Zellenradförderer
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen sogenannten Zellenradförderer für die Förderung insbesondere festen Gutes zwischen Stellen unter verschiedenem Druck, mit einem in einem Gehäuse angebrachten, angetriebenen Rotor, der mit einem oder mehreren Fächern versehen ist, die beim Umlauf des Rotors abwechselnd mit einem Einlass und einem Auslass in dem Gehäuse in Verbindung gebracht werden, wobei an den Teilen des Gehäuses, die zwischen Ein und Auslass liegen, gegenüber dem Rotor nach- stellbare Backen vorgesehen sind, die an ihrer dem Rotor zugewandten Seite dessen Form angepasst sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Backen im Querschnitt die Form eines Vielecks haben und in Ausnehmungen derselben Form im Gehäuse passen, die nach aussen von Deckeln verschlossen sind, in denen Schraubenverbände angeordnet sind,
durch die jede Backe mit einem in der Umlaufrichtung des Rotors zunehmenden Spiel zwangläufig gegen den Rotor gehalten wird. Der Zellenradförderer kann in erster Linie für die Förderung von Holzstückchen oder -spänen, Stroh, Bagasse (Zuckerrohrrückstände) und ähnlichem zellulosehaltigem Gut zwischen Stellen unter verschiedenem Druck bestimmt sein. Ein wichtiges Anwendungsgebiet für die Erfindung können somit Kocher oder ähnliche Anlagen für zellulosehaltiges Gut sein, in denen ein Dampfdruck z. B. von 6-12 kg/cm2 herrscht, wobei das Gut mit Hilfe des Zellenradförderers in den Kocher eingetragen werden kann; selbstverständlich kann auch der umgekehrte Fall in Betracht kommen, d. h. Förderung von einer Stelle unter höheren Druck zu einer unter niedrigerem.
Zellenradförderer dieser Art sind einer verhältnismässig starken Abnutzung an den Dichtungsflächen zwischen dem Rotor und dem umgebenden Gehäuse unterworfen. Um diese Abnutzung ausgleichen zu können, hat man die Dichtungsflächen konisch ausgeführt, derart, dass sich eine Nachstellung durch axiale Verschiebung des Rotors durchführen lässt. Die Abnutzung hat aber auch zur Folge, dass sich in den Flächen ungleichmässig verteilte Vertiefungen oder Rillen bilden, die selbstverständlich auch nach einer solchen Nachstellung bleiben, weswegen weiterhin ein Spielraum wechselnder Grösse zwischen den Dichtungsflächen vorhanden ist, wodurch die Wirkung der Nachstellung zum grösseren Teile vereitelt wird. Man hat auch bei zylindrischer Form der Dichtungsflächen Büchsen angewendet, die jedoch keinen Ausgleich für Abnutzung bieten.
Man kann in solchem Falle als einzige Möglichkeit den Rotor zu mehr oder weniger aussermittiger Lage gegenüber der umgebenden Zylinderfläche des Gehäuses einstellen, z. B. so, dass der Spielraum an der Hochdruckseite kleiner wird als an der Niederdruckseite. Dies bedeutet jedoch keine wirkliche Lösung des Leckproblems, und ferner erhält der Spielraum in der Umfangsrichtung Keilform, was zur Folge hat, dass Gut zwischen den Flächen eingeklemmt werden kann.
Die Backen können nun ohne Auseinandernehmen des Zellenförderers einstellbar sein, so dass der Spielraum zwischen ihnen und dem Rotor ständig auf einem vom Gesichtspunkt der Leckverluste aus gesehen günstigen Wert gehalten werden kann. Der Rotor kann indessen mit einem Spielraum gegenüber der zylindrischen Bohrung des Gehäuses ausgeführt sein, der wesentlich grösser ist als der Mittelwert des vorgenannten Spielraumes und der die Ausbiegung übersteigt, welche der Rotor erfahren kann, wenn er dem zwischen Einlass und Auslass herrschenden Druckunterschied ausgesetzt wird.
Von der Erfindung sind nachstehend unter Be zugnahme auf die beiliegende Zeichnung einige in dieser dargestellte Ausführungsbeispiele näher beschrieben.
Fig. 1 ist ein Längsschnitt nach der Linie I-I der Fig. 2 durch einen ausgeführten Zellenradförderer.
Fig. 2 ist ein Querschnitt nach der Linie II-II der Fig. 1.
Fig. 3 zeigt einen Teil des Zellenradförderers in Draufsicht und teilweise im Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2 und in grösserem Massstab.
Fig. 4 ist ein Teil eines Zellenradförderers in einer abgewandelten Ausführung in ähnlichem Schnitt wie dem der Fig. 1, und
Fig. 5 ist ein Schnitt durch einen Teil eines Zellenradförderers einer andern, abgewandelten Ausführung.
In den verschiedenen Ausführungen werden für äquivalente Teile dieselben Bezugszeichen benutzt.
In der Zeichnung bezeichnet 10 ein Gehäuse, das einen Rotor 12 umgibt. Der Rotor ist mit seinen Wellenzapfen 14 in Lagern 16 gelagert, die ihrerseits von Stirnringen 18 und 20 getragen werden. Von diesen Stirnringen sind die äusseren mit 20 bezeichnet, mittels Schrauben 22 an den beiden Stirnseiten des Gehäuses befestigt und mittels Schrauben 22 an den beiden Stirnseiten des Gehäuses befestigt und mittels Schrauben 24 je an dem inneren Ring 18, der seinerseits einen Aussendurchmesser hat, der etwas kleiner ist als der Durchmesser der zylindrischen Umfangsfläche 26 des Rotors 12. Der Rotor 12 wird mittels einer nicht gezeigten Kraftquelle, wie eines Elektromotors, in Umlauf versetzt, wobei der Anschluss an die Kraftquelle an einen der beiden Wellenzapfen 14 verlegt ist.
Der Rotor weist von seiner zylindrischen Umfangsfläche 26 ausgehende Fächer 28, im vorliegenden Falle drei solche Fächer, auf, die beim Umlauf des Rotors abwechselnd periodisch mit einer Einlass öffnung 30 und einer Auslassöffnung 32 des Gehäuses 10 in Verbindung kommen. Die obere oder Einlass öffnung 30 kann an einen Vorratsbehälter für Holzspäne angeschlossen sein, die somit in die Fächer 28 hinabfallen, wenn diese sich in der obersten Lage befinden. Der Rotor dreht sich im Sinne des Uhrzeigers gemäss der Fig. 2 und das Spangut wird in den Fächern zu der unteren Öffnung 32 gefördert, die z. B. in Verbindung mit einem Kocher steht, in welchem ein verhältnismässig hoher Dampfdruck herrscht. Die Leistungsfähigkeit des Zellenradförderers beruht u. a. auf der Drehzahl des Rotors, die bis zu beispielsweise 20 Umdrehungen in der Minute betragen kann.
In den den Rotorraum zwischen den beiden Öffnungen 30 und 32 begrenzenden Gehäuseteilen sind peripheriell im Gehäuse 10 durchgehende, zweckmässig wie gezeichnet viereckige Ausnehmungen 34 vorgesehen, in welche Backen 36 eingepasst sind. Die Ausnehmungen 34 sind durch Deckel 38 abgeschlossen, die mittels Bolzen 40 am Gehäuse 10 befestigt sind. Die Backen sind in radialer Richtung im Gehäuse 10 verstellbar. Sie können mit ihrer zylindrischen, der Rotationsumfangsfläche 26 des Rotors angepassten Innenfläche 42 mit einem mittleren Spielraum gegenüber dem Rotor angebracht sein, der die Grössenordnung 0,05 bis 0,1 mm haben kann.
Die Backen 36 werden bei der Ausführungsform gemäss der Fig. 1-3 in die vorgesehene Lage eingestellt und in dieser verriegelt mittels Hülsenschrauben 44 und Schrauben 46, die in den Deckel 38 bzw. durch die Schrauben 44 in die Backen eingeschraubt sind.
Mit den beiden Enden der zylindrischen Um fangsfläche 26 des Rotors zusammenwirkend sind in axialer Richtung ausserhalb der Backen 36 Packungen 48 vorgesehen, die in ringförmige, vom Rotor und Ausnehmungen des Gehäuses 10 gebildete Nuten eingelegt sind. Die Anpressung der Packungen erfolgt durch ringförmige Stopfbüchsendeckel 50, die durch axial in die Stirnringe 20 einschraubbare Schrauben 52 angesetzt werden. Die Packungen werden mit Hilfe der Stopfbüchsendeckel und der Schrauben an den Boden der Nuten angedrückt, um ein Lecken auf diesem Weg von der Hochdruckseite des Förderers zu dessen Niederdruckseite zu verhindern. Ein Austausch der Packung kann nach Abnahme nur des Ringes 20 ausgeführt werden, wozu die Schrauben 22 und 24 gelöst werden. Den Stopfbüchsen wird Ö1 von einem nicht gezeigten Drucköler durch Leitungen 54 zugeführt.
Der Rotor 12, der auf seinen Umfangsflächenteilen 26 eine Schicht harten Werkstoffes hat, kann mit einem Spielraum von ungefähr 2 mm zur Zylinderfläche des Gehäuses angeordnet sein. Dieser Spielraum ist wesentlich grösser als der Mittelwert des Spielraumes zwischen dem Rotor und den Backen 36 und übersteigt den Wert der Ausbiegung des Rotors unter dem Einfluss des von unten wirkenden Überdruckes.
Die Backen 36 haben Dichtungselemente oder Packungen 56 längs drei Seiten der viereckigen Ausnehmungen 34. Der vierten Seite, die sich dem Einlass 30 am nächsten befindet, fehlt also eine solche Packung. Die Packungen 56 werden mittels auf Stopfbüchsendeckel 60 wirkenden Schrauben 58 angepresst. Es ist vorteilhaft, die Packungen 48 und 56 mit den Teilen, die sich im Bereich der Schnittebene III-III gemäss Fig. 2 befinden, wie Fig. 3 zeigt, miteinander in Berührung kommen zu lassen.
Die Backen 36 sind mit Schlitzen 62 versehen, die vorzugsweise über der Mittelebene des Rotors angeordnet sind und je nach der Umlaufrichtung des Rotors wirksam werden; sie dienen dazu, jeweils an der Seite, wo sich ein Rotorfach 28 mit seinem Inhalt an Holzstückchen abwärts bewegt, den Dampf bzw. das Gas, das hier zwischen der Backe und dem Rotor hindurch aus dem an den Auslass 32 angeschlossenen Druckbehälter nach oben ausleckt, wegzuleiten. Hierdurch wird dieser Dampf bzw. dieses Gas daran gehindert, in die Einlassöffnung 30 einzu dnngen, wo es die Zufuhr des Gutes stören könnte.
Auf der entgegengesetzten Seite, wo sich die Fächer 28 nach oben bewegen, leiten die Schlitze 62 die Gas oder Dampfmenge ab, die in den Fächern enthalten ist, nachdem ihre Verbindung mit dem unteren Aus lass unterbrochen ist. Der Dampf bzw. das Gas werden durch Rohrstutzen 64 in den Deckeln 38 aufgefangen und dann in einen Zyklonabscheider zum Abscheiden etwaigen mitgerissenen Gutes weitergeleitet.
Der Zellenradförderer arbeitet folgendermassen: Der Einlassöffnung 30 des Förderers wird Gut, z. B. in der Form von Holzspänen, durch einen Fülltrichter 65 (Fig. 2) von einem (nicht gezeigten) Vorratsbehälter zugeführt. Zwischen dem Behälter und der Öffnung 30 kann hierbei eine Fördervorrichtung mit einer Schüttelvorrichtung bekannter Bauart (ebenfalls nicht gezeigt) angeordnet sein. Die Holzspäne fallen in die Fächer 28 hinab, wenn diese sich an der Öffnung 30 vorbeibewegen, und werden von dem Rotor zum Auslass 32 gefördert, wo der höhere Druck herrscht.
Beim Umlauf des Rotors wird überschüssiges Gut von der Backe auf der Seite zurückgehalten, wo sich das gefüllte Fach abwärts bewegt. Diese Backe ist so eingestellt, dass sie sich in ihrem oberen Teil dem Rotor am nächsten befindet, wodurch eine Keilwirkung auf etwa mitlaufendes, über den Rotorumfang vorragendes Gut zwischen Rotor und Backe vermieden wird. Die Öffnung oder der Auslass 32 ist bei dem Ausführungsbeispiel an einen Kocher angeschlossen, in welchem ein verhältnismässig hoher Überdruck herrscht. Die Schlitze 62 leiten auf der Seite, auf der die Rotorfächer sich abwärts bewegen, ausleckenden Dampf bzw. Gas ab.
Auf der Seite, wo die von Gut entleerten Fächer sich wieder aufwärts bewegen, hat jeweils das Fach den Auslass 32 ganz verlassen, ehe es hier in Verbindung mit einem Schlitz 62 kommt, wobei die in dem Fach eingeschlossene Menge von Dampf oder Gas sich ausdehnen und durch den Rohrstutzen 64 entweichen kann. In diesem Fall ist die geringste Spaltweite zwischen Rotor und Backe an die untere Kante der Backe verlegt.
Die Ausführungsform nach Fig. 4 unterscheidet sich von der vorbeschriebenen hauptsächlich dadurch, dass je ein im Gehäuse 10 ortsfester Dichtungsring 66 in einen Absatz 68 an beiden Stirnseiten des Rotors 12 ragt. Die ebene innere Stirnfläche des Dichtungsringes wird mit zweckmässig kleinem Spalt gegenüber der ebenen Fläche 70 des Rotorabsatzes mittels Hülsenschrauben 72 und durch diese in den Ring 66 geschraubten Schliessschrauben 74 gehalten.
Die Hülsenschrauben 72 sind in den Stirnring 20 eingeschraubt. Zwischen dem Gehäuse 10 und dem Dichtungsring 66 sind Packungen 76 angebracht, die durch ringförmige Stopfbüchsendeckel 78 und Schrauben 80 angesetzt werden. Zwischen der radialen Innenseite des Dichtungsringes 66 und der Absatzfläche des Rotors sind ringförmige Packungen 82 vorgesehen, die durch Schrauben 84 im Ring 20 über ringförmige Stopfbüchsendeckel 86 angesetzt werden. Diesen Packungen wird Ö1 durch einen zwischen sie eingesetzten Verteilerring 88 zugeführt. Die Packungen 82, die sich zum Unterschied von den Packungen 76 zwischen relativ zueinander umlaufenden Elementen befinden, sind um den Rotor herum derselben oder annähernd derselben Druckdifferenz ausgesetzt.
Da die Packungen 82 auf einem kleineren Halbmesser liegen als die Packungen 48 bei der vorherbeschriebenen Ausführungsform, ist die Umfangsgeschwindigkeit des Rotors kleiner und damit die Lebensdauer der Packung grösser.
Die Backen 36 können an den Rotor angedrückt gehalten werden, wie in der Fig. 5 veranschaulicht ist. Zwischen der Backe 36 und einem Halter 90 sind Tellerfedern 92 vorgesehen, die mit tels einer in den Deckel 38 eingeschraubten Hülsenschraube 94 gespannt werden, wobei der Halter mit der Schraube 94 durch eine durch letztere in ihn eingeschraubte Schraube 96 verriegelt ist. Die Bakken können auch auf hydraulischem Weg ansetzbar sein.