DE3225242A1

DE3225242A1 - Vorrichtung zur trennung einer festkoerper-fluessigkeitsmischung

Info

Publication number: DE3225242A1
Application number: DE19823225242
Authority: DE
Inventors: Edmund C. Londonderry N.H. Chulada; David A. Wilton N.H. Nelson
Original assignee: Ingersoll Rand Co
Current assignee: Ingersoll Rand Co
Priority date: 1981-07-31
Filing date: 1982-07-06
Publication date: 1983-02-17
Also published as: JPH02976B2; GB2102704A; BE894003A; FR2510421B1; DE3225242C2; CH659958A5; US4419090A; FR2510421A1; CA1194361A; JPS5827657A; GB2102704B; DK337382A; ZA824518B; NL8202782A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Trennung einer Festkörper-Flüssigkeitsmischung, beispielsweise eine Zentrifuge. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Trennung einer. Festkörper-Flüssigkeitsmischung, welche auswechselbare Einsätze auf den Flanken der Gänge eines Schraubenförderers aufweist.

Verschiedene Arten von Maschinen zur Trennung von Festkörper-Flüssigkeitsmischungen benutzen einen Schraubenförderer. Der Schraubenförderer weist Gänge auf, die in einem Gehäuse mit einem kleinen Spiel zwischen dem Umfang der Schraubenförderergänge und dem Gehäuse angeordnet sind. Wenn sich der Umfang der Schraubenförderergänge abnutzt, vergrößert sich das Spiel bezüglich des Gehäuses und der Betriebswirkungsgrad bzw. die Leistung der Maschine werden vermindert. Ein Verfahren- zur Verlängerung der Lebensdauer der Umfangskante und der Flanke der Gänge ist in US-PS 3 764 062 beschrieben. Diese Patentschrift erläutert eine auswechselbare Fördererkanten-Einsatzanordnung, die aus zwei vorgeformten, getrennten Teilen zusammengesetzt ist. Ein Teil ist eine vorgeformte, gesinterte Wolframkarbid-Kachel. Der andere, getrennt vorgeformte Teil ist ein schweißbares Stützteil, an dem die vorgeformte Kachel befestigt ist. Die Befestigung der Kachel an dem vorgeformten schweißbaren Stützteil erfordert erhebliches Geschick und Fachwissen, und zwar wegen des notwendigen, eng zu kontrollierenden Löt-Vorgangs. Durch die Erfindung wird eine neuartige Vorrichtung zur Trennung einer Festkörper-Flüssigkeitsmischung geschaffen, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Vorrichtung, bei dom eine Arbeitsoberfläche in Gestalt eines segmentförmigen Einsatzes mit einer abriebfesten Arbeitsoberfläche, die ausreichend einer Beschädigung widerstehen kann und die integral mit einem schweißbaren Element geformt und gleichzeitig damit.

DeXt verschmolzen wird, vorgesehen ist. aerart erzeugte Einsatz kann vom Anwender ohne spezialisierte Kenntnisse oder

Werkzeuge, spezielle Meßgeräte oder nachfolgende Schleifvorgänge eingebaut werden, um den Schraubenförderer wieder in seinen originalen fabrikneuen Zustand zurückzuversetzen.

Die Erfindung umfaßt ein Gehäuse mit einem relativ zu dem Gehäuse um eine gemeinsame Längsachse drehbaren, metallischen Schraubenförderer. Der Förderer ist um seine Achse herum mit spiralig geformten Gängen versehen. Auswechselbare Einsätze sind auf dem gesamten Umfang der Flanken in den Gängen angebracht. Jeder Einsatz weist ein Metall auf, das an den Gängen befestigt ist, sowie ein integrales abriebfestes Material, das als Arbeitsoberfläche wirkt.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Bildung der Einsätze zur Anbringung an den äußeren Rändern der Förderergänge wird ein metallisches, ringförmiges Element des gleichen Materials wie die Förderergänge hergestellt. Dann wird ein abriebfestes, hart bestückendes Material auf einer radialen Oberfläche des ringförmigen Elements derart angebracht, daß gleichzeitig das abriebfeste, hart bestückende Material geformt und mit dem ringförmigen Element ver- fschmolzen wird. Der Metallteil des ringförmigen Elements V,#;^! wird maschinell auf die richtigen Abmessungen bearbeitete^0:C Das ringförmige Element wird dann in eine Vielzahl von W^ ^:*jf segmentförmigen Einsätzen zerschnitten, die danach an den Förderergängen angebracht werden. _: "

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigt:

Fig. 1 eine Teillängsschnittansicht einer

erfindungsgemäßen Zentrifuge;

Fig. 2 eine Teilansicht entlang der Linie 2-2

der Fig. 1 in Richtung der Pfeile, wobei ein Teil der Einsätze der Klarheit wegen weggebroehen ist";

Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht durch

einen der auswechselbaren Einsätze der Fig. 1; und

Fig. 4 eine Draufsicht zur Darstellung des

Verfahrens der Herstellung der auswechselbaren Einsätze.

In der Fig. 1 ist ein Teil einer Zentrifuge dargestellt, der ein Gehäuse 10 umfaßt, in welchem koaxial ein Schraubenförderer 12 angebracht ist. Der Förderer 12 kann mit einem geringen Geschwindigkeitsdifferential von dem des Gehäuses 10 angetrieben werden, um Festkörper aufgrund dieses Geschwindigkeitsdifferentials zu fördern. Auf der äußeren Oberfläche des Förderers 12 sind nach außen ragende, spiralig geformte Schraubengänge 14 getragen. Die ümfangsränder der Schraubengänge entsprechen im allgemeinen der inneren Oberfläche des Gehäuses 10, wobei jedoch ein kleines Spiel dazwischen besteht. Der Umfang und die Flanken der Gänge 14 sind die Arbeitsoberflächen des Förderers, die in Berührung mit den abgesetzten Festkörpern gelangen, die sich aus der Zentrifugalwirkung ergeben, und die Rotationsbewegung des Förderers 12 bezüglich des Gehäuses 10 fördert die abgelagerten Festkörper zu Festkörperauslaßöffnung (nicht gezeigt).

Wenn sich der Umfang der Schraubenfördergänge 14 abnutzt, vergrößert sich das Spiel zum Gehäuse und der Wirkungsgrad der Maschine wird geringer. Zur Verlängerung der Lebensdauer der Umfangskante und der Flanke der Gänge 14, sind eine Vielzahl von auswechselbaren Einsätzen 16 auf dem gesamten Umfang der Flanken 18 der Gänge 14 angebracht.

Wie aus der Fig. 3 zu ersehen ist, weist jeder auswechselbare Einsatz 16 einen sich radial erstreckenden Abschnibt 20 und eine sich in Längsrichtung erstreckende Lippe 22 auf.

Wenn die auswechselbaren Einsätze 16 an den Gängen 14 befestigt sind (s. Fig. 1), erstreckt sich eine radiale Fläche 24 des auswechselbaren Einsatzes 16 radial entlang der Flanke 18 der Gänge 14. Die Lippen 22 der auswechsel- · baren Einsätze 16 erstrecken sich über die Umfangskante der Gänge 14 hinweg.

Die Oberfläche 26 der Lippe 22 besteht aus Metall und ist am Umfang des Gangs 14 befestigt. Die Oberfläche 24 besteht ebenfalls aus Metall und ist an der Flanke 18 des Ganges 14 befestigt. Ein abriebfestes Material 28 erstreckt sich radial entlang der Arbeitsoberflächenseite der auswechselbaren Einsätze 16 und stellt eine Arbeitsoberfläche dar.

Wie sich aus der Fig. 4 ergibt, werden die Einsätze dadurch geformt, daß zuerst ein metallisches Ringelement 30 des gleichen Materials wie die Förderergänge 14 hergestellt wird. Gewöhnlich vor der maschinellen Vorbearbeitung sind die ringförmigen Elemente Ringe, welche über ihren Radius hinweg die gleiche Dicke aufweisen. Die Arbeitsoberfläche des Ringes wird dann maschinell vorbearbeitet. Die Auswahl des abriebfesten, hart bestückenden Materials hängt von der abrasiven und korrosiven Beschaffenheit der Festkörper-Flüssigkeitsmischung ab, sowie den Kosten der Anbringung. Beispiele solcher Materialien sind: a) eine Legierung auf , Kobaltbasis, die grundsätzlich Chrom, Wolfram, Nickel, Eisen, Kohlenstoff und Spuren anderer Elemente enthält;

b) eine Legierung auf Nickelbasis, die grundsätzlich Chrom, Bor, Silizium, Eisen und Kohlenstoff enthält;

c) eine Mischung von bis zu 60 Gew.-% von Wolframkarbidpartikeln mit einer Legierung auf Kobaltbasis oder Nickelbasis, wie vorstehend angegeben. Das abriebfeste, hart bestückende Material 28 wird dann auf der maschinell vorbearbeiteten Oberfläche mit Verfahren abgeschieden, wie einem automatischen, plasmaüberführten Schweißprozeß. Auf diese Weise wird die Verschweißoberfläche gleichzeitig

geformt und mit dem schweißbaren Basismaterial verschmolzen. Die nicht arbeitende Oberfläche des Rings wird dann maschinell auf die geeigneten Abmessungen und die in der.Fig. 3 gezeigte Gestalt bearbeitet, so daß sie dem Krümmungsradius der schraubenförmigen Gänge 14 des Förderers 12 angepaßt ist. Wie in der Ψΐ%, 4 gezeigt ist, wird dann der Ring 30 in eine ausreichende Anzahl von Segmenten 32 zerschnitten, um eine brauchbare Passung 4er ebenen Zwis^henfläche 24 der sich ergebenden austauschbaren Einsätze "\6 mit der gewölbten Schraubenoberfläche des"Flanke 18 der Förderergänge 14 zu erzielen. Die derart geformten Segment-Einsätze werden auf den Förderergängen 14 angeordnet und an dieser Stelle festgeschweißt.

Zum Austausch der Einsätze am Einsatzort werden die abgenutzten Einsätze von den Förderergängen durch Abschleifen der Befestigungsschweißnaht entfernt, dann die Gänge wie erforderlich zugerichtet und die neuen Einsätze wieder angebracht. Der haltend bzw. ausrichtend maschinell bearbeitete Umfang der Förderergänge wird durch die Lippe 22 der Einsätze geschützt, so daß neue Einsätze innerhalb zulässiger Toleranzen präzise befestigt werden können.

Wie in der Fig. 2 gezeigt ist, ist jeder Gang 14 mit einer Kerbe 32 versehen."' Wenn die Einsätze 16 an dem Gang befestigt werden, weisen zwei der Einsätze Berührungskanten auf, die radial mit der Kerbe 32 ausgerichtet sind, so daß die Einsätze auf dem Gang richtig positioniert werden.

-8-Leerseite

Claims

"* " ρλΤεν f ANwAirr HELMUT SCHROETER KLAUS LEHMANN DIPL. -PHYS. Γ)Ι IM..- ( N G. INGERSOLL-RAND COMPANY ir-87 U/L O 6. Juli Ϊ&82 Vorrichtung zur Trennung einer Festkörper-Flüssigkeitsmischung Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Trennung einer Festkörper-Flüssigkeitsmischung, mit einem Gehäuse, einem relativ zu dem Gehäuse um eine gemeinsame Längsachse drehbaren Metall-Schraubcnförderer, wobei dieser Förderer spiralig geformte Gänge um seine Achse herum aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß auswechselbare Einsätze auf dem gesamten Umfang der Flanken der Gänge angeordnet sind, und daß jeder Einsatz ein Metall umfaßt-, clnr. nn den Gängen befestigt ist, sowie ein integrales abriobIostcs Material, das als Arbeitsoberfläche wirkt.

D-7070 SCHWABISCH GMÜND KONTEN: D-8000 MÜNCHEN

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß jeder auswechselbare Einsatz einen vertikalen Abschnitt aufweist, der sich radial entlang der Flanke einer radialen Oberfläche eines Ganges des Förderers erstreckt sowie einen horizontalen Abschnitt, der sich über den Umfang des Gangs erstreckt, und daß der horizontale Abschnitt aus Metall ist und an dem Gang befestigt ist, während der vertikale Abschnitt eine an dem Gang befestigte metallische, radiale Oberfläche aufweist, sowie eine abriebfeste radiale Oberfläche.

3. Verfahren zur Bildung auswechselbarer Einsätze zur Anbringung an den äußeren Rändern von Förderergängen, dadurch gekennzeichnet , daß ein ringförmiges, metallisches.Element des gleichen Materials wie die Förderergänge hergestellt wird, daß ein abriebfestes, hart bestückendes Material auf einer radialen Oberfläche des ringförmigen Elements derart abgeschieden wird, daß gleichzeitig das abriebfeste, hart bestückende Material geformt und mit dem ringförmigen Element verschmolzen wird, daß der metallische Teil des ringförmigen Elements auf die richtigen Abmessungen maschinell bearbeitet wird, daß das ringförmige Element in eine Vielzahl von segmentförmigen Einsätzen zerschnitten wird und die segmentförmigen Einsätze auf den Förderergängen montiert werden.