SE535487C2 - Insatsplåt för plåtsatscentrifug samt metod att tillverka nämnda insatsplåt - Google Patents

Abstract

Ett primärt ändamål med föreliggande uppfinning är en förbättrad separeringsplåt,insatsplåt, till plåtsatscentrifuger. För detta utmärker sig enligt uppfinningen denenskilda insatsplåten i en plåtsats av att insatsplåten byggs upp av segment av i huvudsakplana paneler. Segmenten sammanfogas därefter med en lämplig sammanfogníngsmetodtill en insatsplåt. Segmenten har givits en sådan form att segmenten efter sammanfogningbildar en konisk insatsplåt med styckvis plana ytor. Exempel på lämpligasammanfogningsmetoder är: Limning, punkt- eller linjesvetsning, falsning, nitning. Andra sammanfogningsmetoder kan också vara möjliga.

Description

l5 20 25 30 E35 flß? Antalet plåtar i en plåtsats är stort och antalet kan variera men ett vanligt antal är 50 till 250 plåtar. Plåtama kan tillverkas i olika material men plåtar i metalliska material är dominerande. Plåtar i metalliska material framställs genom trycksvarvning.

Trycksvarvning är en dyr tillverkningsmetod. Vidare är möjligheten att göra stora plåtar begränsad. Trycksvarvade plåtar fördyras ytterligare av att plåtama måste förses med ett stort antal distanshållningselement som håller de enskilda plåtarna skilda från varandra i plåtsatsen och därmed bildar strömningsvägar för den vätska eller gas som ska renas. lnsatsplåtar kan också framställas genom formsprutning med plast. Denna framställningsmetod är relativt billig även om verktygskostnaden är hög. Nackdelama är dock att plastmaterial har en begränsad hållfasthet, vilket bl.a. begräsar centrifugens varvtal. Plast tål ej höga temperaturer vilket starkt begränsar användningsområdet. Ett verktyg för formsprutning är dyrt. Detta gäller speciellt stora verktyg. Vidare är storleken på de plåtar som kan framställas med formsprutning begränsad. Fomisprutningen kan ej heller göras med alltför tunna sektioner. Detta medför att plåtar som fonnsprutas får en ur separeringssynpunkt onödigt stor godstjocklek vilket ger en förhöjd materialkostnad samt en reducerad effektivitet i reningen då en stor godstjocklek medför ett minskat antal plåtar i en plåtsats med en given höjd.

Plåtsatscentrifuger är vanliga i vätskereningsapplikationer men mindre vanlig i gasrening men börjar där användas mer och mer. Tekniken för gasrening med plåtsatscentrifuger är dock tidigt känd, se 101843. (Svenskt patent beviljat april 24, l94l). Ett senare patent som beskriver tekniken ses i US2003097835.

Framställningskostnaden för plåtsatsen är en begränsande faktor för plåtsatscentrifugers användning. Detta gäller speciellt centrifuger för rening av gaser, där kostnaden för plåtsatsen är den dominerande kostnaden. I gasrening finns det också ett behov av gasrenare för stora flöden och därmed plåtsatser med stor diameter. En applikation där det behövs stora plåtsatser är rening av rökgas. ldag saknas kostnadseffektiva metoder för att framställa plåtsatser med stor diameter.

Det två vanliga huvudtyper av centrifugalrenare med plåtsatser är renare med medroterande hölje eller stillastående hölje. En centrifug med medroterande höl je har ett höl je som omsluter och roterar med plåtsatsen med plåtsatsens varvtal. Detta utförande är vanligt i centrifuger för vätskerening men är också känt i gasreningsapplikationer. En l0 15 20 25 30 48? centrifug med stillastående hölje har ett stillstående hölje som omsluter plåtsatsen. Detta utförande är vanligt för centrifuger för gasrening. En fördel med stillastående hölje är att centrifugen kan framställas till en låg kostnad. Vätska eller gas som strömmar genom centrifugen kan konstrueras för en strömningsriktning som går igenom plåtsatsen med en riktning från plåtsatsen yttre periferi mot plåtsatsens centrum. En centrifug med denna strömningsriktnin g kallas motströmscentrifug. Centrifugen kan också konstrueras för en strömningsriktning från plåtsatsen centrum mot periferin (medströmscentrifug).

Föreliggande uppfinning kan användas i centrifuger med medroterande hölje eller stillastående hölje och begränsar sig inte till någon av strömningsriktningama medström respektive motström.

Sammanfattning av uppfinningen Ett primärt ändamål med föreliggande uppfinning är en förbättrad plåtsats i en plåtsatscentrifug. För detta ändamål utmärker sig uppfinningen enligt de särdrag som anges i patentkrav l. Där en enskild plåt i en plåtsats består av segment av i huvudsak plana paneler. Segmenten sammanfogas därefter med en lämplig sammanfogningsmetod till en insatsplåt. Segmenten har givits en sådan form att segmenten efier sammanfogning bildar en konisk insatsplåt med styckvis plana ytor. Exempel på lämpliga sammanfogningsmetoder är: Limning, punkt- eller linjesvetsning, falsning, nitning.

Andra sammanfogningsmetoder kan också vara möjliga. I texten används benämningen plåtar när det gäller insatsplåtar eller plåtband. Här förtydligas att ”plåtar” inte anger inte typen av material utan plåtar står för ett material i allmänhet. I texten används också beteckningen koniska insatsplåtar för insatsplåtar utförda enligt uppfinningen. Här ska noteras att dessa plåtar inte är strikt koniska utan har i huvudsak konisk form men med styckvis plana segment.

Uppfinningen avser också en sammanfogning enligt de särdrag som anges i patentkrav 2. lnnsatsplåten utformas på ett sådant sätt att fogen får en sådan höjd att fogens höjd 10 l5 20 25 30 535 48? motsvarar önskad distans mellan insatsplåtama i plåtsatsen. Därmed behöver inte plåtsatsen förses med ytterligare distanselement.

Uppfinningen avser också enligt de särdrag som anges i patentkrav 3 en centrifugalrenare med en plåtsats innefattande en uppsättning insatsplåtar. Där insatsplåtama är utformade med styckvis plana plåtsegment.

Uppflnningen anger också en metod att tillverka insatsplåtar enligt de särdrag som anges i patentkrav 4. Där en kontinuerlig plåtsats framställs genom veckning av att plåtämne. En schematisk beskrivning av förfarandet ges nedan. Plåtämnet som ursprungligen har formen av plana band veckas med vissa mellanrum på ett sätt så att längden plåtmaterial i vecket ökar från ena plåtkanten till ett givet värde på motstående plåtkant. Det innebär att plåtbandet är kortare på ena sidan. Det plåtband som nu bildas får nu formen av en cirkel där ytterradien utgörs av den del av plåten där minst plåtlängd borttagits i vecket. lnnerradien utgör följaktligen den sida av plåtbandet där plåtkantens längd minskats med den längd som veckats bort. Detta veckade och cirkulära plåtband läggs därefter i skruvform med en sådan ytterradie att en konisk form uppstår. Genom denna veckning omfonnas det ursprungligt plana plåtämnet till en konisk plåtsats med sträckvis plana ytor som sammanläggs i en i en kontinuerlig skruv till en stapel av insatsplåtar. Ovan beskrivs minskning av plåtbandets längd genom veckning av bandet. Motsvarande längdminskning kan också erhållas genom att prägla in inbuktningar med olika höjd sträckande sig från plåtbandets ena kant till plåtbandets motstående kant.

Uppfmningen avser också en metod att utforma vecket enlig de särdrag som anges i patentkrav 5. Där vecket som beskrivs i patentkrav 4 utfonnas på ett sådant sätt och med en höjd som ger önskad höjd på ett distanselement i plåtsatsen.

Uppfmningen avser också en metod att utforma distanselement enligt de särdrag som anges i patentkrav 6. Där distanselement präglas in i en plåtsats enligt något av kraven l, 2 och 4. Distanselementen präglas in i plåtsatsens plana segment i form av förhöjningar. 10 l5 20 25 30 535 ëB? Uppfmningen avser också en metod att utforma distanselement enligt de särdrag som anges i patentkrav 7. Där distanselement enligt krav 6 präglas in i plåtsatsen i form av förhöjningar som sträcker sig radiellt efter plåtsatsen generatris. Med generatris avses en linje som sträcker sig rent radiellt och följer den koniska plåtytans konvinkel Uppfmningen avser också en metod att utforma distanselement enligt de särdrag som anges i patentkrav 8. Där distanselement enligt krav 6 präglas in i plåtsatsen i form av iörhöjningar som sträcker sig radiellt med en vinkel mot plåtsatsens generatris.

Uppfinningen avser också en metod att utforma distanselement enligt de särdrag som anges i patentkrav 9. Där distanselement enligt krav 6 till 8 präglas in i plåtsatsen i form av förhöjningar och att distanselementen inte sträcker sig ända ut till plåtens ytterkant.

Uppfinningen avser också en metod att tillverka en plåtsats enligt de särdrag som anges i krav 10. Där de plana plåtsegmenten som bygger upp insatsplåten enligt krav 1 och 2 sammanfogas med en lämplig sammanfogningsmetod Kort beskrivning av figurerna Figur l visar en plåtsatscentrifug med en plåtsats i ett medroterande hölje.

Figur 2 visar en plåtsatscentrifug med en plåtsats i ett stationärt hölje.

Figur 3 visar en insatsplåt i en plåtsatscentrifug med den utformning som är känd idag.

Figur 4 visar en insatsplåt i en plåtsatscentrifug enligt patentkrav 1.

Figur 5 visar ett en insatsplåt tillverkad enligt patentkrav 4 Figur 6 visar en plåtsats med distanselement präglade i plåten. 10 15 20 25 30 48? Figur 7 visar en plåtsats med distanselement präglade i plåten med prägling i två riktningar mot plåtytan.

Detaljbeskrivning av föredragna utföringsformer Figur 1 visar en plåtsatscentrifug 18 med ett roterande hölje 1. 1 höljet 1 befinner sig en med höljet 1 medroterande plåtsats 2 som utgörs av en stapel av enskilda insatsplåtar 3. lnsatsplåtarna 3 hålls åtskilda av distanselement 33 (i figur 3). Distanselementen kan vara rent radiellt placerade eller vara utformade med en vinkel mot plåtytans generatris.

Krökta distanselement är också möjliga. Plåtsatsen och höljet drivs av ett drivelement 4.

Det roterande höljet l är placerat i ett stationär: skal 5. En centrifug av denna typ kan användas både för vätske- och gasreningen. l beskrivningen kommer vi för enkelhet använda ordet gas men centrifugen arbetar på samma sätt om fluidet är en vätska.

Centrifugens arbetssätt beskrivs i det följande. Gas 9 strömmar in genom ett inloppsrör 6 och fortsätter via en fördelarkanal 7 till plåtsatsen periferi 8. Strömningsriktningama visas med strömningspilar 10, I l. Gasen strömmar därefter radiell inåt genom kanaler 12 i plåtsatsen och den renade gasen hamnar i ett utrymme 17. Partiklar i gasen kommer av centrifugalkrafiema slungas mot en undersida 13 av insatsplåten 3. Partiklama glider därefter radiellt utåt på plåtsatsens undersida och hamnar i ett uppfångningsrum 14.

Under transporten utåt på plåtsatsens undersida 13 kommer partiklama agglomerera till större partikelansamlingar. Den renade gasen lämnar det roterande höljet via strömningsvägen mellan inloppsröret 6 och en kant 16. Den renade gasen strömmar vidare ut ur centrifugen via en strömningskanal 19. Figur l visar en centrifug med en strömningsriktning på gasen som går från ytterradien av plåtsatsen mot centrum av plåtsatsen. En centrifug med denna strömningsriktnin g benämns motströmscentrifug.

Centrifugen kan också utforma för en strömriktning genom plåtsatsen som går från centrum av plåtsatsen och radiellt utåt. En centrifug av denna typ benämns medströmscentrifug. Motströmscentrifuger är vanligast vid vätskerening och medströmscentrifuger är vanligast vid gasrening. Men motström och medström kan användas för både vätske- eller gasrening. 10 l5 20 25 30 535 flß? Figur 2 visar en plåtsatscentrifug 20a med ett stillastående hölje 24 och medströmsutförande. I en gasreningsapplikation ger medströmsutförandet den fördelen att plåtsatsen fungerar som en fläkt som driver flödet genom centrifugen och eventuella rörsystem före och efter centrifugen. En centrifug enligt figur 2 kan också arbeta med motströmsrening i detta fall tillkommer extema fläktar eller pumpar för drivning av flödet genom centrifug och rörsystem. Ett utförande enligt figur 2 används i huvudsak för gasrening men kan användas för vätskerening. Nedan följer en detaljerad beskrivning av centrifugen i figur 2 och dess arbetssätt. En plåtsats 20 är placerade mellan en underplåt 21 och en överplåt 22. Plåtsatsen 20 utgörs av en stapel koniska insatsplåtar 23. lnsatsplåtama 3, 23 hålls åtskilda av distanselement 33. Distanselementen 33 kan vara rent radiellt placerade eller vara utformade med en vinkel mot plåtytans generatris.

Krökta distanselement är också möjliga. Distanselementen visas förtydligade i figur 3. l figur 3 visas raka distanselement. Centrifugens rotation drivs av drivelementet 4.

Plåtsatsen roterar i det stationära höljet 24. Gas som ska renas strömmar in genom ett centralt inloppsrör 25. Gasen fördelar sig mellan insatsplâtama i plåtsatsen 20. Tunga partiklar slungas mot insatsplåtens undersida 32 och glider på plåtens undersida ut mot plåtsatsens ytterperiferi. Under transporten utåt kommer partiklarna agglomerera till större partikelansamlingar. Partikelaggregaten slungas därefter av centrifugalkrañema från plåtens ytterperiferí och hamnar på en insida 26 i det stationära höljet 24. Den renade lufien fortsätter ut genom centrifugens utlopp 27. De på insidan av det stationära höljet ansamlade fasta partiklarna stannar kvar i höljet eller bortförs genom någon typ av reningsprocess. Partiklar som består av vätskedroppar kommer dock att coalisera till större vätskedroppar och rinner kontinuerlig ut genom ett vätskeutlopp 28. En uppfángningsränna 29 förhindrar ansamlade vätska att följa med den renade gasströmmen. Centrifugen i figur 2 kan också utformas för motströmsrening. Detta utförande visas inte med figur.

Figur 3 visar en förtydligande figur på en insatsplåt i plåtsatsen 2, 20. Insatsplåten utgörs av en konisk plåt 3, 23, 30 med en översida 31 och undersida 32 och distanselement 33. 15 20 25 šïšfi 48? Figur 4 visar en insatsplåt 40 med plana plåtsegment 41 enlig patentkrav l. lnsatsplåten 40 har en innerkant 43 och en ytterkant 44. Antalet segment i insatsplåten kan variera.

Minsta möjligt antal plâtsegment i en insatsplåt är 3 segment. l figur 4 visas en insatsplåt med 10 segment. Segmenten är sammanfogade med en fog 42. Fogen 42 visas schematiskt som en kant. Utförande av fogen kan variera. Fogen kan Lex. utformas på ett sådant sätt fogens höjd ger den önskade distanshållningen mellan plåtama i plåtsatsen vilket anges i patentkrav 2.

Figur 5 visar en insatsplåt 50 med styckvis plana segment 51 tillverkad enligt krav 4.

Plåten 50 har en innerkant 52 och en ytterkant S3. Plåten 50 är framställd av ett plant plåtband genom att plåtbandets längd har minskats genom att ta ”bort” olika mycket plåtmaterial från kanten 52 till kanten 53. Bonagning av material visas här som en veckning 54. Snittet A -A visar en möjlig veckning. Andra sätt att ta bort material är möjliga. T.ex. kan bortagning ske genom en prägling som visas schematisk i figur 6 och 7. Prägling görs därvid med en ökande höjd från plåtbandets kant 52 till kant 53.

Figur 6 visar schematiskt pråglingen av ett distanselement i den plana delen i en konisk insatsplåt med styckvis plana sektioner enligt figur 4. Distanselement utgörs av utbuktningar 61 av plåtmaterial 62. Distanselementens form och radiala utsträckning kan variera. Långsträckta distanselement kan utformas med en vinkel mot generatrisen.

Distanselementen kan också utformas så att distanselementen sträcker sig över den plana ytan med en bågform, ej visad med figur. Distanselementen kan också omväxlande bukta in eller ut från plåten detta visas schematisk i figur 7.

Figur 7 visar schematiskt präglingen av distanselement i den plana delen i en konisk insatsplåt med styckvis plana sektioner enligt figur 4. Distanselement utgörs av utbuktningar 7 l och 72 av plåtmaterial 73.

Claims (2)

1. 0 l5 20 25 30 Patentkrav 1) insatsplåt (3, 23) till en plåtsats (2, 20) i en centrifugalrenare avsedd för rening av vätskor eller gaser där insatsplåten (3, 23) bildar formen av en stympad kon, kännetecknad av att varje enskild insatsplåt (3, 23) innefattar sektioner av i huvudsak plana plåtsegment (41). 2) lnsatsplåt enligt krav l, kännetecknad av att de plana segmenten (41) är sammanfogade på ett sådant sätt att en fog (42) mellan två segment får en tjocklek som motsvarar önskad distans mellan insatsplåtama i plåtsatsen. 3) Centrifugalrenare innefattande en plåtsats innefattande en uppsättning insatsplåtar enligt något av krav l eller

2. 4) Metod att tillverka en insatsplåt (3, 23) till en plåtsats (2, 20) i en centrifugalrenare enligt något av krav l eller 2, kännetecknad av att insatsplåtama (3, 23) formas av styckvis plana segment (51) och tillverkas utgående från ett plåtämne som ursprungligen har formen av plana band vilka veckas med vissa mellanrum på ett sätt så att längden plåtmaterial i vecket ökar från ena plåtkanten till ett givet värde på motstående plåtkant varvid ett plåtband bildas som kan sammanfogas till en insatsplåt (50) med de tidigare nämnda styckvis plana segmenten (51). 5) Metod enligt krav 4, kännetecknad av att vecket och höjden på vecket (54) utfonnas på ett sådant sätt att vecket utgör ett distanselement i plåtsatsen. l0 15 20 535 48? l0 6) Metod enligt krav 4 eller 5, kânnetecknad av att distanselement (6l, 71, 72) präglas i de plana plåtsegmenten (51). 7) Metod enligt krav 4 eller 5, kännetecknad av att distanselement (61, 71, 72) i de plana segmenten (5 l) präglas i plåten och att dessa distanselement sträcker sig längs plåtytans generatris. 3) Metod enligt krav 6, kännetecknad av att distanselementen (6l, 71, 72) präglas med en vinkel som är at 0 mot plåtytans generatris. 9) Metod enligt något av krav 6 till 8, kännetecknar] av att de i plåten präglade distanselementen (61, 71, 72) ej sträcker sig ända ut till plåtens ytterkant. 10) Metod att tillverka en insatsplåt (3, 23) till en plåtsats (2, 20) i en centrifugalrenare enligt något av krav l eller 2, kännetecknad av att insatsplåtama (3, 23) formas av plana plåtsegment (41) till en stympad kon, vilka plåtsegment sammanfogas medelst lämplig metod såsom limning, svetsning, falsning eller nitning.