NO172676B - Rotasjonsknuser - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en rotasjonsknuser, omfattende en rotor med vertikal akse og utstyrt med midler for å drives i rotasjon rundt denne akse, idet rotoren omfatter en bunn avgrenset av en ytre kant, en topp avgrenset av en ytre kant, anordnet over bunnen og utstyrt med en midtre fylle-åpning for tilførsel av sten ned i rotoren, samt buede skovlvegger som forbinder bunnen og toppen, idet hver av disse vegger har en omkretsrettet fremre flate, for å motta en fraksjon av stenene i nærheten av aksen og lede stenene til en utragende kant som rager mellom ytre kanter på bunnen og toppen, slik at stenene drives tangentialt til utsiden av rotoren gjennom åpninger mellom skovlveggene, og den fremre flate er konkav langs en egenbeskyttelsesbane til skovlveggen, for at noen av stenene skal holdes tilbake bak den utragende kant og danne et beskyttende lag som beskytter den fremre flaten mot slitasje, hvilken utragende kant er slitesterk og/eller kan skiftes ut, for å forsinke slitasjen og/eller muliggjøre enkel utskifting etter slitasje, og knuseren omfatter dessuten en ytre mottaksanordning som omgir rotoren for å motta stenene som slynges ut av rotoren og for å knuse stenene for dannelse av fragmenter av sten samt støv, samt en utløpsanordning for stenfragmentene.

Et vesentlig problem ved rotasjonsknusere er å oppnå høy motstandsevne mot slitasje på grunn av stenene, stenfragmentene og støv.

En rotasjonsknuser som angitt ovenfor er beskrevet i EP-patentsøknad nr. 0101277. I den kjente knuser er omkretsveg-gene til rotoren i avstand fra skovlveggene.

US-patent nr. 3174697 beskriver også en rotasjonsknuser av denne typen, i hvilken kantene til rotorbunnen rager utenfor skovlveggene.

US-patent nr. 3168991 beskriver en rotasjonsknuser med en annen type rotor. Under bruk vil stener bevege seg fra ledeplater til "drivsko". Disse ledeplater og "drivsko" utgjør ikke vegger som gir noen egenbeskyttelse. De ytre kanter til rotorbunnen rager utenfor platene og "drivskoene" og deres holdebraketter.

Rotasjonsknuseren i henhold til den foreliggende oppfinnelse kjennetegnes ved at de ytre kanter til bunnen og toppen følger egenbeskyttelsesbanen til skovlveggene.

Det oppnås derved beskyttelse av to typer flater på rotoren. Den éne typen flate er den fremre siden av hver skovlvegg. Denne siden beskyttes av et lag av sten. Den andre typen flate er baksiden av hver skovlvegg og de ytre kanter av bunnen og toppen, som beskyttes mot stenfragmenter som slynges tilbake utenfra samt mot støv.

Det er konstatert at slitasjen på rotoren først og fremst skyldes stenfragmenter som slynges tilbake fra flater i statoren, idet banene til disse fragmenter i rommet mellom rotoren og statoren er vilkårlige. Fragmentene som treffer rotoren har en i forhold til denne relativt stor midlere hastighetskomponent i omkretsretningen pga. rotasjonen til rotoren, mens de radiale komponenter er mindre. Hastighets-komponenten i omkretsretningen er den vesentligste årsak til rotorslitasjen, fordi fragmentene derved har en skrapende virkning og fjerner mere materiale enn ved et vinkelrett støt. En betydelig del av slitasjen skyldes dessuten støvet som inneholdes i den virvlende luften inne i knuseren.

På hver av de beskyttede sektorer danner fortrinnsvis den perifere vegg og kantene til toppen og bunnen fortrinnsvis en midlere,progressiv vinkel i forhold til omkretsretningen som ligger i området 1-30°, og fortrinnsvis i området 2-10°.

Den progressive,midlere vinkel er den vinkel som kjennetegner en logaritmisk spiral som går rundt aksen og starter i punktet med maksimal radius, for å ende i den bakre ende av den beskyttede sektor ved periferien av rotoren, og denne vinkel er den konstante vinkel mellom tangentene til spiralen og tangentene til sirkler med sentrum i denne akse. Naturligvis kan den perifere flate på rotoren, langs lengden av den beskyttede sektor, avvike noe til den ene eller annen side av denne spiral. Dette er tilfellet dersom de perifere vegger til rotoren er dannet av plane plater og dersom kantene til bunnen og toppen følger disser vegger.

Fortrinnsvis utgjør den samlede vinkelmessige utstrekning av de perifere vegger som befinner seg på utsiden av de beskyttede sektorer en liten brøkdel av en omdreining av rotoren, slik at den ytre slitasje konsentreres i de begrens-ede sektorer der utskifting og/eller reparasjon kan utføres på veggene på en billig måte.

Fortrinnsvis utgjør den progressive forsatthet mere enn 10% av den maksimale radius, og fortrinnsvis betydelig mere.

Fortrinnsvis er den ganske enkelt oppnådd ved at de perifere vegger til rotoren, i det minste hovedsakelig, er dannet av skovlene, idet de ytre kanter av bunnen og toppen følger disse skovler utenfor utløpsåpningene.

Fortrinnsvis er den generelle form til rotoren, sett fra en ende, en konveks mangekant med symmetri av orden N om nevnte akse, der N er antall skovler, og mangekanten omfatter for hver skovl en kort side som rager langs et fremre parti av skovlen, idet en fremre ende dannes av det ytre fremspring, og den bakre ende av den korte side er nærmere den nevnte akse enn den fremre ende og er forbundet med en lang side som danner et rett hovedparti av skovlen, med i det minste en del av det fremre hovedparti beliggende nærmere den nevnte akse, for sammen med det fremre parti å danne en beskyttet sektor.

En slik mangekantform kan enkelt oppnås ved hjelp av plane plater som tilskjæres og sveises.

Fortrinnsvis er et bakre parti av den rette hoveddelen for-lenget bakover fra det fremre parti av hoveddelen, og fjerner seg progessivt fra den nevnte akse til i nærheten av en fremre kant av utløpsåpningen til den etterfølgende skovl. Fortrinnsvis er dette bakre parti et minste parti, og erfar-ing viser at det kan danne en annen beskyttet sektor.

Naturligvis behøver de øvre og nedre kanter til utløpsåp-ningen for den etterfølgende skovl ikke å være nøyaktig inn-rettet etter hoveddelen til den foranliggende skovl.

Nærmere bestemt, og fortrinnsvis, er den generelle form til rotoren, sett fra en ende, en likesidet trekant med avkappede hjørner, og det er tre skovler, idet de tre avkappede hjørner til trekanten er dannet av de fremre deler av skovlene, mens de tre sider av trekanten er dannet av hoveddelene til skovlene.

Det vil imidlertid fremgå at antall skovler kan være to, fire eller fem i stedet for tre, hvilket tilsvarer henholdsvis en generell form som et langstrakt parallellogram, et kvadrat eller en femkant med avkappede hjørner.

Fortrinnsvis omfatter hver skovl, foruten de fremre deler og hoveddelene, en bakre del som forløper hovedsakelig radialt mot det indre av rotoren, for å avstive hoveddelen og å holde på stener ved den bakre ende av denne del.

Dessuten, og fortrinnsvis, som i og for seg kjent fra US 3.970.257, omfatter rotoren i omkretsretningen foran hver av utløpsåpningene, et beskyttelseselement som rager tilstrekkelig langt til å stanse tilstrekkelig tidlig farlige stenfragmenter som ellers kunne skade en hard del som danner det ytre fremspring.

I dette tilfellet foretrekkes at det beskyttende element foran hver av utløpsåpningene er en beskyttelsesplate som danner et hovedsakelig radialt fremspring på periferien av rotoren, slik at de farlige stenfragmenter stanses hovedsakelig i rett vinkel mot denne beskyttelsesplate, slik at denne utsettes for støt mot forsiden, og beskyttelsesplaten er i det minste på forsiden dannet av et materiale som er mindre hardt enn delen med større hardhet.

Fortrinnsvis rager beskyttelsesplaten tilstrekkelig langt nedover og oppover til også å beskytte de nedre og øvre kanter av utløpsåpningen.

Beskyttelsesplaten danner fortrinnsvis, sett i planprojeksjon, en stump vinkel med det parti av den perifere vegg som i omkretsretningen befinner seg like foran platen, for derved å avbøye de ytre luftstrømmer som i forhold til rotoren sirkulerer i kontakt med denne vegg, for å føre stenstøvet som befinner seg i luftstrømmene bort fra utløpsåpningen.

Endelig foretrekkes det at beskyttelsesplaten er festet til den bakre ende av hoveddelen av skovlen, idet den bakre del av skovlen er dannet av en forlengelse av beskyttelsesplaten mot det indre av rotoren, mellom toppen og bunnen, slik at beskyttelsesplaten holdes ved hjelp av den bakre del.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere, ved hjelp av utførelseseksempler vist på de vedføyde tegninger. I figurene er ekvivalente elementer gitt de samme henvisningstall. Fig. 1 viser, sett fra siden, en første knuser i henhold til oppfinnelsen sett i aksialsnitt. Fig. 2 viser, sett fra siden, en annen knuser i henhold til oppfinnelsen, sett i aksialsnitt. Fig. 3 viser et horisontalsnitt gjennom en rotor med tre skovler, Fig. 4 viser, sett ovenfra, den fremre del av en skovl på rotoren, idet toppen er tenkt fjernet.

Fig. 5 viser den samme fremre del sett fra siden.

Fig. 6 viser i likhet med fig. 4 en fremre del av en skovl på rotoren t

Fig. 7 viser rotoren i fig. 4 i aksialsnitt.

Fig. 8 viser et horisontalsnitt gjennom en rotor med fem skovler. Fig. 1 viser en første knuser med skovler i henhold til oppfinnelsen, med en vertikal akse A, omfattende en rotor 1. Denne er montert på en vertikal aksel 2 utstyrt med ikke viste, beskyttede lager. Akselen kan drives i hurtig rotasjon, f.eks. med 1.110 omdreininger pr. minutt, av en motor 5, via remskiver 3A og 3B og en rem 4.

Rotoren 1 omfatter en bunn 8 og en topp 9. Toppen har en midtre, sirkelformet åpning, gjennom hvilken rager en vertikal kanal 6 for å lede stener fra en trakt 7. Kanalen er utstyrt med en innretning 15 for å muliggjøre regulering av dens høyde i rotoren, for å kompensere for slitasjen pga. stenene, som utgjør det materialet som skal knuses.

Bunnen og toppen er forbundet ved hjelp av vertikale vegger, som er nærmere beskrevet ved hjelp av fig. 3.

Statoren i den første knuser er dannet av en sirkelformet, horisontal ring 11 som danner bunnen i en stenkasse. En vertikal sylinder 12 danner den ytre vegg til statoren og knuseren. Den er armert i sitt øvre parti, over nivået for det knuste materialet 13. Dette er dannet av stenfragmenter som er tilført trakten 7. Et visst volum av disse holdes igjen i stenkassen. Statoren er lukket rundt kanalen 6 ved hjelp av et horisontalt, armert deksel 14.

Vertikale, radiale avstivninger 16 forbedrer virkningen til statoren og holder materialet 13 samlet i stenkassen.

Det knuste materialet strømmer mot bunnpartiet av statoren gjennom det ringformede mellomrom 10 mellom rotoren og stenkassen. Materialet fjernes gjennom en konisk bunn 17 og føres deretter til en transportanordning, slik som en bånd-transportør, til en trakt eller hvilken som helst annen lagringsanordning. Fig. 2 viser, sett fra siden og i aksialsnitt, en annen knuser, som adskiller seg fra den første knuser bare ved ut-formningen av statoren. Stenkassen 13 i den første knuser er i den annen knuser erstattet av ambolter 19. Det sylindriske hylster 12 til statoren er utstyrt med en ambolt-holdering 18 som muliggjør anbringelse og vertikal bevegelse av amboltene 19, ved hjelp av tre skrå elementer 18A anordnet med 120° mellomrom. Fig. 3 viser et horisontalsnitt gjennom en mangekantet rotor, idet antallet N er 3. Rotoren har hovedsakelig form som en likesidet trekant med avkappede hjørner. Rotasjonsretningen er vist med en pil F. Rotoren omfatter en horisontal topp (ikke synlig i denne fig.), en bunn 8 som også er horisontal, av tykke plater, samt vertikale plater 20, 21, 24 og 25 som danner tre skovler. Hver skovl danner samtidig en ytre vegg i rotoren og en vegg for å lede og akselerere materiale som knuses. Hver av disse vertikale plater danner en del av en av skovlene.

Hver skovl er hovedsakelig dannet av en hoveddel 20 som omfatter et fremre, største parti 20A og et bakre, mindre parti 20B, på hver sin side av et punkt som befinner seg i minimal avstand fra aksen A. Den fremre ende av denne del er sveiset til en fremre del 21. Den sistnevnte danner en liten side i mangekanten, og dens fremre ende er dannet av det ytre fremspring 22, som f.eks. befinner seg 47 cm fra aksen A. Som vist fig. i fig. 4 og 5 omfatter det ytre fremspring et blad 22A dannet av to løsbare, mot hverandre liggende ståldeler 22B og 22C som hver har to vertikale staver av wolframkarbid. En av disse staver 22D eller 22E danner en del av det ytre fremspring 22, og den annen, f.eks. 23, danner en del av en beskyttende stav som øker brukstiden til denne del. Denne del utsettes for abrasjon ikke bare fra stenene som forlater skovelenved å passere det ytre fremspring 22, men også i en viss grad fra stenfragmentene som slynges tilbake fra statoren. Stavene, slik som 23, beskytter delvis bladet 22A og den fremre platen 21 mot abrasjon fra disse fragmenter. De befinner seg i punkter der rotoren har maksimal radius.

Delene 22B og 22C er festet til det faste parti av den fremre platen 21 ved hjelp av to bolter 31.

Fig. 5, som viser den samme fremre platen sett fra siden inne i rotoren, viser også de to mot hverandre liggende, utskift-bare delene 22B og 22C som holder stavene av wolframkarbid 22D og 22E med like egenskaper. Slitasjen skjer hovedsakelig ved midten av den fremre platen, hvilket muliggjør at partiene 22B og 22C kan byttes om for å øke brukstiden.

Som vist i fig. 6 kan de beskyttende staver, slik som 23, erstattes av et hardt, beskyttende belegg 23A på den frie overflate av hver av de to deler, slik som 22F, som er analog med delene 22B og 22C. Dette belegg er fortrinnsvist dannet av små runde partikler eller deler av wolframkarbid innleiret i et bindemiddel, slik som en legering av kobolt og nikkel.

Selv om slike staver eller belegg for beskyttelse foreslås benyttet av oppfinnerne, kan det ofte være fordelaktig å danne punktene med maksimal radius av hardt stal.

Som vist i fig. 3, vil det fremgå at den bakre ende av den fremre del 21 er nærmere aksen til rotoren enn den fremre ende.

Hoveddelen 20 av skovlen avgrenser med sin bakre ende utløps-åpningen 21A til den etterfølgende skovl.

En beskyttende plate 24 rager forover fra denne utløpsåpning. Den i omkretsretningen . fremre flate er utstyrt med en løsbar sliteplate 24B som har skruer 24C for å kunne festes ved hjelp av muttere 24D til den i omkretsretningen bakre side av platen 24. Denne sliteplate er dannet av en hard stållegering eller krQmholdig støpejern med høy motstandsevne mot abrasjon, mens resten av rotoren er dannet av stål som er mindre hardt og lettere å bearbeide og sveise. Den harde stållegering er valgt slik at den er tilstrekkelig duktil til å motstå de mest voldsomme støt mot utsiden og tilstrekkelig hard til å motstå erosjon pga. skraping i lang tid. Den så-ledes anordnede platen 24 avbøyer fragmentene som slynges tilbake fra statoren og avbøyer også luftstrømmene som inneholder støv og sand, dannet av den hurtige rotasjonen til rotoren. På denne måte bidrar platen til å beskytte bladet 22A, og den beskytter kantene til bunnen 8 og toppen 9 rundt utløpsåpningen.

Den radialt ytre enden til den beskyttende platen kan befinne seg på en radius, dvs. i en avstand fra aksen A, som er litt større enn radien for bladet 22A, slik som vist i fig. 3.

Den kan imidlertid også være anbragt på en radius som er lik eller litt mindre (se fig. 8) og allikevel gi god beskyttelse av bladet, eventuelt ved hjelp av stenene og luftstrømmen som strømmer gjennom utløpsåpningen 21A.

Hver beskyttelseplate 24 befinner seg hovedsakelig i radial stigning. Den er festet til et bakre, minste parti av hoveddelen 20 på en foranliggende skovl, med hvilken den danner en stump vinkel som fremmer avbøyningen av de utvendige luft-strømmer. Denne beskyttelsesplate rager dessuten inn i rotoren. Dens indre parti 24A danner både en bakre del av skovlen, for å holde den bakre ende av det beskyttende lag, samt en bakre avstivning for hoveddelen 20 av skovlen.

Hver skovl er utstyrt med i det minste en midtre avstivning 25 som rager mot det indre for å forsterke fastholdingen. Mottakssonen for stenene på denne skovl rager mellom de to avstivninger 24A og 25.

Beskyttelsesplatene 26 beskytter bunnen 8 i de soner der denne ikke er naturlig beskyttet av laget av materialet som holder seg i rotoren. Disse beskyttelsesplater holdes naturlig på plass av sentrifugalkraften, uten å skrus fast, pga. klakker 27, 28, 29 som er festet til bunnen.

I midten av rotoren er et hull 38 gjennom bunnen 8, i hvilket er anbragt en massiv skive 30, kalt fordeler. Denne har en diameter på omtrent 1/3 av diameteren til rotoren, dvs. til den omskrevne sirkel til rotoren. Fordeleren rager opp fra bunnen 8, og har to funksjoner: å fordele det mottatte materialet mot skovlene og å feste rotoren 1 til akselen 2, slik det skal beskrives under henvisning til fig. 7.

Rotoren 1 holdes og drives via bunnen 8. Bunnen holdes og drives ikke direkte av akselen 2, men av en bæreplate 34 som ved hjelp av vanlige mekaniske midler er montert på den øvre ende av akselen 2, som har mye mindre diameter. Baereplaten kan adskilles fra rotoren. Den har en diameter som er litt større enn halve diameteren til bunnen 8, og dens tykkelse er tilstrekkelig til å gi den den ønskede stivhet. Baereplaten gjør det mulig å oppnå stivhet for rotoren, samtidig med at bunnen bare har en moderat tykkelse.

Horisontal forskyvning av rotoren hindres ved at bunnen 8 på undersiden, rundt det midtre hull 38, har et ringformet, midtre fremspring 40, som med meget liten klaring er ført inn i en midtre utsparing 44 i baereplaten 34, slik at fremspringet ligger mot en skulder 42 som avgrenser utsparingen.

Vertikal forskyvning hindres ved hjelp av fordeleren 30. Denne er festet til akselen med en eneste aksial skrue 33 anbragt i et aksialt hull 32 i fordeleren. Hullet blir under bruk fylt med sten, som beskytter hodet på skruen mot slitasje. Det er en liten klaring mellom omkretsen av fordeleren og hullet i bunnen 8. Bunnen holdes av en skive 36 som fastholdes under fordeleren 30. Omkretsflaten til denne skiven er svakt konisk, med spissning nedover, og ligger mot innsiden av det ringformede fremspring 40, som er maskinert slik at det har et motsvarende, konisk hull. Dette gjør at faren for slitasje på den mellomliggende skiven 36 er meget liten, fordi dens beliggenhet sikrer at den beskyttes av fordeleren 30 og bunnen 8.

Når det gjelder forskyvning av bunnen i rotasjonsretningen i forhold til baereplaten 34 hindres dette av en horisontal, radial kile 35 som er festet til baereplaten ved hjelp av to vertikale stifter 37. For kilen er det dannet utsparinger i undersiden av skiven 36 og fordeleren 30, for å sperre disse.

Bunnen 8 og toppen 9 er beskyttet av løsbare sliteplater 26 og 26A.

Fig. 8 viser et horisontalsnitt gjennom en rotor med fem skovler. Den omfatter elementer som er analoge med alle de vesentlige elementer som danner rotoren med tre skovler. Disse analoge elementer er gitt de samme henvisningstall, med et tillegg på 100.

Claims (8)

1. Rotasjonsknuser, omfattende en rotor (1) med vertikal akse (A) og utstyrt med midler (2,3,4,5) for å drives i rotasjon rundt denne akse, idet rotoren omfatter en bunn (8) avgrenset av en ytre kant, en topp (9) avgrenset av en ytre kant, anordnet over bunnen og utstyrt med en midtre fylle-åpning (6A) for tilførsel av sten ned i rotoren, samt buede skovlvegger som forbinder bunnen og toppen, idet hver av disse vegger har en omkretsrettet fremre flate, for å motta en fraksjon av stenene i nærheten av aksen og lede stenene til en utragende kant (22) som rager mellom ytre kanter på bunnen (8) og toppen (9), slik at stenene drives tangentialt til utsiden av rotoren gjennom åpninger mellom skovlveggene, og den fremre flate er konkav langs en egenbeskyttelsesbane til skovlveggen, for at noen av stenene skal holdes tilbake bak den utragende kant og danne et beskyttende lag som

beskytter den fremre flaten mot slitasje, hvilken utragende kant (22) er slitesterk og/eller kan skiftes ut, for å forsinke slitasjen og/eller muliggjøre enkel utskifting etter slitasje, og knuseren omfatter dessuten en ytre mottaksanordning (11,12) som omgir rotoren for å motta stenene som slynges ut av rotoren og for å knuse stenene for dannelse av fragmenter av sten samt støv, samt en utløpsanordning (10,17) for stenfragmentene,karakterisert ved at de ytre kanter til bunnen (8) og toppen (9) følger egenbeskyttelsesbanen til skovlveggene.

2. Knuser som angitt i krav 1,karakterisert ved at rotoren, sett i planprojeksjon, generelt har form som en konveks mangekant med symmetri i orden N rundt aksen (A), idet N er antall skovlvegger, og mangekanten omfatter, for hver skovlvegg, en kort side (21) som er dannet av en fremre del som danner den utragende kant (22), idet den bakre ende av den korte side er nærmere aksen enn den fremre del, og er forbundet med en lang side (20) som danner en rett hoveddel av skovlveggen, idet i det minste et fremre parti av hoveddelen nærmer seg aksen (A) .

3. Knuser som angitt i krav 2,karakterisert ved at et bakre parti (20B) av den rette hoveddel (20) forlenger det fremre parti (20A) bakover fra denne del og fjerner seg progressivt fra aksen (A) til i nærheten av en fremre kant av utløpsåpningen (2IA) til den etterfølgende skovlvegg.

4. Knuser som angitt i krav 3,karakterisert ved at rotoren (1), sett i planprojeksjon, generelt har form som en likesidet trekant med avkappede hjørner, idet skovlveggene er i et antall på tre, og de tre avkappede hjørner av trekanten er dannet av de fremre deler (21) av skovlveggene, mens de tre sider av trekanten er dannet av hoveddelene (2) av skovlveggene.

5. Knuser som angitt i krav 4,karakterisert ved at rotoren (1) omfatter plane stålplater som er tilskåret og sveiset for på en enkel måte å danne bunnen (8), toppen (9) og skovlveggene (20,21,24A), med unntak av de utragende kanter (22).

6. Knuser som angitt i krav 5,karakterisert ved at hver skovlvegg (20,21,24A) foruten den fremre del (21) og hoveddelen (20) omfatter en bakre del (24A) ragende hovedsakelig radialt mot det indre av rotoren (1), for å avstive hoveddelen og å holde stenene på den bakre enden av denne del.

7. Knuser som angitt i krav 6,karakterisert ved at hoveddelen (20) til hver skovlvegg (20,21) er utstyrt med i det minste en midtre avstivning (25) som rager mot det indre av rotoren (21) for å forsterke fastholdingen av delen i det midtre parti, idet fastholdingen er dannet på endene av denne del ved hjelp av dens forbindelser til den fremre del (21) og den bakre (24A).

8. Knuser som angitt i krav 1,karakterisert ved at egenbeskyttelsesbanen danner en progressiv vinkel med omkretsretningen som ligger i området 1 - 3 0°.