PL153440B1 - Rotary shapt assembly, in particular for a disc-type sifter - Google Patents

Description

RZECZPOSPOLITA OPIS PATENTOWY 153 440 POLSKA

URZĄD

PATENTOWY

RP

Patent dodatkowy do patentu nr--Int. Cl.⁵ B07B 1/15

Zgłoszono: 86 04 17 (P. 259005)

Pierwszeństwo: 85 04 17 Stany Zjednoczone Ameryki

Zgłoszenie ogłoszono: 88 05 26

Opis patentowy opublikowano: 1991 09 30

Twórca wynalazku: Joseph B. Bielagus

Uprawniony z patentu: Beloit Corporation,

Beloit (Stany Zjednoczone Ameryki)

Zespół wałów obrotowych, zwłaszcza przesiewacza tarczowego

Przedmiotem wynalazku jest zespół wałów obrotowych, zwłaszcza przesiewacza tarczowego.

Przesiewacze tarczowe są urządzeniami stosowanymi do przesiewania lub sortowania materiałów ziarnistych takich jak pulpa papierowa, odpadki miejskie i podobne. Takie przesiewacze zawierają łoże do przesiewania mające szereg współobrotowych, oddalonych od siebie, równoległych wałów, z których każdy ma wzdłużne szeregi współosiowych sortujących tarcz. Tarcze sortujące zazębiają się z tarczami sortującymi przyległych wałów. Przestrzenie między tarczami umożliwiają jedynie przejście materiału o odpowiednich warunkach, w kierunku do dołu. Materiał przechodzi przez łoże między tarczami obrotowymi. Wszystkie tarcze są napędzane obrotowo w jednym kierunku od wlotu łoża do wylotu. Cząsteczki materiału, które są większe od dopuszczalnych wymiarów przesuwają sią na łożu do jego końca wylotowego i są usuwane.

Znane jest wiele środków do montowania tarcz na wałach, ale ciągle występowała konieczność ulepszeń jak to wynika z poniższego opisu niektórych znanych rozwiązań.

Na przykład w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 239 119 tarcze posiadają osiowe otwory mające wypusty, które wchodzą w perforowane płyty oporowe osadzone na wale. Wypusty przechodzące przez otwory w płytach są ciasno dopasowane na ich końcach do wału i są w tych płytach zaklinowane. W praktyce, chociaż nie jest to podane w tym opisie, stwierdzono, że jest konieczne przyspawanie tarcz do płyt celem uzyskania stabilności.

W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4037 723 tarcze są bezpośrednio połączone wewnętrznymi końcami z kwadratowym wałem rurowym, a rurowe rozporki unieruchamiają tarcze wzdłużne.

W innym rozwiązaniu ujawnionym w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 301 930 tarcze są przyspawane do walcowanych piast modułowych, a moduły są łączone końcami na wałach.

Natrafiono na wiele trudności w opisanych ujawnionych rozwiązaniach. Moduły są bardzo trudne do usunięcia, gdyż po krótkim okresie pracy występuje korozja cierna pomiędzy nimi a wałem. Zarówno wytwarzanie takich modułów jak i ich montaż jest drogi i wymaga dużo czasu.

153 440

Sterowanie jakością jest trudne ze względu na dużą ilość operacji i części. Podczas spawania i mechanicznego łączenia tarcz z płytami oporowymi, rozporkami lub piastami modułowymi, mogą wystąpić niewielkie odchylenia od kierunku promieniowego tak, że może wystąpić bicie lub zmiana rozstawu między tarczami. Stwierdzono, że często tarcze luzują się po kilku miesiącach pracy.

W będącym w toku badania zgłoszeniu patentowym nr 646 135 złożonym 31 sierpnia 1984 (Edward Józef Thoma), rurowe rozporki elastomerowe łączące kwadratowy wał rurowy i tarcze, są podparte na rozporkach za pomocą występów usytuowanych na tarczach utrzymując przez to wewnętrzne krawędzie tarcz, oddalone od wału. To rozwiązanie uniemożliwia modułowe rozmieszczenie tarcz.

Celem . wynalazku jest wykonanie zespołów wałów obrotowych, w którym tarcze są osadzone na wale w sposób, który nie tylko ułatwia montaż tarcz na wale, ale również ułatwia ich rozłączenie, gdy to konieczne.

Zespół wałów obrotowych, zwłaszcza przesiewacza tarczowego zawierający podłużne, metalowe wały, przy czym na każdym z nich jest zamontowanych współosiowo wiele metalowych tarcz mających otwory osiowe i zachodzących za tarcze sąsiednich wałów według wynalazku, charakteryzuje się tym, że otwory osiowe mają wymiary nieco większe niż wymiary wału tak, że krawędzie tarcz ograniczające otwory są oddalone od wału, a między tarczami umieszczone są niemetalowe rozporki, których powierzchnie obejmują wał oraz zawiera sworznie i pierścienie oporowe łączące zespół tarcz i rozporek w moduł, który jest montowany przesuwnie na wale lub jest z niego usuwany.

Korzystnie wiele modułów jest zmontowanych jeden za drugim na wale.

Korzystnie między sąsiednimi modułami znajduje się niemetalowa rozporka.

Korzystnie zawiera środki blokujące moduły na wale poddawane ściskaniu wzdłużnemu.

Korzystnie środki blokujące stanowią pierścienie dociskowe i płyty dociskowe umieszczone na każdym końcu wału zespołu równoległych wałów, przy czym pierścienie dociskowe są różnej długości, a zespół równoległych wałów jest montowany naprzemiennie z innymi, podobnymi, tej samej długości zespołami równoległych wałów.

Korzystnie rozporki mają otwór osiowy, którego przekrój poprzeczny odpowiada przekrojowi poprzecznemu wału, a krawędzie otworu osiowego obejmują wał, przy czym krawędzie otworu osiowego rozporek znajdują się bliżej wału niż krawędzie otworu tarcz tak, że rozporki podtrzymują tarcze.

Korzystnie przez otwory w tarczach i przez otwory w rozporkach przechodzą sworznie powodujące wzdłużne naprężenia ściskające.

Korzystnie rozporki są płytkami wykonanymi z tworzywa sztucznego, przy czym wstępne wymiary otworów w rozporkach są równe wymiarom otworów w tarczach.

Korzystnie rozporki są wykonane z poliuretanu o twardości 90 w skali A.

Korzystnie przeciwległe końce sworzni wystają poza końcowe tarczowe modułu i są na nich umieszczone sprężynujące pierścienie oporowe pod wzdłużnym naprężeniem ściskającym.

Niniejszy wynalazek rozwiązuje problemy i niedostatki znanych konstrukcji. Opisany sposób zamontowania tarcz na wale ułatwia nie tylko ich montaż, ale również demontaż. Poza tym kontroluje się bicie osiowe tarcz. Uzyskuje się ich lepsze połączenie i podparcie tarcz na piastach. Zapewnione jest zabezpieczenie przed luzowaniem się tarcz i dokładne sterowanie modułami tarczowymi. Dzięki zastosowaniu rozporek oraz członów dociskowych wykonanych z tworzywa niemetalowego, i utrzymaniu tarcz metalowych i metalowego wału w pewnej odległości od siebie uniknięto korozji ciernej i korozji atmosferycznej modułów tarczowych tak, że wymiana tarcz jest ułatwiona wówczas, gdy staje się konieczna. ' .

Przedmiot wynalazku został przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przesiewacz tarczowy w widoku z boku; fig. 2 - łoże sortujące przesiewacza tarczowego, w powiększnej skali, w widoku z góry, fig. 3 - łoże sortujące w częściowym przekroju pionowym wzdłuż linii III—III

7. fig. 2; fig. 4 - moduł tarczowy w fazie montażu, fig. 5 - moduł tarczowy w następnej fazie montażu, fig. 6 - rozporka tarczowa, w widoku perspektywicznym; fig. 7 - przesiewacz tarczowy w częściowym przekroju podłużnym.

Jak przedstawiono na fig. 1 przesiewacz tarczowy 10 zawiera ramę 11 umieszczoną na łożu 12 służącym do przesiewania, mającym szereg obracających się w tym samym kierunku, oddalonych

153 440 od siebie, zespołów równoległych wałów 13 o walcowym obwodzie i podobnej długości. Na każdym wale 13 zamocowano w kierunku wzdłużnym szereg współosiowych metalowych sortujących tarcz

14.

Jak to najlepiej widać na fig. 2, tarcze 14 jednego zespołu zachodzą na tarcze sąsiedniego zespołu. Każdy z wałów 13 jest korzystnie rurą mającą krótki wał 15 na jednym końcu i krótki wał 17 na końcu przeciwnym. Krótkie wały 15,17 są ułożyskowane w ramie 11. Wały 13 są napędzane, w tym samym kierunku, zgodnie ze wskazówkami zegara, jak to widać na fig. 1, za pomocą środków napędowych 18.

Materiał ziarnisty przeznaczony do przesiewania jest dostarczony do wlotu łoża 12 za pomocą rynny 19. Cząsteczki o akceptowanych rozmiarch spadają przez szczeliny znajdujące się między nakładającymi się częściami tarcz 14 i zbierane są w leju samowyładowczym 20. Natomiast cząsteczki, które są zbyt duże, aby przejść przez te szczeliny, są przesuwane w kierunku wskazanym strzałkami 21, ku końcowi łoża 12, skąd są usuwane wylotową rynną 22. Działanie sortujące dodatkowo zwiększają zęby 23 umieszczone na zewnętrznych obwodach tarcz 14. (fig. 3). Ilość takich zębów 23 i ich wymiary zależą od właściwości obrabianego materiału. Chociaż na fig. 3 pokazano stosunkowo ostry kształt zębów 23 piły, to można zależnie od zastosowania nadać im różne kształty geometryczne, na przykład zaokrąglone lub podobne.

Każda z tarcz 14 jest oddalona od sąsiedniej tarczy 14 tworząc żądane szczeliny do przesiewania między nakładającymi się pierścieniowymi powierzchniami tarcz 14. Zgodnie z wynalazkiem, żądaną odległość między tarczami 14 każdego zespołu wałów 13 przesiewacza tarczowego 10, uzyskuje się i utrzymuje się za pomocą niemetalowych rozporek 24, umieszczonych między każdą sąsiadującą ze sobą parą tarcz 14.

W praktycznym rozwiązaniu, w którym tarcze 14 są wykonane z metalu o grubości około 4 mm i o średnicy od 38,1 cm do 48, 26 cm, rozporki 24 stanowią około połowy średnicy tarcz 14. Każda z rozporek 24 jest wykonana ze sztywnego, elastomerowego, syntetycznego tworzywa sztucznego, takiego jak poliuretan o twardości około 90 w skali A. Gdy między nakładającymi się tarczami 14 pożądana jest odległość wynosząca 6 mm, i gdy grubość tarcz 14 wynosi około 4 mm, to rozporki 24 mogą stanowić płyty o grubości około 1,6 cm.

W korzystnym rozwiązaniu każdy z zespołów wałów 13 przesiewacza tarczowego 10 posiada, jak to najlepiej widać na fig. 2, 3 i 7, metalowy wał 25 w postaci wydrążonej rury. Wał 25 ma niekołowy przekrój, na ogół kwadratowy i długość wynoszącą około 3,05 m w kierunku tarcz 14. Zespoły wałów 13 o tych wamiarch, podtrzymujące tarcze 14 są zwłaszcza odpowiednie dla przesiewaczy tarczowych 10 służących do sortowania materiałów takich jak ścier drzewny w przemyśle papierniczym. '

Każda z tarcz 14 ma otwór 27 odpowiadający kształtem wałowi 25 w przekroju poprzecznym, ale o nieco większych wymiarach, jak to najlepiej widać na fig. 7. Krawędzie tarcz 14 wyznaczające otwory 27 są oddalone od wału 25. Każda z kołowych rozporek 24 ma osiowy otwór 28 (fig. 6), którego przekrój poprzeczny odpowiada przekrojowi poprzecznemu wału 25, a jego wymiar umożliwia wsunięcie wału 25.

Do łączenia tarcz 14 i rozporek 24 zastosowano środki umożliwiające podparcie tarcz 14 wewnętrznymi krawędziami rozporek 24, które to krawędzie wyznaczają otwory 27, oddalone od wału 25.

W każdym przypadku dla ułatwienia montażu tarcze 14 i rozporki 24 są ze sobą łączone w moduły, o odpowiednich rozmiarach, przykładowo łączy się po 12 tarcz w każdym module. Do łączenia tarcz 14 w moduły stosuje się sworznie 29. Na przykład cztery sworznie 29 przechodzą przez otwory 30 wykonane na wewnętrznym obwodzie lub w piaście tarcz 14, oraz przez otwory 31 (fig. 6) dopasowane do sworzni 29, które są wykonane w rozporkach 24. Dopasowane do sworzni 29 otwory 30 i 31 są rozmieszczone obwodowo w różnych odstępach. Każdy ze sworzni 29 stanowi pręt, który ma średnicę około 1,9 cm, i długość · na tyle wystarczającą, że wystaje poza moduł. Umożliwia to umieszczenie na każdym końcu sprężynującego zabezpieczającego pierścienia 32 w pierścienowym rowku 33. Pręt wystaje poza moduł tylko na niewielką odległość, gdyż w przypadku, gdy moduły te są umieszczone jeden za drugim w zespole na wale 25, to musi być zachowana właściwa odległość, a ponadto końce tarcz 14 nie naciskają na siebie. Takie szeregowe rozstawienie końców modułów na wale 25 jest utrzymane za pomocą międzymodułowych rozporek 34. Mię4

153 440 dzymodułowe rozporki 34 mają wymiary na ogól podobne do rozporek 24, ale ich wewnętrzne otwory 35 są na tyle duże, aby pomieścić blokujący, sprężynujący zabezpieczający pierścień 32, umieszczony na końcach sworzni 29 modułów tarczowych.

Jak przedstawiono na fig. 4 i 5, zespół modułów tarczowych wykonuje się łatwo łącząc zestawy tarcz 14 i rozporki 24 na zestawie sworzni 29 umieszczonych w przyrządzie montażowym 37 (fig. 4). Przyrząd montażowy 37 posiada jarzmo 38, w którym jest umieszczona końcowa tarcza 14 zespołu modułów. Końce sworzni 29 posiadające sprężynujące pierścienie 32, są umieszczone w wybraniu 39 jarzma 38. Na tym etapie procesu montowania, pełny zestaw tarcz 14 i rozporek 24 może być nieco dłuższy niż w zespole ostatecznie zmontowanym ze względu na nieco większą początkową grubość rozporek 24 niż żądana grubość rozporek 24 w ostatecznie zmontowanym zespole tarczowym. Gdy zespół modułowy jest ściskany, to wewnętrzne krawędzie rozporek 24 określające ich otwory 28, odkształcają się lub są wciskane do wewnątrz. W ten sposób ich wielkość, która początkowo może być taka sama jak wielkość krawędzi tworzących otwory 27, zmienia się. To odkształcenie do wewnątrz jest pokazane na fig. 4, przez porównanie ciągłej linii przedstawiającej początkowy wymiar krawędzi 28 z linią przerywaną. Dzięki takiemu naprężeniu uzyskuje się ciasno ułożony, pozbawiony osiowego bicia zespół tarcz 14 i rozporek 24 tworzący moduł.

Ściśnięcie zespołu modułowego może być dokonane między jarzmem 37 i dociskowymi trzpieniami 40, jak to pokazano na fig. 5. Sprężynujące pierścienie oporowe 32 zamocowane na końcach sworzni 29 (górne końce na fig. 5) utrzymują moduł w położeniu roboczym. Korzystne jest zapewnienie wymiany w prosty sposób tarcz 14 w przypadku ich uszkodzenia w czasie pracy. To znaczy, aby można było odwrócić etapy montażu, dokonując koniecznej wymiany, a następnie ponownie zamontować i ściskać zespół łącząc go, jak to już opisano, stosując przyrząd 37 lub jemu podobny.

Po zmontowaniu pojedynczych modułów tarczowych, jak to właśnie opisano, są one łączone jeden z drugim na wale 25 i blokowanie na nim. W korzystnym rozwiązaniu (fig.7) wał 25 zawiera na jednym końcu sztywną, pierścieniową płytkę dociskową 41, z której wystaje krótki wał 15, a na przeciwnym końcu - sztywną, pierścieniową płytę dociskową 42, z której wystaje krótki wał 17. Zastosowano środki do dociskania płyt 41 i 42 do złączonych z nimi końców szeregu modułów tarczowych. W tym przypadku są to śruby 43 osadzone na jednym końcu zespołu tarczowego, które są wkręcone w sztywną centrującą tarczę 44 przyspawaną bezpośrednio do końców krótkich wałów 17 i do odpowiedniego końca wału 25. Podobna tarcza 45 jest przymocowana do wewnętrznego końca krótkiego wału 17 oraz do wału 25. Z tarczy 44 wystaje kołek 47 ustalający położenie dociskowej płyty 42. Na przeciwnym końcu zespołu wałów 13 są przymocowane do krótkiego wału 15 i do wału 25 podobne, sztywne centrujące i łączące tarcze 44 i 45. W celu skutecznego wywarcia nacisku na łączone końce modułowego zespołu tarczowego, zastosowano dystansowy pierścień 48, który jest dociskany przez płytę 41 do przyległej końcowej tarczy 14. Z kolei dystansowy pierścień 49 jest dociskany przez płytę 42 do końcowej tarczy 14 zespołu wałów 13. Korzystnie, obydwa dystansowe pierścienie 48 i 49 mogą być wykonane z tego samego materiału, co rozporki 24. Każdy z dystansowych pierścieni 48,49 ma otwór 50 podobny do otworu 35 usytuowanego w rozporkach 34, w którym umieszczone są końce łączących sworzni 29.

W celu ujednolicenia konstrukcji zespołu wałów 13 przesiewacza tarczowego 10, rozwiązanie może być takie, że przez odwrócenie osi zespolonych jeden za drugim osiągnie się wzajemne nałożenie się na siebie tarcz 14. Korzystnym środkiem do osiągnięcia tego celu jest zastosownie dystansowego pierścienia 48 o tej samej szerokości, co rozporki 24, i dystansowego pierścienia 49 o szerokości równej połowie szerokości dytansowego pierścienia 48. Końce wydrążonego głównego wału głównego 25 wystają na tyle poza końce zestawu modułów tarczowych, że podtrzymują dystansowe pierścienie 48 i 49. Koniec wydrążonego głównego wału 25 stanowi element oporowy dla płyty dociskowej 42 dociskowej śrubami 43.

Chociaż śruby 43 dociskają płytę 42 do wału 25, to na przeciwnym końcu zespołu wałów zastosowano środki do dociskania płyty 41 do rozporki 48 z możliwością zablokowania płyty 41. Dlatego też dystansowy pierścień 48 wystaje na ograniczoną odległość z końca wału 25. Blokująca nakrętka 51 nakręcana na krótki wał 15 jest dociskana do płyty dociskowej 41 tak, aby osiągnąć żądaną siłę, która zablokuje moduły tarczowe między końcowymi dystansowymi pierścieniami 48 i

153 440

49. Aby zabezpieczyć blokującą nakrętkę 51 przed niezamierzonym odkręceniem blokująca podkładka 52 posiada występy blokujące 53, zagięte do rowków blokujących umieszczonych na zewnętrznej powierzchni nakrętki 51 po jej dokręceniu.

Budując dokładnie moduły przesiewacza tarczowego 10 na wale głównym 25 można je szybko wsunąć na miejsce, a następnie zablokować. Taką dokładność otrzymuje się dzięki temu, że rozporki 24,34,48 i 49 mogą być dokładnie odlane z materiału takiego jak poliuretan. Mają ściśle obliczone wymiary szerokości oraz ściśle określone cechy twardości lub sztywności. Gdy każdy zespół modułowy jest zmontowany, .a następnie układ modułów zostaje umieszczony na wydrążonym głównym wale 25, to wstępnie określone naprężenie osiąga wstępnie określoną wielkość zależną od odległości między tarczami 14, od stosunku do wydrążonego wału głównego 25, od stosunku do skojarzonych zespołów wałów 13 w łożu 12.

Na przykład, podczas montażu każdego z modułów tarczowych, jak to przedstawiono na fig. 5, gdy materiałem jest poliuretan o twardości 90 w skali A, można przyłożyć siłę dociskową wynoszącą 38 556 kG. Taki nacisk powoduje ugięcie do wewnątrz o około 0,05 cm i wydłużenie wewnętrznych krawędzi rozporek 24, zasadniczo jednolicie wokół każdego z otworów 28 rozporki 24 podtrzymując wewnętrzne krawędzie tarcz 14 w jednakowej odległości od wału głównego 25, wynoszące 0,05 cm.

Claims (11)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Zespół wałów obrotowych zwłaszcza przesiewacza tarczowego, zawierający podłużne, metalowe wały, przy czym na każdym z nich jest zamontowanych współosiowo wiele metalowych tarcz mających otwory osiowe i zachodzących za tarcze sąsiednich wałów, znamienny tym, że otwory osiowe (27) mają wymiary nieco większe niż wymiary wału (25) tak, że krawędzie tarcz (14) ograniczające otwory (27) są oddalone od wału (25), a między tarczami (14) umieszczone są niemetalowe rozporki (24), których powierzchnie obejmują wał (25) oraz zawiera sworznie (29) i pierścienie oporowe (32) łączące zespół tarcz (14) i rozporek (24) w moduł, który jest montowany przesuwnie na wale (25) lub jest z niego usuwany.
2. 2. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że wiele modułów jest zamontowanych jeden na drugim na wale (25).
3. 3. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że między sąsiednimi modułami znajduje się niemetalowa rozporka (24).
4. 4. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera środki blokujące moduły na wale (25), poddawane ściskaniu wzdłużnemu.
5. 5. Zespół według zastrz. 4, znamienny tym, że środki blokujące stanowią pierścienie dociskowe (48, 49) i płyty dociskowe (41, 42) umieszczone na każdym końcu wału (25) zespołu równoległych modułów (13), przy czym pierścienie dociskowe (48 i 49)są różnej długości, a zespół równoległych wałów (13) jest montowany naprzemiennie z innymi, podobnymi, tej samej długości zespołami równoległych wałów (13).
6. 6. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że rozporki (24) mają otwór osiowy (28), którego przekrój poprzeczny odpowiada przekrojowi poprzecznemu wału (25), a krawędzie otworu osiowego (28) obejmują wał (25), przy czym krawędzie otworu osiowego (28) rozporek (24) znajdują się bliżej wału (25) niż krawędzie otworu (27) tarcz (14) tak, że rozporki (24) podtrzymują tarcze (14).
7. 7. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że przez otwory (30) w tarczach (14) i przez otwory (31) w rozporkach (24) przechodzą sworznie (29)'powodujące wzdłużne ściskające.
8. 8. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że rozporki (24) są płytami wykonanymi z tworzywa sztucznego, przy czym wstępne wymiary otworów (28) w rozporkach (24) są równe wymiarom otworów (27) w tarczach (14).
9. 9. Zespół według zastrz. 8, znamienny tym, że rozporki (24) są wykonane z poliuretanu o twardości 90 w skali A.
10. 10. Zespół według zastrz. 1, znamienny tym, że przeciwległe końce sworzni (29) wystają poza końcowe tarcze (14) modułu i są na nich umieszczone sprężynujące pierścienie oporowe (32) pod wzdłużnym naprężeniem ściskającym.

    FIG. 1

    1ί 17 43
11. 15⁷^^

    FIG. 7

    Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 100 egz.

    Cena 3000 zł