NO166991B - Apparat til fordeling av inhomogene vaesker, spesielt gjoedselvann. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et apparat til fordeling av inhomogene væsker, spesielt gjødselvann, som angitt i innledningen til krav 1.

Fordelingsapparater av denne art blir i første rekke benyt-tet til spredning av gjødselvann på dyrkningsflater i landbruket, men kan også anvendes til fordeling av andre inhomogene væsker, f.eks. flytende for, i forbindelse med dyreopp-drett i landbruket.

Til frembringelse av enkeltstrømmer av den tilførte væske

er fordelerbeholderen ved de kjente fordelerapparater utført som trykkutjevningsrom (Beruhigungsraum) med et antall like store åpninger. Foruten et like stort åpningstverrsnitt er det en forutsetning for en jevn fordeling av den tilførte væske-strøm at den samme trykkforskjell foreligger ved hver utløps-åpning. Mens et jevntstort åpningstverrsnitt uten videre kan realiseres, medfører den annen betingelse betydelige vanskelig-heter i forbindelse med inhomogene væsker, spesielt gjødsel-vann, da der i avhengighet av lengden og formen av de etter-følgende strømningsledninger fås en uregelmessig strømnings-motstand som utøver en uheldig innvirkning på kvaliteten av fordelingen. Spesielle problemer skaffes av fremmedlegemer som kan føre til tilstopning av de enkelte strømningskanaler, noe som fører til at der gjennom de åpne strømningskanaler føres ut tilsvarende større væskemengder.

For å avhjelpe denne ulempe er der fra EP-A-0 017 039 allerede kjent et fordel-ingsapparat for inhomogene væsker, spesielt gjødselvann, med et fordelerorgan hvor fordelerbeholderen har et hus som ved hjelp av mellomvegger er oppdelt i innbyrdes adskilte transportrom som hvert inneholder et par av roterende stempler i form av Roots-rotorer, idet alle transportrommene står i åpen forbindelse med hverandre på væsketilførselssiden og hvert har et adskilt utløp på væskeutløpssiden. På denne måte fås der en oppdeling av den tilførte væske i flere enkeltstrøm-mer, noe som medfører at et varierende trykknivå, f.eks. frem-bragt av forskjeller i lengden, diameteren og formen av ut-

løpsledningen resp. de etterfølgende strømningsledninger,

blir uten nevneverdig innflytelse på kvaliteten av fordelingen, da parene av roterende stempler tvangsmessig transporterer de fastlagte delmengder. Parene av roterende stempler, som arbeider på lignende måte som Roots-rotorer, fører herunder langt på vei til at fordelingsapparatet blir upåvirket av tilstopninger, da selv større fremmedlegemer blir presset gjennom transportrommene som følge av den tvangsmessige rotasjon av de parvis samvirkende, roterende stempler.

I forbindelse med spredning av gjødselvann på jorder, utgjør imidlertid det begrensede antall av utløp som på grunn av den samlede lengde av de ved siden av hverandre liggende par av dreibare stempler ennå kan realiseres med rimelige frem-stillingskostnader i avhengighet av de gjødselvannmengder som skal fordeles, en begrensning for en ønsket innsats av fordelingsapparatet. Herunder kan det spesielt vise seg at transportvolumet av et apparat som er tilpasset det gjødsel-vann som skal spres, og hvor den minste lengdedimensjon av de respektive transportrom i stempelparets aksialretning bør utgjøre ca. 50 mm av hensyn til størrelsen av de inneholdte fremmedlegemer, er for stort til at de ønskede små gjødselvann-mengder skal kunne spres ut på jordet. Herunder må det tas i betraktning at man må regne med en normal kjørehastighet av apparatet på ca. 5 km/h, en hastighet som det på et jorde ikke er mulig å øke for eventuelt på denne måte å oppnå en reduk-sjon av væskemengden pr. flateenhet ved en fastlagt transport-ytelse av fordelingsapparatet.

Til grunn for oppfinnelsen ligger den oppgave å skaffe et apparat til fordeling av inhomogene væsker, spesielt gjødsel-vann, hvor man under bibehold av en jevn fordeling av den tilførte væske på flere enkeltstrømmer og en vidtgående uføl-somhet overfor trykkforskjeller mellom enkeltstrømmene samt overfor tilstopninger ved fremmedlegemer eller lignende for-urensninger innenfor de konstruksjonsmessige rammer av apparatet vesentlig kan redusere den væskemengde som spres ut i hver enkelt strøm.

Denne oppgave blir ifølge oppfinnelsen løst ved en utformning av apparatet som angitt i krav 1. Ved anvendelse av roterende stempelpar etter prinsippet av Roots-rotorer finner transporten av den tilførte væske som kjent sted ved at det inne-sluttede volum mellom stempelvingene av de vanligvis åttetallsformede stempler og det omgivende hus beveges fra væske-tilførsels- eller sugesiden til væskeutløps- eller trykksiden av paret av roterende stempler. Det forhold at vekselvis det ene og det andre stempel overtar transporten ved hver omdrei-ning av stempelparet, dvs. at den på sugesiden innstrømmende væske oppdeles i to like transportstrømmer, blir ifølge oppfinnelsen utnyttet til løsning av det problem som ligger til grunn for oppfinnelsen. De to væskestrømmer som adskilles på veien gjennom det respektive transportrom, blir nemlig ifølge oppfinnelsen ikke forenet på trykksiden, men blir til-ført to adskilte utløpskanaler som under rotasjonen av stempelparet vekselvis blir adskilt fra transportrommet og forbundet med dette ved hjelp av de tilhørende roterende stempler. På denne måte blir den væskemengde som via hver utløpskanal transporteres ut av det tilhørende transportrom og inn i den respektive utløpsledning ved drift av apparatet, redusert til det halve i forhold til på kjente apparater. Dette utgjør forut-setningen for at fordelingsapparatet ved normal kjørehastighet kan spre ut den på forhånd fastlagte lave gjødselvannmengde pr, flateenhet på jordet, for derved å motvirke en overgjøds-ling og dermed følgende jordforurensning. Samtidig har fordelingsapparatet ifølge oppfinnelsen den upåvirkelighet overfor trykkforskjeller mellom de enkelte strømmer samt overfor tilstopninger av fremmedlegemer etc. som er nødvendig spesielt ved spredning av gjødselvann. Denne ufølsomhet skyldes det anvendte fortrengningsprinsipp av de som Roots-rotorer arbeid-ende stempelpar i de respektive transportrom.

US-A 2 672 823 beskriver en rotasjonspumpe med to i pumpehuset samvirkende, roterende stempler, samtidig som pumpehuset er utformet med to overfor hverandre liggende åpninger som via mellomkanaler er forbundet med en midtre, nedre forbindelseskanal som fører til det indre av huset. I det øvre område av pumpehuset mellom de to overfor hverandre liggende åpninger er der tildannet en ytterligere kanal som også fører inn i det indre av pumpehuset. Alt etter stempelets rotasjonsretning virker den nedre forbindelseskanal enten som innløp eller som utløp. Ved den driftsmåte av pumpen som er aktuell ved sammenligning med fordelingsapparatet ifølge oppfinnelsen, hvor den nedre forbindelseskanal virker som utløp, mottar denne hele den transporterte mengde som føres inn gjennom den øvre kanal som danner innløpet, via transportrommet og fordeler transport-mengden på de to overfor hverandre liggende utløpsåpninger. Utløpet dannes således av den midtre, nedre forbindelseskanal som begge de roterende stempler transporterer inn i. Først på et senere tidspunkt blir den transporterte mengde fordelt på de to overfor hverandre liggende utløp.

Ved rotasjon av stempelparet i fordelingsapparatet ifølge oppfinnelsen kan de to utløpskanaler vekselvis adskilles fra og forbindes med transportrommet ved hjelp av de tilhørende roterende stempler på en slik måte at den ene eller den andre av stemplene vekselvis overtar transporten av væsken og fører den inn i bare én av utløpskanalene, samtidig som transporten gjennom den andre utløpskanal er praktisk talt avbrutt. Ved rotasjon av stempelparet i pumpen ifølge US-A 2 672 823 er derimot en slik adskillelse av utløpskanalene fra transportrommet ved hjelp av de roterende stempler ikke mulig. Tvert imot transporterer til enhver tid begge de roterende stempler i fellesskap inn i den midtre, som utløp virkende forbindelseskanal, og først etter denne finner der sted en avgrening til de to overfor hverandre liggende utløpsåpninger.

For også å ta hensyn til større fremmedlegemer som spesielt kan være inneholdt i gjødselvann, er det hensiktsmessig å utforme de roterende stempler med en elastisk mantel. På denne måte begunstiges en transport av væsken uten blokkering, selv ved større fremmedlegemer. Det under drift av apparatet ifølge oppfinnelsen opptredende, vekselvise pådrag på de to utløps-kanaler fra hvert transportrom motvirker også en tilstopping av utløpskanalene, resp. de til disse tilkoblede utløpsled-ninger, med fremmedlegemer resp. faststoffer, idet der frem-bringes en pulslignende strømning i utløpsledningene. Puls-frekvensen utgjør i normaltilfellet ved åttetallformede roterende stempler med to vinger opptil 18 Hz. Denne frekvens er så høy at der er sikret en tilnærmet kontinuerlig strømning i utløpsledningene. Ved den antatte normalhastighet av gjødsel-sprederkjøretøyet på ca. 5 km/h, utgjør avstanden mellom væske-pulsene vanligvis mindre enn 100 mm.

Ytterligere trekk og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå

av kravene og den etterfølgende beskrivelse i forbindelse med tegningen, som skjematisk viser to utførelseseksempler på oppfinnelsesgjenstanden.

Fig. 1 viser et første utførelseseksempel på et apparat til fordeling av inhomogene væsker, spesielt gjødselvann, i verti-kalsnitt. Fig. 2 viser detaljer av fig. 1 i perspektiv og større måle-stokk med delene trukket ut fra hverandre for tydelighets skyld. Fig. 3 og 4 viser snitt svarende til fig. 1 til anskuelig-gjørelse av forskjellige vinkelstillinger av de roterende stempler av et stempelpar. Fig. 5 viser et snitt i likhet med fig. 1 for anskueliggjør-else av en modifikasjon av de roterende stempler. Fig. 6 viser et oppriss, delvis i snitt, av apparatet i ret-ningen for pilen A på fig. 1.

Det på tegningen viste fordelerapparat oppviser en fordelerbeholder dannet av et hus bestående av to halvskåler 1, 1'

med sirkelbueformet omkretsvegg. I de to halvskåler 1, 1'

er der dreibart opplagret to stempler 3, 3' som er festet på hver sin aksel 2, 2'. De to stempler samvirker som et par, idet de roterer mot hinannen og under sin rotasjon transporterer den væske som tilføres fordelerbeholderen via en suge-stuss resp. et tilførselsrør 4, fra suge- resp. væsketil-førselssiden 5 til trykk- resp. væskeutløpssiden 6 av et transportrom 7 som avgrenses av halvskålene 1, 1' samt ende-deksler.

De roterende stempler 3, 3' er utført på lignende måte som Roots-rotorer med den viste dobbeltvingede åttetallsform.

Ved denne utformning blir der for hver stempelomdreining to ganger transportert et mellom det roterende stempel 3, 3<1>

og halvskålen 1, 1' innesluttet volum, nærmere bestemt ved en faseforskyvning på 90° vekselvis av det øvre og det nedre roterende stempel 3 resp. 3'. Halvskålene 1, 1' har herunder den tverrsnittsform som er typisk for Roots-vifter eller Roots-pumper, dvs. med sirkelbuet omkretsvegg svarende til de ytre omløpsbaner av de roterende stempler 3, 3'.

Væskeutløpssiden 6 fra transportrommet 7 har et utløp som

ved hjelp av et sperrelegeme 8 er oppdelt i to utløpskanaler 9, 9' som hver sin trykkstuss 10, 10' kan være flensforbundet med. De separate utløpskanaler 9, 9' er tilordnet hver sin av de to samvirkende roterende stempler 3, 3' av stempelparet i det tilhørende transportrom 7. Under rotasjon av stempelparet 3, 3' blir de to utløpskanaler 9, 9' vekselvis adskilt fra transportrommet 7 og forbundet med dette ved hjelp av de tilhørende roterende stempler 3, 3'. Som følge av den utformning av de to separate utløpskanaler 9, 9' som er opp-nådd ved hjelp av sperrelegemet 8, oppnås det at det volum som transporteres mellom den øvre halvskål 1 og det øvre roterende stempel 3, fortrinnsvis presses inn i den øvre utløps-kanal 9, mens det volum som transporteres mellom den nedre halvskål 1 og det nedre roterende stempel 3', overveiende for-later fordelerbeholderen gjennom den nedre utløpskanal 9'.

Fig. 1 viser stillingen av de roterende stempler 3, 3' når transporten gjennom den nedre utløpskanal 9' nettopp er begynt, mens fig. 3 viser stillingen av de roterende stempler 3, 3' etter dreining av disse 45° i forhold til stillingen på fig.

1, hvilket svarer til at transporten av væsken gjennom den nedre utløpskanal 9' tilnærmet har nådd et maksimum. Videre viser fig. 4 en stilling av de roterende stempler 3, 3' etter ytterligere 90°'s dreining i forhold til stillingen på fig.

3, noe som svarer til den stilling hvor væsketransporten gjennom den øvre utløpskanal 9 omtrent har sitt maksimum.

I hver stilling av de roterende stempler 3, 3' tilstrebes

en best mulig adskillelse mellom de to væskestrømmer som for-later fordelerbeholderen gjennom utløpskanalene 9, 9'. Til dette formål har den mot transportrommet 7 vendende overflate av sperrelegemet 8 form av en kile, hvis egg 12 er anordnet i stempelparets symmetriplan, som er antydet strekpunktert med linjen 25, samtidig som de fra eggen 12 utgående flanker er utformet buet svarende til de overlappende sirkler 26 som beskrives av toppen av de roterende stempler 3, 3'. Utløps-kanalene 9, 9' ligger herunder på samme avstand fra symmetriplanet 25 på hver sin side av dette.

Den i stempelparets akseretning målte lengde av sperrelegemet

8 er lik den aksiale lengde av de roterende stempler 3, 3',

og den av sperrelegemet 8 utfylte avstand a mellom de to ut-løpskanaler 9, 9' er høyst så stor at der i hver utløpskanal 9, 9' blir tilbake et fritt indre tverrmål på minst ca. 30 mm. Snevreré kanaltverrsnitt vil være tilbøyelig til å tilstoppes, spesielt ved transport av gjødselvann.

Ved den åttetallsformede utførelse av de roterende stempler

3, 3', slik det spesielt er vist på fig. 1, 3 og 4, viser det seg at der fås en forbindelse mellom den øvre utløpskanal 9 og den nedre utløpskanal 9' ved dreining av stemplene fra en stilling hvor den respektive topplinje 11' av det nedre stempel 3' nettopp er kommet forbi eggen 12 på sperrelegemet 8 (fig. 4), via den på fig. 1 viste stilling til en stilling hvor den tilsvarende topplinje 11 av det øvre stempel 3 igjen

beveger seg forbi eggen 12 på sperrelegemet 8 (fig. 3). Dermed kan der, spesielt hvis der foreligger trykkforskjeller mellom den øvre utløpskanal 9 og den nedre utløpskanal 9', fås en delvis sammenblanding av de væskestrømmer. Forsøk har imidlertid vist at bare ubetydelige transportmengdeforskjeller mellom væskestrømmene i den øvre utløpsstuss 10 og den nedre utløpsstuss 10' finner sted ved de vanligvis små trykkforskjeller som innstiller seg ved anvendelse av fordelerappa-ratet til spredning av gjødselvann.

Ved en utformning av stemplene 3, 3' som vist på fig. 5 er

det imidlertid mulig praktisk talt fullstendig å unngå en slik sammenblanding av de enkelte strømmer av den transporterte væske. Ved utformningen i henhold til fig. 5 er topplinjen 11, 11' av de åttetallsformede stempler på fig. 1 erstattet av en utformning av hver stempelvinge med en toppflate 16,

16' som i omkretsretningen er buet svarende til den buede innerkontur av halvskålene 1, l<1>. Buelengden av toppflaten 16, 16' er slik dimensjonert at den ene utløpskanal 9, 9'

ved en 90°'s innbyrdes stilling av de to stempler 3, 3' står i fri strømningsforbindelse med transportrommet 7, mens den andre utløpskanal 9' resp. 9 er fullstendig adskilt fra transportrommet 7 av den tilgrensende toppflate 16' resp. 16 av det tilhørende roterende stempel. I praksis er buelengden av toppflaten 16, 16' omtrent det dobbelte av tverrmålet for hver utløpskanal 9, 9'.

Av den på fig. 5 viste stilling av stemplene vil det ses at toppflaten 16' på det nedre stempel 3' skaffer en adskillelse mellom den øvre utløpskanal 9.og den nedre utløpskanal 9' inntil det tidspunkt da den bakre avslutningslinje 15 av den øvre toppflate 16<1> beveger seg forbi eggen 12 på sperrelegemet 8, mens denne adskillelse like etter tilveiebringes av den mot høyre vendende toppflate 16 av det øvre stempel 3 som følge av at den fremre kantlinje 17 av toppflaten 16 beveger seg forbi den kant 18 på sperrelegemet 8 hvor kilen begynner.

på fig. 6 er der vist et eksempelvis fordelerapparat, delvis i

horisontalsnitt, med fire parallelt anordnede enkeltbeholdere som er koblet sammen til en fordelerbeholder, for på denne måte å skaffe åtte like transportstrømmer av væsken.

Mellom to og to halvskåler 1, 1' er der anordnet en mellom-plate 19 som skiller enkeltbeholderne fra hverandre. De ytre ender av de to ytre halvskålpar 1, 1' er lukket av endevegger. De roterende stempler 3, 3' er dreiefast forbundet med aksler 2, 2' som ved begge ender (den venstre ende er ikke synlig på fig. 6) er opplagret i lagre 20, 20' og ved hjelp av to synkroniseringstannhjul 21, 21' av en synkroniseringsmeka-nisme 23 dreier seg synkront i motsatt retning. Ved hjelp av pakninger blir oljen i synkroniseringsmekanismen 23 adskilt fra transportmediet i den nærmestliggende enkeltbeholder.

Utløpsstussene 10, 10' for samtlige enkeltbeholdere er hensiktsmessig anordnet på en eneste flensplate 24 som også sperrelegemet 8 er festet til på en måte som ikke er nærmere vist. Flensplaten 24 overdekker utløpskanalene 9, 9' for samtlige enkeltbeholdere med disses respektive halvskåler 1, 1' av huset. Ved avtagning av flensplaten 24 kan samtlige transportrom 7 i fordelerbeholderen inspiseres.

Claims (10)

1. Apparat til fordeling av inhomogene væsker, spesielt gjødselvann, omfattende et fordelerorg an med en for— delerbeholder for tilført væske med en rekke utløpsåpninger for tilkoblbare bortføringsledninger, idet fordelerbeholderen har et hus som ved hjelp av mellomvegger er oppdelt i innbyrdes adskilte transportrom som hvert inneholder et par av roterende stempler i form av Roots-rotorer og alle står i åpen forbindelse med hverandre på væsketilførselssiden samt hvert har et adskilt utløp på væskeutløpssiden, karakterisert ved at hvert adskilt utløp fra transportrommene (7) er oppdelt i to separate utløpskanaler (9,9') som er tilordnet hvert sitt av de to samvirkende roterende stempler (3,3') i det respektive transportrom, og som ved rotasjon av stempelparet vekselvis kan adskilles fra transportrommet (7) og forbindes med dette ved hjelp av de til-hørende roterende stempler (3,3').

2. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert ved at oppdelingen av hvert utløp er tilveiebragt av et sperrelegeme (8) som er anordnet i symmetriplanet (25) for stempelparet mellom utløpskanalene (9,9'), som ligger på lik avstand fra symmetriplanet på hver sin side av dette.

3. Apparat som angitt i krav 2, karakterisert ved at den mot transportrommet (7) vendende overflate av sperrelegemet (8) har form av en kile, hvis egg (12) er anordnet i stempelparets symmetriplan (25), og hvis fra eggen utgående flanker (13) er utformet buet svarende til de overlappende sirkler (26) som beskrives av toppen av de roterende stempler (3,3').

4. Apparat som angitt i krav 2 eller 3, karakterisert ved at den i stempelparets akseretning målte lengde av sperrelegemet (8) er lik den aksiale lengde av de roterende stempler (3,3').

5. Apparat som angitt i et av kravene 2-4, karakterisert ved at den av sperrelegemet (8) utfylte avstand mellom de to utløpskanaler (9,9') er høyst så stor at der i hver utløpskanal blir tilbake et fritt indre tverrmål på minst ca. 30 mm.

6. Apparat som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at toppflatene (16,16') av de roterende stempler (3,3') er utformet buet svarende til den buede innerkontur av huset (1,1') for de roterende stempler.

7. Apparat som angitt i krav 6, karakterisert ved at buelengden av toppflaten (16,16') er slik dimensjonert at den ene utløpskanal (f.eks. 9') ved en 90°'s innbyrdes stilling av de to stempler (3,3') i paret står i fri strømningsforbindelse med transportrommet (7), mens den andre utløpskanal (f.eks. 9) er fullstendig adskilt fra transportrommet (7) av den tilgrensende toppflate (16) på det tilhørende roterende stempel.

8. Apparat som angitt i krav 6 eller 7,. karakterisert ved at buelengden av toppflaten (16,16') er omtrent det dobbelte av tverrmålet for hver utløpskanal (9,9').

9. Apparat som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at.de roterende stempler (3,3') er forsynt med en elastisk mantel.

10. Apparat som angitt i krav 2 og eventuelt i et av de øvrige foregående krav, karakterisert ved at sperrelegemene (8) er festet til hver sin dobbeltstuss (10,10') som slutter seg til de to utløpskanaler (9,9') av hvert utløp.