DE60306803T2

DE60306803T2 - Strukturelles verbundbeschleunigungsglied

Info

Publication number: DE60306803T2
Application number: DE60306803T
Authority: DE
Inventors: Johannes Petrus Andreas Josephus Tahilla VAN DER ZANDEN
Original assignee: PASSAGE DE DOURO bvba
Current assignee: PASSAGE DE DOURO bvba
Priority date: 2002-06-26
Filing date: 2003-06-25
Publication date: 2007-07-12
Anticipated expiration: 2023-06-26
Also published as: EP1567272B1; ATE332750T1; EP1567272A1; ES2268425T3; WO2004002630A1; DE60306803D1

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft das Gebiet der Beschleunigung von Material, insbesondere eines Stroms von Granulat- oder Teilchenmaterial, mit Hilfe eines Rotors, insbesondere mit Hilfe des Veranlassens des Kollidierens der beschleunigten Körnchen oder Teilchen mit einem Prallkörper auf einer solchen Geschwindigkeit, dass sie brechen.
Hintergrund der Erfindung
Gemäß einer bekannten Technik kann die Bewegung eines Materialstroms mit Hilfe eines Rotors beschleunigt werden. Bei dieser Technik wird das Material auf den zentralen Teil eines Rotorblatts eines schnell rotierenden Rotors aufgegeben und wird dann von einem oder mehreren Beschleunigungselementen aufgenommen, die mit einer Beschleunigungsfläche versehen sind und um diesen zentralen Teil herum angeordnet sind. Die Beschleunigung kann entweder durch Entlanggleiten (unter Einfluss der Zentrifugalkraft) oder eines Aufschlags (Aufpralls) durch die Beschleunigungsfläche (oder eine Kombination von Gleiten und Aufprall) stattfinden. Beschleunigung durch Gleiten greift das Material nicht an, dadurch, dass die Partikel nur beschleunigt werden. Während der Beschleunigung durch Aufprall werden die Partikel gleichzeitig beschleunigt und belastet, sodass Zerkleinerung stattfinden kann. Das beschleunigte Material wird dann auf hoher Geschwindigkeit nach außen geschleudert und kann nun von einem stationären Prallelement gesammelt werden, das mit dem Ziel des Veranlassens des Materials, während der Kollision zu brechen, um den Rotor herum angeordnet ist.
Viele Rotoren zur Beschleunigung durch Gleiten sind bekannt. Ein Rotor mit Beschleunigungselementen, die auf dem Rotorblatt plaziert sind und fest (jedoch abnehmbar) an dem Rotor befestigt sind, der dazu mit einem Stützelement ausgestattet ist, sodass das Beschleunigungselement zwecks Ersetzen auseinandergenommen werden kann, ist beispielsweise in US 5,248,101 (Rose) offenbart. US 6,149,068 (Young) beschreibt ein Beschleunigungselement, das mit einem schweren Bolzen gesichert ist, US 6,179,234 (Marshall) ein Beschleunigungselement, das mit Hilfe von Zentrifugalkraft fest in dem Stützelement verankert ist, und US 5,921,484 (Smith) beschreibt ein Führungselement, das entlang der Führungsfläche vorgesehen ist, mit einem Hohlraum, worin eigenes Material sich unter Einfluss von Zentrifugalkräften ablagert. Die bekannten Führungselemente sind intensivem Führungsverschleiß ausgesetzt, daher kann ein solcher Hohlraum auch mit einem hoch abschleifenden Material gefüllt sein, d.h. einem Konstruktionsmaterial, das Karbide, vorzugsweise Wolframkarbide, enthält; und ein solches Beschleunigungselement ist (unter anderem) bekannt aus US 6,033,791 (Smith). US 3,767,127 (Wood) offenbart ein Beschleunigungselement, das von symmetrischer V-förmiger Konstruktion ist (wobei das V zur Rotationsachse weist) und mit zwei Beschleunigungsflächen versehen ist und unter dem Einfluss von Zentrifugalkraft (Zentrifugalverriegelung) fest verankert ist. Symmetrie gestattet Betrieb in beiden Richtungen, wodurch die Lebensdauer verdoppelt und das Verschleißmaterial effizienter verbraucht wird und sehr leicht ersetzbar ist und nicht speziell gesichert werden muss. Das Problem ist jedoch, dass unter Einfluss der Zentrifugalkraft die Belastungen sich in dem V-förmigen spitzen Teil konzentrieren. Demzufolge tritt an der Stelle dieses Standorts leicht Bruch auf. US 1,875,817 hat eine Vorrichtung mit schwenkenden Beschleunigungselementen (Hämmern) offenbart. Hier konzentrieren sich die Belastungen um die Schwenköffnung herum.
Eine Vorrichtung zur Beschleunigung durch Aufprall ist bekannt aus 4J0 98/16319, welche im Namen der Anmelderin erstellt wurde. Der bekannte Rotor kann mit mehreren unterschiedlichen Typen (Konfigurationen) von Beschleunigungselementen ausgerüstet werden; das heißt, einem Führungselement und einem zugeordneten, mitrotierenden Prallelement. Die offenbarten Beschleunigungseinheiten können – unter anderem – fest oder schwenkbar an dem Rotor befestigt und mit einer selbstrotierenden Prallfläche versehen sein. Eine gleichartige, jedoch symmetrische Vorrichtung dieses Typs ist in WO 01/21313 offenbart, welche im Namen der Anmelderin erstellt wurde.
Die oben beschriebenen Rotoren rotieren um eine vertikale Achse. Eine Vorrichtung, wobei der Rotor um eine nicht-vertikale Achse rotiert, ist in WO 00/67909 offenbart, welche im Namen der Anmelderin erstellt wurde. WO 02/36263, welche auf dem Namen der Anmelderin steht, offenbart einen direkten Mehrfachaufprallrotor, wo das mitrotierende Prallelement mit einer autogenen Prallseite versehen ist; auch die Führungselemente können mit einer autogenen Führungsseite versehen sein.
Die bekannten Rotoren haben den Vorteil, dass sie einfach, effektiv sind und zur Zerkleinerung einer breiten Spanne von Teilchenmaterial, wie etwa Sand, Steinen, Felsbrocken, Erzen, Mineralien, Zementklinkern, Kohle, Schlacke, Asche, Glas und Bauschutt; jedoch auch Materialien wie Bohnen usw., die brechen, wenn sie durch Aufprall (ausreichend) belastet werden, verwendet werden können. Die bekannten Rotoren haben jedoch auch Nachteile. Ein wichtiges Problem bei den bekannten Beschleunigungselementen sind die hohen Kräfte, die, im Fall von Führungselementen hauptsächlich durch Zentrifugalkraft, und durch eine Kombination von 1. Zentrifugalkraft und 2. sich rasch wiederholender Impulsbelastung im Fall von Prallelementen, auf das Beschleunigungselement (und die Befestigungsanordnungen und das Stützelement) ausgeübt werden. Die Zentrifugalkraft steigt mit 1. der Rotationsgeschwindigkeit und 2. dem Gewicht (Masse) des Prallelements progressiv an, in welchem Kontext unter praktischen Bedingungen eine Zentrifugalkraft von über 100 kN in Erwägung gezogen werden kann. Die Impuls (Aufprall)-Belastung steigt mit 1. dem Durchmesser (Masse) und 2. der Härte (Elastizität) des auftreffenden Materials progressiv an, in welchem Kontext unter praktischen Bedingungen Körner mit einem Gewicht von 1 bis 2 kg in Betracht gezogen werden können, die wiederholt mit einer Geschwindigkeit von 50 bis 100 m/sec aufprallen. Diese Kräfte können sich um die Befestigungsanordnung herum konzentrieren (und tun dies oft); das heißt, dort, wo das Beschleunigungselement an dem Stützelement befestigt ist. Dies ist nicht nur ein Problem bei feststehenden Gleit-, Führungs- und mitrotierenden Prallelementen, sondern noch mehr für schwenkbar befestigte Beschleunigungselemente und (feststehende) Beschleunigungselemente, die von der Kante des Rotors vorragen, wo die maximalen Zentrifugalkräfte erzeugt werden.
Da das Material, aus dem die Beschleunigungselemente hergestellt werden, eine hohe Verschleißfestigkeit haben muss, muss dieses Material so hart wie möglich sein (Rc>55/60), wofür normalerweise eine weiße Roheisenlegierung angewendet wird. Ein solches Material ist jedoch spröde und folglich nicht gut dazu in der Lage, den Zugkräften zu widerstehen, die durch die Zentrifugalbelastung und die Stoßbelastung erzeugt werden. Demnach kann Bruch in den Beschleunigungselementen (in der Befestigungsanordnung) auftreten, wodurch ein Teil des Beschleunigungselements, oder das gesamte Beschleunigungselement, mit hoher Geschwindigkeit nach außen geschleudert wird, was ein wesentliches Ungleichgewicht entstehen lässt. Dies kann schwerwiegenden Schaden verursachen. Außerdem kann Verschleiß an den Beschleunigungselementen insbesondere bei Zentrifugalbeschleunigungselementen konzentriert sein:

– Im Fall von Führungselementen bildet sich relativ rasch eine Rinne, worin Verschleiß konzentriert ist, entlang der Führungsfläche, wodurch sich relativ rasch ein tiefe Rinne bildet. Dies schwächt das Führungselement, das als Folge davon brechen kann.
– Im Fall mitrotierender Prallelemente ist die Bewegung (Bewegungsrichtung) des Materialstroms zwischen dem Beschleunigungselement und dem mitrotierenden Prallelement unveränderlich (in Bezug auf die Rotationsgeschwindigkeit) und ist im Wesentlichen deterministisch. Demzufolge trifft das Material in einer hochkonzentrierten Weise auf das mitrotierende Prallelement auf. Demzufolge kann sich relativ rasch ein tiefer Hohlraum in der Prallfläche bilden. Das Prallelement wird folglich schwerwiegend geschwächt, wodurch es brechen kann.
– Im Fall der bekannten Führungselemente, die entlang der Führungsfläche mit einem oder mehreren Hohlräumen versehen sind, worin eigenes Material sich ablagert, kann unter dem Einfluss von Verschleiß eine schwache Konstruktion produziert werden, wodurch Bruch auftreten kann. Dasselbe gilt im Fall von Führungselementen, wo solche Hohlräume mit einem hoch verschleißfesten Konstruktionsmaterial gefüllt sind.

Die bekannten Rotoren und Beschleunigungselemente (und Kantenschutzelemente) können daher eine begrenzte Maximalbelastung aufnehmen, was die maximale Größe des Zufuhrmaterials, das verarbeitet werden kann, und die maximale Geschwindigkeit, mit der die Partikel beschleunigt werden können, stark einschränkt, und die maximale Geschwindigkeit sich stark verringert, wenn die Zufuhrgröße ansteigt.
Es sind mehrere Verfahren bekannt, um Verschleißelemente derart zu verstärken, dass Verschleißelemente höheren Kräften widerstehen können; im Fall von beschleunigenden Elementen Zentrifugalkräften und Aufprallkräften. Daher wird ein Verschleißteil mit einem Verstärkungselement versehen, das eine größere Zugfestigkeit hat als das Verschleißteil, wodurch ein Verbundverschleißteil geschaffen wird. Es ist natürlich von größter Wichtigkeit, dass das Verschleißteil und das Verstärkungselement vollständig miteinander verbunden sind. Verbundverschleißteile sind aus AU-A-22760/83 (Vickers) und WO84/04760 (Dolman) bekannt. Solche Verschleißteile werden für Hammerbrecher verwendet, die aus DE 3618195 A1 bekannt sind; welche Hämmer schwenkbar an einem Rotor befestigt sind, um auf Teilchen zu prallen, die von außen her einem Rotor zugeführt werden. Die Schwenkbefestigung schränkt die auf das Verschleißteil einwirkenden Aufprallkräfte in einem beträchtlichen Maß ein. Viel höhere Kräfte werden erzeugt, wenn die Verschleißteile fest an dem Rotor befestigt sind; wie vorangehend beschrieben ist.
Ein anderes wichtiges Problem ist, dass das Stützelement, das das Beschleunigungselement trägt, oft hinter dem Beschleunigungselement positioniert ist (das heißt, entlang der Seite entgegengesetzt von der Beschleunigungsfläche) und daher (schwer) beschädigt werden kann, wenn die Beschleunigungselemente durchgeschlissen werden. Reparatur oder Austausch ist normalerweise sehr schwierig, da der Rotor herausgenommen werden muss und dies zeitaufwendig und daher teuer ist. Zur Vermeidung solcher Beschädigung ist eine regelmäßige Inspektion nötig, wofür der Rotor gestoppt und der Brecher geöffnet werden muss, was zu einer beträchtlichen Ausfallzeit führen kann. Automatische Systeme, die solchen Verschleiß kontrollieren, sind sehr kostspielig und haben sich so weit noch nicht als verläßlich erwiesen. Schwenkbar verbundene Beschleunigungselemente haben diese Probleme normalerweise nicht, wenn das Stützelement nicht hinter dem Beschleunigungselement planiert ist.
Um trotzdem eine annehmbare Werkzeuglebensdauer zu erzielen, müssen die bekannten Beschleunigungselemente daher von extra schwerer Konstruktion sein, sodass keine Stücke anfangen abzubrechen, wenn sich Rinnen und Hohlräume bilden. Als Ergebnis dieses zusätzlichen Gewichts müssen auch die Montagekonstruktion (und das Stützelement) extra schwer ausgelegt werden, was die Verschleißteile noch schwerer macht, und es müssen spezielle Vorkehrungen getroffen werden, um das schwere Beschleunigungselement gut an dem Stützelement zu befestigen. Infolge der niedrigen Zugfestigkeit des harten, und demzufolge spröden, Verschleißmaterials müssen die Beschleunigungselemente dafür mit extra schweren Haken und großen Vorsprüngen versehen werden und die Montage muss gesichert werden, wofür oft Bolzen benötigt werden. All das macht das Ersetzen der Verschleißteile kompliziert und zeitaufwendig, während die Werkzeuglebensdauer, sicherlich im Fall von Schleifmaterial, begrenzt bleibt. Ein zusätzlicher Aspekt, der sicherlich gleichermaßen wichtig ist, ist, dass eine große Menge von Verschleißmaterial übrigbleibt; dies ist wenigstens der zusätzliche Teil, der benötigt wird, um sicherzustellen, dass das Beschleunigungselement nicht bricht, und das zusätzliche strukturelle Material für die Montage. Häufig werden nur 25% des Verschleißmaterials tatsächlich verbraucht.
WO 03/000423 A2, das auf dem Namen der Anmelderin steht, offenbart ein Beschleunigungselement, das mit einem Verstärkungselement entlang der Rückseite verstärkt ist; das heißt, der Seite entgegengesetzt (parallel zu) der Beschleunigungsfläche. Ein solches verstärktes Beschleunigungselement besteht aus einem Beschleunigungsblock aus weißer Roheisenlegierung und einem Verstärkungselement aus unlegiertem oder niedriglegiertem Stahl. Das Verstärkungselement, das eine merklich größere Zugfestigkeit als der Beschleunigungsblock hat, ist fest mit dem Verstärkungselement zusammengefügt, um ein strukturelles verbundverstärktes Beschleunigungselement zu bilden. Ein solches Verstärkungselement kann viel höheren Aufprall- und Zentrifugalkräften widerstehen, und die hohe Zugfestigkeit ermöglicht es, das Verstärkungselement mit einer einfachen Befestigungsanordnung zum Montieren des Beschleunigungselements an dem Stützelement zu versehen, welche ebenfalls entlang der Rückseite des Beschleunigungselements positioniert ist.
Das bekannte Beschleunigungselement mit Verstärkungselement hat den Vorteil, dass der Beschleunigungsblock viel höheren Aufprallkräften und Zentrifugalbelastungen widerstehen kann und eine einfache, jedoch effiziente und starke Befestigungsanordnung gestattet. Das Beschleunigungselement mit Verstärkungselement hat jedoch auch Nachteile. So ist die Position des Verstärkungselements entlang der Rückseite sehr anfällig für Beschädigung, wenn das Beschleunigungselement (Block) durchschleißt, und dasselbe gilt für die Befestigungsanordnung und das Stützelement; obwohl die Situation im Wesentlichen gleichartig zu dem bei dem Stützelement bemerkten Problem ist, wie zuvor erläutert. Außerdem ist die Rückseite eines Beschleunigungselements oft nicht der geeignetste Platz zum Montieren (Befestigen) des Beschleunigungselements an dem Rotor; insbesondere bei vorragenden Beschleunigungselementen, die normalerweise geklemmt (verkeilt) oder schwenkbar befestigt sind.
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist daher die Verschaffung eines Beschleunigungselements für einen Rotor, der um eine Rotationsachse rotiert, wie oben beschrieben, der diese Nachteile nicht hat oder sie wenigstens in einem geringeren Umfang aufweist. Das heißt, Verschaffen eines Beschleunigungselements, das hart und stark genug ist, um einer Kombination von Zentrifugalkräften und Aufprallkräften zu widerstehen und eine lange Lebensdauer garantiert, mit einer Befestigungsanordnung für leichten und raschen Austausch versehen ist, die stark genug ist, um besagten Kräften zu widerstehen, und – höchst wichtig – so gestaltet ist, dass die Befestigungsanordnung nicht beschädigt wird, wenn das Beschleunigungselement unter Einfluss von Gleitkräften und Aufprallkräften, die von den Teilchen erzeugt werden, wenn sie mit Hilfe des Beschleunigungselements beschleunigt werden, vollständig durchschleißt. Dies wird erzielt mit:

– einer rotierenden Beschleunigungsvorrichtung zum Beschleunigen von Teilchenmaterial mit Hilfe wenigstens eines rotierenden strukturellen Verbundbeschleunigungselements in wenigstens einer Phase, zur Zerkleinerung des Materials durch Aufprall, umfassend:
– einen Rotor, der in der Lage ist, um eine Rotationsachse in wenigstens einer Rotationsrichtung zu rotieren, welcher Rotor mit wenigstens einem Rotorblatt versehen ist, das im Wesentlichen transversal zur Rotationsachse gerichtet ist;
– ein Dosierelement zum Dosieren des Materials auf den Rotor;
– wenigstens eine Beschleunigungseinheit, die wenigstens aus einem separaten Beschleunigungselement zum Beschleunigen des dosierten Materials in wenigstens einer Phase besteht, welches Rotorblatt mit einem Stützelement zum Tragen des Beschleunigungselements versehen ist, welches Beschleunigungselement in einem Abstand von der Rotationsachse entfernt liegt und aus wenigstens einem Beschleunigungsblock besteht, der aus wenigstens einem weißen Roheisenlegierungsteil hergestellt ist, welches weiße Roheisenlegierungsteil mit wenigstens einer Beschleunigungsfläche versehen ist, die sich, gesehen von der Rotationsachse aus, wenigstens teilweise in einer nach außen gerichteten Richtung erstreckt und im Wesentlichen senkrecht zur Rotationsebene gerichtet ist, welches weiße Roheisenlegierungsteil mit wenigstens einem Hohlraum versehen werden kann, der sich entlang wenigstens einem Teil der Beschleunigungsfläche erstreckt und mit einem Füllmaterial mit einer Zusammensetzung, die sich von dem des besagten weißen Roheisenlegierungsteils unterscheidet, gefüllt werden kann, sodass die Beschleunigungsfläche teilweise aus dem Füllmaterial besteht, das wenigstens teilweise von dem weißen Roheisenlegierungsteil umgeben ist, welches weiße Roheisenlegierungsteil des Beschleunigungsblocks mit einem Verstärkungselement versehen ist, welches Verstärkungselement mit einer Befestigungsseite versehen ist, von welchem weißen Roheisenlegierungsteil die transversale Seitenfläche mit einer Befestigungsfläche versehen ist, sodass wenigstens ein Teil der Befestigungsseite und wenigstens ein Teil der Befestigungsfläche aneinandergefügt sind, um ein strukturelles verstärktes Verbundbeschleunigungselement zu bilden, welches Verstärkungselement aus einem unlegierten oder niedriglegierten Stahl besteht, der, nach thermischem Härten des Beschleunigungselements, eine merkbar größere Zugfestigkeit hat als besagtes weißes Roheisenlegierungsteil, welches Verstärkungselement mit einer Befestigungsanordnung zum Befestigen des Beschleunigungselements an dem Stützelement versehen ist, derart, dass das Beschleunigungselement zum Ersetzen aufgrund von Verschleiß demontiert werden kann;
– dadurch gekennzeichnet, dass:
– die Befestigungsseite im Wesentlichen transversal zur Beschleunigungsfläche gerichtet ist und sich an einer Position entlang und außerhalb der Verschleißzone befindet, die gebildet wird, wenn besagtes Beschleunigungselement unter Einfluss von Verschleiß durchschleißt, der während des Beschleunigens der Teilchen durch Gleiten und/oder Aufprall erzeugt wird, sodass die Befestigungsanordnung nicht beschädigt wird, wenn das Beschleunigungselement vollständig durchschleißt.

Die Erfindung ist weiter in den Ansprüchen beschrieben, auf die hier verwiesen wird.
Das verstärkte Beschleunigungselement ist mit einem Beschleunigungsblock versehen, wovon eine Außenfläche, die im Wesentlichen quer zur Beschleunigungsfläche gerichtet ist, mit einem Verstärkungselement versehen ist, das heißt:

– entlang einer transversalen Seite, die im Wesentlichen parallel zur Rotationsebene gerichtet ist, und/oder
– entlang einer transversalen Seite, die etwas angewinkelt zur Rotationsebene gerichtet ist, und/oder
– entlang einer transversalen Seite, die im Wesentlichen transversal zur Rotationsebene gerichtet ist und zur Rotationsachse gerichtet ist.

Das Beschleunigungselement kann oben auf dem Rotorblatt, aber auch unter dem Rotorblatt plaziert werden.
Das erfindungsgemäße Beschleunigungselement besteht daher im Wesentlichen aus einem Beschleunigungsblock, der aus einem harten (beispielsweise > Rc 55-65) Verschleißmaterial mit jedoch einer niedrigen Zugfestigkeit, da es spröde ist, hergestellt ist, der mit einem (Metall-) Verstärkungselement mit einer hohen Zugfestigkeit (und geringerer Härte) versehen ist. Daher ist der Beschleunigungsblock aus einer weißen Roheisenlegierung hergestellt, die nach dem Gießen durch Hitzebehandlung gehärtet wird. Vorzugsweise ist die in der Erfindung eingesetzte weiße Roheisenlegierung eine Legierung der ASTM-Spezifikation A532, Klasse IIIA, die die folgende Zusammensetzung hat: 2,3 bis 3,0 (Gew.)% Kohlenstoff, bis zu 1,5 (Gew.)% Nickel, 23 bis 28 (Gew.)% Chrom und bis zu 1,5 (Gew.)% Molybdän (plus Spurenverunreinigungen). Höchstbevorzugt wird das weiße Roheisen einen Chromgehalt von etwa 25 (Gew.)% enthalten. Typische Legierungen für weiße Roheisenlegierung sind (gemäß deutschen Spezifikationen) Hartguss (FeMnSiC3,4), Chrom-Hartguss (FeCr12C2,1, FeCr14Mo3C3, FeCr20Mo2C3, FeCr25Mo1C3, FeCr13Nb9MoTiC2,3) und Nickel-Hartguss (FeNi4Cr2C3,3, FeNi4Cr2C2,6, FeCr9Ni6Si2C3). In dem Fall, dass der zur Beschleunigung durch Aufprall verwendete Beschleunigungsblock eine manganhaltige Legierung ist, kann die Legierung unter Einfluss des Aufpralls selbsthärtend sein. Das Verstärkungselement ist aus einem unlegierten oder niedriglegierten Stahl mit vorzugsweise einem niedrigen Kohlenstoffgehalt (<0,25%) hergestellt, der diesen Stahl im Wesentlichen nicht ansprechend auf Hitzebehandlung macht (oder nur entlang der Außenfläche ansprechend); und der Stahl behält daher seine hohe Zugfestigkeit, wenn das Beschleunigungselement Hitzebehandlung unterzogen wird, um den weißen Roheisenlegierungsteil zu härten. Typische niedriglegierte Stähle sind für einfache Stähle mit niedrigem Kohlenstoffgehalt ASTM Nummer 1010, 1020, A36, A516 Grad 70 und für hochstarke niedriglegierte Stähle ASTM Nummer A440, A633 Grad E und A656 Grad 1. Jedoch können für sowohl den weißen Roheisenlegierungsteil (Beschleunigungsblock) als auch den niedriglegierten Teil (Verstärkungselement) andere Zusammensetzungen der Legierung verwendet werden, solange die weiße Roheisenlegierung die erforderliche Härte oder Verschleißfestigkeit und der niedriglegierte Teil eine (Zug-)Festigkeit hat, die wesentlich höher als die (Zug-)Festigkeit des weißen Roheisenlegierungsteils ist, welche (Zug-)Festigkeit nicht wesentlich beeinflusst wird, wenn das Beschleunigungselement einer Hitzebehandlung zum Härten des weißen Roheisenlegierungsteils unterzogen wird. Normalerweise ist der Härteprozess auf Belastungshärtung basiert, jedoch ist für gewisse Legierungen auch Ausfällhärtung oder eine Kombination von Belastungshärtung und Ausfällhärtung möglich. Im Fall von Belastungshärtung ist die Härtbarkeit des weißen Roheisenlegierungsteils auf der Bildung von Martensit als Ergebnis einer gegebenen Hitzebehandlung basiert; und es ist wichtig, dass die Zusammensetzung des weißen Roheisenlegierungsteils so gewählt ist, dass der Beschleunigungsblock nicht nur an der Oberfläche, sondern zu einem großen Teil durch das gesamte Innere des Beschleunigungsblocks durchhärtet.
Das Verstärkungselement ist normalerweise eine Stahlplatte oder ein Stahlblock, die bzw. der 1. das Beschleunigungselement verstärkt, wodurch es geeignet gemacht wird, um hoher Aufprall- und Zentrifugalbelastung (die viel höher ist als bei den bekannten nicht-verstärkten Beschleunigungselementen) zu widerstehen, 2. eine starke und einfache Befestigungsanordnung gestattet, 3. es ermöglicht, sowohl das Beschleunigungselement als auch das Stützelement weniger voluminös zu gestalten, und 4. – am wichtigsten – es ermöglicht, das Verstärkungselement so zu befestigen, dass sowohl das Verstärkungselement als auch das Stützelement nicht beschädigt werden, wenn das Beschleunigungselement durchschleißt.
Die Befestigungsanordnung, die Teil des Verstärkungselements ist, kann verschiedene Ausgestaltungen haben, beispielsweise ein Haken, ein vorspringender Zapfen, ein keilförmiger Haken (Schwalbenschwanz), der nur eine Zentrifugalverriegelung gestattet. Es ist auch möglich, eine Bolzenverbindung einer Klammer zu verwenden. Es wird bevorzugt, dass die Befestigung nur durch Zentrifugalverriegelung gesichert wird, jedoch ist es möglich, dass der Sicherheitsbolzen oder Sicherheitszapfen erforderlich ist.
Belasten des Beschleunigungselements kann stattfinden durch 1. Gleiten (Führen), 2. Aufprall (insbesondere, wenn große Körner mit hoher Aufprallgeschwindigkeit auf das Beschleunigungselement auftreffen), 3. eine Kombination von Gleiten und Aufprall (beispielsweise mit angewinkeltem Aufprall), und 4. aufgrund von Zentrifugalkräften; wobei all diese Belastungstypen auf die eine oder andere Weise kombiniert vorkommen können.
Das Verstärkungselement hält das Beschleunigungsblockmaterial zusammmen, wenn dieses unter Belastung kommt – selbst wenn Risse auftreten – in einem gewissen Umfang. Dies ermöglicht es, das Beschleunigungselement von weniger schwerer Konstruktion zu machen und es im Vergleich zu einem Beschleunigungselement, das nicht mit einem Verstärkungselement versehen ist und auf dieselbe Weise belastet wird, sogar schlank zu gestalten. Andererseits ermöglicht es das Verstärkungselement, das Beschleunigungselement mit einem (viel) dickeren Beschleunigungsblock hinter der Beschleunigungsfläche zu gestalten, was es ermöglicht, die Lebensdauer in einem beträchtlichen Ausmaß zu erhöhen. Die hohe Zugfestigkeit des Verstärkungselements gestattet es weiterhin, das Beschleunigungselement mit einem einfachen und leichtgewichtigen (eingeschränktes Volumen) Verbindungsglied oder Befestigungsanordnung zu versehen, mittels dessen bzw. derer das Beschleunigungselement mit dem Stützelement verbunden ist, oder Befestigungselementen, wodurch sowohl das Beschleunigungselement als auch das Stützelement von weniger schwergewichtiger Konstruktion sein müssen und auf eine Weise konstruiert sein können, die ein rasches Ersetzen der Verschleißteile ermöglicht. All dies ermöglicht das maximale Ausnutzen des Verschleißmaterials und macht Betriebsvorgänge in der Praxis viel leichter. Wenn das Beschleunigungselement durchschleißt, nimmt die Zerkleinerungsintensität ab, was sich durch einen Anstieg der Menge an Überkorn visuell zeigt; und kann auch automatisch erfasst werden, wenn – in einem geschlossenen System – die Rücklauflast ansteigt, wofür das Rücklaufband natürlich mit einer Wägeeinrichtung versehen sein muss. Beim Erfassen einer gewissen Überlast kann der Brecher (oder die Eingabe) automatisch abgeschaltet werden (oder manuell, im Fall visueller Kontrolle). Außerdem kann, im Fall eines Rotors mit einer symmetrischen Konfiguration, der in beiden Rotationsrichtungen betreibbar ist, die Rotationsrichtung automatisch umgekehrt werden, wenn die (erste Hälfte) des Beschleunigungselements durchschleißt, und automatisch gestoppt werden, wenn die andere Hälfte durchschleißt.
Das Beschleunigungselement kann – wie zuvor beschrieben – 1. ein Gleitelement zum Beschleunigen des Materials nur durch Gleiten, 2. ein Führungselement zum Führen des Materials hin zu einem mitrotierenden Aufprallelement, 3. ein mitrotierendes Aufprallelement, das dem Führungselement zugeordnet ist, und 4, ein vorragendes Aufprallelement, das entlang der Kante des Rotors mitgetragen wird (und anderer Typen von Beschleunigungselementen, die vom Rotor getragen werden und das Material beschleunigen (oder zu dessen Beschleunigung beitragen)) sein.
Das Ziel der Erfindung richtet sich spezifisch auf die Verwendung des verstärkten Beschleunigungselements in Form eines (mitrotierenden) Aufprallelements, wie zuvor beschrieben.
Das Beschleunigungselement wird von dem Rotor mit Hilfe eines Stützelements getragen, derart, dass das Beschleunigungselement (leicht austauschbar) ist und 1. fest befestigt, 2. schwenkbar befestigt und 3. fest befestigt und mit einer selbstrotierenden Beschleunigungsfläche versehen sein kann. Feststehende Befestigung kann auf viele verschiedene Arten und Weisen erzielt werden – erfindungsgemäß vorzugsweise durch Zentrifugalverriegelung -, für welchen Zweck unter anderem 1. ein Hakenelement und 2. ein schwalbenschwanzartiges Element verwendet werden können. Das Verstärkungselement kann auch mit Bolzenlöchern zur Befestigung des Beschleunigungselements mit dem Rotorblatt mit Bolzen, die in diesem Fall die Stützelemente sind, versehen sein. Die Befestigung kann durch Sicherungsbolzen und/oder Sicherungsstifte und/oder Sicherungsplatten gesichert sein, kann jedoch auch nur zentrifugalverriegelt sein.
Die Rotationsachse kann vertikal, horizontal oder angewinkelt sein. Das Stützelement (und Beschleunigungselement) kann 1. oben auf dem Rotorblatt, 2. zwischen zwei (parallelen) Rotorblättern, 3. unten gegen ein Rotorblatt, 4. entlang der Kante des Rotors vorragend positioniert sein und sogar 5. unten oder oben am Rotor vorragen; in allen Fällen kann das Stützelement teilweise in dem Rotorblatt positioniert sein.
Die Erfindung sieht die Möglichkeit vor, wobei der Rotor nur in einer Richtung oder in beiden Richtungen rotiert, vorzugsweise mit einer symmetrischen (V-förmigen) Konfiguration.
Material wird hier als ein Bruchstück, Korn oder ein Teilchen oder ein Strom von Bruchstücken, Körnern oder Teilchen verstanden, die hier allgemein als Material von nicht-gleichförmiger Form bezeichnet werden.
Der Begriff Verstärkungsplatte wird auch verwendet, um alle anderen Formen zu bezeichnen, wenn diese nicht spezifisch das Aussehen einer Platte haben.
Der Beschleunigungsblock kann ein massiver rechteckiger Block sein, kann jedoch auch eine andere Form haben, und kann mit einem oder mehreren offenen Räumen oder Hohlräumen entlang der Beschleunigungsfläche versehen sein, die mit einem Füllmaterial gefüllt werden können; das heißt, 1. einem Einsatz aus einem Material, das eine größere Verschleißfestigkeit (Härte) als die weiße Roheisenlegierung hat, welcher Einsatz fest an die Hohlraumwände in dem weißen Roheisenlegierungsteil gefügt sind, 2. einer hochschleifenden Einlage aus Füllmaterial (verschleißfester oder härter als das Blockmaterial, das aus weißer Roheisenlegierung hergestellt ist), d.h. aus Karbiden, vorzugsweise Wolframkarbiden, oder Keramikmaterial besteht. Hartmetall wird als eine Legierung von wenigstens einem harten, verschleißfesten Bestandteil in Form von Wolframkarbid oder Titankarbid und wenigstens einem Weichmetallbestandteil in Form von Kobalt, Eisen oder Nickel verstanden. Die Erfindung verschafft eine Möglichkeit für das Material, aus dem der Beschleunigungsblock hergestellt ist, dass es wenistens teilweise aus Keramikmaterial besteht. Keramikmaterial wird hier als ein Material verstanden, das wenigstens teilweise aus Aluminiumoxid (Korund – Al₂O₃) besteht und/oder wenigstens teilweise aus Silikonoxid (SiO₂) besteht, jedoch kann Keramikmaterial hier auch als Materalien wie etwa Karbide und Silikasand verstanden werden. Es ist auch möglich, dass der Hohlraum sich 3. mit eigenem Teilchenmaterial füllt, wodurch unter Einfluss der Zentrifugalkraft eine teilweise autogene Beschleunigungsseite erzeugt wird. Bei diesen Hohlräumen ist das Füllmaterial von weißem Roheisenlegierungsmaterial umgeben.
Es ist auch möglich, dass der Beschleunigungsblock zylindrisch ist, wobei die Zylinderachse im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse verläuft und (wenigstens ein Teil) der Zylinderfläche als Beschleunigungsfläche wirkt. Es ist auch möglich, dass das Beschleunigungselement symmetrisch, beispielsweise V-förmig, ist, wobei das V vorzugsweise nach außen weist. Ein schwenkbar befestigtes Beschleunigungselement ist vorzugsweise im Wesentlichen wie ein Dreieck geformt oder V-förmig, wobei die Spitze zur Rotationsachse weist. Im Fall eines mitrotierenden Prallelements ist das Beschleunigungselement so gestaltet, dass der Beschleunigungsblock sich von der Aufprallfläche nach hinten im Wesentlichen entlang der verlängerten spiralförmigen Bahn erstreckt; wofür in Betracht gezogen werden muss, dass die spiralförmige Bahn sich (nach außen oder innen) verschieben kann, wenn der Verschleiß entlang der Beschleunigungs(Führungs)fläche fortschreitet.
Es ist deutlich, dass extreme Anforderungen an die Stärke der Bindung zwischen dem Beschleunigungsblock und dem Verstärkungselement gestellt werden müssen. Das letztendliche Ziel ist die Erzielung einer Bindungsstärke gleich der Stärke des Blocks beziehungsweise des Verstärkungselements.
Die Kohäsion zwischen der Befestigungsseite (des Verstärkungselements) und der Befestigungsfläche (des Beschleunigungsblocks) wird vorzugsweise mit Hilfe von Hitzebehandlung erzielt, wobei die Erfindung unter anderem die folgenden Herstellungsverfahren vorsieht: Erstes Herstellungsverfahren, wobei das Verstärkungselement und der Beschleunigungsblock durch aufeinanderfolgendes Gießen des Verstärkungselements und des Beschleunigungselements nacheinander in Übereinstimmung mit einem ersten Herstellungsverfahren fest miteinander verbunden werden, wobei das Verstärkungselement unter Verwendung einer ersten Schmelze unlegierten oder niedriglegierten Stahls gegossen wird und der Beschleunigungsblock unmittelbar danach unter Verwendung einer Schmelze weißer Roheisenlegierung gegen die Befestigungsseite gegossen wird, zu dem Zeitpunkt, wenn die erste Schmelze nach im Fluidzustand ist, oder wenigstens die Befestigungsseite auf einer solchen Temperatur ist, dass entlang der Befestigungsseite eine vollständige Verschmelzung der ersten und zweiten Schmelze stattfindet, wobei die Legierungen der ersten und zweiten Schmelze nicht identisch sind, wobei die Zusammensetzung der Legierungen so gewählt ist, dass, wenn das Beschleunigungselement thermischer Nachbehandlung unterzogen wird, der Beschleunigungsblock die gewünschte Härte entwickelt und das Verstärkungselement die gewünschte Zugfestigkeit behält, wobei die Befestigungsseite eine im Wesentlichen gerade Oberfläche beschreibt, wobei die Befestigungsseite während der Herstellung des Beschleunigungselements eine im Wesentlichen horizontale Oberfläche beschreibt, wobei, nach dem Gießen der Verstärkungsplatte (Elements) die Befestigungsseite zuerst mit einem Film aus einem Mittel versehen wird, das entlang der Befestigungsseite auftretende Oxidation verhindert oder wenigstens soweit als möglich verhindert.
Zweites Herstellungsverfahren, wobei das Verstärkungselement und der Beschleunigungsblock durch aufeinanderfolgendes Gießen des Verstärkungselements und des Beschleunigungselements nacheinander fest miteinander verbunden werden, wobei das Beschleunigungselement unter Verwendung einer ersten Schmelze aus weißer Roheisenlegierung gegossen wird und das Verstärkungselement unmittelbar danach unter Verwendung einer Schmelze aus unlegiertem oder niedriglegiertem Stahl gegen die Befestigungsfläche gegossen wird, zu dem Zeitpunkt, wenn die erste Schmelze noch im Fluidzustand ist, oder wenigstens die Befestigungsseite auf einer solchen Temperatur ist, dass entlang der Befestigungsseite eine vollständige Verschmelzung der ersten und zweiten Schmelze stattfindet, wobei die Legierungen der ersten und zweiten Schmelze nicht identisch sind, wobei die Zusammensetzung der Legierungen so gewählt ist, dass, wenn das Beschleunigungselement thermischer Nachbehandlung unterzogen wird, der Beschleunigungsblock die gewünschte Härte entwickelt und das Verstärkungselement die gewünschte Zugfestigkeit behält, wobei die Befestigungsfläche eine im Wesentlichen gerade Oberfläche beschreibt, wobei die Befestigungsfläche während der Herstellung des Beschleunigungselements eine im Wesentlichen horizontale Oberfläche beschreibt, wobei, nach dem Gießen der Verstärkungsplatte (Elements) die Befestigungsfläche zuerst mit einem Film aus einem Mittel versehen wird, das entlang der Befestigungsseite auftretende Oxidation verhindert oder wenigstens soweit als möglich verhindert.
Drittes Herstellungsverfahren, wobei das Verstärkungselement und der Beschleunigungsblock durch Gießen des Beschleunigungsblocks gegen das Verstärkungselement fest miteinander verbunden werden, wobei die weiße Roheisenlegierung des Beschleunigungsblocks gegen ein Verstärkungselement in Form eines Stücks Plattenmaterial aus unlegiertem oder niedriglegiertem Stahl gegossen wird, wobei, bevor der Beschleunigungsblock gegossen wird, die Metallplatte auf eine Temperatur gebracht wird, die ungefähr dieselbe ist wie die Temperatur der Schmelze, wobei während der Produktion des Beschleunigungselements eine zusätzliche Schicht Schmelzenmaterial ebenfalls an der Rückseite der Metallplatte, das ist die Seite gegenüberliegend der Befestigungsseite, angebracht wird, sodass die Metallplate praktisch dieselbe Temperatur annimmt wie die Schmelze, welche zusätzliche Schicht dann entfernt wird, zu welchem Zweck die Rückseite mit einem Film aus einem Mittel versehen wird, das Kohäsion zwischen der Rückseite und der angegossenen zusätzlichen Schicht verhindert. Die Verstärkungsplatte kann mit wenigstens einer Öffnung versehen sein, was es beim Gießen einfacher macht, die Form zu füllen, und die Temperaturbeanspruchungen sogar noch weiter verringert.
Es ist deutlich, dass diese Herstellungsverfahren auch für die Herstellung anderer verstärkter Rotorteile verwendet werden können.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Zum besseren Verständnis werden die Ziele, Merkmale und Vorteile der Vorrichtung der Erfindung, welche erörtert wurden, und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung in der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Vorrichtung der Erfindung in Bezug auf begleitende schematische Zeichnungen erläutert.
1 zeigt schematisch eine erste Ausführung eines erfindungsgemäßen Beschleunigungselements.
2 zeigt schematisch eine zweite Ausführung eines erfindungsgemäßen Beschleunigungselements.
3 zeigt schematisch eine dritte Ausführung eines erfindungsgemäßen Beschleunigungselements.
4 zeigt schematisch eine Draufsicht gemäß 5, einer vierten Ausführung eines erfindungsgemäßen Beschleunigungselements.
5 zeigt schematisch eine Seitenansicht gemäß 4, einer vierten Ausführung eines erfindungsgemäßen Beschleunigungselements.
6 zeigt schematisch eine Draufsicht gemäß 7, einer fünften Ausführung eines erfindungsgemäßen Beschleunigungselements.
7 zeigt schematisch eine Seitenansicht gemäß 6, einer fünften Ausführung eines erfindungsgemäßen Beschleunigungselements.
8 zeigt schematisch eine fünfte Ausführung eines erfindungsgemäßen Beschleunigungselements.
9 zeigt schematisch eine Draufsicht gemäß 10, einer sechsten Ausführung eines erfindungsgemäßen Beschleunigungselements.
10 zeigt schematisch eine Seitenansicht gemäß 9, einer sechsten Ausführung eines erfindungsgemäßen Beschleunigungselements.
11 zeigt schematisch eine Vorderansicht gemäß 10, einer sechsten Ausführung eines erfindungsgemäßen Beschleunigungselements.
12 zeigt schematisch eine Draufsicht gemäß 13, einer ersten Ausführung eines erfindungsgemäßen rotierbaren Rotors.
13 zeigt schematisch eine Perspektivansicht gemäß 12, einer ersten Ausführung eines erfindungsgemäßen rotierbaren Rotors.
14 zeigt schematisch eine Draufsicht B-B gemäß 15 einer zweiten Ausführung eines erfindungsgemäßen rotierbaren Rotors.
15 zeigt schematisch eine Seitenansicht A-A gemäß 14 einer zweiten Ausführung eines erfindungsgemäßen rotierbaren Rotors.
16 zeigt schematisch eine Draufsicht D-D gemäß 17, einer dritten Ausführung eines erfindungsgemäßen rotierbaren Rotors.
17 zeigt schematisch eine Seitenansicht C-C gemäß 16, einer dritten Ausführung eines erfindungsgemäßen rotierbaren Rotors.
18 zeigt schematisch eine Draufsicht G-G gemäß 19, einer vierten Ausführung eines erfindungsgemäßen rotierbaren Rotors.
19 zeigt schematisch eine Seitenansicht E-E gemäß 18, einer vierten Ausführung eines erfindungsgemäßen rotierbaren Rotors.
20 zeigt schematisch eine Seitenansicht F-F gemäß 18, einer vierten Ausführung eines erfindungsgemäßen rotierbaren Rotors.
21 zeigt schematisch eine Seitenansicht H-H gemäß 22, einer fünften Ausführung eines erfindungsgemäßen rotierbaren Rotors.
22 zeigt schematisch eine Draufsicht I-I gemäß 21, einer fünften Ausführung eines erfindungsgemäßen rotierbaren Rotors.
23 zeigt schematisch eine Seitenansicht J-J gemäß 24, einer sechsten Ausführung eines erfindungsgemäßen rotierbaren Rotors.
24 zeigt schematisch eine Draufsicht K-K gemäß 23, einer sechsten Ausführung eines erfindungsgemäßen rotierbaren Rotors.
25 zeigt schematisch eine siebte Ausführung eines erfindungsgemäßen rotierbaren Rotors.
26 zeigt schematisch eine achte Ausführung eines erfindungsgemäßen rotierbaren symmetrischen Rotors.
27 zeigt schematisch eine neunte Ausführung eines erfindungsgemäßen symmetrischen Rotors.
28 zeigt schematisch eine zehnte Ausführung eines erfindungsgemäßen nicht-symmetrischen Rotors.
29 zeigt schematisch eine erste Befestigungsanordnung eines Beschleunigungselements gemäß 28.
30 zeigt schematisch eine zweite Befestigungsanordnung eines Beschleunigungselements gemäß 28.
31 zeigt schematisch eine dritte Befestigungsanordnung eines Beschleunigungselements gemäß 28.
32 zeigt schematisch eine vierte Befestigungsanordnung eines Beschleunigungselements gemäß 28.
33 zeigt schematisch eine Seitenansicht gemäß 29.
Beste Art und Weise der Verwirklichung der Vorrichtung der Erfindung
Ein detaillierter Verweis auf die bevorzugten Ausführungen der Erfindung ist nachstehend angegeben. Beispiele davon sind in den beigefügten Zeichnungen dargestellt. Obwohl die Erfindung zusammen mit den bevorzugten Ausführungen beschrieben wird, muss es deutlich sein, dass die beschriebenen Ausführungen die Erfindung nicht auf diese spezifischen Ausführungen begrenzen sollen. Im Gegenteil ist es die Absicht der Erfindung, Alternativen, Modifikationen und Äquivalente zu umfassen, die in die Natur und Reichweite der Erfindung, wie durch beigefügte Ansprüche definiert, passen.
1 zeigt schematisch eine erste Ausführung eines erfindungsgemäßen Beschleunigungselements (1). Das Beschleunigungselement (1) wird von einem Rotorblatt (hier nicht dargestellt) in einem Abstand von der Rotationsachse (2) getragen und besteht hier aus einem Beschleunigungsblock (3), der hier aus einem weißen Roheisenlegierungsteil (247) (erfindungsgemäß ist der Beschleunigungsblock (3) aus wenigstens einem weißen Roheisenlegierungsteil (247) gemacht), welches weiße Roheisenlegierungsteil (247) mit einer Beschleunigungsfläche (4) versehen ist, die sich wenigstens teilweise in eine Auswärtsrichtung erstreckt, gesehen ab der Rotationsachse (2), und hier im Wesentlichen senkrecht zur Rotationsebene (5) gerichtet ist, welches weiße Roheisenlegierungsteil (247) des Beschleunigungsblocks (3) mit einer transversalen Seitenfläche (6) versehen ist, die im Wesentlichen transversal zu der Beschleunigungsfläche (4) und im Wesentlichen parallel zur Rotationsebene (5) gerichtet ist, und dadurch gekennzeichnet ist, dass das weiße Roheisenlegierungsteil (247) des Beschleunigungsblocks (3) mit einem Verstärkungselement (7) versehen ist, welches Verstärkungselement (7) mit einer Befestigungsseite (8) versehen ist, von welchem weißen Roheisenlegierungsteil (247) des Beschleunigungsblocks (3) die transversale Seitenfläche (6) mit einer Befestigungsfläche (9) versehen ist, sodass wenigstens ein Teil der Befestigungsseite (8) des Verstärkungselements (7) und wenigstens ein Teil der Befestigungsfläche (9) des weißen Roheisenlegierungsteils (247) des Beschleunigungsblocks (3) miteinander verbunden sind, um ein strukturelles Verbundbeschleunigungselement (1) zu bilden, welches Verstärkungselement (7) aus einem unlegierten, oder niedriglegierten Stahl hergestellt ist, der (nach thermischem Härten des Beschleunigungselements (1)) eine merklich größere Zugfestigkeit als die weiße Roheisenlegierung hat, welches Verstärkungselement (7) mit einer Befestigungsanordung (10) – hier einem Hakenelement – zum Befestigen des Beschleunigungselements (1) an dem Rotorblatt (hier nicht dargestellt) mit Hilfe eines Stützelements (hier nicht dargestellt) für Zentrifugalverriegelung versehen ist, welche Befestigungsanordnung (10) so konstruiert ist, dass das Beschleunigungselement (1) sich unter dem Einfluss der Zentrifugalkraft selbst fest gegen das Stützelement (hier nicht dargestellt) verankert, und zwar derart, dass das Beschleunigungselement (1) zum Ersetzen aufgrund von Verschleiß leicht demontiert werden kann.
Das Verstärkungselement (7) ist hier mit einer Befestigungsseite (8) versehen, die eine im Wesentlichen gerade Oberfläche beschreibt, und das weiße Roheisenlegierungsteil (247) des Beschleunigungsblocks ist hier mit einer Befestigungsfläche (9) versehen, die eine im Wesentlichen gerade Oberfläche beschreibt, sodass wenigstens ein Teil der Befestigungsseite (8) des Verstärkungselements (7) und wenigstens ein Teil der Befestigungsfläche (9) des weißen Roheisenlegierungsteils (247) des Beschleunigungsblocks (3) entlang einer im Wesentlichen geraden Befestigungsebene (11) aneinandergefügt sind, um das strukturelle Verbundbeschleunigungselement (1) zu bilden, wo der Beschleunigungsblock (3) sich im Wesentlichen an einer Seite einer geraden Trennebene (12) befindet, an der sich die Befestigungsebene (11) befindet, und des Verstärkungselement (7) sich im Wesentlichen an der anderen Seite der Trennebene (12) befindet. Das Verstärkungselement (7) hat hier die Form einer Platte, kann aber auch eine andere Form als eine Plattenform haben.
2 zeigt schematisch eine zweite Ausführung eines erfindungsgemäßen Beschleunigungselements (13), die im Wesentlichen gleichartig zu der ersten Ausführung von 1 ist, wobei jedoch das weiße Roheisenlegierungsteil (14) des Beschleunigungsblocks (249) hier mit (wenigstens) einem Hohlraum (15) versehen ist, der sich (wenigstens) entlang einem Teil der Beschleunigungsfläche (16) erstreckt und mit einem Füllmaterial (wie vorangehend beschrieben) gefüllt werden kann, das eine von dem weißen Roheisenlegierungsteil (14) unterschiedliche Zusammensetzung hat, sodass die Beschleunigungsfläche (16) teilweise aus dem Füllmaterial, umgeben von dem weißen Roheisenlegierungsteil (14), besteht; welcher Hohlraum (15) mit einem Füllmaterial gefüllt werden kann, das wenigstens teilweise aus entweder Hartmetall (vorzugsweise Wolframkarbid), einem Keramikmaterial oder einer Schicht aus eigenem Teilchenmaterial besteht, wie vorangehend detailliert beschrieben.
3 zeigt schematisch eine dritte Ausführung eines erfindungsgemäßen Beschleunigungselements (17), wobei das Beschleunigungselement (17) mit einer selbstrotierenden Beschleunigungsfläche (18) versehen ist. Daher beschreibt der Beschleunigungsblock (19) im Wesentlichen einen Drehkörper, dessen Rotationsachse (20) im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse (21) ist, und dessen Drehfläche (18) mit der Beschleunigungsfläche versehen ist, derart, dass eine selbstrotierende Brecherfläche erzeugt wird. Das Verstärkungselement (22) befindet sich unter (im Wesentlichen parallel zur Rotationsebene (23)) dem Beschleunigungsblock (19) (Drehkörper) und ist mit einer Achse (24) versehen, die als Befestigungsanordnung fungiert.
Die 4 und 5 zeigen schematisch eine vierte Ausführung eines erfindungsgemäßen Beschleunigungs elements (25), wobei das Beschleunigungselement (25) nicht fest an einem Stützelement befestigt ist, sondern schwenkbar (26) an einem Stützelement (27) befestigt ist, das im Wesentlichen eine Achse ist, deren Schwenkachse (28) im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse (29) ist, die vertikal, horizontal oder angewinkelt sein kann. Die mit dem Verstärkungselement (31) versehene transversale Seitenfläche (30) ist im Wesentlichen transversal zur Rotationsebene (32) gerichtet und ist zur Rotationsachse (29) gerichtet. Da das Beschleunigungselement (25) symmetrisch und mit zwei Beschleunigungsflächen (33)(34) versehen ist, kann der Rotor (hier nicht dargestellt) in beide Richtungen (35) rotieren. Die Beschleunigungsflächen (33)(34) sind hier jede mit einem Hohlraum (36)(37) versehen, der mit einem Füllmaterial gefüllt werden kann, wie vorangehend beschrieben. Weiterhin kann das Verstärkungselement (31) durch eine Verschleißplatte (hier nicht dargestellt) geschützt sein, die die Außenseite (38) des Verstärkungselements (31) umgibt, welche Verschleißplatte zentrifugalverriegelt ist und von einem vorragenden Stift (hier nicht dargestellt) gesichert werden kann.
Die 6 und 7 zeigen schematisch eine fünfte Ausführung eines erfindungsgemäßen Beschleunigungselements (39), das symmetrisch in einer V-Form (oder einer im Wesentlichen abgestumpften V-Form) konstruiert ist, wobei die Spitze (40) nicht zur Rotationsachse (41) hin orientiert ist; es ist jedoch möglich, dass bei einer unterschiedlichen Konstruktion die Spitze (40) zu besagter Rotationsachse (41) hin orientiert ist. Die transversale Seitenfläche (42), die mit dem Verstärkungselement (43) versehen ist, ist hier im Wesentlichen parallel zur Rotationsebene (44) gerichtet. Das Beschleunigungselement (39) ist mit einem Beschleunigungsblock (45) versehen, der mit zwei Beschleunigungsflächen (46)(47) versehen ist, die im Wesentlichen in entgegengesetzte Richtungen gerichtet sind, das heißt, in eine Vorwärts- und eine Rückwärts-Rotationsrichtung, sodass das Beschleunigungselement (39) spiegelsymmetrisch in Bezug zu einer Symmetrieebene (48) von der Rotationsachse (41) ist, die das Beschleunigungselement (39) in der Mitte zwischen den Beschleunigungsflächen (46)(47) schneidet. Ein zusätzlicher Vorteil ist, dass ein Bett aus eigenem Material in der Lage ist, sich am Standort des Inneren (Naht) (49) des V-förmigen Beschleunigungsblocks (45) unter dem Einfluss von Zentrifugalkraft abzulagern: dies verhindert Verschleiß oder Beschädigung der Befestigungsanordnung (50) (Hakenelement) und dem Teil des Verstärkungselements (43), das freiliegt, wodurch es in der Lage ist, am Standort der V-förmigen Naht (49) aufzutreten.
Die Erfindung verschafft eine Möglichkeit, dass das V-förmige Beschleunigungselement (39) aus einem (einzigen) Beschleunigungsblock (45) besteht oder aus zwei (identischen) Beschleunigungsblöcken (hier nicht dargestellt) hergestellt ist, um einen zusammengestellten Beschleunigungsblock zu ergeben; wobei es möglich ist, dass die Beschleunigungsblöcke am Standort der V-Naht mit Hilfe eines Verbindungsglieds (hier nicht dargestellt) miteinander verbunden sind; in diesem Kontext kann eine Hakenverbindung, eine Verbindung mit einem Stift oder Bolzen, jedoch auch eine Schweißung oder andere Verbindung, beispielsweise ein Klemmelement, in Betracht gezogen werden, während die Beschleunigungselemente auch mit Hilfe des Stützelements verbunden sein können, um ein V-förmiges Beschleunigungselement zu ergeben.
Der Beschleunigungsblock (45) ist hier aus einem weißen Roheisenlegierungsteil (248) gemacht. Das Verstärkungselement (43) ist vorzugsweise aus Metall hergestellt, das eine ausreichend hohe Zugfestigkeit (beträchtlich höher als die Zugfestigkeit des weißen Roheisenlegierungs-Beschleunigungsblocks (45)) und eine solche Dicke hat, dass die Belastungen (in der V-Naht (49)) absorbiert werden können.
Das erfindungsgemäße Verbundbeschleunigungselement (39) verschafft eine Möglichkeit, dass das Verstärkungselement (43) mit einer Befestigungsanordnung (50) in Form eines offenen oder halbgeschlossenen Hakens, eines Vorsprungs oder von Stehbolzen oder mit Gewinde versehenen Öffnungen (hier nicht dargestellt), versehen wird, mittels derer das Beschleunigungselement an dem Stützelement (hier nicht dargestellt) befestigt oder gesichert werden kann, derart, dass es unter dem Einfluss von Zentrifugalkraft fest verankert ist; das heißt, Zentrifugalverriegelung.
8 zeigt schematisch eine fünfte Ausführung eines erfindungsgemäßen Beschleunigungselements (51), im Wesentlichen gleichartig der vierten Ausführung von 6 und 7, jedoch ist das Beschleunigungselement (51) hier mit zwei separaten, im Wesentlichen identischen Beschleunigungsblöcken (52)(53) versehen, die beide mit demselben (einen) Verstärkungselement (54) verbunden sind und hier durch einen offenen Raum (Fuge) (55) getrennt werden, wobei jeder dieser Beschleunigungsblöcke (52)(53) mit einer Beschleunigungsfläche (56)(57) versehen ist, welche im Wesentlichen in entgegengesetzte Richtungen gerichtet sind, das heißt, in eine Vorwärts- und eine Rückwärts-Rotationsrichtung, sodass das Beschleunigungselement (51) spiegelsymmetrisch in Bezug zu einer Symmetrieebene (58) von der Rotationsachse (59) ist, die das Beschleunigungselement (51) in der Mitte zwischen den Beschleunigungsflächen (56)(57) schneidet. Die offene Fuge (55) verhindert die Übertragung von durch Aufprall verursachten Beanspruchungen von einem Block (52) zu dem anderen Block (53); und dies kann das Abbrechen großer Stücke von Beschleunigungsblockmaterial verhindern, wenn eine Seite (Block) des Beschleunigungselements (51) nahezu vollständig abschleißt. Die Erfindung gestattet einen optimalen offenen Raum (55) (Fuge), der in der Praxis ermittelt werden muss, und beispielsweise V-förmig oder sowohl in horizontaler als auch vertikaler Richtung abgerundet sein kann.
Die 9, 10 und 11 zeigen schematisch eine sechste Ausführung eines erfindungsgemäßen Beschleunigungselements (60), eines V-förmigen zusammengestellten Beschleunigungselements (60), im Wesentlichen gleichartig der fünften Ausführung von 8 und 9; besteht jedoch aus zwei separaten Beschleunigungselementen (61)(62). Die Befestigungsflächen (63)(64) jedes der Beschleunigungsblöcke (61)(62) sind hier leicht angewinkelt zur Rotationsachse (65); das heißt, abwärts (66) zur Außenseite (67) des Beschleunigungselements (60), was bewirkt, dass die vertikale Dicke der Beschleunigungsblöcke (61)(62) in dieser Richtung (68→69) zunimmt. Dies kann notwendig sein, wenn das Partikelmaterial eine Tendenz hat, den Beschleunigungsblock (52)(53) in eine Abwärtsrichtung abzuschleißen, wodurch das Verstärkungselement (70) beschädigt wird; und verschafft in der Tat auf einfache Weise einen besseren Schutz des Verstärkungselements (70).
Die 12 und 13 zeigen schematisch eine erste Ausführung eines erfindungsgemäßen Rotors (71). Die Beschleunigungseinheit (72) ist hier mit einem Führungselement (73) und einem dem Führungselement (73) zugeordneten Beschleunigungselement (74) versehen, die hier oben auf dem Rotorblatt (75) plaziert sind, um das Material in zwei Phasen zu beschleunigen; das heißt, in einer ersten Phase mit Hilfe des Führens entlang der Führungsfläche (76), welche sich zur Außenkante (77) des Rotors (71) erstreckt, sodass das geführte Material, gesehen von einem sich mit dem Führungselement (73) mitbewegenden Standpunkt, in eine rückwärts gerichtete spiralförmige Bahn (78) gebracht wird. Es ist anzumerken, dass 13 nur eine Beschleunigungseinheit (72) zeigt. Das Beschleunigungselement (74) ist mit einer Beschleunigungsfläche (79) versehen, welche im Wesentlichen guer zu der spiralförmigen Bahn (78) gerichtet ist, um das geführte Material in einer zweiten Phase durch Aufschlag (Aufprall) durch die Beschleunigungsfläche (79) zu beschleunigen, wobei die verschiedenen Aspekte derart sind, dass die erste Beschleunigungsphase (Führungselement (73)) in einem kürzeren radialen Abstand von der Rotationsachse (80) entfernt stattfindet als die zweite Beschleunigungsphase, welche in einem merklich größeren radialen Abstand entfernt stattfindet. Es ist wichtig, dass der Beschleunigungsblock (81) des Beschleunigungselements (74) sich, von der Beschleunigungsfläche (79) nach hinten (79→83), (wenigstens) entlang einer Verlängerung (82) der spiralförmigen Bahn (78) erstreckt, derart, dass, wenn die Beschleunigungs(Aufprall)-Fläche (79) sich rückwärts bewegt (79→83), wenn der Beschleunigungsblock (81) abschleißt, die Beschleunigungsfläche (79→83) im Wesentlichen transversal zu der spiralförmigen Bahn (78)(82) orientiert bleibt.
Normalerweise wird es immer einige Partikel geben, die nicht präzise mit der Beschleunigungsfläche (79→83) des Beschleunigungsblocks (81) kollidieren; das ist so, weil Partikel miteinander interferieren können, wenn sie sich entlang der Führungsfläche (76) und entlang der spiralförmigen Bahn (78) bewegen, was eine geringe Richtungsänderung von manchen der Partikel verursachen kann. Auch zurückprallende Partikel können mit der deterministischen spiralförmigen Bahn (78) interferieren. Wenn jedoch der Beschleunigungsblock (81) sich in der korrekten Position (Verlängerung (82) der spiralförmigen Bahn (78)) befindet, werden normalerweise wenigstens 95% der Partikel, und oft bis zu 99%, korrekt mit der Beschleunigungsfläche (79→83) zur Beschleunigung durch Aufprall kollidieren. Es ist jedoch zu berücksichtigen, dass die spiralförmige Bahn (74) sich etwas verbreitert, wenn sie sich weiter von dem Führungselement (73) wegbewegt. Es wird bevorzugt, wenn die Beschleunigungsfläche (79) wenigstens die spiralförmige Bahn (78) umschreibt. Es ist auch zu berücksichtigen, dass die Position der spiralförmigen Bahn (78) sich etwas verschieben kann, wenn das Führungselement (73) abschleißt. Weiterhin ist es wichtig, dass die spiralförmige Bahn (78) nicht zu niedrig (oder zu hoch) gerichtet ist, da ein parallel gerichtetes Verstärkungselement (84) dann schwerwiegend auftreffenden Partikeln ausgesetzt sein kann. Da das Verstärkungselement (84) eine viel niedrigere Härte als das weiße Roheisenlegierungsteil des Beschleunigungsblocks (81) hat, wird es viel schneller verschleißen. Die Höhe (der Standort) der spiralförmigen Bahn (78) kann der Höhe des Dosierelements (85) angepasst werden.
Die 14 und 15 zeigen schematisch eine zweite Ausführung eines erfindungsgemäßen rotierbaren Rotors (86) zum Beschleunigen von Teilchenmaterial in zwei Phasen mit Hilfe einer Beschleunigungseinheit (245), die aus einem ersten (87) und einem zweiten (88) rotierenden Beschleunigungselement, das dem ersten Beschleunigungselement (87) zugeordnet ist, besteht, zur Zerkleinerung des Materials durch Aufprall gegen ein stationäres Prallelement, das um den Rotor (86) positioniert ist, hier jedoch nicht dargestellt ist; und einen Rotor (86) umfasst, der in der Lage ist, um eine im Wesentlichen vertikale Rotationsachse (89) zu rotieren, welcher Rotor (86) mit einem Rotorblatt (90) versehen ist, das im Wesentlichen transversal zur Rotationsachse (89) gerichtet ist. Der Rotor (86) ist mit einem Dosierelement (91) zum Dosieren des Materials auf die Dosierfläche (92) an einer Stelle nächst der Rotationsachse (89) versehen. Beide Beschleunigungselemente (87)(88) sind symmetrisch, und der Rotor (86) kann daher in beide Richtungen (93) rotieren, das heißt, vorwärts (94) und rückwärts (95). In der Tat ist das zweite Beschleunigungselement (88), das mit einer vorwärts (96) und einer rückwärts (97) gerichteten Beschleunigungs(Aufprall)-Fläche versehen ist, detailliert in den 6 und 7 beschrieben worden. Das erste Beschleunigungselement (87) ist zylindrisch und mit zwei ersten Beschleunigungsflächen (vorwärts (98) und rückwärts (99)) versehen, zum Beschleunigen des dosierten Materials in einer ersten Phase mit Hilfe des Führens entlang der ersten Beschleunigungsfläche (98)(99), sodass das geführte Material, gesehen von einem sich mit dem ersten Beschleunigungselement (87) mitbewegenden Standpunkt, in eine rückwärts gerichtete spiralförmige Bahn (100) gebracht wird. Der Rotor (86) hat eine abgestufte Konstruktion, wobei beide Beschleunigungselemente (87)(88) sich auf einem Niveau über dem Rotorblatt (90) befinden. Das Rotorblatt (90) ist daher mit Stützelementen versehen; einem ersten Stützelement (101) zum Tragen des ersten Beschleunigungselements (87) und dem zweiten Stützelement (102) zum Tragen des zweiten Beschleunigungselements (88). Die Befestigungsanordnung (103) des ersten Beschleunigungselements (87) ist hier ebenfalls ein Hakenelement. Die ersten Beschleunigungselemente (87) werden durch Zentrifugalkraft (Zentrifugalverriegelung) an Ort und Stelle gehalten, und die Position wird weiter durch die Dosierplatte (91) gesichert, welche herausgenommen werden muss, wenn das erste Beschleunigungselement (87) aufgrund von Verschleiß ausgetauscht werden muss. Anstelle einer zylindrischen Form sind erfindungsgemäß andere Formen (beispielsweise eine V-Form) möglich. Das zweite Beschleunigungselement (88) ist mit zwei zweiten Beschleunigungsflächen (vorwärts (96) und rückwärts (97)) versehen, die im Wesentlichen quer zu den jeweiligen spiralförmigen Bahnen (100)(104) orientiert sind, um das geführte Material in einer zweiten Phase durch Aufschlagen durch die zweite Beschleunigungsfläche (97)(97) zu beschleunigen. Während des Aufpralls gegen die zweite Beschleunigungsfläche (96)(97) wird das Material gleichzeitig belastet und beschleunigt.
Die 16 und 17 zeigen schematisch eine dritte Ausführung eines erfindungsgemäßen rotierbaren Rotors (105), im Wesentlichen gleichartig zu der zweiten Ausführung von den 14 und 15, jedoch ist der Rotor (105) hier mit zusätzlichen vorragenden Beschleunigungselementen (106) zum Beschleunigen zurückprallenden Materials (das zurückprallt, nachdem es mit einem stationären Prallelement, das um den Rotor (hier nicht dargestellt) positioniert ist, kollidiert hat) in einer dritten Phase. Die vorragenden Beschleunigungselemente (106) ragen von der Kante (107) des Rotors (105) vor und sind in dem Rotor (105) mit einem Klemmelement (108) festgeklemmt, das im Wesentlichen eine Art Schwalbenschwanz ist; und die Klemmöffnung (109) in dem Rotor (105) wirkt als Stützelement. Die transversale Seitenfläche (110) des vorragenden Beschleunigungselements (106), die mit dem Verstärkungselement (111) versehen ist, ist im Wesentlichen transversal zur Rotationsebene (112) gerichtet und ist zur Rotationsachse (113) gerichtet. Die Befestigungsanordnung oder das Klemmelement (108) ist Teil des Verstärkungselements (111). Wie die anderen (ersten (114) und zweiten (115)) Beschleunigungselemente ist auch das (dritte) vorragende Beschleunigungselement (106) symmetrisch und mit zwei (dritten) Beschleunigungsflächen, vorwärts (117) und rückwärts (116) gerichtet, versehen, und der Rotor (105) ist daher in beide Richtungen (118) rotierbar. Das vorragende Teil (119) ist das weiße Roheisenteil und schützt auch die äußere Kantenfläche (120) des Rotors (105) vor Verschleiß. Erfindungsgemäß ist es auch möglich, einen anderen Typ von Befestigungsanordnung für das vorragende Beschleunigungselement (106) zu verwenden, beispielsweise schwenkbar befestigt, und die Erfindung lässt die Möglichkeit zu, dass das Beschleunigungselement (106) von der Kante (107) des Rotors (105) auf einem Niveau über und unter dem Rotorblatt (121)(hier nicht dargestellt) vorragt. Die Erfindung lässt auch die Möglichkeit zu, dass das erste (114) und/oder zweite (115) Beschleunigungselement ebenfalls schwenkbar befestigt sind.
Die 18, 19 und 20 zeigen schematisch eine vierte Ausführung eines erfindungsgemäßen rotierbaren Rotors (122), wobei die Beschleunigungseinheit mit einem Beschleunigungselement (123) zum Beschleunigen des Materials in einer Phase versehen ist. Das Beschleunigungselement (123) ist hier symmetrisch V- förmig und oben auf dem Rotorblatt (124) angebracht, wobei das V (125) zur Rotationsachse (126) hin weist, und mit zwei (vorwärts (127) und rückwärts (128) gerichteten) Beschleunigungsflächen (Gleitflächen) versehen, welche sich zur Außenkante (129) des Rotors (122) hin erstrecken, zum Beschleunigen des dosierten Materials mit Hilfe zentrifugalen Gleitens entlang der Beschleunigungsfläche (127)(128). Die Befestigungsanordnung (130) ist hier ein Hakenelement für Zentrifugalverriegelung, jedoch sind erfindungsgemäß andere Befestigungsanordnungen möglich. Das Material wird auf der Dosierfläche (131) des Dosierelements (132) dosiert und von dort von der Beschleunigungsfläche (127)(128) aufgenommen. Das Dosierelement (132) liegt hier in zwei Teilen vor, einem mittleren Teil (134), das austauschbar ist, jedoch normalerweise an Ort und Stelle bleibt, und einem äußeren Teil (135), das die Position der Beschleunigungselemente (123) sichert und herausgenommen werden muss, wenn die Beschleunigungselemente (123) ersetzt werden. Solch ein zweiteiliges Dosierelement (132)(134)(135) hat den Vorteil, dass, da der Verschleiß sich auf das äußere Teil (135) konzentriert, nur das äußere Teil (135) regelmäßig ausgetauscht werden muss; das mittlere Teil (134) hat normalerweise eine viel längere Lebensdauer und muss in viel längeren Intervallen ausgetauscht werden. Auch muss während des Austauschvorgangs weniger Gewicht gehoben werden. Das äußere Teil (135) des Dosierelements (132) erstreckt sich entlang einem Teil (136) der Beschleunigungsfläche (127)(128), sodass das Material von der Beschleunigungsfläche (127)(128) an einem Standort über der Außenfläche (137) des Rotors (122) aufgenommen wird, der sich zwischen der Außenkante (138) der Dosierfläche (139) des äußeren Teils (135) und der Außenkante (129) des Rotorblatts (124) erstreckt; und bewegt sich demzufolge entlang der Beschleunigungsfläche (127)(128) auf einem Niveau über dem Rotorblatt (124), wodurch der Verschleiß entlang dem Rotorblatt (124) eingeschränkt wird. Die Außenfläche (137) des Rotorblatts (124) zwischen den Beschleunigungselementen (123) ist von einer Verschleißschutzplatte (140) bedeckt, die mit Hilfe zweier Vorsprünge (141), die in Kerben (142) in dem Rotorblatt (124) passen, in dem Rotorblatt (124) verriegelt ist; und kann weiter durch Bolzen (207) gesichert sein, wofür das äußere Teil (135) des Dosierelements (132) mit Verriegelungsleisten (143) versehen ist, die hier auch das äußere Teil (135) des Dosierelements (132) tragen. Durch Planieren eines Rings (hier nicht dargestellt) auf diesen Verriegelungsleisten (143) ist die Höhe der Dosierfläche (144) des äußeren Teils (135) verstellbar.
Die 21 und 22 zeigen schematisch eine fünfte Ausführung eines erfindungsgemäßen rotierbaren Rotors (145). Der symmetrische Rotor (145) ist um eine im Wesentlichen vertikale Rotationsachse (146) rotierbar und ist mit einer Beschleunigungseinheit (147) zur Zwei-Phasen-Beschleunigung versehen; das heißt, ein Führungselement (148) und ein zugeordnetes Beschleunigungselement (149), die unter dem Rotorblatt (150) positioniert sind; und sind beide mit einer Befestigungsanordnung (151)(152) zur Zentrifugalverriegelung befestigt. Der Rotor (145) hat eine zentrale Öffnung (153) in der Mitte zum Dosieren des Materials auf einem Dosierelement (154) an einem Standort unter dem Rotorblatt (150), welches Dosierelement (154) hier in der Tat das Rotorblatt (150) mit Stützen (155) trägt, die auch die Führungselemente (148) tragen. Das Dosierelement (154) wird von einer Achse (156) aufgenommen. Das Material wird von den Führungselementen (148) aufgenommen, die das Material in eine spiralförmige Bahn (157) (gesehen von einer sich mit den Führungselementen (148) mitbewegenden Position) hin zu den Beschleunigungselementen (149) bringen, deren Beschleunigungsflächen (158)(159) im Wesentlichen transversal zu den jeweiligen spiralförmigen Bahnen (157) gerichtet sind. Während des Aufpralls wird das Material gleichzeitig belastet und beschleunigt; welches beschleunigte Material dann nach außen geworfen wird, zur Kollision gegen ein stationäres Prallelement (hier nicht dargestellt), das um den Rotor (145) herum positioniert ist. Die frei hängenden Beschleunigungselemente (149) haben den Vorteil, dass keine oder nur eine begrenzte Menge von Verschleiß unter dem Rotorblatt (150) und der Außenkante (160) des Rotors (145) stattfindet.
Das Beschleunigungselement (149) passt in eine Verriegelungsöffnung (161) in dem Rotorblatt (150) und wird von einem Hakenelement (162) getragen, das zur Rotationsachse (146) gerichtet ist, und zwei Kerben (163). Das Rotorblatt (150) ist oben (164) um die Außenkante (160) mit einem Sicherungsring (165) versehen, der mit offenen Verriegelungsräumen (166) an den Standorten der Beschleunigungselemente (149) versehen ist, in welche offenen Verriegelungsräume (166) eine Sicherungsplatte (167) passt, die das Beschleunigungselement (149) sichert; und die Sicherungsplatte (167) wird durch Zentrifugalkraft gesichert (Zentrifugalverriegelung).
Die 23 und 24 zeigen schematisch eine sechste Ausführung eines erfindungsgemäßen rotierbaren Rotors (168), der im Wesentlichen gleichartig zu der fünften Ausführung von den 21 und 22 ist; hier ist das Rotorblatt (169) jedoch oben (170) mit einer hohlen Achse (171) versehen, die den Rotor (168) trägt; und das Dosierelement (172) wird von dem Rotorblatt (169) mit Hilfe von Stützelementen (173) getragen und befindet sich frei unter dem Rotorblatt (169). Die Dosierung findet hier durch ein stationäres hohles Zufuhrrohr (174) statt, das in der hohlen Achse (171) positioniert ist. Erfindungsgemäß ist es möglich, auch das Dosierelement mit einer Stützachse (hier mit punktierten Linien dargestellt)(175) zu stützen, was eine sehr starke Konstruktion ergibt. Der Rotor (168) wird von der hohlen Achse (171) angetrieben, und der Antrieb und die Lager sind hier nicht dargestellt; gegebenenfalls kann der Rotor (168) von der Stützachse (175) getragen werden, die nicht separat angetrieben wird, aber mit Lagern (hier nicht dargestellt) versehen ist.
25 stellt schematisch eine siebte Ausführung eines erfindungsgemäßen rotierbaren Rotors (176) zum Beschleunigen des Materials dar. Die Zeichnung ist hier nicht mit den Beschleunigungselementen usw. versehen; nur ein verstärktes Außenkantenschutzelement (177) ist dargestellt, das für jeden der erfindungsgemäßen Rotoren angewendet werden kann. Die Außenkante (178) des Rotors (176) ist hier mit Verschleißplatten (179) zum Schutz gegen Verschleiß versehen. Die Verschleißplatten (179) sind aus einem strukturellen Verbundelement, im Wesentlichen gleichartig den strukturellen Verbundbeschleunigungselementen (1); das heißt, ein Verstärkungselement (180) aus unlegiertem Stahl, versehen mit einem Schwalbenschwanz (181) als Befestigungsanordnung, das, entlang der Außenseite (182) (Befestigungsseite) mit einem weißen Roheisenlegierungsteil verbunden ist, das als Verschleißblock (183)(Platte) fungiert. Ein solches verstärktes Außenkantenschutzelement (177) ist viel stärker als ein einfaches Kantenschutzelement aus weißem Roheisen, die normalerweise bei den bekannten Rotoren verwendet werden und eine starke Neigung haben, unter dem Einfluss des Aufpralls zurückprallenden Materials zu brechen.
Weiterhin lässt die Erfindung die Möglichkeit zu, dass das Dosierelement und das Stützschutzelement ebenfalls verstärkt sind; das heißt, unten mit einem Verstärkungselement versehen. Gleichartig zu den Beschleunigungselementen sind diese Teile oben aus einer weißen Roheisenlegierung hergestellt und sind unten mit einer Platte aus unlegiertem oder niedriglegiertem Stahl versehen.
26 zeigt schematisch eine achte Ausführung eines erfindungsgemäßen rotierbaren symmetrischen Rotors (184) zum Beschleunigen des Materials in zwei Phasen, und versehen mit fünf Sätzen zylindrischer Führungselemente (185) und zugeordneter V-förmiger Beschleunigungselemente (186). Der Rotor (184) ist in zwei Richtungen (187) wirksam, und die Entwicklung des Verschleißes entlang den Beschleunigungselementen (186) ist in fünf Stufen (I bis V) illustriert. Stufe I zeigt ein frisches Beschleunigungselement (188) bei Produktionsbeginn. Stufe II zeigt, wie der Verschleiß (189) sich entlang der ersten Seite (190) des Beschleunigungselements (186) entwickelt, und Stufe III zeigt die Situation, wenn die erste Seite (191) vollständig durchschleißt (192). Zufuhrmaterial wird dann nicht mehr belastet und gebrochen, wodurch das Überkorn, das produziert wird, und folglich die Rücklauflast ansteigt; das heißt, das zu dem Rotor (184) (Brecher) zurückgeführte Überkorn. Dieser Anstieg an Überkorn kann visuell beobachtet werden, was ein Signal zum Umkehren der Rotationsrichtung sein kann. Der Anstieg an Überkorn kann auch automatisch erfasst werden, wenn das Rücklaufband (hier nicht dargestellt) mit einer Wägebandvorrichtung (hier nicht dargestellt) versehen ist. Wenn das Überkorn über ein bestimmtes Maximum ansteigt, kann dies ein Signal für automatische Umkehrung (193→194) der Rotationsrichtung des Rotors (184) vorsehen, wenn Stufe III erreicht worden ist. Stufe IV zeigt das Verschleißmuster (195), das sich an der anderen (zweiten) Seite (196) des Beschleunigungselements (186) entwickelt, wenn die Rotationsrichtung (194) umgekehrt wird, und Stufe V zeigt die Situation, wenn auch diese zweite Seite (197) vollständig abgeschlissen ist (198). Die Wägebandvorrichtung (hier nicht dargestellt) wird nun wiederum zu viel Überkorn (Rücklauflast) anzeigen, und dies kann ein Signal für den automatischen Halt des Rotors (184) sein, wenn Stufe V erreicht worden ist. Dies ermöglicht es, den Rotor sehr leicht auf vollautomatische Weise zu betreiben.
27 zeigt schematisch eine neunte Ausführung eines erfindungsgemäßen symmetrischen Rotors (199), der in zwei Richtungen rotierbar ist, sich in einem Brecher (200) befindet und mit einem Antriebsmechanismus (hier nicht dargestellt) versehen ist, der mit einem Regelsystem (hier nicht dargestellt) zum Regeln der Rotationsgeschwindigkeit des Rotors (199) und der Rotationsrichtung des Rotors (199) versehen ist, welcher Brecher (200) mit einer ersten Bandeinheit (201) versehen ist, welche das gebrochene Material aus dem Brecher (200) sammelt und das gebrochene Material zu einer Siebeinheit (202) lenkt, die das Überkorn (203) und das Unterkorn (204) von dem gebrochenen Material abscheidet, welches Überkorn (203) mit Hilfe einer Rücklaufbandeinheit (205), die das Überkorn (203) von dem Sieb aufnimmt, zum Brecher (200) zurückgeführt wird, welche Menge an Überkorn (203) in einem signifikanten Umfang zunimmt, wenn das Beschleunigungselement (206) vollständig verschlissen ist (Stufe III in 26) und folglich immer weniger funktionell wird, welches Rücklaufband (205) mit einer Wägebandvorrichtung (208) versehen ist, die die Menge an Überkorn (203) misst und diesen Gewichtsanstieg zum Regelsystem (hier nicht dargestellt) signalisiert. Mit Hilfe des Regelsystems (hier nicht dargestellt) und des Signals von der Wägebandvorrichtung (208) kann die Rotationsrichtung des Rotors (199) umgekehrt werden, wenn die Menge (203) an zu dem Rotor (199) zurückgeführten Überkorn ein bestimmtes Maximum überschreitet. Wenn die zweite Seite des Beschleunigungselements (206) ebenfalls vollständig verschleißt (Stufe V in 26), ermöglicht es dieselbe Prozedur, dass die Rotation des Rotors (199) gestoppt wird, wenn die zu dem Rotor (199) zurückgeführte Menge an Überkorn (203) ein bestimmtes Maximum überschreitet; und es kann ein Signal gegeben werden (Alarm), dass die Beschleunigungselemente (206) ausgetauscht werden müssen. Da die Menge an Überkorn allmählich zunimmt, ist es sogar möglich, ein Signal vorzusehen, wenn Stufe V fast erreicht ist, was es der Bedienperson ermöglicht, in Bereitschaft zu stehen, wenn die Beschleunigungselemente (206) ersetzt werden müssen.
Dies ist ein sehr interessantes Merkmal, das den Betrieb eines mit einem erfindungsgemäßen Rotor (199) versehenen Brechers (200) viel leichter macht; in der Tat vollautomatisch und ohne notwendige Inspektion. Bekannte Brecher sind alle sehr empfindlich, wenn die Verschleißteile vollständig verschleißen, da dies schweren Schaden an der Stützkonstruktion, dem Rotor und sogar dem Brecher als Ganzes verursachen kann. In der Praxis müssen Bedienpersonen daher sehr vorsichtig sein, um zu vermeiden, dass die Verschleißteile vollständig. verschleißen. Der Rotor muss regelmäßig visuell inspiziert werden, wofür der Brecher gestoppt und geöffnet werden muss, was einen Produktionsverlust verursachen kann. Oft treten Probleme auf, da Verschleiß sich schneller entwickelt als erwartet, beispielsweise weil das Verschleißmaterial der Verschleißteile weniger hart (weniger verschleißfest) ist, aufgrund von Überbelastung oder eines Gießfehlers ein Stück abbricht oder das Partikelmaterial etwas härter oder grober ist als erwartet. Der erfindungsgemäße Rotor (199) hat den Vorteil, dass keine Beschädigung auftreten kann, wenn die Beschleunigungselemente (206) vollständig abschleißen; die Beschleunigungselemente (206) werden nur immer weniger funktionell.
28 zeigt schematisch eine zehnte Ausführung eines erfindungsgemäßen nicht-symmetrischen (209) Rotors, der nur in eine Richtung (210) rotierbar ist. Der Rotor (209) ist zu Illustrationszwecken mit Beschleunigungselementen ausgestattet, die mit gleichartigen Beschleunigungsblöcken versehen sind, jedoch sind die Verstärkungselemente mit unterschiedlichen Befestigungsanordnungen ausgestattet. Eine erste Befestigungsanordnung (211) (29) ist mit einem Hakenelement (212) nur für Zentrifugalverriegelung versehen. Wie in 33 ersichtlich ist, ist die Beschleunigungsfläche (213) mit zwei Führungsleisten entlang dem Boden (214) und der Oberseite (215) versehen, um den Materialstrom entlang dem Zentrum (216) der Beschleunigungsfläche (213) in Bewegung zu halten. Eine zweite Befestigungsanordnung (217)(30) ist mit einem Schwalbenschwanz(artigen) -Element (218) für Zentrifugalverriegelung versehen. Eine dritte Befestigungsanordnung (219) (31) ist mit einem vorragenden Stumpf (220) versehen, der sich von der Unterseite (221) des Verstärkungselements (222) nach außen in eine Bügelöffnung (223) in dem Rotorblatt (224) erstreckt, das als Stützelement wirkt. Ein flexibles Verriegelungselement (225) ist in einer Nut (226) plaziert, um das Beschleunigungselement (227) an seinem Platz zu sichern. Um ein Bewegen des Beschleunigungselements (227) zu vermeiden, ist der vorragende Stumpf (220) mit einer Kerbe (228) versehen, die in das Rotorblatt (224) hineinpasst. Eine vierte Befestigungsanordnung (229)(32) ist mit einem vorragenden Stumpf (230) versehen, der sich von der Unterseite (231) von dem Verstärkungselement (232) nach außen in eine Bügelöffnung (233) in dem Rotorblatt (224) erstreckt, die als Stützelement wirkt. Sowohl der vorragende Stumpf (230) als auch die Bügelöffnung (233) sind zwecks Zentrifugalverriegelung um 2-4 Grad (α) in Bezug zu einer Linie (234) parallel zur Rotationsachse (235) leicht nach innen geneigt. Um ein Bewegen des Beschleunigungselements (23b) zu vermeiden, ist der vorragende Stumpf (230) mit einer Kerbe (237) versehen, die in das Rotorblatt (224) hineinpasst. Diese vierte Befestigungsanordnung (239) gestattet einen sehr leichten und raschen Austausch des Beschleunigungselements (236). Im Fall aller vier Befestigungsanordnungen (211)(217)(219)(229) kann das Beschleunigungselement (227) (236) (238) (239) zusätzlich mit einen Dosierelement (240) gesichert sein. Es ist auch wichtig, dass das äußere Teil (241) der Oberfläche des Rotorblatts (224) zwischen den Beschleunigungselementen (227)(236)(238)(239) mit Verschleißplatten (242) versehen ist, die sowohl das Rotorblatt (224) als auch die Kante (243) des Verstärkungselements (244) gegen Gleitverschleiß schützen.
Es ist deutlich, dass der Rotor und die Beschleunigungselemente gemäß der Erfindung mit jeder anderen hier in der Erfindung erwähnten Ausführung – und davon abgeleiteten Ausführungen – verwirklicht werden können. Das Stützelement kann sich hinter, jedoch auch unter dem Beschleunigungselement befinden, während erfindungsgemäß auch viele andere Befestigungselemente denkbar wären. Die Erfindung verschafft eine Möglichkeit, dass wenigstens eine der Plattenflächen wenigstens teilweise parallel zur Beschleunigungsfläche ist, und verschafft eine Möglichkeit, dass wenigstens eine der Plattenflächen wenigstens teilweise senkrecht zur Beschleunigungsfläche orientiert ist.
Die Zeichnungen sind keine strukturellen Zeichnungen, sondern deuten schematisch – in Skizzenform – eine Anzahl möglicher Ausführungen und Merkmale an, die wichtig oder von essentieller Wichtigkeit für die Beschreibung, die Kennzeichnung und die Anwendung des erfindungsgemäßen Rotors sind. Im Fall von Schnittdarstellungen ist Schraffierung nicht immer angedeutet, und nur die wichtigsten Details sind durch unterbrochene Linien angedeutet. Außerdem sind in Schnitten nur die Komponenten, die sich auf oder dicht bei diesen Schnitten befinden, d.h. eines Schnitts, angedeutet und keine Gegenstände und Elemente, die sich weiter nach hinten befinden.
Die obigen Beschreibungen spezifischer Ausführungen der vorliegenden Erfindung sind mit einer Hinsicht auf illustrative und beschreibende Zwecke gegeben worden. Es ist nicht beabsichtigt, dass sie eine erschöpfende Liste darstellen oder die Erfindung auf die angegebenen präzisen Formen beschränken, und unter entsprechender Berücksichtigung der obigen Erläuterung sind selbstverständlich viele Modifikationen und Variationen möglich. Die Ausführungen sind ausgewählt und beschrieben worden, um die Prinzipien der Erfindung und deren praktische Anwendungsmöglichkeiten auf die bestmögliche Weise zu beschreiben, um es somit anderen in der Technik Bewanderten zu ermöglichen, auf optimale Weise Gebrauch von der Erfindung und den diversen Ausführungen mit den verschiedenen Modifikationen, die für die spezifische beabsichtigte Anwendung geeignet sind, zu machen. Es ist die Absicht, dass die Reichweite der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, gemäß Lesen und Auslegung in Übereinstimmung mit allgemein akzeptierten rechtlichen Grundsätzen, wie etwa dem Prinzip von Äquivalenzen und der Revision von Komponenten.

Claims

Eine rotierende Beschleunigungsvorrichtung zum Beschleunigen von Teilchenmaterial mit Hilfe wenigstens eines rotierenden strukturellen Verbundbeschleunigungselements in wenigstens einer Phase, zur Zerkleinerung besagten Materials durch Aufprall, umfassend: – einen Rotor (86), der in der Lage ist, um eine Rotationsachse (2)(41)(89) in wenigstens einer Rotationsrichtung zu rotieren, welcher Rotor (86) mit wenigstens einem Rotorblatt (90) versehen ist, das im Wesentlichen transversal zu besagter Rotationsachse (2)(41)(89) gerichtet ist; – ein Dosierelement (91) zum Dosieren besagten Materials auf besagten Rotor (86); – wenigstens eine Beschleunigungseinheit (245), die wenigstens aus einem separaten Beschleunigungselement (1)(13)(39)(87)(88) zum Beschleunigen besagten dosierten Materials in wenigstens einer Phase besteht, welches Rotorblatt (90) mit einem Stützelement (101)(102) zum Tragen besagten Beschleunigungselements (1) (13) (39) (87) (88) versehen ist, welches Beschleunigungselement (1)(13)(39)(87)(88) in einem Abstand von besagter Rotationsachse (2)(41)(89) entfernt liegt und aus wenigstens einem Beschleunigungsblock (3)(45) besteht, der aus wenigstens einem weißen Roheisenlegierungsteil (14)(247)(248)(249) hergestellt ist, welches weiße Roheisenlegierungsteil (14)(247)(248)(249) mit wenigstens einer Beschleunigungsfläche (4)(16)(46)(47)(98)(99) versehen ist, die sich, gesehen von besagter Rotationsachse (2)(41)(89) aus, in einer nach außen gerichteten Richtung erstreckt und im Wesentlichen senkrecht zur Rotationsebene (5)(44)(246) gerichtet ist, welches weiße Roheisenlegierungsteil (14) (247) (248) (249) mit wenigstens einem Hohlraum (15) versehen werden kann, der sich entlang wenigstens einem Teil besagter Beschleunigungsfläche (16) erstreckt und mit einem Füllmaterial mit einer Zusammensetzung, die sich von dem des besagten weißen Roheisenlegierungsteils (14)(247)(248)(249) unterscheidet, gefüllt werden kann, sodass besagte Beschleunigungsfläche (16) teilweise aus besagtem Füllmaterial besteht, das wenigstens teilweise von besagtem weißen Roheisenlegierungsteil (14)(247)(248)(249) umgeben ist, welches weiße Roheisenlegierungsteil (14)(247)(248)(249) besagten Beschleunigungsblocks (3)(45) mit einem Verstärkungselement (7)(43) versehen ist, welches Verstärkungselement (7)(43) mit einer Befestigungsseite (8) versehen ist, wovon besagte transversale Seitenfläche (6)(42) des weißen Roheisenlegierungsteils (14)(247)(248)(249) mit einer Befestigungsfläche (9) versehen ist, sodass wenigstens ein Teil besagter Befestigungsseite (8) und wenigstens ein Teil besagter Befestigungsfläche (9) aneinandergefügt sind, um ein strukturelles verstärktes Verbundbeschleunigungselement (1)(13)(39)(87)(88) zu bilden, welches Verstärkungselement (7)(43) aus einem unlegierten oder niedriglegierten Stahl besteht, der, nach thermischem Härten besagten Beschleunigungselements (1)(13)(39)(87)(88), eine merkbar größere Zugfestigkeit hat als besagtes weißes Roheisenlegierungsteil (14)(247)(248)(249), welches Verstärkungselement (7)(43) mit einer Befestigungsanordnung (10)(50)(103) zum Befestigen besagten Beschleunigungselements (1)(13)(39)(87)(88) an besagtem Stützelement (101)(102) versehen ist, derart, dass besagtes Beschleunigungselement (1)(13)(39)(87)(88) zum Ersetzen aufgrund von Verschleiß demontiert werden kann; – dadurch gekennzeichnet, dass: – besagte Befestigungsseite im Wesentlichen transversal zu besagter Beschleunigungsfläche gerichtet ist und sich an einer Position entlang und außerhalb der Verschleißzone befindet, die gebildet wird, wenn besagtes Beschleunigungselement unter Einfluss von Verschleiß durchschleißt, der während des Beschleunigens der besagten Teilchen durch Gleiten und/oder Aufprall erzeugt wird, sodass besagte Befestigungsanordnung nicht beschädigt wird, wenn besagtes Beschleunigungselement vollständig durchschleißt.
Beschleunigungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei besagte quergerichtete Seitenfläche im Wesentlichen parallel zu besagter Rotationsebene gerichtet ist.
Beschleunigungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei besagte quergerichtete Seitenfläche leicht angewinkelt zu besagter Rotationsebene gerichtet ist.
Beschleunigungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei besagte transversale Seitenfläche im Wesentlichen transversal zu besagter Rotationsebene gerichtet ist und nicht nach außen gerichtet ist, gesehen von besagter Rotationsachse, mit besagtem Verstärkungselement versehen ist.
Beschleunigungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei besagtes Verstärkungselement mit einer Befestigungsseite versehen ist, die eine im wesentlichen gerade Oberfläche beschreibt, und besagter Beschleunigungsblock mit einer Befestigungsfläche versehen ist, die eine im Wesentlichen gerade Oberfläche beschreibt, sodass wenigstens ein Teil besagter Befestigungsseite besagten Verstärkungselements und wenigstens ein Teil besagter Befestigungsfläche besagten Beschleunigungsblocks entlang einer im Wesentlichen geraden Befestigungsebene aneinandergefügt sind, um besagtes strukturelles Verbundbeschleunigungselement zu bilden, wo besagter Beschleunigungsblock sich im Wesentlichen an einer Seite einer geraden Trennebene befindet, an der sich besagte Befestigungsebene befindet, und besagtes Verstärkungselement sich im Wesentlichen an der anderen Seite besagter Trennebene befindet.
Beschleunigungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei besagte Beschleunigungseinheit mit wenigstens einem ersten Beschleunigungselement und einem zweiten Beschleunigungselement, das besagtem ersten Beschleunigungselement zugeordnet ist, versehen ist, zum Beschleunigen besagten Materials in zwei Phasen, welches erste Beschleunigungselement mit wenigstens einer ersten Beschleunigungsfläche versehen ist, zum Beschleunigen besagten dosierten Materials in einer ersten Phase mit Hilfe des Führens entlang besagter erster Beschleunigungsfläche, derart, dass besagtes geführtes Material in eine spiralförmige Bahn gebracht wird, die rückwärts gerichtet ist, gesehen von einem Standpunkt, der sich mit besagtem ersten Beschleunigungselement mitbewegt, welches zweite Beschleunigungselement mit wenigstens einer zweiten Beschleunigungsfläche versehen ist, die im Wesentlichen transversal zu besagter spiralförmiger Bahn orientiert ist, zum Beschleunigen besagten geführten Materials in einer zweiten Phase durch Aufschlagen durch besagte zweite Beschleunigungsfläche, wobei die verschiedenen Aspekte so sind, dass besagte erste Beschleunigungsphase in einem kürzeren radialen Abstand von besagter Rotationsachse entfernt stattfindet als besagte zweite Beschleunigungsphase, die um einen merklich größeren radialen Abstand entfernt stattfindet.
Beschleunigungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei besagte Beschleunigungseinheit mit wenigstens einem Führungselement und einem besagtem Führungselement zugeordneten Beschleunigungselement versehen ist, zum Beschleunigen besagten Materials in zwei Phasen, welches Führungselement mit wenigstens einer Führungsfläche versehen ist, die sich wenigstens teilweise zu besagter Außenkante besagten Rotors hin erstreckt, zum Beschleunigen besagten dosierten Materials in einer ersten Phase mit Hilfe des Führens entlang besagter Führungsfläche, sodass besagtes geführtes Material auf eine spiralförmige Bahn gebracht wird, die rückwärts gerichtet ist, gesehen von einem mit besagtem Führungselement bewegenden Standpunkt aus, wobei die Beschleunigungsfläche besagten Beschleunigungselements im Wesentlichen quer zu besagter spiralförmiger Bahn zum Beschleunigen besagten geführten Materials in einer zweiten Phase durch Aufschlagen durch besagte Beschleunigungsfläche orientiert ist, wobei die verschiedenen Aspekte so sind, dass besagte erste Beschleunigungsphase in einem kürzeren radialen Abstand von besagter Rotationsachse entfernt stattfindet als besagte zweite Beschleunigungsphase, die um einen merklich größeren radialen Abstand entfernt stattfindet.
Beschleunigungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei besagte Beschleunigungseinheit mit wenigstens einem Beschleunigungselement und einem Kollisionselement, das besagtem Beschleunigungselement zugeordnet ist, versehen ist, zum Beschleunigen besagten Materials in zwei Phasen, wobei besagte erste Phase der Beschleunigung mit Hilfe besagten Beschleunigungselements durch Führen besagten dosierten Materials entlang besagter Beschleunigungsfläche stattfindet, derart, dass besagtes geführtes Material in eine spiralförmige Bahn gebracht wird, die rückwärts gerichtet ist, gesehen von einem mit besagtem Beschleunigungselement bewegenden Standpunkt aus, wobei die Kollisionsfläche besagten Kollisionselements, die sich wenigstens teilweise hin zu besagter Außenkante besagten Rotors erstreckt, im Wesentlichen quer zu besagter spiralförmiger Bahn zum Beschleunigen besagten geführten Materials in einer zweiten Phase durch Aufschlagen durch besagte Kollisionsfläche orientiert ist, wobei die verschiedenen Aspekte so sind, dass besagte erste Beschleunigungsphase in einem kürzeren radialen Abstand von besagter Rotationsachse entfernt stattfindet als besagte zweite Beschleunigungsphase, die um einen merklich größeren radialen Abstand entfernt stattfindet.
Beschleunigungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei besagte Beschleunigungseinheit mit einem Beschleunigungselement zum Beschleunigen besagten Materials in einer Phase versehen ist, welches Beschleunigungselement mit wenigstens einer Gleitfläche versehen ist, die sich wenigstens teilweise zu besagter Außenkante besagten Rotors hin erstreckt, zum Beschleunigen besagten dosierten Materials mit Hilfe von Gleiten entlang besagter Führungsfläche.
Beschleunigungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei besagtes Stützelement sich zwischen besagtem Beschleunigungselement und besagtem Rotorblatt befindet.
Beschleunigungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei besagtes Stützelement sich wenigstens teilweise in besagtes Rotorblatt erstreckt.
Beschleunigungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei besagtes Stützelement sich zwischen zwei parallelen Rotorblättern erstreckt.
Beschleunigungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei besagter Rotor um eine im Wesentlichen vertikal gerichtete Rotationsachse rotiert und besagtes Rotorblatt nach oben gekehrt ist.
Beschleunigungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei besagter Rotor um eine im Wesentlichen vertikal gerichtete Rotationsachse rotiert und besagtes Rotorblatt nach unten gekehrt ist.
Beschleunigungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei besagtes Beschleunigungselement nicht fest an besagtem Stützelement befestigt ist.
Beschleunigungsvorrichtung gemäß Anspruch 15, wobei besagtes Beschleunigungselement schwenkbar an besagtem Stützelement befestigt ist.
Beschleunigungsvorrichtung gemäß Anspruch 15, wobei besagtes Beschleunigungselement mit einer selbstrotierenden Beschleunigungsfläche versehen ist.
Beschleunigungsvorrichtung gemäß Anspruch 17, wobei besagter Beschleunigungsblock im Wesentlichen einen Drehkörper beschreibt, dessen Drehachse im Wesentlichen parallel zu besagter Rotationsachse ist, und wovon die Drehoberfläche mit besagter Beschleunigungsfläche versehen ist.
Beschleunigungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 und 16, wobei besagte Beschleunigungseinheit mit einem Beschleunigungselement versehen ist, wovon wenigstens die Beschleunigungsfläche wenigstens teilweise von der Kante besagten Rotorblatts vorragt.
Beschleunigungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 6 und 7, wobei besagter Beschleunigungsblock besagten zweiten Beschleunigungselements sich von besagter Beschleunigungsfläche wenigstens entlang einer Verlängerrung besagter spiralförmiger Bahn erstreckt.
Beschleunigungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei besagter Rotor in zwei Richtungen rotiert, einer Vorwärts- und einer Rückwärtsrichtung.
Beschleunigungsvorrichtung gemäß Anspruch 21, wobei besagtes Beschleunigungselement mit zwei separaten, im Wesentlichen identischen Beschleunigungsblöcken versehen ist, wovon jeder mit einer Beschleunigungsfläche versehen ist, welche im Wesentlichen in entgegengesetzte Richtungen gerichtet sind, das heißt, in besagte Vorwärts- und besagte Rückwärtsrichtung, sodass besagtes Beschleunigungselement spiegelsymmetrisch in Bezug zu einer Symmetrieebene von besagter Rotationsachse aus ist, die besagtes Beschleunigungselement in der Mitte zwischen besagten Beschleunigungsflächen schneidet.
Beschleunigungsvorrichtung gemäß Anspruch 21, wobei besagtes Beschleunigungselement mit einem Beschleunigungsblock versehen ist, der mit zwei Beschleunigungsflächen versehen ist, welche im Wesentlichen in entgegengesetzte Richtungen gerichtet sind, das heißt, in besagte Vorwärts- und besagte Rückwärtsrichtung, sodass besagtes Beschleunigungselement spiegelsymmetrisch in Bezug zu einer Symmetrieebene von besagter Rotationsachse aus ist, die besagtes Beschleunigungselement in der Mitte zwischen besagten Beschleunigungsflächen schneidet.
Beschleunigungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 22 und 23, wobei besagtes spiegelsymmetrisches Beschleunigungselement im Wesentlichen eine V-Form beschreibt, wobei die Spitze nicht zu besagter Rotationsachse hin orientiert ist.
Beschleunigungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 22 und 23, wobei besagtes spiegelsymmetrisches Beschleunigungselement im Wesentlichen eine V-Form beschreibt, wobei die Spitze zu besagter Rotationsachse hin orientiert ist.
Beschleunigungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei besagtes Verstärkungselement eine andere Form als eine Plattenform hat.
Beschleunigungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei besagte Befestigungsanordnung in Form eines Hakenelements vorliegt, das so konstruiert ist, dass besagtes Beschleunigungselement sich unter dem Einfluss der Zentrifugalkraft zwecks zentrifugaler Verriegelung fest gegen besagtes Stützelement verankert.
Beschleunigungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei besagte Befestigungsanordnung in Form eines schwalbenschwanzartigen Elements vorliegt, das so konstruiert ist, dass besagtes Beschleunigungselement sich unter dem Einfluss der Zentrifugalkraft zwecks zentrifugaler Verriegelung fest gegen besagtes Stützelement verankert.
Beschleunigungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei besagte Befestigungsanordnung mit einem separaten Element versehen ist.
Beschleunigungsvorrichtung gemäß Anspruch 29, wobei besagtes separates Element aus wenigstens einem Bolzenelement besteht.
Beschleunigungsvorrichtung gemäß Anspruch 29, wobei besagtes separates Element im Wesentlichen die Form eines Klemmelements hat.
Beschleunigungsvorrichtung gemäß Anspruch 27, wobei besagte Befestigungsanordnung mit einem vorspringenden Stumpf versehen ist, der sich von der Unterseite von besagtem Verstärkungselement nach außen in eine Klammeröffnung in besagtem Rotorblatt erstreckt, das als Stützelement fungiert.
Beschleunigungsvorrichtung gemäß Anspruch 32, wobei besagter vorspringender Stumpf in Bezug zur Rotationsachse geringfügig (2-4 Grad) nach hinten abgewinkelt ist.
Beschleunigungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei nach thermischem Härten besagten Beschleunigungselements die Härte besagter weißer Roheisenlegierung größer als Rc55 ist.
Beschleunigungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei besagtes Füllmaterial wenigstens teilweise aus Hartmetall besteht.
Vorrichtung gemäß Anspruch 35, wobei Hartmetall als eine Legierung von wenigstens einem harten, verschleißfesten Bestandteil in Form von Wolframkarbid oder Titankarbid und wenigstens einem Weichmetallbestandteil in Form von Kobalt, Eisen oder Nickel verstanden wird.
Beschleunigungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei besagtes Füllmaterial wenigstens teilweise ^aus Keramikmaterial besteht.
Vorrichtung gemäß Anspruch 37, wobei Keramikmaterial als ein Material verstanden wird, das wenigstens teilweise aus Aluminiumoxid (Al₂O₃) besteht.
Vorrichtung gemäß Anspruch 37, wobei Keramikmaterial als ein Material verstanden wird, das wenigstens teilweise aus Silikonoxid (SiO₂) besteht.
Beschleunigungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei besagter Hohlraum unter Einfluss von Zentrifugalkraft mit einer Ablagerung besagten Teilchenmaterials gefüllt wird, wodurch eine Beschleunigungsfläche erzeugt wird, die aus einem autogenen Bett besagten Teilchenmaterials, umgeben von besagter weißer Roheisenlegierung, besteht.
Beschleunigungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei besagter Rotor sich in einem Brechwerk befindet und mit einem Antriebsmechanismus versehen ist, der mit einem Steuersystem zum Regeln der Rotationsgeschwindigkeit besagten Rotors und der Rotationsrichtung besagten Rotors versehen ist, welches Brechwerk mit einer Bandeinheit versehen ist, die das gebrochene Material von besagtem Brechwerk sammelt und besagtes gebrochenes Material zu einer Siebeinheit lenkt, die das Überkorn von besagtem gebrochenen Material abscheidet, welches Überkorn mit Hilfe eines Rückführbandes, das das Überkornmaterial von besagtem Sieb sammelt, zu besagtem Brechwerk zurückgeführt wird, welche Menge an Überkorn zu einem signifikanten Umfang ansteigt, wenn besagtes Beschleunigungselement abschleißt und folglich weniger funktionell wird, welches Rückführband mit einem Wägesystem versehen ist, das die Menge besagten Überkornmaterials misst und dieses Gewicht zu besagtem Regelsystem signalisiert.
Beschleunigungsvorrichtung gemäß Anspruch 41, wobei, mit Hilfe besagten Regelsystems und besagten Signals, die Rotationsrichtung besagten Rotors umgekehrt werden kann, wenn die zu besagtem Rotor zurückgeführte Menge an Überkorn ein bestimmtes Maximum überschreitet.
Beschleunigungsvorrichtung gemäß Anspruch 41, wobei, mit Hilfe besagten Regelsystems und besagten Signals, die Rotation besagten Rotors gestoppt werden kann, wenn die zu besagtem Rotor zurückgeführte Menge an Überkorn ein bestimmtes Maximum überschreitet.