PL192546B1 - Urządzenie do rozdrabniania materiału i sposób rozdrabniania materiału - Google Patents

Abstract

1. Urz adzenie do rozdrabniania materia lu z po- staci mokrych lub suchych odr ebnych kawa lków na stosunkowo mniejsze cz astki, zawieraj ace obudow e posiadaj ac a górn a i doln a p lyt e, w górnej p lycie jest umieszczony wlot przystosowany do wprowadzania materia lu w obudow e, w dolnej p lycie jest umiesz- czony wylot przystosowany do usuwania mniejszych czastek, wewn atrz obudowy s a umieszczone po- d lu zne wewn etrzne sciany tworz ace na przeci eciu pod lu zne wewn etrzne naro za, zespó l wirnika zawie- raj acy obrotowy wa l wzd lu znie przechodz acy po- przez obudow e i jest umieszczony pomi edzy p lytami górn a i doln a obudowy i liczne wirniki z lopatkami po laczone z wa lem w celu obracania, p lyty z otwo- rami umieszczone pomi edzy sasiednimi wirnikami par, ka zda p lyta z otworem przechodzi od wewn etrz- nych scian obudowy do srodkowego otworu, który tworzy przelot wokó l wa lu, znamienne tym, ze ka zdy wirnik (90, 92, 94, 96, 98, 100) zawiera p lyt e (148, 174) o wielobocznej kraw edzi obwodowej kszta ltuj acej liczne naro za (150, 178). PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do rozdrabniania materiału i sposób rozdrabniania materiału.

Rozdrabnianie grudkowych materiałów do postaci mniejszych cząstek jest istotnym procesem w wielu dziedzinach przemysłu. Na przykład, w przemyś le górniczym, grudki rudy rozdrabnia się na mniejsze cząstki, co zwiększa ich powierzchnię i ułatwia ekstrakcję metalu metodą ługowania chemicznego. W przemyśle cementowym miele się skały do różnej wielkości ziaren. Większość maszyn stosowanych w tym procesie rozdrabnia większe bryłki materiału na mniejsze cząstki, z zastosowaniem rolek lub kruszarek kulowych. W materiale po kruszeniu cząstek mają wielkość w pewnym zakresie wymiarowym. Oba typy wymienionych urządzeń są masywnymi maszynami, ulegającymi awariom podczas zgniatania twardego materiału. Ponadto, są to urządzenia bardzo energochłonne.

W przemyś le surowców wtórnych rozdrabnia się odpady do postaci mniejszych czą stek. Przed rozdrobnieniem konieczne jest oddzielnie materiałów o innym składzie, co zwiększa koszt procesu.

W przemyśle hodowlanym powstają duże ilości odpadów zwierzęcych wymagających suszenia oraz zmniejszenia zawartości bakterii, co może trwać wiele tygodni, zanim odpady posłużą jako nawóz, lub dla innych celów.

Z opisu patentowego USA nr 5 205 500 znane jest urzą dzenie do rozdrabniania materiał u z postaci mokrych lub suchych kawałków do stosunkowo mniejszych cząstek. Urządzenie to zawiera obudowę posiadającą podłużną oś symetrii. Obudowa ma pierwszy koniec z wlotem przez który doprowadza się materiał do obudowy oraz drugi koniec z wylotem, przez który odprowadza się mniejsze cząstki z obudowy. Pomiędzy pierwszym i drugim końcem rozpościera się wzdłużna wewnętrzna powierzchnia. W obudowie jest umieszczony zespół wirnika posiadający obrotowy wał ułożony wzdłuż podłużnej osi symetrii oraz co najmniej jeden wirnik. Wirnik zaś jest wyposażony w płytę wirnika oraz piastę poprzez którą jest połączony z obrotowym wałem. Ponadto zespół wirnika posiada obwodowo rozstawione elementy usytuowane obok co najmniej jednego z wirników i cofnięte do środka od wewnętrznej powierzchni obudowy w kierunku wirnika.

Urządzenie do rozdrabniania materiału z postaci mokrych lub suchych odrębnych kawałków na stosunkowo mniejsze cząstki, zawierające obudowę posiadającą górną i dolną płytę, w górnej płycie jest umieszczony wlot przystosowany do wprowadzania materiału w obudowę, w dolnej płycie jest umieszczony wylot przystosowany do usuwania mniejszych cząstek, wewnątrz obudowy są umieszczone podłużne wewnętrzne ściany tworzące na przecięciu podłużne wewnętrzne naroża, zespół wirnika zawierający obrotowy wał wzdłużnie przechodzący poprzez obudowę i umieszczony pomiędzy płytami górną i dolną obudowy i liczne wirniki z łopatkami połączone z wałem w celu obracania, płyty z otworami umieszczone pomię dzy sąsiednimi wirnikami par, każda płyta z otworem przechodzi od wewnętrznych ścian obudowy do środkowego otworu, który tworzy przelot wokół wału, według wynalazku charakteryzuje się tym, że każdy wirnik zawiera płytę o wielobocznej krawędzi obwodowej kształtującej liczne naroża.

Korzystnie urządzenie posiada obwodowo rozsunięte liczne elementy umieszczone obok każdego wirnika i cofnięte do środka od naroży obudowy w kierunku wirników.

Korzystnie obwodowa krawędź każdej płyty wirnika ma nieparzystą ilość boków.

Korzystnie łopatki każdego wirnika są kątowo przestawione względem łopatek innych wirników.

Korzystnie wielkości płyt wirnika rosną wraz ze wzrostem odległości od leja zasypowego.

Korzystnie łopatki tworzą mały występ ponad obwodową krawędzią płyty wirnika.

Korzystnie każda z łopatek jest zakrzywiona po łuku.

Korzystnie zewnętrzny koniec każdej łopatki ma kształt obwodowej krawędzi płyty wirnika w tym miejscu.

Korzystnie rozprowadzający wirnik jest umieszczony w pobliżu leja zasypowego i posiada płytę wirnika z wieloboczną krawędzią obwodową tworzącą liczne naroża, łopatki na powierzchni płyty wirnika, przechodzące promieniowo od naroży i pierścień zamocowany do górnej krawędzi łopatek, posiadający kształt foremnego wieloboku, wyrównany z obwodową krawędzią płyty wirnika.

Korzystnie pomiędzy parami sąsiednich wirników są umieszczone płyty z otworem, a promieniowe przeloty co najmniej dwóch płyt z otworem mają różne wielkości.

Korzystnie średnica środkowego otworu każdej płyty z otworem jest mniejsza od sąsiedniej pary wirników najbliższych tej płyty.

Korzystnie wielkości środkowych otworów w płytach z otworem rosną ze wzrostem odległości od leja zasypowego.

PL 192 546 B1

Korzystnie odległość pomiędzy każdą płytą z otworem i wirnikiem najbliżej płyty górnej obudowy tworzy pierwsze rozstawienie, odległość pomiędzy każdą płytą z otworem i wirnikiem najbliższym płyty dolnej obudowy tworzy drugie rozstawienie, odległość pomiędzy każdą parą leżących w sąsiedztwie płyt z otworami tworzy trzecie rozstawienie, odległość między każdą parą leżących w sąsiedztwie wirników tworzy czwarte rozstawienie, i gdzie co najmniej pierwsze, drugie, trzecie i czwarte rozstawienia nie są jednakowe.

Korzystnie co najmniej pierwsze, drugie, trzecie i czwarte rozstawienie maleje ze wzrostem odległości od płyty górnej obudowy, i gdzie średnica promieniowego przelotu wzrasta wraz ze wzrostem odległości od płyty górnej obudowy.

Korzystnie każda płyta wirnika ma kształt należący do zbioru zawierającego pięciobok, siedmiobok, i dziewięciobok, przy czym wielokątny kształt utworzony przez wewnętrzną powierzchnię obudowy jest dziewięciobokiem, a w pobliżu każdego z wirników umieszczono trzy człony.

Sposób rozdrabniania materiału do stosunkowo mniejszych cząstek obejmujący obracanie zespołu wirnika wytwarzającego przepływ powietrza przez obudowę, dostarczanie materiału do wlotu, wytworzenie przepływu zasadniczej części materiału w strumieniu powietrza przechodzącym przez obudowę i wychodzącym na wylocie, według wynalazku charakteryzuje się tym, że wytwarza się gwałtowne wzrosty i spadki ciśnienia w przepływającym materiale i powietrzu wewnątrz obudowy poprzez obracanie zespołu wirnika, przepływający materiał rozdrabnia się gwałtownymi wzrostami i spadkami ciśnienia.

Korzystnie wytwarza się przepływ zasadniczej części materiału w strumieniu powietrza poprzez nadanie wystarczającej szybkości przepływu materiału dla utrzymania zjawiska Coandy w materiale przepływającym wokół wirników.

Korzystnie reguluje się przepływ powietrza poprzez obudowę.

Korzystnie wprowadza się w obudowę materiał procesowy, przy jednoczesnym wprowadzaniu uprzednio wspomnianego materiału, powodując mieszanie materiału procesowego z uprzednio wspomnianym materiałem.

Korzystnie stosuje się materiał zawierający składniki, a w czasie rozdrabniania przepływającego materiału również rozdziela się składniki w gwałtownych wzrostach i spadkach ciśnienia.

Wynalazek przedstawia wirnik urządzenia do rozdrabniania materiału z postaci mokrych albo suchych odrębnych kawałków do mniejszych cząsteczek. W wirniku występuje piasta dostosowana do połączenia z obrotowym wałem w celu obracania, i płyta wirnika centralnie połączona z piastą.

Płyta wirnika ma kształt wieloboku, którego obwodowa krawędź tworzy wierzchołki. Na jednej powierzchni płyty wirnika występują łopatki, ustawione promieniowo do wewnątrz od wierzchołków. Płyta wirnika korzystnie posiada nieparzystą liczbę boków, przykładowo obwodowa krawędź może mieć kształt należący do zbioru zawierającego pięciobok, siedmiobok i dziewięciobok.

Każda z łopatek tworzy mały występ ponad obwodową krawędzią płyty wirnika i jest tak umieszczona względem wierzchołka płyty wirnika, że przednia wg kierunku obrotu powierzchnia łopatki znajduje się przy wierzchołku. Koniec każdej z łopatek w pobliżu wierzchołkowego naroża może być ukształtowany podobnie jak obwodowa krawędź w tym położeniu. Każda z łopatek może być zakrzywiona w łuku, wklęsła strona jest zwrócona do kierunku obrotu. Każda z łopatek jest ścięta pod kątem w taki sposób, ż e wysokość górnej krawę dzi roś nie ze wzrostem odległ o ś ci od piasty. Jeden typ wirnika, wirnik rozprowadzający, może ponadto zawierać pierścień zamocowany do górnych krawędzi łopatek, pierścień ten ma kształt wieloboku foremnego wyrównany z obwodową krawędzią płyty wirnika.

Pulweryzator zawierający przynajmniej jeden wirnik jak opisano powyżej, posiada obudowę, w której wystę puje pierwszy i drugi koniec, w pierwszym koń cu umieszczono konstrukcję wlotow ą dostosowaną do wprowadzania materiału w obudowę, drugi koniec wraz z układem wyprowadzenia dostosowano do usuwania mniejszych cząsteczek. Pomiędzy pierwszym i drugim końcem przechodzi wzdłużnie przez obudowę obrotowy wał. Piasty wirników połączono z wałem, w celu ich obracania. W miejscu przecięcia ściany obudowy tworzą podłużne wewnętrzne naroża. Liczba ścian może być nieparzysta, przykładowo, ściany mogą w przekroju tworzyć foremny dziewięciobok.

W urządzeniu mogą wystę pować płyty z otworem umieszczone w sąsiedztwie par wirników, każda płyta z otworem przechodzi od wewnętrznych ścian obudowy do środkowego otworu, który tworzy przelot dookoła wału. Otwory płyt z mogą mieć różne wielkości.

W jednym układzie, środkowy otwór każ dej z płyt ma średnicę mniejszą niż okrąg utworzony przez wierzchołki wirnika bezpośrednio przed płytą z otworem, w kierunku przepływu materiału przez

PL 192 546 B1 obudowę. W innym układzie, otwory powiększają się wraz ze wzrostem odległości od pierwszego i drugiego końca obudowy.

W urzą dzeniu wystę pują na obwodzie liczne elementy obok każ dego z wirników, cofnię te do środka od naroży obudowy w kierunku wirników. Elementy mogą tworzyć sworznie podpierające płyty z otworem.

W jednym przykładzie miejsca geometryczne wierzchoł ków każ dego wirnika wyznaczają okrą g, średnice okręgów wzrastają ze wzrostem odległości od pierwszego lub drugiego końca obudowy.

Odległość pomiędzy każdą płytą z otworem i wirnikiem najbliżej pierwszego końca obudowy tworzy pierwsze rozstawienie, odległość pomiędzy każdą płytą z otworami i wirnikiem najbliżej drugiego końca obudowy tworzy drugie rozstawienie, odległość pomiędzy każdą parą leżących w sąsiedztwie płyt z otworami tworzy trzecie rozstawienie, odległość między każdą parą leżących w sąsiedztwie wirników tworzy czwarte rozstawienie. W niektórych przykładach pierwsze, drugie, trzecie i czwarte rozstawienia nie są jednakowe.

Pierwsze, drugie, trzecie i czwarte rozstawienia maleją ze wzrostem odległości od pierwszego końca obudowy, a średnica otworu wzrasta wraz ze wzrostem odległości od pierwszego końca obudowy.

W innym aspekcie, wynalazek przedstawia urządzenie rozdrabniające materiał z postaci mokrych albo suchych odrębnych kształtów do stosunkowo mniejszych cząstek. Obudowa urządzenia posiada podłużną oś symetrii, w obudowie występuje pierwszy koniec z konstrukcją wlotu dostosowaną do wprowadzenia materiału do obudowy, drugi koniec z konstrukcją odprowadzenia mniejszych cząstek oraz podłużne ściany wewnętrzne wokół oś symetrii, których przecięcia tworzą podłużne wewnętrzne naroża. Obrotowy wał przechodzi współosiowo do osi symetrii. W obudowie występuje co najmniej jeden wirnik połączony do wału. Każdy wirnik posiada piastę połączoną do wału w celu jej obrotu w płaszczyźnie prostopadłej do osi symetrii, płyta wirnika jest centralnie zamocowana do piasty, a także łopatki na jednej stronie płyty wirnika, każda z łopatek przechodzi promieniowo do środka od obwodowej krawędzi płyty wirnika. W jednym aspekcie, płyty z otworem występują przemiennie z wirnikami, płyty z otworem umieszczono między każ dą parą sąsiednio położonych wirników. Płyty z otworem przechodzą od wewnętrznych powierzchni ścian obudowy do środkowego otworu tworzącego przelot dookoła wału, o różnych średnicach. W innym aspekcie odległość pomiędzy każdą płytą z otworem i wirnikiem najbliż szym pierwszego koń ca obudowy tworzy pierwsze rozstawienie, odległość pomiędzy każdą płytą z otworem i wirnikiem najbliżej drugiego końca obudowy tworzy drugie rozstawienie, odległość pomiędzy każdą parą leżących w sąsiedztwie płyt z otworem tworzy trzecie rozstawienie, odległość między każdą parą leżących w sąsiedztwie wirników tworzy czwarte rozstawienie. Pierwsze, drugie, trzecie i czwarte rozstawienia nie są jednakowe.

W następnym aspekcie w urządzeniu występuje obudowa posiadająca podłużną oś symetrii, w obudowie wystę puje pierwsza płyta w pierwszym końcu, druga płyta w drugim końcu, w której występuje otwór odprowadzenia mniejszych cząstek i wzdłużna wewnętrzna powierzchnia, wewnętrzna powierzchnia tworzy ściany przecinające się w podłużnych narożach. Obrotowy wał przechodzi współosiowo z centralną osią. Przez otwór w pierwszej płycie przechodzi lej zasypowy, dostosowany do wprowadzania materiału w obudowę. W obudowie umieszczono wzdłużnie rozmieszczone wirniki. W każdym wirniku występuje piasta połączona z obrotowym wałem w celu jej obracania, płyta wirnika centralnie połączona z piastą i posiadająca obwodową krawędź tworzącą liczne wierzchołki, i liczne łopatki po stronie płyty wirnika od pierwszego końca obudowy, łopatki przebiegają promieniowo do środka od wierzchołków. Pierwszy wirnik będący wirnikiem rozprowadzającym występuje w pobliżu pierwszej płyty, a materiał wprowadzany do obudowy przez lej zasypowy kieruje się ku wirnikowi rozprowadzającemu. Pomiędzy każdą parą sąsiednio położonych wirników występuje płyta z otworem. Każda płyta z otworem przechodzi od wewnętrznych ścian obudowy do środkowego otworu, który tworzy przelot dookoła wału. Liczne elementy występujące w narożach przecinających się ścian cofnięto do środka od naroży, obok każdego z wirników.

W opisanych powyżej pulweryzatorach mogą występować inne wła ściwości. Do wału może być połączony na przykład silnik z regulacją szybkości, napędzający wał z szybkością 600 obr/min. W obudowie może występować dodatkowy wlot do wprowadzania substancji przez górną płytę, oddzielnie od leja zasypowego. Dodatkowy wlot może zawierać regulator, do regulacji dopływu gazu albo płynu do obudowy. Pulweryzator może ponadto posiadać wymiennik ciepła na zewnętrznej ścianie obudowy, dostarczający lub odbierający ciepło od obudowy.

Wynalazek przedstawia również sposób rozdrabniania materiału zawierającego mokre lub suche odrębne kawałki do mniejszych cząsteczek. Sposób ten obejmuje: dostarczenie pulweryzatora

PL 192 546 B1 posiadającego obudowę, obrotowy wał przechodzący przez obudowę między jej pierwszym i drugim końcem, wirniki połączone z wałem celem obracania, nieruchome płyty z otworem pomiędzy każdą parą sąsiednich wirników, każda płyta posiada centralny otwór otaczający wał; obracanie wirników w celu wywoł ania przep ł ywu powietrza przez obudowę w przemiennym promieniowo zewnę trznym i promieniowo wewnę trznym torze dookoła wirników i przez otwory; wprowadzanie materia łu w pierwszym końcu obudowy; wytworzenie przepływu znacznej części materiału z powietrzem; wytworzenie fal uderzeniowych w przepływającym materiale i powietrzu przy obracaniu wirników; i rozdrobnienie przepływającego materiału przez fale uderzeniowe.

Sposób może zawierać przynajmniej jedną cechę znamienną. Upłynnienie znacznej części materiału z powietrzem może obejmować nadanie szybkości wystarczającej dla wystąpienia zjawiska Coandy w materiale przepływającym dookoła wirników i przez otwory. Dostarczenie pulweryzatora może obejmować zastosowanie wirników z wieloboczną płytą tworzącą wierzchołki leżące na urojonym okręgu, i łopatkami na powierzchni wirnika, które przechodzą promieniowo od wierzchołków ku wałowi. Dostarczenie pulweryzatora może obejmować zastosowanie obudowy z wewnętrznymi ścianami przecinającymi się w podłużnych narożach. Dostarczenie pulweryzatora może obejmować rozmieszczenie wirników, płyt z otworem i obudowy dla wytworzenia wstecznego ciśnienia w materiale przepływającym przez otwory. Sposób może ponadto obejmować regulację przepływu powietrza przez obudowę. Może to dotyczyć wprowadzenia materiału procesowego do obudowy podczas wprowadzania pierwszego materiału do obudowy, i mieszanie materiału procesowego z pierwszym materiałem.

Pulweryzator według wynalazku znajduje wiele różnych zastosowań. Na przykład, może rozdrabniać skały, rudy zawierające metale szlachetne lub półszlachetne, tworząc miałki pył. W niektórych rudach, trudnotopliwe pierwiastki jednych składników, np. złota, mogą być oddzielane od innych składników. Od rudy często oddzielana jest skała płonna. Gliny mogą być proszkowane na miałki pył przeznaczony dla zastosowań ceramicznych. Rozdrabnianie odbywa się z minimalnym poborem energii i minimalnym zużyciem części składowych pulweryzatora.

Pulweryzator może być przystosowany do rozdrabniania zużytych opon do postaci małych kawałków gumy, i oddzielenia od gumy kordów tekstylnych lub stalowych.

Pulweryzator może być przystosowany do rozdrabniania całych niemytych puszek aluminiowych do napojów, na małe suche kawałki w celu odzysku surowca.

Pulweryzator może być przystosowany do rozdrabniania butelek w celu odzysku surowca. Pulweryzator oddziela zanieczyszczenia zmieszane z butelkami, na przykład metalowe kapsle, gumowe uszczelki i papier. Całkowicie usuwana jest pozostałość płynów. Występuje możliwość segregowania barwnego szkła przez dostosowanie szybkości zespołu wirnika.

Pulweryzator może być przystosowany do szybkiego rozdrabniania odpadów organicznych, albo odchodów zwierzęcych, nawozu, do postaci suchego proszku o wydatnie zmniejszonej ilości bakterii.

Pulweryzator może być przystosowany do mielenia ziarna, środków farmaceutycznych, bądź większości materiałów niemetalowych na proszek. Wielkość ziaren można regulować poprzez zmianę szybkości obrotowej, a także ilości boków wirników.

Pulweryzator może być zastosowany jako płuczka powietrzna, na przykład w kanale dymnym do zmiany chemicznej i fizycznej charakterystyki gazów kominowych.

Pulweryzator może być przystosowany do rozdrabniania ceramicznych składników w katalitycznych konwertorach, gdzie wytwarzane są konglomeraty metali szlachetnych.

Pulweryzator może być przystosowany do regulowanego doprowadzenia cieczy, dzięki czemu do rozdrabnianego materiału może być dodawany gaz lub płyn. Gaz może być dodatkowym składnikiem zwiększającym i regulującym przepływ rozdrabnianego materiału przez pulweryzator. Gaz lub płyn mogą przyśpieszać reakcje chemiczne zmieniające rozdrabniany materiał, lub hamować reakcje chemiczne powstrzymując chemiczne zmiany rozdrabnianego materiału.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia pulweryzator według wynalazku, fig. 2 - pulweryzator według fig. 1, w rzucie z góry, fig. 3 zespół obudowy wirnika pulweryzatora według fig. 1, w rzucie z boku, fig. 4 - wirnik rozprowadzający w widoku z góry, według fig. 3, fig. 4A - szczegół według fig. 4 na przekroju 4-4, fig. 5 - zespół wirnika wewnątrz obudowy, włącznie z lejem zasypowym, w przekroju 5-5 według fig. 4, fig. 6 - zespól obudowy wirnika, w rzucie z dołu, fig. 7 - wirnik rozprowadzający w rzucie eksplodującym, fig. 8 - płytę z otworem wchodzą c ą w skł ad zespołu wirnika, w rzucie z góry, fig. 9 - wirnik w rzucie z góry, fig. 10A i 10B - sworzeń podpierający do zespołu wirnika, w rzucie z boku i w rzucie z góry, fig. 11 - fragment wirnika dla innego przykładu wykonania łopatki wirnika, w rzucie z góry, fig. 12 - przekrój 12-12 według fig. 11.

PL 192 546 B1

Według fig. 1 i 2 urządzenie 10 do rozdrabniania zwane też pulweryzatorem zastosowane na przykład do zmniejszania rozmiaru odrębnych kawałków do mniejszych wymiarowo cząstek posiada obudowę 12 zawierającą zespół wirnika 38. Choć poniższy opis przykładu wykonania dotyczy urządzenia 10 opisanego jako „pulweryzator” należy rozumieć, że urządzenie 10 to można zastosować w innych celach, na przykł ad do przetwarzania szlamu i odpadów biologicznych, przetwarzania chemicznego i w płuczkach powietrznych. Obudowę 12 otacza cylindryczna osłona 14 podparta przez pierścieniową blachę 16 trzema wolnostojącymi ramami 18 podparcia na betonowej płycie 19. Pierścieniową blachę 16 przyspawano do osłony 14 i zamocowano do ramy 18 śrubami 20.

Na ramie 18 podparto również zespół silnika 22 elektrycznego napędzający zespół wirnika 38 od pojedynczego czterorowkowego klinowego koła pasowego 24 do rowkowego koła pasowego 26 o mechanicznie regulowanej ś rednicy. Koło pasowe 26 łączy się z wałem 28 zespołu wirnika 38, przechodzącym przez obudowę 12. Wał 28 wykonano z pręta stalowego 4140 o średnicy 51 mm (2 cale). W zespole silnika 22 występuje trójfazowy silnik 30 o mocy 25HP, 230V posiadający regulator obrotów 32. Zespół silnika 22 jest zasilany poprzez wyłącznik 34 zaopatrzony w bezpieczniki. Nastawne koło pasowe 26 i regulator obrotów 32 umożliwiają bezstopniową zmianę szybkości wału 28 zespołu wirnika 38 w zakresie około 600-3800 obr/min. Do pomiaru rzeczywistej szybkości obrotowej wału 28 służy zespół przekładni łańcuchowej 36 zamocowany do wału 28. Zespół przekładni pasowej może być zamknięty osłoną (nie pokazano).

Według fig. 3 i 4 obudowa 12 posiada dziewięć podłużnie przechodzących ścian bocznych 40 tworzących w przekroju poprzecznym kształt wielokąta foremnego. Średnica wpisana wewnętrznej powierzchni obudowy 12 wynosi około 597 mm (23,5 cala). Ściany boczne 40 tworzą w miejscu przecięcia wewnętrzne naroża 42, lub kąty wierzchołkowe 40°. Ściany boczne 40 i wewnętrzne naroża 42 przechodzą podłużnie pomiędzy płytą górną 44 i płytą dolną 46. Płyta górna 44 i płyta dolna 46 są odsunięte od siebie na odległość około 775 mm (30,5 cala).

Płyta górna 44 jest sztywno przytwierdzona do osłony 14 trzema zespołami taśmowymi 48 (fig. 1 i 2). W każdym zespole taśmowym 48 wystę puje wspornik 50 przyspawany do zewnę trznej powierzchni osłony 14, sztywna taśma 52 oraz śruby 54, 56 łączące taśmę 52 ze wspornikiem 50 i płytą górną 44.

W opisywanym przykł adzie ś ciany 40 tworzą trzy panele 60, 62, 64, a każ dy panel 60, 62, 64 zawiera dwie pełne ściany 40, dwie częściowe ściany 40 i trzy wewnętrzne naroża 42. Według fig. 4A każda para paneli, na przykład 60 i 62 jest połączona zakładkowym szwem 66 umieszczonym orientacyjnie w środku między narożami 42. Do panelu 60 przyspawano wsporniki 68, a do panelu 62 przyspawano wsporniki 70, w sąsiedztwie szwa 66. Pary wsporników 67, 70 są powiązane ze sobą łącznikami, na przykład śrubami 72 i nakrętkami 74. W szwie 66 i w innych połączeniach pomiędzy obudową 12 może być zastosowany materiał uszczelniający połączenia, tworzący hermetyczną obudowę.

Wracając do fig. 2 i 3, płytę dolną 46 podparto na części pierścieniowej blachy 16, którą umieszczono promieniowo wewnątrz osłony 14 w małej odległości. Pomiędzy pierścieniową blachą 16 i płytą dolną 46 występuje uszczelka (nie pokazano) tworząca zamknięcie hydrauliczne. Może tu być zastosowana śruba o zagiętym sworzniu (nie pokazano) wymuszająca uszczelnienie. Płyta dolna 46 jest zamocowana do paneli 60, 62, 64 dziewięcioma gwintowanymi łącznikami 65, które przechodzą poprzez otwory utworzone w łącznikach 67 zamocowanych do paneli 60, 62, 64, wkręcanych w gwintowane otwory 58 rozmieszczone wokół obwodu płyty dolnej 46. Płyta górna 44 jest przykręcona śrubami do gwintowanych połączeń 75 na panelach 60, 62, 64 gwintowanymi łącznikami 76.

Poprzez otwór 80 w płycie górnej 44 przechodzi lej zasypowy 78, do wprowadzania rozdrabnianego (lub w inny sposób przerabianego) materiału w obudowę 12. Dla jasności lej zasypowy 78 pokazano na fig. 2 w położeniu odmiennym od położenia pokazanego na fig. 1. W leju zasypowym 78 występuje prostokątna rura 82 ustawiona względem płaszczyzny płyty górnej 44 pod kątem około 44°. W leju zasypowym 78 wystę puje również lej 84 umieszczony w jego górnym ko ń cu oraz wspornik do połączenia z płytą górną 44. Rura 82 o długości około 337 mm (13,25 cala) wystaje około 35 mm (1,375 cala) poniżej spodniej strony płyty górnej 44, a jej wewnętrzne wymiary wynoszą 76 x 102 mm (3 x 4 cale). Rura 82 posiada kołnierz 85 do zamocowania leja zasypowego 78 na płycie górnej 44, np. gwintowymi łącznikami.

Obecnie opisano zespół wirnika 38 według fig. 1 i 4-6. W zespole wirnika 38 występuje obrotowy wał 28, przechodzący wzdłuż poprzez obudowę 12. Wał 28 przechodzi poprzez zespół łożyska górnego 86, który przykręcono śrubami do płyty górnej 44. Na wale 28 ponad górnym łożyskiem 86 umieszczono zespół przekładni łańcuchowej szybkościomierza i rowkowe koło pasowe 26. Do spodniej

PL 192 546 B1 strony płyty dolnej 46 przykręcono śrubami zespół łożyska dolnego 88. Wał 28 nie przechodzi poprzez zespół łożyska dolnego 88.

Wewnątrz obudowy 12 występuje sześć podłużnie rozmieszczonych wirników 90, 92, 94, 96, 98, 100, każdy zamocowany do odnośnej piasty 102, 104, 106, 108, 110, 112, która jest połączona z wałem 28 dwoma wpustami (nie pokazano). Pomię dzy są siednimi parami piast 102, 104, 106, 108, 110, 112 występują elementy dystansowe 114, 116, 118, 120, 122, które są również wpustowo osadzone na wale 28. Przy płycie górnej 44 występuje element dystansowy 124, a przy płycie dolnej 46 występuje element dystansowy 126. Element dystansowy 124 jest osadzony na wale 28 za pomocą śruby ustalającej (nie pokazano). Wał 28 o średnicy 51 mm (2 cale) wykonano ze stali stopowej 4140. Średnice każdego z elementów dystansowych mają wymiar około 89 mm (3,5 cala). Poprzez zmianę długości jednego lub więcej elementów dystansowych 114, 116, 118, 120, 122, 126 można zmieniać podłużne położenie jednego lub więcej wirników 90, 92, 94, 96, 98, 100.

Pomiędzy parami sąsiednich wirników 90, 92, 94, 96, 98 i 100 występują płyty z otworem 128, 130, 132, 134 i 136. Płyty z otworem 128, 130, 132, 134, 136 umieszczono pomiędzy ścianami 40 obudowy 12. W środkowej części każdej z płyt 128, 130, 132, 134, 136 wykonano otwór, który wraz z odnoś nym elementem dystansowym 114, 116, 118, 120, 122 tworzy pier ś cieniowy przelot 138, 140, 142, 144, 146.

W opisanym przykładzie każdą osłonę 14, pierścieniową blachę 16, płytę górną 44, płytę dolną 46, panele 60, 62, 64, wirniki 90, 92, 94, 96, 98, 100 i płyty z otworem 128, 130, 132, 134, 136 wykonano z niskowęglowej stali o grubości 12,7 mm (0,5 cala), na przykład ze stali 1020. Części te można wykonywać z innych materiałów, włącznie z materiałami twardszymi i miększymi, w zależności od przewidzianego zastosowania pulweryzatora.

Na fig. 7 pokazano pierwszy od góry wirnik 90, który będzie również nazywany wirnikiem rozprowadzającym, i występuje najbliżej wlotu materiału do obudowy 12 poprzez lej zasypowy 78. Wirnik 90 rozprowadzający posiada płytę 148, której obwodowa krawędź tworzy pięciobok foremny posiadający pięć wierzchołków, lub zewnętrznych naroży 150. Z górnej powierzchni płyty 148 wirnika 90 rozprowadzającego wystaje w górę w kierunku płyty górnej 44 pięć łopatek 152 wirnika 90 rozprowadzającego (dla przejrzystości na fig. 7 pokazano tylko trzy łopatki). Każda łopatka 152 wirnika 90 rozprowadzającego przechodzi również w przybliżeniu promieniowo do wewnątrz od zewnętrznego naroża 150 do piasty 102. Łopatki 152 mogą być przytwierdzone do płyty 148 wirnika 90 rozprowadzającego i piasty 102 w drodze spawania. Alternatywnie, każda z łopatek 152 może wchodzić w rowek 154 wykonany w płycie 148 wirnika 90, gdzie będzie zamocowana gwintowanymi łącznikami 156, na przykład ś rubami, przechodzącymi poprzez otwory 158 w płycie wirnika 90 i wkręconymi w gwintowane otwory 160 w łopatce 152. Górna kraw ędź każdej łopatki 152 wirnika 90 rozprowadzającego jest odchylona w górę od wysokości około 25,4 mm (1 cal) przy piaście 102 do wysokości około 38,7 mm (1,5 cala) w pobliżu obwodu płyty 148. Do górnych krawędzi 162 łopatek 152 wirnika 90 rozprowadzającego przyspawano pięcioboczny pierścień 164 rozprowadzający o szerokości około 38,7 mm (1,5 cala).

Płyty 148 wirników 90 rozprowadzających, pierścienie 164 rozprowadzające i łopatki 152 wirników 90 rozprowadzających wykonano z niskowęglowej blachy stalowej o grubości 12,7 mm (0,5 cala). Wirnik 90 rozprowadzający jest opisany okręgiem o średnicy 432 mm (17 cali) i ma wysokość około 69 mm (2,7 cala). Pierścień 164 rozprowadzający umieszczono około 41 mm (1,625 cala) poniżej płyty górnej 44 i okoł o 6,5 mm (0,25 cala) poniż ej otworu wylotowego 166 leja zasypowego 78. Otwór wylotowy 166 leja zasypowego 78 umieszczono w taki sposób, że przy wyrównaniu środka cięciwy pierścienia 164 rozprowadzającego z otworem wylotowym 166, najbardziej wewnętrzna promieniowo krawędź 167 otworu wylotowego 166 wystaje do wewnątrz około 12,7 mm (0,5 cala) poza wewnętrzną krawędź 170 pierścienia rozprowadzającego 164. Gdy naroże 150 wirnika 90 rozprowadzającego jest wyrównane z lejem zasypowym 78, zewnętrzna część otworu wylotowego 166 znajduje się wewnątrz pierścienia 164 rozprowadzającego. Tworzy to dużą przestrzeń doprowadzenia materiału w szczeliny pomiędzy łopatkami 152 wirnika 90 rozprowadzającego i daje doprowadzenie materiału z leja zasypowego 78 na wirnik 90 maksymalnie odsunięty promieniowo od piasty 102. Z przyczyn omówionych poniżej każda łopatka 152 jest tak ustawiona, że gdy zespół wirnika 38 obraca się, tylna krawędź 172 każdej łopatki 152 jest w przybliżeniu wyrównana z obwodową krawędzią płyty 148 wirnika 90 rozprowadzającego w tylnej kraw ę dzi naroż a 150, bez zachodzenia lub z wystawaniem łopatek 152 wirnika 90 rozprowadzającego nieco poza krawędź płyty 148 wirnika 90 rozprowadzającego.

Pozostałe wirniki 92, 94, 96, 98, 100 mają inną konstrukcję niż wirnik 90 rozprowadzający, lecz są do siebie podobne. Przykładowo opisany będzie wirnik 94 według fig. 8. W skład wirnika 94 wchodzi

PL 192 546 B1 płyta 174, której obwodowa wielokątna krawędź 176 w kształcie foremnego dziesięcioboku tworzy dziewięć wierzchołkowych naroży 178. Płytę 174 wirnika 94 przyspawano lub w inny sposób trwale połączono z piastą 106. Wirnik 94 posiada również dziewięć zakrzywionych łopatek 180, przechodzących w przybliżeniu promieniowo do wewnątrz w kierunku piasty 106 od każdego z wierzchołkowych naroży 178. Łopatki 180 mają długość około 152 mm (sześciu cali), i wystają na wysokość 25,4 mm (1 cala) ponad płytę 174 wirnika 94 o grubości około 12,7 mm (0,5 cala). Dla większości zastosowań pulweryzatora wewnętrzna krzywizna każdej łopatki 180 jest zwrócona w kierunku obracania się zespołu wirnika 38. Płytę 174 wirnika 94 wykonano z niskowęglowej blachy stalowej o grubości 12,7 mm (0,5 cala), a łopatki 180 wykonano z rury stalowej o średnicy 203 mm (8 cali) i grubości ścianki 12,7 mm (0,5 cala). Łopatki 180 wstawiono w rowki o głębokości 3,2 mm (0,125 cala) (nie pokazano) wykonane w górnej powierzchni płyty 174 wirnika 94 i przykręcono trzema gwintowanymi łącznikami (nie pokazano) przechodzącymi poprzez otwory w płycie 174 wirnika 94 (nie pokazano), w podobny sposób jak opisano powyżej dla wirnika 90 rozprowadzającego pokazanego na fig. 7. Takie rozwiązanie umożliwia szybkie wymontowanie i zmianę łopatek 180. Alternatywnie, łopatki 180 mogą być przyspawane lub w inny sposób zamocowane do płyt 174 wirników 94. Zewnętrzne tylne krawędzie 182 łopatek 180 są ścięte pod kątem, dla wyrównania do obwodowej krawędzi 176 płyty 174 wirnika 94 w taki sposób, że nie ma zachodzenia pomiędzy płytą 174 wirnika 94 i łopatką 180, bądź tylna krawędź 182 nieco wystaje poza krawędź 176 płyty 174 wirnika 94 na tylnym boku wierzchołkowego naroża 178.

Inne wirniki 92, 96, 98 i 100 są zbudowane podobnie jak wirnik 94, każdy posiada dziewięcioboczną krawędź obwodową 176 i zakrzywione łopatki 180 przechodzące promieniowo do wewnątrz od wierzchołkowych naroży 178 w kierunku odnośnych piast 104, 108, 110 i 112. W przykładzie pokazanym na fig. 5 wirniki 92, 94, 96, 98 i 100 są opisane okręgami o średnicach 432, 483, 533, 533, 533 mm (17, 19, 21, 21 i 21 cali), w tej kolejności. Długość na zewnętrznym obwodzie każdej łopatki 180 wynosi około 153 mm (6 cali), łopatki 180 są ścięte w wierzchołkowym narożu 182, i nie ma zachodzenia pomiędzy płytą 174 wirnika i łopatką 180 na tylnej krawędzi 182. Wysokość każdego wirnika wynosi około 38 mm (1,5 cala). Ponieważ wirnik 92 jest mniejszy od pozostałych wirników a łopatki 180 we wszystkich wirnikach 92, 94, 96, 98, 100 mają ten sam rozmiar, każda łopatka 180 na wirniku 92 dochodzi do piasty 104, natomiast łopatki 180 na wirnikach 94, 96, 98, 100 nie dochodzą do piast 106, 108, 110, 112, tworząc odstęp.

Przechodząc obecnie do fig. 9, płyta z otworem 128 może być wykonana z niskowęglowej blachy stalowej o grubości 12,7 mm (0,5 cala). Jej obwodowa krawędź 184 tworzy dziewięcioboczny wielokąt ściśle dopasowany do ścian 40 obudowy 12. W płycie 128 wykonano centralny otwór 186 utworzony przez wewnętrzne obrzeże 188, który wraz z elementem dystansowym 114 tworzy pierścieniowy promieniowy przelot 138. Podobnie wykonano płyty z otworem 130, 132, 134 i 136. W płytach 128, 130, 132, 134 i 136 występują otwory 186 o średnicach 178, 203, 229, 254, 279 mm (7, 8, 9, 10 i 11 cali), w tej kolejności.

Wracając do fig. 4 i 5, a także według fig. 10A i 10B, płyty z otworem 128, 130, 132, 134, 136 są podparte niezależnie od paneli 60, 62, 64 przez podpierające sworznie 190. Podpierające sworznie 190 można wykonać ze stalowego pręta o średnicy 51 mm (2 cale). Pomiędzy każdą parą sąsiadujących płyt z otworami 128, 130, 132, 134, 136 występują trzy równo rozstawione względem siebie sworznie 190. Każdy sworzeń 190 umieszczono w wierzchołkowym narożu 192 płyty 128, 130, 132, 134, 136 z otworem w taki sposób, że leż y w sąsiedztwie wewnętrznego naroża 42 obudowy 12. Jak pokazano na fig. 5 i 9 podpierające sworznie 190 na jednej stronie płyty z otworem, na przykład płyty 128, są przestawione o jeden wierzchołek (to jest o 40°) względem podpierających sworzni 190A na drugiej stronie tej płyty z otworem 128.

Podpierające sworznie 190 są zamocowane do płyt z otworami 128, 130, 132, 134, 136 gwintowanymi łącznikami 194, na przykład śrubami, które wchodzą w przelotowe otwory z pogłębieniem stożkowym (nie pokazano) w płytach, i w gwintowane otwory 196 wykonane w sworzniach 190. Przykładowo, śruby 56 zastosowane do mocowania taśm 52, jak podano w odniesieniu do fig. 2, mogą być również zastosowane do mocowania trzech sworzni 190. Trzy podpierające sworznie 190 zamocowane do spodniej strony płyty z otworem 136 mogą być również zamocowane do płyty dolnej 46. W płycie dolnej 46 występują trzy otwory 198, przez które można przełożyć gwintowane łączniki 200 (pokazane na fig. 5), w celu zamocowania trzech sworzni 190.

Wracając do fig. 6, w płycie dolnej 46 występują żebra 202 tworzące cztery otwory 204, poprzez które odprowadza się z obudowy 12 rozdrobniony materiał. Tuż na zewnątrz otworów 204 wystaje z płyty dolnej 46 płaszcz 206 o średnicy 584 mm (23 cale). Żebra 202 utrzymują zespół wirnika 38

PL 192 546 B1 w zespole łożyska dolnego 88, przykręconym śrubami do żeber 202. Ż ebra 202 mają możliwie najmniejszy wymiar, dla maksymalnego zwiększenia otworów 204 w płaszczu 206.

Średnicę płaszcza 206 dopasowano do otworu 208 litrowej (55 galonowej) beczki 208, ustawionej na rolkach 209. Pomiędzy płaszczem 206 i beczką 208 występuje pas tkaniny 210, zapobiegający wydostawaniu się drobnych cząstek sproszkowanego materiału. W płaszczu 206 wykonano cztery otwory 212 (na fig. 3 pokazano tylko jeden otwór). Wokół każdego otworu 212 rozmieszczono otwory śrub mocujących 152 mm (6 calową) rurę 214 (na fig. 1 i 2 pokazano tylko dwa). Rury 214 wychodzą promieniowo na zewnątrz z płaszcza 206 i są zakończone rozłącznie zamocowanym tkaninowym filtrem workowym 216. Powietrze wylatuje z pulweryzatora przez rury 214. Filtry workowe 216 zatrzymują drobne cząsteczki i jednocześnie przepuszczają powietrze.

W opisanym przykł adzie wirniki 90, 92, 94, 96, 98, 100 i p ł yty z otworem 128, 130, 132, 134, 136 rozmieszczono następująco: górne powierzchnie płyt z otworami 128, 130, 132, 134 i 136 są odsunięte w kolejności o około 73, 54, 48, 41, 35 mm (2,875, 2,125, 1,875, 1,625 i 1,375 cali) poniżej dolnych powierzchni odnośnych wirników 90, 92, 94, 96 i 98. Płyty z otworem 128 i 130 są odsunięte o około 127 mm (5 cali); p łyty z otworem 130 i 132 są odsunięte o około 114 mm (4,5 cala); płyty z otworem 132 i 134 są odsunię te o okoł o 102 mm (4 cale); i pł yty z otworem 134 i 136 są odsunię te o około 89 mm (3,5 cala). Górne części łopatek 180 na wirnikach 92, 94, 96, 98 i 100 są oddalone o okoł o 35, 30, 22, 16, 12,7 mm (1,375, 0,187 0,875, 0,625 i 0,5 cala) poniż ej odnoś nych pł yt z otworami 128, 130, 132, 134 i 136. Wirnik 100 występuje około 44 mm (1,75 cala) powyż ej płyty dolnej 46. Każdy z wirników 92, 94, 96, 98 i 100 obrócono względem najbliższego sąsiedniego wirnika o okoł o 13,3°.

Wielkości wirników 90, 92, 94, 96, 98, 100 w zespole 38 zwiększają się wraz ze wzrostem odległości od górnego końca obudowy 12, gdzie wprowadza się w obudowę 12 materiał przeznaczony do rozdrobnienia lub przetworzenia w inny sposób. Najmniejsze wirniki 90, 92 umieszczono w pobliżu płyty górnej 44, największe wirniki 96, 98, 100 umieszczono w pobliżu płyty dolnej 46, a wirnik średniej wielkości 94 umieszczono mniej więcej w środku pomiędzy płytą górną 44 i płytą dolną 46. Układ ten jest dostosowany do rozdrabniania dużych cząstek. Jeśli w doprowadzanym materiale występują średnio biorąc cząstki mniejsze, wirniki 90, 92, 94, 96, 98, 100 mogą być bardziej jednorodne, o większym rozmiarze. W niektórych zastosowaniach korzystne może być użycie wirników 90, 92, 94, 96, 98, 100 tej samej wielkości, lub w pewnym układzie wirników pomiędzy większym i mniejszym wirnikiem.

Średnice otworów 138, 140, 142, 144, 146 wzrastają wraz ze wzrostem odległości od górnego końca. Układ ten służy do utrzymania na każdym stopniu ujemnego ciśnienia wstecznego. Dla innych zastosowań układ ten może być odwrócony, lub wielkości otworów w płytach mogą się zmieniać w inny sposób od jednego koń ca obudowy 12 do drugiego.

Rozstawienie pomiędzy każdą płytą z otworem 128, 130, 132, 134, 136 i następnym wirnikiem 90, 92, 94, 96, 98, 100 leżącym poniżej maleje wraz ze wzrostem odległości od góry do dołu. Ponadto, wirniki i płyty z otworem tak rozmieszczono, że rozstawienie pomiędzy sąsiednimi płytami z otworami maleje od góry do dołu. Zmniejsza to objętość na stopniach pomiędzy górą i dołem zespołu wirnika 38.

Materiał przepływający poprzez otwór w pulweryzatorze najpierw zwiększa szybkość, czemu towarzyszy spadek ciśnienia. Następnie, w wyniku zmniejszenia objętości na każdym kolejnym stopniu materiał przepływający przez pulweryzator doznaje gwałtownego sprężenia, co z kolei może powodować gwałtowny wzrost ciśnienia oraz temperatury. Na każdym kolejnym stopniu wzrasta wielkość otworu, co daje spadek ciśnienia na otworze. Występujące na każdym otworze ujemne ciśnienie wsteczne wspomaga utrzymywanie przepływu materiału.

Opisany powyżej system rozdrabniający testowano dla wielu różnych materiałów o szeroko zróżnicowanym składzie, twardości, plastyczności i zawartości wilgoci. Na tej podstawie można wnioskować, że materiał wprowadzony do pulweryzatora, w którym zespół wirnika 38 obraca się z szybkością co najmniej około 1000 obr/min, ulega rozdrobnieniu głównie przez fale uderzeniowe wytwarzane wewnątrz obudowy 12. Jak wykazują obserwacje, materiał wprowadzony do leja zasypowego 78, a także powietrze wchodzące przez lej zasypowy 78, są gwałtownie przyśpieszane i następnie porywane w przepływ podobny do cieczy poprzez wirujący zespół wirnika 38. Okazuje się, że materiał w tym przepływie niemal natychmiast ulega następującym po sobie gwałtownie wzniecanym falom uderzeniowym, które mogą zapoczątkować rozbijanie doprowadzanego materiału zanim dosięgnie on wirnika rozprowadzającego.

Wirujące wirniki 90, 92, 94, 96, 98, 100 wytwarzają bardzo silny przepływ powietrza poprzez obudowę 12. Jak się okazuje, do tego przepływu zostaje porwany materiał wprowadzony do pulweryzatora

PL 192 546 B1 poprzez lej zasypowy 78. Materiał przechodzi wraz z przepływem powietrza poprzez pulweryzator, minimalnie dotykając ścian 40 obudowy 12 i płyt z otworami 128, 130, 132, 134, 136. Jak się przypuszcza, wynika to z przepływu uwarunkowanego zjawiskiem Coandy, ściśle omywającego kontury obrzeża wirnika i otworów. Z tego powodu przepływ materiału i powietrza poprzez pulweryzator nazwano „przepływem Coandy”. Efekt Coandy zmniejsza zetknięcie pod dużym kątem pomiędzy przepływającym materiałem i częściami składowymi pulweryzatora, i tym samym zmniejsza zużycie tych części. Pierścień rozprowadzający 164 pracuje jako tarcza potęgująca efekt Coandy.

Przepływ Coandy gwałtownie zmienia kierunek przy okrążaniu obwodowej krawędzi każdego wirnika obrzeża każdego otworu, między przepływem skierowanym promieniowo na zewnątrz i przepływem skierowanym promieniowo do wewnątrz. Wielkości otworów wzrastają na każdym kolejnym stopniu, dla utrzymania ujemnego ciśnienia wstecznego na całym zespole wirnika 38, co pomaga utrzymać szybkość powietrza i cząstek potrzebną dla wytworzenia przepływu Coandy.

Zaobserwowano, że gdy łopatki 152, 180 nie są umieszczone na tylnym boku wierzchołkowych naroży 150, 178 w tej kolejności, występuje zużywanie płyt 148, 174 wirnika, które ulegają niewielkiemu zaokrągleniu na spodniej stronie, w sąsiedztwie i za miejscem połączenia łopatek 152, 180. Jest to dowodem porywania materiału w przepływie Coandy, który ściśle podąża za konturem obrzeża każdego wirnika. Przednia strona każdej łopatki 152, 180 wirnika zwłaszcza w pobliżu płyty 148, 174 wirnika również wykazuje zwiększone zużycie w pobliżu swej zewnętrznej krawędzi. Występuje tu także tendencja do podrywania boku łopatki gdy łopatka przemieszcza materiał promieniowo na zewnątrz. Jednakże profil zużycia wykazuje powstawanie niewielkich wżerów czyli pittingu, czego należy oczekiwać jeśli materiał nie jest porywany w przepływie Coandy. Ściany 40 i płyty z otworem 128, 130, 132, 134, 136 wykazują pewne oznaki uderzeń dużych cząstek, natomiast nie zaobserwowano profilu zużycia jaki występował na wirnikach.

W celu zwiększenia efektu Coandy dla materiału przepływającego obok łopatek 152 i 180 oraz wokół płyt 148,164 wirnika, zewnętrzne krawędzie łopatek 152, 180 mogą być ścięte pod kątem i wyrównane z obwodową krawędzią płyty 150 i 174 wirnika. Przednia krawędź każdej łopatki 152, 180 powinna dochodzić przynajmniej do wierzchołka 150, 178 płyty 148, 174 wirnika. Umieszczenie łopatek 152, 180 w taki sposób, aby ich zewnętrzne krawędzie występowały na tylnym boku wierzchołkowych naroży 150, 178, powinno zmniejszyć wielkość zużycia.

Fale uderzeniowe mogą powstawać przy każdym gwałtownym przyśpieszeniu przepływającego materiału, na przykład gdy gwałtownie zmienia się kierunek przepływu lub następuje zmiana ciśnienia. Fale uderzeniowe mogą wytwarzać duże napięcia elektryczne wskutek piezoelektrycznych właściwości materiałów ulegających szybkiemu ściskaniu lub rozprężaniu. Pośród miejsc, gdzie mogą występować duże przyśpieszenia, można wymienić: otwór 166 leja zasypowego 78, przechodzenie wokół łopatek 152, 180, przechodzenie wokół płyty 148 wirnika 90 rozprowadzenia i wokół obwodowych krawędzi 176 płyty 174 wirnika 94 oraz przechodzenie wokół obrzeży 188 płyt z otworami 138, 140, 142, 144, 146. Duże zmiany ciśnienia mogą występować podczas przepływu poprzez otwór w płycie, lub gdy następuje pompowanie przepływu przez wirnik.

Podczas obracania się zespołu wirnika 38 może również powstawać nierównomierne pole magnetyczne. Wszystkie wirniki 90, 92, 94, 96, 98, 100, a także obudowę 12 i płyty z otworem 128, 130, 132, 134, 136 wykonano z niskowęglowej blachy stalowej, która jest ferromagnetyczna. Wirujące wirniki mogą wytwarzać gwałtownie zmieniające się, nierównomierne pole elektromagnetyczne. Takie pola elektromagnetyczne mogą potęgować zjawiska piezoelektryczne w materiale pozostającym w przepł ywie Coandy.

Pierwotne pulsujące stojące fale uderzeniowe będą powstawać również wtedy, gdy łopatki 152, 180 na wirnikach 90, 92, 94, 96, 98, 100 przemiennie mijają ściany 40 i naroża 42 obudowy 12. Przechodzenie wirnika obok pustych wewnętrznych naroży 42 obudowy 12 powoduje dekompresję, a gdy łopatki 152, 180 mijają środek każdej ściany 40, następuje kompresja. Fale uderzeniowe tego rodzaju mogą powstawać co każde 40° obrotu łopatki 152, 180.

Ponadto, mogą również powstawać wtórne pulsujące stojące fale uderzeniowe, gdy łopatki 152, 180 mijają podpierające sworznie 190, rozmieszczone trójkami w pobliżu każdego wirnika. Łopatki 180 największych wirników 96, 98, 100, mijają podpierające sworznie 190 w odległości około 2,5 mm (0,1 cala). Takie fale uderzeniowe mogą powstawać co każde 120° obrotu łopatki na wirniku wskutek kompresji przepływu, gdy łopatka mija każdy z trzech sworzni podpierających umieszczonych w pobliżu wirnika. Podczas każdego obrotu dziewięciokątnego wirnika powstaje dwadzieścia siedem fal uderzeniowych. W ten sposób podpierające sworznie 190 wykorzystano do podparcia płyty z otworem i do wytwarzania

PL 192 546 B1 fal uderzeniowych. Choć w opisanym przykładzie zastosowano cylindryczne sworznie podpierające, płyty z otworem mogą być podparte w innych układach, a dla wytworzenia drugich fal uderzeniowych mogą występować w narożach 42 naprzeciwko łopatek 150, 180 wirnika człony w innym kształcie.

Przed wprowadzeniem materiału do pulweryzatora zespół wirnika 38 rozpędza się do roboczej szybkości obrotowej. Wirujące wirniki wytwarzają duży przepływ powietrza o ujemnym ciśnieniu wstecznym na leju zasypowym 78 i poniżej w pulweryzatorze. A zatem materiał wprowadzony w lej zasypowy 78 zostanie natychmiast wciągnięty i gwałtownie przyśpieszony w kierunku wirnika rozprowadzającego 90.

Jak podano powyżej, podczas przyśpieszania pod lejem zasypowym 78 i zmiany kierunku przy opuszczaniu otworu wylotowego 166 materiał może ulegać rozpadowi. Należy sądzić, że otwór wylotowy 166 działa jak dysza, poprzez którą powietrze i doprowadzany materiał wpływają do regionu o większej objętości pomię dzy płytą górną 44 i rozprowadzającym wirnikiem 90. Przepływ poprzez pierwszy przelot utworzony przez otwór wylotowy 166 może spowodować zmianę ciśnienia, której będzie towarzyszyć zmiana temperatury. Zmiana ciśnienia wraz z gwałtownym przyśpieszeniem cząstek opuszczających lej zasypowy 78 mogą powodować pierwsze udarowe sprężenie lub rozprężenie oraz wstępne rozpadnięcie się niektórych cząstek.

Mniejsze cząstki, o wielkości poniżej około 25,4-38 mm (1-1,5 cala), są szybko porywane do przepływu Coandy i mogą przedostawać się poprzez rozprowadzający wirnik 90 pomiędzy płytą 148 wirnika i rozprowadzającym pierścieniem 164. Większe cząstki mogą być przyśpieszane w kierunku ścian 40 obudowy 12, co może powodować ich dalszy rozpad, następnie zostają odbite do wewnątrz i porwane w przepływ Coandy o dużej szybkości.

Rozprowadzający wirnik 90 posiada pięć wierzchołków naroży, zamiast dziewięciu, dla wytworzenia dłuższych fal uderzeniowych, które okazały się bardziej skuteczne przy rozbijaniu większych cząstek. Z tego powodu w innych przykładach, jakie mogą być zastosowane do rozbijania bardzo twardych materiałów, wirniki 92, 94, 96, 98 i 100 będą mieć ilość boków wzrastającą ze wzrostem odległości od górnego końca obudowy 12, przez które wprowadza się materiał. Przykładowo, wirnik rozprowadzający 90 i wirnik 92 mogą mieć kształt pięciokątny, wirniki 94 i 96 - sześciokątny, a wirniki 98 i 100 - dziewię cioką tny.

Podczas przepływu Coandy przez otwór 138 cząstki gwałtownie zmieniają kierunek i zwiększają szybkość, czemu towarzyszy wzrost ciśnienia. Przepływ ulega szybkiemu sprężeniu, ponieważ objętość pomiędzy płytą z otworem 128 i wirnikiem 92 jest mniejsza niż objętość pomiędzy wirnikiem 90 i płytą z otworem 128. Powoduje to gwałtowny wzrost ciśnienia i towarzyszący mu wzrost temperatury. Obecnie w dalszym ciągu będzie występowało uderzanie większych cząstek o dużej prędkości w ściany 40 i sworznie 190, wię ksze cząstki będą odbijane od tych elementów lub rozbijane, kolidując następnie z cząstkami w przepływie Coandy.

Proces gwałtownego przyśpieszenia, rozprężania i ściśnięcia powtarza się podczas przepływu poprzez każdy kolejny stopień oraz wokół wirników i otworów. Gwałtowne zmiany ciśnienia i przyśpieszenia przepływającego materiału mogą przyczyniać się do powstawania fal uderzeniowych, które rozdrabniają materiał przepływający poprzez pulweryzator. Ponadto, gwałtowna kompresja i dekompresja materiału w przepływie mogą powodować wzrost energii piezoelektrycznej i następnie uwolnienie jej do materiału, co z kolei może powodować pękanie niektórych materiałów na mniejsze cząstki. Należy przypuszczać, że czoło pierwotnej i wtórnej fali uderzeniowej jest wzmacniane przez fale uderzeniowe wytwarzane przez uwolnienie energii piezoelektrycznej w przepływie. Gwałtowny przepływ materiału poprzez niejednorodne pole elektryczne i magnetyczne wewnątrz pulweryzatora, wytwarzane przez wirujące wirniki, może również przyczyniać się do piezoelektrycznej kompresji i dekompresji materiału w przepływie, powodując wytwarzanie fal uderzeniowych w przepływającym materiale.

W niektórych próbach zmierzono napięcia wewnątrz obudowy 12, w mniej więcej połowie pomiędzy dwoma narożami 42 ścian 40, naprzeciwko wirnika 96. Zauważono występowanie impulsów napięciowych w zakresie 100-200 kV, co zinterpretowano jako uwolnienie energii piezoelektrycznej. Do pomiaru tego napięcia zastosowano oscyloskop, umożliwiający pomiar napięcia na świecy zapłonowej o szczelinie około 1,3 mm (0,050 cala). Świecę umieszczono w otworze obudowy, a do obudowy wystawały tylko końcówki elektryczne świecy. Świeca ulega zniszczeniu w ciągu około 30 sekund od wprowadzenia rozdrabnianego materiału do pulweryzatora.

Zauważono, że rozdrabniany materiał ogrzewa się w pulweryzatorze, co powoduje usunięcie zasadniczo całej wilgoci. Z pulweryzatora produkt wychodzi ogrzany do około 50-100°C lub powyżej. Elektryczne rozładowania materiału, gwałtowne rozszerzenie i następnie ściśnięcie po przepływie

PL 192 546 B1 przez każdy otwór mogą zwiększyć temperaturę przepływającego materiału i spowodować odprowadzenie wilgoci. Okazuje się, że z przepływającego lub w inny sposób przenoszonego materiału odparowują również lotne materiały organiczne.

Do zaobserwowanego ogólnego wzrostu temperatury rozdrabnianego materiału podobnie przyczyniają się siły tarcia cząstek w przepływie oraz uwolnienie energii piezoelektrycznej. Zaobserwowano jednakże, że przepływ przez pulweryzator samego tylko powietrza powodował wyraźne ogrzanie obudowy 12. Tak więc ogrzewanie jest przypuszczalnie powodowane zmianami ciśnienia w przepływającym materiale oraz energią rozpraszaną przez fale uderzeniowe.

Rozstawienie między płytami z otworami, między wirnikami oraz pomiędzy sąsiednimi płytami wirnika i płytami z otworami można zmieniać według zastosowania. Zmiana przynajmniej jednego z tych rozstawień będzie wpływać na wielkość kompresji i dekompresji jakim ulega przepływający materiał, zwłaszcza przy przechodzeniu poprzez otwór płyty. Wraz ze wzrostem odległości od płyty górnej w urządzeniu pokazanym na fig. 5 maleje rozstawienie między płytami z otworami, między wirnikami i pomiędzy płytami z otworami i wirnikami, natomiast wzrasta wielkość otworów w płytach oraz wzrasta wielkość wirników. Taki układ wytwarza spadek ciśnienia przy przepływie przez każdy otwór, i wzrost gęstości przepływającego luzem materiału przez sąsiednie stopnie w obudowie. Na każdym kolejnym stopniu wzrasta ilość cząstek oraz gęstość materiału, ponieważ coraz więcej materiału ulega rozdrobnieniu. Wzrastająca gęstość może powodować wzajemne ścieranie się cząstek w przepł ywie, co dodatkowo rozdrabnia materiał na mniejsze czą stki, i ogrzewa produkt.

Choć wzajemne znaczenie każdego mechanizmu nie jest jeszcze w pełni zrozumiałe pewnym jest, że duże cząstki są rozdrabniane na mniejsze, i cząstki te zostają ogrzane oraz wysuszone w procesie.

Poniżej podano opis wykonanych prób.

P r z y k ł a d 1: Puszki aluminiowe

W lej zsypowy 78 wprowadzono całe, niemyte puszki aluminiowe po napojach, przy szybkości zespołu wirnika 38 3200 obr/min. Na puszkach występowała plastikowa powłoka, niektóre puszki zawierały napój bądź inne pozostałości nieznanego pochodzenia. Na wszystkich puszkach występował nadruk. Pulweryzator wytworzył wstępnie rozdrobnione cząstki aluminiowe 100% -10 mesh, i około 90-95% +80 mesh. Cząstki te nie wykazywały zauważalnych pozostałości plastikowej powłoki lub napojów oraz usunięto większość farby.

Gdy po zakończeniu próby z aluminiowymi puszkami otworzono obudowę 12, kawałki aluminium owijały wewnętrzną krawędź rozprowadzającego pierścienia 164. Problem ten można wyeliminować poprzez usunięcie rozprowadzającego pierścienia 164 z rozprowadzającego wirnika 90.

P r z y k ł a d 2: Glinka

Do pulweryzatora z wirnikiem obracającym się z prędkością 2000, 2500, 3000, i 3200 obr/min wprowadzono mieszaninę grudek glinki pochodzących z miejscowości Golden w Kolorado, zawierających 35% wody. Wielkość grudek wynosiła około 25,4-102 mm (1-4 cali). Przy każdej szybkości obrotowej nastąpiło rozdrobnienie grudek w suchy proszek glinki o rozkładzie ziarnowym 50% 6 μm; skały płonne, włącznie z kwarcem występujące w glince rozdrobniono do nieco większych cząstek, które można było łatwo oddzielić w drodze przesiewania lub w cyklonie. Zawartość wody zmniejszyła się do poziomu, przy którym proszek glinki był wyraźnie hydrofilowy. Pozostawiony na noc proszek glinki wyraźnie się zaczerwienił. Dowodzi to, że wielkość cząstek była na tyle mała, iż doszło do samoutlenienia.

Powtórzono próbę dla suchej rudy glinki, z tym samym wynikiem. Dowodzi to, że pulweryzator skutecznie usuwa wilgoć z doprowadzanego materiału.

P r z y k ł a d 3: Ruda złota (A) Do pulweryzatora z wirnikiem obracającym się z prędkością 3000 obr/min wprowadzono grudki rudy złota z kwarcem i serpentynem, pochodzące z okolic Oatman w Arizonie, o wielkości około 38 mm (1,5 cala). Po rozdrobnieniu w pulweryzatorze uzyskano proszek rudy o wielkości ziarna około 50% -325 mesh.

Uwolniono z rudy wiele wstępnie rozdrobnionych cząstek złota.

(B) Testowano również kwarcowo-pirytową rudę złota z Kostariki. Do pulweryzatora wirującego z szybkością 3200 obr/min wprowadzono bryłki tej rudy o wielkości 38 mm (1,5 cala). Pulweryzator rozdrobnił bryłki do rozmiaru cząsteczek 100% -225 mesh. Z rudy uwolniono cząstki złota i srebra.

(C) Testowano pochodzącą z Alaski rudę siarki zawierającą złoto i miedź, w której występowało 15% wolnego węgla. Do pulweryzatora wprowadzono 76 mm (3-calowe) grudki tej rudy przy prędkości zespołu wirnika około 3000 obr/min. Pulweryzator wytworzył cząsteczki w rozmiarze 100% -325 mesh.

PL 192 546 B1

Wydzielono złoto, wraz z całą zawartością wolnego węgla. Od skały płonnej oddzielono również siarczek miedzi.

P r z y k ł a d 4: Opony

Do leja zasypowego 78 wprowadzono opony zbrojone stalą i zbrojone włóknem, pocięte na kawałki 12,7-25,4 mm (0,5-1 cala), przy szybkości wirnika 38 wynoszącej około 3200 obr/min. Pulweryzator wytworzył produkt, w którym tkanina i stal zostały oddzielone od gumy. Składnik tekstylny, który pierwotnie zawierał włókienne kordy, został rozdrobniony do pojedynczych skrętek włókien, które w wię kszoś ci osiadł y w workowych filtrach 216 w wyniku wydmuchu powietrza. Stal i guma spadł y do beczki 208. Pulweryzator rozdzielił stal do postaci osobnych kawałków drutu o długości około 25,4 mm (1 cal). Niektóre druty zostały zagięte. Wytworzone w pulweryzatorze gumowe cząstki miały wielkość około 3,2 mm (1/8 cala). Kilka tekstylnych skrętek splątało się dookoła cząsteczek gumy. Stal może być oddzielana od gumy znanymi środkami, na przykład za pomocą magnesu.

P r z y k ł a d 5: Ceramiczne kulki

Do pulweryzatora przy szybkości około 3000 obr/min wprowadzono kilkaset 25,4 mm (jednocalowych) ceramicznych kulek, dostarczonych przez Ceramic Golden Company, Kolorado. Twardość ceramiki wynosiła co najmniej 9 Moh. Pulweryzator wytworzył cząsteczki ziarna o 95% -100 mesh. Stanowi to dowód, że niektóre z kulek uderzały w zespół wirnika 38 i bocznych ścian 40 z dużą szybkością. Po uderzeniach pozostały okrągłe wgłębienia na powierzchni miękkich stalowych części zespołu wirnika 38 i obudowy 12, głównie w regionie wirnika rozprowadzającego 90. Na większości powierzchni nie wystąpiły żadne wgłębienia, lub powstały tylko małe ślady. Wszystkie wgłębienia były w przybliżeniu okrągłe, największe wgłębienia miały średnice około 7,1 mm (0,28 cala) i głębokoś ci około 0,76 mm (0,03 cala). Wirniki 90, 92, 94, 96, 98, 100 i płyty z otworem 128, 130, 132, 134, 136 wykazały bardzo małe uszkodzenia. Brak większych uszkodzeń zespołu wirnika 38 jest dowodem, że pulweryzator nie powoduje miotania doprowadzonego materiału o powierzchnię ścian 40 obudowy 12.

P r z y k ł a d 6: Perlit

Do pulweryzatora przy szybkości około 3200 obr/min wprowadzono perlit z korundem, pochodzący z Nevady, o wielkości cząstek do 102 mm (4 cali). Ruda została rozdrobniona na proszek o wielkości ziarna do 50% 6 μm. Całkowicie uwolniono korund oraz metaliczne cząstki. W próbie zmierzono napięcia dochodzące aż 170 kV, posługując się świecą zapłonową, jak opisano powyżej.

P r z y k ł a d 7: Butelki szklane

Do pulweryzatora przy szybkości około 3200 obr/min prowadzono różnokolorowe butelki szklane, niektórych w całości, niektórych w postaci stłuczki, niektóre z metalowymi lub plastikowymi zakrętkami oraz zawartością, i niektóre zabrudzone lub o nieznanej zawartości. Pulweryzator rozdzielał materiał na składniki: suchy miałki proszek szklany o wielkości ziarna 10 μm; kawałki zakrętek; strzępy papierowych etykiet o wielkości do 3,2 mm (1/8 cala); pogięte, lecz nie zwinięte w kulki małe kawałki folii aluminiowej; i kilka kawałków gumowych uszczelek do zakrętek. Nie występowały ślady organicznych pozostałości oprócz szarego, gliniastego, lotnego pyłu.

Przeprowadzono drugą próbę z użyciem różnokolorowych butelek, przy szybkości zespołu wirnika 38 wynoszącej 2500 obr/min. Z przyczyn, które nie są w pełni zrozumiałe, poszczególne kolory szklanych zestawów zostały rozdrobnione do różnej ziarnistości. Przezroczyste szkło było rozdrobnione najbardziej, zielone szkło - do postaci większych ziaren, brązowe - jeszcze większych ziaren, i żółte do największych ziaren. Może to mieć zastosowanie przy odzysku surowca bądź w innych dziedzinach, gdzie niepożądane jest mieszanie różnych kolorów szkła. Występuje możliwość poprawy procesu separacji poprzez zmniejszenie obrotów wirnika.

P r z y k ł a d 8: wolastonit

Do pulweryzatora przy szybkości około 2000 obr/min wprowadzono grudki wolastonitu (CaSiO3) z okolic New Yorku, o wielkości 12,7 mm (0,5 cala). Pulweryzator zupełnie oddzielił włókna tego minerału od skały płonnej. Proporcja długości włókien do średnicy wyniosła powyżej 20.

P r z y k ł a d 9: Konwertory katalityczne

Do pulweryzatora wprowadzono ceramiczne kawałki pochodzące z katalitycznych konwertorów samochodowych. Po sześciokrotnym przejściu tego materiału przez pulweryzator przy szybkości zespołu wirnika 38 wynoszącej 2500 obr/min uzyskano widoczne ziarna z grupy platynowców (Pt, P, Rh). Napięcie zmierzone za pomocą świecy zapłonowej i oscyloskopu wyniosło około 100 kV.

PL 192 546 B1

P r z y k ł a d 10: kalcynowany tlenek glinu

Do pulweryzatora wprowadzono kalcynowany tlenek glinu o ziarnistości około 50 μm przy szybkości zespołu wirnika 38 wynoszącej 3200 obr/min. Pulweryzator zmniejszył nominalną wielkość cząstek do 50% 6 μm.

P r z y k ł a d 11: Węglan wapnia

Do pulweryzatora przy szybkości około 3200 obr/min wprowadzono węglan wapnia o wielkości cząstek w zakresie 6 μm - 1 cal. Pulweryzator rozdrobnił materiał do wielkości cząstek do 50% 6 μm.

Budowa pulweryzatora może być zmieniona w dostosowaniu do konkretnego przeznaczenia. Na przykład, może być zastosowany drugi lej zasypowy 78A naprzeciw leja zasypowego 78, jak pokazano w fig. 5, dla wprowadzania procesowego materiału w pulweryzator 10 równocześnie z wprowadzaniem rozdrabnianego materiału poprzez lej zasypowy 78.

Procesowy materiał może występować w postaci płynnej lub suchej, lub nawet może być materiałem gazowym. Materiał rozdrabniany może występować w postaci mokrych lub suchych odrębnych kawałków, i może mieć jednolity skład lub zestaw. W ten sposób materiał rozdrabniany może być przetwarzany chemicznie, sterylizowany albo inaczej zmieniany przez oddziaływanie wzajemnie na siebie z materiałem procesowym, gdy materiał wyjściowy ulega znacznemu rozdrobnieniu, lub jest suszony.

Alternatywnie, drugi lej zasypowy 78A może być zastosowany przykładowo do wprowadzania w obudowę 12 inhibitora reakcji, jak na przykład gazu obojętnego, albo cieczy, w celu powstrzymania zmiany chemicznej, na przykład utlenienia materiału wyjściowego. Drugi lej zasypowy 78A może być zastosowany do wprowadzenia w obudowę 12 dodatkowych ilości tych samych materiałów co przez lej zasypowy 78.

Drugi lej zasypowy 78A może być zbudowany odmiennie niż lej 78. Na przykład, lej 78A może być dostosowywany do wprowadzania w pulweryzator płynnego albo gazowego materiału procesowego. W jednym przykładzie, do leja zasypowego 78A może być doprowadzony chlor, celem odkażenia organicznych odpadów. W leju zasypowym 78 może występować zawór regulacji przepływu materiału ciekłego lub gazowego do obudowy, w celu optymalizacji procesu. Lej zasypowy 78A może służyć do wprowadzenia dodatkowego powietrza w obudowę, do regulacji przepływu zastosowano zawór 79.

Choć w opisanym przykładzie obudowa 12 posiada dziewięć ścian 40, w obudowie tej może występować tylko pięć ścian, i aż jedenaście ścian. Korzystna jest nieparzysta ilość ścian 40, ponieważ zmniejsza tendencję wystąpienia rezonansu. Z tego samego powodu zastosowano nieparzystą ilość sworzni 190 oraz wirniki 90, 92, 94, 96, 98, 100 posiadające nieparzystą ilość naroży i łopatek, chociaż może być również zastosowana nawet parzysta liczba sworzni i wirników posiadających parzystą liczbę naroży i łopatek. Mogą być zastosowane wirniki tylko z pięcioma, i aż z trzynastoma bokami. Naprzeciwko każdego wirnika można zastosować więcej lub mniej niż trzy sworznie podpierające.

Kształty płyt wirnika 148, 174 mogą odbiegać od kształtów dokładnie wielobocznych. Na przykład, na obwodzie bezpośrednio za tylną krawędzią każdej z łopatek 152, 180 może być wybrana mała część płyty wirnika 148, 174. Zwiększy to przepływ Coandy i zmniejszy zużycie na płytach wirnika 148, 174 w tym regionie.

Będzie to korzystne przy odwrotnym kierunku obrotów zespołu wirnika 38. Łopatki wirnika 180, zakrzywione w kierunku obrotu, nie będą czerpać przepływającego materiału, jak ma to miejsce przy obracaniu się w przednim kierunku. Zamiast tego, płynny materiał łatwiej się zsuwa z zewnętrznych końców łopatek 180. To może być pożądane gdy wymagana jest duża szybkość obrotowa, lecz nie jest pożądane duże rozdrobnienie. Sposób ten znajduje zastosowanie przy wytwarzaniu śruty pszenicznej bądź innego ziarna.

Osłona 16 może być dostosowana do przepływu przez nią wody, innej cieczy lub gazu pełniąc rolę radiatora ciepła bądź źródła w wymienniku ciepła pulweryzatora. Może to być istotne w pewnych zastosowaniach, gdzie na przykład w procesie chemicznym rozdrabnia się materiał wrażliwy termicznie.

Przechodząc do fig. 11, ustawienie każdej z łopatek 180 może tworzyć mały występ 220 ponad krawędzią 176 płyty wirnika do której jest połączona. Występ 220 nie powinien przekraczać około 0,8 mm (jednej trzydziestej drugiej cala), i może wzmagać przepływ Coandy. Łopatka 180 pokazana na fig. 11 również tworzy występ 220 podobnie jak krawędź 176 płyty wirnika 174, i zewnętrzny koniec 222 jej przedniej powierzchni 224 jest umieszczony ponad wierzchołkowym narożem 178. Kierunek obrotu zaznaczono strzałką.

PL 192 546 B1

Według fig. 12, zmieniono również łopatki 180 nadając im zakrzywiony profil, jak dla łopatek turbiny, na przedniej powierzchni 224 względem kierunku obrotu (strzałka), dla uzyskania bardziej skutecznego działania pompującego.

Materiały zastosowane do wykonania części pulweryzatora mogą odbiegać od opisywanych powyżej, w dostosowaniu do konkretnego przeznaczenia. Na przykład, dla rozdrobnienia bardzo twardych materiałów wirniki mogą być wykonane z bardziej trwałego stopu, lub mogą być pokrywane powłoką odporną na zużycie bądź uszkodzenie udarowe.

Pulweryzator nie musi być ustawiony pionowo, z lejem zasypowym 78 w górnej części. W niektórych zastosowaniach, na przykład płuczka powietrzna, materiał może przepływać od dolnego końca, lub pulweryzator może być ustawiony pod kątem do pionu.

Pulweryzator może być adaptowany do konkretnego zastosowania z więcej niż sześcioma, lub mniej niż sześcioma wirnikami, i ze stosownie zwiększoną albo zmniejszoną ilością płyt z otworem.

Claims (20)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urzą dzenie do rozdrabniania materiał u z postaci mokrych lub suchych odrę bnych kawał ków na stosunkowo mniejsze cząstki, zawierające obudowę posiadającą górną i dolną płytę, w górnej płycie jest umieszczony wlot przystosowany do wprowadzania materiału w obudowę, w dolnej płycie jest umieszczony wylot przystosowany do usuwania mniejszych cząstek, wewnątrz obudowy są umieszczone podłużne wewnętrzne ściany tworzące na przecięciu podłużne wewnętrzne naroża, zespół wirnika zawierający obrotowy wał wzdłużnie przechodzący poprzez obudowę i jest umieszczony pomiędzy płytami górną i dolną obudowy i liczne wirniki z łopatkami połączone z wałem w celu obracania, płyty z otworami umieszczone pomiędzy sąsiednimi wirnikami par, każda płyta z otworem przechodzi od wewnętrznych ścian obudowy do środkowego otworu, który tworzy przelot wokół wału, znamienne tym, że każdy wirnik (90, 92, 94, 96, 98, 100) zawiera płytę (148, 174) o wielobocznej krawędzi obwodowej kształtującej liczne naroża (150, 178).
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, ż e posiada obwodowo rozsunięte liczne elementy umieszczone obok każdego wirnika (90, 92, 94, 96, 98, 100) i cofnięte do środka od naroży (42) obudowy (12) w kierunku wirników.
3. 3. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że obwodowa krawędź każdej płyty (148, 174) wirnika (90, 92, 94, 96, 98, 100) ma nieparzystą ilość boków.
4. 4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, ż e łopatki (152, 180) każdego wirnika (90, 92, 94, 96, 98, 100) są kątowo przestawione względem łopatek innych wirników.
5. 5. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że wielkości płyt (148, 174) wirnika (90, 92, 94, 96, 98, 100) rosną wraz ze wzrostem odległości od leja zasypowego (78).
6. 6. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że łopatki (152, 180) tworzą mały występ ponad obwodową krawędzią płyty (148, 174) wirnika (90, 92, 94, 96, 98, 100).
7. 7. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że każ da z łopatek (152, 180) jest zakrzywiona po łuku.
8. 8. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że zewnętrzny koniec każdej łopatki (152, 180) ma kształt obwodowej krawędzi płyty (148, 174) wirnika (90, 92, 94, 96, 98, 100) w tym miejscu.
9. 9. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że rozprowadzający wirnik (90) jest umieszczony w pobliżu leja zasypowego (78) i posiada płytę (148) wirnika (90) z wieloboczną krawędzią obwodową tworzącą liczne naroża (150), łopatki (152) na powierzchni płyty (148) wirnika (90), przechodzące promieniowo od naroży (150) i pierścień (164) zamocowany do górnej krawędzi łopatek (152), posiadający kształt foremnego wieloboku, wyrównany z obwodową krawędzią płyty (148) wirnika (90).
10. 10. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że pomiędzy parami sąsiednich wirników (90, 92, 94, 96, 98, 100) są umieszczone płyty z otworem (128, 130, 132, 134, 136), a promieniowe przeloty (138, 140, 142, 144, 146) co najmniej dwóch płyt z otworem (128, 130, 132, 134, 136) mają różne wielkości.
11. 11. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że średnica środkowego otworu każdej płyty z otworem (128, 130,132, 134, 136) jest mniejsza od sąsiedniej pary wirników (90, 92, 94, 96, 98, 100) najbliższych tej płyty.
12. 12. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że wielkości środkowych otworów w płytach z otworem (128, 130,132, 134, 136) rosną ze wzrostem odległości od leja zasypowego (78).

    PL 192 546 B1
13. 13. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że odległość pomiędzy każdą płytą z otworem (128, 130, 132, 134, 136) i wirnikiem (90, 92, 94, 96, 98, 100) najbliżej płyty górnej (44) obudowy (12) tworzy pierwsze rozstawienie, odległość pomiędzy każdą płytą z otworem (128, 130, 132, 134, 136) i wirnikiem najbliższym płyty dolnej (46) obudowy (12) tworzy drugie rozstawienie, odległość pomię dzy każdą parą leżących w sąsiedztwie płyt z otworami tworzy trzecie rozstawienie, odległość między każdą parą leżących w sąsiedztwie wirników tworzy czwarte rozstawienie, i gdzie co najmniej pierwsze, drugie, trzecie i czwarte rozstawienia nie są jednakowe.
14. 14. Urządzenie według zastrz. 13, znamienne tym, że co najmniej pierwsze, drugie, trzecie i czwarte rozstawienie maleje ze wzrostem odległości od płyty górnej (44) obudowy (12), i gdzie średnica promieniowego przelotu (138, 140, 142, 144, 146) wzrasta wraz ze wzrostem odległości od płyty górnej (44) obudowy (12).
15. 15. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że każda płyta (148, 174) wirnika (90, 92, 94, 96, 98, 100) ma kształt należący do zbioru zawierającego pięciobok, siedmiobok i dziewięciobok, przy czym wielokątny kształt utworzony przez wewnętrzną powierzchnię obudowy (12) jest dziewięciobokiem, a w pobliżu każdego z wirników (90, 92, 94, 96, 98, 100) umieszczono trzy człony.
16. 16. Sposób rozdrabniania materiału do stosunkowo mniejszych cząstek obejmujący obracanie zespołu wirnika wytwarzającego przepływ powietrza przez obudowę, dostarczanie materiału do wlotu, wytworzenie przepływu zasadniczej części materiału w strumieniu powietrza przechodzącym przez obudowę i wychodzącym na wylocie, znamienny tym, że wytwarza się gwałtowne wzrosty i spadki ciśnienia w przepływającym materiale i powietrzu wewnątrz obudowy poprzez obracanie zespołu wirnika, przepływający materiał rozdrabnia się gwałtownymi wzrostami i spadkami ciśnienia.
17. 17. Sposób według zastrz. 16, znamienny tym, że wytwarza się przepływ zasadniczej części materiału w strumieniu powietrza poprzez nadanie wystarczającej szybkości przepływu materiału dla utrzymania zjawiska Coandy w materiale przepływającym wokół wirników.
18. 18. Sposób według zastrz. 16 albo 17, znamienny tym, że reguluje się przepływ powietrza poprzez obudowę.
19. 19. Sposób według zastrz. 16, znamienny tym, że wprowadza się w obudowę materiał procesowy, przy jednoczesnym wprowadzaniu uprzednio wspomnianego materiału, powodując mieszanie materiału procesowego z uprzednio wspomnianym materiałem.
20. 20. Sposób według zastrz. 16, znamienny tym, że stosuje się materiał zawierający składniki, a w czasie rozdrabniania przepływającego materiału również rozdziela się składniki w gwałtownych wzrostach i spadkach ciśnienia.