Academic literature on the topic 'Omrörare'

The primary function of a mixer is to keep a fluid in constant motion. All mixing applications require varying degrees of small-scale turbulence and bulk flow. The performance of a submersible mixer is measured by the thrust that it produces, while the strength of the bulk flow is dependent on the total amount of installed thrust. In a mixer, the fluid quickly flows past the propeller, and as a result, the current is mainly axial. The fluid will also obtain a rotating velocity, or a swirl, though this is significantly less than that of the propeller. During the process, the total amount of energy increases in the form of static pressure and kinetic energy. The static pressure creates the mixer’s thrust. The kinetic energy is caused by the fluid’s rotation and is usually not desirable. Therefore, to obtain maximal static pressure, or thrust, the rotation of the fluid should be minimised where possible. This can be achieved by creating a pre-swirl of the water opposite the propeller rotation. The main objective of this master thesis is to develop and construct a set of guide vanes, capable of producing the pre-swirl needed to eliminate the rotational velocity of the fluid, and verify this through testing. To be able to carry out tests in small tanks, scaled down models of the 4620 mixer were developed, and manufactured with SLS technique in Duraform PA. Furthermore, a test rig was constructed with the purpose of measuring the mixer’s thrust. Mixer thrust test results reveals that by applying guide vanes to a mixer, the mixer thrust increases by approximately 10-20 % compared to a normal mixer, depending on whether or not a jet ring is used. The mixer’s efficiency increases by 1-5 % compared to a normal mixer. Tests with the mixer’s jet shows that by using guide vanes, the jet becomes more stable, and obtains a higher velocity. After evaluating seven different concepts, a full scale prototype was manufactured with the SLS-method. Performance tests with this prototype, at ITT Flygt in Lindås, revealed that the mixer thrust increases by 5-15 % depending on the propeller blade angle and whether or not a jet ring is used. The mixer efficiency increases by up to 7,5 %.
En mixer kallas även omrörare, eftersom dess huvuduppgift är att hålla vätska i rörelse. Vid all typ av omrörning krävs någon form av turbulens och bulkflöde. Mixerns dragkraft är det som avgör hur stort bulkflödet kan bli. I en mixer passerar vätskan propellern snabbt och strömningen är på så vis huvudsakligen axiell. Vätskan sätts även i rotation, men rotationshastigheten på vätskan är mycket mindre än propellerns hastighet. Då vätskan passerar propellern ökas den totala energin i form av statiskt tryck och rörelseenergi. Det statiska trycket ger upphov till dragkraften. Rörelseenergin kommer av att vätskan sätts i rotation och är i många fall inte önskvärd. För att få maximalt statiskt tryck eller dragkraft ska därför vätskans rotation vara så liten som möjligt. Detta kan åstadkommas genom förrotation av vattnet. Målet med detta examensarbete är att utveckla ledskenor som kan skapa den förrotation som krävs för att eliminera vätskans rotationshastighet, samt att genom tester verifiera att detta fungerar. För att kunna genomföra tester i små tankar tillverkades nedskalade modeller av mixern 4620 med SLS-teknik i Duraform PA. Dessutom tillverkades en testrigg med syfte att mäta mixrarnas dragkraft. Testresultat för modellerna visade att vid användandet av ledskenor ökar mixerns dragkraft med mellan 10-20 % beroende på om mixern utrustats med jetring eller inte, jämfört med en vanlig mixer. Verkningsgraden var vid användandet av ledskenor mellan 1-5 % högre än för en vanlig mixer, beroende på om jetring användes eller inte. Jetstråletester på modellerna visade att jetstrålen blir längre, stabilare och får en högre hastighet vid användande av ledskenor och jetring. En fullskalig prototyp tillverkades genom friformsframställningsmetoden SLS, efter att sju koncept tagits fram och utvärderats. Dragkraftstester gjordes på prototypen på ITT Flygt i Lindås, som visade att dragkraften ökar med mellan 5-15 % beroende på vilken propellervinkel som användes och om mixern var utrustad med jetring eller inte. Verkningsgraden ökade med upp till 7,5 %.

Examensarbetet inom produktutveckling – konstruktion utfördes under perioden februari till juni 2013 och omfattar 15 högskolepoäng (C-nivå), och är den slutliga kursen inom högskoleingenjörsprogrammet Innovation och produktdesign. Examensarbetet behandlade problematiken kring produktionsanpassning och kostnadsoptimering av två stycken elektromagnetiska omrörare vid företaget ABB, Process Automation, Metallurgy i Västerås. Efter kontakt med handledaren från ABB, Jan-Erik Eriksson, påbörjades projektarbetet med att tillverkningsanpassa konstruktionen av produkterna ORD 43P och EM Stabilizer. För att åstadkomma kostnadsoptimerad och produktionsanpassad konstruktion tillämpade författarna följande produktutvecklingsverktyg: Design for Cost, Design for Manufacture och Design for Assembly. För att kontrollera att konstruktionen blev optimal, men också att den inte brister under belastning använde examensarbetarna det datorbaserade hållfasthetsverktyget finita elementmetoden i CAD-programmet SolidWorks. Val av komponenter baserades på komponenternas pris per kilo. För att välja det optimala materialet, det vill säga högsta hållfasthet till lägsta pris använde författarna materialdatabasprogrammet CES EduPack. De utvalda materialen från programmet kunde inte författarna påfinna som standard på marknaden, varför författarna ändrade strategi till att jämföra och välja material utifrån marknadsundersökning av standardmaterial hos leverantörer.   ORD 43Ps komponenter optimerades konstruktionsmässigt gentemot befintliga komponenter och härvstag och isolerplattor kostnadsreducerades markant. Komponenten stomme grundutförande undersöktes översiktligt.  Genom att produktutveckla komponenterna härvstag, isolerplattor och stomme grundutförande minskade kostnaderna för ORD 43P med 2,47 %.  Författarna ansåg att ORD 43Ps totala kostnader kan minska mellan 10-25 % eftersom många av dess komponenter är överdimensionerade och består av dyrare material än vad som krävs.  EM Stabilizer’s komponenter, lock och tryckluftsslang, utformades med optimal konstruktion och kostnadsreducerades.  Genom att produktutveckla komponenterna lock och tryckluftsslang minskade kostnaderna för EM Stabilizer med 1,3 %.  Författarna förmodar att EM Stabilizer’s kostnader kan minska, eftersom den är relativt ny på marknaden. ABB vill säkerställa att produkten uppnår sin garanterade livslängd genom att överdimensionera många av produktens komponenter och använda dyrare material än vad som är nödvändigt.
The thesis in product development – design was carried out between February and June 2013 and includes 15 credits (C-level), and is the final course of the Bachelor Program in Engineering, Innovation and Product Design.  The thesis dealt with the problem of adaptation to production and cost optimization of two pieces of electromagnetic stirrers at the company ABB, Process Automation, Metallurgy in Västerås. After contact with the supervisor from ABB, Jan-Erik Eriksson, the project work commenced to adapt the manufacturing design of the product ORD 43P and EM Stabilizer. To achieve cost-optimized production and production adapted design, the authors applied the following product development tools: Design for Cost, Design for Manufacture and Design for Assembly. To verify that the design was optimal, but also that it did not break during stress, the authors used the computer based module finite element method of the CAD program SolidWorks.  The selection of components was based on the component’s price per kilo.  To select the optimum material, that is high strength and affordable, the authors used the material database software CES EduPack. The materials selected from CES EduPack could not be found by the authors as standard material at the market. Therefore, the authors changed strategy to compare and select materials based on market research of standard materials with suppliers. The components of ORD 43P were optimized in terms of design in comparison with existing components coil bracket and insulation boards. They were also cost reduced significantly. The component frame base was examined briefly.  Through product development the components coil bracket, insulating boards and frame base the total cost of ORD 43P was reduced by 2,47 %.  The authors found that the total cost of ORD 43P could be reduced between 10-25 % as many of its components are oversized and made ​​of more expensive materials than needed.  The components of EM Stabilizer, cover and pneumatic hose, were designed with optimum design and was cost reduced.Through product development the components cover and pneumatic hose the costs of EM stabilizer were reduced by 1,3 %.  The authors assume that the costs of the EM Stabilizer can be reduced, because it is relatively new at the market. ABB want to ensure that the product reach its guaranteed life by over-sizing many of the components of the product and use more expensive material than necessary.
Kostnadssänkningsprojekt

Loussavaara Kirunavaara AB (LKAB) har lidit av flertalet haverier i sina olika omrörare runt om i sina kulsinterverk. Haverierna har bestått av axelbrott, navbrott och skadade lager. Dessa haverier resulterar i produktionsbortfall som kan kosta företaget summor i 10 miljoner kronorsklassen. För att i framtiden kunna minska risken för haverier har ett konstruktionskoncept tagits fram för nästa generation av omrörare. Kriterierna för konceptet togs fram genom att analysera de tidigare haverierna för att identifiera de brister som fanns i konstruktioner. Beräkningar, intervjuer, konstruktionsförslag och jämförelser mellan olika dellösningar till konstruktionen utfördes för att ta fram delkoncept. Delkoncepten sammanställdes till olika konceptförslag i en morfologisk matris. Utvärdering av de valda koncepten skedde i jämförelse med en av de befintliga lösningarna med hjälp av en Pugh-matris. Författaren har under arbetets gång använt sig av sin tre års erfarenhet som fulltidsanställd automationstekniker på LKAB. Konceptförslaget bedöms av författaren kunna användas vid konstruktion av nästa generations omrörare. Delkoncept för olika delar av konstruktionen bedöms av författaren kunna användas för att konstruera förbättringar av de befintliga lösningarna hos LKAB.
Loussavaara Kirunavaara AB (LKAB) have been suffering from several agitator failures in their slurry tanks, part of their pellet plants. These failures have been caused by axle fractures, hub cross fractures and damaged bearings. These failures results in production losses that can cost the company sums around 10 million SEK. To minimize the number of future failures, a new concept been developed for the next generation of agitators. Criteria for this concept have been generated by analyzing the previous failures to identify flaws in the current solutions. Calculations, interviews, design concepts and comparisons between different partial solutions were preformed to generate partial concepts. These partial concepts were then compared using a morphological matrix. Selection of the suggested concept was made by evaluating all the developed concepts in comparison to the current solution using a Pugh-matrix. The author has throughout the work been drawing on his three-year full time experience of working as an automation technician at LKAB. The herein proposed concept is assessed to be usable for construction of the next generation of agitators. Partial concepts are assessed by the author to be able to implement on current agitator solutions at LKAB.

Denna rapport avhandlar ett projekt som utförts som ett examensarbete för Högskoleingenjörsexamen i Maskinteknik vid Karlstads universitet. Under en lång tid har det funnits driftsproblem med popeupplösaren vid en processindustri för papper och massa. Tillgängligheten hos utrustningen har under en längre tid varit låg med flertalet akuta underhållsinsatser. Examensarbetets har haft som syfte att konstruera en servicevänlig konstruktion med en ökad tillgänglighet hos utrustningen. Driftsproblemen sågs initialt som en följd av en långvarig drift med ett för högt varvtal. Det har resulterat i stora påfrestningar på komponenterna hos omröraren, med mekaniskt slitage och läckage som följd. Arbetet har projekterats under en längre tid utan att man har kommit fram till realiserbara lösningar. För att säkerställa att rätt problem löstes gjordes en rotorsaksanalys som tillsammans med en kravspecifikation låg till grund för hela projektet. Ett antal koncept till olika lösningar brainstormades fram och presenterandes för uppdragsgivaren. Av dessa gick endast ett koncept vidare från Pahl och Bietz elimineringsmatris. Konstruktionen genomgick en löpande riskanalys för att eliminera och konstruera bort risker under hela projektets gång.     Arbetet resulterade i en omkonstruerad drivlina med ett korrigerat utgående varvtal som klarar av den kontinuerliga drift med 100 % tillgänglighet som uppdragsgivaren efterfrågat. Detta gjordes med standardkomponenter där det var möjligt. Utöver det har även en egenkonstruerad komponent tillverkats. För den nya utrustningen togs ett FU-program fram som ett resultat från rotorsaksanalysen. Den tillsammans med all teknisk dokumentation gällande konstruktionen lämnades över till uppdragivaren. Projektet utfördes inom både de ekonomiska och tidsmässiga ramarna. En kvalitetsförbättring hos det malda utskottet blev en positiv bieffekt av arbetet. Detta var inget som projektet gjorde ansats mot att lösa initialt utan kom att växa som tanke under projektets gång, men som visat sig ha stor betydelse för fabrikens kontinuerliga kvalitetsarbete.
This report covers a project carried out as a course degree project for a Bachelor of Science in Mechanical Engineering at Karlstad University. For a long time there have been operational problems with the popedissolver in a process industry for pulp and paper, the availability of the equipment has been low for a long time and with several breakdowns. The thesis project has been aiming to make a service-friendly redesign of the stirrer with an increased availability of the equipment. The operational problems were initially seen as a result of long-term operation with too high rotational speed. This has resulted in heavy strain on the stirrer components, with mechanical wear and leakage as a consequence. The redesign has been planned for a long time before this project without attaining any results. To ensure that the correct problem were solved, a root cause analysis was made. Which together with a requirement analysis, was the foundation the project was based on. A number of concepts for different solutions were brainstormed and presented to the employer. Of these only one concept passed the Pahl and Bietz elimination matrix. The design underwent a continuous risk analysis to eliminate risks and redesign the equipment throughout the project. The work resulted in a redesigned driveline with a corrected output speed, along with a refurbishment of the stirrer components making the stirrer capable of managing the continuous operation and 100 % availability demanded by the employer. This was done with standard components where possible, in addition to that a few components has also been manufactured specifically for this project.  For the new equipment, a preventive maintenance program was developed as a result of the root cause analysis, along with all technical documentation relating to the design it was handed over to the employer. The project was carried out within both the economic limitations and the timeframe. A quality improvement in the dissolved pulp became a positive side effect of the project. This was nothing that the project was attempting to solve initially but was growing as thought during the course of the project. It proved to be of great importance to the mills continuous quality work.

Halmstad University is currently equipped with an Echo-free chamber to perform EMC testing, but no reverberation chamber. The construction of a paddle stirrer to be utilized in Halmstad University would drastically reduce the time required to perform EMC testing, since reverberation chambers are more efficient than Echo-free chambers for these kind of tests. The goal of this project was to design and develop a paddle stirrer structure and a control system able to rotate the stirrer to specific repeatable absolute angles with an accuracy of a tenth of a degree,holding a mass up to 70kg and rotating a mass up to 20 kg distributed on a 1x1m surface. To achieve this goal the system has been designed using a metal base structure, bearings to hold the lower shaft in its axes reducing its friction, a stepper motor connected to the gears to increase its holding torque, a magnetic rotary encoder and a control system with a double feedback from interrupts and from the encoder to improve the accuracy and reliability of the system. The resultis a completely working prototype, which fulfils all the requirements except for the speed. The target speed has not been achieved due to the insufficient holding torque of the available stepper motor.
Halmstad Högskola är för närvarande utrustad med en Ekofri kammare för att utföra EMCtestning, men ingen modväxlande kammare. Konstruktionen av en paddle-omrörare för användning i Halmstad Högskola skulle drastiskt minska tiden som krävs för att utföra EMC-testning, eftersom modväxlande kammaren är effektivare än en ekofri kammare för dessa typer av tester.Målet med detta projekt var att designa och utveckla en paddle-omrörare, både strukturen samt ett styrsystem som kan rotera den till specifika repeterbara absoluta vinklar med en noggrannhet av en tiondel av en grad, hantera en massa upp till 70 kg och rotera en massa upp till 20 kg fördelad på en 1x1m yta. För att uppnå detta mål har systemet konstruerats med en basstruktur gjord av metall, lager har placerats i axeln för att reducera friktion, en stegmotor är anslutentill kugghjul för att öka vridmomentet, en magnetisk roterande sensor och ett styrsystem med en dubbel återkoppling från interrupts och från sensorn för att förbättra systemets noggrannhet och tillförlitlighet. Resultatet är en helt fungerande prototyp som uppfyller alla krav, förutom hastigheten. Målhastigheten har inte uppnåtts på grund av otillräckligt vridmoment hos stegmotorn.

Denna studie har undersökt omrörningen i flockningsbassängerna på Källby avloppsreningsverk (ARV). Med hjälp av frekvensomriktning går hastigheten på omrörarna att ställa individuellt med målet att uppnå en bättre flockbildning och högre fosforreduktion. Brister i de nu valda omrörningshastigheterna upptäcktes och förändrades till enligt litteraturens korrekta värden. Det gick dock inte dra några slutsatser om hur de nya inställningarna påverkar fosforreduktionen men en onödigt hög kemikaliedosering kan ha legat bakom de låga och inte korrelerande värdena.