CZ286142B6 - Děrovaný mlecí válec - Google Patents

Abstract

Děrované těleso (10) mlecího válce pro drcení materiálu obsahujícího tekutinu a pro odvedení tekutiny, mající centrální osu a dva axiální konce a nasazené na hřídeli (90), jehož podstatou je, že obsahuje množství sběrných kanálů (30) probíhajících v centrálním směru mezi oběma axiálními konci děrovaného tělesa (10) válce a opatřené drenážními díly (40) umístěnými radiálně vně sběrných kanálů (30), z nichž každý obsahuje alespoň jeden obecně radiálně probíhající drenážní kanál (50), který je spojen se sběrným kanálem (30), kde děrované těleso (10) je tvořeno odlitkem (60) obklopujícím sběrné kanály (30) a alespoň částečně drenážní díly (40), přičemž odlitek (60) tělesa (10) válce dále obsahuje středové vrtání (80) pro své nasazení na hřídel (90) a vnější obvodový povrch (70) na radiálně od centrální osy děrovaného tělesa (10) nejvzdálenější části odlitku (60) tělesa (10) válce provedený jako mlecí povrch.ŕ

Description

Děrované těleso mlecího válce

Oblast techniky

Vynález se týká mlecích válců pro drcení materiálů s obsahem tekutiny a k extrakci tekutiny z nich. Vynález se zejména týká děrovaných mlecích válců pro drcení cukrové třtiny a extrakci cukerné šťávy z ní.

Dosavadní stav techniky

Výroba cukru je jedním z nejstarších průmyslových odvětví v lidské historii. Jedna z nejdůležitějších operací v procesu výroby cukruje mletí třtiny, které zahrnuje drcení cukrové třtiny 15 pod tlakem mezi proti sobě se otáčejícími válci aby se extrahovala cukerná šťáva. Stručný přehled techniky mletí cukrové třtiny je popsán v Příručce o třtinovém cukru (Cane Sugar Handbook), James C.P. Chen, 11 vydání. John Wiley & Sons (1984). Jak uvedená příručka uvádí, nejrozšířenější mlecí jednotky obecně obsahují tri mlecí válce uspořádané do trojúhelníka, ačkoliv jsou též užívány mlecí jednotky se dvěma až pěti nebo více válci. Obvykle tři až sedm 20 sestav takových mlecích jednotek je řazeno za sebou.

Mlecí válec obvykle obsahuje válcové těleso těsně nalisované na středový hřídel. Obecně většina těles mlecích válců má na svém povrchu obvodové drážkování o průřezu V pro zvětšení drticí plochy na jednotku délky. Velikost drážkování obecně klesá od prvního do posledního mlecího 25 válce. Obvykle tříválcová jednotka obsahuje jeden horní válec a dva spodní válce uspořádané do trojúhelníkového postavení. Dva spodní válce obsahují podávači válec pro příjem rozsekané třtiny a výstupní válec pro odvod rozdrcené a vylisované cukrové třtiny.

Během mlecího procesuje připravená třtina vedena do mezery mezi horním a podávacím válcem. 30 Pak vylisovaná cukrová třtina společně s částečně vytlačenou šťávou je vedena z mezery mezi horním a podávacím válcem do mezery mezi horním a výstupním válcem podél zakřivené desky, umístěné pod horním válcem mezi podávacím a výstupním válcem a často nazývané vratná deska. Vytlačená šťáva se shromažďuje ve sběrné vaně pod spodními válci.

Vlivem průběžné koroze kyselinami v cukerné šťávě a těžkým obrusem obrovskou tonáží třtiny denně zpracované pod velkým tlakem tělesa válců nevyhnutelně prodělávají během času znatelné opotřebení.

Výkon mlýna se často měří třemi indikacemi: drticí nebo mlecí kapacitou, extrakcí cukru 40 a úrovní vlhkosti vylisované cukrové třtiny. Všechny kromě vlhkosti vylisované cukrové třtiny by měly být co nejvyšší. Bohužel jednou z neoddělitelných obtíží spojených s běžnými válci je nedostatečný odvod vytlačené šťávy, problém spojený s obvyklou praxí přidávání vody nebo řídké šťávy do vylisované třtiny pro zvýšení extrakce, proces zvaný imbibice. Nedostatečný odvod může způsobit na vstupu mlýna zaplavení vytlačenou šťávou někdy přetékající přes vrch 45 vrchního válce. To může vést k zahlcení mlýna, které vážně redukuje drticí kapacitu mlýna.

Nedostatečný odvod rovněž zhoršuje reabsorpční problém, jev nastávající když zachycená šťáva blízko vrchního válce musí prosakovat přes vrstvu třtiny do sběrné vany a když vytlačená šťáva při stisknutí je unášena expandující vrstvou vylisované cukrové třtiny vytlačované ze stisknutí v mezeře. Všechny takové problémy jsou škodlivé pro činnost mlýna.

Některé odvodňovací problémy jsou zlepšeny použitím tak zvaných Messchaertových drážek, které jsou v podstatě radiálním prohloubením den drážek profilu V, vytvořeným na spodních válcích, zvláště na podávačích válcích. Účelem Messchaertových drážek je poskytnout výstupy pro dolů směřující odvod vytlačené šťávy. Pro vrchní válce mají tudíž malý nebo žádný užitek.

-1 CZ 286142 B6

Pro další zlepšení účinnosti odvodnění mlýna byla vyvinuta série děrovaných válců. US patent 3 969 802 popisuje děrovaný vrchní válec, který má ocelové těleso s množstvím obvodových drážek. Těleso válce je opatřeno množstvím osově vedených sběrných kanálků pro šťávu. Spojovací otvory spojující vnější obvod a sběrné kanálky pro šťávu jsou vytvořeny nejprve vyvrtáním množství závitových děr na povrchu válce. Do závitových děr je pak našroubováno množství závitových čepů nebo vložek, každá obsahující kruhový radiální otvor. Stálou rotací válce a korozí působením kyselin v cukerné šťávě se závitový spoj uvolňuje a tyto vložky nebo čepy mohou případně vypadnout z tělesa válce a způsobit vážné provozní potíže a poškození zařízení.

Zlepšením tohoto patentuje US patent 4 391 026. Uvádí mlecí válec, který obdobně zahrnuje těleso válce, množství obvodových drážek a množství kanálků tělesem válce směřujících od drážek dovnitř. Děrování mezi drážkami a kanálky je vytvořeno v tělese válce v radiálních dnech drážek formováním radiálních vybrání a zapasováním množství vložek do vybrání, přičemž každá vložka obsahuje radiálně orientované děrování. Tyto vložky jsou pak zavařeny do vybrání. Takové svary jsou často degradovány kyselinami v cukerné šťávě a silnou abrazí a opotřebením povrchu válce vedoucímu k stejným problémům s vypadáváním a s tím spojenými potížemi při údržbě.

Další známý US patent 4 561 156 popisuje válec obsahující množství segmentů pouzdra válce. Každý segment má množství obvodových drážek a hřebenů na vnější straně a podlouhlý klín na vnitřní straně zapadající do montážní objímky. Sběrný kanálek pro šťávu vytvořený uvnitř segmentu pouzdra válce poskytuje spojení mezi vnějším obvodem a vnitřními kanálky vytvořenými mezi segmenty pouzdra válce a montážní objímkou. Mlecí válec podle tohoto patentu obsahuje vložky, které jsou zcela odlišné od vložek uvedených výše; celé segmenty pouzdra válce jsou uloženy na montážní objímku pomocí šroubů s hlavou, nebo jiných závitových prostředků. Celé uložené segmenty mohou odpadnout z tělesa válce a způsobit mnohem vážnější problémy.

US patent 4 765 550 uvádí mlecí válec extrahující šťávy opatřený množstvím sběrných kanálků pro šťávu, spojených množstvím vstupních kanálků s obvodem mlecího válce. Tento patent se od patentů 3 969 802 a 4 391 026 liší tím, že vstupní kanálky pro šťávu mají delší rozměr v osovém směru a kratší rozměr v obvodovém směru. Hlavním cílem patentu 4 765 550 je zmenšit riziko zalepení vstupních kanálků vylisovanou cukrovou třtinou a zpětného vytékání vylisované šťávy z kanálků na obvod.

Další děrované válce jsou popsány, např. v US patentech 4 546 698 a 4 989 305 a australském patentu 556 846, z nichž všechny zahrnují vložky, které jsou zapasovány do vybrání v tělese válce a jeho vnějšího obvodu. Tyto vložky jsou třeba k tomu, aby poskytovaly radiální, směrem dovnitř se rozšiřující kanálky mezi obvodem tělesa válce a axiálními kanálky pro šťávu konstruované tak, aby usnadňovaly odplavení zachycené vylisované cukrové třtiny. Avšak žádný z těchto patentů patřících k stavu techniky se nezabývá zdrojem problémů vypadávání spojených s takovými vložkami. Protože vložky jsou zapasovány radiálně směrem dovnitř z vnějšího obvodu tělesa válce, jsou rovněž rozměry vybrání takové, že se jejich průřezové plochy nemohou zvětšovat směrem dovnitř v radiálním směru a nejsou tak k dispozici žádné konstrukční prostředky schopné držet vložky ve vybráních.

Svařování poskytuje pro držení vložek v mlecím válci větší zabezpečovací sílu než závitové prostředky. Avšak svary mohou degradovat korozí kyselinami v cukerné šťávě a je vždy nebezpečí, že z vnější strany použité svary budou abrazí a opotřebením povrchu válce úplně odstraněny. Navíc, protože litinové předměty nejsou tak snadno a pohotově svařitelné s jinými předměty jako je ocel, musí být jak vložky tak těleso válce zhotoveny z lité oceli, i když je

-2 CZ 286142 B6 všeobecně známé ze stavu techniky, že litá ocel má horší odolnost proti korozi a abrazi ve srovnání s litinou.

Podstata vynálezu

Cílem vynálezu je proto vytvoření děrovaného mlecího válce, který zmírní některé mechanické a chemické problémy, s kterými se setkávají děrované mlecí válce tvořící stav techniky, při zachování a zvětšení jejich výhod, jako je zvýšení drticí kapacity mlýna a extrakce tekutiny a snížení obsahu tekutiny v rozdrceném materiálu. Zejména pak vytvoření děrovaného mlecího válce, který omezuje uvolňování vložek a problémy s jejich vypadáváním, které jsou hlavními nedostatky děrovaných mlecích válců podle stavu techniky.

Dále je cílem vynálezu vytvořit děrované těleso mlecího válce, které nezahrnuje zvnějšku použité prostředky jako je sváření, šroubování, nebo lisování z vnějšího povrchu tělesa mlecího válce k provedení radiálního děrování.

Je rovněž cílem vynálezu vytvořit děrovaný mlecí válec, který může zlepšit odvádění vytlačené tekutiny, minimalizovat zpětnou absorpci a omezit problémy zaplavení, zahlcení a prokluzování, s kterými se setkávají konvenční mlecí válce, bez významného zvýšení provozních nákladů a/nebo požadavků na údržbu.

Pro upřesnění mlýn znamená kompletní mlecí jednotku, která obvykle sestává ze tří válců jak je popsáno výše. Mlecí válec zahrnuje těleso válce nebo pouzdro nasazené na hřídel válce. Avšak je třeba upozornit na to, že výrazy mlecí válec, pouzdro válce a těleso válce jsou často v publikacích patřících do stavu techniky užívány zaměnitelně. Pro děrovaný mlecí válec, obecně radiálně položené děrování nebo průchody a obecně axiálně položené duté kanály jsou vytvořeny v tělese válce. Tyto duté prostory jsou nejzákladnějšími prvky děrovaného válce v porovnání s konvenčními neděrovanými válci.

Vynález poskytuje děrovaný mlecí válec pro drcení materiálu obsahujícího tekutinu a pro odvedení tekutiny, jehož těleso má centrální osu a dva axiální konce a je nasazené na hřídeli, přičemž jeho podstata spočívá v tom, že těleso obsahuje sběrné kanály, probíhající v centrálním směru mezi axiálními konci děrovaného tělesa a opatřené drenážními díly upravenými radiálně vně sběrných kanálů, přičemž každý z drenážních dílů obsahuje alespoň jeden radiálně probíhající drenážní kanál, který je propojený se sběrným kanálem, kde děrované těleso je tvořeno odlitkem, obklopujícím sběrné kanály a alespoň částečně drenážní díly, přičemž odlitek dále obsahuje středové vrtání pro své nasazení na hřídel a vnější obvodový povrch na radiálně od centrální osy děrovaného tělesa nej vzdálenější části odlitku provedený jako mlecí povrch.

Všechna tělesa děrovaných mlecích válců podle uvedeného stavu techniky vždy začínají s vytvořením konvenčního tj. neděrovaného tělesa válce. Povrchové děrování je pak dosaženo odstraněním částí povrchu válce třískovým obráběním nebo jejich odvrtáním k vytvoření množství vybrání, která mohou pojmout vložky obsahující také děrované průchody. Vložky jsou pak připevněny k tělesu válce pomocí závitů, svařování, zalisování, zalisování za tepla, nebo jiným zvnějšku použitým prostředkem. V tomto vynálezu naopak výroba děrovaného tělesa válce začíná vytvořením množství sběrných kanálových dílů, takže výsledné těleso válce je pak tvořeno odlitím slévatelného materiálu okolo množství kanálových dílů, obecně umístěných po obvodu uvnitř formy.

Podle výhodného provedení vynálezu jsou drenážní díly pevně zajištěny v děrovaném tělese.

V dalším přednostním provedení mají drenážní díly v radiálním směru proměnlivý příčný průřez a alespoň část příčných průřezů na radiálně vnitřní části drenážních dílů má k ukotvení

-3 CZ 286142 B6 v děrovaném tělese plochu větší než mají průřezy na radiálně směrem ven vyčnívajících částech drenážních dílů.

Každý z drenážních dílů je podle dalšího výhodného provedení vynálezu vymezen radiálně vnějším povrchem a radiálně vnitřním povrchem a bočními povrchy mezi nimi, přičemž tyto boční povrchy zahrnují alespoň jeden pár protilehlých povrchů, jejichž alespoň radiálně vnější části jsou sbíhavé k vytvoření ukotvení.

Drenážní kanály se směrem do radiálně vnitřní části drenážních dílů rozšiřují.

Alespoň část drenážního kanálu má výhodně šířku v obvodovém směru menší než ve směru axiálním.

Drenážní díl pro tekutinu je tedy trojrozměrný objekt obsahující alespoň jeden drenážní kanál a ohraničený horním povrchem, spodním povrchem a bočními povrchy mezi nimi. Homí povrch je povrch nejbližší obvodu tělesa válce v sestavené konstrukci. Přednostně má drenážní díl větší příčný průřez blíže svého spodku. Toto geometrické uspořádání tvoří účinnou kotevní konstrukci drenážního dílu v tělese válce. Zatímco spojení vzniklé během licího procesu by mělo drenážní díl pevně držet v tělese válce, kotevní konstrukce jednoduše poskytuje přídavné zabezpečení, aby drenážní díl nikdy nevypadl z tělesa válce během jeho činnosti. V důsledku toho může být životnost válce prodloužena bez zvýšení nároků na údržbu. Je třeba poznamenat, že taková kotevní konstrukce může být dosažena jakýmkoli geometrickým tvarem či uspořádáním, které dovoluje alespoň část obvodového povrchu drenážního dílu radiálně zapustit do odlitku tělesa válce. Takové podpůrné zakotvení je zvláště důležité, když je drenážní díl vyroben z materiálu odlišného od materiálu odlitku tělesa válce.

Drenážní kanály v drenážních dílech probíhají obecně v radiálním směru a umožňují případný průchod tekutiny mezi vnějším povrchem mlecího válce a sběrnými kanály, které probíhají obecně axiálním směrem.

Protože drenážní díly obsahující radiální drenážní kanály jsou zhotoveny před vytvořením tělesa mlecího válce, je možná velká flexibilita a pohotovost s ohledem na konstrukci finálního výrobku. Radiální drenážní kanál může být vytvořen během výroby, montáže nebo odlévání drenážního dílu nebo následně vrtáním nebo jiným vhodným způsobem. Může to být otevřená díra pronikající celou hloubkou drenážního dílu, od jeho horního povrchu do spodního povrchu. Také může mít tvar zahloubení ze začátku pronikající pouze spodním povrchem. Perforace vrchu se následně dosáhne třískovým opracováním homí části drenážního dílu po zhotovení finálního tělesa mlecího válce.

Sběrné kanály jsou podle dalšího výhodného provedení vynálezu tvořeny dutým trubkovým dílem majícím ve stěnách průchozí otvory, odpovídající umístění drenážních kanálů.

V přednostním provedení jsou tedy stěny kanálů tvořeny dutými podlouhlými tělesy s množstvím výřezů, vytvořených ve vybraných polohách, odpovídajících v podstatě děrování ve výsledném děrovaném tělese válce. Mohou být výhodně vytvořeny z trubek z litiny, z oceli, z nerezové oceli, ze sklolaminátu nebo z plastů obchodní jakosti.

Avšak mohou být vyrobeny nebo sestaveny z plochých materiálů, z odlitků, z výlisků nebo z materiálů vyrobených jinými vhodnými způsoby nebo jejich kombinací, k dosažení jakékoli požadované konfigurace nebo tvaru příčného průřezu.

Drenážní díly mohou být dále pevně ukotveny na trubkových dílech, přičemž drenážní kanály jsou spojené se sběrnými kanály přes průchozí otvory.

-4CZ 286142 B6

Drenážní díly jsou tedy pevně připojeny na trubkové díly kanálů takovým způsobem, že každý radiální drenážní kanál je spojen alespoň s jedním sběrným kanálem průchozím spojovacím otvorem. Každý sběrný kanálový díl může být zhotoven odlitím slévatelného materiálu kolem jádra ve tvaru kanálu z epoxidové pryskyřice, písku, hlíny nebo jiného vhodného materiálu, s na něm připojeným nebo formovaným množstvím drenážních dílů nebo jader pro radiální drenážní kanály. Materiál jader může být po ukončení lití odstraněn aby uvolnil prostory uvnitř sběrného kanálového dílu.

Dále je výhodné, je-li alespoň jeden z drenážních dílů radiálně zapuštěn v děrovaném tělese až na úroveň vnějšího obvodového povrchu děrovaného tělesa a radiálně probíhající drenážní kanál drenážního dílu je spojen s vnějším obvodovým povrchem výkrojkem části vnějšího obvodového povrchu nebo části drenážního dílu nebo obou.

Finální děrované těleso mlecího válce je vytvořeno odlitím slévatelného materiálu do licí formy obsahující uprostřed umístěné jádro a drenážní kanálové díly uspořádané obecně podél vnitřní strany obvodu formy s drenážními díly směřujícími obecně radiálně směrem ven. Může být odlito nebo formováno zjakéhokoliv slévatelného materiálu včetně litiny, lité oceli, ostatních kovových, keramických nebo i plastických materiálů. Finální děrované těleso mlecího válce obsahuje vnější a vnitřní odlitek, kde vnější odlitek má první vnější povrch, který je vnějším obvodovým povrchem děrovaného tělesa mlecího válce a první vnitřní povrch a kde vnitřní odlitek má druhý vnější povrch a druhý vnitřní povrch. Vnitřní odlitek je navlečen na hřídel a obsahuje množství sběrných kanálů a dále obsahuje množství radiálních perforací tvořících spojení mezi sběrnými kanály a druhým vnějším povrchem vnitřního odlitku. Vnější odlitek je navlečený na vnitřní odlitek a má množství drenážních dílů, z nichž každý obsahuje alespoň jeden radiální drenážní kanál propojený s prvním vnitřním povrchem vnějšího odlitku a drenážní díly dosedají na vnitřní odlitek v místech radiálních perforací pro spojení mezi drenážními kanály a sběrnými kanály. Vnější odlitek dále obsahuje množství vstupů pro tekutinu na svém prvním vnějším povrchu, napojených na sběrné kanály před drenážními kanály, přičemž drenážní kanály jsou spojeny s prvním vnějším povrchem vnějšího odlitku.

Podle výhodného provedení obsahuje vnitřní odlitek otevřené drážky spojující axiální konce druhého vnějšího povrchu vnitřního odlitku a sběrné kanály jsou částečně tvořeny otevřenými drážkami a částečně prvním vnitřním povrchem vnějšího odlitku, drenážní díly jsou umístěny radiálně směrem vně od otevřených drážek a tvoří sběmé kanály, které jsou spojeny s prvním vnějším povrchem vnějšího odpotku prostřednictvím radiálně položených drenážních kanálů uvnitř drenážních dílů.

Podle jiného výhodného provedení obsahuje vnější obvodový povrch nebo první vnější povrch vnějšího odlitku množství obvodových drážek ke zvětšení drtícího povrchu.

K dalšímu zlepšení může dojít i tím, když je každá z obvodových drážek vymezená dnem, hřebenem a párem boků a každý z radiálních drenážních kanálů obsahuje tekutinový vstup, pronikající alespoň částí jednoho z den drážek či více dny, alespoň částí jednoho hřebenu drážek či více hřebeny, alespoň částí jednoho boku či více boky drážek nebo jakoukoliv jejich kombinací.

Všechny povrchové drážky mohou být vytvořeny odléváním nebo přednostně třískovým obráběním povrchu tělesa válce. Mohou být vytvořeny jako součást děrovaného tělesa mlecího válce nebo po vyrobení válce v dílně nebo při montáži mlýna.

Jednou z výhod vynálezu je, že dovoluje široký výběr materiálů, ze kterých může být těleso válce vytvořeno. Obecně je výhodné mít stěny sběrných kanálů zhotovené zocelí, protože hotové ocelové trubky jsou dostupné na trhu. Drenážní díly a zbývající část tělesa válce včetně drážek jsou přednostně zhotoveny z litiny pro její relativně vysokou odolnost proti mechanickému oděru

-5 CZ 286142 B6 a chemické korozi. Povrch tělesa válce může být zdrsněn obloukovým svarem k zvýšení jeho schopnosti zachytit a podávat drcený materiál. Toto zdrsnění povrchu je zvláště žádoucí při použití lité oceli alespoň na vnější povrch tělesa válce.

V tomto popisu má slovo radiální široký význam, který zahrnuje každý směr od osy válce ke kterémukoliv bodu na jeho obvodu, nebo naopak. Radiální směr může sledovat nepřímou, ale i zakřivenou, klikatou dráhu. Podobně slovo axiální obecně znamená jakýkoliv směr spojující kterékoliv dva body, každý vybraný z jednoho ze dvou konců válcového tělesa válce. Axiální směr může rovněž sledovat nepřímou, zakřivenou, klikatou, zatočenou nebo spirální dráhu.

Děrovaný válec lze nej efektivněji použít jako vrchní válec v první mlecí stolici mlecího tandemu. Může však být také použit v následných mlecích jednotkách nebo jako spodní válec ke zlepšení výkonu mlecího tandemu. Jednou z výhod litého bezvložkového děrovaného mlecího válce podle vynálezu je, že může být okamžitě použit jako náhrada nebo rutinní výměna za 15 jakýkoliv typ opotřebených válců. Když je potřebné nové těleso válce, bezvložkové děrované těleso válce podle vynálezu, může být jednoduše nasazeno na existující hřídel.

Přehled obrázků na výkresech

Obr. 1 je průhled děrovaným tělesem mlecího válce podle vynálezu ukazující množství po obvodu rozmístěných sběrných kanálových dílů zalitých v tělese válce. Obr. 2 znázorňuje perspektivní pohled na sběrný kanálový díl. Obr. 3 představuje perspektivní pohled na trubkový díl s vytvořenými dírami. Obr. 4 představuje perspektivní pohled na drenážní díl. Obr. 5A a 5B 25 ukazují pohledy na dvě provedení vynálezu v částečném řezu. Obr. 6A - 6D ukazují perspektivní pohledy na části čtyř dalších provedení vynálezu. Obr. 7A - 7B ukazují příčný a podélný řez provedením s prstencovým výstupkem pro připojení drenážního dílu ke stěně sběrného kanálu. Obr 8A - 8B ukazují příčný a podélný řez dalším provedením s nožičkovými výstupky pro připojení drenážního dílu ke stěně sběrného kanálu. Obr. 9A - 9B ukazují příčný a podélný řez 30 dalším provedením s objímkovým připojovacím prostředkem pro připojení drenážního dílu ke stěně sběrného kanálu. Obr. 10 ukazuje částečný řez dalším provedením vynálezu obsahujícím mezilehlé vnitřní pouzdro které je vloženo mezi těleso válce a střední hřídel. Obr. 11 ukazuje částečný řez dalším provedením vynálezu obsahujícím vnitřní pouzdro, ve kterém jsou odlity sběrné kanály. Obr. 12 ukazuje částečný řez dalším provedením vynálezu, ve kterém jsou sběrné 35 kanály vymezeny množstvím drážek na vnějším obvodu vnitřního pouzdra a vnitřním obvodu vnějšího pouzdra.

Příklady provedeni vynálezu

Na obr. 1 je zobrazen průhled bezvložkovým děrovaným tělesem 10 mlecího válce podle přednostního provedení vynálezu. Těleso 10 mlecího válce obsahuje množství sběrných kanálových dílů 20, z nichž každý obsahuje axiálně položený sběrný kanál 30, vymezený trubkovým dílem 32 a množství drenážních dílů 40. Každý drenážní díl 40 obsahuje radiální 45 drenážní kanál 50. Odlitek 60 tělesa 10 válce, který tvoří zbytek tělesa 10 válce, je vytvořen odlitím slévatelného materiálu kolem sběrných kanálových dílů 20. Drenážní kanály 50 jsou tudíž neoddělitelně odlity v tělese 10 válce bez potřeby použít zvnějšku upevněných vložek. Vazebná síla mezi drenážními díly 40 a odlitkem 60 tělesa válce 10 se vyvine, když slévatelný materiál tuhne. Taková vazebná sílaje často přiměřená k pevnému zajištění drenážních dílů 40 50 v tělese 10 válce, avšak k dalšímu zajištění drenážních dílů 40 mohou být využity další inherentní prostředky, které jsou popsány níže, jako alternativní zabezpečovací prostředky. K držení sběrných kanálových dílů 20 v místě před a při licím procesu jsou použity obvodové kroužky jJ. Obr. 1 také ukazuje středové vrtání 80, které umožňuje nasazení tělesa 10 mlecího válce na válcový hřídel válce, zde nezobrazený, pro konečné umístění mlecího válce v mlecí

-6CZ 286142 B6 jednotce třtiny. Obvodové drážky 91, které budou zobrazeny na následujících obr., mohou být vytvořeny na vnějším povrchu 70, aby zvětšily drticí plochu na jednotku délky tělesa 10 válce.

Obr. 2 ukazuje perspektivní pohled na přednostní provedení sběrného kanálového dílu 20 podle vynálezu, zatímco perspektivní pohledy na trubkový díl 32 a na drenážní díl 40 jsou uvedeny na obr. 3 a 4. Každý trubkový díl 32 má množství otvorů 21. Tyto otvory 21 jsou vhodně rozmístěny tak, aby v podstatě odpovídaly umístění děrování, které má být vytvořeno na vnějším obvodu konečného tělesa 10 mlecího válce.

V obr. 1, stejně jako v následujících obr., je zobrazen sběrný kanál 30 ohraničený trubkovým dílem 32. Toto je přednostní provedení, avšak sběrné kanály 30 mohou být odlity v tělese 10 válce s použitím písku, pryskyřice, hlíny nebo jiného výplňového nebo jádrového materiálu. Protože sběrné kanály 30 mají často velký poměr délky k průměru, jestliže je později uvedená zásada žádoucí, může být dána přednost použití pevnějšího a nerozložitelného materiálu jako je kovový materiál jádra s antiadhezním povlakem umožňujícím vyjmutí jádra po dokončení lití. Sběrný kanálový díl 20 může také být odlit jako jednodílná jednotka.

I když je každý trubkový díl 32 zobrazen s jednotným kruhovým příčným průřezem v celé délce kanálu, může mít i jiný, odlišný příčný průřez, např. eliptický, pravoúhelníkový, trapezoidní a/nebo průřez komolé kruhové výseče. Trapezoidní průřez nebo průřez komolé kruhové úseče rozbíhající se směrem k obvodu tělesa 10 válce má přednost když je očekáván velký průtok. Navíc může být dána přednost sběrnému kanálu 30, jehož příčný průřez se rozšiřuje od jeho přibližného středu k oběma jeho koncům. Sběrný kanál 30 může být též zalomen nebo prohnut od jeho přibližně středového bodu směrem k vnějšímu obvodu tělesa 10 válce (tj. konkávní od středové osy) k zlepšení odvodu vytlačené šťávy. Může být dále zahnut, stočen do spirály nebo šroubovice, jestliže to zlepší průtok tekutiny. Dlouhý trubkový díl 32 může být získán axiálním spojením více poměrně kratších trubkových dílů 32 pomocí šroubového, svarového, objímkového nebo jiného spoje.

Drenážní díl 40 je trojrozměrný objekt. V přednostním provedení jaké je uvedeno na obr. 4 má homí povrch 41, spodní povrch 42 a boční povrchy 43 spojující homí povrch 41 a spodní povrch 42. V konečném tělesu 10 válce je homí povrch 42 radiálně nejzevnější a spodní povrch 24 je radiálně nejvnitřnější povrch. Může mít jakýkoliv tvar jako válcový, komolé kulové výseče, kuželový, pyramidální, sférický nebo jakákoliv jejich kombinace. Drenážní díly 40 jsou pevně zabezpečeny v tělese 10 válce přídržnou silou, která obyčejně vznikne během licího procesu když slévatelný materiál je přiveden do styku s vnějším povrchem drenážního dílu 40 a tuhne. Přednostně je část drenážního dílu 40 opatřena větší plochou příčného průřezu než její sousední radiálně vnější část. Větší plocha příčného průřezu na radiálně vnitřní části drenážního dílu 40 tvoří kotevní prostředek ve finálním tělese 10 mlecího válce po vytvoření odlitku. Drenážní díl 40 může také být zhotoven z široké palety materiálů jako litina, litá ocel, keramický materiál, vysokopevnostní plast nebo jiný vhodný materiál. Jelikož o litině je známo, že lépe odolává opotřebení a korozi než litá ocel, je dávána přednost drenážním dílům 40 zhotoveným z litiny.

Drenážní kanál 50 poskytuje spojení mezi vnějším obvodem 70 tělesa 10 válce a axiálně orientovaným sběrným kanálem 30. Na obr. 4 je zobrazen v každém drenážním dílu 40 pouze jeden drenážní kanál 50, ale může jich být více. Ty mohou být formovány když je drenážní díl 40 tvořen během licího procesu při užití rozložitelného materiálu jádra. Avšak, podobně jako při formování sběrného kanálu 30, může být kanál 50 formován také s nerozložitelným nebo opakovaně použitelným jádrem jako je kovové jádro. Může být také vytvořen litím drenážního dílu 40 kolem nezobrazeného trubkového dílu drenážního kanálu 50 nebo ve více stupních k dosažení požadované konfigurace. Účelem použití vícestupňového licího procesu je omezení účinku tepelného pnutí, které může namáhat trubkový díl. Alternativně může být radiální drenážní kanál 50 vytvořen vrtáním, frézováním, řezáním, žlábkováním, leptáním, prorážením

-7CZ 286142 B6 nebo jiným vhodným způsobem. Může být také tvořen sestavením a spojením drenážního dílu 40 ze dvou nebo více segmentů.

V přednostním provedení zobrazeném na obr. 4 je radiální drenážní kanál 50 znázorněn jako otevřený kanál. Může však být nejprve vytvořen jako radiální zahloubení otevřené pouze ze strany spodního povrchu 42 drenážního dílu 40. Povrchové děrování může být dosaženo a radiální drenážní kanál 50 otevřen po třískovém opracování a odstranění části vnějšího povrchu 70 tělesa 10 válce a části drenážního dílu 40.

V přednostním provedení je znázorněn radiální drenážní kanál 50 ve tvaru podlouhlého pravoúhlého kanálu o větší axiální šířce a menší obvodové šířce. Takové orientaci je dávána přednost, protože větší šířka v axiálním směru zvyšuje radiální proud tekutiny, zatímco menší šířka v obvodovém směru, který je směrem podávání drceného materiálu, minimalizuje riziko ucpání. Radiální drenážní kanál 50 může být také vytvořen jako jednoduše prodloužený spojovací kanál, ale širší v obvodovém směru. Mimo to radiální drenážní kanál 50 může mít kruhový příčný průřez. Je rovněž možné mít výběr radiálních drenážních kanálů 50 různých tvarů a orientací vytvořených v tomtéž tělese 10 válce. Jelikož drenážní díl 40 podle vynálezu může být vytvořen kombinací více než jednoho segmentu umožňuje to snadno vytvořit drenážní kanály 50 různých tvarů. Pro další omezení problému ucpávání může být vnitřní povrch drenážního kanálu 50 vyvložkován, vyložen nebo povlečen vrstvou materiálu s nízkým třením jako teflon, chromový povlak nebo vyložení sklem. Jestliže radiální drenážní kanál 50 obsahuje oddělený trubkový díl, může být podobně zhotoven z materiálu s nízkým třením jako je teflon, sklo nebo hlazený kámen. Trubkový díl drenážního kanálu 50 může také být zhotoven z různých materiálů s vysokou odolností proti korozi a otěru jako je nerezová ocel.

V přednostním provedení podle obr. 2 je sběrný kanálový díl 20 vytvořen nejdříve vytvořením trubkového dílu 32, pak pevným připojením drenážních dílů 40 obsahujících radiální drenážní kanály 50 na trubkový díl 32, radiální drenážní díly 50 v podstatě odpovídají otvorům 21 na trubkovém dílu 32.

Ve všech zmíněných obrázcích jsou uvedeny drenážní díly 40 se zakřivenými spodními povrchy, v podstatě odpovídajícími zakřivení trubkového dílu 32. Avšak takový zakřivený spodní povrch 42 není jediný přizpůsobitelný tvar, protože sestava sedla pro drenážní díl 40 na trubkovém dílu 32 se může měnit, alespoň částečně, podle použitého tvaru trubkového dílu 32.

Obr. 7A - 7B a 8A - 8B ukazují dvě provedení vynálezu, která užívají k upevnění drenážních dílů 40 na trubkový díl 32 soustavu výstupek - drážka. V obr. 7A a 7B, které ukazují příčný a podélný řez jedním provedením, prstencový výstupek 101 je výstupkem na spodním povrchu drenážního dílu 40. Prstencový výstupek 101 ohraničuje relativně krátký průchod 103 vystupující z drenážního kanálu 50. Drážka 102 vhodných rozměrů je vytvořena kolem otvoru 21 ve trubkovém dílu 32. Drážka 102 má takové rozměry, že prstencový výstupek 101 může být těsně nalisován. Kolem prstencového výstupku 101 a drážky 102 může být proveden svar.

Obrázky 8A a 8B představují příčný a podélný řez dalším provedením vynálezu, kdy drenážní díl 40 má dva přímé výstupky (pera) 111 zalisované do dvou odpovídajících drážek 112 vytvořených ve trubkovém dílu 32. Těmto provedením je dávána přednost, když drenážní díl 40 je zhotoven z materiálu, který má vyšší koeficient tepelné roztažnosti než trubkový díl 32, protože lze jejich tělesným vytvořením s výhodou účinně předejít jejich rozpojení, vyvolanému tepelnou roztažnosti během licího procesu.

Další možné provedení používá objímkových prostředků ve formě dvou kruhových pacek vystupujících z drenážního dílu 40, jak je znázorněno na obr. 9A - 9B. Objímkové prostředky 121 drží pevně polohu drenážního dílu 40 nasazeného na trubkovém dílu 32 překrytím více než poloviny obvodu trubkového dílu 32. Kolem vystupujících pacek a trubkového dílu 32 může být

-8CZ 286142 B6 opět vytvořen svarový spoj. Provedení podle obr. 9A - 9B je dávána přednost, když trubkový díl 32 je zhotoven z materiálu, který má vyšší koeficient tepelné roztažnosti než drenážní díl 40.

Polohy prstencového výstupku 101 ajemu odpovídající drážky 120 na drenážním dílu 40 a trubkovém dílu 32 mohou být převráceny a objímkové prostředky 121 mohou být rozšířeny do tvaru částečné nebo úplné prstencové svorky objímající trubkový díl 32 a drenážní díl 40. Jako doplněk k lisovanému uložení, nasazení za tepla, svařovanému spoji, objímkovému spojení, mohou být použity další upevňovací prostředky zahrnující šroubové spojení, upevnění kolíkem, klínové spojení, obalení, lepení nebo použití množství třetích elementů jako svorníky, kolíky, podélné klíny, příchytky, svěrky, kroužky, dráty nebo jiné spojovací prostředky pro přidržení drenážních dílů 40 a trubkových dílů 32 k sobě. Může být také použita kombinace různých připevňovacích prostředků.

K dokončení bezvložkového děrovaného tělesa 10 mlecího válce podle vynálezu je slévatelný materiál odléván kolem více sběrných kanálových dílů 20, rozmístěných po obvodu a držených množstvím podpěrných kroužků 11 v poloze kolem středního jádra v licí formě, jak je znázorněno na obr. 1. Obr. 5A a 5B znázorňují částečný řez dvěma takto vytvořenými provedeními bezvložkového děrovaného tělesa 10 mlecího válce. Těleso 10 obsahuje volné prostory tvořené radiálními drenážními kanály 50 a axiálními sběrnými kanály 30. Dutý středový vývrt 80 (viz obr. 1) umožňuje nasazení tělesa 10 na válcový hřídel 90. Odlitek 60 tělesa 10 obsahuje tuhý materiál. Během extrakce tekutiny je vytlačená tekutina tlačena z vnějšího obvodu 70 tělesa 10 do radiálního drenážního kanálu 50 tlakovou silou působenou drticí činností mlecích válců a vytéká z axiálních konců tělesa 10 válce přes axiální sběrné kanály 30.

K zvýšení drticí plochy na jednotku délky tělesa 10 válce jsou na vnějším obvodu 70 tělesa £0 válce vytvořeny obvodové drážky 91. Každá obvodová drážka 91 je vymezena dnem 92, boky 93 a hřebenem 94. Obvodové drážky 91 mohou být přednostně vytvořeny odebráním části vnějšího obvodu obráběním, broušením, žlábkováním nebo jiným vhodným způsobem nebo licím procesem nebo jejich kombinací. Tečkované čáry 44 znázorňují část drenážního kanálu 50, která byla odstraněna obráběním při vytváření povrchových drážek 91. Drenážní díly 40 mohou být vytvořeny licím procesem aby rovněž obsahovaly části obvodových drážek 91.

Drenážní kanály 50 mohou být vytvořeny tak, že pronikají jedním nebo více dny 92 drážek 91, jedním nebo více hřebeny 94 drážek 91 nebo jedním nebo více boky 93 drážek 91 nebo jakoukoliv jejich kombinací. V obr. 5A drenážní kanál 50 proniká jedno dno 92, dva plné povrchy boků 93, dva hřebeny 94 a dva částečné povrchy boků 93. V obr. 5B drenážní kanál 50 prochází jedním dnem 92, dvěma částmi povrchu boků 93. Další příklady jsou vyobrazeny na obr. 6A (jedno dno 92), 6B (části dvou boky 93 ale ne dno 92), 6C (části jednoho povrchu boku) a 6D (jedno dno 92 a část jednoho povrchu boku 93). Jednou z výhod vynálezu je přizpůsobivost konstrukce. V podstatě může být vytvořen nekonečný počet uspořádání povrchových otvorů aby vyhověl požadované aplikaci. V přednostním provedení jsou otvory v podstatě seřazeny buď obvodově, nebo axiálně. Otvory však mohou být uspořádány střídavě a/nebo šikmo náhodně nebo jiným požadovaným způsobem.

Ačkoliv nej lepší způsob předpokládá děrované těleso 10 válce podle vynálezu navlečené na hřídel, vynález může být vhodně uplatněn podle požadavku při použití různých uspořádání vnějších a vnitřních pouzder. Obr. 10 znázorňuje provedení takového uspořádání, při kterém je pevné vnitřní pouzdro 141 vloženo mezi vnější odlitek 142 tělesa 10 válce a hřídel 90. V jiném provedení znázorněném na obr. 11 obsahuje odlitek tělesa 10 válce vnitřní pouzdro 141 vložené do vnějšího pouzdra 142. Sběrné kanály 30 jsou zcela uzavřeny ve vnitřním pouzdře 141, zatímco radiální otvory 143 jsou vytvořeny pro spojení s radiálními drenážními kanály 50 ve vnějším pouzdře £42. Vnější pouzdro 142 může být vytvořeno odlitím slévatelného materiálu kolem více drenážních dílů 40 při použití postupu podobného postupu popsanému výše. Dále, jak je znázorněno na obr. 12, může děrované těleso 10 mlecího válce také obsahovat dvě těsně na

-9CZ 286142 B6 sobě nasazená válcová pouzdra, vnitřní pouzdro 141 a vnější pouzdro 142. Sběrné kanály 30 jsou částečně vytvořeny povrchovými drážkami na vnějším povrchu vnitřního pouzdra 141 a částečně ve vnitřním povrchu vnějšího pouzdra 142, s každým radiálním drenážním kanálem 50 umístěným tak, aby byl spojen alespoň s jednou z výše zmíněných axiálních povrchových drážek 91 když jsou pouzdra sestavena. Volné prostory zahrnující sběrné kanály a spojené radiální drenážní kanály jsou tak vytvořeny uvnitř tělesa mlecího válce, každý radiální drenážní kanál může být otevřen na vnějším obvodu, jestliže už tak nebylo učiněno, odstraněním části vnějšího obvodu vnějšího pouzdra nebo části drenážního dílu nebo obou obrobením nebo jiným vhodným způsobem.

Děrované mlecí válce podle vynálezu jsou obvykle užívány jako horní válce, které obvykle obsahují příruby 95, udržující drcený materiál v mezích a odstřikovací kroužky 96, chránící hřídel před postříkáním tekutinou, vytékající z otevřených konců kanálů na obou koncích tělesa 10 válce. Jak bylo však konstatováno dříve, děrované mlecí válce podle vynálezu mohou být užity také jako spodní válce.

Claims (13)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Děrované těleso mlecího válce pro drcení materiálu obsahujícího tekutinu a pro odvedení tekutiny, mající centrální osu a dva axiální konce a nasazené na hřídeli (90), vyznačující se tím, že obsahuje sběrné kanály (30), probíhající v centrálním směru mezi axiálními konci děrovaného tělesa (10) válce a opatřené drenážními díly (40) upravenými radiálně vně sběrných kanálů (30), přičemž každý z drenážních dílů (40) obsahuje alespoň jeden radiálně probíhající drenážní kanál (50), který je propojený se sběrným kanálem (30), kde děrované těleso (10) je tvořeno odlitkem (60), obklopujícím sběrné kanály (30) a alespoň částečně drenážní díly (40), přičemž odlitek (60) dále obsahuje středové vrtání (80) pro své nasazení na hřídel (90) a vnější obvodový povrch (70) na radiálně od centrální osy děrovaného tělesa (10) nej vzdálenější části odlitku (60) provedený jako mlecí povrch.
2. 2. Děrované těleso podle nároku 1, vyznačující se tím, že drenážní díly (40) jsou pevně zajištěny v děrovaném tělese (10).
3. 3. Děrované těleso podle nároku 1, vyznačující se tím, že drenážní díly (40) mají v radiálním směru proměnlivý příčný průřez a alespoň část příčných průřezů na radiálně vnitřní části drenážních dílů (40) má k ukotvení v děrovaném tělese (10) plochu větší než mají průřezy na radiálně směrem ven vyčnívajících částech drenážních dílů (40).
4. 4. Děrované těleso podle nároku 3, vyznačující se tím, že každý z drenážních dílů (40) je vymezen radiálně vnějším povrchem (41) a radiálně vnitřním povrchem (42) a bočními povrchy (43) mezi nimi, přičemž tyto boční povrchy (43) zahrnují alespoň jeden pár protilehlých povrchů (43), jejichž alespoň radiálně vnější části jsou sbíhavé k vytvoření ukotvení.
5. 5. Děrované těleso podle nároku 1, vyznačující se tím, že drenážní kanály (50) se směrem do radiálně vnitřní části drenážních dílů (40) rozšiřují.
6. 6. Děrované těleso podle nároku 1, vyznačující se tím, že alespoň část drenážního kanálu (50) má šířku v obvodovém směru menší než v axiálním směru.

   - 10CZ 286142 B6
7. 7. Děrované těleso podle nároku 1, vyznačující se tím, že sběrné kanály (30) jsou tvořeny dutým trubkovým dílem (32) majícím ve stěnách průchozí otvory (21), odpovídající umístění drenážních kanálů (50).
8. 8. Děrované těleso podle nároku 7, vyznačující se tím, že drenážní díly (40) jsou pevně ukotveny na trubkových dílech (32), přičemž drenážní kanály (50) jsou spojené se sběrnými kanály (30) přes průchozí otvory (21).
9. 9. Děrované těleso podle nároku 1, vyznačující se tím, že alespoň jeden z drenážních dílů (40) je radiálně zapuštěn v děrovaném tělese (10) až na úroveň vnějšího obvodového povrchu (70) děrovaného tělesa (10) a radiálně probíhající drenážní kanál (50) drenážního dílu (40) je spojen s vnějším obvodovým povrchem (70) výkrojkem části vnějšího obvodového povrchu (70) nebo části drenážního dílu (40) nebo obou.
10. 10. Děrované těleso podle nároku 1, vyznačující se tím, že odlitek (60) děrovaného tělesa (10) obsahuje vnější odlitek (142) a vnitřní odlitek (141), kde vnější odlitek (142) má první vnější povrch který je vnějším obvodovým povrchem (70) děrovaného tělesa (10) a první vnitřní povrch a vnitřní odlitek (141) má druhý vnější povrch a druhý vnitřní povrch, přičemž vnitřní odlitek (141) je navlečen na hřídel (90) a obsahuje množství sběrných kanálů (30) a dále obsahuje množství radiálních perforací (143) tvořících spojení mezi sběrnými kanály (30) a druhým vnějším povrchem vnitřního odlitku (141), a přičemž vnější odlitek (142) je navlečený na vnitřní odlitek (141) a má množství drenážních dílů (40), z nichž každý obsahuje alespoň jeden radiální drenážní kanál (50) propojený s prvním vnitřním povrchem vnějšího odlitku (142) a drenážní díly (40) dosedají na vnitřní odlitek (141) v místech radiálních perforací (143) pro spojení mezi drenážními kanály (50) a sběrnými kanály (30) a vnější odlitek (142) dále obsahuje množství vstupů pro tekutinu na svém prvním vnějším povrchu, napojených na sběrné kanály (30) před drenážními kanály (50), přičemž drenážní kanály (50) jsou spojeny s prvním vnějším povrchem vnějšího odlitku (142).
11. 11. Děrované těleso mlecího válce podle nároku 10, vyznačující se tím, že vnitřní odlitek (141) obsahuje otevřené drážky spojující axiální konce druhého vnějšího povrchu vnitřního odlitku (141) a sběrné kanály (30) jsou částečně tvořeny otevřenými drážkami a částečně prvním vnitřním povrchem vnějšího odlitku (142), drenážní díly (40) jsou umístěny radiálně směrem vně od otevřených drážek a tvoří sběrné kanály (30), které jsou spojeny s prvním vnějším povrchem vnějšího odlitku (142) prostřednictvím radiálně položených drenážních kanálů (50) uvnitř drenážních dílů (40).
12. 12. Děrované těleso podle nároku 11, vyznačující se tím, že vnější obvodový povrch (70) nebo první vnější povrch vnějšího odlitku (142) obsahuje množství obvodových drážek (91) k zvětšení drtícího povrchu.
13. 13. Děrované těleso podle nároku 12, vyznačující se tím, že každá z obvodových drážek (91) je vymezená dnem (92), hřebenem (94) a párem boků (93) a každý z radiálních drenážních kanálů (50) obsahuje tekutinový vstup, pronikající alespoň částí jednoho z den (92), více dny (92), alespoň částí jednoho hřebenu (94), více hřebeny (94), alespoň částí jednoho boku (93), více boky (93) nebo jejich kombinací.