DE19913196A1

DE19913196A1 - Zellenradschleuse

Info

Publication number: DE19913196A1
Application number: DE1999113196
Authority: DE
Inventors: Kurt Pfeifer
Original assignee: Waeschle GmbH
Current assignee: Waeschle GmbH
Priority date: 1999-03-24
Filing date: 1999-03-24
Publication date: 2000-10-05

Abstract

Eine Zellenradschleuse zum Fördern oder Dosieren von Schüttgut umfaßt einen Zulaufschacht, einen Auslaufschacht und ein Gehäuse mit einem in einer Gehäusebohrung drehbar angeordneten Zellenrad, dessen Kammern durch sich radial erstreckende Flügel gebildet werden, wobei die Kammern des Zellenrads Mittel zum Einblasen von Zusatzluft aufweisen, wenn die Kammern mit dem Auslaufschacht in Überdeckung stehen. Die Mittel zum Einblasen der Zusatzluft erzeugen im wesentlichen über die gesamte Breite der Flügel eine Luftströmung auf der kammerseitigen Flügeloberflächen, wodurch sich der Füllgrad der Kammern bei der Förderung kohäsiver Schüttgüter deutlich erhöhen läßt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zellenradschleuse zum Fördern oder Dosieren von Schüttgut, umfassend einen Zulaufschacht, einen Auslaufschacht und ein Gehäuse mit einem in einer Gehäusebohrung drehbar angeordneten Zellenrad, dessen Kammern durch sich radial erstreckende Flügel gebildet werden, wobei die Kammern des Zellenrads Mittel zum Einblasen von Zusatzluft aufweisen, wenn die Kammern mit dem Auslaufschacht in Überdeckung stehen.

Gattungsgemäße Zellenradschleusen werden üblicherweise zum dosierten Austrag von klebrigen oder zu Verbackungen neigenden Schüttgütern aus Behältern oder zum Eintrag derartiger Schüttgütern in pneumatische Förder leitungen eingesetzt. In beiden Fällen ist es wünschenswert, die über den Zulaufschacht mit Schüttgut befüllten Kammern vollständig zu entleeren, sobald sie bei Drehung des Zellenrads mit dem Auslaufschacht in Überdeckung stehen, um eine hohe Dosiergenauigkeit und eine hohe Förderleistung zu erreichen.

Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche Einrichtungen bekannt, durch Ein blasen von Zusatzluft in die jeweils mit dem Auslaufschacht kommunizierenden Kammern den Schüttgutaustrag zu verbessern.

Die Druckschrift DE 60 98 42 offenbart eine Zellenradschleuse, bei der durch mittig im Kammergrund angeordnete Bohrungen Zusatzluft in Richtung einer sich an die Schleuse anschließenden pneumatischen Förderleitung einblasbar ist. Diese Maßnahme führt bei kohäsiven Schüttgütern nur zu unbefriedigenden Ergebnissen, da die Zusatzluft häufig nur einen Tunnel in die Schüttgutfüllung bläst, das Schüttgut im Bereich der Flügel jedoch nicht zu lösen vermag.

Aus dem Dokument DE 70 77 91 ist bekannt, die Kammern mit Hilfe von Zusatzluft auszublasen, die über seitlich im Auslaufschacht angeordnete, auf den konkav geformten Kammergrund gerichtete Düsen zugeführt wird. Auch diese Ausbildung kann die zuvor genannten Nachteile nicht beseitigen. Darüber hinaus ist ein derartiges Zellenrad nur mit erhöhtem Aufwand herstellbar und weist ein relativ geringes Kammervolumen auf.

Die deutsche Auslegeschrift DE 20 41 045 lehrt, auf jeweils einer kammerseitigen Flügeloberfläche röhrenförmige Luftkanäle anzubringen, die bei Drehung des Zellenrads in bestimmten Stellungen mit Druckgasanschlüssen in der Gehäuse bohrung verbunden sind, so daß durch die Luftkanäle Druckluft zum Zellengrund geleitet wird. Hierdurch entstehen punktförmige Fluidstrahlen, die an der den röhrenförmigen Luftkanälen gegenüberliegenden Flügelwand Richtung Auslaufschacht entlangstreichen. Dieses Vorgehen kann bei der Förderung kohäsiver Güter nicht zum gewünschten Erfolg führen, da die Maßnahme nur an einer Flügeloberfläche wirkt und das punktförmige Eintreten des Druckgases wiederum nur Teile des Schüttguts aus der Kammer ausbläst.

Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kammerentleerung beim Fördern oder Dosieren kohäsiver Güter gegenüber dem Stand der Technik zu verbessern.

Lösung

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß durch die Mittel zum Einblasen der Zusatz luft im wesentlichen über die gesamte axiale Breite der Flügel eine Luftströmung auf der kammerseitigen Flügeloberflächen erzeugbar ist.

Die besten Ergebnisse werden erzielt, wenn die Luftströmung auf beiden kammer seitigen Flügeloberflächen ausgebildet wird.

Die Mittel zum Einblasen der Zusatzluft können beispielsweise eine bis zur Flügel oberfläche reichende poröse Struktur der Flügel umfassen, über welche die Zusatzluft in die Kammer geleitet wird, wobei sich die poröse Struktur bevorzugt über die gesamte radiale Länge der Flügel erstreckt.

Alternativ ist es möglich, daß die Mittel zum Einblasen der Zusatzluft Düsen um fassen, die am radial innenliegenden Ende der Flügel angeordnet sind und beispielsweise in axialer Richtung schlitzförmig ausgebildet sind.

Die Zusatzluft kann den Einblasmitteln zum Beispiel über einen Luftkanal in der Achse oder Welle des Zellenrads zugeführt werden.

Eine andere Möglichkeit besteht in der Unterteilung des Zellenrads durch koaxial angeordnete, scheibenförmige Kammertrennbleche, die in Verbindung mit den Flügeln sowohl mit Schüttgut befüllbare Kammern als auch gegen Schüttguteintritt aus dem Zulaufschacht abdeckbare Seitenkammern ausbilden, wobei die Seitenkammern mit einem Druckgasanschluß verbindbar sind und über Öffnungen in den Scheiben mit den Mitteln zum Einblasen der Zusatzluft in die Kammern kommunizieren.

Figuren

Die Figuren stellen beispielhaft und schematische verschiedene Ausführungen der Erfindung dar.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Zellenradschleuse nach einer Ausführung der Erfindung in der Seitenansicht

Fig. 2 eine Seitenansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Zellenradschleuse

Fig. 3 einen Längsschnitt durch die in Fig. 2 dargestellte Zellenradschleuse

Fig. 4 eine graphische Darstellung des Füllgrads einer erfindungsgemäßen Schleuse nach Fig. 2 und 3 im Vergleich zum Stand der Technik

Fig. 5 eine Zellenradschleuse nach dem Stand der Technik

Eine gattungsgemäße Zellenradschleuse besteht, wie aus Fig. 5 ersichtlich, aus einem Gehäuse 1 mit einem in einer Gehäusebohrung 2 in Richtung des Pfeiles A drehbar angeordneten Zellenrad 3, dessen Kammern 4 durch sich radial vom Kammergrund 5 nach außen erstreckende Flügel 6 gebildet werden.

Über den Zulaufschacht 7 werden die jeweils obenliegenden Kammern 4 des Zellenrads 3 mit Schüttgut befüllt, die sich bei einer Drehung des Zellenrads 3 in den untenliegenden Auslaufschacht 8 entleeren.

Um die Kammerentleerung beim Fördern oder Dosieren kohäsiver Schüttgüter zu verbessern, ist aus dem Stand der Technik bekannt, über mittig im Kammergrund 5 angeordnete Luftdüsen 9 Zusatzluft in die jeweils mit dem Auslaufschacht 8 kommunizierenden Kammern 4 einzublasen. Die Zusatzluft wird im Ausführungs beispiel über einen Luftkanal 10 in der feststehenden Achse 11 zugeführt, der mit den jeweils nach unten gerichteten Luftdüsen 9 des drehbaren Zellenrads 3 verbindbar ist.

Durch das Einblasen der Zusatzluft kann die Kammerentleerung zwar unter Um ständen verbessert werden, diese Maßnahme ist aber bei pulverförmigen, stark kohäsiven Schüttgütern nicht ausreichend, da die Zusatzluft häufig nur einen Tunnel 12 in die Schüttgutfüllung der Kammer 4 bläst, so daß ein erheblicher Teil des an den Flügelwandungen anhaftenden Schüttguts in der Kammer 4 verbleibt. Dieses Schüttgut kann bei einer weiteren Drehung des Zellenrads 3 einerseits in unerwünschter Weise über den Leckgasstutzen 13 mit dem vom freien Kammer volumen aus dem Auslaufsschacht 8 aufgenommenen Druckgas abgeführt werden oder das zur Befüllung nutzbare Kammervolumen beim erneuten Erreichen des Zulaufschachts 7 verringern.

Diese Nachteile werden durch die in Fig. 1 dargestellte Zellenradschleuse vermieden.

Die im Bereich der Flügel 6 angeordneten Mittel zum Einblasen der Zusatzluft umfassen porös ausgebildete Strukturen 14 in den Flügeln 6 des Zellenrads 3, die bis zur kammerseitigen Oberfläche der Flügel 6 reichen. Der Luftkanal 10 in der Achse 11 wird bei Drehung des Zellenrads 3 mit in den Flügeln 6 angeordneten Hohlräumen 15 verbunden, sobald die zugeordneten Kammern 4 mit dem Aus laufschacht 8 kommunizieren. Die Zusatzluft tritt aus den Hohlräumen 15 durch die porösen Strukturen 14 über die gesamte axiale Breite und radiale Länge der Flügel 6 beidseitig in die Kammer 4 ein, wodurch eine zur Flügeloberfläche orthogonale Luftströmung entsteht. Auf diese Weise wird die Schüttgutfüllung vollständig von der Kammerwandung gelöst und nachfolgend über den Auslaufschacht 8 ausgetragen. Beim Erreichen des Leckgasstutzens 13 und des Zulaufschachts 7 sind die Kammern daher schüttgutfrei.

Bei der Zellenradschleuse nach Fig. 2 und 3 sind am radial innenliegenden Ende der Flügel 6 Luftdüsen 9 angeordnet, die sich beidseitig in axialer Richtung schlitzförmig entlang der kammerseitigen Flügeloberfläche erstrecken. Die Luft düsen 9 werden durch ein in der Kammer angeordnetes Kammerbleches 16 gebildet, das zum von der Antriebswelle 17 des Zellenrads 3 gebildeten Kammergrund 5 beabstandet und partiell über Stege 18 mit den Flügeln 7 verbunden ist, so daß sich zwischen Kammergrund 5 und Kammerblech 16 ein Luftkanal 10 ausbildet. Die Zusatzluft wird der jeweils auszublasenden Kammer 4 durch den Luftkanal 10 zugeführt und tritt über die schlitzförmigen Luftdüsen 9 in den schüttgutgefüllten Teil der Kammer 4 ein, wobei der zur Flügeloberfläche im wesentlichen parallele, radial nach außen gerichtete Luftstrahl 19 das Schüttgut von der Oberfläche der Flügel 6 löst, das daraufhin beispielsweise in Form eines kompakten Schüttgutpfropfens in den Auslaufschacht 8 fällt.

Zur Steuerung der Zusatzluft sind von den mit Schüttgut befüllbaren Kammern 4 durch koaxial zur Drehachse 20 des Zellenrads 3 angeordnete, mit Öffnungen 21 versehenen Scheiben 22 Seitenkammern 23 abgetrennt, die axial nach außen über Bordscheiben 24 des Zellenrads 3 begrenzt sind und gehäuseseitig gegen den Eintritt von Schüttgut abgedeckt sind. Die Seitenkammern 23 werden bei Drehung des Zellenrads 3 vor Erreichen des Auslaufsschachts 8 mit im Gehäuse 1 angeordneten Druckgasanschlüssen 25 verbunden, wodurch die abwärts drehenden Seitenkammern 23 sowie die mit ihnen durch die Öffnungen 21 kommunizierenden Luftkanäle 10 auf einen Druck aufgepumpt werden, der über dem Druck im Auslaufschacht 8 liegt. Sobald die jeweils zu entleerende Kammer 4 mit dem Auslaufschacht 8 in Überdeckung steht, tritt das in der betreffenden Seitenkammer 23 und im zugeordneten Luftkanal 10 gespeicherte, sich entspannende Druckgas impulsartig durch die Luftdüsen 9 in die Kammer 4 ein und löst das Schüttgut von der Oberfläche der Flügel 6. Vorsprünge 26 im Gehäuse 1 der Zellenradschleuse verhindern, daß das Druckgas aus den Seitenkammern 23 unmittelbar in den Auslaufschacht 8 entweichen kann.

Um anhaftende Schüttgutreste auch vom Kammerblech 16 rückstandslos zu entfernen, kann dieses ebenfalls eine poröse Struktur aufweisen, wodurch zusätzlich zu dem Luftstrahl 19 eine Luftströmung durch das Kammerblech 16 hindurch auftritt. Alternativ ist denkbar, das Kammerblech in einer sehr geringen Wandstärke auszuführen, so daß es infolge wechselnder Druckverhältnisse zwischen dem Luftkanal 10 und dem mit Schüttgut gefüllten Teil der Kammer 4 eine Biegebewegung ausführt.

Fig. 4 zeigt eine graphische Gegenüberstellung der Füllgrade einer erfindungs gemäßen Schleuse und herkömmlicher Zellenradschleusen, jeweils mit einem Rotordurchmesser von 480 mm. Gefördert wurde pulverförmiges PTA (Poly therephtalsäure), das eine hohe Kohäsivität aufweist.

Unter dem Füllgrad versteht der Fachmann das Verhältnis zwischen tatsächlicher Förderleistung der Zellenradschleuse und der theoretischen maximalen Förder leistung bei vollständiger Füllung bzw. Entleerung der Kammern des Zellenrads. Das Gesamtkammervolumen des Zellenrads betrug in allen Fällen etwa 56 Liter.

Zellenradschleusen ohne Ausblasen (Meßschrieb 1) und Zellenradschleusen mit punktueller Luftzufuhr zum Ausblasen der Kammern (Meßschrieb 2) unterscheiden sich in der förderbaren Schüttgutmenge kaum. In beiden Fällen lassen sich nur unbefriedigende Füllgrade von 20% bis 50% realisieren. Um eine vorgegebene Schüttgutmenge fördern zu können, muß das Zellenrad daher zwei bis fünfmal größer ausgeführt werden als theoretisch erforderlich.

Durch ein Einblasen der Zusatzluft über die gesamte axiale Flügelbreite (Meß schrieb 3) läßt sich der Füllgrad auf 70% bis 80% erhöhen und nimmt damit Werte an, die auch bei nicht kohäsiven Schüttgütern üblicherweise erreicht werden.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die Ausführungsbeispiele be schränkt, sondern umfaßt darüber hinaus alle konstruktiven Abwandlungen, zu denen der Fachmann in nicht erfinderischer Weise gelangt. Insbesondere ist die Gestalt des Zellenrads nicht auf eine zylindrische Form beschränkt, sondern kann beispielsweise auch eine konische Kontur aufweisen. Es ist ferner denkbar, dis Drehachse des Zellenrads nicht nur horizontal, sondern auch vertikal oder in beliebiger Weise geneigt auszuführen. Für die Zufuhr und Steuerung der Zusatzluft zu den Ausblasmitteln sind darüber hinaus aus dem Stand der Technik zahlreiche weitere konstruktive Abwandlungen bekannt, die sich im allgemeinen auf die erfindungsgemäße Schleuse anwenden lassen. Beim Einsatz in Systemen, die in einer Atmosphäre aus Prozeß- oder Inertgas betrieben werden, kann selbstverständlich anstelle von Luft auch ein geeignetes anderes Gas zum Ausblasen der Kammern verwendet werden.

Bezugszeichenliste

1

Gehäuse

2

Gehäusebohrung

3

Zellenrad

4

Kammer

5

Kammergrund

6

Flügel

7

Zulaufschacht

8

Auslaufschacht

9

Luftdüse

10

Luftkanal

11

Achse

12

Tunnel

13

Leckgasstutzen

14

poröse Struktur

15

Hohlraum

16

Kammerblech

17

Welle

18

Steg

19

Luftstrahl

20

Drehachse

21

Öffnung

22

Scheibe

23

Seitenkammer

24

Bordscheibe

25

Druckgasanschluß

Claims

1. Zellenradschleuse zum Fördern oder Dosieren von Schüttgut, umfassend einen Zulaufschacht (7), einen Auslaufschacht (8) und ein Gehäuse (1) mit einem in einer Gehäusebohrung (2) drehbar angeordneten Zellenrad (3), dessen Kammern (4) durch sich radial erstreckende Flügel (6) gebildet werden, wobei die Kammern des Zellenrads Mittel zum Einblasen von Zusatzluft aufweisen, wenn die Kammern mit dem Auslaufschacht in Überdeckung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Mittel (9, 14) zum Einblasen der Zusatzluft im wesentlichen über die gesamte axiale Breite der Flügel (6) eine Luftströmung auf der kammerseitigen Flügeloberflächen erzeugbar ist.

2. Zellenradschleuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Luftströmung auf beiden kammerseitigen Flügeloberflächen erzeugbar ist.

3. Zellenradschleuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Einblasen der Zusatzluft eine poröse Struktur (14) auf der Oberfläche der Flügel (6) umfassen.

4. Zellenradschleuse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die poröse Struktur im wesentlichen über die gesamte radiale Länge der Flügel (6) erstreckt.

5. Zellenradschleuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Einblasen der Zusatzluft am radial innen liegenden Ende der Flügel (6) angeordnete Luftdüsen (9) umfassen.

6. Zellenradschleuse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftdüsen (9) in axialer Richtung schlitzförmig ausgebildet sind.

7. Zellenradschleuse nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftdüsen (9) entlang der Seitenflächen eines in der Kammer (4) angeordne ten, zum Kammergrund (5) beabstandeten Kammerblechs (16) ausgebildet sind.

8. Zellenradschleuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzluft den Kammern (4) über einen Luftkanal (10) in der Achse (11) oder Welle (17) des Zellenrads (3) zuführbar ist.

9. Zellenradschleuse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die Flügel (6) des Zellenrads (3) in Verbindung mit koaxial zum Zellenrad angeordneten Scheiben (22) Kammern (4) und Seitenkammern (23) ausbilden, wobei die Seitenkammern gegen Schüttguteintritt aus dem Zulauf schacht (7) abdeckbar sowie mit einem Druckgasanschluß (25) verbindbar sind und über Öffnungen (21) in den Scheiben mit den Mitteln (9, 14) zum Einblasen der Zusatzluft in die Kammern (4) kommunizieren.