DE1442798C3 - Vorrichtung für die überführung ausschließlich von Feststoff zwischen Räumen, die jeweils von einer Gasphase erfüllt sind - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruches 1.

Es ist zum Beispiel bei unter Druck arbeitenden Reaktoren oder Extraktionsapparaten, deren Innendruck hoch oder unterschiedlich gegenüber dem von vorgeschalteten Unterdruck-Reaktionsapparaten oder Trockenvorrichtungen ist, oftmals erforderlich, Feststoff, wie Granulate oder Puder, fortlaufend von einem Raum der einen Vorrichtung in einen Raum der anderen Vorrichtung weiterzuleiten. Dabei muß dann ein Druckausgleich oder eine Zirkulation von Gas zwischen den Räumen dieser Vorrichtungen, zwischen denen der Feststoff transportiert wird, verhindert werden. Oftmals wird auch mit überhitztem Dampf oder mit Absorptionsmitteln getrocknet. Dann ist es ohne Rücksicht auf die Druckunterschiede erforderlich, gefährliche oder wertvolle, gegebenenfalls noch weiter zu verwendende Gase, Lösungsmittel oder Dämpfe daran zu hindern, zusammen mit dem Feststoff ins Freie oder in die Vorrichtung zu gelangen, in die der Feststoff weitergeleitet wird.

Der Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugründe, derartige Feststoffe zwischen zwei jeweils von einer Gasphase erfüllten Räumen, von denen einer auch das Freie sein kann, zu transportieren, ohne dabei einen Anteil der Gasphase des einen Raumes in den anderen zu überführen, und ohne

ίο gegebenenfalls wertvolle, heiße und/oder gefährliche Gasphasenbestandteile unkontrolliert entweichen zu lassen.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung aus dem Kennzeichen des Anspruchs 1.

Es ist eine gattungsgemäße Vorrichtung bekannt (US-PS 13 96 859), die jedoch anders als die Vorrichtung nach der Erfindung Gasphasenvolumina des einen Raumes zum anderen, und umgekehrt, mit-

ao nimmt. Bei dieser bekannten Vorrichtung sind zwei Gasdurchgangsöffnungen vorgesehen, von denen eine nahe der Zuführöffnung und die andere nahe der Auswurföffnung angeordnet ist, so daß die Förderkammer gleichzeitig mit der Zuführöffnung und der ersten Gasdurchgangsöffnung oder mit der Auswurföffnung und der zweiten Gasdurchgangsöffnung kommunizieren kann. Durch die jeweilige Gasdurchgangsöffnung erfolgt hier lediglich ein Gasdrucknachabgleich durch Verbindung mit auf einem Bezugsdruck befindlichen Gasvorratsbehälter, um bei der Überführung des Feststoffes zwischen Räumen verschiedenen Drucks der Gasphase durch den wechselseitigen Anschluß der Förderkammer an beide Räume keine Druckänderung des jeweiligen Gasdrucks zu bewirken. Es kommt jedoch zu einer Vermischung von Gasphasenanteilen beider Räume. Bei dieser bekannten Vorrichtung sind Umfangsdichtungen am Umfang des Überführungskolbens vorgesehen, die mit der Innenwand des Zylinders abdichtend zusammenwirken. Eine thermische Kontrolle der Abdichtung ist nicht vorgesehen.

Bei der Vorrichtung nach der Erfindung reicht eine einzige Gasdurchgangsöffnung aus, um den von der Förderkammer mitgenommenen Gasphasenanteil dann, wenn sich die Förderkammer außer Verbindung mit einem der Räume befindet, zwischen denen der Feststofftransport stattfindet, kontrolliert abzusaugen und gegebenenfalls zur Wiederverwendung aufzufangen. Die besondere Anordnung und Ausbildung der Dichtungen ermöglicht es, deren Dichtfunktion ortsabhängig von der im Zylinder angeordneten Heizeinrichtung unter Kontrolle zu halten und verschlissene Dichtungen gegebenenfalls schnell auswechseln zu können. Es wird dabei ausgenutzt, daß Polytetrafluoräthylen einen im Verhältnis zum wärmeleitenden Metall der Stützringe hohen thermischen Expansionskoeffizienten hat, so daß durch Temperaturänderung der Heizeinrichtung im Zylinder der ■ Dichtungsdruck in gewünschter Weise verändert wer-

den kann. Vorzugsweise ist der Zuführöffnung eine Rotorschleuse vorgeschaltet. Eine einem Überführungsschieber vorgeschaltete, gegebenenfalls auch mit dem Überführungsschieber synchron gesteuerte Rotorschleuse ist an sich bekannt (US-PS 21 61 190 und 23 53 276). Bei der Vorrichtung nach der Erfindung kann sie mit zur Schonung der dem Feststoff ausgesetzten Ringdichtungen beitragen, indem die Förderkammer vor jedem Förderhub des Überführungs-

3 4

kolbens von der Zuführöffnung zur Auswurföffnung um 90° gemacht und der Uberführungskolben den nicht völlig gefüllt wird. halben Rückwärtshub ausgeführt hat, wird das Gas,

Auch bei der Vorrichtung der Erfindung empfiehlt das in die Förderkammer 2 durch die Auswurföffes sich zur Automatisierung des Betriebes, daß die nung 5 hindurch eingedrungen ist, durch die Gas-Rotorschleuse synchron mit der Bewegung des Über- 5 durchgangsöffnung 6 abgesaugt. Je nach der Beschafführungskolbens gesteuert ist. _; fenheit dieses Gases kann das an die Gasdurchgangs-

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der öffnung angeschlossene Einsatzrohr mit einem Dreh-Zeichnung dargestellt. In dieser zeigt ventil versehen sein, um dieses Gas auf einem ge-

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung trennten Wege von dem durch die Einlaßöffnung T gemäß der Erfindung, io eindringenden Gas abzuführen. Nach einer weiteren

Fig. 2 in perspektivischer Darstellung eine auf- Drehung um 90° befindet sich das Zellenrad wieder geschnittene ringförmige Dichtungspackung einer Vor- in seiner ursprünglichen, in Fig. 1 dargestellten Stelrichtung gemäß Fig. 1, lung, und es wird wieder Feststoff von der Förder-

Fig. 3 einen vergrößerten Teilschnitt aus Fig. 1 kammer 2 aufgenommen. ; '

- im Bereich einer Dichtungspackung, 15 So können durch Wiederholen der obenerwähnten

F i g. 4 einen teilweisen Längsschnitt mit Endansicht Vorgänge Festkörper, wie Granulat oder Pulver, von einer Variante einer Vorrichtung nach Fig. 1, der Einlaßöffnung?' zu der Auswurf öffnung 5 wei-

Fig. 5 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles A in tergeleitet werden, wobei eine Gaszirkulation oder Fig. 4 und der Einfluß von Druckunterschieden ausgeschaltet

Fig. 6 einen vergrößerten Teilschnitt durch die ao ist.

Kolbenantriebsvorrichtung des in Fig. 4 dargestell- Bei dieser Vorrichtung ist die Dichtwirkung von Dichr

ten Ausführungsbeispiels. tungspackungen zwischen dem Überführungskolben 3

In der Vorrichtung für die Überführung ausschließ- und dem Zylinder 1 äußerst wichtig. Die Dichtungslich von Feststoff gemäß Fig. 1 ist einÜberführungs- packungen sind dabei mit sich unter Wärmeeinwirkolben 3 mit einer als senkrechte Aussparung aus- 35 kung ausdehnenden Dichtungselementen aus einem gebildeten Förderkammer 2 in einem Zylinder 1 eines besonderen Material versehen. Wie in der perspek-Gehäuses angeordnet. Der Zylinder 1 weist an seiner tivischen Darstellung einer teilweise aufgeschnittenen Oberseite eine Zuführöffnung 4 auf, die unterhalb Dichtungspackung in F i g. 2 gezeigt ist, ist ein metaleiner als Zellenradschleuse ausgebildeten Rotor- lischer Stützring 25 mit der Umfangsfläche eines schleuse 7 mit einer Einlaßöffnung 7' angeordnet ist. 30 Dichtungskörpers 24 verbunden, der aus Polytetra-An seiner Unterseite im vorderen Bereich weist der fhioräthylen, das sich in der Wärme ausdehnt j beZylinder 1 eine Auswurf öffnung S auf. In dem Be- steht. Gemäß Fig. 1 sind die Dichtungspackungen reich zwischen der Zuführöffnung 4 und der Aus- zwischen Zylinderschüssen 27 angeordnet. Diese wurföffnung 5 ist eine Gasdurchgangsöffnung 6 für Zylinderschüsse 27 sind in das Innere des Zylinders 1 ein Einsatzrohr vorgesehen, das mit einer Vakuum- 35 eingesetzt, der an seinem Umfang eine Heizeinrichpumpe od. dgl. zum Gasabsaugen verbunden ist. In tung, und zwar Heizkanäle 26 zum Hindurchleiten dem Gehäuse 8 der Rotorschleuse 7_; ist an einer eines Heizmediums od. dgl., aufweist: Die Dichtungs-Welle 14 ein mit einer Aussparung 9 versehenes ZeI- packungen können sehr leicht zwischen die Zylinder^ lenrad 10 angeordnet, das über ein Kettenrad 20, schüsse eingesetzt werden. Sobald der Dichtungsköreine Kette 17 und ein Kettenrad 19 von einem Motor 40 per 24 erwärmt wird, dehnt er sich aus, seine Innen-16 angetrieben ist. ... - seite wird fest gegen den Umfang des Überführungs^

Die Drehbewegung des Zellenrades 10 der Rotor- kolbens 3 gepreßt, und gleichzeitig liegen seine beischleuse 7 und die Hin-und Herbewegung des Über- den Seiten dicht an den Stirnseiten der Zylinderführungskolbens 3 sind so gut mittels einer weiter schüsse 27 an, so daß die Dichtwirkung noch erhöht unten beschriebenen Antriebsvorrichtung aufeinan- 45 wird. _;. , :

der abgestimmt, daß der Überführungskolben 3 nach Wenn, wie in F i g. 3 dargestellt, an dem Umfang

links in Fig. 1 verschoben ist, wenn die zellenartige der Randoberfläche an der einen Seite des Zylinder-Aussparung 9 des Zellenrades 10 nach unten weist. Schusses 27 eine stufenförmige Ausnehmung 28; νοΓτ Wenn die Förderkammer 2 und die Zuführöffnung 4 gesehen ist und in diese eine Rundschnurdichtung 29 miteinander zur Deckung kommen, fällt der Feststoff so (O-Ring) eingesetzt wird, ist der Spalt zwischen dem aus der Aussparung 9 in die Förderkammer 2 des Zylinderschuß 27 und dem Zylinder! vollkommen Überführungskolbens 3, wobei gleichzeitig der Gas- abgedichtet. Die Dichtwirkung der Dichtung gegen durchgang im Bereich zwischen der Einlaßöffnung 7' den Kolben 3 kann durch die Überwachung der und der Förderkammer 2 abgesperrt ist. Temperatur durch kaltes oder heißes Wasser ent-

Sobald sich das Zellenrad 10 um 90° gedreht hat, 55 weder am Zylinderumfang oder durch Temperaturhat der Überführungskolben 3 den halben Vorwärts- kontrolle an dem Überführungskolben selbst kontrolhub ausgeführt, und das in der Förderkammer 2 mit- liert werden.

genommene Gas wird, da sich dann die Überführungs- Gemäß F i g. 1 sind beiderseits des den Zylinder 1

kammer 2 im Bereich der Gasdurchgangsöffnung 6 bildenden Gehäuses parallel mit diesem Antriebszymit dem Einsatzrohr befindet, aus der Förderkam- 60 linder 11 eines Antriebsmechanismus angeordnet, mer 2 in einen Vakuumbehälter od. dgl. abgesaugt. durch den die Drehung des Zellenrades 10 und die Sobald sich das Zellenrad 10 um weitere 90° gedreht Hin- und Herbewegung des Überführungskolbens 3 hat und seine Aussparung nach oben zeigt, nimmt es miteinander gekoppelt sind. Die Enden der Kolbenwiederum Feststoff aus der Einlaßöffnung T auf, stangen 12 des Überführungskolbens 3, der die Hinwährend der Überführungskolben 3 mit seiner For- 65 und Herbewegung unter dem Einfluß von Flüssigderkammer 2 über der Auswurföffnung 5 angelangt keitsdruck, wie z. B. Öldruck, oder unter dem Einist, so daß der Feststoff ausgeworfen wird. fluß von Luftdruck, ausführt, sind an dem Endteil 13

Nachdem das Zellenrad 10 eine weitere Drehung des Überführungskolbens 3 befestigt. Ein Steuerventil

30, welches den Flüssigkeitszufluß zu den Zylindern 11 kontrolliert, ist an dem Gehäuse 8 der Rotorschleuse? angeordnet und von einer Nockenscheibe 15 betätigt, die an der Zellenradwelle 14 befestigt ist. Für die Abstützung des Endes des hin- und hergehenden Überführungskolbens 3 ist ein Rad 22 vorgesehen, das auf einer Schiene 21 läuft, die ihrerseits auf eine Grundplatte 23 der Vorrichtung befestigt ist. An Stelle des Steuerventils 30 kann ein Mikroschalter für ein elektromagnetisches Ventil zur Regelung des Öldruckes vorgesehen sein. Mit diesem einfachen Mechanismus läßt sich der Überführungskolben 3 mit einer großen Druckkraft bewegen.

Eine Variante einer Vorrichtung gemäß der Erfindung mit abgeändertem Antrieb ist in den Fig.4 bis 6 dargestellt. Wie in diesen Figuren gezeigt, ist ein Paar endloser Ketten 36 links und rechts der Kolbenstange um Kettenräder 34, 35 herumgelegt, die an Stützen 32, 33 drehbar gelagert sind. Die Stützen 32, 33 sind auf der Grundplatte 23 in deren Endteil beiderseits des rohrförmigen Endteils 31 des Überführungskolbens angeordnet, wobei der Überführungskolben 3 mit seinem Endteil aus dem den Zylinder 1 bildenden Gehäuse herausgezogen ist. Für den Antrieb der Ketten 36 bzw. der Kettenräder 34, 35 ist ein Motor 41 vorgesehen, der direkt mit einer Welle 39 verbunden ist. Auf dieser Welle 39 sind Zahnräder 40 angeordnet, die mit Zahnrädern· 37 im Zahneingriff stehen, die. ihrerseits zusammen mit den beiden vorderen Kettenrädern 35 gleichachsig auf einer gemeinsamen Welle 37' angeordnet sind. Außerdem ist auf der Welle 39 ein Kettenrad 42 befestigt, über das mittels einer ,endlosen Kette 17 das an der Zellenradwelle 14 vorgesehene Kettenrad 19 antreibbar ist. ^: ··· /■"-■■

Wie in F i g. 6 dargestellt, ist in die öffnung 43 an dem rohrförmigen Endteil 31 des Überführungskolbens 3 ein die hin- und hergehende Bewegung umkehrendes Element 44 lose eingesetzt, an dem ein Rahmen bzw. eine Kulisse 45 befestigt ist, der bzw. die in vertikaler Richtung flach ausgebildet ist und eine senkrechte Längsöffnung 46 aufweist, durch die eine Mitnehmerstange 47 hindurchgefühlt ist. Diese Mitnehmerstange 47 ist zwischen den gegenüberliegenden Teilen der paarweise angeordneten endlosen Ketten 36 so angeordnet, daß sie in dem Langloch 46 in Abhängigkeit von dem Umlauf der Ketten 36 auf-und abgleitet. ' '

Ein Bolzen 48, der in das Vorderende des soeben erwähnten Elementes 44 eingeschraubt ist und sich von dort aus nach vorn erstreckt, ist durch die zentrale öffnung 50 eines muffenartigen Zwischenwandteils 49 hindurchgeführt. Dieses Zwischenwandteil 49 ist in dem Endabschnitt 31 des Uberführungskolbens 3 in einer mittleren Lage angeordnet. Um eine gewisse Hin- und Herbewegung der Kulisse 45 gegenüber dem Uberführungskolbens 3 zuzulassen, ist eine Schraubenfeder 52 zwischen einer Mutter 51 an der Spitze des Bolzens 48 und dem Zwischenwandteil 49 angeordnet, während eine weitere Schraubenfeder 53 zwischen dem Zwischenwandteil 49 und dem Teil 44

ίο vorgesehen ist. Ein Rad 22 trägt den Rahmen 45 und läuft auf einer Schiene 21. Da in diesem Ausführungsbeispiel die Ketten 36 beiderseits der Kolbenstange in Abhängigkeit von der Drehbewegung des Zellenrades 10 umlaufen, bewegt sich die Mitnehmerstange 47, die zwischen den beiden Ketten angeordnet ist, in dem senkrechten Langloch 46 des Rahmens bzw. der Kulisse 45 auf und ab, während die Kulisse 45 und das Teil 44 gleichzeitig denUberführungskolben3 hin- und herbewegen. Wenn sich die Mitnehmerstange 47 kreisförmig um den Umfang der Kettenräder 34 herumbewegt, geht sie gleichzeitig in dem senkrechten Langloch 46 jedesmal auf und nieder. Infolgedessen ist die von ihr auf das Hin- und Herbewegungsteil 44 übertragene horizontale Kfaftkomponente verhältnismäßig gering. Mit anderen Worten hat das Hin- und Herbewegungsteil 44 im Bereich der Totpunkte in beiden Endlagen des Uberführungskolbens 3 nur Kraft genug, eine der beiden obengenannten Schraubenfedern 52 oder 53 zusammenzudrücken. Infolgedessen macht lediglich das Teil 44 die Hin- und Herbewegung in dem rohrförmigen Endabschnitt 31 des Überführungskolbens, jedoch bewegt es nicht den Überführungskolben selbst. Erst wenn der Mitnehmerbolzen 47 den Totpunkt durchlaufen hat und eine der beiden Schraubenfedern 52 bzw. 53 an einem der beiden Totpunkte völlig zusammengedrückt und die horizontale Kraftkomponente stark genug geworden ist, um den Überführungskolben 3 vorwärts zu bewegen, wird dieser in Bewegung gesetzt.

In dem oben gebrauchten Ausführungsbeispiel kann die Federkraft der Schraubenfedern 52, 53 zum Ingangsetzen des Überführungskolbens 3 dienen. Infolgedessen kann der Schub von dem Mitnehmerbolzen 47 gering sein, während die Hin- und Herbewegung des Überführungskolbens 3 sanft erfolgt und die Abbremszeit des Überführungskolbens in seinen beiden Endlagen unterhalb der Zuführöfmung 4 bzw. oberhalb der Auswurföffnung 5 lang genug ist. Dadurch kann die Vorrichtung mit hoher Geschwindigkeit ohne Stöße betrieben und somit ihre Arbeitsleistung noch verbessert werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung für die Überführung ausschließlich von Feststoff, wie Granulat oder Pulver, aus einem von einer ersten Gasphase erfüllten ersten Behälter in einen von einer zweiten Gasphase erfüllten zweiten Behälter oder ins Freie, bestehend aus einem Zylinder mit einer an den ersten Raum angeschlossenen Zuführöffnung, einer an den zweiten Raum angeschlossenen Auswurföffnung und einer in axialer Richtung zwischen Zuführ- und Auswurföffnung angeordneten Gasdurchgangsöffnung sowie einem in dem Zylinder axial geführten und gegenüber diesem mittels axial verteilter Ringdichtungen abgedichteten Überführungskolben, der mit einer Förderkammer versehen ist, die bei Verschiebung des Uberführungskolbens nacheinander mit der Zuführöffnung, der Gasdurchgangsöffnung und der Auswurföffnung kommuniziert, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (1) mit Zylinderschüssen (27) ausgekleidet ist, die zu beiden Seiten der Zuführöffnung (4), der Gasdurchlaßöffnung (6) und der Auswurföffnung (5) jeweils zwischen sich Ringspalte frei lassen, in welche Dichtungspackungen jeweils aus einem radial äußeren metallischen Stützring (25) und einem die jeweilige Ringdichtung bildenden Dichtungskörper (24) eingesetzt sind, dessen Außenumfang jeweils mit dem Stützring (25) verbunden ist und der jeweils aus einer Schicht aus Polytetrafluoräthylen besteht, daß im Zylinder (1) elektrische Heizeinrichtungen oder Heizkanäle (26) zum Aufheizen der Dichtungskörper (24) vorgesehen sind und daß die Förderkammer (2) jeweils höchstens mit einer der Zuführ-, Gasdurchlaß- und Auswurföffnung (4, 6, 5) . kommuniziert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuführöffnung (4) eine Rotorschleuse (7, 8) vorgeschaltet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorschleuse synchron mit der Bewegung des Uberführungskolbens (3) gesteuert ist.