DE1948440C3

DE1948440C3 - Schleuse zum Einbringen von Schüttgütern in gasdicht abgeschlossene Räume, insbesondere von Legierungselementen in Stahlentgasungsgefäße

Info

Publication number: DE1948440C3
Application number: DE19691948440
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Hoesch Werke AG
Current assignee: Hoesch AG
Priority date: 1969-09-25
Filing date: 1969-09-25
Publication date: 1983-12-22
Also published as: FR2061473A5; ATA638970A; DE1948440B2; GB1257599A; DE1948440A1; AT326169B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schleuse zum Einbringen von Schüttgut in gasdicht abgeschlossene Räume, insbesondere von Legierungselementen in Stahlentgasungsgefäße, mit je einer eine Einfüll- und eine Auslaßtrichteröffnung abdichtenden Glocke und aus auswechselbaren Verschleißteilen bestehenden, einander gegenüberliegenden Dichtringen an den Unterseiten der Glocke und an den Unterseiten der Trichteröffnungen.

Derartige Schleusen werden beispielsweise dazu benutzt, um Stähle im Vakuum zu desoxydieren oder zu legieren. In diesen Fällen werden über die Schleuse unter Aufrechterhaltung des Vakuums die Behandlungsmittel in das Entgasungsgefäß eingeführt. Um dies zu ermöglichen, lassen sich die Einfüllöffnung und Auslaßöffnung der Schleuse jeweils wechselweise öffnen und schließen. Als Verschlüsse für die beiden Öffnungen sind Schieber, Klappen und Glockenverschlüsse bekanntgeworden. Bewährt haben sich vor allem die Glockenverschlüsse, weil bei ihnen eine betriebssichere Abdichtung und Materialtrennung in einem Konstruktionselement vereinigt werden können.

Bei einer bekannten Schleusenäusführung mit Glokkenverschluß wird die obere EinfüUöffnung der Schleuse durch eine oberhalb der öffnung liegende und vorzugsweise durch eine von einem aus- und einfahrenden Zylinder betätigte Glocke geöffnet und ^schlossen, während die untere Auslaßöffnung der Schleuse durch

ίο eine von unten her in die Schleuse einfahrende Glocke geöffnet und bei deren Herunterziehen geschlossen wird. Durch den von unten her erfolgenden Antrieb für die untere Glocke wird deren Auswechseln nicht nur sehr kompliziert, sondern es ergibt sich durch Hitzeeinwirkung von unten auch ein merklicher Verzug der Durchführung des Glockenantriebs, so daß die Gefahr eines Abweichens von der notwendigen Zentrierung des Glockenverschlusses besteht.

Es ist bei Schleusen auch schon bekannt, die beiden Antriebe für die Verschlußglocken nur von obeT her in Gestalt von Doppelzylindern auszuführen. Diese Anordnung der beiden obenliegenden Antriebszylinder für die Verschlußglocken ist nicht nur sehr aufwendig, sondern erfordert für den notwendigen Ausbau gegen-

über der oberen öffnung auch eine kleinere untere Öffnung. Außerdem bedingt diese Konstruktion sehr lange Kolbenstangen, die durch das frei fallende Behandlungsmaterial leicht beschädigt werden können. Da außerdem sowohl die Einfüll- als auch die Auslaßöffnungen des Schleusenbehälters und somit auch die Glockenverschlüsse auf der gleichen Zentrallinie liegen müssen, ergibt sich eine vergleichsweise große Bauhöhe der Schleuse. Dies bedingt wiederum, daß das Material auf einer großen Strecke frei durchfällt und somit außer zur Beschädigung der Kolbenstangen auch zu einem frühzeitigen Verschleiß insbesondere des Dichtt-ngsverschlusses an der Einfüll- und Auslaßöffnung der Schleuse führen kann.

Bekannt ist aus der deutschen Auslegeschrift 12 34 246 auch ein DichtverschiuS für Schachtöfen, dessen Gichtglocke und Einfülltrichter mit besonderen, einander gegenüberliegenden Dichtringen versehen sind. Dabei liegt der eine Dichtring in einer entsprechend geformten Ausnehmung der Gichtlocke, während der andere Dichtring auf einem umlaufenden Kragen des Einfülltrichters ruht. Beide Dichtringe liegen in der Schließstellung mit parallel zueinander verlaufenden Flächen aneinander und sind lösbar mit dem sie tragenden Teil der Glocke bzw. des Trichters verbunden. Auf

so diese Weise soll ein leichtes Auswechseln möglich sein. Das ist aber nicht der Fall, weil sich beide Ringe nach dem Lösen ihrer Befestigungen nur nach oben aus dem Trichter entfernen lassen und dies nicht ohne einen vorherigen Ausbau der Glocke mit dem zugehörigen Betätigungsmechanismus möglich ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schleuse zu schaffen, die bei leichter und schneller Auswechselbarkeit der an der Glocke und am Trichter befindlichen Dichtringe einen stets einwandfreien Dichtungseingriff gewährleistet.

Die Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Schleuse der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß dem Dichtring an jeder Glocke ein einstellbar ausgebildeter Zwischenring gegenüberliegt, der mit seiner Dichtfläche genau der Trichteröffnung anpaßbar und an der Unterseite der Einfüll- und Auslaßtrichter gasdicht angeflanscht sowie mit einer der Trichteröffnung angepaßten konischen Dichtfläche und

einer von Kühlflüssigkeit durchströmten Ringkammer versehen ist. Durch Verstellen des Zwischenringes läßt sich dessen Dichtfläche, die beispielsweise eine Neigung von 35 bis 60° besitzt, genau der Trichteröffnung des Einfüll- bzw. Auslaßtrichters anpassen, so daß stets ein einwandfreier Dichtungseingriff zwischen den Dichtringen gewährleistet ist. Auch ergibt sich aufgrund der seitlichen Verstellbarkeit des Zwischenrings, daß sich die Dichtringe leicht und schnell auswechseln lassen. So werden mit einfachen Mitteln die einem besonders hohen Verschleiß ausgesetzten Bereiche der Schleuse funktionssicher gehalten, wobei sich diese Teile bei Bedarf relativ leicht und schnell auswechseln lassen. Auch wenn das Aufgabegut in aufgeheizte Gefäße eingebracht wird, wird der Zwischenring durch die Kühlflüssigkeit wirksam gekühlt, ohne daß er seine Verstellbarkeit sowie Dichtwirkung verliert.

Infolge der getrennten Herstellung der Verschleißteile können insbesondere die die Einfüll- und die Auslaßöffnungin bildenden Verschleißteile einer besonderen Oberflächenbehandlung unterzogen wenden. So können beispielsweise diese Verschleißteile gehärtet, nitriert oder mit einer abriebfesten Verschleißschicht plattiert werden. Auch lassen sich metallkeramische Überzüge auf die Dichtfläche der Verschleißteile aufbringen. Ά

Die Ausbildung der Verschlüsse als Verschleißteile ist dann besonders vorteilhaft, wenn die die Einfüll- und Auslaßöffnung abdichtende verschleißfeste Dichtung aus einem mittels einer Befestigungsscheibe an der Unterseite eines heb- und senkbaren Dichtrings besteht, jo Der beispielsweise aus Gummi, Kunststoff oder Weichmeiall bestehende Dichtring kann bei auftretendem Verschleiß nach Lösen der Befestigungsscheibe ebenfalls leicht gegen einen neuen Dichtring ausgetauscht werden. r>

In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, daß der Außendurchmesser des Dichtringes gleich dem oberen Durchmesser der konischen Dichtfläche des Zwischenringes und kleiner als der größte Durchmesser des glockenförmigen Vcrschlußkörpers ist. Hierdurch wird einmal erreicht, daß sich bei einem eventuell eintretenden Verschleiß der Dichtring auf der Dichtfläche des Zwischenringes nachsetzen kann, also stets einen sicheren, dichten Abschluß gewährleistet. Zum anderen wird d*r Dichtring durch die größere untere Randkante des glockenförmigen Verschljßkörpcrs geschützt, so daß eine nennenswerte Beschädigung des Dichtringes durch herunterfallendes Aiifgabegui nicht möglich ist.

Die weitere erfinderische Maßnahme, die Mittelachse des die EiR^{ü!!öffnung abschließenden glockenförmigen Verschlußkörpers und die Mittelachse des die Auslaß-Öffnung abschließenden glockenförmigen Verschlußkörpers seitlich zueinander zu versetzen, trägt dazu bei, insbesondere den Verschluß im Auslaßtrichter der Schleuse gegen allzu frühe Beschädigung bzw. gegen Vcrschleißerscheinungen zu schützen. Dies ist deshalb der Fall, weil das Aufgabegut nicht unmittelbar auf den Verschluß des Ausiaßtrichters auftreffen kann, sondern zunächst auf dessen unterhalb der Einfüliöffnüng liegende Wandung und dann entlang dieser bis zur Auslaßöffnung gleitet. Die versetzte Anordnung des Einfüll- und Auslaßtrichters der Schleuse bringt außerdem noch den Vorteil einer geringen Bauhöhe mit sich, die beim Auswechseln bzw. Austausch eines der Elemente zugleich eine gute Zugänglichkeit garantiert. Ferner können für die beiden glockenförmigen Verschlußkörper und deren Antriebe identische Bauteile benutzt werden, wodurch sich eine erhebliche Herstellungsvereiniachung ergibt.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind ir. der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt in jeweils schcmatischer Ansicht.

F i g. 1 einen Glockenverschluß einer Schleuse mit als Verschleißteile ausgebildeten Verschlußteilen in vergrößertem Maßstab.

F i g. 2 eine Schleuse mit versetzt liegendem Einfüll- und Auslaßtrichter,

F i g. 3 eine abgewandelte Ausführung eines Glockenverschlusses mit zugehörigem Antrieb.

Eine in F i g. 1 nicht näher dargestellte Schleuse besitzt einen Einfülltrichter 4 mit einer Einfülllöffnung 5, die durch eine Verschlußglocke 6 geöffnet oder ge-, schlossen werden kann. Zu diesem Zweck ist die Glocke 6 über eine Kolbenstange 7 mit einer in Fig. 1 nicht dargestellten Kolben-Zylinder-Einheit verbunden. Bei deren Beaufschlagung kann die Glocke 6 in den angegebenen Pfeilrichtungen in senkrechU-5 Richtung in die mit strichpunktierten Linien dargestelilL Offenstellung oder in die mit ausgezogenen Linien dargestellte Schließstellung bewegt werden. Im ersteren Fall kann das in den Einfülltrichter 4 eingegebene Aufgabegut 8, beispielweise Legierungselemcnte. über die geöffnete Hinfüllöffnung 5 in den Schlcusenbehälter 9 gelangen, während es in geschlossenem Zustand der Glocke 6 von dieser im Einfülltrichter 4 zurückgehalten wird.

Zum dichten Abschluß der Einfüllöftnung 5 ist zwischen der Glocke 6 und dem Einfülltrichter 4 ein gasdichter Abschluß erforderlich. Zur Herstellung dieses gasdichten Abschlusses ist an der Unterseite des Einfülltrichiers4ein Zwischenring 11 angeflanscht, der eine der Trichteröffnung angepaßte konische Dichtfläche 12 aufweist. Der Winkel der Dichtfläche 12 bzw. der Trichteröffnung liegt zwischen 35 und 60°, während die Glocke 6 mindestens 35° steil ist. Der Zwischenring 11 ist einstellbar ausgebildet, so daß er mit seiner Dichtfläche 12 genau der Trichteröffnung des Einfülltrichters 4 angepaßt werden kann. Der als Verschleißteil ausgebildete Zv/ischenring 11 ist an seiner Dichtfläche 12 einer besonderen Oberflächenbehandlung unterworfen worden, um diese Fläche 12 soweit wie möglich verschleißfest zu machen. Der Zwischenring 11 ist mit einer von Kühlflüssigkeit durchströmten Kammer 13 versehen.

Mit der Dichtfläche 12 des Zwischenringes 11 wirkt ein ebenfalls als Verschleißteil ausgebildeter Dichtring 14 zusammen, der mittels einer Befestigungsscheibe 15 an der Unterseite de Glocke 6 lösbar befestigt ist. Der Außendurchmesser des beispielsweise aus Gummi, Kunststoff. Weichmetall oder einem ähnlichen Werkstoff bestehenden Dichtringes 14 entspricht in etwa dem objreii größeren Durchmesser des Zwischenringes 11, so daß sich bei einem Verschleiß der Dichtring 14 auf der Dichtfläche 12 nachsetzen kann. Andererseits ist der Durchmesser des Dichtringes 14 aber kleiner als der untere Außenrand 16 der Glocke 6, so daß der Dichtring 14 durch den G/ckenrand 16 weitgehend geschützt wird, mithin durch das Aufgabegut 8 nicht beschädigt werden kann. Die Dichtfläche des Dichtringes 14 besitzt vorzugsweise die gleiche Neigung wie die Dichtfläche 12 des Zwischenringes 11; sie kann aber auch ballig ausgebildet sein.

In Fig.2 ist eine komplette Schleuse dargestellt, die aus dem Einfülltrichter 4 und einem Auslaßtrichter 17 besteht. Der Einfülltrichter 4 und der Auslaßtrichter 17 besitzen jeweils eine Verschlußglocke 6 sowie einen Zwischenring 11 der in F i e.. 1 beschriebenen Art, wobei

die Verschlußglocken 6 über je eine Kolbenstange 7 an je einer Kolben-Zylinder-Einheit 18 angeschlossen sind. Der Einfülltrichter 4 und der AuslaBtrichter 17 liegen mit ihren Mittelachse 19,21 seitlich versetzt zueinander, so daß die Kolben-Zylinder-Einheit 18 des Auslaßtrichters 17 seitlich und unterhalb des Einfülltrichters 4 angeordnet werden kann. Dadurch ergibt sich eine äußerst kompakte Bauweise mit der Möglichkeit zur völlig identischen Ausbildung der Verschlußglocken 6 und ihrer Antriebe 7 und 18. Außerdem kann die Fallhöhe des Aufgabegutes 8 vergleichsweise klein gehalten werden, da das Aufgabegut von der Einfüllöffnung 5 zunächst auf die unterhalb der Einfüllöffnung 5 liegende Wandung 22 des Auslaßtrichters 17 trifft und entlang dieser zur Auslaßöffnung 5' des Auslaßtrichters gleitet. Zumindest der Kolbcnzylinder 18 des Auslnßtrichters 17 ist iiiif einem Flansch 23 angeordnet, der eine |usiicrmöglich-

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weist Der Flansch 23 sowie die von ihm abgedeckte öffnung 24 in der Oberseite 25 des AuslaUirichicrs 17 sind so groß bemessen, daß die untere Glocke 6 komplett mit ihrem Antriebszylinder 18 zu Reparaturzwekken ausgebaut werden kann.

Eine weitere Möglichkeit, die Bauhöhe zu verringern und damit den Verschleiß an dem gasdichten Verschluß zu verringern, ist in Fig.3 dargestellt. Bei der hier gezeigten Konstruktion ist die Kolben-Zylinder-Einheit 18 innerhalb der konischen Ummantelung 26 der Vcrschlußglocke 6 untergebracht. Zum Anheben und Absenken der Verschltißglocke 6 ist die Kolbenstange 7 an ihrem aus der Kolben-Zylinder-Einheil 18 herausragendcn Ende fest an einem am Sehleusengehiiuse befestigten Steg 27 montiert. An der Unterseite der Glocke 6 ist wiederum der Dichtring 14 befestigt.,der mit dein /will schenring Il zusammenwirkt, der an der Unterseite des Einfülltrichiers 4 angeordnet ist. Durch Zuführen von Druckluft über die hohle Kolbenstange 7 wird der Zylindci* !S bciiüfschlü**! tüid dudurch die Vcrst.'hlnH^Ifx'kc 6 geöffnet oder geschlossen,
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Hier/u J BIaIl Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schleuse zum Einbringen von Schüttgut in gasdicht abgeschlossene Räume, insbesondere von Legierungselementen in Stahlentgasungsgefäße, mit je einer eine Einfall- und eine Auslaßtrichteröffnung abdichtende Glocke und aus auswechselbaren Verschleißteilen bestehenden, einander gegenüberliegenden Dichtringen an den Unterseiten der Glocken und an den Unterseiten der Trichteröffnungen, dadurch gekennzeichnet, daß dem Dichtring (14) an jeder Glocke (6) ein einstellbar ausgebildeter Zwischenring (11) gegenüberliegt, der mit seiner Dichtfläche (12) genau der Trichteröffnung anpaßbar ist, und der an der Unterseite der Einfüll- und Auslaßtrichter (4,17) gasdicht angeflanscht und mit einer von Kühlflüssigkeit durchströmten Ringkammer (13} versehen ist

2. Schleuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (14) mittels einer Befestigungsscheibe (15) an der Glockenunterseite befestigt ist

3. Schleuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Dichtringes (14) gleich dem oberen Durchmesser der konischen Dichtfläche (12) des Zwischenringes (11) und kleiner als der größte Durchmesser (16) der Glocke (6) ist

4. Schleuse nach einem oder mehreren der Ansprüche- 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelachse (19) der die iiinfülltrichteröffnung (5) abschließenden Glocice (6) und die Mittelachse (21) der die Auslaßtrichteröffnui.g (5') abschließenden Glocke (6) seitlich versetzt zueinander liegen.

5. Schleuse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Glocke (6) eine jeweils durch den zugehörigen Schleusentrichter (4, 17) senkrecht nach oben hin durchgeführte Kolbenstange (7) aufweist, an die eins Kolbenzylindereinheit (18) angeschlossen ist.

6. Schleuse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenzylindereinheit (18) innerhalb der konischen Ummantelung (26) der Glocke (6) untergebracht ist.