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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung,
die es ermöglicht,
eine hundertprozentige gas- und oder druckdichte Abdichtung von
Schüttgutförderanlagen zu
erreichen. Speziell im Bereich des Materialstromunterbrechungsschiebers
wird, auch bei feuchtem Schüttgut, über eine
längere
Zeitspanne Gasdichtheit gewährleistet
werden.
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Es ist bekannt, dass, um selbsttätige Entzündungen
des Kohlestaubes in geschlossenen Förderanlagen von Kohlekraftwerksanlagen
zu verhindern, Stickstoff eingeblasen wird.
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Damit dieser Stickstoff im Störfall bzw.
im Reparaturfall nicht an die Umgebungsluft abgegeben werden kann
und somit im geschlossenen System verbleibt, muss gewährleistet
sein, dass Gasdichtigkeit, besonders im Bereich der Schüttgutunterbrechung,
die mittels Materialstromunterbrechungsschieber erzielt wird, vorliegt.
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Ein Materialstromunterbrechungsschieber zur
druckdichten Absperrung zwischen zwei Druckräumen , mit variablen Dichtelementen
im Bereich der Schieberplatte und einer, überwiegend im Fördermaterialabstreiferbereich
integrierten, mit Wasser betriebenen Reinigungsvorrichtung ist aus
der
DE 40 20 513 C3 ,
die dem Erfindungsgegenstand nahe kommt, bekannt.
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In der Beschreibung der
DE 40 20 513 C3 wird überwiegend
die Abdichtung der Schieberplatte zum Fördermaterialraum hin beschrieben.
Miterwähnt
wird eine Spülvorrichtung
im Bereich des Materialabstreifers, sowie eine mögliche Mitreinigung der Schieberfläche im Bereich
einer, vorzugsweise variabel ausgestalteter Dichtung. Eine Reinigungsvorrichtung
für die
Dichtung selbst wird hier nicht beschrieben, bzw. ist eine hundertprozentige
Reinigung der Dichtung, wie diese bei Gasdichtigkeit gefordert wird,
nach der Art der Anordnung der Spülvorrichtung, wie sie in
16 der
DE 40 20 513 C3 dargestellt ist, nicht möglich. Bei
anbackenden Fördermaterialien
ist eine hundertprozentige Reinigung der Dichtflächen der Dichtung selbst unumgänglich.
Ein weiterer Mangel ist, dass keine Lehre zum technischen handeln
zur Abdichtung der beweglichen Teile wie z.B. die Kolbenstange des
Druckzylinders zum Gehäuseäußeren hin
erkennbar ist. Die Abdichtung der aus dem Schiebergehäuse geführten beweglichen
Teile wie, Kolbenstange, bzw. Spindelwelle sind nicht dargelegt,
bzw. möglicherweise
sind bekannte, nicht berührungsfreie
Dichtmethoden wie O-Ringe, Radialdichtung oder Stopfbuchse vorgesehen,
die allesamt nach mehrmaligem Einsatz des Schiebers Undichtigkeiten
aufweisen. Eine Garantie auf hundertprozentige Gasdichtigkeit, besonders
nach mehrmaliger Betätigung
des Schiebers, kann hier nicht gegeben werden. Ein weiterer erheblicher
Mangel ist, dass, wenn überhaupt,
nur eine mangelhafte Nassreinigung der Dichtflächen infrage kommt. Eine Trockenreinigung
mittels Druckluft oder Stickstoff ist gar nicht vorgesehen. Eine
Trockenreinigung der Dichtflächen
kommt immer dann zum Tragen, wenn das Fördermaterial nicht mit Wasser
in Berührung
kommen darf. Eine hundertprozentige Reinigung der Dichtflächen, ist
erfahrungsgemäss
nur möglich, wenn
eine ringförmige
Anordnung von Spülkanälen oder
Druckluftkanälen,
wie sie in der Anmeldung nachfolgend beschriebenen und vorhanden
ist. Eine hundertprozentige Abdichtung der nach außen führenden
Kolbenstangen oder Gewindespindeln ist wirkungsvoll und über längere Betriebszeiträume nur unter
Verwendung von Faltenbälgen,
oder in der Funktion gleichwertigen Materialien möglich. Der
Erfindungsgegenstand der
DE
40 20 513 C3 hat bei weitem nicht den Umfang der technischen
Anwendungsmöglichkeiten
wie der nachfolgend beschriebene Anmeldegegenstand.
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Die eben genanten Nachteile der
DE 40 20 513 C3 werden
durch die spezielle Ausgestaltung des Anmeldungsgegenstandes wirksam
ausgeschaltet, und zwar so, dass durch die vorteilhafte Ausgestaltung
des Anmeldegegenstandes eine hundertprozentige Gasdichtigkeit in
allen Anwendungsfällen, auch
nach längerem
Betrieb der Anlage, erreicht wird.
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Die nach dem heutigen Stand der Technik bekannten
Materialstrom- unterbrechungsschieber für Schüttgüter im breiten Anwendungsspektrum,
wie der Anmeldungsgegenstand mit nur einem Schiebertyp, können eine, über eine
längere
Betriebszeit der An- lage, garantierte Gasdichtigkeit, die besonders
in geschlossen Aufstellungsräumen
gefordert wird, bisher nicht erreichen Eine hundertprozentige Gasdichtheit
von Materialstromunterbrechungsschiebern, insbesondere wenn es sich
hierbei um feuchtes Schüttgutmaterial
handelt, wurde bisher ebenfalls nicht erreicht. Druckverlustmessungen
haben dieses immer wieder ergeben. Feuchtigkeit in Kohleaufbereitungsanlagen
entsteht dadurch, dass die Kohle gemahlen und zur Trocknung phasenweise
aufgeheizt wird. Die entstehenden Temperaturschwankungen, sowie
unterschiedliche Temperaturbereiche in und um die Anlage, führen zu
Kondensatbildung, wobei das Kondensat sich partiell mit dem Kohlestaub
vermischt, so das ein klebriges Kohlestaubgemisch entsteht, welches
sich dann zwischen die abzudichtenden Flächen setzen kann. Eine absolute
Gasdichtigkeit wurde bei diesen Betriebsbedingungen bisher nachweislich
nicht erreicht.
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Eine absolute Gasdichtigkeit in den
Anlagen ist meist nur solange gegeben, bis der Materialstromunterbrechungsschieber
das erste Mal bewegt wird. Nach dem erneuten Schließungsvorgang
ist, ohne das Dichtungen erneuert wurden, eine Gasdichtigkeit der
Anlage nicht gegeben, da trockene und feuchte Schüttgutreste,
z.T. auch nur feuchte und oft schmierige Staubpartikel zwischen
den Dichtungen verbleiben. Ferner ist festzustellen, dass die häufig verwendeten
Stopfbuchsen im Bereich der Trapezgewindestange nach kurzer Betriebszeit
nicht mehr gasdicht sind, dieses liegt am konstruktiven Aufbau der
Stopfbuchsen.
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Schüttgutreste, sowie feuchter
Kohlestaub führen
dazu, dass Einschnürungen
und Vertiefungen am Dichtungsmaterial (Gummiring) die Folge sind, dieses
geschieht sehr oft schon nach relativ kurzer Betriebsdauer. Spätestens
jetzt ist eine Gasdichtigkeit beim erneuten Schließen des
Schiebers ausgeschlossen. Um eine, zu diesem Zeitpunkt erneute Dichtigkeit
der Anlage zu erreichen, sind umfangreiche und kostenträchtige Reparaturarbeiten,
die auch das Erneuern des Dichtungsmaterials beinhalten, vorzunehmen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe
zugrunde, eine Vorrichtung der Art zu schaffen, die diese eben genannten
Nachteile ausschließt,
was die Erfindung auch auf einfache aber wirkungsvolle Weise kann.
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Das Neue an dieser Erfindung ist,
dass im Bereich des Materialstromunterbrechungsschiebers eine Vorrichtung
installiert ist, mit der es möglich
ist, einen variablen Anpressdruck der Dicht flächen zueinander in Abhängigkeit
vom Innendruck der Anlage zu erreichen. Des weiteren sind zwei Reinigungsvorrichtungen
für die
abzudichtenden Flächen
vorgesehen. Eine Vorrichtung für
trockener Schüttgut
und eine Vorrichtung für
feuchtes Schüttgut.
Mit diesen drei Vorrichtungen, die miteinander im Eingriff stehen,
ist es möglich
eine absolute Gasdichtheit im unmittelbaren Bereich des Materialstromunterbrechungsschiebers
zu erreichen. Ferner werden die in üblicher Weise verwendeten Stopfbuchsen
im Bereich des Schieberantriebes (Trapezgewindespindel), die sich
im und am Schiebergehäuse
befinden, durch Faltenbälge
ersetzt. Somit wird auch in diesem Bereich eine garantierte Gasdichtigkeit über eine
längere
Standzeit erreicht, so das die gesamte Anlage als gasdicht zu bewerten
ist.
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Die vertikal beweglichen Abdicht-
und Reinigungsvorrichtungen bestehen aus den folgenden Bauteilen.
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Mindestens aus einer Vorrichtung,
vorzugsweise mindestens einem Druckluftzylinder (11), der die
vertikalen Bewegungen der Abdicht- und Reinigungsvorrichtungen ausführt. Im
Anschluss an den oder die Druckluftzylinder ist ein oberes Flanschbauteil
(5)vorhanden, welches Eindrehungen zur Aufnahme eines Kompensator
(9) aufweist, der die obere Abdichtung zum Trichtereinlauf
(21) herstellt. Um die Zufuhr des Reinigungswassers bzw.
Wasserdampfes (1) für
die Dichtflächenreinigung
sicherzustellen sind die entsprechenden Aufnahmebohrungen und Wasserleitschlitze
(3) in dem Flanschbauteil (5) angebracht. Ferner
sind an dem oberen Flanschbauteil (5) Aufnahmebohrungen
für die
Druckluftzylinderstangen (12) der Druckluftzylinder (11)
angebracht. Unterhalb des oberen Flanschteiles (5) schließt ein weiteres
als Flansch ausgebildetes 3-teiliges Bauteil an. Das Bauteil (7)
ist ebenfalls ringförmig
ausgebildet und bildet nach oben hin den Abschluss zu den Wasserleitschlitzen
(3) und nach unten den Abschluss des Luftkanals (4),
dieser wird zusammen mit dem als Ringteil ausgebildetem Bauteil (6)
gebildet. An dem Bauteil (6) ist der Anschluss für die Druckluftzufuhr
(2) angebracht. Das Bauteil (7) ist gleichzeitig
so ausgebildet, das es den eigentlichen Dichtring (10)
aufnimmt. Das dritte, ebenfalls ringförmige Bauteil(8) formt
zusammen mit den Bauteilen (7) und (6) den Wassereinspritzkanal.
Die Abdichtung nach außen
hin, im Bereich des Rückzugraumes
(16) des Materialstromunterbrechungsschiebers im Schiebergehäuse (19),
wird mittels zwei angebrachten Faltenbälgen (15) erreicht,
dieses so, dass ein Entweichen von Gas oder Luft über die
Gewindespindel (17) ausgeschlossen ist.
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Ein Anführungsbeispiel wird anhand
von 5 Figurenzeichnungen erläutert,
wobei
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1 als
Gesamtzeichnung überwiegend vom
Materialstromunterbrechungsschieber die Vorderansicht im Teilschnitt
darstellt, sowie die Draufsicht.
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2 zeigt überwiegend
die Vorderansicht des Materialstromunterbrechungsschiebers im Teilschnitt
nebst den Einzelheiten X, Y und Z. Der Schieber ist in der Stellung „geschlossen" abgebildet, d.h. der
Materialstrom ist zum Rohrbogen hin unterbrochen.
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3 stellt
die als Ringleitung konzipierte, vorzugsweise als Druckluftvorrichtung
ausgelegte Einzelheit X 1:3,75 in Vergrößerung dar, wobei von dieser
nochmals die Einzelheit X2 – 1:1,875
abgeleitet wurde, die den Luftaustrittskanal hervorhebt.
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4 stellt
die als Ringleitung konzipierte Wasser/Wasserdampfdruckvorrichtung
als Einzelheit Y 1:3,75 in Vergrößerung dar,
wobei von dieser Ansicht nochmals die Einzelheit X 1:1,875 abgeleitet wurde,
die den Wasser bzw. Wasserdampfaustritt hervorhebt.
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5 zeigt
die Faltenbalgabdichtung der Trapezgewindespindel im Schiebergehäuse.
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Die Funktion der Abdicht- und Reinigungsvorrichtung
wird anhand von zwei Anwendungsbeispielen erläutert.
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Das Anführungsbeispiel für den Anwendungsfall
von trockenem Schüttgut
wird wie folgt beschrieben: Der Materialstromunterbrechungsschieber
(13) befindet sich in der Ausgangsstellung im Raum (16)
im Schiebergehäuse
(19), wobei sich das Schüttgut einerseits im trichterförmigen und
andererseits im als Rohrbogen ausgebildeten Raum befindet. Um den
Schüttgutstrom
zum Rohrbogen hin zu unterbrechen, wird wie folgt vorgegangen.
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Das strömende Schüttgut wird auf den Feuchtigkeitsgrad
mittels Feuchtigkeitsmesseinrichtung (20) überprüft. Schon
beim Einschalten des Motors (18) steht der Feuchtigkeitsgrad
des Schüttgutes fest.
In diesem Anwendungsfall wird trockenes Schüttgut angenommen. Beim Einschalten
des Motors (18) wird der Antrieb (17) des Materialstromunterbrechungsschiebers
(13) angesteuert, so das der Materialstromunterbrechungsschieber
(13) sich über den
Gleitrollen (14) in den Bereich des Schüttgutes hinein bewegt. Eine
entsprechende Elektronik zwischen Feuchtigkeitsmesseinrichtung (20)
und Motor (18), die zeichnerisch nicht näher dargestellt
ist, hat über
die Feuchtigkeitsmesseinrichtung (20) die entsprechende
Reinigungsart, in diesem Falle die Reinigungsvorrichtung für die Trockenreinigung
(2) der Dichtflächen
(10,13) vorgewählt.
Die Abdichtung des Schüttgutraumes
zum Rohrbogen hin erfolgt über
eine, vorzugsweise ringförmig
ausgebildete Silicondichtung (10), wobei diese Dichtung
(10) mit der Schieberoberfläche des Schiebers (13)
die abzudichtende Einheit bildet.
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Zwischen genau diesen Dichtflächen (10,13) wird,
vorzugsweise, Druckluft eingeblasen. Durch die eingeblasene, in
der Druckhöhe nicht
weiter definierte Druckluft, wird erreicht, dass die abzudichtenden Flächen sauber
sind und keine Schüttgutrückstände sich
darauf befinden.
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Die vertikal bewegliche Abdichtvorrichtung und
die beiden Reinigungsvorrichtungen sind als eine, aus mehreren Bauteilen
bestehende Gesamtbaueinheit ausgebildet. Die einzelnen Bauteile
sind derart miteinander verschraubt, so das diese zusammen und gleichzeitig
eine vertikale Bewegung nach oben oder unten ausführen, wobei
der entsprechende vorgewählte
Reinigungsprozess für
die abzudichtenden Flächen
fast zeitgleich abläuft,
d.h., in diesem Anwendungsfall beginnt das Ausblasen zeitversetzt, also
etwas früher
als die vertikale Abwärtsbewegung der
Vorrichtung. Die Druckluft strömt
hierbei über
die Leitung (2) zu dem ringförmig ausgebildeten Ausblaskanal
(4) und gleitet an der Ringdichtung (10) vorbei,
wobei die ausströmende
Luft im weiteren Verlauf der vertikalen Absenkung der Gesamtbaueinheit (3,4,5,6,7,8,10 und 12)
auch die Oberseite des Materialstromunterbrechungsschiebers (13)
reinigt. Die vertikale Bewegung wird vorzugsweise mittels Druckluftzylindern
(11) ausgeführt,
wobei eine 120° Anordnung
der Bewegungsvorrichtungen (11) am Teilkreis zu bevorzugen
ist.
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Nachdem der erforderliche, vorher
festgelegte Anpressdruck der Abdichtungsvorrichtung erreicht ist,
wird die Druckluftzufuhr für
den Reinigungsvorgang unterbrochen. Das System ist nunmehr gasdicht
abgeschlossen.
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Das Anführungsbeispiel für den Anwendungsfall
von feuchtem Schüttgut
wird wie folgt beschrieben: Der Materialstromunterbrechungsschieber
(13) befindet sich in der Ausgangsstellung im Raum (16)
im Schiebergehäuse
(19), wobei sich das Schüttgut einerseits im trichterförmigen und
andererseits im als Rohrbogen ausgebildeten Raum befindet. Um den
Schüttgutstrom
zum Rohrbogen hin zu unterbrechen, wird wie folgt vorgegangen.
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Das strömende Schüttgut wird auf den Feuchtigkeitsgrad
mittels Feuchtigkeitsmesseinrichtung (20) überprüft. Schon
beim Einschal ten des Motors (18) steht der Feuchtigkeitsgrad
des Schüttgutes fest.
In diesem Anwendungsfall wird feuchtes Schüttgut angenommen. Beim Einschalten
des Motors (18) wird der Antrieb (17) des Materialstromunterbrechungsschiebers
(13) angesteuert, so das der Materialstromunterbrechungsschieber
(13) sich über
die Gleitrollen (14) in den Bereich des Schüttgutes
hinein bewegt. Eine entsprechende Elektronik zwischen Feuchtigkeitsmesseinrichtung
(20) und Motor (18), die zeichnerisch nicht näher dargestellt
ist, hat über die
Feuchtigkeitsmesseinrichtung (20) die entsprechende Reinigungsart,
in diesem Falle die Reinigungsvorrichtung für die Feuchtreinigung (1)
der Dichtflächen
(10,13) vorgewählt.
Die Abdichtung des Schüttgutraumes
zum Rohrbogen hin erfolgt über
eine, vorzugsweise ringförmig
ausgebildete Silicondichtung (10), wobei diese Dichtung
(10) mit der Schieberoberfläche des Schiebers (13)
die abzudichtende Einheit bildet.
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Zwischen genau diesen Dichtflächen (10,13) wird,
vorzugsweise, Dampf unter Druck eingegeben. Durch den einströmenden Dampf,
in der Druckhöhe nicht
weiter definierter Dampf, wird erreicht, dass die abzudichtenden
Flächen
sauber sind und keine Schüttgutrückstände sich
darauf befinden.
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Die vertikal bewegliche Abdichtvorrichtung und
die beiden Reinigungsvorrichtungen sind als eine, aus mehreren Bauteilen
bestehende Gesamtbaueinheit ausgebildet. Die einzelnen Bauteile
sind derart miteinander verschraubt, so das diese zusammen und gleichzeitig
eine vertikale Bewegung nach oben oder unten ausführen, wobei
der entsprechende vorgewählte
Reinigungsprozess für
die abzudichtenden Flächen
fast zeitgleich abläuft,
d. h., in diesem Anwendungsfall beginnt das Zuführen des Dampfes zeitversetzt,
also etwas früher
als die vertikale Abwärtsbewegung
der Vorrichtung. Die Druckluft strömt hierbei über die Leitung (1)
zu dem ringförmig
ausgebildeten Dampfkanal (3) und gleitet an der Ringdichtung
(10) vorbei, wobei der ausströmende Dampf im weiteren Verlauf
der vertikalen Absenkung der Gesamtbaueinheit (3,4,5,6,7,8,10 und 12)
auch die Oberseite des Materialstromunterbrechungsschiebers (13)
reinigt. Die vertikale Bewegung wird vorzugsweise mittels Druckluftzylindern
(11) ausgeführt, wobei
eine 120° Anordnung
der Bewegungsvorrichtungen (11) am Teilkreis zu bevorzugen
ist.
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Nachdem der erforderliche, vorher
festgelegte Anpressdruck der Abdichtungsvorrichtung erreicht ist,
wird die Dampfzufuhr für
den Reinigungsvorgang unterbrochen. Das System ist nunmehr gasdicht
abgeschlossen. Ein eventuelles Nachtrocknen der nunmehr nassen Dichtflächen mit
Druckluft ist zusätzlich möglich, aber
nicht unbedingt erforderlich, was hier auch nicht weiter beschrieben
wird.
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- 1
- Wasserdampfzufuhr
- 2
- Druckluftzufuhr
- 3
- Wasserdampfkanäle
- 4
- Druckluftkanäle
- 5
- Oberes
Flanschbauteil
- 6
- Ringteil
- 7
- Ringteil
- 8
- Ringteil
- 9
- Kompensator
- 10
- Silicondichtring
- 11
- Druckluftzylinder
- 12
- Befestigung
- 13
- Schieber
- 14
- Schiebergleitrollen
- 15
- Faltenbälge
- 16
- Schieberrückzugsraum
- 17
- Trapezspindel
- 18
- E-Motor
- 19
- Schiebergehäuse
- 20
- Feuchtigkeitsmesser
- 21
- Trichtereinlauf