SE519619C2 - Skruvtransportör med två koncentriska axellösa skruvar - Google Patents

Description

lO 15 20 25 30 35 519 619 2 skruvens rotationshastighet, vilket gör att materialet kommer att ges en större hastighet utmed centrumaxeln.

Vid avskiljning av fekalier eller annat slam i samband med reningsverk uppkommer ett speciellt problem, nämligen att slammet klibbar fast på skruvtransportörens vinge.

I exempelvis WO98/15335, 3915528 visas olika skruvtransportörer som används i SE-B-457 637 Och DE-Cl- samband med reningsverk. Dessa skruvtransportörer år utformade att avskilja fasta partiklar och slam från vatten som leds förbi den nedre änden av skruvtransportören. Genom att ytterröret är hàlförsett kommer en viss avvattning av slammet att ske allteftersom det transporteras uppåt i röret. Skrifterna beskriver olika sätt att åstadkomma denna avvattning.

De är dock samtliga behäftade med problem att vid kraftig avvattning har det upptransporterade slammet att ha en tendens att klibba fast på skruvens vingar. Om slammet fastnar kommer det inte längre att transporteras utmed skruvens axel, utan det kommer bara att rotera runt med i skruvens rotation. Det vanligaste sättet att använda skruvtransportörer i reningsverk eller liknande är därför att man endast avvattnar slammet till en viss grad med hjälp av skruvtransportören och sedan avvattnar slammet ytterligare till önskad grad i ett eller flera ytterligare steg efter skruvtransportören. Detta är dock inte ett tillfredställande sätt, dels med tanke på anläggningskostnader, dels med tanke på erforderligt utrymme.

Sammanfattning av uppfinningen Ett ändamål med uppfinningen är således att åstad- komma en transportör som är kompakt och ger en god av- vattningsförmåga i förhållande till kända konstruktioner.

Ett annat ändamål är att åstadkomma en transportör som är enkel, robust och billig i förhållande till kända konstruktioner. lO 15 20 25 30 35 n, h; 519 619 3 Ytterligare ett ändamål är att åstadkomma en transportör som utgör en förbättring i förhållande till kända konstruktioner med avseende på ett eller flera av de problem som omnämnts ovan.

Ovannämnda ändamål har i uppnåtts i enlighet med uppfinningen medelst en transportör med de kännetecken som anges i det självständiga patentkravet 1.

Transportören omfattar ett rör och en inuti och väsentligen koncentriskt med röret anordnad första skruv, vilken är roterbar i förhållande till röret och vilken omfattar minst en vinge som i radiell riktning sträcker sig mellan en första innerradie och en första ytterradie och som beskriver en första skruvlinje på en första geometrisk cylinder med nämnda första innerradie.

Transportören omfattar vidare en andra skruv som är anordnad väsentligen koncentriskt med nämnda rör och nämnda första skruv, varvid den andra skruven år anordnad inuti nämnda första geometriska cylinder, och varvid den andra skruven är roterbar i förhållande till den första skruven.

Genom att transportören omfattar en andra skruv som är anordnad inuti en yttre, s k axellös, skruv erhålles en konstruktion där skruvarna samverkar så att materialet som transporteras påverkas av ett kraftspel som är malande och sönderdelande. Detta gör att man effektivt förhindrar att transportören sätts igen av material som annars har en tendens att klibba fast på transportörens vingar. Materialansamlingar som annars skulle ha en tendens att klibba fast på en skruv dras effektivt sönder av den andra skruven. Dessutom är det ofta positivt att materialet som transporteras sönderdelas. Exempelvis är det lämpligt att slam som skall komposteras sönderdelas till små partiklar. Samverkan mellan skruvarna gör vidare att man om så är önskvärt kan erhålla en betydligt snabbare transport av materialet än vad som är möjligt med motsvarande rotationshastigheter i kända enkelskruvs- konstruktioner. lO l5 20 25 30 35 519 619 4 Denna konstruktionsidé erbjuder dessutom stora variationsmöjligheter avseende sönderdelningsförmåga och transporthastighet. Exempelvis kan man använda en innerskruv med mindre stigning och väsentligen samma rotationshastighet för att åstadkomma en snabb transport och samtidigt åstadkomma önskad sönderdelning. Samspelet mellan val av förhållandet mellan skruvarnas stigning och skruvarnas rotationshastighet kan anpassas alltefter önskad grad av sönderdelning. Exempelvis kommer två skruvar med motsatt orienterad stigning och samma rotationshastighet att åstadkomma en synnerligen snabb transport, eftersom materialet kommer att transporteras i det närmaste rakt upp med samma hastighet som en icke roterande mutter skulle göra. De två på materialet motverkande rotationsrörelserna gör att materialet inte kommer att följa någon av rotationsrörelserna i någon nämnvärd utsträckning. Enligt ett annat exempel kan man erhålla en kraftig sönderdelning genom att skruvarna utformas med olika stigning eller att de drivs olika rotationshastighet.

Föredragna utföringsformer framgår av de under- ordnade patentkraven.

Med fördel omfattar den andra skruven minst en vinge som i radiell riktning sträcker sig mellan en andra innerradie och en andra ytterradie och som beskriver en skruvlinje på en andra geometrisk cylinder med nämnda andra innerradie. En axellös skruv tolererar viss utböjning utan att transportören kärvar fast, eftersom en axellös skruv kan utföra en slingrande rörelse om det skulle vara nödvändigt. Detta är en fördel bl a eftersom man kan göra omgivande konstruktionselement betydligt enklare. Exempelvis kan man göra röret betydligt enklare, och därmed billigare, eftersom en viss utböjning kan tolereras.

Företrädesvis är den andra skruven är roterbar i förhållande till röret. Med denna utformning erhålles ytterligare en relativrörelse, vilket ytterligare lO 15 20 25 30 35 519 619 5 förstärker ovannämnda fördelar avseende transport- hastighet och sönderdelning.

Enligt en föredragen utföringsform beskriver den andra skruven en skruvlinje som är orienterad i motsatt riktning i förhållande till den första skruvens skruv- linje. Genom att utforma skruvarna så att deras vingar följer skruvlinjer som är orienterade åt motsatta håll kring sina respektive centrumaxlar kan man förenkla upp- lagringen av skruvarna väsentligt. Med denna utformning kan man anpassa den inre skruvens ytterdiameter och den yttre skruvens innerdiameter så att den inre skruven med sin ytterkant kommer att ligga an mot den yttre skruvens innerkant vid ett relativt stort antal punkter. Därmed kommer de båda skruvarna att i viss utsträckning styra varandra, samtidigt som de kan uppta utböjningar eftersom de kan utföra slingrande rörelser i förhållande till varandra.

Företrädesvis är den första och den andra skruven anordnade att roteras åt olika håll kring sin respektive centrumaxel. Därvid kommer skruvarna att samverka till att transportera materialet snabbt uppåt. Om man använder olika rotationshastighet eller stigning kommer man dessutom att erhålla en sönderdelning av materialet som transporteras.

Enligt en annan föredragen utföringsform beskriver den andra skruven en skruvlinje som är orienterad i samma riktning som den första skruvens skruvlinje. Med denna utformning kan man utforma transmissionen av skruvarna synnerligen enkel.

I samband med nyss nämnda utföringsform är det fördelaktigt att den första och den andra skruven är anordnade att roteras åt samma håll kring sin respektive centrumaxel. Detta gör att skruvarna kommer att samverka till att transportera materialet snabbt uppåt. Om man använder olika rotationshastighet eller stigning kommer man dessutom att erhålla en sönderdelning av materialet som transporteras. lO 15 20 25 30 35 519 619 6 Enligt en föredragen utföringsform har den andra skruven en stigning som är mindre än den första skruvens stigning. Denna utformning ger en god stabilitet hos konstruktionen eftersom den inre skruven kommer att ligga an mot den yttre skruven vid ett flertal punkter. Vidare gör denna konstruktion att man dels säkerställer att material inte fastnar, dels erhåller dessutom en viss sönderdelning även då skruvarna roteras med samma hastighet. Att skruvarna kan roteras med väsentligen samma hastighet är i många fall önskvärt eftersom växellådan då kan utformas kompakt, robust och enkel.

Enligt en föredragen utföringsform har den första skruven en stigning som varierar utmed dess längd- riktning. Exempelvis kan denna utformning vara användbar vid avvattningsprocesser eftersom materialets karakteristika förändras allteftersom det avvattnas.

Enligt en föredragen utföringsform har den andra skruven en stigning som varierar utmed dess längd- riktning. Exempelvis kan denna utformning vara användbar vid avvattningsprocesser eftersom materialets karakteristika förändras allteftersom det avvattnas.

Företrädesvis är röret är rotationsmässigt fast förankrat. Detta är föredraget om man vill hålla konstruktionen enkel. Exempelvis är det lämpligt att röret är stillastående om transportören skall delvis grävas ned för att dra upp slam från en avloppsledning.

Om röret skall grävas ned och det skulle vara roterbart skulle det krävas att man täckte röret med ett ytterligare yttre stillastående rör. Denna konstruktion är dock komplicerad och ställa stora krav på monteringen eftersom två i varandra anordnade rör har en kraftig tendens att kärva samman redan vid små utböjningar.

Kombinationen med dubbelskruv och stillastående rör är således en enkel och billig konstruktion som ändock ger en mycket god funktion. Säkerhetsmässigt är det också lämpligt eftersom man inte riskerar att rörets rotation skadar någon operatör eller omgivande utrustning. 10 15 20 25 30 35 519 619 7 Företrädesvis är röret och skruvarna snedställda en vinkel i förhållande till horisontalplanet. Genom att transportören lutas kommer tyngdkraften att trycka materialet mot insidan av röret och därmed underlätta transporten samtidigt som vattnet kan rinna nedåt i skruven för erhållande av en bra avvattning.

Kort beskrivning av ritninqarna Uppfinningen kommer att beskrivas närmare i det följande under hänvisning till bifogade schematiska ritningar som i exemplifierande syfte visar en för närvarande föredragen utföringsform av uppfinningen.

Fig 1 är en sprängskiss som visar delar av den inre och den yttre skruven.

Fig 2 är ett snitt som visar de båda skruvarnas drivning.

Fig 3 är en vy i perspektiv som visar de båda skruvarna sammanmonterade som en enhet.

Detalierad beskrivning av en föredragen utföringsform Transportören omfattar som huvudelement en ytter- en innerskruv 20 och ett rör 30, skruv 10, såsom framgår av fig 1 och 2. Skruvarna 10, 20 och röret 30 år koncentriskt anordnade utmed en centrumaxel C.

Ytterskruven 10 omfattar en vinge ll som i radiell riktning sträcker mellan en första innerradie rw och en första ytterradie RW. Vingen 11 beskriver en skruvlinje kring en geometrisk cylinder med samma radie som vingens 11 innerradie rm.

Innerskruven 2 omfattar, på liknande sätt som ytter- skruven 10, en vinge 21 som sträcker sig mellan en andra innerradie rm och en andra ytterradie RW. Vingen 21 beskriver en skruvlinje kring en geometrisk cylinder med samma radie som vingens 21 innerradie rm.

Enligt en föredragen utföringsform är dimensionerna valda så att ytterskruvens 10 innerradie rm är 25mm och dess ytterradie RM är 50mm. Ytterskruven 10 har en stigning Sw, d v s avståndet utmed centrumaxeln C mellan två efter varandra följande varv, som är 100mm. Inner- lO 15 20 25 30 35 519 619 8 skruvens 20 innerradie rw är 9mm och dess ytterradie Ru är 24mm. Innerskruven 20 har en stigning Sw som är 80mm.

Röret 30 har en innerdiameter som är nàgot större än ytterskruvens 10 ytterdiameter Rw, se fig 2. Eftersom skruvarna 10, 20 kan tolerera viss utböjning kan röret 30 tillverkas pà ett enkelt sätt av billigt material.

Exempelvis kan man använda billiga plaströr för de flesta tillämpningar.

För att de båda axellösa skruvarna 10, 20 skall kunna roteras är axeländar 12, ll, 22 fastgjorda vid vingarna 21. Den inre skruvens 20 axelände 22 är lagrad i den yttre skruvens 10 axelände 12, som följaktligen är rör- formad (se fig 2). 20 axeländar 12, 22 kan enkelt förses 23, Skruvarnas 10, med kuggkransar 13, remhjul eller liknande, för sammankoppling med motsvarande drivelement 41, 42 pä en För att de båda 20 skall rotera ät olika häll kan man till en motor 40 ansluten drivaxel 43. skruvarna 10, exempelvis anordna ett extra kugghjul 44 mellan kransen 23 pà innerskruvens 20 axel 22 och kugghjulet 42 pà den till motorn 40 anslutna drivaxeln 43.

För tydlighetens skull har de olika komponenternas lagringarna i den omgivande konstruktionen utelämnats, men givetvis skall exempelvis motorn 40 fastgöras, det mellanliggande kugghjulet 44 och ytterskruvens 10 axelände 12 rotationslagras.

Innerskruven 20 sträcker sig väsentligen utmed ytterskruvens 10 hela axiella längd, vilket gör att man kan erhålla god sönderdelning och hög transporthastighet på det sätt som önskas över transportörens hela längd.

Dessutom blir det synnerligen enkelt att lagra inner- skruven 20 i förhållande till ytterskruven 10 om inner- skruven 20 sträcker sig utmed ytterskruvens 10 hela längd.

För att ytterligare styra innerskruvens 20 rörelse inuti ytterskruven 10 kan innerskruven 20 förses med en axelände 24 (se fig 3) som lagras i ett ändparti 14 hos .~.. lO 15 20 25 30 35 ..- 519 619 i 9 ytterskruven 10. Såsom framgår av fig 3 omfattar ytter- skruven 10 en ändplatta 14 till vilken Vingen 11 år ansluten. För att stabilisera konstruktionen kan ett stag 15 anordnas mellan ändplattan 14 och Vingen 11 så att den ansluter till Vingen 11 på axiellt avstånd från änd- plattan 14. Innerskruvens 20 axelände 24 kan enkelt lagras i förhållande till ytterskruven 10 genom att den sträcker sig genom ett hål i ändplattan 14.

För att underlätta rengöring av transportören kan en eller liknande införas hålförsedd vattenslang (ej visad) i den inre skruvens hålkärna. Denna kan vara fast eller intermittent monterbar och den kan drivas kontinuerligt eller intermittent.

Det inses att en mängd modifieringar av de håri be- skrivna utföringsformerna av uppfinningen är möjliga inom ramen för uppfinningen, vilken definieras i de efterföl- jande patentkraven.

Exempelvis kan skruvarna ha varierande stigning utmed sin axialriktning, i enlighet med vad som diskuterats i det föregående, i syfte att optimera konstruktionen med tanke på att materialets karakteristika förändras exempelvis i samband med avvattning. Enligt en utföringsform har skruvarna olika orientering och drivs med samma varvtal. Under en viss sträckning utmed axialriktningen har de samma stigning, vilket ger upphov till en god transport- och avvattnings- effektivitet. Under en annan sträckning, belägen ovanför tidigare nämnda sträckning, har skruvarna olika stigning, vilket ger upphov till en god sönderdelning av det transporterade materialet. Det är oftast önskvärt att först avvattna materialet och därefter sönderdela det.

Vidare kan orienteringen av skruvarna såsom nämnts i det föregående vara samma för båda skruvarna.

Enligt en annan alternativ utföringsform omfattar transportören ytterligare skruvar som är anordnade inuti varandra på motsvarande sätt såsom innerskruven är anordnad i ytterskruven. Exempelvis kan konstruktionen lO 15 20 25 30 35 519 619 lO vara sådan att det finns tre koncentriska skruvar anordnade inuti varandra.

Enligt en alternativ utföringsform omfattar en eller flera av skruvarna två eller flera vingar som var och en beskriver en skruvlinje på samma sätt som de visade enstaka vingarna för respektive skruv. Denna konstruktion motsvarar maskinelementet en skruv med dubbla gångor eller ingångar. Exempelvis kan konstruktionen vara sådan att den yttre skruven har två vingar och den inre har en vinge. Val av aktuell kombination av en eller flera ingångar för respektive skruv beror till stor del om transporthastigheten eller sönderdelningsförmågan prioriteras.

Vidare skall det noteras att skruvarna inte behöver ha samma axiella utsträckning i alla tillämpningar.

Exempelvis kan konstruktionen vara sådan att den inre skruven börjar på avstånd från ytterskruvens ände. Detta kan vara tillämpligt då transportören sträcker sig ned i vatten så att risken för igensåttning är liten. Denna konstruktion kan därvid exempelvis vara sådan att ytter- skruven har en inre axel en viss sträcka och att den inre skruven lagras i änden hos ytterskruvens inre axel.

Enligt en annan alternativ utföringsform är de av flånsar uppbyggda vingarna snedställda i förhållande till horisontalplanet. Lämpligtvis år den yttre skruvens vinge snedställd så att den inre delen är belägen lägre än den yttre, vilket gör att den yttre skruven kommer att ploga materialet inåt mot den inre skruven. På motsvarande sätt är den inre skruvens vinge snedställd så att den inre delen är belägen höge än den yttre delen, vilket gör att den inre skruven kommer att ploga materialet utåt mot den yttre skruven. Detta ger upphov till en bra transport- effektivitet och möjliggör god sönderdelning.

Dessa och andra varianter framgår av de efter- följande patentkraven.

Claims (13)

10 l5 20 25 30 35 519 619 ll PATENTKRAV

1. Transportör omfattande ett rör (30) och en inuti och väsentligen koncentriskt med röret (30) anordnad första skruv (10), vilken är roterbar i förhållande till (30) (ll) radiell riktning sträcker sig mellan en första innerradie röret och vilken omfattar minst en vinge som i (rm) och en första ytterradie (Rw) och som beskriver en första skruvlinje på en första geometrisk cylinder (A) (rm), varvid transportören vidare omfattar en andra skruv (20) med nämnda första innerradie som är anordnad väsentligen koncentriskt med nämnda rör (30) och nämnda (10), (20) inuti nämnda första geometriska cylinder, och den andra första skruv den andra skruven är anordnad skruven (20) är roterbar i förhållande till den första (10), (10)

2. Transportör enligt krav 1, vid vilken den andra (20) (21) riktning sträcker sig mellan en andra innerradie (rm) och (Rzo) på en andra geometrisk cylinder (B) med nämnda andra skruven k ä n n e t e c k n a d av att den första skruven är axellös. skruven omfattar minst en vinge som i radiell en andra ytterradie och som beskriver en skruvlinje (fm)-

3. Transportör enligt krav 1 eller 2, vid vilken den (20) innerradie andra skruven är roterbar i förhållande till röret (30).

4. Transportör enligt något av föregående krav, vid (20) är orienterad i motsatt riktning i förhållande till den (10)

5. Transportör enligt 4, vid vilken den första och (10, 20) vilken den andra skruven beskriver en skruvlinje som första skruvens skruvlinje. den andra skruven är anordnade att roteras åt olika håll kring sin respektive centrumaxel (C).

6. Transportör enligt något av kraven 1-3, vid vilken den andra skruven (20) beskriver en skruvlinje som är orienterad i samma riktning som den första skruvens (10) skruvlinje. 10 15 519 619 12

7. Transportör enligt krav 6, vid vilken den första (10, 20) åt samma håll kring sin respektive centrumaxel (C). och den andra skruven år anordnade att roteras

8. Transportör enligt något av föregående krav, vid (20) har en stigning (Sgfl (10) (S10).

9. Transportör enligt något av föregående krav, vid (10) (S10) varierar utmed dess långdriktning (C). vilken den andra skruven som är mindre ån den första skruvens stigning vilken den första skruven har en stigning som av föregående krav, vid (Szo)

10. Transportör enligt något (20) varierar utmed dess längdriktning (C). vilken den andra skruven har en stigning som

11. ll. Transportör enligt något av föregående krav, vid vilken röret (30) är rotationsmåssigt fast förankrat.

12. Transportör enligt något av föregående krav, vid vilken röret (30) en vinkel i förhållande till horisontalplanet. och skruvarna (10, 20) år snedstållda

13. Transportör enligt något av föregående krav, vid vilken den andra skruven (20) är axellös.