DK141478B - Forstøverhjul til forstøvning af opslemninger. - Google Patents

Description

<U) FREMLÆBeElSESBKRIFT 141478 DANMARK ,s” lntα* bb Si S 3/I0 «(21) Ansøgning nr. 6521/73 (22) Indleveret den 3· deC* 1973 (23) Løbedag 3· deC. 1975 (44) Ansøgningen fremlagt og >0 fremlæggelsesskriftet offentliggjort dan 24. mar . 1 you DIREKTORATET FOR . .

PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET (30) Prioritet begæret fra dan 18. dec. 1972, 58419/72,-GB (71) A/s NIRO ATOMIZER, Gladsaxevej 305, Søborg, DK.

(72) Opfinder: Orla Straarup, Suomisvej 1, København V, DK: Paul Otto Guent= her Helmlch, Tvedagervej 3, Ny Har løse, Hillerød, DK.

(74) Fuldmægtig under sagens behandling:

Internationalt Patent-Bureau.

(64) Forstøverhjul til forstøvning af ops 1 earning er.

Opfindelsen angår et forstøverhjul til forstøvning af opslemninger, æd et centralt nav og et hermed koncentrisk, ringformet, skålformet rum, i hvis hovedea-r gelig cylindriske sidevæg der er udformet et antal udslyngningsåbninger foret med slidfaste bøsninger, som rager et stykke inden for sidevæggens inderside.

Forstøverhjul af denne art anvendes til forstøvning af stærkt slidenderne*· terialer som f.eks. cementrå'slam eller opslemninger af ler eller malm, idet hensigten med at forsyne udslyngningsåbningerne, der er fordelt i en eller flere rækker i hjulets akseretning, med bøsninger af slidfast, sædvanligvis sintret materiale, der f.eks. kan være aluminiumoxid, wolframcarbid eller silicl-umcarbid, og lade disse bøsninger rage et stykke inden for indersiden af hjulets ydervæg er at frembringe en aflejring af dispergerét materiale omkring disse bøsninger og herigennem beskytte væggen, især omkring udslyngningsåbningema, mod slid.

Udslyngningen af opslenmingen gennem udslyngningsåbningeme foregår som føl- 2 141478 ge af trykket i det roterende lag af flydende opslemning, og man skulle derfor forvente at kapaciteten af et sådant hjul i hovedsagen er bestemt ved dette lags tykkelse, således at en kapacitetsforøgelse kan opnås ved forøgelse af hjulets diameter. Dette har imidlertid vist sig kun at gælde indtil en vis grænse, idet det eksempelvis for et givet hjul med 24 udslyngningsåbninger fordelt i to rækker med 12 åbninger i hver, ved en omdrejningshastighed på 6000 omdr/min har vist sig, at en gradvis forøgelse af hjulets diameter fra f.eks. 190 til 240 mm vil medføre 3 en gradvis kapacitetsforøgelse op til omkring 32,4 m pr. time, hvorimod en yderligere diameterforøgelse til 280 mm i stedet for at medføre en yderligere kapaci- 3 tetsforøgelse vil føre til et fald i kapaciteten til omkring 24 m pr. time.

Arsagen hertil må søges i det forhold, at friktionen mellem hjulet og det flydende materiale er utilstrækkelig til at give laget af flydende materiale en omdrejningshastighed svarende til hjulets, hvilket medfører en reduktion i centrifugalkraften.

Fra forstøverhjul til forstøvning af opløsninger eller opslemninger af materiale, der ikke specielt er stærkt slidende, f.eks. mælk, er det kendt at søge omdrejningshastigheden for laget af flydende materiale forøget ved at forsyne hjulets bund med ribber eller skovlblade. Anvendelsen af ribber har imidlertid vist sig at have ingen eller kun ringe virkning, og anvendelsen af såvel ribber som skovlblade vil være ganske uegnet ved forstøvning af stærkt slidende materialer, fordi der vil optræde et så kraftigt slid på ribbernes eller skovlbladenes forside, at hjulet hurtigt ødelægges.

Ved forstøvning af opslemninger af stærkt slidende materialer er det foreslået at forsyne hjulet med en cirkulær dækplade og fastgøre et antal cylindriske legemer af slidfast, sintret materiale mellem denne dækplade og hjulets bund. Selv om disse cylindriske legemer har vist sig i stand til at modstå slid og kan have en forholdsvis lang levetid, har det imidlertid vist sig, at der ved grænserne for de cylindriske legemers berøringsflader med henholdsvis dækpladen og hjulets bund optræder et kraftigt slid, som kan føre til hurtig ødelæggelse af hjulet.

Ved opfindelsen tilsigtes det at frembringe et forstøverhjul af den omhandlede art til forstøvning af stærkt slidende materialer med en væsentligt forøget kapacitet i forhold til kendte forstøverhjul til dette formål, men uden ulemperne med hensyn til nedsat levetid ved de ovennævnte kendte foranstaltninger.

Ifølge opfindelsen er et forstøverhjul af den omhandlede art ejendommeligt ved, at der i det skålformede rum er anbragt medbringere af slidfast materiale, hvilke medbringere har deres ene ende beliggende i området mellem sidevæggen og de mod hjulets nav vendende ender af de slidfaste bøsninger.

Ved'blidfast materiale" forstås i denne forbindelse f.eks. sintrede materialer som aluminiumoxid, wolframcarbid og siliciumcarbid eller et ikke-sintret materiale som titancarbid.

3 141478

Ved praktiske forsøg med forstøverhjul udformet i overensstemmeIse med opfindelsen har det for et hjul med ovennævnte diameter på 280 mm og 24 udslyngnings-åbninger vist sig, at der, hvis hveranden af disse åbninger lukkes med en prop der benyttes til fastgørelse af radialt rettede »edbringere, i stedet for et fald 3 i kapaciteten til omkring 24 m pr. timer opnås en kapacitetsforøgelse til mere 3 end 70 m pr. time til trods for at antallet af i brug værende udslyngningsåbninger er halveret.

Som følge af at den fra hjulets nav fjerneste ende af de nævnte medbringe-re, hvad enten de er fastgjort til navet eller til hjulets ydervæg, er beliggende i det område ved sidevæggen, hvor der som følge af de indragende kanter af de slidfaste bøsninger dannes et lag af dispergeret materiale, opnås der en effektiv beskyttelse af de pågældende ender af medbringeme og de omkring disse liggende områder af ydervæggen, således at der udover kapacitetsforøgelsen opnås en væsentligt længere levetid end ved anvendelse af de kendte forslag til forøgelse af op-slemningens omdrejningshastighed.

Samtidigt opnås ved opfindelsen en effektiv nedsættelse af sliddet på de indragende kanter af de slidfaste bøsninger i udslyngningsåbningerne.

Opfindelsen forklares i det følgende nærmere under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser et aksialsnit gennem en udførelsesform for et forstøverhjul ifølge opfindelsen, fig. 2 et snit efter linien II-II i fig. 1, fig. 3 en modifikation af en del af den i fig. 1 viste udførelsesform, fig. 4 en anden modifikation af den i fig. 1 viste udførelsesform, fig. 5 et snit efter linien V-V i fig. 4, fig. 6 et aksialsnit af en anden udførelsesform for forstøverhjulet ifølge opfindelsen, fig. 7 et aksialsnit af en yderligere udførelsesform, og fig. 8 et snit efter et radialplan af endnu en udførelsesform.

Det i fig. 1 og 2 viste forstøverhjul omfatter en bund 1 med et centralt nav 2, en cylindrisk sidevæg 3 og en dækplade 4. Hjulet er på kendt måde fastgjort på en drivaksel 6.

I dækpladen 4 findes en central udboring, hvorigennem drivakslen 6 er ført på en sådan måde, at der mellem akslen og dækpladen 4 dannes en ringformet åbning 7, hvorigennem det dispergerede materiale,som skal forstøves, kan indføres i hjulets indre på ikke nærmere vist måde.

I hjulets sidevæg 3 er der udformet et antal udslyngningsåbninger, som er foret med slidfaste bøsninger af sintret materiale, hvoraf kun én bøsning er vist ved 8. Hver bøsning kan som vist være indsat i en muffe 9.

For de øvrige udslyngningsåbninger er kun åbningernes beliggenhed antydet 4 141478 på tegningen, i fig. 1 ved angivelse af skæringspunkterne 10 mellem udslyngnings-åbningernes akser og indersiden af den cylindriske sidevæg 3 og i fig. 2 ved antydning af åbningernes akser ved radiale linier 11*

Som det ses i fig. 1 og 2 rager den inderste ende af hver bøsning 8 et stykke inden for indersiden af hjulets cylindriske sidevæg 3.

I overensstemmelse med opfindelsen er der i forstøverhjulets indre mellem udslyngningsåbningerne anbragt medbringere 12 på en sådan måde, at disse medbringere har deres fra hjulets nav bortvendende ender beliggende i det område mellem indersiden af sidevæggen 3 og de nævnte indadvendende ender af bøsningerne 8, hvor der under hjulets drift opbygges et lag af dispergeret materiale.

1 udførelsesformen i fig. 1 og 2 findes der tolv sådanne medbringere som er radialt orienterede vinkelret på forstøverhjulets akse, og hvoraf der i fig. 1 kun er vist én og i fig. 2 kun to medbringere, som er betegnet med 12. Beliggenheden af de øvrige medbringere er i fig. 1 angivet ved skæringspunkterne 13 mellem de radialt rettede medbringeres akser og indersiden af sidevæggen 3 og i fig. 2 ved radiale linier 14, der angiver medbringernes akser. Også medbringerne er jævnt fordelt i to rækker med seks medbringere i hver. I udførelsesformen i fig.

1 og 2 er medbringerne 12 fastgjort til sidevæggen 3 ved hjælp af tappe 15, som er monteret i huller i sidevæggen og fastgjort til denne ved hjælp af en udragende krave 15', og som endvidere passer i hertil udformede aksiale boringer i medbringerne 12. Som det vil fremgå af det følgende kan fastgørelsen af medbringerne ske på anden måde, idet der dog ved fastgørelsen må tages hensyn til, at det sintrede materiale, hvoraf medbringerne 12 består, i hovedsagen kun tåler at udsættes for trykkræfter.

Udslyngningsåbningerne og medbringerne kan også være beliggende i en enkelt række eller i mere end to rækker, og antallet af medbringere kan være forskelligt fra antallet af udslyngningsåbninger. Under alle omstændigheder gælder imidlertid, at der må være en sådan fordeling af såvel udslyngningsåbninger som medbringere i hjulet, at dette er balanceret såvel statisk som under drift.

Medbringerne 12 er i den viste udførelsesform keglestubformede, idet deres tværsnit aftager indefter i retning mod hjulets nav. Herved opnås et passende kompromis mellem formålet med medbringerne, der består i at forøge omdrejningshastigheden for laget af flydende opslemningsmateriale, hvilket kræver størst muligt areal af medbringerne i hjulets akseretning, og det navnlig ved medbringere af sintret materiale foreliggende ønske om mindst muligt slid på medbringerne, til hvis opfyldelse medbringernes areal i hjulets akseretning bør være mindst muligt, idet sintret materiale tåler skærende slid langt bedre end stødende slid, således at det er ønskeligt, at kollisionen mellem medbringerne og de slidende partikler i opslemningen i videst muligt omfang sker tangentielt og ikke radialt i forhold til medbringerne.

141478 5

Endvidere er medbringeme dimensioneret således, at de i hjulets akseretning kun strækker sig over en del af det skålformede rim i hjulets indre, således at der er frit rum mellem medbringerne og såvel bunden 1 som dækpladen 4, hvorved sliddet på disse dele af hjulet bliver mindst muligt.

I fig. 3 er for et udsnit af den i fig. 1 og 2 viste udføre1sesform for forstøverhjulet ifølge opfindelsen illustreret en anden fastgørelsesmåde for medbringerne, som i denne figur er betegnet med henvisningsnummeret 18, i forhold til hjulets sidevæg 3. Den viste faetgørelsesmåde, der navnlig er egnet til anvendelse i tilfælde, hvor et eksisterende forstøverhjul skal forsynes med medbringere i overensstemmelse med opfindelsen, består i, at der i et passende antal af de forhåndenværende udslyngningsåbninger indsættes propper som vist ved 16, hvori der indskrues tappe 17, som til dette formål er forsynet med gevind i deres ene ende og i deres anden ende er udformet til forankring i akslale boringer i medbringerne 18, der også i denne udførelsesform er keglestubformede.

Medbringerne behøver imidlertid ikke nødvendigvis at være kegleformede, men kan som en anden mulighed også være kileformede, således som det fremgår af fig. 4 og 5, der ligesom fig. 3 viser et udsnit af den i fig. 1 og 2 viste udførelsesform for forstøverhjulet. Ligesom ved udførelsesformeme i fig. 1-2 og 3 har medbringeme, -som i fig. 4 og 5 er betegnet med 19, et tværsnit, der aftager indefter i retning mod hjulets nav 2. Kileformen opnås ved, at medbringeme 19 i hjulets akseretning begrænses af skrå planer, der er symmetriske om et radialt symmetriplan gennem medbringeren. Da det sintrede materiale 1 medbringeme som nævnt overfor langt bedre tåler skærende slid end stødende slid, er de kileformede medbringere 19 udformet og anbragt i forstøverhjulet med deres største tværdimension vinkelret på hjulets akseretning.

Medbringeme 19 i fig. 4 og 5 er ved hjælp af tappe 20 fastgjort til hjulets sidevæg 3 på samme måde som beskrevet under henvisning til fig. 1 og 2.

Ved forstøverhjul, hvor udslyngningsåbningerae som vist i fig. 1 og 2 er ordnet i mindst to rækker, kan medbringeme, der f.eks. er keglestubformede, være fastgjort til sidevæggen 3 mellem sådanne to rækker af udslyngningsåbninger og have en sådan udstrækning 1 hjulets akseretning, at de dækker begge rækker, idet der stadig er frit rim mellem medbringeme og såvél bunden 1 som dækpladen 4.

For yderligere at beskytte bunden 1 mod slid kan der i forstøverhjulet på i og for sig kendt måde være anbragt et ringformet indlæg 21 af slidfast, sintret materiale mod bunden 1, og endvidere kan der omkring navet 2 i hjulets indre være anbragt et legeme 22, som danner en glideflade for den i hjulet indførte flydende opslemning.

I fig. 6 er vist en anden udførelsesform for forstøverhjulet. Hjulets opbygning med bunden 1, navet 2, sidevæggen 3, dækpladen 4 og udslyngningsåbningerae med de slidfaste bøsninger 8 er fuldstændig den samme som vist i fig.

14U78 6 1 og 2, men de radialt rettede medbringere, der her er betegnet med 23, er i udførelsesformen i fig. 6 fastgjort i det ovennævnte, omkring navet 2 anbragte legeme 22 ved hjælp af tappe 24, som i deres ene ende er udformet med en krave 25, der danner anlæg for den yderste ende af medbringeren 23, og i deres anden ende har gevind til iskruning i en gevindboring i det nævnte legeme 22. I overensstemmelse med opfindelsen har medbringeme 23 og tappen 24 i denne udførelsesform en sådan længde, at den yderste ende af medbringerne befinder sig i det område mellem sidevæggen 3 og de mod navet vendende ender af de slidfaste bøsninger 8, hvor der under hjulets drift opbygges et lag af dispergeret materiale, fortrinsvis således at anlægskraven 25, der ligesom tappen 24 f.eks. kan være af stål, er helt beliggende i det pågældende område, hvorved den udsættes mindst muligt for slid.

Ved den i fig. 6 viste montering af medbringerne på centralt fastgjorte tappe opnås i forhold til den i det foregående omtalte montering direkte i sidevæggen en større frihedsgrad med hensyn til medbringernes placering i forhold til udslyngningsåbningerne samt en mindre svækkelse og belastning af sidevæggene, fordi der ikke skal bores huller for medbringerne, og centrifugalkraften fra medbringerne under hjulets rotation optages af navet i stedet for af sidevæggen.

Yderligere lettes eventuel udskiftning af medbringerne ved, at det omdrejningslegeme 22, hvortil de er fastgjort, kan udtages af forstøverhjulet.

I fig. 7 er vist en yderligere udførelsesform for forstøverhjulet, navnlig beregnet til hjul af meget store dimensioner. Hjulets opbygning med en bund 26, et nav 27, en cylindrisk sidevæg 28, en dækplade 29 og udslyngningsåbninger med slidfaste bøsninger 30 svarer også her bortset fra den væsentligt større hjuldiameter til den, der er vist i fig. 1, 2 og 6, og de radialt rettede medbringere 3l er også her monteret på tappe 33, som er fastgjort i et omkring navet 27 anbragt legeme 32, der danner en glideflade for den i hjulet indførte flydende opslamning. Tappene 33 når imidlertid i dette tilfælde omtrent ud til sidevæggen 28, idet deres ender f.eks. ligger i en afstand på 0,5-1 mm fra denne, og er ikke forsynet med anlægskraver, hvorhos medbringerne 31 er monteret på tappene 33 med et vis slip i længderetningen, således at de under hjulets drift af centrifugalkraften vil blive presset fra en position, i hvilken deres inderste ender er i anlæg mod legemet 32, ud mod en position, hvor deres yderender er i anlæg mod sidevæggen 28. Udover de ovennævnte fordele ved montering af medbringerne på centralt fastgjorte tappe opnås herved en forenkling og billiggørelse af fremstillingen af monteringstappene i forhold til udførelsesformen i fig. 6. I udførelsesformen i fig. 7 er der yderligere opnået en forøgelse af virkningen af medbringerne ved, at der i forstøverhjulets skålformede rum yderligere er anbragt et antal aksialt rettede medbringere 35, som er fastgjort til dækpladen 29 i kortere afstand fra navet 27 end fra sidevæggen 28 ved 7 141478 hjælp af skruetappe 36 med anlægskraver 37. Til trods for at medbringeme 35 har deres største dimension liggende i forstøverhjulets akseretning» er disse medbringere og området omkring medbringemes fastgørelsespunkter i dækpladen 29 i denne udførelsesform ikke synderligt udsat for elid, fordi den flydende opslæmning på dette sted har en forholdsvis ringe hastighed i forhold til hjulet. Det vil forstås, at den i fig. 7 viste montering af de radialt rettede medbringere ikke er begrænset til hjul, hvor der også er aksialt rettede medbringere, men også kan finde anvendelse f.eks. ved en udførelsesform som vist i fig. 6.

I de hidtil beskrevne udførelsesformer har de ved opfindelsen foreslåede ; medbringere vinkelret på hjulets akse været radialt orienterede, hvilket giver optimal medbringervirkning. For at reducere sliddet på hjulvæggen kan det imidlertid som antydningsvis illustreret i fig. 8 i visse tilfælde være hensigtsmæssigt at orientere medbringeme 38 med en i forhold til hjulets anløbsretning bagud-gående hældning i forhold til radierne gennem de nærmest sidevæggen 3 liggende ender af medbringerne, idet væske,som træder ind i hjulet og rammer medbringerne, herved vil være mindre tilbøjelig til at bringe forstyrrelse i det lag, som under " 1 ; i ;i hjulets drift opbygges ved sidevægen omkring medbringerendeme.

Den kapacitetsforøgelse,som med anvendelse af foranstaltningerne ifølge den foreliggende opfindelse opnås for et forstøverhjul af den angivne art, kan, som det vil fremgå af det følgende, bedst illustreres ved hjælp af eksempler.

Eksempel 1

Ved forstøvning af cementrås lam med et tørstofindhold på 56% anvendtes et forstøverhjul af den i fig. 1 og 2 viste udformning, men uden medbringere.

Hjulets udvendige diameter var 225 mm, og hjulet havde 24 udslyngningsåbninger, alle forsynet med indragende, kegleformede, slidfaste bøsninger af sintret materiale.

Ved et omdrejningstal oå 7200 omdr/min blev den maksimale kapacitet for 3 ' " dette hjul målt til 19 m pr. time.

Herefter blev de slidfaste bøsninger i tolv af udslyngningsåbningerne erstattet med propper således som beskrevet under henvisning til fig. 3, hvori der blev fastgjort kegleformede medbringere, som ragede 25 mm ind i hjulet regnet fra de mod hjulets nav vendende ender af de slidfaste bøsninger.

Med samme omdrejningshastighed måltes den maksimale kapacitet for det så- 3 ledes modificerede forstøverhjul herefter til 45 m pr. time.

Eksempel 2

Der anvendtes et forstøverhjul af samme type som i eksempel 1, men med en udvendig diameter på 280 mm, og hjulet havde også i dette tilfælde 24 udslyngningsåbninger, alle forsynet med indragende, slidfaste bøsninger.

Claims (6)

141478 8 Ved et omdrejningstal på 6300 omdr/min blev den maksimale kapacitet for 3 datte hjul ved forstøvning af samme materiale som i eksempel 1 målt til 33 m pr. time. På samme måde som i eksempel 1 blev tolv af de slidfaste bøsninger herefter erstattet med propper med kegleformede medbringere som beskrevet under henvisning til fig. 3, hvilke medbringere ragede 25 mm ind i hjulet regnet fra de mod navet vendende ender af de slidfaste bøsninger. Ved samme omdrejningstal måltes her en forøgelse af den maksimale kapa-3 citet til 75 m pr. time.

1. Forstøverhjul til forstøvning af opslemninger, med et centralt nav (2, 27) og et hermed koncentrisk, ringformet, skålformet rum, i hvis hovedsagelig cylindriske sidevæg (3, 28) der er udformet et antal udslyngningsåbninger foret med slidfaste bøsninger (8, 30), som rager et stykke inden for sidevæggens inderside, kendetegnet ved, at der i det skålformede rum er anbragt medbringere (12, 18, 19, 23, 31, 32) af slidfast materiale, hvilke medbringere har deres ene ende beliggende i området mellem sidevæggen (3, 28) og de mod hjulets nav vendende ender af de slidfaste bøsninger (8, 30).

2. Forstøverhjul som angivet i krav 1, hvor det skålformede rum afgrænses i hjulets akseretning af en mellem det centrale nav (2, 27) og sidevæggen (3, 28) forløbende bund (1, 26) og en med sidevæggen forbundet dækplade (4, 29), kendetegnet ved, at medbringerne (12, 18, 19, 23, 31, 38) i hjulets akseretning kun strækker sig over en del wf det skålformede rum, således at der er frit rum mellem medbringeme og såvel bunden (1, 26) som dækpladen (4, 29).

3. Forstøverhjul som angivet i krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at medbringerne (12, 19) er fastgjort i sidevæggen (3) ved hjælp af tappe ( 15, 20), som i deres ene ende er forankret i medbringerne og med deres anden ende er anbragt i huller i sidevæggen og fastgjort til dennes inderside ved hjælp af en udragende krave (15’)·

4. Forstøverhjul som angivet i krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at medbringerne (18) ved hjælp af tappe (17), som i deres ene ende er forankret i medbringerne og i deres anden ende er forsynet med gevind, er indskruet i propper (16), som er fastgjort i et antal af udslyngningsåbningerne.

5. Forstøverhjul som angivet i ét eller flere af de foregående krav, kendetegne t ved, at medbringernes (12, 18, 19, 38) tværsnit aftager i retning mod hjulets nav.

6. Forstøverhjul som angivet i krav 5, kendetegnet ved, at medbringerne (12, 18, 19, 38) er keglestubformede.