FI100642B - Tapa ja laite pisaroiden valmistamiseksi - Google Patents

Description

100642 5

Tapa ja laite pisaroiden valmistamiseksi Sätt och anordning för framställning av droppar Tämän keksinnön kohteena on tapa ja laite nesteen jakamiseksi pisaroiksi. Tarkemmin sanottuna keksintö koskee sellaisia pisaranvalmis-tustapoja ja sellaisia pisaranmuodostuslaitteita, joissa pisarat sin-10 gautetaan pisaranmuodostuslaitteesta keskipakovaikutuksen avulla.

Keksinnön käyttöalueena on jähmeiden, kuulanpyöreiden rakeiden valmistaminen nestemäisestä materiaalista, esimerkiksi sulatteesta, jolloin keksinnön mukaan muodostetut pisarat singautetaan keskipakovaiku-15 tuksen avulla jähmettymättömässä tilassa pisaranmuodostuslaitteesta, jonka jälkeen ne esimerkiksi seuraavissa tapauksissa käyvät läpi jäh-mettymisprosessin jähmettymisvyöhykkeessä.

Käsitteellä sulate tarkoitetaan seuraavassa kaikentyyppisiä neste-20 mäisessä tai puolinestemäisessä muodossa olevia aineita, jotka sisältävät mahdollisesti suspendoituja tai dispergoituja hiukkasia, jotka voidaan saada jähmettymään (esim. lämpötilaa muuttamalla, kuivaamalla tai kemiallisten prosessien avulla) kuulanpyöreiksi rakeiksi niiden kulkiessa seuraavaksi jähmettymisvyöhykkeen läpi.

25 [ Muilla keksinnön käyttöalueilla pisarat muodostetaan nesteestä, joka ei käy läpi mitään jähmettymisprosessia pisaranmuodostuksen jälkeen. Tällainen käyttöalue on esimerkiksi sellainen kaasunpuhdistus, jossa puhdistettava kaasu pakotetaan ohittamaan nestepisaroiden "pilvi", 30 joka poistaa kaasusta epäpuhtaudet. Toinen vastaava käyttöalue on maalaus/ruiskulakkaus. Muita keksinnön ajateltavissa olevia käyttöalueita ovat lisäksi ilmakuivaus sekä polttoaineen jakaminen poltti-meen.

35 Keksinnön ensimmäisellä käyttöalueella - kuulanpyöreiden rakeiden valmistaminen sulatteesta - tunnetun tekniikan alueelta voidaan mainita esimerkiksi virtsan valmistaminen väkilannoitetta, karbamidia ja *. ammoniumnitraattia varten, kun lopullinen tuote halutaan saada pienten 2 100642 kuulanpyöreiden rakeiden muodossa. Tätä tarkoitusta varten on esitetty monia pisaranvalmistustapoja ja pisaranmuodostuslaitteita, joiden päätavoite on ollut saada aikaan samansuuruisia kuulia, eli yhtä suuria pisaroita sulatteesta. Tällaiset pisaranvalmistuslaitteet on asen-5 nettu tavallisesti ns. prillaustomin yläosaan, jonka läpi johdetaan jäähdytysilmavirta putoavia pisaroita varten.

Tällaisten pisaroiden tasaisempi halkaisijasuhde vaatii monia valmistus- ja ympäristöteknisiä parannuksia. Pisarahalkaisijan hajottaminen 10 merkitsee sitävastoin sitä, että suuria osia materiaalista on sulatettava uudelleen. Lisäksi liian pienellä halkaisijalla varustetut pisarat aiheuttavat ei-toivottuja ilman epäpuhtauksia, koska nämä liian pienet pisarat seuraavat ulosmenevän kuivausilman mukana aerosolien muodossa aiheuttavat ympäristöön hajuongelmia, maahan laskeumia 15 ja muita ympäristöhygienisiä häiriöitä. Monet aikaisemmat tunnetut valmistusmenetelmät ja pisaranmuodostuslaitteet perustuvat siihen periaatteeseen, että sulate johdetaan rei'itetylle, mahdollisesti pyörivälle lieriöpinnalle tai vastaavalle, jotta tämä pinta jäisi pisaroiden muotoon. Tällaisen menettelytavan yhteydessä on ilmeistä, 20 että paino saa aikaan vakiovirtauksen jokaiseen pinnassa olevaan reikään sekä vakiovirtauksen jokaisen tällaisen reiän läpi. Tämän menettelytavan yhteydessä on ilmeistä, että ollaan hyvin riippuvaisia siitä, että reiän halkaisija saadaan tietyssä viskositeetissa yhtä suureksi koko rei'itetylle pinnalle.

: 25

Patentissa SE 7206000-7 on esimerkiksi ehdotettu, että pisaroita muodostavassa, kanavilla varustetussa levyssä olevat kanavat peitetään epoksimuovikerroksella pisaroita muodostavien kanavien täyttymisen estämiseksi.

30

Patentissa SE 7402820-0 kuvataan pyörivä, rei'itetty säiliö, josta sulate singotaan säiliön seinämässä olevien säteittäisten reikien läpi ja jaetaan tämän jälkeen pisaroiksi. Tämän patentin mukaisesti nestemäinen materiaali johdetaan rengasmaisten laminaarivirtausten muodos-35 sa, jolloin jokainen erillinen virtaus johdetaan säiliön seinämässä olevia pystysuunnassa erillisiä reikärivialueita vasten.

3 100642

Patentissa NO 170 270 on yritetty ratkaista yllämainitut täyttymis-ongelmat lingon avulla nestemäisen materiaalin, kuten sulatteen, ruis-kuttamiseksi pyörivän rei'itetyn seinämän läpi, johon keskipakosäi-liöön on järjestetty pyörintäsymmetrinen kappale, jonka keskipako-5 seinämään käännetyllä pinnalla on olennaisesti sama pyörintämuoto kuin keskipakosäiliön seinämällä ja joka kappale on mitoitettu siten, että sen ja keskipakosäiliön sisäpuolen väliin on muodostettu suhteellisen kapea rengasmainen tila, joka on esimerkiksi 20 mm leveä. Mainitussa patenttikirjassa on ehdotettu edelleen, että mainittu sisäkappale 10 varustetaan syöttölaitteilla siten, että sulate voidaan syöttää sisään ylhäältäpäin kappaleen sisäosaan, jotta se voi tämän jälkeen virrata ulos syöttöaukkojen läpi rengasmaiseen tilaan ja tämän jälkeen edelleen keskipakosäiliön reikien läpi.

15 Kaikki yllä esitetyt, tunnetut laitteet perustuvat rei'itetyn, mahdollisesti pyörivän pinnan käyttämiseen pisaroiden muodostamiseksi, ja ongelma, jota on yritetty kaikissa niissä ratkaista, on ollut saada aikaan erityisen tarkka virtaus rei'itetyssa pinnassa olevan jokaiseen aukkoon sekä niiden läpi. Vaikka tiettyjä parannuksia on saavutettu, 20 ongelmalle ei ole vielä löydetty tyydyttävää ratkaisua.

Yllämainittujen ongelmien lisäksi, jotka liittyvät samansuuruisten pisaroiden muodostamiseen, aikaisempaan tekniikkaan liittyy vielä yksi ongelma, nimittäin se, että pisaranmuodostuslaiteen pyörivästä, rei'-25 itetystä pinnasta sinkoavat hiukkaset eivät ole pallomaisia, mikä on suositeltavaa, vaan pikemminkin pisaranmuotoisia tai pitkikkäitä. Syy siihen, että hiukkaset saavat ei-pallomaisen muodon, on se, että pisa-ranmuodostus tapahtuu sulatteen langoista tai säikeistä. Jokainen uusi singottu hiukkanen "ruokitaan" tällöin "säikeen" ääripään kuroman läpi 30 suhteellisen suurella ympäryksellä varustetun poikkileikkauksen kautta. On myös havaittu, että tällainen säikeistä tapahtuva pisaranmuo-dostus synnyttää useita erilaisia pisarakokoja, mikä johtuu siitä, että mitään pisaran "kuromapaikan" ohjausta sulatteen säikeiseen ei ole olemassa.

35 . Huomautettakoon, että yllämainittujen täyttymisongelmien ratkaisemi seksi on ehdotettu myös, että pisaroita muodostavien reikien tai kana- 4 100642 vien halkaisijaa lisättäisiin. Koska kuhunkin reikään syötetyn sulatteen määrä tällöin lisääntyy, pisaroiden halkaisija väistämättä kasvaa. Tämän tekniikan yhteydessä pisarat saavat tätä myötä ei-toivotta-van suuren halkaisijan.

5

Merkittävä haittapuoli aikaisemmin tunnetuissa menetelmissä ja laitteissa, joiden avulla valmistetaan pisaroita sulatteesta, on täten se, että pisaroiden halkaisija vaihtelee luvattoman suuressa määrin.

10 Tunnetun tekniikan toinen haittapuoli on se, että levystä sinkoavat sulatteen hiukkaset on enemmän tai vähemmän pisaranmuotoisia johtuen siitä, että rei'itetystä, pyörivästä pinnasta sinkoavat hiukkaset muodostetaan kuromalla sulatteen säikeitä tai lankoja. Lopulliseen tuotteeseen tulee tällöin ei-toivottava ei-pallomainen muoto.

15

Tunnetun tekniikan kolmas haittapuoli valmistettaessa pisaroita sulatteesta on se, että pisaroiksi muodostetun materiaalin määrää aikayksikköä kohti ei voida ohjata ja säilyttää samanaikaisesti muuttumaton pisarakoko.

20

Kun nyt on käsitelty muutamia tunnettuja tekniikoita kuulanpyöreiden rakeiden valmistamiseksi sulatteesta sekä näiden tekniikoiden haittapuolia, on syytä tutkiskella vastaavasti keksinnön muita mainittuja käyttöalueita, joilla ei tapahdu muodostettujen pisaroiden jähmetty-25 mistä.

Tavoite voida valmistaa olennaisesti samansuuruisia pisaroita koskee myös monia sellaisia sovelluksia, joissa pisarat eivät läpikäy mitään jähmettymistä. Esimerkiksi kaasunpuhdistuksessa ja ruiskumaalauksessa . 30 on edullista voida valmistaa suuri määrä suhteellisen pieniä pisaroita aikayksikköä kohden samanaikaisesti kun pienimmistä pisaroista tulee riittävän suuria siten, etteivät ne muodosta ulosmeneviin kaasuihin terveydelle vahingollisia aerosoleja.

35 Esimerkiksi nykyisin tunnetuilla kaasunpuhdistustekniikoilla muodostettuihin pisaroihin, jotka käsittävät mm. mainittuja aerosoleja, saadaan epätasainen hasIkäisijasuhde. Tätä ongelmaa ei olla vielä 5 100642 ratkaistu, koska ongelmaa olennaisesti samansuuruisten pisaroiden valmistamiseksi toivotussa määrässä aikayksikköä kohden (esim. miljoonia pisaroita/s) ei olla vielä ratkaistu.

5 Keksinnön jäljemmän kuvauksen yksinkertaistamiseksi, joka koskee pisaroihin jaettavan materiaalin nimitystä, termin "neste" tarkoitetaan yllä ja seuraavassa käsittävän kaikkea nestemäisessä tai puolineste-mäisessä muodossa olevaa materiaalia, joka mahdollistaa pisaroiden muodostamisen keksinnön mukaisesti. Termi "neste" koskee siis erityi-10 sesti myös ylläesitetyn määritelmän mukaisia sulatteita.

Tämän keksinnön tavoitteena on saada aikaan tapa ja laite, joiden avulla aikaisemman tunnetun tekniikan haittapuolet voidaan poistaa.

15 Tämä ja keksinnön muut tavoitteet on saavutettu käsittelemällä ongelmaa täysin uudella tavalla. Keksinnön mukaisesti itse pisaranmuodos-tusta ei suoriteta rei'itetyn, pyörivän pinnan avulla. Tällöin vältetään kokonaan aikaisemmat täyttymisongelmat sekä se ongelma, että jokaiseen rei'itetyn pinnan aukkoon on syötettävä vakiomäärä nestettä.

20

Uutta ja erikoista tämän keksinnön yhteydessä on se, että pisaran-muodostuslaitteessa oleva neste, josta laitteesta pisarat singotaan ulos keskipakovaikutuksen avulla, jaetaan tasaisesti suhteessa geo-. metriseen akseliin ympäryksen suuntaan suositeltavasti useille yhte- 25 näisille, akselin ympäri pyöriville levyille, jolloin kunkin levyn ulkopuolinen ulkoreuna on varustettu ympäryksen suuntaisesti tasavälisillä, samanmuotoisilla, säteittäisesti ulostyöntyvillä osilla, joita nimitetään seuraavassa piikeiksi. Keksinnön mukaisesti levy tai levyt saatetaan pyörimään nesteensyötön aikana siten, että kullekin 30 levylle syötetty neste muodostuu tasapaksuksi kalvoksi, joka leviää keskipakovaikutuksen välityksellä säteittäisesti ulos mainittuja piikkejä kohti ja joka jakautuu näiden vaikutuksesta samansuuruisiksi pisaroiksi. Kukin pisara pääsee tällöin irti vastaavasta piikistä, kun pisaraan ulospäin vaikuttava keskipakovoima pisaran lisääntyvästä 35 koosta johtuen ylittää vastaavan sisäänpäin suuntautuvan tarttumisvoi-. man.

6 100642

Termillä "piikki" tarkoitetaan keksinnön mukaisesti myös muuntyyppisiä säteittäisesti ulostyöntyviä osia kuin tavanomaisia "sahanhammasmai-siä" teräviä piikkejä. Näin ollen "piikkien" voidaan olettaa tarkoittavan myös (a) säteittäisesti ulostyöntyviä, tiheässä olevia sauvoja 5 tai vastaavia, (b) säteittäisesti ulostyöntyviä, ei-teräviä pullistumia, esimerkiksi levyllä tai levyillä oleva aaltomainen kehäreuna, (c) säteittäisesti ulostyöntyviä osia, joiden korkeus kohtisuoraan levyn tasoon nähden on pienempi kuin levyn paksuus, mikä voidaan saada aikaan esimerkiksi siten, että kaksi samahalkaisijäistä pyöreää levyä, 10 joista toisella on "piikillä varustettu" kehä ja toisella sileä kehä, tuodaan pääpinnoiltaan toisiaan vasten "piikillä varustettu" pinta ylimpänä siten, että piikkien kärjet sattuvat yhteen alemman levyn kehäreunan kanssa ja (d) muita säteittäisesti ulostyöntyviä osia, jotka saavat nesteeseen aikaan keksinnön mukaisen jakautumisvaikutuk-15 sen.

Ylläkuvatulla keksinnön mukaisella tavalla saadaan aikaan suora pisa-ranmuodostus, eroaa joka aikaisemman tekniikan mukaisesta, langois-ta/säikeistä tapahtuvasta pisaranmuodostuksesta. Suora pisaranmuodos-20 tus merkitsee sitä, että jokaista mainittua piikkiä "ruokitaan" jatkuvasti nesteen hiukkasilla suhteellisen pienellä ympäryksellä varustetulta, määritetyltä pinnalta. Tällöin ei tapahdu mitään säikeen kuroutumista, jolloin ulossinkoutuviin pisaroihin saadaan aikaan toivottu pallomainen muoto.

25

Keksinnön mukaisesti saadaan myös aikaan alussa mainitun tyyppinen, yllämainitun pisaranvalmistustavan suorittamiseen tarkoitettu pisaran-muodostuslaite, joka on tunnettu seuraavasta: •i 30 ainakin yhdellä levyllä varustettu linkoroottori, jota voidaan pyörit tää levyn pidennystä vasten suositeltavasti kohtisuoran, geometrisen akselin ympäri ja jonka ulompi kehäreuna on varustettu ympäryksen suuntaan samavälisillä, samanmuotoisilla, säteittäisesti ulostyöntyvillä osilla, joita nimitetään seuraavassa piikeiksi, 35 . jakoelin, joka on järjestetty jakamaan nesteen tasaisesti ympäryksen suunnassa mainitun akselin ympäri linkoroottorin levylle tai levyille, 7 100642 ja linkoroottoriin yhdistetyt käyttöelimet, jotka on järjestetty saattamaan linkoroottori pyörimään akselin ympäri nesteen jakamisen aikana, 5 siten että levylle tai levyille syötetty neste muodostuu tasapaksuksi kalvoksi, joka leviää säteittäisesti mainittuja piikkejä kohti ja jakautuu niiden vaikutuksesta tasasuuruisiin pisaroihin.

Keksinnön mukaisen pisaranmuodostuslaitteen nykyään suositeltavan 10 suoritusmuodon mukaisesti laitteen tunnetaan siitä: että linkoroottori käsittää useita aksiaalisesti erillisiä ja keski-sesti yhdessäpysyviä, yllämainitun tyyppisiä levyjä, jotka kaikki on varustettu keskeisesti järjestetyllä keskiaukolla, ja 15 että jakoelin sisältää linkoroottoriin nähden pyörinnällisesti vapaana olevan ja levyjen keskiaukkojen läpi ulotetun jaktelulieriön, jonka vaippaseinämä on varustettu ainakin yhdellä, suositeltavasti useammalla, kussakin levyssä olevalla jakeluaukolla.

20

Viimeksimainitun suoritusmuodon mukaisen pisaranmuodostuslaitteen avulla voidaan ohjata sekä pisaroiden kokoa että materiaalin pisaroita muodostavaa kokonaismäärää aikayksikköä kohti. Lisäämällä tai vähentämällä linkoroottorin pyörintänopeutta voidaan lisätä ja vastaavasti 25 vähentää piikeissä olevaa, pisaroihin vaikuttavaa keskipakovoimaa, mikä merkitsee sitä, että voidaan valmistaa erihalkaisijaisia pisaroita. Ohjaamalla toisaalta jakelulieriön pyörintänopeutta voidaan ohjata levyille jakeluaukoista annosteltua nestemäärää aikayksikköä kohden.

30

Huomautettakoon, että jos käytetään ainoastaan yhtä levyä, jonka ulkoinen kehäreuna on varustettu piikeillä tai vastaavilla, se ei riitä samansuuruisten pisaroiden valmistamiseen. Tämän lisäksi vaaditaan, että neste jaetaan erityisen tasaisesti ympäryksen suunnassa levylle 35 tai levyille, jotta jokaiseen levyyn voidaan saada aikaan tasapaksu . kalvo, eli samanmuotoinen virtaus jokaiseen mainittuun piikkiin.

8 100642

Jotta levylle tai levyille voidaan saada aikaan ympäryksen suunnassa nesteen tällainen tasainen jakautuminen, jakelulieriötä pyöritetään mielellään linkoroottorin pyörintänopeudesta poikkeavalla nopeudella, mikä voidaan saada aikaan esimerkiksi pyörittämällä jakoelintä ja 5 linkoroottoria vastakkaisiin suuntiin. Näin ollen on tärkeätä, että saadaan aikaan linkoroottorin ja jakoelimen välinen keskinäinen pyöriminen, koska tämä on edellytys sille, että levyjen säteittäisesti sisempien osien kaikkiin pisteisiin voidaan syöttää jatkuva neste-virtaus jakteluaukoista. Jos jakeluaukot eivät pyöri levyihin nähden, 10 ainoastaan niihin levyjen pisteisiin, jotka sijaitsevat jakteluaukon ulkopuolella, saadaan jatkuva nestevirtaus, mikä johtaa nestekalvon epätasaisempaan leviämiseen kullekin levylle.

Keksinnön mukaisen pisaranmuodostuslaitteen ensimmäisen vaihtoehdon 15 mukaisesti nesteen vastaanottamiseen tarkoitettu paikallaan oleva lieriö, jonka ulkohalkaisija on pienempi kuin jakelulieriön sisähal-kaisija, on järjestetty koaksaalisesti jakelulieriön sisään siten, että sisemmän, paikallaan olevan vastaanottolieriön ja pyörivän jakelulieriön väliin muodostuu rengasmainen tila. Tämän sisälieriön vaip-20 paseinämä on varustettu useilla, pääasiassa aksiaalisesti suunnatuilla raoilla, joiden läpi neste virtaa ulos rengasmaiseen tilaan. Keskipakovoiman vaikutuksesta neste muodostaa kerroksen pyörivän annostely-lieriön sisäpuolelle, jolloin tässä kerroksessa oleva neste annostellaan peräkkäin jakeluaukkojen läpi levyille. Edellytyksenä samansuu-25 ruisille pisaroille on se, että levyille annosteltu nestemäärä on vakio ajan kanssa. Tämä saadaan aikaan, jos mainitun kerroksen paksuus pidetään vakiona ajan kanssa. Keksinnön tämän vaihtoehdon mukaisesti kiinteä sisälieriö on jokaisen siinä olevan raon vierestä varustettu säteittäisesti ulostyöntyvällä puomilla raon jakelulieriön pyörimis-30 suunnassa sijaitsevalla puolella. Näillä puomeilla on säteittainen pidennys, joka on pienempi kuin mainitun rengasmaisen tilan leveys, mikä aiheuttaa sen, että nestekerroksen paksuus rajoitetaan puomien ja jakelulieriön väliseen etäisyyteen. Tämä raon ja puomin yhdistelmä toimii myös automaattisesti vaikuttavina kuristusventtiileinä, kuten 35 seuraavassa yksityiskohtaisemmin kuvataan.

Keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteen muut tunnusmerkit ja piir- 9 100642 teet selviävät Jäljempänä esitettävistä patenttivaatimuksista.

Suunnilleen vastaavaa tunnettua tekniikkaa kuvataan patentissa WO 82/03024. Tässä patenttikirjassa kuvataan tapa ja laite hiukkasten 5 muodossa olevan sulan metallin pikapakastautiseksi. Nestemäinen jäähdytysneste syötetään nopeasti pyörivän kiekon keskelle, jotta levylle voidaan muodostaa jäähdytysaineen säteittäisesti ulospäin virtaava kalvo. Käsiteltävä metalli syötetään jäähdytyskalvolle säteittäiselle etäisyydelle levyn keskiöstä. Syötetty, sulatettu metalli sinkoutuu 10 tällöin ulospäin levyllä keskipakovoiman vaikutuksesta samalla kun jäähdytysaine jäähdyttää sen nopeasti, joka jäähdytysaine tällöin höyrystyy. Tällä tunnetulla tekniikalla, joka ehkä ensin vaikuttaa olevan lähellä tätä keksintöä, joka muodostaa tämän hakemuksen kohteen, on kuitenkin täysin toinen toiminto ja täysin toinen tavoite 15 sekä applisointialue kuin keksinnön mukaisella pisaranmuodostuslait-teella.

Tunnetussa laitteessa metallihiukkasten valmistamiseksi levylle toimitettu materiaali jähmettyy levyllä ollessaan, mitä ei tule sekoittaa 20 keksinnön mukaisen tekniikan kanssa, jonka mukaan levylle tai levyille toimitettu neste ei läpikäy jähmettymisprosessia levyllä ollessaa. Edellytyksenä sille, että levyn tai levyjen ulkopuoliset vaikutuseli-met voivat muodostaa pisaroita, on juuri se, että ne vastaanottavat materiaalin nestemäisessä muodossa ja jakavat sen pisaroiksi, jotka 25 poistuvat pisaranmuodostuslaitteesta nestemäisessä tilassa.

Toinen ero patentissa W0 82/03024 kuvatun tekniikan ja keksinnön mukaisen tekniikan välillä on se, että keksinnön mukaisesti saadaan aikaan nesteen tehokas jakautuminen ympäryksen suuntaisesti jokai-30 selle levylle, mikä on edellytys sille, että jokaiseen levyyn voidaan ·' saada aikaan absoluuttisesti tasapaksu nestekalvo, mikä on puolestaan edellytys tasaiselle vakiovirtaukselle vaikutuselimiin siten, että muodostuu yhtä suuria pisaroita. Mitään tällaista metallisulatteen tehokasta jakautumista ympäryksen suunnassa ei ole kuvattu mainitussa 35 patenttikirjassa, jonka mukaan metallisulate ainoastaan johdetaan . levylle yhteen paikkaan välimatkan päähän levyn keskiöstä. Näin ollen mainitusta patentista W0 82/03024 tunnetut seikat ovat teknisesti ja 10 100642 sovelluksellisesti hyvin kaukana tästä keksinnöstä.

Keksintöä kuvataan nyt lähemmin kahden suositeltavan suoritusmuoto-esimerkin avulla oheisiin piirustuksiin viitaten, joissa kuvio 1 esit-5 tää pitkittäisleikkauksen keksinnön mukaisen pisaranmuodostuslaitteen ensimmäisestä suoritusmuodosta, kuvio 2 esittää poikkileikkauksen kuvion 1 laitteen linjaa II-II pitkin, kuvio 3 esittää poikkileikkauksen kuvion 1 laitteen linjaa III-III pitkin, kuvio 4 esittää keksinnön mukaisen pisaranmuodostuslaitteen toisesta suoritusmuodosta ja kuvio 5 10 esittää poikkileikkauksen kuvion 4 laitteen linjaa V-V pitkin.

Kuvioissa 1-3, joihin nyt viitataan, havainnollistetaan keksinnön mukaisen pisaranmuodostuslaitteen ensimmäistä suositeltavaa suoritusmuotoa. Tämä pisaranmuodostuslaite on erityisen käyttökelpoinen kek-15 sinnön sillä sovellusalueella, jolla jähmeitä, kuulanpyöreitä rakeita muodostetaan sulatteesta. Laitteeseen johdetaan siis esim. sulate, kuten virtsaa, joka jaetaan yhtä suuriin pisaroihin, jotka jähmetty-mättömässä tilassa singotaan keskipakovoiman vaikutuksesta laitteesta jähmetettäviksi niiden kulkiessa seuraavaksi jähmettymisvyöhykkeen 20 läpi. Esitetty pisaranmuodostuslaite voidaan sijoittaa esimerkiksi ns. prillaustorniin (ei esitetty), jonka läpi virtaa jäähdytysilmaa pisa-ranmuodostuslaitteesta sinkoituneiden tai putoavien pisaroiden kuivaamiseksi .

25 Kuvion 1 pisaranmuodostuslaite koostuu kolmesta pääelimestä, nimittäin kiinteästä, yleisesti numerolla 10 merkitystä vastaanottoelimestä, pyörivästä, yleisesti numerolla 20 merkitystä jako- ja jakelurootto-rista ja samaten pyörivästä, yleisesti numerolla 30 merkitystä linko-roottorista. Nämä kolme pääelintä 10,20 ja 30 on järjestetty samankes-30 kisesti ja kompaktisti pystysuoran geometrisen akselin A ympärille.

Kiinteä vastaanottoelin 10 koostuu osittain ylemmästä pyöreälieriö-mäisestä tulosäiliöstä 11, joka on ulkopuolisten aukkojen välityksellä yhteydessä tulokanaviin 12 kuvion 2 mukaisesti, osittain tulosäiliön 35 11 alapuolella sijaitsevasta poistosäiliöstä 13, joka on varustettu , rengasmaisella sisätilalla, jota rajoittavat lieriö 14, säteittäinen pohja 15 ja akselin A kanssa samankeskisesti järjestetty putki 16.

11 100642

Poistosäiliön 13 sisäinen rengasmainen tila on yhteydessä tulosäiliön kanssa siinä olevan keskiaukon 17 kautta. Putki 16, joka on esitetyssä suoritusmuodossa kiinteä, etenee myös ylös tulosäiliön 11 läpi, kuten kuviossa 1 on esitetty.

5

Poistosäiliön 13 lieriömäinen vaippaseinämä 14 on varustettu useilla pitkänomaisilla, pystysuorilla poistoraoilla 18, jotka on jaettu tasaisesti koko lieriön 14 ympäryksen ympäri. Näiden poistorakojen 18 lukumäärä on esitetyssä suoritusmuodossa kahdeksan, kuten kuviosta 3 10 voidaan havaita. Kuten kuviosta 3 parhaiten näkyy, poistosäiliön 13 lieriömäinen vaippaseinämä 14 on varustettu rakojen 18 lukumäärää vastaavalla määrällä pystysuoria, säteittäisesti ulostyöntyviä puomeja 19, jotka on järjestetty lieriön 14 ulkopuolelle kunkin poistoraon 18 viereen ja niiden kanssa rinnan. Esitetyssä suoritusmuotoesimerkissä 15 nämä puomit 19 on järjestetty ainoastaan kunkin puomin 18 toiselle puolelle, mutta muissa suoritusmuodoissa nämä puomit 19 voidaan järjestää mahdollisesti rakojen 18 molemmille puolille. Näiden puomien 19 toimintaa kuvataan lähemmin myöhemmin.

20 Pyörivä jako- ja annostelulaite 20 muodostuu pääasiassa pyörivästä annostelusäiliöstä 21, joka on muodostettu ulkoisesta lieriömäisestä vaippaseinämästä 22, säteittäisestä pohjasta 23 ja pystysuorasta käyt-töputkesta 24. Kuten kuvioista 1 ja 3 näkyy, käyttöputki 24 on laakeroitu pyörivästi samankeskisesti kiinteän putken 16 sisään ja vaip-25 paseinämän 22 sisähalkaisija on suurempi kuin sisälieriön 14 ulkohal-kaisija siten, että vastaanottoelimen 10 kiinteän poistosäiliön 13 ja jakoelimen 20 pyörivän vaippaseinämän 22 väliin muodostuu rengasmainen tila, joka on mainittujen poistorakojen 18 kautta yhteydessä keski-poistosäiliöön 13.

30 * Jakoelimen 20 käyttöputki 24 on yläpäästään, joka sijaitsee tulosäi liön 11 ja kiinteän putken 16 yläpään yläpuolella, yhdistetty kiinteästi ensimmäisen käyttöpyörän 25 kanssa, jonka tarkoituksena on yhdistyä käytettävästi käyttöelimen (ei esitetty) kanssa jakoelimen 35 akselin A ympäri tapahtuvaa pyörimistä varten, kuten kuviossa 3 on . nuolella P1 esitetty.

12 100642

Annostelulaitteen 21 lieriömäinen vaippaseinämä 22 on varustettu useilla aksiaalisuuntaan erillisillä, vaakasuorilla jakeluaukkoriveil-lä, jotka jakeluaukot 26 muodostavat syöttöaukot annostelusäiliön 21 rengasmaisesta tilasta. Esitetyssä suoritusmuodossa jokainen tällainen 5 vaakasuora jakeluaukkorivi sisältää kuusi samavälisesti jaettua jake-luaukkoa kuvion 3 mukaisesti, mutta on selvää, että tätä jakteluaukko-jen lukumäärää voidaan vaihdella varsinaisesta sovelluksesta riippuen.

Pyörivä linkoroottori 30 sisältää pyörivän käyttöakselin 31, joka on 10 laakeroitu pyörivästi pyörivään käyttöputkeen 24 ja joka on yläpääs-tään kiinteästi yhdistetty toisen käyttöpyörän 32 kanssa, käyttöakselin 31 alapäähän asennetun navan 33, joka ulottuu säteittäisesti annostelusäiliön 21 pohjan 23 alapuolelle, useita ympäryksen suuntaisesti jaettuja, aksiaalisesti suunnattuja tankoja 34, joiden ala-15 päät 34a ottavat vastaan navassa 33 olevat aukot säteittäisellä etäisyydellä annostelusäiliön 21 lieriömäisestä vaippaseinästä 22, ja jakeluaukkorivien 26 lukumäärää vastaavan määrän vaakasuoria rengasmaisia levyjä 35, joita kannattavat tietyllä keskinäisellä pystysuoralla etäisyydellä mainitut tangot ja joilla levyillä on osittain 20 vaakasuora ulko-osa 35a ja osittain siihen yhdistetty sisäinen alaspäin suunnattu kartiomainen osa 35b. Levyt 35 on järjestetty siten, että kussakin rivissä olevat jakeluaukot 26 päätyvät samaan tasoon vastaavan levyn 35 kartiomaisen osan 35b kanssa.

25 Kuten kuviossa 3 on kaaviomaisesti esitetty, kukin levy 35 on ulkopuolisesta ulkoreunastaan varustettu samanmuotoisilla, ympäryksen suuntaan samanvälisillä, säteittäisesti ulostyöntyvillä osilla 36, jotka on esitetyssä esimerkissä muodostettu teräviksi piikeiksi.

30 Kun kuvioissa 1-3 esitettyä ja ylläkuvattua laitetta käytetään pisaroiden valmistamiseen sulatteesta, sulate syötetään tulokanavien 12 läpi tulosäiliöön 11, jotta se voi painovoiman vaikutuksesta valua kiinteään poistosäiliöön 13 ja ulos poistorakojen 18 kautta.

35 Samanaikaisesti jako- ja jakeluroottori 20, joka käsittää ensimmäisen käyttöpyörän 25 ja annostelusäiliön 21, pakotetaan pyörimään ensimmäiseen suuntaan P1 ei-esitettyjen käyttöelinten avulla, jotka vaikut- 13 100642 tavat käyttöpyörään 25.

Myös linkoroottori 30, joka käsittää toisen käyttöpyörän 32, käyttöak-selin 31, navan 33, tangot 34 ja levyt 35, pakotetaan pyörimään ei-5 esitettyjen käyttöelinten avulla, mutta jakoelimen 20 pyörimissuuntaan P1 nähden vastakkaiseen pyörimissuuntaan P2, kuten kuviossa 3 on esitetty.

Poistosäiliössä 13 oleva sulate virtaa näin poistorakojen 18 läpi 10 nuolen P1 suuntaan pyörivään annostelusäiliöön 21. Tähän tilaan virrannut sulate asettuu keskipakovoiman vaikutuksesta kerrokseksi pyörivän annostelusäiliön 21 vaippaseinämän 22 sisäpuolelle, jotta se voi tämän jälkeen sinkoutua jakeluaukkojen 26 läpi kunkin levyn 35 kar-tiomaista osaa 35b vasten. Tällä levyjen 35 sisäosan 35b kartiomai-15 sella muodolla varmistetaan, että sulate annostellaan aina levyjen 35 yläpuolelle, mikä on edellytys laitteen moitteettomalle toiminnalle.

Pystysuorien rakojen ja pyörivän annostelysäiliön 21 järjestelyn avulla saadaan siis aikaan sekä korkeussuuntaan että ympäryksen suuntaan 20 tasapaksu sulatekerros vaippaseinämän 22 sisäpuolelle, mikä merkitsee puolestaan sitä, että virtaus jakeluaukkojen 26 läpi muodostuu olennaisesti vakioksi aikaan nähden ja yhtä suureksi eri tasoilla oleville jakteluaukoille 26.

25 Jotta tätä laitteen edullista ominaisuutta voitaisiin edelleen parantaa, kiinteä sisälieriö 14 on varustettu yllämainituilla puomeilla 19 poistorakoihin 18 asti. Puomien 19 säteittäinen pidennys on pienempi kuin annostelusäiliön 21 rengasmaisen tilan säteittäinen leveys, kuten kuviosta 3 voidaan havaita. Kun vaippaseinämän 22 sisäpuolella oleva 30 pyörivä sulatekerros tulee niin paksuksi, että se osuu kiinteisiin puomeihin 19, kerroksen lisäkasvu estyy.

Kuten kuviossa 3 on esitetty, puomit 19 on järjestetty rakojen 18 pyörimissuunnassa P1 olevalle puolelle. Tällöin puomit 19 toimivat 35 yhdessä rakojen 18 kanssa automaattisesti vaikuttavina kuristusvent-tiileinä. Kun puomi 19 osuu mainittuu kerrokseen, välittömästi vastaavan raon 18 ulkopuolelle syntyy nimittäin eräänlainen "pyörre", 14 100642 jolloin sulatteen lisäsyöttö raon läpi estyy. Virtaus "venttiilin" läpi on näin ollen kuristettu. Kun kerroksen paksuus tämän jälkeen pienenee johtuen jakeluaukkojen 26 läpi tapahtuvasta virtauksesta, "venttiili" avautuu jälleen automaattisesti. Tällä tavoin vaippasei-5 nämän 22 sisäpuolella voidaan ylläpitää aina vakiopaksuista sulate-kerrosta, eli vakiovirtausta jakeluaukkojen läpi.

Kuvatun pisaranmuodostuslaitteen yksi tärkeä ominaisuus on se, että voidaan ohjata vakiovirtauksen kokoa jakeluaukkojen 26 läpi. Lisää-10 mällä tai vähentämällä käyttöpyörän 25 ja käyttöputken 24 kautta ja-koelimen 20 annostelusäiliön 21 pyörintänopeutta voidaan vaikuttaa siihen keskipakovoimaan, joka vaikuttaa vaippaseinämän 22 sisäpuolella olevaan kerrokseen, ja vaikuttaa siis jakeluaukkojen 26 annostelemaan sulatemäärään aikayksikköä kohti. Jako- ja jakeluroottorin 20 vakio-15 pyörintänopeutta varten saadaan siis kuiten yllämainitun mukaisesti aikaan vakiovirtaus levyihin.

Yllämainitun mukaisesti myös linkoroottorin 30 levyt 35 pyörivät laitteen käytön aikana. Levyt 35 pyörivät kuitenkin vastakkaiseen suuntaan 20 (P2) annostelusäiliöön 21 verrattuna. Sen tarkoituksena, että levyjä 35 ja annostelusäiliötä 21 pyöritetään vastakkaisiin suuntiin, on saada levyt 35 pyörimään suhteessa jakeluaukkoihin 26. Tällöin saadaan aikaan se, että se sulate, jo syötetään jakeluaukkojen 26 läpi ja joka kohtaa levyjen 35 kartiomaiset osat 35b, jakautuu samanmuotoisesti 25 levyjen 35 koko ympärykselle.

Oletetaan esimerkiksi, että levyjen 35 pyörintänopeus annostelusäiliöön 21 nähden on 30 kierrosta sekunnissa ja että jakeluaukkojen 26 lukumäärä riviä kohden on kuusi, kuten kuviossa 3 on osoitettu. Jos 30 tässä tapauksessa ajatellaan lukumäärää välittömästi toistensa vieressä olevissa pisteissä Q (kuten on kaaviomaisesti esitetty kohdissa Q1,Q2, jne. kuviossa 3) yhden levyn 35 kartiomaisessa osassa 35b, havaitaan, että jokaiseen tällaiseen pisteeseen Q syötetään sulatetta jakeluaukoista 180 kertaa sekunnissa (30 x 6), mikä merkitsee käy-35 tännössä jatkuvaa virtausta levyllä 35 olevaan jokaiseen tällaiseen pisteeseen Q. Jokaisen levyn 35 kartiomaiseen 35b syötetään siis ympä- ryksen suunnassa jatkuvaa sulatevirtausta, joka sulate muodostaa levyn « 15 100642 pyörimisen (suuntaan F2) myötä tasapaksun jatkuvan kalvon, joka kasvaa levyn 35 ulkoiselle kehäreunalle järjestettyjä piikkejä kohti ja jonka nämä jakavat erisuuruisiksi pisaroiksi. Jokaiseen piikkiin muodostuu pisara, joka irtoaa jatkuvasti sulassa tilassa piikistä, kun pisaraan 5 ulospäin vaikuttava keskipakovoima ylittää pisaran sisäänpäin suuntautuneen tartuntavoiman, mikä tapahtuu silloin, kun piikkiin muodostunut pisara on saavuttanut tietyn toivotun koon.

Kun jokaisen levyn ulkoinen kehäreuna varustetaan keksinnön mukaisesti 10 tällaisilla piikeillä, saadaan aikaan määritetyt pisaranmuodostuspis-teet tai "päästöpisteet", joista sulate poistuu levystä pisaroiden muodossa. Koska päästöehto - keskipakovoima on suurempi kuin tartunta-voima - on aina sama kaikissa pisaranmuodostustapauksissa ja kaikissa piikeissä, saadaan jatkuvasti täsmälleen samansuuruisia pisaroita.

15 Huomautettakoon kuitenkin, että samansuuruisia pisaroita ei saataisi, jos virtaus tiettyihin piikkeihin olisi suurempi kuin muihin piikkeihin. Jos virtaus tiettyyn piikkiin on suurempi kuin muihin piikkeihin, tämä piikki tuottaa suhteellisen suurella halkaisijalla varustettuja pisaroita, mikä käy selville allaolevasta kaavasta. Sulatteen tehokas 20 jakaantuminen levyjen 35 kartiomaisiin osiin 35b on siis edellytys tasasuurille pisaroille.

Pisarahalkaisija voidaan laskea empiiristen mallien avulla seuraavasti : 25 Q0·** x o0·15 x μ0-017 d - 1,87 x _ D°.e χ „0.75 x *0,16 jossa: 30 Q - virtaus per piikki (m3/s) δ - tiheys (kg/m3) μ - dynaaminen viskositeetti (Ns/m2) σ - pintajännitys (N/m) 35 D - pyörivän kappaleen halkaisija (m) ω — kulmanopeus (säd/s) 16 100642

Kuvioissa 1-3 kuvattu pisaranmuodostuslaite on yllämainitun mukaisesti sopiva käytettäväksi siinä tapauksessa, että halutaan valmistaa jäh-meitä, kuulanpyöreitä rakeita sulatteesta. Tällaisessa tapauksessa on usein suositeltavaa valmistaa suuri kokonaistilavuus tai -paino pisa-5 roita aikayksikköä kohden, esim. suuruusluokkaa 10 t/h. Muilla keksinnön sovellusalueilla, joilla pisarat eivät läpikäy jähmettymisproses-sia pisaranmuodostuksen jälkeen, kuten kaasunpuhdistuksessa, halutaan ehkä valmistaa sen sijaan hyvin suuri määrä suhteellisen pieniä pisaroita aikayksikköä kohti, mutta olennaisesti pienemmällä nestevirtauk-10 sella laitteen läpi kuin ensimmäisessä tapauksessa. Kaasunpuhdistuksen yhteydessä voidaan siis haluta kokonaisnestevirtausta laitteen läpi esim. nopeudelle 3 1/min pisarahalkaisijan ollessa suuruusluokkaa 0.1 mm, mikä vastaa noin 100 milj. pisaraa sekunnissa.

15 Kuvioiden 1-3 pisaranmuodostuslaite ei sovellu yhtä hyvin käytettäväksi pienempien nestevirtausten yhteydessä seuraavista syistä. Kuvioiden 1-3 pisaranmuodostuslaitteessa edellytyksenä tasasuurille pisaroille on se, että vaippaseinämän 22 sisäpuolella olevassa neste-kerroksessa pidetään yllä vakiopaksuutta, koska muutoin ei saada ai-20 kaan vakiovirtausta jakeluaukkojen 26 läpi, eli tasapaksua kerrosta levyille. Jos virtaus laitteen läpi pienenee voimakkaasti, pyörivän vaippaseinämän 22 sisäpuolella oleva nestekerros muodostuu niin oheuk-si, että on vaikeata tai mahdotonta säilyttää vakiokerrospaksuutta, mikä johtaa puolestaan siihen, että samansuuruisille pisaroille tar-25 vittavaa tasaista nesteen jakautumista levyille ei saada aikaan.

Tämän ongelman ratkaisemiseksi on keksinnön mukaisesti esitetty pisa-ranmuodostuslaitteen toinen suoritusmuoto, jonka avulla pienemmästä nestevirtauksesta voidaan valmistaa suuri määrä suhteellisen suurin 30 pisaroita aikayksikköä kohti. Tällaista pisaranmuodostuslaitetta kuvataan nyt lähemmin kuvioihin 4 ja 5 viitaten. Keksinnön tämän toisen suoritusmuodon kuvauksen yksinkertaistamiseksi niillä kuvioiden 4 ja 5 osilla, joilla on olennaisesti sama toiminto kuin kuvioissa 1-3, on samat viitemerkinnät plus 100.

Kuvion 4 pisaranmuodostuslaite on ensimmäisen suoritusmuodon tavoin muodostettu kolmesta pääelimestä, nimittäin kiinteästä, yleisesti 35 17 100642 numerolla 110 merkitystä vastaanottoelimestä, pyörivästä, yleisesti numerolla 120 merkitystä jako- ja jakeluroottorista ja samaten pyöri västä, yleisesti numerolla 130 merkitystä linkoroottorista. Nämä kolme pääelintä 110,120 ja 130 on järjestetty samankeskisesti ja kompak-5 tisti vaakasuoran geometrisen akselin A ympärille.

Kiinteä vastaanottoelin 110 koostuu laakeripesästä 150, jolla on sisäinen, akselin A kanssa samankeskinen kanava 151. Laakeripesä 150 on varustettu letkunipalla 152, joka on nesteyhteydessä laakeripesässä 10 olevan sisäisen reiän 153 kanssa. Tämä reikä 153 etenee letkunipan 152 säteittäisestä sisäpäästä laakeripesän 150 toisessa päässä 155 olevaan aukkoon 154. Samassa päässä 155 laakeripesällä on säteittäinen syvennys 156.

15 Pyörivä jako- ja jakeluroottori 120 muodostuu pääasiassa pyörivästä lieriöstä 122, jolla on pohja 123 vastaanottoelimestä 110 käännetyssä päässään, toiseen päähänsä ulottuvasta tukilevystä 160 ja käyttöput-kesta, joka on yhdistetty kiinteästi lieriön 122 kanssa pohjan 123 ja tukilevyn 160 välityksellä. Käyttöputki 124 on laakeroitu pyörivästi 20 samankeskisesti laakeripesän 150 sisäkanavaan 151 laakereiden 161 ja 162 välityksellä. Käyttöputki 124 on yhdistetty lisäksi kuviossa 4 esitetystä vasemmasta päästään kiinteästi hihnapyörän 125 kanssa, jota käyttää jakeluroottorin 120 pyörittämiseksi ei-esitetty käyttöelin.

25 Lieriö 122 on käännetty sisäänpäin kartiomainen loppuosan ollessa käännetty vastaanottoelimestä 110. Tähän kartiomaiseen sisäpintaan on järjestetty useita ympäryksen suuntaan tasaises jaettuja identtisiä uria 163. Kutakin uraa 163 rajoittaa toisesta päästä pohja 123 ja toisesta päästä rengasmainen peitelevy 164. Tällä peitelevyllä 164 on 30 keskeinen kartiomainen reikä 165, johon laakeripesän 150 kapeampi pää 155,156 sopii. Kuhunkin uraan 163 liittyy lieriössä 122 oleva säteittäinen annostelukanava 126. Nämä annostelukanavat 126 on jaettu tasaisesti sekä ympäryksen suuntaan että aksiaaliseen suuntaan.

35 Pyörivä linkoroottori 130 käsittää pyörivän käyttöakselin 131, joka on laakeroitu pyörivästi käyttöputkeen 124 laakereiden 166 ja 167 avulla ja joka on toisesta päästään yhdistetty kiinteästi hihnapyörään 132, 18 100642 käyttöakselin 131 toiseen päähän asennetun navan 133, joka etenee sätelttäisestl lieriön 122 pohjan 123 alapuolelle, useita ympäryksen suuntaan jaettuja tankoja 134, jotka sopivat toisesta päästään 134a navassa 133 oleviin aukkoihin säteittäisellä etäisyydellä lieriöstä 5 122, ja annostelukanavien 126 lukumäärää aksiaaliseen suuntaan las kettuna vastaavan määrän rengasmaisia levyjä 135. Levyt 135 ovat ulkonäöltään samanlaisia kuin kuvioiden 1-3 suoritusmuodon levyt 35, joten niitä ei tämän vuoksi kuvata lähemmin.

10 Annostelukanavat 126 päättyvät jakeluaukkojen 26 tavoin levyjen 135 nesteen vastaanottaviin pintoihin. Kuvioiden 4 ja 5 laitteella on 48 uraa 163 ja 12 levyä 135. Esitetyssä suoritusmuodossa kukin ura 163 "palvelee" vain yhtä levyä 135, minkä vuoksi annostelukanavien 126 lukumäärä on 48, jolloin saadaan neljä kanavaa 126 levyä kohti.

15

Kun kuvioiden 4 ja 5 laitetta käytetään nestepisaroiden valmistamiseen, neste johdetaan letkunipan 152 läpi kiinteässä laakeripesässä 150 olevaan reikään 153. Sieltä neste virtaa aukon 154 läpi lieriöön 122. Ensin kuvatun suoritusmuodon tavoin jakeluroottoria 120 ja linko-20 roottoria 130 pyöritetään sekä keskinäisesti että suhteessa vastaan- ottoelimeen 110. Edellyttäen että lieriön 122 kierrosluku on riittävän suuri, toisin sanoen jos lieriössä 122 olevaan nesteeseen vaikuttava keskipakovoima on riittävän suuri, aukon 154 läpi virtaava neste joutuu uriin 163 kuljetettavaksi edelleen annostelukanaviin 126. Koska ' 25 urat 163 ovat samanlaisia ja tasaisesti jaettuja ympäryksen suunnassa, nestevirtaus jakautuu tasaisesti uriin 163, ja jos jakeluroottorin 120 pyörintänopeus on riittävän korkea, tasainen nestevirtaus virtaa annostelukanavien 126 läpi levyihin 135. Samoin perustein, jotka esitettiin yllä käsiteltäessä kuvion 3 levyissä 35 olevia pisteitä Q1-Q3, 30 voidaan osoittaa, että tasapaksu, säteittäisesti ulospäin kasvava nestekalvo voidaan saada aikaan jokaiseen levyyn 135, mikä on edellytys samansuuruisille pisaroille.

Tämän keksinnön toisen suoritusmuodon avulla voidaan siis pienestä 35 nestevirtauksesta huolimatta pitää yllä tasaisesti jakautunutta va-kionestevirtausta levyihin. Tämä saadaan aikaan eliminoimalla neste-kalvo vaippaseinämän 22 vierestä ja korvaamalla se useilla erillisil- 19 100642 la, urien avulla ohjatuilla nestevirtauksilla yksittäisiin annostelu-kanaviin 126.

Kuvioissa 4 ja 5 havainnollistetaan myös useita "tuuletussiipiä" 170, 5 jotka on asennettu kiinteästi ja työntyvät säteittäisesti ulos pyörivästä lieriöstä 122. Laitetta käytettäessä saadaan tällöin aikaan aksiaalinen ilmavirtaus, joka voi vaikuttaa esimerkiksi kaasuun, joka johdetaan laitteen ohi puhdistamista varten.

10 On selvää, että keksinnön mukaisten pisaranmuodostuslaitteiden ylläkuvattuja suoritusmuotoja voidaan muunnella monella tavoin keksinnön puitteissa, jota rajoittavat ainoastaan seuraavat patenttivaatimukset. Yksi tällainen muunnelma on esimerkiksi se, että laite voidaan kapasiteetin pienentämiseksi varustaa vain yhdellä levyllä.

15

Claims (13)

20 100642

1. Menetelmä nesteen jakamiseksi pisaroiksi, joka neste siirretään kiinteän nesteen vastaanottoelimen (10;110) kautta linkoroottoriin 5 (30;130), jota pyöritetään suhteessa sanottuun vastaanottoelimeen (10;110) kiinteän geometrisen akselin (A) ympäri, jolla sanotulla linkoroottorilla (30;130) on ainakin yksi levy (35;135), joka ulottuu säteittäisesti sanottuun akseliin (A) nähden ja jonka säteittäisesti ulkoisella kehäreunalla on kehän suuntaisesti samanväliset, samanmuo-10 toiset ja säteittäisesti ulostyöntyvät osat (36), joita kutsutaan tämän jälkeen piikeiksi, siten, että levylle (35;135) syötetty neste muodostuu tasapaksuksi kalvoksi, joka kasvaa keskipakovoiman vaikutuksesta säteittäisesti ulospäin sanottuja piikkejä (36) kohti ja jonka nämä jakavat samansuuruisiksi pisaroiksi, tunnettu siitä, että neste siirre-15 tään ensimmäisessä vaiheessa sanotusta kiinteästä vastaanottoelimestä (10;110) jakeluroottoriin (20;120), joka on pyörinnällisesti riippumaton sanotusta vastaanottoelimestä (10;110) ja sanotusta linkoroottorista (30;130); että neste siirretään toisessa vaiheessa sanotun jakelurootto-rin (20; 120) tuottaman keskipakovoiman avulla sanotusta jakeluroottoris-20 ta (20;120) sanotun linkoroottorin (30; 130) levylle (35;135) ainakin yhden jakeluaukon (26; 126) kautta, joka on järjestetty sanottuun jakelu-roottoriin (20;120) ja joka sijaitsee säteittäisetäisyydellä akselista (A); ja että sanottu jakeluroottori (20;120) pyörii akselin (A) ympäri sanotun linkoroottorin (30;130) kulmanopeudesta poikkeavalla kul-25 manopeudella, jotta sanotun jakeluaukon (26;126) läpi siirretty neste voidaan syöttää tasaisesti ja akseliin (A) nähden kehän suuntaisesti sanotun linkoroottorin (30;130) levylle (35;135).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 30 että sanotun jakeluroottorin (20;120) kulmanopeutta ohjataan levylle (35,135) jaetun nestemäärän ohjaamiseksi aikayksikköä kohti ja että sanotun linkoroottorin (30;130) kulmanopeutta ohjataan pisarakoon ohjaamista varten.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sanottua jakeluroottoria (20;120) ja sanottua linkoroottoria (30;130) pyöritetään vastakkaisiin suuntiin (P1,P2). 21 100642

4. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kun sanotut samankokoiset pisarat on singottu sanotusta linkoroottorista (30; 130), ne saatetaan kiinteytymis-prosessin alaisiksi. 5

5. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kun sanotut samankokoiset pisarat on singottu sanotusta linkoroottorista (30;130), ne saatetaan kuivauspro-sessin alaisiksi. 10

6. Laite nesteen jakamiseksi pisaroiksi, josta laitteesta pisarat singotaan keskipakovoiman vaikutuksesta, joka sanottu laite käsittää seuraavaa: 15 kiinteän nesteen vastaanottoelimen (10;110), joka on sovitettu vastaanottamaan pisaroiksi jaettavan nesteen; linkoroottorin (30;130), joka pyörii kiinteän geometrisen akselin (A) ympäri ja on varustettu ainakin yhdellä, sanottuun akseliin (A) nähden 20 säteittäisesti ulkonevalla levyllä (35;133), joka on varustettu säteit-täisesti ulkoiselta kehäreunaltaan kehän suuntaisesti samanvälisillä, samanlaisilla ja säteittäisesti ulostyöntyvillä osilla (36), joita kutsutaan seuraavassa piikeiksi; ja 25 käyttölaitteet, jotka on yhdistetty toiminnallisesti sanottuun linko-roottoriin (30;130) ja järjestetty pyörittämään sanottua linkoroottoria (30;130) akselin (A) ympäri nesteen siirtyessä sanotusta vastaanotto-elimestä (10;110) sanotun linkoroottorin levylle (35;135) 30 siten, että linkoroottorin levylle (35;135) siirretty neste muodostuu tasapaksuksi kalvoksi, joka leviää säteittäisesti sanottuja piikkejä kohti ja jonka ne jakavat samansuuruisiksi pisaroiksi, tunnettu siitä, että 35 laite käsittää edelleen jakeluroottorin (20;120), joka on pyörinnälli-sesti riippumaton linkoroottorista (30;130) ja vastaanottoelimestä (10;110) nesteen siirtämiseksi sanotusta vastaanottoelimestä (10;110) 22 100642 linkoroottoriin (30;130), jolloin sanottu jakeluroottori (20;120) on varustettu tätä tarkoitusta varten sisätilalla nesteen vastaanottamiseksi sanotusta vastaanottoelimestä (10; 110) sekä ainakin yhdellä jakeluau-kolla (26;126), joka on nesteyhteydessä sanotun tilan kanssa ja säteit-5 täisetäisyydellä akselista (A), jonka sanotun jakeluaukon tarkoituksena on siirtää sanotussa sisätilassa oleva neste linkoroottorin (30;130) levylle (35;135); ja että käyttölaitteet on järjestetty edelleen pyörittämään mainittuja 10 jakeluelimiä (20;120) akselin (A) ympäri sanotun linkoroottorin (30;130) kulmanopeudesta poikkeavalla kulmanopeudella siten, että sanotun jake-luroottorin sisätilassa oleva neste virtaa ulos keskipakovoiman vaikutuksesta mainitun aukon kautta ja jakautuu tasaisesti akseliin (A) nähden kehän suuntaisesti sanotun linkoroottorin (30;130) levylle 15 (35;135).

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että sanottu linkoroottori (30;130) käsittää useita aikaisemmin mainitun tyyppisiä levyjä (35;135), jotka sijaitsevat toisistaan erillään akselin 20 (A) suunnassa ja ovat keskenään yhdessä pidetyt, ja jotka sanotut levyt pyörivät sanotun akselin (A) ympäri ja ovat varustettuja keskiaukolla, ja että jakeluroottori (20;120) käsittää levyjen (35;135) keskiaukkojen läpi kulkevan jakelusylinterin (22;122), jonka sisäosa muodostaa sanotun 25 sisätilan ja jonka kehäseinämällä kunkin levyn (35;135) kohdalla on ainakin yksi aikaisemmin mainitun tyyppinen jakeluaukko (26;126) .

8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että mainittu jakeluroottori (20,120) käsittää kutakin levyä (35;135) 30 varten useita aikaisemmin mainitun tyyppisiä jakeluaukkoja (26;126).

9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että sanottu käyttölaite on sovitettu olemaan siten ohjattu, että linkoroottorin (30;130) kulmanopeuden ja jakeluroottorin (20;120) kul- 35 manopeuden välinen ero on niin suuri, että jakeluaukkojen (26;126) vieressä (35b) olevan kunkin levyn (35;135) jokaiseen pisteeseen (Q) 100642 23 aikaansaadaan olennaisesti jatkuva nestevirtaus jakelusylinteriltä (22;122) .

10. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että 5 jakeluroottori (20) pyörii annetussa suunnassa (Pl); että mainitut kiinteät vastaanottoelimet (10) käsittävät sylinterin (14), jonka ulkohalkaisija on pienempi kuin jakelusylinterin (22) 10 sisähalkaisija, ja että mainittu sylinteri on koaksiaalisesti järjestetty jakeluroottorin (20) jakelusylinteriin (22) sisäpuolelle niin, että vastaanottoelimen (10) kiinteän sylinterin (14) ja jakelusylinterin (22) välille on muodostettu rengasmainen tila; 15 että sylinterin (14) kehäseinässä mainituissa vastaanottoelimissä (10) on useita, pääasiallisesti akselin (A) suuntaisesti suunnattuja aukkoja (18) , joiden läpi neste on sovitettu virtaamaan mainittuun rengasmaiseen tilaan muodostamaan keskipakovoiman ansiosta nestekerroksen pyörivän jakelusylinterin (22) kehäseinän sisäpuolelle; ja 20 että sylinterin (14) kehäseinä mainituissa vastaanottoelimissä (10) jokaisen siinä olevan aukon (18) vieressä ja samansuuntaisesti sen kanssa on varustettu säteisesti ulkonevalla puomilla (19) aukon (18) mainitussa pyörimissuunnassa (Pl) olevalta sivulta, jolloin puomien (19) 25 säteittäinen ulottuvuus on pienempi kuin rengasmaisen tilan säteittäinen leveys niin, että mainitun nestekerroksen paksuutta rajoittavat puomit (19) puomin (19) ja jakelusylinterin (22) sisäpuolen väliseen säteit-täiseen etäisyyteen.

11. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunne ttu siitä, että mainittu vastaanottoelin (110) käsittää nesteen vastaanottamiseen järjestetyn kammion (153), jossa on ulossöyttöaukko (154), joka avautuu sanotun jakelusylinterin (22) sisäosaan; sanottu jakelusylinteri (122) on varustettu sisäpuoleltaan useilla kehän suuntaisesti toisistaan erillään olevilla urilla (163), jotka on suun- 35 24 100642 nattu olennaisesti sanotun jakelusylinterin (122) emäviivoja pitkin ja sovitettu vastaanottamaan nestettä purkausaukosta (154); ja kullakin levyllä (135) on ainakin yksi jakelukanava, joka ulottuu sano-5 tun jakelusylinterin (122) läpi ja joka avautuu säteittäisestä sisä-'päästään sanottujen urien (163) vastaavaan uraan (163) ja säteittäisestä ulkopäästään levyn (135) nesteen vastaanottavaan pintaan.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laite, tunnettu siitä, että 10 sanotut urat (163) poikkeavat säteittäisesti siitä pisteestä, jossa nestettä syötetään uriin (163) vastaanottoelimen (110) purkausaukosta (154), jotta nesteen kulkua voidaan edistää keskipakovoiman vaikutuksesta urien (163) kautta jakelukanaviin (126).

13. Jonkin patenttivaatimuksen 9-12 mukainen laite, tunnettu siitä, että sanotun linkoroottorin (30;130) kullakin levyllä (35;135) on vaakasuora ulkoinen osa (35a) ja sanottuun ulkoiseen osaan yhdistetty, sisäinen alaspäin kartiomainen osa (35b), jolloin kunkin levyn sanottu kartiomainen osa (35b) sijaitsee säteittäisesti vastapäätä sanotun 20 jakelusylinterin (22;122) vastaavaa jakeluaukkoa tai -aukkoja (26;126). 25 100642