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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft eine Modulverbindung nach Anspruch 1, einen modularen Behälter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 11 sowie ein Dichtelement nach Anspruch 14. Der modulare Behälter dient demnach zum Beinhalten und/oder Transportieren von Stückgut. Das Behälterinnere weist bevorzugt gegenüber dem Behälteräußeren einen als Unterdruck oder Überdruck gebildeten Druckunterschied auf. Es kann auch vorgesehen sein, dass im Behälterinneren Umgebungsdruck herrscht (druckloser Zustand). Der Behälter ist aus einem ersten gegenüber dem Behälteräußeren dichten Behälter-Modul gebildet und zumindest einem gegenüber dem Behälteräußeren dichten zweiten Behälter-Modul.
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Die Modulverbindung dient dem (gas-)dichten Verbinden zweier Behältermodule eines modularen Behälters. Der Behälter kann Eigenschaften eines Containments aufweisen, wie es etwa beim Fördern und/oder Bewahren von granularem und/oder pulvrigem Förder- und/oder Lagergut verwendet wird. Üblicherweise haben die Behältermodule Flanschverbindungen. Damit die Modulverbindung dicht ist, wird in der Flanschverbindung zumindest eine Dichtung eingesetzt. Die Dichtung kann aus einem elastischen Material, etwa aus einem Kunststoff gebildet sein. Etwa durch Schrauben, Flügelmuttern oder gleichwirkende Befestigungsmittel werden die Flansche zweier zu verbindender Module unter Erzeugung einer Anpresskraft aneinander gepresst, wodurch auf die elastische Dichtung eine mechanische Kraft oder ein Druck ausgeübt wird.
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TECHNOLOGISCHER HINTERGRUND
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Problematisch bei üblichen Dichtungen ist deren nachhaltige Dichtigkeit, insbesondere bei besonderen Hygiene-Anforderungen und/oder unter der Maßgabe einer einfachen und sicheren Handhabung. Außerdem soll die Modulverbindung in einem Temperaturbereich zwischen etwa 0°C und etwa 130°C nachhaltig dicht sein. Ein Abdichten von Flanschverbindungen ist beispielsweise Gegenstand der
DE 11 85 873 A1 , der
DE 43 40 051 A1 und der
DE 698 32 965 T2 . Das Abdichten eines Containers wird in der
US 2004 / 0 217 553 A1 beschrieben und eine Dichtung wird in der
DE 200 19 078 U1 dargestellt.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Die zugrundeliegende Aufgabe besteht nunmehr darin, Modulverbindungen zu optimieren und vielseitig einsetzbar zu machen. Insbesondere sollen Maßnahmen angegeben werden, durch die eine möglichst einfach montierbare und Leckbildungen vermeidende (Modul-)Verbindung erzielbar ist, die dabei hygienischen Anforderungen bei entsprechenden Modulen und/oder Behältern genügt. Diese Aufgabe wird durch eine Modulverbindung nach Anspruch 1 gelöst. Demnach dient die Modulverbindung zum Verbinden eines ersten Behälter-Moduls mit einem zweiten Behälter-Modul. Der modulare Behälter kann zwei oder mehr, d. h. drei, vier, fünf, usw., Module umfassen und bildet respektive beinhaltet das Containment. In dem Containment wird ein, insbesondere pulvriges und/oder granulares, Fördergut gefördert oder ein, insbesondere pulvriges und/oder granulares, Lagergut (zwischen-) gelagert. Das erste Behältermodul umfasst einen ersten Flansch mit einer ersten Flanschfläche. Das zweite Behältermodul umfasst einen zweiten Flansch mit einer zweiten Flanschfläche. Die Flansche werden miteinander durch geeignete Befestigungsmittel wie Schrauben/Muttern oder gelenkig montierte Flügelschrauben/ -muttern befestigt. Die Befestigungsmittel können bevorzugt Spannelemente umfassen.
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Die miteinander verbundenen Behälter-Module weisen eine fluchtende, insbesondere bündige, Behälter-Innenfläche auf. Zwischen dem ersten Behälter-Modul und dem zweiten Behälter-Modul ist eine erste Dichtung angeordnet. Die Dichtung kann aus einem elastischen Material, etwa aus einem Kunststoff gebildet sein. Zwischen dem ersten Behälter-Modul und dem zweiten Behälter-Modul ist eine zweite Dichtung angeordnet. Die zweite Dichtung dient als Fail-Safe-Dichtung, die den Behälter dann abdichtet, wenn die erste Dichtung ein Leck aufweisen sollte. Die erste Dichtung kann etwa dann ein Leck aufweisen, wenn das Material der Dichtung ermüdet, wenn die Dichtung reißt oder bricht, wenn die Dichtung nicht passgenau eingesetzt wurde, etwa durch Verunreinigungen, oder etwa wenn sie schräg oder schief sitzt.
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Die erste Dichtung ist in einer Ausnehmung angeordnet und die zweite Dichtung in einer Nut. Die zweite Dichtung kann beispielsweise als O-Ring gebildet sein, dessen Durchmesser größer ist, als die Tiefe der Nut, in die die zweite Dichtung eingesetzt wird.
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Die erste Dichtung bildet - bezogen auf den Behälter respektive auf das Behältervolumen - eine (radial) innere Dichtung. Die zweite Dichtung bildet - bezogen auf den Behälter (Behältervolumen) - eine (radial) äußere Dichtung. Wenn der Behälter beispielsweise zylindergeometrische Eigenschaften hat, wäre der Flansch bevorzugt (kreis-)rund und die erste und/oder die zweite Dichtung könnte eine Ring-Symmetrie aufweisen. Indem die erste Dichtung eine innere Dichtung bilden kann, hätte sie einen kleineren Ring-Durchmesser als die äußere zweite Dichtung.
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Die zweite, vorzugsweise äußere, Dichtung bewirkt insbesondere dann eine (redundante) Abdichtung der miteinander verbundenen Behälter-Module, falls die erste, innere Dichtung versagt oder zumindest ein Leck aufweist. Insofern bildet die zweite Dichtung eine Sicherheits-Dichtung.
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Die erste Dichtung umfasst zumindest einen Quetschbereich, der beim Anordnen des ersten Flansches an oder auf dem zweiten Flansch von der ersten und/oder der zweiten Flanschfläche, bevorzugt von der ersten Flanschfläche, so gequetscht wird, dass eine Stirnseite der ersten Dichtung bündig und/oder oder fluchtend mit der Behälter-Innenfläche und ohne Bildung eines Hohlraums im Bereich der Stirnseite der ersten Dichtung angeordnet ist. Die Stirnseite bildet eine definierte Dichtkante. Die Dichtung kann innenseitig nicht von Partikeln unterwandert werden. Durch mechanische Einwirkung auf den Quetschbereich, etwa beim Verschrauben der Behälter-Module miteinander, wird die Dichtung so in die gewünschte Position gepresst, dass sie weder in das Behälter-Innere hineinragt, noch so, dass sich eine Mulde oder ein Hohlraum dort bildet, wo die Dichtung an die Innenwand des Behälters angrenzt oder zumindest angrenzen soll. Durch den Quetschbereich wird erreicht, dass die erste Dichtung optimal positioniert ist, im Hinblick auf den fluchtenden und/oder bündigen Sitz der Dichtung relativ zur Behälterinnenfläche. Gleichzeitig bewirkt der Quetschbereich, dass die Dichtung innenseitig, d. h. im Bereich der Behälterinnenfläche, besonders fest und sicher angeordnet ist, auch wenn der Behälter beispielsweise bestimmungsgemäß erhitzt oder gekühlt wird. Thermische Ausdehnung oder Formänderungen beinträchtigen den Sitz/Halt der Dichtung in der Umgebung des Quetschbereichs aufgrund der dort stärker auf die Dichtung wirkenden Presskräfte und aufgrund des verbesserten Eigenschaften betreffend Sitz/Halt deutlich weniger, sie werden mithin ganz vermieden. Ein thermisch bedingtes Verschieben der Dichtung im Quetschbereich respektive im Bereich der Stirnseite wird vermieden.
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Indem die Dichtung mit der Behälter-Innenfläche fluchtet und dort bündig an die Behälter-Innenwand angrenzt, werden Hohlräume im Behälterinneren im Bereich der Dichtung vermieden. Hohlräume im Bereich der Stirnseite respektive im Quetschbereich der Dichtung werden auch dadurch vermieden, dass die Dichtung im Bereich der Behälter-Innenfläche infolge thermischer Effekte sich ausdehnt oder schrumpft. Das Vermeiden von Hohlräumen bewirkt, dass sich Partikel des Förder- oder Lagergutes dort nicht anlagern können, was wiederum die Hygieneeigenschaften des Behälter-Inneren verbessert.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Modulverbindung ist/sind die Ausnehmung und/oder die Nut im ersten und/oder im zweiten Flansch angeordnet. Beispielsweise kann die Ausnehmung im ersten Flansch angeordnet sein, die Nut im zweiten Flansch. Es kann alternativ vorgesehen sein, dass die Ausnehmung im zweiten Flansch angeordnet ist und die Nut im ersten Flansch. Alternativ können Ausnehmung und Nut im ersten Flansch angeordnet sein oder im zweiten Flansch. Es kann auch vorgesehen sein, dass in dem ersten und dem zweiten Flansch jeweils eine Teilnut und/oder eine Teilausnehmung gebildet sind, wobei in den Teilnuten die zweite Dichtung anordbar ist und in den Teilausnehmungen die erste Dichtung. Die Position jeder Teilnut/Teilausnehmung ist so, dass sie sich im montierten Zustand (verbundene Module) zu einer Nut/Ausnehmung ergänzen.
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Die Modulverbindung wird insofern optimiert, als die Dichtungskombination aus erster, bündig positionierter Dichtung mit verbessertem Anpressdruck im Quetschbereich und zweiter, äußerer Fail-Safe-Dichtung sicher stellt, dass das Containment gegenüber der Umgebung (gas-)dicht ist. Eine Schwächung der ersten Dichtung führt nicht zum Leck, da das Containment redundant durch die zweite Dichtung abgedichtet ist. Die (innere) erste Dichtung schließt bündig, zumindest fluchtend, mit der Innenwand des Behälters ab, so dass in der Umgebung der Stirnseite respektive des Quetschbereichs, insbesondere in der Umgebung zur Behälter-Innenwand, die an die erste Dichtung angrenzt, keine Hohlräume und/oder Nischen und/oder Spalte gebildet werden, in denen sich pulvriges oder granulares Material oder Bruchstücke granularen Materials absetzten und einnisten können. Insbesondere bei thermischer Beanspruchung werden somit Schäden am Material der Dichtung vermieden, was die Dichtung der Modulverbindung zusätzlich optimiert.
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Die Modulverbindung dient ebenfalls dem Verbinden zweier Flansche zu verbindender Behälter-Module. Der erste Flansch umfasst eine erste Flanschfläche, der zweite Flansch eine zweite Flanschfläche. Zwischen dem ersten Behälter-Modul und dem zweiten Behälter-Modul ist ein Zwischenelement angeordnet. Das Zwischenelement kann beispielsweise als Filterplatte gebildet sein oder eine Filterplatte umfassen.
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Die miteinander verbundenen Behälter-Module weisen eine fluchtende Behälter-Innenfläche auf. Sofern das Zwischenelement in das Behältervolumen hineinragt, wie es beispielsweise bei einem Filtermodul der Fall wäre, sind die Innenflächen der Behälter-Module im Bereich des Zwischenelements nicht bündig.
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Zwischen dem ersten Behälter-Modul und einer ersten Fläche des Zwischenelements und dem zweiten Behälter-Modul und einer zweiten, der ersten Fläche des Zwischenelements gegenüberliegender Fläche des Zwischenelements ist jeweils eine von zwei Teildichtungen einer ersten Dichtung angeordnet. Gegenüber liegende Flächen des Zwischenelements werden mittels der ersten Dichtung abgedichtet, wobei die erste Teildichtung an der ersten Fläche anliegt und die zweite Teildichtung an der zweiten Fläche. Das Zwischenelement ist gewissermaßen zwischen den Teildichtungen der ersten Dichtung angeordnet:
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Zwischen dem ersten Behälter-Modul und dem zweiten Behälter-Modul ist eine zweite Dichtung angeordnet. Sofern der Behälter zylindergeometrische Merkmale aufweist, sitzt die zweite Dichtung bezogen auf das Zwischenelement radial außen, so dass die zweite Dichtung mit dem Zwischenelement nicht in Kontakt steht.
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Die Teildichtungen der ersten Dichtung sind jeweils in einer Teildichtungsausnehmung und die zweite Dichtung in einer Nut angeordnet. Die Nut kann in dem ersten, bevorzugt in dem zweiten Flansch angeordnet sein. Die erste der beiden Teildichtungsausnehmungen der ersten Dichtung kann in dem ersten Flansch angeordnet sein, die zweite Teildichtungsausnehmung kann in dem zweiten Flansch angeordnet sein. Alternativ kann/können zumindest eine oder beide Teildichtungsausnehmungen in dem Zwischenelement angeordnet sein.
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Die Teildichtungen der ersten Dichtung bilden bezogen auf den Behälter respektive bezogen auf das Behältervolumen eine (radial) innere Dichtung. Die zweite Dichtung bildet bezogen auf den Behälter (Behältervolumen) eine (radial) äußere Dichtung. Die zweite (äußere) Dichtung bewirkt eine Abdichtung der miteinander verbundenen Behälter-Module insbesondere dann, falls die erste (innere) Dichtung versagt oder zumindest ein Leck aufweist.
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Zumindest eine der Teildichtungen der ersten Dichtung, insbesondere beide Teildichtungen jeweils, umfasst/umfassen zumindest einen Quetschbereich, der beim Anordnen des ersten Flansches an oder auf dem zweiten Flansch und an oder auf dem Zwischenelement von der ersten und/oder der zweiten Fläche des Zwischenelements so gequetscht wird/werden, dass zumindest eine Stirnseite zumindest einer Teildichtung, insbesondere beide Stirnseiten beider Teildichtungen, der ersten Dichtung fluchtend mit der Behälter-Innenfläche und ohne Bildung eines Hohlraums im Bereich der Stirnseiten der Teildichtungen angeordnet ist/sind. Hohlräume im Bereich der Teildichtungsausnehmungen werden dadurch vermieden, die Hygieneeigenschaften der Modulverbindung und die Wirkung der Dichtung werden dadurch verbessert.
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Eine Teildichtungsausnehmung kann im ersten Flansch angeordnet sein und die zweite Teildichtungsausnehmung im zweiten Flansch. Die Nut kann im ersten oder im zweiten Flansch angeordnet sein. Eine Teildichtungsausnehmung kann in einer Fläche des Zwischenelements angeordnet sein, etwa so, dass insbesondere eine Teildichtungsausnehmung in der ersten Fläche des Zwischenelements angeordnet ist und die zweite Teildichtungsausnehmung in der zweiten Fläche des Zwischenelements.
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Die verbundenen Module können einen runden oder nahezu runden Querschnitt aufweisen, wobei die Nut als Ringnut, insbesondere als Kreisringnut, gebildet ist, und wobei die Ausnehmung oder die zumindest eine Teildichtungsausnehmung zumindest abschnittsweise ringförmige Geometrie aufweisen. Die erste Dichtung oder die Teildichtungen der ersten Dichtung und/oder die zweite Dichtung können demnach im Wesentlichen ringförmig gebildet sein (Dichtungsringe).
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Die Nut und oder die Ausnehmung und/oder zumindest eine Teildichtungsausnehmung können gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Modulverbindung fluidisch verbunden sein. Hierzu kann zumindest ein Bypass vorgesehen sein, vorzugsweise mit einem Einlass-Bypass und einem Auslass-Bypass. Der Bypass respektive Einlass-Bypass und/oder Auslass-Bypass können mit einer Pumpe und/ oder mit einer Druckmessung verbindbar sein, wodurch bevorzugt eine Strömung in der Nut und/oder in einem Teilbereich der Ausnehmung oder in einem Teilbereich der zumindest einen Teildichtungsausnehmung erzeugbar ist. Durch diese Strömung können Partikel im Bereich der Ausnehmung oder Teildichtungsausnehmung mittels einer (Gas-)Strömung entfernt respektive herausgespült werden, was die Qualität der Dichtung verbessert und die Hygieneeigenschaften der Modulverbindung. Sofern eine Druckmessung vorgesehen ist, kann der (Vor-)Druck innerhalb der Ausnehmung/Teildichtungsausnehmung/Nut messtechnisch erfasst und überwacht werden. Ein Druckabfall ist ein Hinweis für das Versagen der ersten und/oder der zweiten Dichtung. Ein zu geringer Druck oder fehlender Solldruck unmittelbar nach der Montage der Modulverbindung ist ein Hinweis für einen Montagefehler, etwa durch eine fehlende (erste und/oder zweite) Dichtung.
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Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Ausnehmung oder zumindest eine Teildichtungsausnehmung und die Nut durch zumindest einen Verbindungskanal fluidisch miteinander verbunden sind. Der Verbindungskanal kann im ersten Flansch angeordnet sein. Mit dem Verbindungskanal wird ein geschlossenes Hohlraum-System gebildet, in dem die erste und/oder die zweite Dichtung angeordnet sind. Das Hohlraum-System kann fluidisch geflutet/gespült werden, etwa zum Verbessern der dichtenden Wirkung der (ersten/zweiten) Dichtung durch Säubern des Hohlraum-Systems und durch Entfernen störender Partikel. In dem Hohlraum-System kann ein (Vor-)Druck eingestellt werden, was die Dichtung(en) entlastet und was ein Druck-Monitoring im Hohlraum-System ermöglicht. Druckänderungen im Hohlraum-System sind Hinweise für etwaige Störungen der Dichtungen innerhalb der Modulverbindung. Aufwändige Lecksuchen bei undichten Containments werden vermieden, eine fehlende oder undichte Dichtung kann schneller und effektiver identifiziert werden.
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Die Dichtung oder die Teildichtung, insbesondere der Quetschbereich der Dichtung oder der Teildichtung, ist/sind aus einem flexiblen Material gebildet, wobei der Quetschbereich der Dichtung oder Teildichtung im nichtverbundenen Zustand der Behälter-Module aus der Ausnehmung oder Teildichtungsausnehmung herausragt. Der Quetschbereich der Dichtung wird im verbundenen Zustand der Behälter-Module in den Bereich der Ausnehmung oder Teildichtungsausnehmung durch mechanischen Druck verschoben oder verpresst. Der Quetschbereich der Dichtung/Teildichtung umfasst einen Materialüberschuss des Dichtungsmaterials, welcher beim Schließen der Modulverbindung zusammengedrückt wird. Durch das Zusammendrücken setzt die Dichtung/Teildichtung der angrenzenden Dichtfläche einen größeren Widerstand entgegen, was einerseits die Dichtwirkung verstärkt und andererseits den Sitz der Dichtung/Teildichtung in der Ausnehmung/Teildichtungsausnehmung stabilisiert. Ein stabilisierter Sitz ist dann von Vorteil, wenn die Dichtung/Teildichtung thermischen Veränderungen ausgesetzt wird, wie sie beispielsweise beim Heizen, Beheizen oder Aufheizen des Behälters auftreten. Auch bei starken Temperaturschwankungen verändert die zum Quetschbereich benachbarte Stirnseite der Dichtung nicht ihre Lage innerhalb der Ausnehmung/Teildichtungsausnehmung. Die Stirnseite bleibt demnach auch bei thermischen Schwankungen lagestabil, so dass auch bei thermischen Schwankungen die Stirnseite der Dichtung/Teildichtung fluchtend und bündig oder zumindest fluchtend in Bezug auf die Behälter-Innenfläche(n) verbleibt. Der Quetschbereich der Dichtung oder Teildichtung kann zumindest eine Keilfläche, und/oder zumindest eine Wulst, und/oder zumindest einen Steg umfassen. Bevorzugt umfasst der Quetschbereich eine Keilfläche, so dass die Dichtung/Teildichtung im Bereich der Stirnseite dicker ist als im Bereich des Dichtungs-Korpus.
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In der Aufnahme oder in der Teildichtungsaufnahme und/oder in dem an die Aufnahme oder Teildichtungsaufnahme angrenzenden Flansch kann zumindest ein Positioniermittel vorgesehen sein, welches bevorzugt eine Nut oder eine Wulst umfasst, und in welchem ein Positionierelement der Dichtung oder Teildichtung so anordbar ist, dass die Dichtung oder Teildichtung in zumindest einer Richtung, vorzugsweise in der zum Behälter-Innenbereich weisenden Richtung, nicht bewegbar ist. Eine exakte Passung zwischen Positioniermittel und Positionierelement ist nicht erforderlich, zwischen Positioniermittel und Positionierelement kann in zumindest einer Richtung Spiel vorgesehen sein. Mit dem Positioniermittel/Positionierelement wird einerseits sichergestellt, dass die Dichtung/Teildichtung nicht aus der Ausnehmung/Teildichtungsausnehmung herausschiebbar ist, etwa beim Montieren der Behälter-Module; anderseits wird sichergestellt, dass die Dichtung/Teildichtung im Bereich ihrer Stirnseite ortsfest in der Ausnehmung/Teildichtungsausnehmung sitzt, so dass zwischen Dichtung/Teildichtung und Behälter-Innenwand oder Ausnehmung/Teildichtungsausnehmung kein Hohlraum entsteht.
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Damit die Dichtung/Teildichtung, etwa bei thermischen Veränderungen, nicht reißt oder sich in Richtung Behälter-Volumen verschiebt, kann im Bereich der Ausnehmung/Teildichtungsausnehmung, nicht jedoch im Bereich der Behälter-Innenwand, zumindest ein Totraum vorgesehen sein, in den sich zumindest ein Abschnitt der Dichtung oder Teildichtung, insbesondere aufgrund thermischer Veränderung, mechanisch ausdehnen kann. Es wird erreicht, dass die Dichtung ausdehnbar ist, nicht jedoch an ihrer zur Behälter-Innenwand fluchtenden oder bündig sitzenden Stirnseite. Die Ausdehnung erfolgt somit nicht nach radial innen sondern in eine andere Richtung, etwa nach radial außen.
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Eine möglichst einfach montierbare und Leckbildungen vermeidende (Modul-) Verbindung ist außerdem mit einem Behälter nach Anspruch 11 erzielbar. Der Behälter ist zum Beinhalten und/oder Transportieren von Stückgut geeignet, wobei das Behälterinnere gegenüber dem Behälteräußeren bevorzugt einen als Unterdruck oder Überdruck gebildeten Druckunterschied aufweist. Es kann auch vorgesehen sein, dass kein Druckunterschied zwischen dem Behälterinneren und dem Behälteräußeren vorgesehen ist, d. h. der Druck im Behälter kann dem Umgebungsdruck entsprechen. Der Behälter ist aus einem ersten gegenüber dem Behälteräußeren dichten Behälter-Modul gebildet und zumindest einem gegenüber dem Behälteräußeren dichten zweiten Behälter-Modul. Das erste Behälter-Modul und das zumindest zweite Behälter-Modul sind durch eine gegenüber dem Behälteräu-ßeren abdichtende, hierin beschriebene Modulverbindung miteinander verbunden. Bevorzugt sind die Behälter-Module, die Modulverbindung und die Module untereinander elektrisch leitend. Durch die elektrische Leitfähigkeit kann erreicht werden, dass elektrische Ladungen über die (metallische) Behälterwand abfließen können, so dass elektrische Entladungen (Funkenbildungen) im (im Wesentlichen metallischen) Behälter vermieden werden. Die Leitfähigkeit wird dadurch erreicht, dass bei der Modulverbindung elektrischer Kontakt zwischen den Modulen besteht. Beispielsweise können die (metallischen) Flansche der Modulverbindung kontaktiert sein, ohne dass die (Kunststoff-)Dichtungen zwischen den Flanschen isolierend wirken. Der Behälter kann aus einem Vakuumförderer gebildet sein oder einen Vakuumförderer umfassen. Der Behälter kann alternativ oder kumulativ aus einem Klumpenbrecher gebildet sein oder einen Klumpenbrecher umfassen.
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Eine Optimierung einer Modulverbindung wird außerdem durch ein Dichtungselement für eine Modulverbindung nach Anspruch 14 erreicht. Das Dichtungselement ist insbesondere für eine hierin beschriebene Modulverbindung respektive zum Abdichten eines hierin beschriebenen Behälters. Das Dichtungselement umfasst zumindest eine Stirnfläche, welche geeignet ist, mit zumindest einer Fläche einer Komponente der Modulverbindung, vorzugsweise mit einer Innenfläche oder Behälterinnenfläche, zu fluchten. Das Dichtungselement umfasst, bevorzugt im Bereich der Stirnfläche oder an die Stirnfläche angrenzend, einen infolge mechanischer Einwirkung pressbaren Quetschbereich. Es kann ein zumindest eine Keilfläche umfassender Quetschbereich vorgesehen sein. Die Stirnfläche des Dichtungselements ist in eine in einer Komponente der Modulverbindung angeordnete Ausnehmung für die Dichtung so einpressbar, dass im Bereich der Stirnfläche des Dichtungselements zwischen dem Dichtungselement und der Komponente der Modulverbindung keine Hohlräume ausgebildet werden. Das Einpressen erfolgt beim Schließen der Modulverbindung. Das Dichtungselement weist bevorzugt eine im Wesentlichen ringförmige Geometrie auf.
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Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass das Dichtungselement einen Korpus mit im Wesentlichen rechteckiger Querschnittsgeometrie umfasst. An dem Korpus ist der Quetschbereich angeordnet. Es kann ein Positionierelement, insbesondere ein stegförmiges oder ringförmiges Positionierelement zum Positionieren in einer Nut oder Ausnehmung für die Dichtung in einer der Komponenten der Modulverbindung vorgesehen sein.
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Die vorgenannten sowie die beanspruchten und in den Ausführungsbeispielen beschriebenen erfindungsgemäß zu verwendenden Bauteile unterliegen in ihrer Grö-ße, Formgestaltung, Materialauswahl und technischen Konzeption keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so dass die in dem Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt Anwendung finden können.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und der zugehörigen Zeichnung, in der - beispielhaft -Ausführungsbeispiele von Modulverbindungen dargestellt sind. Auch einzelne Merkmale der Ansprüche oder der Ausführungsformen können mit anderen Merkmalen anderer Ansprüche und Ausführungsformen kombiniert werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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In der Zeichnung zeigen
- 1 einen als Vakuum-Förderer gebildeten Behälter in perspektivischer schematischer Darstellung,
- 2 eine Modulverbindung in perspektivischer schematischer Darstellung,
- 3A einen Ausschnitt eines als Klumpenbrecher gebildeten Behälters in perspektivischer schematischer Ansicht,
- 3B eine perspektivische Schnittansicht eines Ausschnitts des Behälters gemäß 3A,
- 4A/B eine Ausgestaltung einer Modulverbindung in Schnittansicht und Aufsicht,
- 5A/B eine Variante einer Ausgestaltung einer Modulverbindung in Schnittansicht und Aufsicht,
- 6A/B eine zumindest teilweise demontierte Modulverbindung in Schnittansicht und Aufsicht, und
- 7A-D eine Modulverbindung mit Bypass in verschiedenen Ansichten.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
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Einen modularen Behälter 1 für einen Vakuumförderer 2 zeigt die 1. Die Module 3 des Behälters 1 haben zylindergeometrische Merkmale und werden über eine Modulverbindung 4 miteinander verbunden. Die Modulverbindungen 4 umfassen jeweils Flansche 5, die miteinander durch Schrauben 6 befestigt werden. Damit die Behälter-Module 3 gasdicht miteinander verbindbar sind, was für einen Fluidstrom innerhalb des Containments (Behälterinneres 19) etwa unter geringem Innendruck erforderlich ist, sind Dichtelemente innerhalb der Modulverbindung 4 erforderlich. Die Dichtelemente sind im Bereich der Flansche 5 angeordnet.
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Eine perspektivische Ansicht einer Modulverbindung 4 mit zylindergeometrischen Merkmalen kann der 2 entnommen werden. Die Modulverbindung 4 umfasst zwei runde Flansche 5, welche über Befestigungsmittel, hier mehrere (dargestellt: sechs) Flügelschrauben 6, aneinander befestigt sind. Der erste Flansch 5 ist an einem ersten Modul 3 angeordnet, der zweite Flansch 5 an einem zweiten Modul 3. Zwischen den Flanschen 5 der Modulverbindung 4 gemäß 2 ist ein Zwischenelement 7 angeordnet, welches gemäß 2 als (im Wesentlichen runde) Filterplatte gebildet ist. An dem zweiten Flansch 5 der Modulverbindung 4 gemäß 2 ist ein Anschluss 8 eines Bypasses 9 erkennbar, mit dem ein (in 2 nicht dargestelltes) Hohlraum-System für die Dichtelemente evakuierbar ist, und worüber der Vordruck in diesem Hohlraum-System mit einer Druckmessvorrichtung überwachbar ist.
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Den 3A und 3B können verschiedene schematische Ansichten eines Klumpenbrechers 10 entnommen werden. 3A zeigt eine perspektivische Ansicht des Klumpenbrechers 10 als Teil eines modularen Behälters 1 mit zylindergeometrischen Merkmalen. In 3B ist ein Ausschnitt des Klumpenbrechers 10 als perspektivische Schnittansicht gezeigt. Der Klumpenbrecher 10 ist mit zwei Modulverbindungen 4 in dem modularen Behälter 1 angeordnet.
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Jede Modulverbindung 4 gemäß 3B umfasst zwei runde Flansche 5. Einer der Flansche 5 ist an dem Klumpenbrecher 10 angeordnet, der jeweils andere Flansch 5 an einem benachbarten Behälter-Modul 3. Anhand der Schnittansicht gemäß 3B kann nachvollzogen werden, dass zwischen den Flanschen 5 jeder Modulverbindung 4 eine erste und eine zweite (im Wesentlichen ringförmige) Dichtung 11, 12 angeordnet sind. Jede erste Dichtung 11 ist in einer Ausnehmung 13 angeordnet, welche sich im zweiten Flansch 5 der Modulverbindung 4 befindet. Die Ausnehmung 13 im zweiten Flansch 5 grenzt an einen Rücksprung 29 im ersten Flansch 5. Der Rücksprung 29 bildet, zumindest abschnittsweise, einen Bereich der Dichtungsaufnahme respektive der Ausnehmung (13). Der Rücksprung 29 bildet ein Zentriermittel zum Zentrieren des ersten und zweiten Flansches (5) der Modulverbindung 4. Die zweite Dichtung 12 ist in einer Ring-Nut 14 angeordnet, welche sich ebenfalls im zweiten Flansch 5 befindet. Die zweite Dichtung 12 ist als O-Ring gebildet.
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In der Ausnehmung 13 für die erste Dichtung 11 ist ein als Nut gebildetes Positioniermittel 15 angeordnet, in welcher sich ein Positionierelement 16 der ersten Dichtung 11 befindet. Das Positionierelement 16 ist als kantige Wulst respektive als Absatz der ersten Dichtung 11 gebildet. Das Positionierelement 16 verhindert in dem Positioniermittel 15, dass die erste Dichtung 11 nach radial innen verschiebbar ist. Durch eine Keilfläche 17 im Bereich des Korpus der ersten Dichtung 11 wird die Dichtung 11 stirnseitig stärker an die Flansch-Fläche 18 angepresst, wodurch die erste Dichtung 11 stirnseitig einen festen Sitz aufweist und nicht in das Behälterinnere (19, Containment) verschiebbar ist. Es wird eine definierte Anlagefläche der ersten Dichtung 11 gebildet, welche sich im Quetschbereich 24 respektive in der Keilfläche 17 befindet. Die definierte Anlagefläche leistet einen Wesentlichen Beitrag zum Abdichten der Flansche 5. Die erste Dichtung 11 dichtet demnach nicht an einer beliebigen Stelle der Dichtung 11 sondern bevorzugt dort, wo die definierte Anlagefläche an dem Flansch 5 (an der Dichtfläche 25) anliegt. Eine etwaige Ausdehnung der Dichtung 11, etwa durch thermische Veränderungen (Temperaturanstieg oder Temperatursturz im Containmet), erfolgt nicht in Richtung Behältervolumen (19) sondern beispielsweise in eine Richtung, die nach radial außen gerichtet ist. Hierzu sind geeignete Toträume 20 vorgesehen, beispielsweise in dem Positioniermittel 15 neben dem Positionierelement 16 und innerhalb der Ausnehmung 13, dort am radial äußeren Ende.
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Sollte die erste Dichtung (11, innere Dichtung) versagen oder ihre dichtende Wirkung verlieren, dient die äußere, zweite Dichtung 12 als Sicherheits-Dichtung (Fail-Safe-Dichtung). Ein simultanes Versagen der ersten und der zweiten Dichtung innerhalb einer Modulverbindung 4 ist deutlich unwahrscheinlicher als ein Versagen nur einer Dichtung, so dass die Modulverbindung 4 eine effizientere Abdichtung bewirkt.
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Den 4A/B können verschiedene Ansichten einer Variante einer Modulverbindung 4 entnommen werden. Demnach umfasst der erste Flansch 5 eine Stufe 21, so dass der Flansch 5 außenseitig etwas dicker ist. In die sich so ergebende Ausnehmung des Flansches 5 ist der zweite Flansch 5 einsetzbar; der zweite Flansch 5 umfasst ebenfalls eine Stufe 21, so dass der zweite Flansch 5 außenseitig etwas dünner ist. Die Stufigkeit der Flansche 5 bewirkt, dass die Flansche 5 positionsgenau aneinander anordbar sind. Die Ausnehmung 13 für die erste Dichtung 11 ist in dem zweiten Flansch 5 angeordnet, ebenso die Nut 14 für die zweite Dichtung 12. Die Nut 14 ist im Bereich der Stufe 21 des zweiten Flansches 5 angeordnet, also dort, wo der zweite Flansch 5 außenseitig dicker ist. Die Stirnfläche 22 der ersten Dichtung 11 fluchtet mit der Behälter-Innenwand 23 und schließt bündig mit der Behälter-Innenwand 23 ab. Im Bereich der Stirnfläche 22 der ersten Dichtung 11 kann sich kein Hohlraum zwischen Dichtung 11 und Flansch 5 oder Innenwand 23 bilden, da der Quetschbereich 24 der Dichtung 11 beim Verbinden der Flansche 5 so gepresst wird, dass die Stirnseite 22 der Dichtung 11 exakt positioniert wird und dort fest sitzt und definiert abdichtet. Selbst bei einer Ausdehnung der Dichtung 11 wird die Position der Stirnfläche 22 nicht verändert, eine Ausdehnung erfolgt auf der radial äußeren Seite der Dichtung 11, wofür zwischen Dichtung 11 und/oder Ausnehmung 13 oder zwischen Positionierelement (16, Steg) und Positioniermittel (15, Nut für Steg) zumindest ein Totraum 20 vorgesehen ist.
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Eine Ausgestaltung einer Modulverbindung 4 mit einem Zwischenelement 7 kann den 5A und 5B entnommen werden. 5B zeigt eine Aufsicht, eine Schnittansicht der 5B kann der 5A entnommen werden. Das Zwischenelement 7 wird zwischen der Flanschfläche 18 des ersten Flansches 5 und der Flanschfläche 18 des zweiten Flansches 5 angeordnet. Zwischen den Dichtflächen 25 des Zwischenelements 7 und der Flanschfläche 18 des ersten Flansches 5 ist eine Teildichtung 26 der ersten Dichtung 11 angeordnet. Zwischen der gegenüberliegenden Dichtfläche 25 des Zwischenelementes 7 und der Flanschfläche 18 des zweiten Flansches 5 ist eine zweite Teildichtung 26 der ersten Dichtung 11 angeordnet. Das Zwischenelement 7 ist zwischen der ersten Teildichtung 26 und der zweiten Teildichtung 26 der ersten Dichtung 11 angeordnet. Jede Teildichtung 26 umfasst ein als Steg gebildetes Positionierelement 16. Das Positionierelement 16 der ersten Teildichtung 26 greift in eine Nut 15 in der Teildichtungsausnehmung 27 des ersten Flansches 5, das Positionierelement 16 der zweiten Teildichtung 26 greift in eine Nut 15 in der Teildichtungsausnehmung 27 des zweiten Flansches 5.
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Eine Darstellung der Modulverbindung 4 gemäß 5A/B in demontiertem Zustand kann der 6A entnommen werden (Explosionsdarstellung). Demnach umfasst jede Teildichtung 26 der ersten Dichtung 11 einen als Keilfläche 17 gebildeten Quetschbereich 24. Demnach umfasst jede Teildichtung 26 der ersten Dichtung 11 einen Dichtungskorpus, an dem einerseits der keilförmige Quetschbereich 24 angeordnet ist und andererseits das Positionierelement 16. Die erste Teildichtung 26 und die zweite Teildichtung 26 einer ersten Dichtung 11 haben spiegelsymmetrische Konturen, da eine Teildichtung 26 auf der ersten Seite des Zwischenelementes 7 angeordnet ist und die andere Teildichtung 26 auf der gegenüberliegenden zweiten Seite des Zwischenelementes 7.
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Die 7A bis 7D zeigen verschiedenen Ansichten einer alternativen Gestaltung einer Modulverbindung 4. Die Modulverbindung 4 gemäß der 7A bis 7D sieht einen Verbindungskanal 28 zwischen den Ausnehmungen 27 für Teildichtungen 26 der ersten Dichtung 11 und der Nut 14 für die zweite Dichtung 12 vor (siehe 7D). Der Verbindungskanal 28 verbindet die Teildichtungsausnehmungen 27 und die Nut 14 fluidisch, so dass die Teildichtungsausnehmungen 27 und die Nut 14 ein internes Hohlraum- respektive Kanal-System bilden, welches über einen Anschluss 8 evakuierbar und hinsichtlich des internen Gasdrucks überwachbar ist. Es kann ein zweiter, beispielsweise diametral gegenüberliegender, Bypass 9 vorgesehen sein, mit dem eine Strömung innerhalb des internen Hohlraum-Systems erzeugbar ist. So lassen sich etwa Partikel aus dem Hohlraum-System herauswaschen.
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BEZUGSZEICHENLISTE
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- 1
- (modularer) Behälter
- 2
- Vakuumförderer
- 3
- Modul
- 4
- Modulverbindung
- 5
- Flansch
- 6
- Befestigungsmittel, Schraube, Mutter
- 7
- Zwischenelement
- 8
- Anschluss
- 9
- Bypass
- 10
- Klumpenbrecher
- 11
- erste Dichtung / Dichtungselement
- 12
- zweite Dichtung / Dichtungselement
- 13
- Ausnehmung
- 14
- Nut
- 15
- Positioniermittel
- 16
- Positionierelement
- 17
- Keilfläche
- 18
- Flanschfläche
- 19
- Behälterinneres
- 20
- Totraum
- 21
- Stufe
- 22
- Stirnseite / Stirnfläche
- 23
- Behälter-Innenwand
- 24
- Quetschbereich
- 25
- Dichtfläche
- 26
- Teildichtung
- 27
- Teildichtungsausnehmung
- 28
- Verbindungskanal
- 29
- Rücksprung
