DE1223812B

DE1223812B - Vorrichtung zum portionsweisen Austragen von gasfoermigen, fluessigen und/oder festen Stoffen aus unter Druck stehenden Raeumen

Info

Publication number: DE1223812B
Application number: DEK51611A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans Kletschke; Dipl-Ing Hellm Schneggenburger; Dr Hans Macholdt
Original assignee: Kalle GmbH and Co KG
Current assignee: Kalle GmbH and Co KG
Priority date: 1963-12-12
Filing date: 1963-12-12
Publication date: 1966-09-01
Also published as: SE310874B; GB1026026A; LU47556A1; US3278092A; NL6413975A; BE656887A

Description

Vorrichtung zum portionsweisen Austragen von gasförmigen, flüssigen und/oder festen Stoffen aus unter Druck stehenden Räumen Es sind Vorrichtungen zum Austragen von flüssigen und festen Stoffen aus Räumen bekannt, deren Austragelemente als flache zylindrische Scheiben mit Durchbohrungen oder als rotierende Kolben mit axialen Ausnehmungen ausgebildet sind. Auch Zellenräder mit Spezialabdichtungen sind für diesen Zweck bekannt. In der Zellstoffindustrie findet man Vorrichtungen zum Beschicken oder Entleeren von Kochern, bei denen eine durchbohrte Welle in einem eingeschliffenen Gehäuse rotiert oder die Abdichtung über im Gehäuse eingesetzte Dichtringe erfolgt.
Diese bekannten -Vorrichtungen sind aber in ihrer Anwendung. auf enge Gebiete beschränkt. Sie lassen sich ferner nicht so gut abdichten, daß. -man mit ihnen flüssige und/oder feste Stoffe und besonders auch leichtflüchtige Gase aus unter h-ohein Druck -stehenden Räumen austragen kann.
# 'Es sind ferner Durchgangshähne bekannt, bei denen ein rotierbarer Körper In einem Gehäuse angeordnet ist, welches eine* oder mehr Einlaß- oder Auslaßöffnungen aufweist, und bei denen der rotierbare Körper eine durchgehende Bohrung hat, deren Öffnung an den Ein- und Auslaßöffnungen vorbeiführt. Bei den bekannten Hähnen ist der durchbohrte Körper zwar gegen die Ein- und Auslaßöffnungen mit einem axial zum rotierbaren Körper elastisch andrückbaren, Dichtungsstück abgedichtet, das gegen den rotierbaren Körper gepreßt wird. Diese Durchgangshähne sind aber für einen dosierbären Durchgang von Gütern nicht geeignet. Verändert man diese Hähne derart, daß der rotierbare durchbohrte Körper eine Welle ist, so daß man die Vorrichtungen für dosiertes Befördern von Waren Zwischen unter Druck stehenden Räumen verwenden kann, dann erweist sich schon bei relativ niedrigen Drücken in den Transporträumen, daß solche Vorrichtungen 'erhebliche Nachteile aufweisen. So machen die Dichtungsstücke wegen der von ihnen geforderten axialen Beweglichkeit weitere Dichtungselemente erforderlich, und diese erweisen sich als nachteilig, indem sie bei höheren Raumdrücken sich leicht verschieben oder einklemmen. Ein anderer Nachteil besteht in dem hohen Verschleiß des an die durchbohrte Welle angepreßten Dichtungsstückes.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, welche vorteilhafter als bisher für dosierten Durchgang bestimmte Vorrichtungen ist und insbesondere auch die vorstehend geschilderten Nachteile überwindet. Der Gegenstand der Erfindung ist eine an sich bekannte Vorrichtung mit einer stetig umlaufenden Welle, die in einem druckfesten, mit einer Einlaß-und einer Auslaßöffnung versehenen Gehäuse* angeordnet ist und deren Mittelstück mindestens, eine als Sackloch endende oder eine durchgehende Bohrung aufweist, deren Öffnung bzw. Öffnungen an den Ein- und Auslaßöffnungen vorbeiführt und mit einem das Mittelstück der Welle gegen die Auslaßöffnung oder gegen die Einlaßöffd-un-g 'abdichtenden Dichtungsstück, das eine Durchbohrung aufweist. Die Vorrichtung ist aber erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsstück fest in einer Führung angeordnet ist, die mit drm Gehäuse mittels einer elastisch beweglichen gewiellten Membran abdichtend verbunden ist,. und daß das Dichtungsstück gegen das Mittelstück der Welle hydraulisch angepreßt ist.
Die beiden Achsen der Welle sm*d in der Wandung des Gehäuses den Druckverhältnissen entsprechend kräftig gelagert und über Stopfbüchsen bekannter Bauart nach außen abgedichtet. Das Mittelstück der Welle hat vorzugsweise einen größeren Durchmesser als die Achsen und kann mit mindestens einer meist senkrecht zur Drehachse der Welle angeordneten durchgehenden Bohrung versehen sein Das Vorhandensein mehrerer solcher dann radial zueinander stehender Öffnungen ist ebenfalls möglich, jedoch ün allgemeinen nicht bevorzugt. Statt einer oder mehrerer durchgehender Bohrungen kann das massive Mittelstück der Welle auch ein, oder mehrere Sacklöcher aufweisen. Durchbohrungen und Sacklöcher haben zweckmäßig die gleichen Durchmesser wie die Einlaß- und die Auslaßöffnung des Gehäuses, können aber auch größere oder kleinere Durchmesser als diese haben.
Das Mittelstück der Welle und meist auch deren Achsen sind an ihrer Oberfläche besonders verschleißfest ausgeführt und können aus Stahl bestehen, der durch Nitrieren nach einem der bekannten Verfahren, beispielsweise dem Sulf-Inuz-Verfahren oder dem sogenannten Weichnitrierverfahren verschleißfest gemacht ist.
Die Abdichtung des Mittelstückes der Welle nach der dem zu entleerenden, unter Druck stehenden Raum zugewandten Seite oder auch nach der dem Austragsraum, der im allgemeinen mit der Atmosphäre in Verbindung steht, zugewandten Seite -erfolgt durch ein Dichtungsstück mit möglichst guten Gleiteigenschaften. Das Dichtungsstück weist eine zylindrisch gekrümmte Aussparung auf, deren Krümmungsradius dem Krümmungsradius des Mittelstückes der Welle entspricht. Das Dichtungsstüci ist erfindungsgemäß in einer Führung befestigt. Sowohl das Dichtungsstück als auch die. Führung weisen eine Durchbohrung auf, deren Querschnitt meistens gleich oder ungefähr gleich dem Querschnitt der Durchbohrungen bzw. der Sacklöcher des Mittelstückes der Welle ist und zur Aufnahme des ausgetragenen Gutes und dessen Weiterleitung an die Auslaßöffnung des Gehäuses dient.
Das Dichtungss * tück soll, dem jeweiligen Einsatzzweck entsprechend, mehr oder weniger verschleißfest sein. Weiterhin sollen Dichtungsstück und Wellenmittelstück eine möglichst günstige Reibpaarung. zeigen, d. h., ihre gegenseitige Reibung soll möglichst. gering sein. Bevorzugt hat der Werkstoff des Dichtungsstückes eine geringere Verschleißfestigkeit als das Wellenmittelstück. Das Dichtungsstück kann aus Metallen, Metallegierungen oder auch beispielsweise aus synthetischen anorganischen und besonders organischen Werkstoffen, beispielsweise aus mit Phenolharzen - getränktem Hartgewebe, gegebenenfalls gesintertern Polytetrafluoräthylen oder aus anderen Kunststoffen bestellen. Die synthetischen Werkstoffe können zur Verbesserung ihrer Gleit- und Verschleißeigenschaften Zusätze verschiedener Art, beispielsweise Molybdändisulfid, Glaspulver, Kohle oder Kupfer, enthalten.
Das in der Führung fest eingelassene Dichtungsstück ist axial beweglich gelagert und wird elastisch gegen das Mittelstück der Welle gepreßt. Der Anpreßdruck wird auf hydraulischem Wege übertragen. Um die elastische Axialbewegung von Dichtungsstück und Führung und gleichzeitig die Abdichtung von dem den hydraulischen Druck übertragenden Medium nach dem. Gehäuseinnenraum zu ermöglichen, ist die Führung des Dichtungsstückes mit der Gehäusewandung durch ein druckfestes Element verbunden, das eine elastische Bewegung zuläßt. Man verwendet dazu erfindungsgemäß eine gewellte, vorzugsweise aus Metall gefertigte Membran, die beispipIsweise als einfach gewelltes Metallblech, aber auch als Faltenbalg ausgebildet sein kann. Durch die Membran kann der Verschleiß des Dichtungsstückes, der von der Reibpaarung zwischen Dichtungsstück und Wellenmittelstück sowie von der Höhe des Anpreßdruckes abhängt, ausgeglichen werden.
Im allgemeinen genügt es, die Auslaßöffnung oder die Einlaßöffnung des Gehäuses durch das erfindungsgemäß verwendete Dichtungsstück abzuschließen. Ist die Druckdifferenz auf beiden Seiten des Mittelstückes der Drehschieberwelle sehr groß, so kann es jedoch zweckmäßig sein, eine Vorrichtung zu verwenden, bei der sowohl gegenüber der Auslaßals auch gegenüber der Einlaßöffnung des Gehäuses ein Dichtungsstück mit dem entsprechenden Zubehör angeordnet ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt es, Gase, Flüssigkeiten, Suspensionen und Feststoffe aus Räumen höheren Druckes in Räume niederen Drukkes, beispielsweise in Räume mit Atmosphärendruck, portionsweise auszutragen, und ist vor allem zur Entleerung von Druckräumen, in denen Reaktionen kontinuierlich ablaufen, geeignet.
Die Druckdifferenz zwischen diesen Räumen kann erheblich sein und beispielsweise einige hundert Atmosphären betragen. Die obere Grenze des Druckes ist lediglich durch die mechanische Widerstandsfähigkeit des Materials der Vorrichtungselemente und des auszutragenden Gutes begrenzt. Die Vorrichtung kann auch gegenüber leichtflüchtigen Gasen genügend abgedichtet werden. Man kann je nach den Betriebsbedingungen Standzeiten von einigen hundert Stunden und mehr erreichen.
Der Aupreßdruck des Dichtungsstückes b -raucht bei gut gearbeiteten, dem Verschleiß unterworfenen Vorrichtungsteilen nur wenig über dem Druck des die auszutragenden Stoffe enthaltenden Raumes zu liegen.
Das Austragen flüssiger und fester Stoffe aus dem Druckraum bei Anwendung von Wellenmittelstücken mit Sacklöchern beruht ausschließlich auf der Schwerkraft, die auf diese Stoffe einwirkt. Beim Austragen von. Gasen wird die Wirkung der Schwerkraft durch die Expansion der Gase in die Sacklöcher unterstützt. Die Austragsmenge kann durch die Drehzahl der Welle gesteuert werden. Bei Wellemnittelstücken mit Durchbohrungen beruht das Austragen gasförnüger, flüssiger und fester Stoffe nur in untergeordnetem Maße auf der Schwerkraft, wird vielmehr hauptsächlich durch die zwischen - Druckraum und Austragsraum herrschende Druckdifferenz bewirkt, Eine mögliche Ausführungsform der Vorrichtung wird an Hand der schematischen Figuren erläutert.
F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt der Vorrichtung bei aufgeschnittener Gehäusewand und teilweise weggebrochenem Wellenmittelstück und F i g. 2 den Schnitt A-B durch F i g. 1.
In dem druckfesten Gehäuse 1 mit Einlaßöffnung 2 und Auslaßöffnung 3 rotiert eine Welle, bestehend aus den Achser( 4 und dem mit einander gegenüberliegenden Sacklöchern 6 versehenen Mittelstück 5. Die Achsen 4 der Welle sind in den Lagern 7 kräftig gelagert und werden nach außen über die Stopfbuchsen 8 abgedichtet. Die Abdichtung des Mittelstückes 5 der Welle gegen die Auslaßöffnung 3 erfolgt durch das axial bewegliche Dichtungsstück 9, das in der Führung 10 befestigt ist. Dichtungsstück 9 und Führung 10 enthalten eine Durchbohrung 11 vom Querschnitt der Sacklöcher 6, die über die Auslaßöffnung 3 des gleichen Querschnitts in den Austragsraum führt. Das Dichtungsstück 9 wird über die hy- draulische Presse 12 elastisch gegen das Mittelstück 5 der Welle angepreßt. Die Gleitführung 13 in Form von Gleitbüchsen oder Spezialwälzlagern ermöglicht eine gute Axialbewegung von Führung 10 und Dichtungsstück 9. Das Meßgerät 14 gibt den Anpreßdruck an, mit dein das Dichtungsstück 9 auf das Mittelstück 5 der Welle gepreßt wird. Die hydraulische Presse 12 ist gegen den Gehäuseinnenraum 15 durch die gewellte ringfönnige Metalhnembran 16, die einerseits an der Führung 10 des Dichtungsstückes 9, andererseits an der Wandung des Gehäuses 1 befestigt ist, druckfest abgeschlossen. Ein zweites ebenso ausgeführtes Dichtungsstück mit Führung, Durchbohrung, Membran und hydraulischem Andruck kann auf der anderen Seite des Wellenmittelstückes gegenüber der Einlaßöffnung angeordnet sein.
. In der deutschen Patentschrift 949 202 ist die Verwendung einer Membran zum abschließenden Verbinden eines Dichtungsstückes mit einem Gehäuse für einen Durchgangsschieber beschrieben. Die Meinbran erlaubt dabei, daß das Dichtungsstück mit demjenigen Druck gegen seine Unterlage gepreßt wird, den das durch den Schieber durchgehende oder gegen den Durchgang abzusperrende Fördergut selber aufweist. Der bekannte Schieber läßt es weder zu, noch legt er es nahe, die Abdichtung durch Anwenden eines hydraulischen Druckes sicherzustellen.

Claims

Patentanspruch: Vorrichtung zum portionsweisen Austragen von gasförmigen, flüssigen oder festen Stoffen oder Gemischen davon aus unter Druck stehenden Räumen mit einer stetig umlaufenden Welle, die in einem druckfesten, mit einer Einlaß- und einer Auslaßöffnung versehenen Gehäuse angeordnet ist und deren Mittelstück mindestens eine als Sackloch endende oder eine durchgehende Bohrung aufweist, deren öffnung bzw. öffnungen an den Ein- und Auslaßöffnungen vorbeiführen, und mit einem die Welle gegen die Auslaßöffnung und/oder gegen die Einlaßöffnung abdichtenden Dichtungsstück, das eine Durchbohrung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsstück (9) fest in einer Führung (10) angeordnet ist, die mit dem Gehäuse mittels einer elastisch beweglichen gewellten Membran (16) abdichtend verbunden ist, und daß das Dichtungsstück (9) gegen das Mittelstück (5) der Welle hydraulisch angepreßt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 949 202; USA.-Patentschriften Nr. 2 628 060, 2 533 931, 2 558 260, 2 466 098, 2 977 987.