DE1542246A1 - Vorrichtung zum portionsweisen Austragen von gasfoermigen,fluessigen und/oder festen Stoffen aus unter Druck stehenden Raeumen - Google Patents

Description

KALLE AKTIENGESELLSCHAFT 1542246 Unsere Zeichen Tag Blatt

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Dr. Expl.

Beschreibung
zur Anmeldung der

KALLE AKTIENGESELLSCHAFT Wiesbaden-Biebrich

für ein Patent
betreffend

Vorrichtung zum portionsweisen Austragen von gasförmigen, flüssigen und/oder festen Stoffen aus unter Druck stehenden Räumen

Es sind Vorrichtungen zur quasi kontinuierlichen Entnahme von gasförmigen, flüssigen und/oder festen Stoffen aus unter Druck stehenden Räumen bekannt, bei denen periodisch wiederkehrend eine gewisse Menge des zu fördernden Mediums aus dem unter Druck stehenden Behälter entnommen und nach aussen gefördert wird. Unter Druck stehend "bedeutet dabei, dass das Austragen stets von einem Raum höheren Druckes in einen Raum niederen Druckes erfolgt und dass diese Druckdifferenz ausgenutzt wird. Häufig ist auch der statische Druck des auszutragenden Mediums ausreichend. Die Austragvorrichtungen können rotierende Kolben haben mit axialen Ausnehmungen oder Kolben, die in einem Zylinder eine Hubbewegung ausführen.

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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Austragvorrichtung letzterer Art,

Gegenüber /iustragvorrichtungen mit rotierendem Kolben haben Austragvorrichtungen mit hin- und hergehendem Kolben den Vorteil, dass bei hohen Druckdifferenzen geringere

^w Schwierigkeiten beim Abdichten des Kolbens auftreten. Auch erreichen rotierende Kolben erhebliche Abmessungen, wenn grössere Mengen gefördert werden müssen, während -"-ustragvorrichtungen mit hin- und hergehenden Kolben auch bei grosser Leistung relativ kleine Abmessungen aufweisen. So sind Kolbenschieber bekannt, bei denen das Versehlusstück ein axial beweglicher Kolben ist, dessen S-teuerkante beim Öffnen Schlitze in der Wandung der Zylinderbuchse freigibt und so den Durchfluss ermöglicht. Bevorzugt werden bei Kolbenschiebern zwei Kolben hintereinander angeordnet, zwischen denen die Zuströmung des auszutragenden Mediums erfolgt. Nachteilig an den Kolbenschiebern ist, besonders beim Austragen von Suspensionen fester Stoffe in !Flüssigkeiten, dass leicht Feststoff unter den Kolben gerät und dort festgedrückt wird. Es sind aber auch Konstruktionen bekannt, bei denen diese schädlichen Toträume vermieden sind.

Weitgehend ungelöst ist aber bei allen Kolbenschiebern und ähnlichen Konstruktionen das -Problem des Verschleisses, der

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besonders bei ien bereits erwähnten suspensionen fester otoffe in Flüssigkeiten in erhalltem Ha!?e auftritt. Auch sind Kolbenschieber un_t-eei^r.-.'t, wenn grössere -Druckdifferenzen überwunden werden müssen.

Es wurde nun gefunden, dass das portionsweise austragen von gasförmigen, flüssigen und/oder festen Stoffen aus unter liruck stehenden Behältern möglich ist nit einer Vorrichtung, die sehr betriebssicher ist und mit ausserordentlich geringem Verschleiss arbeitet, mit in einem Zylinder auf- und niedergehenden Kolben. Bei dieser Vorrichtung ist der Zylinder direkt mit dem Behälter, aus dem das Medium ausgetragen werden soll, verbunden, z.B. angeflanscht. Der Zylinder ist auf der dem Behälter entgegengesetzten oeite mit einer Stopfbuchse versehen, durch die der Kolben gefuhrt ist. Der Zylinder weist seitlich an dem der Stoffbuchse zugekehrten Ende eine Auslassöffnung auf. Einen { Querschnitt der Vorrichtung zeigt die Pig. I.

Die Vorrichtung ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben 7 länger ist als der Zylinder 4, und vor seinem oberen ünde eine Ausnehmung 8 aufweist, die am oberen Betriebspunkt OB in den Behälter hineinragt, während sie am unteren Betriebspunkt ÜB vor dem seitlichen Auslass 6 steht und dass der Kolben während seiner bewegung vom unteren zum

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oberen Betriebspunkt und umgekehrt, eine Drehung von 18o° ausführt. Die Dreh-Hubbewegung wird mittels eines handelsüblichen Spezialkurbeltriebes erzeugt, z.B. in der Ausführung von Milton-Roy.

Die Pig. 1 zeigt weiterhin ein Druckrohr 1 mit einer rotierenden Welle 2, an der Misch- und Förderarme befestigt sind, aus dem ein Medium ausgetragen werden soll. Am Auslaufstutzen des Druckrohres 1 ist die erfindungsgemässe Vorrichtung angeschlossen. Diese besteht aus dem Gehäuse 4, welches im unteren Teil den Stopfhüchsraum 5 sowie die AusiaufÖffnung trägt. Im Gehäuseinnern bewegt sich der ^lvolben 7 vom unteren Betriebspunkt UB zum oberen Betriebspunkt OB und zurück, wobei dieser auf dem Wege gleichzeitig eine Drehung von 18o beschreibt. Bei der Stellung des Kolbens im oberen Betriebspunkt füllt sich die Ausnehmung 8 allseitig mit dem im Druckraum befindlichen Medium und entleert sich im unteren Betriebspunkt durch den Auslass 6.

Die Ausnehmung im Kolben kann ringförmig sein, wie in der Fig. 1, sie kann aber auch die Form einer Durchbohrung haben wie in der Fig. 2 oder ein Sackloch darstellen, wie es die Fig. 3 zeigt. Die Grosse der Ausnehmung ist nicht kritisch; sie ist so zu wählen, dass die nötige Festigkeit des Kolbens erhalten bleibt.

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Sowohl der Zylinder als auch der Kolben der erfindungsgemässen Vorrichtung sind an ihrer Oberfläche besonders verschleissfest ausgeführt, und können aus Stahl bestehen, der durch Nitrieren nach einem der bekannten "Verfahren, beispielsweise dem SuIf-Iήuz-Verfahren oder dem sogenannten Weichnitrierverfahren verschleissfest gemacht ist. Die

Abdichtung zwischen dem Druckraum und dem Entleerungsraum I erfolgt z.B. durch genauen Einschliff zwischen Kolben und Gehäusebohrung. Aber auch die Verwendung von Kolbenringen ist möglich.. Die Abdichtung zum äusseren Raum hin erfolgt durch die bereits erwähnte Stopfbuchse bekannter Bauart.

Sollen Gase, die unter hohem Druck stehen, ausgetragen werden, so müssen die Dichtungen besonders gut ausgeführt sein.

Die Druckdifferenz zwischen dem Raum, aus dem das Medium ausgetragen wird und dem Raum, in den das Gut bewegt wird, kann erheblich sein, und beispielsweise einige hundert Atmosphären betragen. Die obere Grenze des Druckes ist lediglich durch die mechanische Widerstandsfähigkeit des Materials des Vorrichtungselementes und des auszutragenden Gutes begrenzt, ^e nach den Betriebsbedingungen können Standzeiten von mindestens einigen hundert Stunden erreicht werden« Standzeiten von looo Stunden werden in der Regel erreicht, es wurden aber schon 15oo Stunden und mehr erzielt.

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Das Austragen inkompressibler, flüssiger und fester Stoffe aus dem unter Druck stehenden Behälter mit Hufe der erfindungsgemässen Vorrichtung beruht ausschliesslich auf der Schwerkraft, die auf die Stoffe wirkt. Daher ist das Vorhandensein von Druck in dem Vorratsbehälter in diesem Falle nicht zwingend. Beim Austragen von Gasen oder Flüssiggasen wird ™ die Wirkung dar Schwerkraft noch durch die Expansion der Gase in den Raum niederen Druckes unterstützt.

Die ausgetragene Menge an Gas, Flüssigkeit oder Feststoff hängt ausser von der Grosse der Ausnehmung im Kolben noch von der Anzahl der Hubbewegungen pro Zeiteinheit ab. Es hat sich als zweckmässig erwiesen, den Kolben 2o bis 12o Bewegungen pro Min. machen zu lassen, jedoch sind auch höhere und niedere Frequenzen anwendbar. Es ist auch möglich, die Vorrichtung zur Probenahme zu verwenden und den Kolben nur im Bedarfsfall eine Bewegung ausführen zu lassen.

Die erfindungsgemasse Vorrichtung 3s t vor allem zur Entleerung von Druckräumen, in denen Reaktionen kontinuierlich ab laufen, geeignet. Sie wird bevorzugt verwendet bei heterogenen Reaktionen, bei denen in Flüssigkeiten suspendierte Feststoffe umgesetzt werden· Die Vorrichtung ist hier besonders geeignet, da infolge der der hin- und hergehenden Bew „ng überlagerten Rotation des Kolbens ein besonders günstiges Yerschleissver-

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halten erzielt wird. Das macht sich auch durch eine "besonders gute und langanhaltende dichtung des Kolbens im Zylinder bemerkbar· So wurde z.B. beim Austragen einer Zellstoffsuspension aus einem unter 35 atü stehenden Kessel bei einer Ausnehmung im Kolben von 75 cm und 25 Dreh-Hubbewegungen pro Minute eine Pferderleistung von loo l/h erzielt. Die Standzeiten des Zylinders lagen zwischen 14oo und 18oo Stunden«

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Vorrichtung ist das ständige Eintauchen des Kolbens in den Druckraum. Dadurch wird bei Suspensionen eine Entmischung verhindert, die sonst bei allen bekannten Vorrichtungen zum Austragen in dem Entleerungsstutzen des -^uckraumes auftritt. In diesen Entmischungszonen werden sonst üblicherweise zusätzliche Hilfseinrichtungen angebracht wie Schnecken oder Rührer, die das Absetzen verhindern sollen. Auch besteht bei einer längere λ Zeit nicht benutzten Vorrichtung der erfindungsgemässen Art in einem gefüllten Kessel nur geringe Gefahr, dass der Kolben im Zylinder verkrustet und dadurch nur schwer wieder in Gang gesetzt werden kann, da es möglich ist, den Zylinder in eine solche Höhe zu bringen, dass er gerade mit dem Boden des Gefässes abschliesst. In manchen Fällen ist es jedoch auch bei der erfindungsgemässen Vorrichtung günstig, eine Hufs« Vorrichtung anzubringen, z.B. eine solche, die das Nachrutschen eines Schüttgutes unterstützt. Das kan in sehr einfacher

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Weise so geschehen, dass auf den Zylinder eine Schnecke gesetzt wird.

Da eine solche erfindungsgemässe Austragvorrichtung preiswert herzustellen ist gegenüber Austragvorrichtungen mit rotierenden Wellen gleicher leistung, ist eine solche Anordnung auch von den Kosten her ohne weiteres tragbar»

BAD Gp.tr:

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Claims (1)

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Patentanspr u c h

Vorrichtung zum portionsweisen Austragen von gasförmigen, flüssigen und/oder festen Stoffen aus Behältern mit einem auf- und niedergehenden kolben, der in einem druckfesten, " mit dem Behälter fest verbundenen Zylinder mit Stopfbüchse und seitlichem unteren Auslass angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben 7 länger ist als der Zjllnäev 4 und am oberen Ende eine Ausnehmung 8 aufweist, die am oberen Betriebspunkt OB in den Behälter hineinragt, während sie am unteren Betriebspunkt UB vor dem seitlichen Auslass 6 steht und dass der Kolben während seiner Bewegung vom unteren zum oberen Betriebspunkt und umgekehrt eine Drehung von 18o° ausführt. _Λ

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