SE456486B - Sett och anordning for uppdelning av en smelta i droppar - Google Patents

Description

456 486 10 15 20 25 30 35 2 bildningsanordningar bygger i huvudsak på principen att smältan tillföres en perforerad, eventuellt roterande yta för att lämna denna yta i form av droppar. Med ett sådant tillvägagångssätt är det uppenbarligen av vikt att åstadkomma ett konstant flöde till varje perforering i ytan och ett konstant flöde ut genom varje sådan per- forering. Med detta kända tillvägagångssätt är man uppen- barligen mycket beroende av att håldiametern, vid en viss viskositet, hálles lika stor över hela den per- forerade ytan.

I SE 373 755 är det t ex föreslaget att belägga kanalerna i en droppbildande, kanalförsedd platta med epoxiplastytor för förhindrande av igensättning av de droppbildande kanalerna.

I SE 393 753 beskrives användning av en roterande, perforerad behållare, från vilken en smälta slungas ut genom radiella hàlöppningar i behállarväggen och därigenom delas upp i droppar. Enligt detta patent till- föres det flytande materialet i form av ringformade laminära strömmar, där varje enskild ström ledes mot i vertikal riktning åtskilda hâlradsomràden i behållar- väggen.

I NO l22 298 har man sökt att lösa ovannämnda igen- sättningsproblem medelst en centrifug för utsprutning 'av flytande material genom en roterande perforerad vägg, i vilken centrifugbehállare är anordnad en rotations- symmetrisk kropp, vars mot centrifugväggens vända yta har väsentligen samma rotationsform som centrifugbe- hàllarens vägg och vilken kropp är så dimensionerad, att det mellan densamma och centrifugbehàllarens insida är utbildat ett relativt smalt ringformigt utrymme, t ex med en bredd pà 20 mm. I nämnda skrift är det vidare föreslaget att förse nämnda inre kropp med utmatnings- öppningar, så att en smälta kan införas uppifrån i kroppens inre för att sedan flyta ut genom utmatningsöppningarna till det ringformiga utrymmet och därefter vidare ut : genom centrifugbehållarens perforeringar.

Ovan angivna, kända anordningar bygger alla på 10 15 20 25 30 35 456 486 3 användning av en perforerad, eventuellt roterande yta för bildande av droppar, och det problem man genomgående sökt att lösa har varit att åstadkomma ett synnerligen exakt flöde till och ut genom var och en av öppningarna i den perforerade ytan. Även om vissa förbättringar har uppnåtts har någon tillfredställande lösning ännu ej framtagits pà problemet.

Utöver nämnda problem, att ástadkomma lika stora droppar, finns det dessutom ett annat problem hos den tidigare tekniken, nämligen att de från droppbildnings- anordningens roterande, perforerade yta utslungade par- tiklarna inte är sfäriska, vilket är föredraget, utan mer eller mindre droppformiga eller làngsträckta. Orsaken till att partiklarna får en icke-sfärisk form är att droppbildningen sker från trådar eller strålar av smälta.

Varje ny utslungad partikel "föds" i detta fall genom avsnörning av en "strängs" yttersta ände över ett tvär- snitt med förhàllandevis stor omkrets. Man har även funnit att det vid sådan droppbildning från strålar uppstår flera olika droppstorlekar, vilket får till- llav__ skrivas det faktum att någon styrning av droppens snörningsställe" pà stràlen av smälta ej föreligger.

Det skall noteras att man, för att lösa nämnda igensättningsproblem, även har föreslagit att öka dia- metern hos de droppbildande hålen eller kanalerna. Efter- som den till varje hål tillförda mängden smälta däri- genom kommer att öka, kommer dropparna som en direkt följd att öka i diameter. Resultatet blir_med denna teknik då droppar med oönskat stor diameter.

En betydande nackdel hos tidigare kända sätt och anordningar för framställning av droppar utifrån en smälta är således att dropparnas diamteter varierar i otillåten utsträckning.

En annan nackdel hos den kända tekniken är att de frán skivan utslungade partiklarna av smälta är mer eller mindre droppformiga, till följd av att utslungade 10 15 20 30 35 456 486 4 partiklar från en perforerad, roterande yta bildas genom avsnörning av strålar eller trådar av smältan. Slutpro~ dukten får därigenom en oönskad icke-sfärisk form.

En tredje nackdel hos den kända tekniken är att man inte kan styra mängden droppbildat material per tidsenhet och samtidigt bibehålla en oförändrad dropp- storlek.

Föreliggande uppfinning har som ändamål att ástad- komma ett sätt och en anordning av inledningsvis angivna slag som löser ovanstående problem och undanröjer nack- delarna hos den tidigare kända tekniken.

Detta och andra ändamál hos uppfinningen har uppnåtts genom att problemet angripes pà ett helt nytt sätt.

Enligt uppfinningen utföres själva droppbildningen inte med hjälp av en perforerad, eventuellt roterande yta.

Därigenom undviker man helt och hàllet de tidigare igen- sättningsproblemen och problemet med att tillföra en konstant mängd smälta till var och en av den perforerade ytans öppningar.

Det nya och säregna för uppfinningen är att smältan i droppbildningsanordningen, fràn vilken dropparna slungas ut genom centrifugalverkan i icke stelnat tillstànd, fördelas jämnt i omkretsled, relativt en företrädesvis vertikal axel, pà en, företrädesvis flera sammanhängande, kring den vertikala axeln roterbara, horisontella skivor, varvid varje skivas perifera ytterkant är försedd med i omkretsled ekvidistanta, likformiga, radiellt utskju- tande partier, i det följande benämnt taggar. Enligt uppfinningen bringas skivan eller skivorna att rotera under utmatningen av smältan, så att den på varje skiva utmatade smältan formas till en jämntjock film, som genom centrifugalverkan utbreder sig radiellt ut mot taggarna och som av dessa delas upp i jämnstora droppar.

Varje droppe kommer därigenom att släppa från motsvarande tagg, när den på droppen utätverkande centrifugalkraften till följd av droppens ökande storlek överskrider mot- svarande inåtriktade vidhäftningskraft. 10 l5 20 25 30 35 456 486 5 Med begreppet "tagg" avses enligt uppfinningen även andra typer av radiellt utskjutande partier än traditionella "sågtandsliknande" spetsiga taggar. Således skall "taggar" även anses omfatta (a) radiellt utskju- tande, tättsittande stavar eller liknande, (b) radiellt utskjutande, icke-spetsiga utbuktningar, exempelvis en vágliknande periferikant hos skivan eller skivorna, (c) radiellt utskjutande partier vilkas höjd vinkelrätt mot skivans plan är mindre än skivans tjocklek, vilket t ex kan åstadkommas genom att två cirkulära skivor med samma diameter, varav den ena har en "taggförsedd" periferi och den andra har en slät periferi, anbringas med sina huvudytor mot varandra med den “taggförsedda" skivan överst, så att taggarnas spetsar sammanfaller med den undre skivans periferíkant, och (d) andra radiellt utskjutande partier som ger den uppfinningsenliga för- delningsverkan på smältan.

Genom det ovan beskrivna uppfinningsenliga sättet åstadkommes en direkt droppbildning till skillnad från droppbildning från trådar/strålar enligt den tidigare tekniken. Den direkta droppbildningen innebär att det vid var och en av nämnda taggar kontinuerligt "föds" en partikel av smälta fràn en definierad yta med för- hállandevis liten omkrets. Nàgon avsnörning av en stràle sker därigenom inte, varigenom man erhåller den önskade sfäriska formen hos de utslungade dropparna.

Enligt uppfinningen àstadkommes även en för genom- förande av ovannämnda droppframställningssätt avsedd droppbildningsanordning av inledningsvis angivna slag, vilken anordning kännetecknas av: ett skivorgan, vilket innefattar åtminstone en, företrädesvis horisontell skiva, vilken är roterbar kring en företrädesvis vertikal axel och vars yttre periferikant är försedd med i omkretsled ekvidistanta, likformiga, radiellt utskjutande partier, i det följande benämnt taggar, ett fördelningsorgan, vilket är anordnat att fördela 456 486 l0 15 20 25 30 35 6 smältan jämnt i omkretsled på skivorganets skiva eller skivor, och ett med skivorganet förbundet drivorgan, vilket är anordnat att bringa skivorganet att rotera kring den vertikala axeln under fördelningen av smältan, så att den pá skivan eller skivorna utmatade smältan formas till en jämntjock film, som utbreder sig radiellt ut mot nämnda taggar och av dessa uppdelas i jämnstora I droppar.

Enligt en idag föredragen utföringsform av den uppfinningsenliga droppbildningsanordningen utmärkes anordningen av: att skivorganet innefattar ett flertal vertikalt åtskilda och inbördes sammanhållna skivor av nämnda slag, vilka är försedda med var sin centralt anordnad mittöppning, och att fördelningsorganet innefattar en i förhållande till skivorganet rotationsmässigt fristående doserings- behållare, som har en genom skivornas mittöppningar utsträckt cylinder, vars mantelvägg vid nivàn för varje skiva är försedd med en runt cylindern sig sträckande rad av inbördes åtskilda, radiella doseringsöppningar.

Med en droppbildningsanordning av sistnämnda ut- förande kan man styra bàde dropparnas storlek och den totala droppbildade mängden material per tidsenhet.

Genom att öka eller minska skivorganets rotationshastighet kan man öka respektive minska den på dropparna verkande centrifugalkraften vid taggarna vilket innebär att droppar med varierande diameter kan framställas. Genom att å andra sidan styra rotationshastigheten hos doserings- behàllarens cylinder, på vars insida smältan ligger som ett roterande skikt, kan man styra den på skivorna doserade mängden smälta per tidsenhet från doserings- öppningarna.

Det skall noteras att enbart användning av en skiva, vars yttre periferikant är försedd med taggar, ej är tillräckligt för framställning av jämnstora droppar. 10 15 20 25 30 35 456 486 7 Det krävs dessutom att smältan fördelas synnerligen jämnt i omkretsled pá skivan eller skivorna för att man skall få en jämntjock film pà varje skiva, dvs ett likformigt flöde till var och en av nämnda taggar.

För àstadkommande av en sådan jämn fördelning av smältan i omkretsled på skivan eller skivorna bringas doseringsbehállarens cylinder lämpligen att rotera med en fràn skivorganets rotationshastighet skild hastighet, vilket exempelvis kan åstadkommas genom att rotera för- delningsorganet och skivorganet i motsatt riktning.

Det är sáledes av vikt att man àstadkommer en inbördes rotation mellan skivorganet och fördelningsorganet, eftersom detta är en förutsättning för att varje punkt pá skivornas radiellt inre delar skall tillföras ett kontinuerligt flöde av smälta fràn doseringsöppningarna.

Om doseringsöppningarna ej roterar i förhållande till skivorna, kommer endast de punkter pá skivorna som ligger utanför en doseringsöppning att tillföras ett kontinuer- ligt flöde av smälta, vilket ger en ojämnare utbredning hos filmen pá varje skiva.

Enligt en speciellt föredragen variant av dropp- bildningsanordningen enligt uppfinningen är en för mot- tagning av smältan avsedd stillastående cylinder, vars ytterdiameter är mindre än innerdiametern hos doserings- behállarens cylinder, koaxíellt anbringad inuti doserings- behállaren, så att det mellan den inre stationära mot- tagningscylindern och doseríngsbehållarens roterande mantelvägg är utbildat ett ringformigt utrymme. Denna inre cylinders mantelvägg är försedd med ett flertal, i huvudsak vertikalt riktade spalter, genom vilka smältan flyter ut i det ringformiga utrymmet. Genom centrifugal- verkan bildar smältan ett skikt på insidan av den roterande doseringsbehållarens mantelvägg, varvid smältan i detta skikt succesivt doseras ut genom doseringsöppningarna på skivorna. En förutsättning för jämnstora droppar är att den pà skivorna doserade mängden smälta är konstant i tiden. Detta uppnås om tjockleken hos nämnda skikt 456 486 l0 l5 20 25 30 35 8 hàlles konstant i tiden. Enligt den speciellt föredragna varianten av uppfinningen är den stationära, inre cy- lindern invid varje däri upptagen spalt försedd med en radiellt utskjutande bom pà spaltens i doserings- behállarens rotationsriktning belägna sida. Dessa bommar har en radiell utsträckning som är mindre än bredden hos nämnda ringformiga utrymme, vilket medför att skiktets tjocklek begränsas till avståndet mellan bommarna och doseringsbehållarens insida. Denna kombination spalt-bom kommer även att fungera som automatiskt verkande stryp- ventiler, såsom skall beskrivas närmare i detalj i det följande.

Andra kännetecken och särdrag hos sättet och an- ordningen enligt uppfinningen framgår av de efterföljande patentkraven.

En till synes närliggande, känd teknik beskrives i WO 82/03024. I denna skrift beskrives ett sätt och en anordning för snabbfrysning av smält metall i partikel- form. En flyktig kylvätska matas till mitten av en snabbt roterande skiva för bildande av en radiellt utåt strömmande film av kylmedlet på skivan. Den metall som skall behandlas matas ner på kylfilmen pà radiellt av- stånd fràn skivans centrum. Den tillförda, smälta metallen kommer därigenom att slungas utåt pà skivan genom cen- trifugalverkan under det att den snabbt nedkyles av kylmedlet, vilket därvid föràngas. Denna kända teknik, som vid en första anblick kan synas ligga nära den upp- finning som utgör föremålet för föreliggande ansökan, har emellertid en helt annan funktion och ett helt annat ändamål och applikationsomràde än droppbildningsanord- ningen enligt uppfinningen.

I den kända anordningen för framställning av metall- partiklar stelnar det skivan tillförda materialet medan det befinner sig på skivan, vilket inte får förväxlas med tekniken enligt uppfinningen, enligt vilken den skivan eller skivorna tillförda smältan inte undergàr någon stelningsprocess medan den befinner sig på skivan. 10 15 20 25 30 456 486 9 En förutsättning för att skivans eller skivornas perifera taggar skall kunna bilda droppar är just att de mottager materialet i smält tillstånd och uppdelat detta i droppar, som lämnar droppbildningsanordningen i icke-stelnat tillstånd.

En annan skillnad mellan den i WO 82/03024 beskrivna tekniken och den enligt uppfinningen anvisade tekniken är att man enligt uppfinningen åstadkommer en aktiv fördelning av smältan i omkretsled pà varje skiva, vilket är en förutsättning för att man skall åstadkomma en absolut jämntjock film av smältan på varje skiva, vilket i sin tur är en förutsättning för ett jämnt, konstant flöde till taggarna, sá att lika stora droppar bildas.

Någon sådan aktiv fördelning av metallsmältan i omkretsled är ej beskriven i nämnda skrift, enligt vilken metall- smältan endast páföres skivan vid ett enda ställe på avstånd från skivans centrum. Vad som är tidigare känt fràn nämnda WO 82/03024 ligger således tekniskt och applikationsmässigt làngt ifrån föreliggande uppfinning.

Uppfinningen skall nu beskrivas närmare genom ett föredraget utföringsexempel under hänvisning till med- följande ritningar, av vilka fiq l visar en längdsektion av en droppbildningsanordning enligt uppfinningen, fig 2 visar en tvärsektion av anordningen i fig 1 längs linjen II-II och fig 3 visar en tvärsektion av anordningen i fig l längs linjen III-III.

I fig 1-3, vartill nu hänvisas, åskädliggöres en föredragen utföringsform av en droppbildningsanordning enligt uppfinningen. Den visade droppbildningsanordningen är avsedd att tillföras t ex en smälta, såsom urea, och att uppdela denna smälta i lika stora droppar, som i icke-stelnat tillstànd utslungas genom centrifugal- verkan frán anordningen för att stelna under efterföljande fall genom en stelningszon. Den visade droppbildnings- anordningen kan t ex anbringas högst upp i ett s.k. prillningstorn (ej visat), genom vilket det strömmar kylluft för torkning av de från droppbildninqsanordningen utslungade och nedfallande dropparna. 10 l5 20 25 30 35 456 486 10 Droppbildningsanordningen i fig l är uppbyggd av tre huvudorgan, nämligen ett stationärt, generellt med 10 betecknat mottagningsorgan, ett roterbart, generellt med 20 betecknat fördelnings- och doseringsorgan och ett likaledes roterbart, generellt med 30 betecknat skivorgan. Dessa tre huvudorgan 10, 20 och 30 är kon- centriskt och kompakt anordnade kring en vertikal geo- metrisk axel A.

Det stationära mottagningsorganet 10 är uppbyggt av dels en övre cirkulärcylindrisk inloppsbehállare ll, vilken via perifera öppningar står i förbindelse med inloppskanaler 12, såsom visas i fig 2, dels en nedanför inloppsbehållaren ll belägen utloppsbehállare 13 med ett ringformigt inre utrymme, vilket begränsas av en cylinder 14, en radiell botten 15 och ett med axeln A koncentriskt anordnat rör 16. Utloppsbehállarens 13 inre ringformiga utrymme står i förbindelse med in- loppsbehállaren ll via en central öppning 17 i densamma.

Röret 16, vilket i den visade utföringsformen är sta- tionärt, sträcker sig även upp genom inloppsbehàllaren ll, såsom visas i fig l.

Utloppsbehållarens 13 cylindriska mantelvägg 14 är försedd med ett flertal långsträckta, vertikala ut- loppsspalter 18, som är jämnt fördelade runt hela cylin- derns 14 omkrets. Antalet sådana utloppsspalter 18 är åtta i det visade utföringsexemplet, såsom framgår av fig 3. Utloppsbehàllarens 13 cylíndriska mantelvägg 14 är dessutom, vilket bäst framgår av fig 3, försedd med ett mot antalet spalter 18 svarande antal vertikala, radiellt utskjutande bommar 19, vilka är anordnade pà cylinderns 14 utsida invid och parallellt med var och en av utloppsspalterna l8. I det visade utföringsexemplet är dessa bommar 19 endast anordnade på den ena sidan om varje spalt 18, men i andra utföringsformer kan bommar eventuellt vara anordnade på båda sidor om spalterna 18. Funktionen hos dessa bommar 19 skall beskrivas när- 'mare längre fram. 10 15 20 25 30 35 456 486- ll Det roterbara fördelnings- och doseringsorganet 20 utgöres i huvudsak av en roterbar doseringsbehállare Zl, som är bildad av en yttre cylindrisk mantelvägg 22, en radiell botten 23 och ett vertikalt drivrör 24.

Sásom framgår av fig 1 och 3 är drivröret 24 roterbart lagrat koncentriskt inuti det stationära röret 16 och är mantelväggens 22 innerdiameter större än den inre cylinderns 14 ytterdiameter, så att det mellan mottag- ningsorganets 10 stationära utloppsbehállare 13 och fördelningsorganets 20 roterande mantelvägg 22 är utbildat ett ringformigt utrymme, som via nämnda utloppsspalter 18 står i förbindelse med den centrala utloppsbehàllaren 13.

Fördelningsorganets 20 drivrör 24'är vid sin övre ände, vilken är belägen ovanför inloppsbehàllaren ll och det stationära rörets 16 övre ände, fast förbundet med ett första drivhjul 25, vilket är avsett att driv- bart förbindas med ett (ej visat) drivorgan för rota- tion av fördelningsorganet kring axeln A, sàsom markerat med en pil Pl i fig 3.

Doseringsbehàllarens 21 cylindriska mantelvägg 22 är försedd med ett flertal, i axiell led åtskilda, horisontella rader av doseringsöppningar 26, vilka utgör utmatningsöppningar från det ringformiga utrymmet i doseringsbehàllaren 21. I det visade utförandet innefattar varje sådan horisontell rad av doseringsöppningar 26 sex ekvidistant fördelade doseringsöppningar, såsom visas i fig 3, men det är uppenbart att detta antal doseringsöppningar kan varieras i beroende av den ak- tuella tillämpningen.

Det roterbara skivorganet 30, slutligen, innefattar en roterbar drivaxel 31, vilken är roterbart lagrad inuti det roterbara drivröret 24 och vilken vid sin övre ände är fast förbunden med ett andra drivhjul 32, ett pà drivaxelns 31 nedre ände monterat nav 33, vilket är radiellt utsträckt nedanför doserinqsbehállarens Zl botten 23, ett flertal i omkretsled fördelade, axiellt 456 486 10 15 20 25 30 35 12 riktade stänger 34, vilka vid sina nedre ändar 34a är upptagna i öppningar i navet 33 på radiellt avstånd fràn doseringsbehållarens 21 cylindriska mantelvägg 22, och ett mot antalet rader med doseringsöppningar 26 svarande antal horisontella ringformiga skivor 35, vilka uppbäres med ett visst inbördes vertikalt avstånd av nämnda stänger 34 och vilka skivor var och en har dels en horisontell yttre del 35a, dels en därtill an- sluten, inre nedåtriktad konisk del 35b. Skivorna 35 är så anbringade, att doseringsöppningarna 26 i varje rad mynnar i nivå med den koniska delen 35b hos mot- svarande skiva 35.

Såsom visas schematiskt i fig 3 är varje skiva 35 vid sin perifera ytterkant försedd med likformiga, i omkretsled ekvidistanta taggar 36, vilkas funktion skall förklaras närmare i det följande.

När den under hänvisning till fig l-3 ovan beskrivna anordningen användes för framställning av droppar uti- från en smälta, införes smältan genom inloppskanalerna 12 till inloppsbehållaren ll för att genom tyngdkraft rinna ner i den stationära utloppsbehållaren 13 och ut genom utloppsspalterna 18.

Samtidigt bringas fördelnings- och doseringsorganet 20, vilket innefattar det första drivhjulet 25 och dose- ringsbehállaren 21, att rotera i en första riktning Pl med hjälp av det ej visade drivorganet, som påverkar drivhjulet 25. Även skivorganet 30, vilket innefattar det andra drivhjulet 32, drivaxeln 31, navet 33, stängerna 34 och skivorna 35, bringas att rotera medelst det ej visade drivorganet, men i en till fördelningsorganets 20 ro- tationsriktning P1 motsatt rotationsriktning P2, såsom visas i fig 3.

Den i utloppsbehàllaren 13 befintliga smältan kommer således att genom utloppsspalterna 18 att flyta ut i den i pilens Pl riktning roterande doseringshehållaren 21. Den i detta utrymme utrunna smältan lägger sig genom 10 15 20 25 30 35 456 486 13 centrifugalverkan som ett skikt på insidan av den ro- terande doseringsbehàllarens 21 mantelvägg 22 för att därefter genom doseringsöppningarna 26 kastas ut mot den koniska delen 35b av varje skiva 35. Genom denna koniska utformning hos skivornas 35 inre del 35b säker- ställer man att smältan alltid doseras pà skivornas 35 ovansida, vilket är en förutsättning för en god funk- tion hos anordningen.

Genom inrättandet av de vertikala spalterna och den roterande doseringsbehállaren 21 àstadkommes sáledes ett både i höjdled och i omkretsled jämntjockt skikt av smältan på mantelväggens 22 insida, vilket i sin tur innebär att flödet ut genom doseringsöppningarna 26 blir väsentligen konstant i tiden och lika stort för doseringsöppningarna 26 på Olika nivåer.

För att ytterligare förbättra denna fördelaktiga egenskap hos anordningen är den stationära inre cylindern 14 försedd med ovannämnda bommar 19 intill utloppsspalterna 18. Bommarnas 19 radiella utsträckning är mindre än den radiella bredden hos det ringformiga utrymmet i doseringsbehàllaren 21, såsom framgår av fig 3. När det roterande skiktet av smälta på mantelväggens 22 insida blir så tjockt att det träffas av de stationära bommarna 19, kommer ytterligare påbyggnad av skiktet att förhindras.

Såsom framgår av fig 3 är bommarna 19 anbringade pà den i rotationsriktningen Pl belägna sidan om spalterna 18. Därigenom kommer bommarna 19 i förening med spalterna 18 att fungera som automatiskt verkande strypventiler.

När en bom 19 träffar nämnda skikt, kommer det nämligen att uppstå ett slags "turbulens" omedelbart utanför motsvarande spalt 18, vilket resulterar i att ytterligare utmatning av smälta genom spalten förhindras. Flödet genom "ventilen" är därigenom strypt. När skiktets tjock- lek sedan avtar, på grund av flödet ut genom doseringsöpp- ningarna 26, kommer "ventilen" åter att öppnas auto- matiskt. På detta sätt upprätthålles alltid ett skikt 10 15 20 30 35 456 486 14 av smälta med konstant tjocklek pà mantelväggens 22 insida, dvs ett konstant flöde ut genom doseringsöpp- ningarna 26.

En viktig egenskap hos den beskrivna droppbildnings- anordningen är att man kan styra storleken på det kon- stanta flödet ut genom doseringsöppningarna 26. Genom att via drivhjulet 25 och drivröret 24 öka eller minska rotationshastigheten hos fördelningsorganets 20 doseringe- behàllare 21, kan man påverka den centrifugalkraft som verkar på skiktet på mantelväggens 22 insida och alltsà påverka den genom doseringsöppningarna 26 doserade mängden smälta per tidsenhet. För en konstant rotationshastighet hos fördelnings- och doseringsorganet 20 erhåller man dock, såsom nämnts ovan, ett konstant flöde till skivorna.

Såsom nämnts ovan roterar även skivorganets 30 skivor 35 under användningen av anordningen. Skivorna 35 roterar emellertid i motsatt riktning (P2) jämfört med doseringsbehàllaren 21. Syftet med att skivorna 35 och doseringsbehállaren 21 roteras i motsatta rikt- ningar är att bringa skivorna 35 att rotera i förhållande till doseringsöppningarna 26. Därigenom uppnår man att den smälta som utmatas genom doseringsöppningarna 26 och träffar skivornas 35 komiska delar 35b fördelas likformigt över skivornas 35 hela omkrets.

Antag t ex att skivornas 35 rotationshastighet relativt doseringsbehållaren 2l är 30 varv per sekund och att antalet doseringsöppningar 26 per rad är sex, såsom visat i fig 3. Om man i detta fall betraktar ett antal omedelbart intill varandra liggande punkter Q (såsom visat schematiskt vid Ql, Q2, etc. i fig 3) på en av skivornas 35 koniska del 35b, finner man att varje sådan punkt Q tillföres smälta från doseringsöppningar 180 gånger per sekund (30 x 6), vilket i praktiken innebär ett kontinuerligt flöde ut till varje sådan punkt Q på skivan 35. Varje skivas 35 koniska del 35b tillföres således ett i omkretsled kontinuerligt flöde av smälta, vilken smälta genom skivans rotation (i riktningen P2) 10 15 20 25 30 456 486 15 bildar en jämntjock, kontinuerlig film, som växer ut mot de vid skivans 35 yttre periferikant anordnade tag- garna och av dessa delas upp i lika stora droppar. Vid varje tagg bildas en droppe, som i fortfarande smält tillstànd släpper från taggen, när den på droppen utåt- verkande centrifugalkraften överstiger den inàtriktade vidhäftningskraften på droppen, vilket inträffar när den på taggen utbildade droppen har uppnått en viss önskad storlek.

Genom att enligt uppfinningen förse varje skivas yttre periferikant med dylika taggar åstadkommer man definierade droppbildningspunkter eller "släppunkter“, från vilka smältan lämnar skivan i form av droppar.

Eftersom släppvillkoret - centrifugalkraften större än vidhäftningskraften - alltid är detsamma vid varje droppbildningstillfälle och vid varje tagg, erhåller man kontinuerligt exakt lika stora droppar. Det skall dock noteras att man inte skulle erhålla jämnstora droppar om flödet till vissa taggar var större än till andra.

Om flödet till en viss tagg är större än till andra taggar kommer denna tagg att producera droppar med en relativt större droppdiameter, vilket framgår av nedan- stående formel. Den aktiva fördelningen av smältan vid skivornas 35 koniska delar 35b är således en förutsätt- ning för jämnstora droppar.

Droppdimensionen kan med hjälp av empiriska modeller beräknas ur följande uttryck: 0,44 X 00,15 X u0,0l7 d = L” X Do,s X wofls X 60,16 där: = flöde per tagg (m3/s) = densitet (kg/m3) dynamisk viskositet (Ns/m2) = ytspänning (N/m) = diameter roterande kropp (m) = vinkelhastighet (rad/s) E U <1 t <2 C ll 10 15 20 456 486 16 Det är underförstått att det ovan beskrivna utförandet av droppbildningsanordningen enligt uppfinningen kan modifieras pà många sätt inom uppfinningens ram, som endast begränsas av efterföljande patentkrav. Bland sådana modifieringar och varianter kan t ex följande nämnas: Anordningen kan för mindre kapaciteter innefatta endast en skiva. En billigare variant av uppfinningen behöver ej tvunget innefatta mottagningsorganet 10 med de däri ingående delarna. Fördelningsorganet kan utformas på andra sätt, som inte innefattar användning av en roterande hálradförsedd cylinder. Som ett alternativ kan man inrätta enskilda rör eller kanaler, som leder smälta till var sin skiva. Slutligen skall det också nämnas att dropparnas stelning i stelningszonen ej nöd- vändigtvis måste ske genom att dropparna får falla neråt under påverkan av gravitationen. Droppbildningsanordningen kan t ex vara anbringad vid bottnen av ett torn, i vilket strömmar en uppátriktad luftström, som är tillräckligt kraftig för att bringa dropparna att röra sig uppåt från anordningen till något ovanför liggande uppsamlings- ställe för stelnade droppar.

Claims (11)

10 15 20 25 30 456.486 17 PATENTKRAV

1. Sätt att uppdela en smälta i droppar, varvid smältan införes i en för bildande av dropparna anordnad droppbildningsanordning, från vilken dropparna genom centrifugalverkan slungas ut i icke-stelnat tillstànd för att därefter stelna i en stelningszon, k ä n n e - t e c k n a t av att smältan i droppbildningsanordningen fördelas jämnt i omkretsled, relativt en företrädesvis vertikal axel (A), på ett kring den vertikala axeln roterande skivorgan (30) med åtminstone en, företrädesvis hori- sontell skiva (35), vars yttre periferikant är försedd med i omkretsled ekvidistanta, likformiga, radiellt utskjutande partier (36), i det följande benämnt taggar, så att den pà skivan eller varje skiva (35) utmatade smältan formas till en jämntjock film, som genom centri- fugalverkan växer radiellt ut mot nämnda taggar (36) och som av dessa uppdelas i jämnstora droppar, vilka var och en släpper från motsvarande tagg (36), när den på droppen verkande centrifugalkraften överstiger mot- svarande inátriktade vidhäftningskraft.

2. Sätt enligt kravet l, k ä n n e t e c k n a t av att smältan införes i en i förhållande till skiv- organet (30) rotationsmässigt fristående doseringsbe- hållare (21), från vilken smältan genom en eller flera doseringsöppningar (26) doseras på skivan eller skivorna (35), att doseringsbehållaren (21) roteras kring den vertikala axeln (A) med en frán skivorganets (30) rota- tionshastighet skild rotationshastighet, att doseringsbehàllarens (21) rotationshastighet styres för styrning av den pà skivan eller skivorna (35) doserade mängden smälta per tidsenhet, och att skivorganets (30) rotationshastighet styres för styrning av droppstorleken. 456 486 10 15 20 25 30 35 18

3. Sätt enligt kravet 2, k ä n n e t e c k n a t av att doseringsbehållaren (21) och skivorganet (30) roteras i motsatta riktningar (Pl, P2).

4. Anordning för uppdelning av en smälta i droppar, från vilken anordning dropparna utslungas genom cen- trifugalverkan i icke-stelnat tillstànd för att därefter stelna i en stelningszon, k ä n n e t e c k n a d av ett skivorgan (30), vilket innefattar åtminstone en, företrädesvis horisontell skiva (35), vilken är roterbar kring en företrädesvis vertikal axel (A) och vars yttre periferikant är försedd med i omkretsled ekvidistanta, likformiga, radiellt utskjutande partier (3§), i det följande benämnt taggar, ett fördelningsorgan (20), vilket är anordnat att fördela smältan jämnt i omkretsled på skivorganets (30) skiva eller skivor (35), och ett med skivorganet (30) förbundet drivorgan, vilket är anordnat att bringa skivorganet (30) att rotera kring den vertikala axeln (A) under fördelningen av smältan, så att den på skivan eller skivorna (35) utmatade smältan formas till en jämntjock film, som utbreder sig radiellt ut mot nämnda taggar (36) och av dessa uppdelas i jämnstora droppar.

5. Anordning enligt kravet 4, k ä n n e t e c k n a d av att fördelningsorganet (20) innefattar en i förhållande till skivorganet (30) rotationsmässigt fristående doseringe- behàllare (21), från vilken smältan genom en eller flera doseringsöppningar (26) doseras på skivan eller skivorna (35), och att drivorganet är anordnat att bringa skivorganet (30) att rotera med en sådan vinkelhastighet, att skivan eller skivorna (35) roterar relativt doseringsöppningarna (26).

6. Anordning enligt kravet 5, k ä n n e t e c k n a d av att drivorganet också bringar fördelningsorganet (20) med doseringsbehàllaren (21) att rotera kring den vertikala axeln (A) under doseringen. 10 l5 20 25 30 35 456 486 l9

7. Anordning enligt kravet 5 eller 6, k ä n n e - t e c k n a d av att skivorganet (30) innefattar ett flertal vertikalt åtskilda och inbördes sammanhállna skivor (35) av nämnda slag, vilka är roterbara kring den vertikala axeln (A) och vilka är försedda med var sin centralt anordnad mittöppning, att fördelningsorganets (20) doseringsbehàllare (21) innefattar en genom skivornas (35) mittöppningar utsträckt cylinder (22), vars mantelvägg vid nivån för varje skiva (35) är försedd med en runt cylindern (22) sig sträckande rad av inbördes åtskilda doseringsöppningar (26).

8. Anordning enligt kraven 6 och 7, k ä n n e ~ t e c k n a d av att skillnaden mellan skivorganets (30) vinkelhastighet och fördelningsorganets (20) vinkel- hastighet är så stor och antalet doseringsöppningar (26) i varje rad så stort, att varje punkt (Q) på var och en av skivorna (35) intill (35b) doseringsöppningarna (26) tillföres ett väsentligen kontinuerligt flöde av smältan från doseringsbehállaren (21).

9. Anordning enligt kravet 7 eller 8, k ä n n e - t e c k n a d av att fördelningsorganets (20) doserings- behållare (21) roterar i en given riktning (Pl), att en för mottagning av smältan avsedd, stilla- stående cylinder (14), vars ytterdiameter är mindre än innerdiametern hos doseringsbehållarens (21) cylinder (22), är koaxiellt anbringad inuti doseringsbehàllaren (21), så att det mellan den inre cylindern (14) och doseringsbehållarens (21) mantelvägg (22) är utbildat ett ringformigt utrymme, att det i den inre cylinderns (14) mantelvägg är upptaget ett flertal, i huvudsak vertikalt riktade spalter (l8), genom vilka smältan är avsedd att flyta ut i nämnda ringformiga utrymme för att genom centrifugalverkan bilda ett skikt av smältan på insidan av den roterande doseringsbehållarens (21) mantelvägg (22), och att den inre cylinderns (14) mantelvägg invid och parallellt med varje däri upptagen spalt (18) är försedd 456 486 20 med en radiellt utskjutande bom (19) på spaltens (18) i nämnda rotationsriktning (Pl) belägna sida, varvid bommarnas (19) radiella utsträckning är mindre än det ringformiga utrymmets radiella bredd, så att tjockleken 5 hos nämnda skikt av smälta begränsas av bommarna (19) till det radiella avståndet mellan bommarna och doserings- béhàllarens (21) insida.

10. Anordning enligt något av kraven 4-9, k ä n n e - t e c k n a d av att taggarnas (36) inbördes avstånd 10 och skivorganets (30) rotationshastighet är så valda, att de på taggarna (36) utbildade dropparna förhindras att kollidera med varandra under dropparnas utslungning från anordningen.

11. ll. Anordning enligt något av kraven 7-10, k ä n n e - 15 t e c k n a d av att varje skiva (35) hos skivorganet (30) har en yttre horisontell del (35a) och en därtill ansluten inre nedåt i huvudsak konformad del (35b), varvid den koniska delen (35b) hos varje skiva är belägen radiellt utför motsvarande rad av doseringsöppningar 20 (26) i doseringsbehållaren (21).