DE2004666A1 - Zellenradschleuse, mit exzentrisch im Gehäuse gelagertem Zellenrad und biegsamen, elastischen Zellentrennwanden - Google Patents

Description

• Beschreibung Die Erfindung bezieht sich auf eine Zellenradschleuse, mit exzentrisch im Gehäuse gelagertem Zellenrad und biegsamen, elastischen ZellentrennwändenO Zellenradschleusen werden überwiegend in der Technik des Pneumatischen Fördern und der Gasentstaubung eingesetzt. Sie ermöglichen den Transport körniger oder pulverförmiger Materialien, zwischen Räumen unterschiedlichen Drucks und sollen dabei, soweit wie irgend möglich, eine Strömung des Trägergases - meist Luft -vom Raum höheren in den niedrigeren Drucks verhindern.
• Zellenradschleusen üblicher Bauart, also solche mit einem zentrisch im Gehäuse gelagerten Zellenrad, und starren Zellentrennwänden, weisen aber immer einen Luftverlust auf, Der Luftverlust wird grundsätzlich durch Tjruckdlfferenz verursacht, tritt aber zweifach in Erscheinung: einmal als "Leckluftverlust", durch das erforderliche Spiel zwischen Zellenrad und Gehäuse kommt eine Spaltströmung zustande, zum andern als Expansionsluftverlu'st", der dadurch entsteht, daß, bei jeder Zellenradumdrehung, die komprimierten Zelleninhalte in den Raum niedrigeren Drucks expandieren, Es sind zahlreiche Versuche bekannt geworden, das Verlustluftproblem zu lösen. Doch wird meist nur die Beseitigung einer Verlustluftkomponente angestrebt. So sind zO B. zweiwellige Schleusen vorgeschlagen worden, nach dem Prinzip der Drehkolbengebläse arbeitend, die ihrer Natur nach nur den Expansionsluftverlust verhindern können, nicht aber den Beckluftverlust, da sie mit Spiel zwischen den beiden Drehkolben und dem Gehäuse arbeiten.
• Sie sind außerdem relativ aufwendig. - Andere Lösungsvorschläge zielen nur auf die Beseitigung des' Leckluftverlustes ab, indem z. B. die Zellentrennwände eines zentrisch gelagerten Zellenrades teilweise aus einem nachgibigen Werkstoff hergestellt sind und ohne Spiel die Gehäuseflächen berühren, Auch ist ein i:ösungsvorschlag bekannt geworden, der beide Verlustluftkomponenten berttcksichtigt. Er-geht vom Prinzip des einwelligen Rotationsverdichters u,s, einer Maschine mit exzentrisch gelagerter Rotorwalze, die radiale Schlitze hat, in, denen starre, radial bewegliche Schieber geführt sind0 Diese Lösung hat den nachteil, daß sie die Leckluftkomponente nicht ganz beseitigt, da ein geringes Spiel zwischen Rotorwalze und Gehäusebohrung erforderlich ist.
• Außerdem ist der mögliche Ixutzungsgrad, do h0 das Verhältnis des pro Umdrehung förderbaren Naterialvolumens zum Volumen der Gehäusebohrung, gering, da wegen der erforderlichen ausreichenden Sohieberführung und der notwendigen Schieberabdichtung, der Durchmesser der Rotorwalze nicht beliebig verkleinert werden kann Der Förderraum bleibt also zwangsläufig relativ klein; Die Erfindung hat zur Aufgabe eine Zellenradschleuse, die ohne Luftverlust arbeitet, bei möglichst einfacher Konstruktion. Beide Luftverlustkomponenten sollen berücksichtigt werden. -Erfindungsgemäß wird dies erstens durch die-Exzentrizität zwischen Zellenradmitte und Gehäusemitte und elastische, biegsame Zellentrennwände erreicht, zweitens dadurch, daß diese Zellentrennwände die sie begrenzenden Gehäuseflächen ohne Spiel berühren, Der Expansionsluftverlust wird also dadurch vermieden, daß sich die Zellenrauminhaltet im Verlauf einer Zellenradumdrehung, vom Gehäuseauslauf her kommend, verkleinern, dabei eine entsprechende Luftmenge, über einen Rückströmkanal oder eine sonstige Verbindung, in den Bereich des Materialauslaufe zurückgedrückt wird0 Dabei wird die Luft nicht über den Systemdruck, der an der Materialaufgabestelle herrscht, hinaus verdichtet0 - Im weiteren Verlauf der Zellenradumdrehung werden die Zelleninhalte wieder größer; in die sem Bereich sind die Zellenräume jeweils ohne Verbindung zu anderen Räumen. Die Luft wird entsprechend expandiert0 Ist die Exzentrizität, nach Größe und Lage, richtig gewählt, so erreicht die vorauslaufende Zellentrennwand gerade dann den Material zulaufsohacht des Gehäuses, und gibt die Verbindung zwischen diesem und der ankommenden Zelle frei, wenn der Luftdruck in der Zelle gleich dem im Zulaufschacht ist.
• Der Leckluftverlust wird, wie schon erwähnt, dadurch vermieden, daß die Dichtungsflächen des Zellenrades die sie umgebenden Gehäusewandungen spielfrei berühren, - Die axiale Länge der Zellentrennwände wird so gewählt, daß sie die Stirndeckel des Gehäuses mit leichtem Druck berühren.- Die Abdichtung am Umfang der Gehäuse bohrung wird bewirkt durch selbsttätiges Andrücken der achsparallelen trennwandkanten. Die Zellentrennwände stehen unter Vorspannung, die durch die Wahl ihrer radialen gestreckten Länge erzwungen, und elastische Werkstoffe ermöglicht wird, Durch evtl.
• auftretenden Verschleiß an den Zellenztrennwänden, ist. ein Nachlassen dieser Vorspannung möglich0 In bestimmten Grenzen läßt sich dies ausgleichen, indem der Zellenradkern als elastischer, zylindrischer Hohlkörper ausgebildet sein kann, der durch die hohlgebohrte Zellenradwelle, über ein in diese eingebautes Xückschlagventil, mit Druckluft oder einer Druckflüssigkeit gefüllt wird und sich dadurch hauptsächlich radial dehnt, - Diese Ausbildungsform des Zellenradkerns erleichtert auch, in drucklosem Zustand, den Zusammenbau mit dem Schleusengehäuse, bzw. einen möglicherweise erforderlich werdenden Ausbau, z0 B. zum Zweck der Instandhaltung oder Reinigung Die Bilder 1 und 2 zeigen beispielsweise zwei mögliche Ausführungsformen der Erfindung, jeweils im Schnitt. In Bezug auf das Gehäuse. handelt es sich in Bild 1 um eine sogenannte Durchfallschleuse, in Bild 2 um eine sog. Druchblaseschleuse, Beiden wusführungsbeispiel gemeinsam ist: der Abstand e der Mitten des Gehäuses 4 und des Zellenradkerns 2, je eine Einrichtung zur Rückströmung der Luft, aus dem Bereich der engsten Zelle 5 in die Zone des Slaterialauslallfs, beispielsweiae in der-Form einer Nut 6, sowie die Anordnung der Zellentrennwände -1 in einem spitzen Winkel α zu den Radien des Zellenrades. - Außerdem muß, bei allen möglichen Ausführungsbeispielen, die -gestreckte radiale Länge der Zellentrennwände 1 größer sein als der durch die- Exzentrizität bedingte, größtmögliche Abstand des -Zellenradkerns von der Gehäusebohrung, um eine genügende Vorspannug °der Zellentrennwände zu gewährleisten.
• Erfindungsgemäß können die Zellentrennwände aus einer oder mehreren, mehr oder weniger dünnen Platten., gleichen oder versciedenen Werkstoffs bestehen. Im Bild 1 bestehen die Zellentrennwände 1 beispielsweise aus je 2 dünnen Platten lol und 1.2. So kann man zweckmäßigerweise eine Funktionstrennung durchführen.
• Während die erste Platte 1.1 aus eine. gut dichtenden, gleitfähigen Werkstoff besteht und die Abdichtung übernimmt, ist die zweite Platte 1.2 aus eine. besonders elastischen Werkstoff gefertigt und bewirkt die Vorspannung. Bei diesem aufbau der Zellentrennwände ist es vorteilhaft, wenn die Dichtplatte 1.1 etwas länger und breiter ist als die Federplatte 1.2, d. h.
• allein die Dichtplatte 1.1 berührt die Gehäusewandungen. -Die Abdichtung radial nach innen, wird durch weitere dünne, biegsie Platten 7.1 eines geeigneten Werkstoffes bewirkt, die zwischen den Zellentrennwänden auf dem Umfang des Zellenrades befertigt sind und deren axiale Länge genau derjenigen der Dichtungsplatten 1.1 entspricht. Das Ausführungsbeispiel nach Bild 2 neigt ein Zellenrad, das einteilig, in eine. Stück gefertigt ist. Zellenradkern 2 und Zellentrennwände 1 bestehen aus einer geeigneten Werkstoff, der in Form dünner Platten genügend elastisch und biegsam, in Pori eines dickwandigen Rohres genügend fest ist um die Schleusenwelle aufzunehmen.
• Eine weitere Zweckmäßige Ausführungsvariante besteht darin, in die Zellentrennwände 1 dünne Federplatten, 3 aus eine. anderen WErkstoff einzuarbeiten.
• Erfindungsgemäß können die Zellentrennwände auch radial angeordnet sein. Bild zeigt beispielsweise ein Zellenrad mit radial gerichteten Zellentrennwänden, letztere gestreckt dargestellt, in Teilansicht. Die Zellentrennwände sind jeweils auf ihrer Rückseite axial und radial verjüngt, so daß sehmale Dichtflächen 1.3 entstehen, die in sehmale Dichtschutern z des Zellenradkrens übergehen.

Claims (8)

Patentansprüche

1) ellenradschleuse mit exzentrisch im Gehäuse (4) gelagertem Zellenrad, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellentrennwände (1) jeweils aus einer oder mehreren biegsamen, elastischen Platten gebildet sind und daß die Summe aus Radius des Zellenradkerns (2), plus freie, gestreckte Länge einer Trennwand (1), plus Exzentrizität (e) größer ist als der Radius der Gehäusebohrung.

2) Zellenradschleuse, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ganze Zellenrad, Zellenradkern (2) und Trennwände (1) einteilig, in einem Stück gefertigt ist.

3) Zellenradschleuse, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ganze Zellenrad einteilig, aus einem Werkstoff gefertigt ist und daß in die Zellentrennwände dünne Federplatten (3), aus einem anderen Werkstoff, eingearbeitet sind0

4) Zellenradschleuse, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellentrennwände (1) jeweils aus mindestens zwei dünnen Platten (1.1 und 102) verschiedener Werkstoffe bestehen und die jeweils erste Platte (1.1) etwas breiter und länger ist als die zweite Platte (1.2).

5) Zellenradschleuse, nach den Ansprüchen 1, 2, 3, 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellentrennwände (1) radial, oder in einem spitzen Winkel () zu den Radien, aus dem Zellenradkern (2) austreten.

6) Zellenradschleuse, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Größe und Richtung der Exzentrizität (e) der Größe der abzudichtenden Druckdifferenz angepaßt ist.

7) Zellenradschleuse, nach den Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusebohrung in der Verdichtungszone mit einer Nut (6) versehen ist.

8) Zellenradschleuse, nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zellenradkern (2) als elastischer zylindrischer Hohlkörper ausgebildet ist, der durch die hohle Zellenradwelle, über ein in diese eingebautes Rückschlagventil, mit Druckluft oder Druokflüssigkeit angefüllt ißt.

In Betraoht gezogene Schriften: Deutsche Patentschriften Nr.

532 964 920 175, 1 280 142.

L e e r s e i t e