38 im Segment eingesetzt und an die Vorderseite der sturuneIförmigen Förder-

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schaufel 32 geschweißt sind, um das Segment an der Fördcrschaufel ^u befestigen. Die vorzugsweise aus einen sehr harten Keiamikuaterial gegossenen Segnente 34 sind in Breitenrichtung in Übereinstimmung iiiit der schrauben!örnigen Krümmung der Förderschaufel 32 gekrümmt. Die äußeren Enden der Scginente sind um die Achse der schraubenförmigen Förderschaufel 32 mit einem Radius gekrümrat, der das gewünschte Spiel gegenüber dem Gehäuse 10 vorsieht, wenn die Segmente an der Förderschaufel angebaut sind. Die Segmente sind von gleicher von ihren radial äußeren zu ihren radial inneren Lnden abnehmender Breite.

Die iJuten 38 erstrecken sich diagonal über die Segmente von deren innerem Lnde zum äußeren Ende und durch diese Enden hindurch, obwohl es nicht nötig ist, daß sie sich durch die äußeren Enden erstrecken. Die Nuten öffnen sich auch durch die Seitenflache der Segmente hindurch, die an der Förderschaufel 32 befestigt ist, vgl. Fig. 3 und 4. Die Nuten sind so gegeneinander angewinkelt, daß ihre äußeren Enden näher aneinanderliegen als ihre inneren Enden, und weisen einen keilförmigen Querschnitt auf, der sich zur Außenseite des Segments hin erweitert. Die Tiefe der Hüten ist so bemessen, daß sie der Festigkeit wegen eine angemessene Ilaterialdicke zwischen sich und der Vorderseite des Segments übrig läßt.

Die Stangen 36 v/eisen eine den Nuten entsprechende etwas kleinere Querschnittsform auf, so daß sie mit ihrer schmaleren Fläche am schmaleren Teil der Nut endseitig in die Nuten geschoben werden können. Ihre Länge ist so bemessen, daß beim Einsetzen in die Kuten bis zu einem gewünschten Ausmaß ihre äußeren Enden innerhalb jedoch in unmittelbarer Nähe der äußeren Enden der Nuten zu liegen kommen, während ihre inneren Enden über die inneren Enden des Segments hinausragen. Die so überstehenden Endteile der Stangen 36 sind zum Verschweißen der Stangen mit der Förderschaufel 32 vorgesehen.

Eeim anfänglichen Zusammenbauen der eine harte Abdeckung bildenden Teile an der Förderschaufel 32, werden die Segmente 34 mit den

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in die Hüten 38 eingesetzten Stangen aufeinanderfolgend auf dein Außenteil der Vorderseite der Fürderschaufel angeordnet, wobei ihre Seiten zusammenstoßen und ihre äußeren Knden ausgefluchtet sind und j;iit einem gewünschten Abstand über das äußere Ende der Förderschaufel überstehen. Vor diesem Vorgang kann es für gewöhnlich erwünscht sein, eine nicht gezeigte dünne Schicht eines Füllstoffs auf eine oder beide gegenüberliegenden Flächen der Förderschaufel aufzutragen und die Segmente wegen Unregelmäßigkeiten in diesen Flächen auszugleichen und einen eng anliegenden Sitz vorzusehen. Wenn der Füllstoff ein Klebstoff ist, etwa ein Epoxydklebstoff, sollten die hiermit zu überziehenden Flächen und die Stangen 36 mit einem Gußtrennmittel überzogen werden, um ein Verbinden des Klebstoffs hiermit zu verhindern, v/as das Entfernen von verschlissenen Segmenten für das Austauschen unerwünscht erschwerden würde.

Wach dem Anordnen eines Segments und nachdem der Füllstoff, sofern einer verwendet wurde, abgebunden hat, werden die überstehenden inneren Enden der Stangen 36 an die Fördcrschaufel 32/ etwa durch eine um das Ende verlaufende Kehlnaht,geschweißt. Sind die Stangen einmal verschweißt, so sind die Segmente gegen Bewegung in jeglicher Richtung fest an der Förderschaufel befestigt. Dies beruht auf der komplementären Form der Stangen 36 und der iiuten 38, die eine gegenseitige Bewegung der Stangen und Segmente nur axial zu den Nuten zuläßt,während, bedingt durch die Kinkelstellung der Stangen und Nuten, eine solche Bewegung nach dem Verschweißen der Stangen nicht weiter möglich ist. Es ist anzugeben, daß eine ähnliche Viirkung erzielt werden könnte, wenn die Hüten so gegeneinander angewinkelt wären, daß ihre inneren Enden enger zueinander stehen. Die dargestellte Anordnung wird jedoch bevorzugt, da sie den Belastungen unter hohen Fliehkräften besser widersteht.

Wenn ein Ersetzen abgenutzter Segmente gewünscht wird, kann dies ohne weiteres am Eetriebsort ausgeführt werden. Die Ver-

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sehweißungen c:or Festigung<;starigen der abgenutzter Segmente vordem durch Ahmeißeln oder mit Hilfe von Lrocheisen abgebrochen. Das Segment kann dann entv.'eder radial oder axial von der Förderschaufel abgezogen werden. Ls v/erden dann neue Segmente und Stangen in der oben beschriebenen vrei;;e befestigt.

Li η wünschenswertes Merkmal besteht darin, daß die Muten 38 durch die Innenfläche der Segmente offen sind, und zwar weil dies den Stangen 3G ermöglicht, über ihre ganze Länge im wesentlichen bündig mit der Seitenfläche der Förderscliaufel 32 zu sein, und v.oil es bei einer gegebenen I'Iaterialuicke und Abmessung der lauten und Stangen eine höhere V'anddickc zv.'i.sehen der Nut und der vorderen /Arbeitsfläche des Segments vorsieht. Es ist eine Annehmlichkeit, daß sich die Nuten durch die äußeren Enden der Segmente statt in ihre unmittelbare Nähe erstrecken, und zwar sowohl zum Gießen der Segmente als auch zum Ermöglichen des Einsetzens der Stangen in die Nuten von irgendeinem Ende der Nuten her.

\7ie oben angegeben, wird es in Erwägung gezogen, daß jedes Segment mit nur einer einzigen Nut 38 und in Eingriff stehender Stange 36 verschen weroen kann. In diesem Fall würde die einzige Nut näher auf dem Mittelpunktradius des Segments zentriert sein. Ein Verschweißen des überstehenden Stangenendes mit der stummeiförmigen Förcerschaufel hält das Segment gegen eine in irgendeiner Richtung von der Förderscliauf el weg erfolgenden Bewegung fest, was bei den beiden Nuten und Stangen der dargestellten Ausführungsform der Fall ist. Die Ausführungsform mit zwei Nuten und Stangen wird jedoch wegen der besseren Haltsicherheit unter den im Betrieb des Förderers auftretenden Kräften bevorzugt.

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Claims

Pa t en tan .Sprüche

1. Einrichtung zum verschleißfesten Abdecken der Oberflächen von schraubenförmigen metallenen Förderschaufeln, gekennzeichnet durch ein Segment (34) aus verschleißfestem Abdeckmaterial zum seitlich aneinander]legenden liefest igen mit anderen ähnlichen Segmenten (34) an einer Seite einer Förderschaufel (32) zur Bildung eines fördernden Teils hiervon, wobei das Segment (34) eine in der Breitenrichtung verlaufende und radial äußere Lndkrümmung hat, die mit derjenigen der Schraube übereinstimmt und in der Breite von ihrem äußeren zum inneren Ende hin abnimmt, und wobei im Segment (34) wenigstens eine Nut (38) ausgebildet ist, die sich durch ihr inneres Lnde und diagonal über das Segment (34) zu dessen äußerem Ende hin erstreckt, und durch eine für jede Nut (38) vorgesehene schweißbare Stange (3G), die verschiebbar in die Nut (38) paßt und ausreichend lang ist zur Eildung eines vom inneren Ende des Segments (34) überstehenden Endteils und zum Verschweißen mit einer Seite der stumraclfönnigcn Förderschaufel (32), wobei die Nut (38) und die Stange (36) eine derartige komplementäre Form haben, daß eine gegenseitige Bewegung in allen Richtungen mit Ausnahme in der axialen Richtung der Nut (38) verhindert wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Segment (34) zwei Nuten (38) und Stangen (36) aufweist, wobei die Nuten (38) gegeneinander so angewinkelt sind, daß sie an einem Ende enger aneinanderliegen als am anderen Ende.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten an ihren äußeren Enden enger aneinanderliegen.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich jede Nut (38) durch die Seitenfläche des an der Förderschaufel (32) zu befestigenden Segments (34) öffnet, zur gegenüberliegenden Seitenfläche des Segments (34) hin geschlossen ist und

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in Richtung zur gegenüberliegenden Seitenfläche des Segments (34) hin einen zunehmenden Querschnitt aufweist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die äußeren Enden jeder I.'ut (38) und jeder darin angeordneten Stange (3C) im Erreich des radial äußeren Endes des Segments (34) Lefindcn.

G. Mit einer harten Oberfläche versehener Schraubenförderer, gekennzeichnet durch eine schraubenförmige metallene Förderschaufel (32) und durch eine Vielzahl von Bestandteilen nach Anspruch 1, die am radial äußeren Teil einer Seitenfläche der Förderschaufel (32) angebracht sind, v:oLei deren Segmente (34) seitlich nebeneinanderliegend angeordnet und die überstehenden Teile der Stangen (36) in den fluten (38) der Segmente (34) mit der Seitenfläche der Förderschaufel (32) verschweißt sind.

7. Förderer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (34) über das radial äußere Ende der Förderschaufel (32) ÜLerstehen.

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