DK173979B1 - Rotordyse til et højtryksrenseapparat - Google Patents

Description

i i DK 173979 B1

Opfindelsen angår en rotordyse af den i krav l’s indledning angivne art, der er kendt fra DE-patentskrift nr. 34 19 964. Ved denne kendte rotordyse er selve dysen som del af rotoren ved hjælp af et kugleleje understøttet på hu-5 set. Ved højtryksrenseapparater, hvor der arbejdes med meget høje væsketryk, og hvor der eventuelt tilsættes kemikalier, kan der i området ved dette kugleleje efter længere tids brug opstå tætningsproblemer.

10 Det er den foreliggende opfindelses formål at videreudvikle en rotordyse af den angivne type på en sådan måde, at man selv efter lang tids drift undgår tætningsvanskeligheder. Dette formål opnås ved det i krav l's kendetegnende del angivne. Ved en sådan konstruktion ændres gan-15 ske vist stillingen af styltens længdeakse og dermed den udsprøjtede stråles retning i afhængighed af rotorens omløbshastighed, idet strålen med rotorens omløbshastighed cirkulerer på en kegleflade, men styltens flade, men hvilken stylten understøttes af lejepanden, drejes ikke 20 med samme eventuelt meget store omløbstal, idet stylten frit kan dreje sig om sin længdeakse i forhold til rotoren. I praksis er styltens omløbstal om styltens egen længdeakse væsentlig mindre end rotorens omløbstal, så at sliddet i lejepandens område vil være væsentlig reduce-25 ret. Der opnås desuden en meget fordelagtig tætning i lejepandens område, da styltens sfærisk krummede ende af trykket i den gennem dysen udsprøjtede rensevæske trykkes fast mod lejepanden, hvorved der fås en upåklagelig tætning i dette område.

En medbringer, der tillader en fri drejning af stylten om dennes længdeakse, kan være udformet på forskellig vis, 30 2 DK 173979 B1 f.eks. som en spids stift, der rager ind i en central udsparing ved styltens anden ende.

Ifølge opfindelsen kan medbringeren være dannet af en 5 pandeformet udsparing til optagelse af styltens andet endeparti, som da fortrinsvis har sfærisk krummet form. panden kan ligeledes have en halvsfærisk krummet bund med op til denne grænsende keglevægge.

10 Ifølge opfindelsen kan stylten indbefatte et i det væsentlige cylindrisk formstoflegeme, i hvilket er indsat et dyselegeme af metal. Der kan dog også anvendes traditionelle dyselegemer af den iøvrigt i højtryksrenseappa-rater brugte type. Sådanne dyselegemer består af et sær-15 lig slidfast hårdmetal eller stål og kan være forsynet med en integreret strømningsensretter. Ifølge opfindelsen kan dyselegemet da danne det mod panden anliggende halvsfæriske endeparti, og panden kan bestå af formstof. Kombinationen metal/formstof medfører fordelagtige lejrings-20 betingelser.

Ved den i krav 7 kendetegnede foretrukne udførelsesform kan styltelængdeaksens hældningsvinkel i forhold til rotorens rotationsakse ændres, og dermed tillige den ud-25 strømmende rensevæskestråles vinkel med rotationsaksen.

Ved den i krav 8 kendetegnede udførelses form for rotordysen ændres styltens og dermed den udstrømmende væskestråles vinkel med rotationsaksen i afhængighed af omløbstal-30 let, idet denne vinkel er lille ved lavt omløbstal og tiltager med øget omløbstal. Strålekeglens åbningsvinkel tiltager med andre ord med rotorens omløbstal. Den betje- 3 DK 173979 B1 nende kan således alene ved ændring af den tilstrømmende væskemængde og rotorens heraf bestemte omløbstal påvirke væskestrålens åbningsvinkel.

5 Herved kan der ifølge opfindelsen på rotoren være anbragt bevægelige centrifugalkraftvægtlodder, som af fjederorganer påvirkes mod en stilling nærmest rotationsaksen, og et af centrifugalkraftvægtlodderne kan bære medbringeren.

Ifølge opfindelsen kan der fortrinsvis på rotoren være 10 bevægeligt anbragt to modstående, symmetrisk i forhold til omløbsaksen placerede centrifugalkraftvægtlodder, hvorved rotoren afbalanceres under rotationen.

Endelig opnås ved det i krav 11 angivne, at centrifugal-15 kraftvægtlodderne samtidigt virker som centrifugalkraftbremse .

I det følgende forklares opfindelsen nærmere ved hjælp af tegningen, hvor 20 fig. 1 dels i et længdesnit og dels set fra siden viser en første foretrukken udførelsesform for rotordysen ifølge opfindelsen med en ikke-indstillelig medbringer, 25 fig. 2 dels set fra siden og delvis i snit viser en ændret udførelsesform for rotordysen i en tilstand ved lavt omløbstal og med en afhængigt af omløbstallet indstillelig medbringer, og 30 fig, 3 viser udførelsesformen i fig. 2 i en tilstand svarende til et stort omløbstal.

DK 173979 B1

Rotordysen i fig. 1 har et hus 1 med en indløbsdel 2, der udvider sig i strømningsretningen, og en i denne del indskruet udløbsdel 3. Indløbsdelen 2 og udløbsdelen 3 er tætnet mod hinanden ved hjælp af en tætningsring 4. Ind-5 løbsdelen 2 har en central indløbsåbning 5 med et inder-gevind 6 til tilslutning af rotordysen til et højtryks-renseapparats på tegningen ikke viste, i og for sig kendte strålerør.

10 Fra indløbsdelen 2's vide ende er der i en central boring 7 i denne del indskruet et oms tyrings element 8 med gen- : nemløbskanaler 9 for den via indløbsåbningen 5 i huset indstrømmende rensevæske. Gennemløbskanalerne 9 ender i en af indløbsdelen 2 og det deri indskruede omstyrings-15 element 8 dannet bund 10 i indløbsdelen 2.

I omstyringselementet 8 er fastholdt en central drejetap 11, som fra omstyringselementet 8 rager ind i det åbne indre rum i indløbsdelen 2. På denne drejetap 11 er dre-20 jeligt lejret en rotor 12 med et som svingmasse virkende indre lejelegeme 13 og et på dette fastholdt ringformet turbinelegeme 14. Turbinelegemet består på i og for sig kendt vis af enkelte skovle, der er anbragt i gennemløbskanalerne 9's udløbsområde på en sådan måde, at roto-25 ren 12 af den fra gennemløbs kanalerne 9 udstrømmende væske sættes i rotation om drejetappen 11. En spasndering 15 fikserer rotoren 12 i aksial retning på drejetappen 11.

Rotorens lejringslegeme 13 kan f.eks. bestå af lejebron-30 ze, medens turbinelegemet 14 sædvanligvis består af formstof, f.eks. polyoxymethylen.

5 DK 173979 B1

Den fra turbinelegemet 14 udstrømmende væske samler sig i et over for omstyringselementet 8 beliggende samlerum 16, der dannes af udløbsdelen 3, og som munder i en nedadtil konisk indsnævrende, central forlængelsesdel 17. 1 en 5 nedre endevæg 18 på denne findes en udstrømningsåbning 19, der udvider sig konisk i strømningsretningen.

En ringformet formstoflejepande 20 ligger an mod endevæggen 18's indre flade og er tætnet mod udløbsdelen 3's in-10 dre vægflade ved hjælp af en tætningsring 21. Lejepanden 20 har en central gennemgangsåbning 22 med et opstrøms beliggende endeparti, der indsnævres konisk i strømningsretningen, og et nedstrøms for dette beliggende udstrømningsparti 24, som udvider sig konisk i strømningsretnin-15 gen. Udstrømningspartiet 24 har en sådan form, at det danner en flugtende forlængelse til endevæggen 18’s koniske udstrømningsåbning 19.

I udløbsdelen 3's forlængelsesdel 17, der indsnævres ,ko-20 nisk i strømningsretningen og i samlerummet 16 er anbragt en kuglestylte 25 med en i det væsentlige cylindrisk formstofdel 26 med en modsat strømningsretningen trinformet indsnævret central blindboring 27, der er åben mod udstrømningsåbningen 19. 1 blindboringen 27 er indsat et 25 dyselegeme 28 af metal, f.eks. stål med et fra formstof-delen 26 udragende halvsfærisk endeparti 29, som rager ind i lejepanden 20's lejringsområde 23 og understøtter stylten 25 i lejepanden 20.

30 Ved den anden ende går formstofdelen 26 over i en forlængelsestap 30, hvis frie endeparti 31 ligeledes er halvsfærisk krummet og rager ind i en som medbringer virkende 6 DK 173979 B1 pande 32, der er udformet i ét med turbinelegemet 14.

Panden 32 har en halvsfærisk bund 33 og i tilslutning til denne en keglestubformet sidevæg 34, og udvider sig kegleformet bort fra bunden 33. Medbringeren er beliggende i 5 radial afstand fra rotoren 12’s rotationsakse, der er defineret af drejetappen 11, så at kuglestylten 25's længdeakse danner en spids vinkel med drejetappen 11's akse, der som nævnt er sammenfaldende med rotorens rotationsakse.

10

Formstofdelen 26 har i siden indstrømningsåbninger 35 for rensevæsken, der fra samlerummet 16 gennem disse åbninger passerer ind i blindboringen 27. Dyselegemet 28 er åbent ved sin i formstofdelen 26 indskudte ende og udformet som 15 en strømningsensretter 36. Nedstrøms for og i tilslutning til denne ensretter findes en central dyseåbning 37, fig.

2 og 3, med et i væskens strømningsretning indsnævrende forreste parti og et efterfølgende parti med kontinuerligt tværsnit. Dyseåbningen udmunder i panden 20's ud-20 strømningsåbning 24. Gennem dyselegemet 28 passerer den i blindboringen 27 indstrømmede rensevæske i form af en meget skarp stråle fra udstrømningsåbningen 19 ud i det fri. Den udstrømmende væskestråles retning er sammenfaldende med stylten 25's lænderetning og skråner således i 25 forhold til rotoren 12’s rotationsakse. Skråningsvinkelen er bestemt ved panden 32's radiale afstand fra rotationsaksen .

Når rotordysen er i funktion, passerer der rensevæske 30 gennem indløbsåbningen 5 og kanalerne 9 gennem turbinelegemet 14, som derved sættes i rotation. Fra det til turbinelegemet sluttede samlerum 16 strømmer rensevæsken 7 DK 173979 B1 dernæst gennem stylten 25 og dyselegemet 28 ud i det fri 1 form af en skarp væskestråle. På grund af rotorens rotation cirkulerer den som medbringer virkende pande 32 på en cirkelbane omkring rotorens rotationsakse, hvorved 5 kuglestylten 25 medbringes cirkulerende om rotorens rotationsakse på en tænkt kegleflade, hvis keglespids er beliggende midt på dyselegemet 28’s kugleformede ende 29.

Dermed bevæges tillige den udstrømmende rensevæskestråle på en tænkt kegles kappeflade.

10

Det er væsentligt, at dyselegemet 28’s kugleformede ende 29 af væsken med stor kraft trykkes mod panden 20's lejeparti 23, så at der i dette område er sikret en god tætning. Stylten 25 er frit drejelig om sin længdeakse såvel 15 i forhold til den nedre lejepande 20 som i forhold til styltens øvre lejepande 32, og den vil under driften dreje sig om sin egen længdeakse med et omløbstal, der er væsentlig lavere end rotorens omløbstal. Stylten udfører herved i det væsentlige en tumlebevægelse omkring den 20 nedre pande 20 uden nogen hurtig rotation af stylten om sin egen længdeakse, hvorved det af panden 20 og af dyselegemet 28's nedre halvsfæriske ende 29 dannede leje skå- nes.

25 Ved den i fig. 2 og 3 viste anden udførelsesform, der i det væsentlige svarer til den i fig. 1 viste, er analoge dele betegnet med de samme henvisningsbetegnelser som i fig. 1. 1 det ydre adskiller udførelsesformen ifølge fig.

2 og 3 sig fra den i fig. 1 viste ved, at udløbsdelen 3 30 er skruet uden på indløbsdelen 2, og at forlængelsesdelen 17 ikke er konisk, som i fig. 1, men cylindrisk. Desuden er drejetappen 11 i fig. 2 og 3 udformet til indskruning, 8 DK 173979 B1 så at spænderingen 15 i fig. 1 bortfalder. Disse forskelle er imidlertid uvæsentlige, idet udførelsesformen ifølge fig. 1 ville kunne være indrettet på tilsvarende vis.

5 En væsentlig forskel består imidlertid i, at panden 32 som medbringer for stylten 25 ikke er i ét med turbinelegemet 14, d.v.s. ikke er stift forbundet med dette. Ved udførelsesformen i fig. 2 og 3 er der nemlig på rotoren 12 lejret to centrifugalkraftvægtloddder 39 og 40, som 10 ved hjælp af hver sin L-formede arm henholdsvis 41 og 42 er svingelige om hver sin vinkelret på rotoren 12’s rotationsakse orienterede og i afstand fra denne beliggende svingaksel henholdsvis 43 og 44. Centrifugalkraftvægtlod-derne 39 og 40 er anbragt på den frie ende af hver sin 15 tilnærmelsesvis parallelt med rotationsaksen forløbende L-armgren henholdsvis 45 og 46, medens L-armenes anden, tilnærmelsesvis vinkelret på rotoren 12’s omdrejningsakse orienterede armgren henholdsvis 47 og 48 er svingeligt forbundet og forskydeligt koblet ved, at et kugleformet 20 endeparti 49 på den ene armgren 47 er i indgreb med en rektangulær udsparing 50 i den anden L-arm 42's pågældende gren 48. L-armenes andre to grene 45 og 46 er forbundet ved en trækfjeder 51, der søger at svinge disse til en i fig. 2 vist position nærmest rotationsaksen. Centri-25 fugalkraftvægtlodderne 39 og 40 er placeret symmetrisk på hver sin side af rotationsaksen.

Lejepanden 32 til optagelse af styltens ene endeparti 31 er udformet i det ene centrifugalkraftvægtlod 40. Centri-30 fugalkraftvægtlodderne 39 og 40 er beliggende i samlerum-met 16 og har en sådan form, at de under deres svingning 9 DK 173979 B1 radialt udad til slut kommer til anlæg mod en indre vægflade 52 på udløbsdelen 3.

Inden væsketilførselen frigives, er vægtlodderne 39 og 40 5 beliggende i en stilling nærmest rotationsaksen, i hvilken stilling de er bragt ved hjælp af trækfjederen 51. 1 denne vægtlodstilling er den som medbringer virkende lejepande 32 i det mindste tilnærmelsesvis beliggende på rotationsaksen, så at stylten 25’s længdeakse er sammen-10 faldende med rotationaksen som vist i fig. 2.

Øges rotorens omløbstal ved, at den tilførte væskemængde øges, svinges vægtlodderne 39 og 40 mod trækfjederen 51's kraft udad som vist i fig. 3, så at den som medbringer 15 virkende lejepande 32 kommer til at ligge i en større afstand fra rotorens omløbsakse, hvorved stylten 25 er bragt i en i forhold til rotationsaksen skrånende stilling til afgivelse af en væskestråle, der danner en vinkel med rotationsaksen og fjerner sig fra denne, og som 20 er sammenfaldende med en tænkt kegleflade, omkring hvilken væskestrålen cirkulerer. Denne keglekappes åbningsvinkel er afhængig af rotorens omløbstal. Når omløbstallet er lille, er åbningsvinkelen lille, og denne tiltager med tiltagende omløbstal. Når 9 et maksimalt rotorom-25 løbstal er nået, kommer de to vægtlodder 39 og 40 til anlæg mod den nævnte væg 52, hvorved de bremser rotoren, så at centrifugalkraftvægtlodderne tillige tjener som cen-trifugalkraftbremse.

30 Ved centrifugalkraftvægtloddernes placering afblanceres rotoren. Afhængigheden af udsprøjtningskeglens åbnings- 10 DK 173979 B1 vinkel af rotorens omløbstal kan justeres ved valg af trækfjederen 51's fjederkonstant·

Medens den variable afstand mellem panden 32 og rotorens 5 akse ved udførelsesformen ifølge fig. 2 og 3 er afhængig af omløbstallet, kan panden 32 også være radialt forskydeligt lejret på rotoren f.eks. ved hjælp af et gevinddrev. I så tilfælde kan afstanden mellem panden 32 og rotationsaksen indstilles således, at bremsevæskekeglen til 10 forskellige formål kan udsprøjtes med forskellig, men efter indstillingen konstant åbningsvinkel.

Claims (11)

1. Rotordyse til et højtryksrenseapparat, med et hus (1), 5 en i dette drejeligt lejret rotor (12), der sættes i rotation af rensevæsken, samt med en nedstrøms for rotoren anbragt dyse (28), hvis udstrømningsakse danner en spids vinkel med rotorens omdrejningsakse, og som af rotoren bringes til at cirkulere om dennes rotationsakse på en 10 sådan måde, at den udsprøjtede rensevæskestråle cirkulerer på en tænkt keglekappeflade, kendetegnet ved, at dysen (28) er anbragt i en stylte (25), hvis ene halvsfæriske endeparti (29) er understøttet i en i midten åben, til huset (1) fastgjort lejepande (20), 15 medens styltens modsatte endeparti (31) er i indgreb med en med rotoren (12) forbundet og i radial afstand fra rotorens rotationsakse beliggende medbringer (32), på en sådan måde, at stylten (25) er frit drejelig om sin længdeakse i forhold til rotoren (12). 20

2. Rotordyse ifølge krav 1, kendetegnet ved, at medbringeren (32) er dannet af en lejepandeformet udsparing, der optager styltens (25) nævnte andet endeparti (31) . 25

3. Rotordyse ifølge krav 2, kendetegnet ved, at styltens nævnte andet endeparti (31) er halvsfærisk.

4. Rotordyse ifølge krav 1, 2 eller 3, kende tegnet ved, at stylten (25) indbefatter et i det væsentlige cylindrisk formstoflegeme (26), i hvilket er indsat et dyselegeme (28) af metal. DK 173979 B1

5. Rotordyse ifølge krav 4, kendetegnet ved, at dyselegemet (28) danner styltens i den førstnævnte lejepande (20) liggende, halvsfærisk krummede endeparti (29), og at denne lejepande (20) består af formstof. 5

6. Rotordyse ifølge et vilkårligt af kravene 1 til 5, kendetegnet ved, at stylten (25) har sidevendte indstrømningsåbninger (35) for rensevæsken.

7. Rotordyse ifølge et vilkårligt af kravene 1 til 6, kendetegnet ved, at den radiale afstand mellem medbringeren (32) og rotorens (12) omløbsakse er indstillelig.

8. Rotordyse ifølge krav 7, kendetegnet ved, at medbringeren (32) er forspændt i retning mod rotorens (12) rotationsakse ved hjælp af et fjederorgan (51) og under rotorens drejning ved centrifugalkraften mod fjederens (51) virkning bringes i en større afstand 20 fra rotorens (12) akse.

9. Rotordyse ifølge krav 8, kendetegnet ved, at der på rotoren (12) er bevægeligt anbragt centri-fugalkraftvægtlodder (39, 40), der påvirkes af en fjeder 25 (51), som søger at 'bringe vægtlodderne i en stilling nær ved rotationsaksen, og at det ene centrifugalkraftvægtlod (40) bærer medbringeren (32) „

10. Rotordyse ifølge krav 9, kendetegnet 30 ved, at der på rotoren (12) bevægeligt og symmetrisk i forhold til rotoraksen er anbragt to over for hinanden beliggende centrifugalkraftvægtlodder (39, 40). DK 173979 B1

11. Rotordyse ifølge krav 9 eller 10, kendetegnet ved, at centrifugalkraftvægtlodderne (39, 40. er således anbragt og udformet, at de ved et maksimalt rotoromløbstal kommer til anlæg mod en indre vægfla-5 de (52) på huset (1) og derved bremser rotoren (12).