PL61315B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 21.XII.1970 61315 KI. la, 3 MKP B 03 b, 3/44 UKD Wspóltwórcy wynalazku: Janusz Dietrych, Zygfryd Nowak Wlasciciel patentu: Glówny Instytut Górnictwa, Katowice (Polska) Urzadzenie do odsrodkowego zageszczania oraz klasyfikowania mieszanin cial stalych i cieczy lub materialów sypkich Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do od¬ srodkowego zageszczania oraz klasyfikowania mie¬ szanin cial stalych i cieczy a takze materialów syp¬ kich, z samoczynnym usuwaniem produktów segre¬ gacji z naczynia wirujacego.Znane jest wiele sposobów i urzadzen uzywanych -do rozdzielania róznych cial z mieszanin plynnych lub sypkich. Przy czym bardzo czesto sa to procesy zlozone, wieloetapowe i szczególnie uciazliwe przy rozdzielaniu wody i cial stalych w mieszaninach plynnych, gdzie zmniejszanie zawartosci wody pro¬ wadzi do zageszczania produktów stalych.Naturalny przebieg takich procesów jest dlugo¬ trwaly i malo skuteczny. Dlatego tez dla potrzeb na przyklad górnictwa, przy oddzielaniu mulów we¬ glowych z wód odwodnien kopalnianych, zlewów mokrej przeróbki mechanicznej, pluczek, czy mie¬ szanin poflotacyjnych, stosuje sie mechaniczne pro¬ cesy intensywnego zageszczania. Najskuteczniejsze tutaj sa urzadzenia do odsrodkowego zageszczania mieszanin wodnych, które cechuje duza wydajnosc a takze duza zdolnosc rozdzielcza.Pozwalaja one uzyskiwac produkty o stosunkowo malym stopniu uwodnienia, co ma istotne znacze¬ nie przy odzyskiwaniu wegla z mulów kopalnia- 113'ch zarówno dla celów energetycznych, koksowni¬ czych czy przetwórstwa chemicznego. Wszystkie urzadzenia do odsrodkowego zageszczania lub kla¬ syfikowania mieszanin posiadaja wirujace naczynia segregujace o ksztaltach cylindrów lub stozków 25 scietych, do wnetrza których podawana jest w spo¬ sób ciagly nadawa czyli przeznaczona do segregacji mieszanina.Mieszanina, poddana ruchowi obrotowemu wraz z naczyniem, rozdziela sie na jego scianach bocz¬ nych, tworzacych przegrody segregujace lub posia¬ dajacych wykladziny klarujace czy odsaczajace tak, ze ciala stale pozostaja wewnatrz, a woda odsacza sie na zewnatrz naczynia.Produkty zageszczone, zbierajace sie na scianach naczynia wirujacego musza byc usuwane i odbiera¬ ne w sposób ciagly, co warunkuje skutecznosc tech¬ niczna procesu. Usuwanie ich w dotychczas zna¬ nych urzadzeniach odbywa sie w jednej grupie roz¬ wiazan konstrukcyjnych grawitacyjnie, w innej osady usuwane sa zgarniaczami mechanicznymi, a jeszcze w innej grupie produkty sa usuwane osio¬ wymi ruchami drgajacymi naczyn wirujacych. Ru¬ chy drgajace naczyn wirujacych wplywaja dodatnio takze na sam proces zageszczania, intensyfikujac go. Dlatego tez urzadzenia te sa najpowszechniej stosowane i najbardziej wszechstronne.W znanych dotychczas urzadzeniach do odsrod¬ kowego zageszczania lub klasyfikowania mieszanin poosiowe wzbudzanie drgan naczynia odbywa sie za pomoca mechanicznych zespolów napedowych mi- mosrodowych, korbowych lub bezwladnosciowych.Wszystkie te zespoly maja skomplikowane kon¬ strukcje i bardzo zlozone uklady kinematyczne, któ¬ re sa trudne do wykonania i kosztowne. Jedno- 61315¦' ¦ . ' * '., 3 czesnie znane zespoly wzbudzajace sa konstrukcyj¬ nie zwiazane z zespolami mas wirujacych, jak tez z korpusami urzadzen, a wynikiem tego jest przej¬ mowanie przez nie wszystkich drgan zarówno wy¬ muszonych jak równiez wlasnych poszczególnych zespolów urzadzenia.W wyniku tego powstaja bardzo zlozone drgania, których nie da sie uniknac, poniewaz nie ma prak¬ tycznej mozliwosci wywazenia dynamicznego wszystkich mas ruchomych o skomplikowanych ru¬ chach i rozkladach przyspieszen. Wszystkie te zja¬ wiska wywoluja skomplikowane obciazenia lozysk, zespolu wirujacego, elementów samego zespolu wzbudzajacego, wezlów korpusu oraz posadowienia jego na fundamencie.Wynikaja z tego trudnosci i komplikacje w do¬ borze lozysk oraz samym lozyskowaniu w warun¬ kach zmiennych i przeciwstawnych drgan mas wi¬ rujacych i korpusu, w zespole wzbudzajacym wy¬ stepuja przeciwstawne aspekty kinetyczne i wy¬ trzymalosciowe, w budowie korpusu' konieczne sa stezenia ze wzgledu na drgania i obciazenia zme¬ czeniowe, które powiekszaja ciezar, a wreszcie sa trudnosci w sposobach posadowienia oraz wykona¬ nia fundamentów.Stad tez wynikaja trudnosci a raczej niemoznosc regulacji mechanicznych zespolów wzbudzajacych co do wielkosci i czestotliwosci drgan, a takze ich natezenia. Znane mechanizmy sa nastawiane w trakcie montazu, przy czym zabieg ten jest trudny i klopotliwy. Wszelkie pózniejsze regulacje wyma¬ gaja stosowania przerw w pracy oraz demontazu urzadzen, poniewaz zlozonosc budowy czyni po¬ szczególne zespoly trudnodostepnymi.Wobec tego mechaniczne zespoly wzbudzajace w dotychczasowych rozwiazaniach wykluczaja ciagla regulacja parametrów ruchów drgajacych pod ka¬ tem jednorodnosci otrzymanego produktu zage¬ szczania przy zmieniajacych sie parametrach nada- wy. Rozwiazanie tych problemów wymagaloby za¬ stosowania szczególnie zlozonych srodków, jak spe¬ cjalne przekladnie bezstopniowe do regulacji cze¬ stotliwosci oraz regulatory stabilne dla zmian wiel¬ kosci amplitudy.Jednak nie usunelyby one nadal istniejacych ujemnych cech dynamicznych w mechanicznych ze¬ spolach wzbudzajacych drgania, natomiast stworzy¬ lyby dalsze komplikacje przy rozwiazywaniu me¬ chanizmów sterujacych, zapewniajacych skuteczne i ciagle dzialanie regulacji podczas pracy urzadze¬ nia. Wszystkie rozwazane cechy dyskwalifikuja takie urzadzenia z punktu widzenia mozliwosci au¬ tomatyzacji procesu.Celem urzadzenia wedlug wynalazku jest usunie¬ cie wad i niedoskonalosci konstrukcyjnych, jakie cechuja dotychczas stosowane mechaniczne napedy wprawiajace w poosiowe ruchy drgajace, wstrzasa¬ jace naczynia wirujace i powodujace samoczynne usuwanie produktów zageszczania.Cel ten zostal osiagniety dzieki zastosowaniu wzbudzajacego zamknietego ukladu dwóch mas z zabudowanym miedzy nimi elektromagnetycznym .wibratorem wywolujacym drgania osiowe, przy czym uklad ten jest polaczony trwale z walem glównym i stanowi wraz z nim, kolem napedowym ' v • :.. '¦'. 4 .¦¦ . . ¦'¦ ¦i naczyniem segregujacym jednolity wywazony dy¬ namicznie zespól wirujacy, nie zwiazany z korpu¬ sem urzadzenia, a tyjlco w nim ulqzyskowany.Masy ukladu wzbudzajacego, stanowia' dwie tar- 5 cze wspólsrodkowe polaczone ze soba na obwodzie elementem sprezystym, z których jedna jest zamo¬ cowana na wale glównym, a druga moze przemie¬ szczac sie w granicach odksztalcen sprezystego po¬ laczenia, powodujac drgania osiowe walu l zespolu. 10 wirujacego. Ruchy tarcz wywolywane sa pod wply¬ wem impulsów elektrycznych przez elektromagne¬ tyczny wibrator, który sklada sie z cewki induk¬ cyjnej lub elektromagnesu umocowanych na jednej f tarczy i z rdzenia lub elementu ferromagnetycznego J 15 zamocowanych na drugiejtarczy. ' Taka budowa ukladu wzbudzajacego wyelimino¬ wala przenoszenie i oddzialywanie ujemne drgan miedzy masami wirujacymi a korpusem i posado¬ wieniem na fundamencie. Upraszcza to lozyskowa- 20 nie zespolu wirujacego, umozliwia zawarta budowe calosci, zapewnia lepszy dostep do poszczególnych zespolów oraz upraszcza fundamentowanie. Jedno¬ czesnie zastosowanie elektromagnetycznego wibra^- tora^ pozwala na ciagla regulacje czestotliwosci 25 i natezenia drgan.Poza tym zwarta budowa samowzbudzajacego osiowe drgania zespolu wirujacego. umozliwila za¬ stosowanie nastawnego w sposób ciagly ukladu ograniczajaco-amortyzujacego te drgania, którym 30 reguluje sie wielkosc amplitudy. W konsekwencji rozwiazanie to pozwala na opanowanie i zastosowa¬ nie ciaglej regulacji procesu w oparciu o kontrole parametrów nadawy i produktów zageszczania.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy- 35 kladach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia ogólny schemat urzadzenia w piono¬ wym przekroju wzdluz osi zespolu wirujacego, fig. 2 — ogólny schemat odmiany urzadzenia w pio¬ nowym przekroju wzdluz osi zespolu wirujacego,. 40 polegajacej na zastosowaniu innej konstrukcji wi¬ bratora,, fig. 3 — ogólny schemat dalszej odmiany urzadzenia w pionowym przekroju wzdluz osi ze¬ spolu wirujacego, polegajacej na zabudowaniu wi¬ brator na kole napedzajacym. 45 Urzadzenie ogólnie sklada sie z wirujacego na¬ czynia 1 w kcztalcie stozka o segregujacej lub fil¬ trujacej wykladzinie 2 w czesci bocznej, oraz z glównego walu 3, umieszczonego w lozyskach 4 w ten sposób, aby poza ruchem obrotowym mial za- 50 pewnione osiowe ruchy drgajace. Naczynie 1 umie¬ szczone jest w dwukomorowym korpusie tak, ze ko¬ mora 5 sluzy do zbierania produktu zageszczania podawanego ruchem drgajacym, a komora 6 do zbierania odsaczu, natomiast przewód 7 sluzy do 55 podawania nadawy do wewnatrz naczynia 1. Elek¬ tromagnetyczny wibrator do wzbudzania poosio¬ wych drgan walu 3 i naczynia 1 dziala w ukladzie- dwóch mas symetrycznych osiowo, z których jedna zwiazana jest sztywno z tarcza 8, a druga z tarcza 60 10, polaczonych ze soba sprezystym elementem 9.Tarcza 10 ma zamocowany trzpien 11 osadzony luzno suwliwie w prowadzacym otworze 3a walu 3 tak, ze miedzy dnem otworu 3a a koncem trzpienia 11 znajduje sie podatny sprezysty pierscien, Ha, 65 natomiast tarcza 8 jest polaczona trwale z walem £61315 a za jego posrednictwem z naczyniem 1. Sam wi¬ brator, umieszczony pomiedzy tymi dwoma uklada¬ mi mas, sklada sie z ferromagnetycznego rdzenia 13 zamocowanego na koncu walu 3 oraz solenoidu, to jest cewki elektromagnetycznej 12 zamocowanej osiowo na tarczy 10 i zasilanej przewodami 14 la¬ czacymi cewke 12 ze slizgowymi pierscieniami 15, osadzonymi w osi tarczy 10 na izolatorze 16.Na glównym wale 3 pomiedzy lozyskami 4 osa¬ dzone jest sztywno napedowe kolo 17, które przej¬ muje naped ruchem obrotowym calego jednolitego i zamknietego zespolu wirujacego, skladajacego sie z naczynia 1, walu 3, kola 17 oraz wibratora elek¬ tromagnetycznego i bedacego zespolem wywazonym pod wzgledem dynamicznym ze wzgledu na osiowa symetrie jego mas.Kolo 17 ma umocowany na tarczy dwustronny ustawczy pierscien 18, stykajacy sie po obu stro¬ nach z ogranicznikami drgan, które stanowia biez¬ niki 19 osadzone na sprezystym amortyzatorze 20 zwiazanym trwale ze sztywnym ukladem 21 z jed¬ nej strony i na sprezystym amortyzatorze 22 zwia¬ zanym nastawnie z ukladem 21 poprzez regulator 23 z drugiej strony, ograniczniki swoim wzajemnym rozstawem ustalaja wielkosc srednich przemie¬ szczen osiowych zespolu wirujacego. • Odmiana urzadzenia wedlug wynalazku, przed¬ stawiona na fig. 2, ma inaczej rozwiazany kon¬ strukcyjnie wibrator drgan osiowych. Wibrator sklada sie z osiowo wywazonych pierscieni, z któ¬ rych jeden jest ferromagnetycznym elementem 24, a drugi wieloczlonowym elektromagnesem 26. Uklad dwóch mas stanowia tylko tarcza 8 polaczona trwa¬ le z walem 3 oraz tarcza 10 zwiazana z tarcza 8 sprezystym elementem 9. Przy czym ferromagne¬ tyczny element 24 moze byc zamocowany na tarczy 8 albo tez na tarczy 10 i odpowiednio naprzeciw niego wieloczlonowy elektromagnes 26 na tarczy 10 lub 8.Inna odmiana urzadzenia wedlug wynalazku, po¬ kazana na fig. 3, ma wibrator drgan osiowych umieszczony wprost na napedzajacym kole 17, przy czym sam wibrator sklada sie z trzech mas, które stanowia dwie tarcze 27 umieszczone po obydwu stronach tarczy kola 17 i zwiazane z nia na obwo¬ dach sprezystymi elementami 28 oraz tarcza kola 17 z zamocowanym na niej ferromagnetycznym ele¬ mentem 30, zwiazana sztywno z walem 3 i poprzez niego z naczyniem 1. Na wewnetrznych powierzch¬ niach tarcz 27 zamocowane sa pierscieniowe elek¬ tromagnesy 29 naprzeciw elementu 30, z którym moga pracowac na przemian i przeciwbieznie, wy¬ wolujac drgania zespolu wirujacego raz w jednym raz w drugim kierunku osi. Odmiana ta cechuje sie duza zawartoscia budowy, poniewaz eliminuje osob¬ ny uklad dwutarczowy na wale.W odmianach urzadzenia wedlug wynalazku przedstawionych na fig. 2 i fig. 3 zastosowano roz¬ wiazanie, w którym biezniki 19 stykaja sie wprost z wiencem napedzajacego kola 17, który spelnia ro¬ le pierscienia ustawczego dla ograniczników sred¬ nich przemieszczen poosiowych.Zespól ograniczników moze byc poza kolem na¬ pedzajacym, na przyklad zwiazany z osobnym kol¬ nierzem ustawczym walu 3. Przy tym mozna zasto¬ sowac w zespolach ograniczników rózne konstruk¬ cje biezników jak równiez wspólpracujacych z nimi amortyzatorów. Regulacja rozstawu ograniczników moze byc rozwiazana ukladem mechanicznym, 5 pneumatycznym lub hydraulicznym. Regulacja cze¬ stotliwosci i natezenia drgan wibratorów moze byc rozwiazana przetwornica impulsów. Obydwa uklady regulacyjne moga byc sterowane odpowiednio za¬ programowanym urzadzeniem koordynujacym w io oparciu o impulsy kontrolujace i mierzace para¬ metry nadawy oraz produktu zageszczania. Mozna tez zastosowac w ukladzie sterowania do regulacji drgan odpowiedni analizator procesu zageszczania. 15 PL PL

Claims (6)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie do odsrodkowego zageszczania oraz klasyfikowania mieszanin cial stalych i cieczy lub 20 materialów sypkich z samoczynnym usuwaniem produktów segregacji, majace wirujace naczynie w ksztalcie stozka lub walca o powierzchni bocznej segregujacej lub filtrujacej zamocowane do nape¬ dzajacego je walu wykonywajacego ruchy obroto- 25 wy i posuwisto-zwrotny w kierunku osiowym, zna¬ mienne tym, ze glówny wal (3) jest zaopatrzony w dwumasowy zamkniety uklad wzbudzajacy drgania poosiowe, skladajacy sie z tarczy (8) polaczonej trwale z walem (3) i zaopatrzonej w sprezysty ele- 30 ment (9), z tarczy (10) zamocowanej do trzpienia (11) osadzonego luzno w otworze (3a) walu (3) i polaczo¬ nej z tarcza (8) sprezystym elementem (9) oraz z elektromagnetycznego wibratora wywolujacego drgania poosiowe i umieszczonego pomiedzy tarcza 35 (8) a tarcza (10), przy czym napedowe kolo (17) osa¬ dzone sztywno na wale (3) jest umieszczone pomie¬ dzy amortyzatorami (20) i (22) ustalajacymi wielko¬ sci srednich przemieszczen poosiowych calego ze¬ spolu wirujacego wspólnie z ukladem wzbudzaja- 40 cym i naczyniem (1), stanowiac jednolity zespól sy¬ metryczny osiowo o zrównowazonych obciazeniach dynamicznych tworzacych go mas i eliminujac wplyw tych obciazen i drgan na korpus urzadzenia i jego podstawe. 45

2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze elektromagnetyczny wibrator ma indukcyjna cewke (12) zamocowana wspólsrodkowo na tarczy (10) oraz ferromagnetyczny rdzen (13) osadzony na wale (3) w osi otworu cewki (12) tak, aby podczas 50 zasilania pradem impulsowym tej cewki nastepo¬ walo okresowe wciaganie rdzenia (13), wywolujace wymuszone ruchy wzgledne dwóch ukladów maso¬ wych tarczy (8) oraz tarczy (10) i wibrujacy ruch poosiowy walu (3) wraz z naczyniem (1). 55

3. Odmiana urzadzenia wedlug zastrz. 1, zna¬ mienna tym, ze tarcza (10) jest przymocowana bez¬ posrednio (fig. 2) tylko poprzez sprezysty element (9) do tarczy (8).

4. Odmiana urzadzenia wedlug zastrz. 1, zna- 60 mienna tym, ze glówny wal (3) jest zaopatrzony w trzymasowy zamkniety uklad wzbudzajacy drgania poosiowe umieszczony wprost na napedowym kole (17) i skladajacy sie z dwóch tarcz (27) zwiazanych sprezystymi elementami (28) z tarcza kola (17), ge a umieszczonych symetrycznie po jej obydwu stro-7 61315 8 nach oraz z elektromagnetycznego wibratora po¬ osiowego dwustronnego i przemiennego dzialania, umieszczonego wewnatrz pomiedzy tarczami (27).

5. Odmiana urzadzenia wedlug zastrz. 2, zna¬ mienna tym, ze elektromagnetyczny wibrator skla¬ da sie z elektromagnesu (26) i z ferromagnetycznego elementu (24) zamocowanych wspólosiowo naprze¬ ciwko siebie na tarczach (8) i (10).

6. Odmiana urzadzenia wedlug zastrz. 1 i 4, znamienna tym. ze elektromagnetyczny wibrator ma dwa pierscieniowe elektromagnesy (29) zamoco¬ wane na wewnetrznych powierzchniach tarcz (28) oraz pierscieniowy ferromagnetyczny element (30) umieszczony pomiedzy tymi elektromagnesami na tarczy kola (17), przy czym elektromagnesy (29) dzialaja na przemian, oddzialywajac poprzez kolo (17) na wal (3) i naczynie (1), nadajac im w dwu kierunkach wstrzasalnych ruch wibrujacy.KI. la,3 61315 MKP B 03 b, 3/44 Fig. 2 5 7 6 1 2 3 17 27 PL PL