DE2047366C3 - Schaber- oder Wischervorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaber- oder Wischervorrichtung zum Entfernen von Ablagerungen in einem zur Behandlung chemischer Stoffe oder anderer Materialien dienenden zylindrischen Behälter mit mindestens einem sich längs der Innenfläche des Behälters erstreckenden Schaber- oder Wischerblatt, das an einem innerhalb des Behälters angeordneten Rotor mittels U-förmig gebogener Federelemente befestigt ist, die das Wischerblatt freischwimmend an die Behälterinnenfläche andrücken.

In vielen Industrieanlagen sind zur Behandlung chemischer Stoffe oder anderer Materialien dienende Behalter mit einer derartigen Schaber- oder Wischervor richtung ausgerüstet. Einsatzgebiete sind beispielsweise die Ölaufbereitung, die Kristallisierung organischer Substanzen, das Kühlen oder Erhitzen viskoser Stoffe und die Sublimatkondensation. Die Schaberblätter werden dabei gewöhnlich elastisch gegen die Behälterwand gedrückt. Bei den meisten bekannten Schaber- oder Wischervorrichtungen sind die Schaberblätter schwenkbar gelagert oder mit einer anderen Einrichtung zum Führen der Bewegung der Schaberblätter versehen. Derartige Ausführungsformen von Schaberoder Wischervorrichtungen sind aus der NL-OS 67 10 241 und der US-PS 26 93 239 bekannt, in der zuerst genannten Veröffentlichung ist eine Wischervorrichtung beschrieben, bei der für jedes Wischerblatt eine eigene Haltestange vorgesehen ist, an der zwei Federn angeordnet sind, die das Wischerblatt haltern. Durch diese Federn können jedoch keine radialen Andruckkräfte erzeugt werden, sondern das Wischerblati kann nur in Umfangsrichtung elastich gegen die Behälterinnenwand angedrückt werden. Eine solche Vorrichtung ist daher nicht nur in ihrem Aufbau aufwendig und störanfällig, sondern besitzt darüber hinaus auch eine relativ schlechte Schabwirkung. Gleiches trifft auf die in der US-PS 26 93 239 beschriebene Vorrichtung zu, bei der ein Schabelement über Schraubendruckfedern, die naturgemäß einer besonderen Führung und HaJterung bedürfen, an die Behälterinnenwand gedrückt wird, während die auf das Schabelement wirkenden Umfangskräfte von entsprechenden Führungen aufgenommen werden.

Um die vorstehend genannten Nachteile auszuschalten, sind Schaber- oder Wischervorrichtungen in der eingangs genannten Art entwickelt werden, bei denen die Wischerblätter frei schwimmend an die Behälterinnenfläche angedrückt werden, d. h. weder Schwenklagerungen noch andere Führungen vorhanden sind. Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise aus dcr US-PS 21 17 175 bekannt und besteht aus einer in der Achse eines zylindrischen Behälters angeordneten Antriebswelle, an der mittels Federn mehrere Schaberoder Wischerblätter befestigt sind. Bei den Federn handelt es sich um Blattfedern, die vereinzelt längs eines Wischerblatts angeordnet sind, d.h. in großen axialen Abständen zueinander.

Diese bekannte Vorrichtung weist gegenüber den vorstehend Deschriebenen Wischervorrichtungen den Vorteil auf, daß das federgelagerte Wischerblatt der Kontur der Behäiterinnenfläche mit größter Genauigkeit folgt und sich ihr anpaßt. Beim Betrieb einer solchen Vorrichtung sind jedoch auch Schwierigkeiten aufgetreten. So stellt beispielsweise der durch Werkstoffermüdung bedingte Bruch der Federlagerung ein schwieriges Problem dar, da ein solcher Bruch häufig eine katastrophale Auswirkung auf die Anlage hat. Der Bruch der Lagerfedern ist nicht nur wegen der Funktionsuntüchtigkeit des Schabers, die eine längere Stillegung der Anlage erfordert, unerwünscht, sondern auch deshalb, weil häufig das nicht mehr gehaltene Schaberblatt in andere Teile der Anlage hineinfällt, wodurch diese Teile ebenfalls beschädigt werden.

Darüber hinaus stellt bei vielen mit Schabern arbeitenden Anlagen der Schab- oder Wischvorgang nur einen von mehreren fortlaufend hintereinander ausgeführten Verfahrensschritten dar, so daß der Ausfall des Schabers nicht nur die Stillegung der mit dem Schaber ausgerüsteten Einrichtung, sondern auch weiterer damit verbundener Einrichtungen der Anlage zur Folge hat.

Beim Betrieb der Wischervorrichtung sind die Federn einer hohen Beanspruchung ausgesetzt, die in häufigen Fällen, auch wenn die Federn mit größter Sorgfalt hergestellt sind, zu Ermüdungsbrüchen führt. Wenn eine solche Blattfeder erst einmal begonnen hat zu reißen, pflanzt sich der Riß über die gesamte Feder fort, so daß diese verhältnismäßig rasch bricht. Dadurch,

daß die Wischerblätter nur von einigen wenigen solcher Federn getragen werden, führt ein Bruch von nur einer Feder wegen der größeren Belastung und der asymmetrischen Kräfte, denen dann die anderen Federn ausgesetzt sind, zu großen Schwierigkeiten. Die S Wahrscheinlichkeit, daß sämtliche Federn ausfallen, ist somit verhältnismäßig groß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine federnd gelagerte Schaber- oder Wischervorrichtung zu schaffen, bei der die Wahrscheinlichkeit, daß die Federlagerung ausfällt oder in anderer Weise versagt, wesentlich geringer als bei den bekannten Vorrichtungen ist.

Diese Aufgabe wird durch eine eingangs genannte Schaber- oder Wischervorrichtung gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Federelemente aus Draht bestehen und längs des Schaber- oder Wischerblatts in Gruppen von jeweils mehreren Elementen verteilt angeordnet sind. Dadurch läßt sich der Vorteil erzielen, daß selbst dann, wenn einige der in einer Gruppe angeordneten Federelemente ausfallen, sich dieser Fehler nicht auf die anderen Federelemente überträgt, so daß. wenn beispielsweise ein oder zwei aus acht oder zehn Federelementen einer Gruppe ausfallen, nur ein kleiner Teil der Federlagerung beeinträchtigt wird.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung wird dadurch erreicht, daß die Federelemente einer Gruppe durch eine gemeinsame Befestigungsvorrichtung an dem Rotor befestigt sind. Vorzugsweise sind die Federelemente einer Gruppe auch durch eine gemeinsame Befestigungsvorrichtung an dem Schaber- oder Wischerblatt befestigt. Dadurch lassen sich wesentliche Kostenvorteile erzielen, und darüber hinaus wird die bei einer Vielzahl von Befestigungsvorrichtungen große Gefahr des Lösens und Herabfallens einzelner Befestigungs- bzw. Federelemente ausgeschaltet.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Schaber- oder Wischervorrichtung im vorgegebenen Abstand zu dem Schaber- oder Wischerblatt angeordnete Anschläge auf, die die Bewegung des Schaber- oder Wischerblatts aus seiner Normalstellung heraus in Radial- und Umfangsrichtung und dadurch die Durchbiegung der Federelemente begrenzen. Durch diese Anschläge wird die Biegung der Federelemente begrenzt, wenn ein oder mehrere Fedcrclcmente einer Gruppe brechen oder in anderer Weise austeilen, wodurch auch die Beanspruchung begrenzt wird und sich nicht erhöhen kann, wenn einzelne Elemente ausfallen. Vorteilhafterweise sind die Anschläge an zwei mit dem Motor drehfest verbundenen Haltekörpern angeordnet, die mit Ausnehmungen versehen sind, welche das Schaber- oder Wischerblatt umgeben. Die Haltekörper sind vorzugsweise axial zwischen den Federgruppen und/oder an den Enden des Schaber- oder Wischerblatts angeordnet.

An Hand der Zeichnung wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung nähe»· erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch einen Behälter mit einer Schaber- oder Wischervorrichtung längs der Linie 1-1 in F i g. 2,

F i g. 2 einen Längsschnitt längs der Linie 2-2 in F i g. 1, und

F i g. i und 4 Teilschnitte entlang der Linie 3-3 und 4-4 in F i g. 2.

In den Zeichnungen ist ein zylindrischer Behälter 6 dargestellt, von dem angenommen sei, daß er von außen gekühlt wird, damit sich auf der Innenfläche des Behälters Ablagerungen bilden, während der zu bearbeitende Stoff durch den Behälter geführt wird.

Ein zum Antrieb dienender Rotor in Form einer Welle 7 ist in dem Behälter koaxial verlaufend angeordnet. Der Rotor 7 ist selbstverständlich an seinen beiden Enden drehbar gelagert und mit Zahnrädern od. dgl. versehen, durch die er beispielsweise in Richtung des in F i g. 1 gezeigten Pfeils angetrieben wird.

In dem Behälter sind mehrere Wischer- bzw. Schaberblätter 8 angeordnet; in Fig.2 sind zwei solcher Wischerblätter 8 zu erkennen, die sich diametral gegenüberliegen. Der Schaber ka.in zusätzliche Wischerblätter 8a, wie sie auf der linken Seite der F i g. 2 angedeutet sind, aufweisen, die mit den Wischerblättern 8 fluchten oder in Umfangsrichtung versetzt zu den Wischerblättern 8 angeordnet sind. Bei einer typischen Anlage sind gewöhnlich mehrere Wischerblätter sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung vorgesehen.

Jedes der Wischerblätter 8 ist mittels mehrerer Federelemente 9 gelagert, die jeweils aus einem Draht bestehen, der in seinem mittleren Abschnitt !'/2 Windungen aufweist und mit seinem einen Ende am Rotor 7 und mit seinem anderen Ende an einen der Wischerblätter 8 befestigt ist. Die Federelemente können eine Vielzahl von verschiedenen Querschnittsformen (beispielsweise quadratisch oder rechteckig) aufweisen, wobei ein kreisförmiger Querschnitt, wie dargestellt, bevorzugt wird. Die Federelemente brauchen auch nicht unbedingt anderthalbfach umgebogen sein, sondern lediglich U-förmig oder in irgend einer anderen Form, die die gewünschten Biegeeigenschaften liefert. Die in der Zeichnung dargestellte Form der Federelemente ist besonders vorteilhaft, da bei im Betrieb auftretenden Biegebeanspruchungen nicht einzelne Teile der Federelemente über Gebühr beansprucht werden.

Wie aus F i g. 2 hervorgeht, sind jeweils zwei Gruppen von fünf Federelementen gemeinsam durch Befestigungsvorrichtungen, die in den F i g. 3 und 4 dargestellt sind, gelagert. F i g. 4 zeigt eine Befestigungsvorrichtung 10, die mit den inneren Enden der Federelemente zusammenwirkt, die entsprechend der Krümmung der Außenseite der Welle 7 bogenförmig ausgebildet sind. Die Befestigungsvorrichtung 10 ist ebenfalls bogenförmig ausgebildet und mit Wellungen versehen, die derart ausgebildet sind, daß sie die inneren Enden der entsprechenden Federelemente aufnehmen können. Die Befestigungsvorrichtung 10 ist durch eine Schraube 11 mit der Welle 7 verbunden. Die Schraube U erstreckt sich durch eine in dem mittleren Abschnitt der Befestigungsvorrichtung 10 vorgesehene öffnung. Wie in F i g. 1 gezeigt ist. dient die Schraube 11 dazu, zwei sich diametral gegenüberliegende Befestigungsvorrichtungen 10 miteinander zu verbinden; durch die beiden Befestigungsvorrichtungen 10 werden die inneren Enden der Federelemente gehaltert, mit denen die beiden sich diametral gegenüberliegenden Wischerblätter 8 gelagert sind. Diejenigen Enden der Federelemente 9, die der Befestigungsvorrichtung 10 zugeordnet sind, sind durch Punktschweißen oder eine andere feste Verbindung in den Wellungen befestigt. An ihren äußeren Enden sind die Federelemente mit geraden Endabschnitten versehen, die von den in der Befestigungsvorrichtung 12 vorgesehenen Wellungen aufgenommen weiden. Die Befestigungsvorrichtung 12 ist ebenfalls mit Wellungen versehen, die derart ausgebildet sind, daß die Enden der Federelemente hineinpassen; die Enden der Fcderelemente sind ebenfalls mit der Befestigungsvorrichtung 12 durch Heftschweißen verbunden.

Schrauben 13 dienen dazu, die Befestigungsvorrichtungen 12 an den Wischerblättern 8 zu befestigen, wobei eine Öffnung zu diesem Zweck vorgesehen ist.

Wie in F i g. 2 gezeigt ist, sind die Federeleinente für die Wischerblätter 8 in drei größeren Gruppen angeordnet, von denen die eine im Bereich des einen lindes der Wischerblätter 8. eine andere im Bereich des anderen Endes der Wischerblätter und die drhte etwa in der Mitte angeordnet ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbcispicl ist jede Gruppe von Federeleinenten in zwei Untergruppen von fünf jedem der Wischerblätter 8 zugeordneten Fcdcrelemenicn unterteilt.

Wie in den F i g. 1 und 2 dargestellt, sind an der Welle 7 (beispielsweise durch Schweißen) platterförmige Haltekörper 14 angebracht, die Abschnitte aufweisen, die sich in diametral gegenüberliegenden Richtungen in den Bereich der Wischerblätter auf gegenüberliegenden Seiten des Behälters erstrecken. Wie in F i g. 1 gezeigt, ist der nach oben ragende Endabschnitt des Haltekörpers 14 mit einer Ausnehmung versehen, die das obere Wischerblatt 8 umgibt. Das untere Ende ist in der gleichen Weise mit einer Ausnehmung versehen, die das untere Wischerblatt 8 umgibt. Die .Seitenränder der AusneH^'ngert «./■>«."(· deren Grundflächen sind derart angeordnet, daß zwischen Wischerblatt und Seitenrändern bzw. Grundfläche Spiel vorhanden ist, so daß das Wischerblatt eine begrenzte Bewegung beidseitig in Umfangsrichtung oder radial nach innen ausführen kann. Auf Grund dieses Spiels zwischen den Atischlagsflächen 15 der Ausnehmung und dem Wischerblatt 8 ist das Wischerblatt in einer bestimmten Stellung, in der die Wischerkante des Wischerblatts an der Innenfläche des Behälters angreift, frei federnd gelagert.

Die gerade beschriebene Anordnung hat /um einen den Zweck, das Wischerblatt 8 in einer Stellung !iahe seiner normalen Betriebsstellung zu halter., wenn die zur Lagerung des Wischerblatts dienenden Federelemente brechen. Dadurch wird verhindert, daß das Wischerblatt zwischen andere Bauteile hineinfällt, wenn eine oder mehrere Fcdereiemenie brechen.

Zum anderen dienen die Haltekörper 14 dazu, die Biegung der Federelemente zu begrenzen. Die Ränder 15 der Ausnehmungen dienen somit als Anschläge, dii die Bewegung des zugeordneten Wischerblatts 8 so wohl in Umfangsrichtung als auch radialer Richtun; begrenzen, wodurch die Verformung der Federelemen le 9 begrenzt wird. Dies ist äußerst wichtig, da durcl die Begrenzung der Federbiegung auch die Bcanspru chung, der das Federelcment ausgesetzt werden kann begrenzt wird. Bei jeder Art von Feder hat die Biege begrenzung eine Einschränkung der Ermüdungsbrüeh<

ίο zur Folge.

Die Begrenzung der Federbiegung durch die be schriebenc Ausnehmung ist bei der Verwendung vot Gruppen von Fcderelementen, wie dies durch die Er findung vorgeschlagen wird, besonders wichtig. Die:

wird deutlich, wenn man den Fall betrachtet, daß eit oder zwei Federelemente einer Gruppe ausfallen. De Ausfall eines einzelnen Federelements in einer Gruppi von Federelementen hat nämlich zur Folge, daß die üb rigen Federclcmente der Gruppe bei einer vorgegcbe ncn Wisch- oder Schabkrafi in größerem Ausmaß um gebogen werden. Diese größere Biegung hat eine grö ßere Beanspruchung zur Folge und führt daher eher zi einem Ermüdungsbruch; da jedoch die Begrenzungsan schlage vorgesehen sind, werden die übrigen Federele incnte keiner höheren Beanspruchung ausgesetzt.

Von Bedeutung ist die Anordnung der Haltekörpe 14, von denen der eine neben der Federlagerung au der linken Seile der I- i g. 2 und der andere neben de Federlagerung rechts in der F i g. 2 angeordnet ist. Au Grund dieser Anordnung wirken die Haltekörper 1' /uammen und begrenzen die Bewegung der Wischer blätter sowohl in Umfangsrichtung als auch in radiale Richtung gemeinsam. Außerdem wird durch diese An Ordnung eine größere Axialbewegung eines Wischer b 1 a11s bei völligem Ausfall der Federlagerung verhin dert.

Durch die Erfindung werden Ermüdiingsbn;</h! ir Federelemente weit seltener, und selbst wenn ein/<.-!:n Federelemenu· ausfallen, bleiben die meisten Federrkmente intakt und übernehmen die Lagerung der Wi scherblätter, so daß die Anlage ihren normalen Beiriel fortführen kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Schaber- oder Wischervorrichtung zum Entfernen von Ablagerungen in einem zur Behandlung chemischer Stoffe oder anderer Materialien dienenden zylindrichen Behälter mit mindestens einem sich längs der Innenfläche des Behälters erstreckenden Schaber- oder Wischerblatt, das an einem innerhalb des Behälters angeordneten Rotor mittels U-förmig gebogener Federelemente befestigt ist, die das Wischerblatt freischwimmend an die Behälterinnenfläche andrücken, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (9) aus Draht bestehen und längs des Schaber- oder Wischerblatts (8) in Gruppen von jeweils mehreren Elementen verteilt angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (9) einer Gruppe durch eine gemeinsame Befestigungsvorrichtung (10) an dem Rotor (7) befestigt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (9) einer Gruppe durch eine gemeinsame Befestigungsvorrichtung (12) an dem Schaber- oder Wischerblatt (8) befestigt sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie im vorgegebenen Abstand zu dem Schaber- oder Wischerblatt (8) angeordnete Anschläge (15) aufweist, die die Bewegung des Schaber- oder Wischerblatts aus seiner Normalstellung heraus in Radial- und Umfangsrichtung und dadurch die Durchbiegung der Federelemente (9) begrenzen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Anschläge (15) an zwei mit dem Rotor (7) drehfest verbundenen Haltekörpern (14) befinden, die mit Ausnehmungen versehen sind, welche das Schaber- oder Wischerblatt (8) umgeben.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltekörper (14) axial zwischen den Federgruppen und/oder an den Enden des Schaber- oder Wischerblatts (8) angeordnet sind.

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