DE2034911C3 - Vorrichtung zur Behandlung von insbesondere zellförmigen Materialien mit Temperatur- und Druckstößen durch Zünden eines Arbeitsmittels - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung von insbesondere zellförmigen Materialien mit Temperatur- und Druckstößen durch Zünden eines Arbeitsmittels, mit einem druckfesten Behälter, der eine Öffnung zum Einführen und Entnehmen von zu behandelndem Material aufweist, einem auf die öffnung druckdicht aufsetzbaren Verschluß, mit Ventilen versehenen Anschlüssen zum steuerbaren Einführen des Arbeitsmittels in das Innere des Behälters und einer Zündeinrichtung.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-AS 15 04 096 bekannt Die Vorrichtung arbeitet im allgemeinen zufriedenstellend, hat jedoch den Nachteil, daß das mit der Vorrichtung durchzuführende Behandlungsverfahren, obwohl der Zündvorgang als solcher schnell vonstatten geht, eine geraume Zeitdauer in Anspruch nimmt Das ist im wesentlichen darauf zurückzuführen, daß infolge der Tatsache, daß bei der bekannten Vorrichtung nur ein einzelner druckfester Behälter vorhanden ist, die einzelnen Schritte des Behandlungsverfahrens, wie Beladen des Behälters mit zu behandelndem Material, Verschließen des Behälters, Einführen des Arbeitsmittels, Zünden, Ablassen des Arbeitsmittels, öffnen des Behälters und Entladen des behandelten Materials immer nur hintereinander vorgenommen werden können. So nimmt insbesondere der Be- und Entladevorgang des Behälters eine relativ lange Zeit in Anspruch, die nicht auf andere Weise genutzt werden kann.

Ausgehend von der aus der DT-AS 15 04 096 bekannten Vorrichtung liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese dahingehend zu verbessern, daß sich mit ihr ein größerer Ausstoß an behandeltem Material in der Zeiteinheit erzielen läßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer eingangs genannten Vorrichtung dadurch gelöst, daß der Behälter im Austausch mit einem gleichartigen weiteren Behälter in einer an einem Rahmen vorgesehenen Führungseinrichtung zwischen einer Arbeitsstellung und einer Außerbetriebsstellung relativ zu dem Verschluß bewegbar ist und daß der Verschluß seinerseits in dem Rahmen zwischen einer Schließstellung, in der er den in der Arbeitsstellung befindlichen Behälter verschließt, und einer von den Behältern entfernten Offenstellung, in der die Bewegung der Behälter nicht behindert wird, relativ zu den Behältern bewegbar ist.

In zweckmäßiger Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die beiden Behälter auf einer in der Führungseinrichtung verschiebbaren Wechselplatte angeordnet. Für die Behälter ist je eine Außerbetriebsstellung beiderseits der Arbeitsstellung vorgesehen.

Wie erwähnt, wurden bislang zur Behandlung von insbesondere zellförmigen Materialien mit Temperatur- und Druckstößen durch Zünden eines Arbeitsmittels Vorrichtungen eingesetzt, die lediglich einen Behandlungsbehälter aufwiesen. Dieser wurde beladen, wonach er in geschlossenem Zustand einer Arbeitsfolge ausgesetzt wurde. Erst dann konnte der Behälter wieder entladen werden. Hierbei summierten sich die einzelnen Zeitintervalle, wodurch die Produktion notwendigerweise nur langsam vor sich ging. Die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung hingegen ermöglicht ein Beladen und Entladen, während gleichzeitig der eigentliche Behandlungsvorgang abläuft. Das ist darauf zurückzuführen, daß erfindungsgemäß ein zweiter Behälter vorgesehen und im Austausch mit dem ersten Behälter zwischen einer Arbeitsstellung und einer Außerbetriebsstellung bewegbar ist, so daß an beiden Behältern gleichzeitig Schritte des Behandlungsverfah rcns vorgenommen werden können. Beiden Behältern ist ein Verschluß zugeordnet, der jeweils den in der Arbeitsstellung befindlichen Behälter verschließt und seinerseits zwischen einer von dem Behälter entfernten

Offenstellung und der Schließstellung bewegbar ist

Zur Befestigung des Verschlusses auf dem in der Arbeitsstellung befindlichen Behälter ist die Vorrichtung mit druckaufnehmenden steuerbaren Keilblöcken versehen, die zwischen den Verschluß und ein Widerlager einführbar sind. Diese Art der Verriegelung kann schnell vorgenommen werden und spart gegenüber bekannten Verriegelungsmethoden für derartige Vorrichtungen beträchtliche Zeit ein. In der Arbeitsstellung des Behälters befinden sich des weiteren geeignete Abdichtungsorgane in Anlage mit dem Verschluß und der verschiebbaren Wechselplatte, so daß die Vorrichtung gegenüber den hohen Explosivdrücken innerhalb des Behälters gesichert ist.

In Weiterführung des Erfindungsgedankens weist der Verschluß mit Ventilen versehene Anschlüsse zum steuerbaren Zu- und Abführen von Strömungsmitteln auf. Auch die Behälter selbst können mit Anschlüssen zum steuerbaren Zu- und Abführen von Strömungsmitteln versehen sein. Das Ventilsystem am Verschluß ermöglicht eine Evakuierung des in der Arbeitsstellung befindlichen Behälters, das Beschicken desselben mit verschiedenen Gasen, das Ablassen von Abgasen und/oder das Verstellen der Druckbedingungen innerhalb des Behälters. So kann beispielsweise der Druck ausgeglichen werden, um den Verschluß entriegeln und abnehmen zu können. Der Druck innerhalb des Behälters kann durch das beschriebene System auf Arbeitsdruck gehalten werden. Über die Anschlüsse zum steuerbaren Zu- und Abführen von Strömungsmitteln, mit denen die Behälter versehen sind, können beispielsweise Arbeits- oder Reinigungsgase in die Behälter eingeführt und unerwünschte Gase aus dem Behälterinnenraum entfernt bzw. in diesem verdünnt werden.

Bei einer speziellen Ausführungsform der Erfindung ist ein Behälteranschluß mit einer Leitung verbunden, die sich im Inneren eines in dem Behälter angeordneten Doms zur Halterung spulenförmig aufgewickelter Materialien zu an dem Dorn vorgesehenen öffnungen erstreckt. Diese Ausführungsform findet dann Verwendung, wenn eine radiale Dispersion von Gasen bzw. eine radiale Ausbreitung der Reaktion im Material stattfinden soll. Wenn blattförmiges oder gewickeltes Material behandelt werden soll, nimmt der Dorn eine Spule dieses Materials auf. Die Spule bzw. Wicklung kann senkrecht in den Behälter eingeführt bzw. senkrecht aus diesem herausgehoben werden, wenn der Behälter oben offen ist, d. h. in der Außerbetriebsstellung. Es kann ein reinigendes Gas zugeführt werden, welches nach Wunsch entlang des Materials nach oben strömt bzw. spült.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zum Zünden wenigstens ein Zündelement in einer zu den Behälteranschlüssen führenden Zuleitung angeordnet. Die Zündung wird daher nicht irr. Behälter selbst, sondern an einer im Abstand zum Behälter befindlichen Position vorgenommen, wobei jedoch über Leitungen eine Weiterführung an den Behälter stattfindet.

Obwohl mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung insbesondere zellförmiges Material aufgenommen, bearbeitet und wieder entladen werden soll, ist die Vorrichtung in gleicher Weise verwendbar für andere chemische oder physikalische Verfahren, bei welchen ι,-, das zu behandelnde Material mit beträchtlichen Temperatur- und Druckstößen beaufschlagt werden soll. Die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielbaren Vorteile werden aus der nachfolgenden Beschreibung ihrer Funktionsweise ersichtlich. Wenn beispielsweise Polyurethanschaum retikuiiert werden soll, wird ein Behälter mit einer Spule bzw. Wicklung dieses Materials gefüllt Bei der anfänglichen Beladung steht zunächst ein Behälter leer unterhalb des Verschlusses in der Arbeitsstellung. Daraufhin wird die Wechselplatte verschoben, so daß der beladene Behälter in eine unter dem Verschluß ausgerichtete Position gelangt während der nichtbelarlene Behälter in eine Außerbetriebsstellung geführt wird. Nunmehr wird der sich in Arbeitsstellung befindende Behälter mittels des Verschlusses geschlossen. Es folgt eine Gasbehandlung, welcher eine Teilevakuierung des Behälters folgt Ein die Verbrennung unterhaltendes Gasgemisch wird eingespritzt Überschüssiges, brennbares Gas wird durch eine Inertgasspülung abgeführt Schließlich werden die Ventile geschlossen, und das Gas wird mit Hilfe eines Zündelementes gezündet Durch die plötzliche Verbrennung des Gases steigt der Druck innerhalb des geschlossenen Behälters plötzlich an, so daß das darin befindliche Material einer gesteuerten Reaktion ausgesetzt wird. Der verbleibende Überdruck wird durch Lüftung mittels der im Verschluß angeordneten Ventile abgebaut Der Verschluß wird schließlich abgenommen, nachdem die Keilblöcke abgezogen worden sind. Daraufhin wird die Wechselplatte verschoben, so daß derjenige Behälter, der während des Reaktionsablaufes beladen wurde, nunmehr in die Arbeitsstellung überführt wird. Aus dem anderen, nunmehr offenen Behälter wird das behandelte Material herausgenommen. Der Behälter kann daraufhin wieder neu beladen werden. Diese Arbeitsfolge wiederholt sich in einem glatten und im wesentlichen kontinuierlichen Verlauf, wodurch gegenüber Vorrichtungen mit einem einzigen Behälter eine wesentliche Zeitersparnis erzielt werdien kann.

Nachfolgend wird eine Ausführungsform der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung anhand der Zeichnung im Detail beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Vorrichtung in der Draufsicht,

Fig.2 die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung in der Seitenansicht,

Fig. 3 einen Teilschnitt entlang Linie IH-III in Fig. 1,

Fig.4 einen Ausschnitt aus Fig.3, in dem das größere Ventil dargestellt ist,

F i g. 5 einen Ausschnitt aus F i g. 3, der das kleinere Ventil zeigt,

Fig.6 einen Teilschnitt durch einen Keilblock mit zugehörigem Betätigungszylinder,

F i g. 7 einen Schnitt entlang Linie VII-VIl in F i g. 1, in dem die Wechselplatte zu erkennen ist,

F i g. 8 einen in geöffneter Position auf der Wechselplatte befindlichen Behälter in Draufsicht, wobei die Gaseinlaßleitungen in gestrichelten Linien dargestellt sind,

F i g. 9 eine Seitenansicht des in F i g. 8 dargestellten Behälters, wobei dieser mit spulenförmig aufgewickeltem Material gefüllt ist; hierbei sind die im Dorn angeordneten Zündöffnungen sowie Spülöffnungen im Detail dargestellt, und

Fig· 10 ein Ablaufdiagramm für die Arbeitsfolge der Behälter A und B zwischen den Stationen 1,2 und 3.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung ti dargestellt. Diese weist liiicn Rahmen 12 mit einer Führungseinrichtung 13 auf, in der eine Wechselplatte 14 verschiebbar geführt ist. Auf der

Wechselplatte 14 sind zwei druckfeste Behälter 15 und 16 Seite an Seite und im Abstand zueinander angeordnet. Wie sich aus F i g. 1 ergibt, überbrückt ein Kopfteil 17 den Behälter 16 und trägt einen Verschluß 18; dieser kann in Schließstellung über den entsprechenden Behälter 15 und 16 gebracht werden, je nach dem, welcher der Behälter sich unterhalb des Verschlusses 18 befindet. Der Verschluß 18 ist unterhalb einer oberen Platte 19 des Kopfteils angeordnet und wird mit Hilfe eines Betätigungszylinders oder Motors in Richtung auf den Behälter 15 oder 16 oder von diesem wegbewegt, um den entsprechenden Behälter zu schließen oder zu öffnen. Das Verriegeln des Verschlusses 18 am entsprechenden Reaktionsbehälter geschieht mit Hilfe von Keilblöcken 21. Ein beidseitig beaufschlagbarer Betätigungszylinder oder Motor 22 ist vorgesehen, um die Wechselplatte 14 auf der Führungseinrichtung 13 zu bewegen. In entsprechender Weise ist der Kolben des Betäligungszylinders 22 an der Wechselplatte 14 befestigt, in einer Extremiage der Bewegung des Betätigungszylinders 22 befindet sich der Behälter 16 unterhalb des Kopfteiles 17, wie in F i g. 1 dargestellt. In der vollkommen gestreckten Lage des Betätigungszylinders 22 befindet sich der Behälter 15 unterhalb des Kopfteils 17, während der Behälter 16 auf der Führungseinrichtung 13 in eine offene Lage nach rechts verschoben ist. In dieser Position kann der Behälter 16 entladen und wieder beladen werden, während der Behälter 15 unterhalb des Kopfteiles 17 angeordnet ist. Demzufolge befindet sich immer einer der Behälter 15 oder 16 in geöffneter Position, so daß dessen Inhalt entladen und der Behälter wieder neu beladen werden kann.

Brennstoffgemischleitungen 31 und 32 (Fig. 2) sind über die Wechselplatte 14 an die Behälter 15 und 16 angeschlossen. Wie sich aus F i g. 2 ergibt, fördern die Brennstoffgemischleitungen den Brennstoff an die Zündvorrichtung. Es ist ferner eine Vorrichtung vorgesehen, um Reinigungsgase über Reinigungsgasleitungen 23 und 24 durch die Wechselplatte den Behältern 15 und 16 zuzuführen. Der Verschluß 18 ist mit einem Ventil 25 großer Kapazität und einem Ventil 26 geringerer Kapazität versehen. Diese erstrecken sich durch den Verschluß und werden durch Endschalter 27 und 28 betätigt. Auf einer Platte 29 sind die entsprechenden elektrischen Antriebe und Steuerelemente befestigt. Wenn pneumatische oder hydraulische Antriebe bzw. Steuerelemente verwendet werden, wird eine Pumpe bzw. ein Kompressor 30 vorzugsweise nahe den Stellen eingesetzt, an denen der größte Bedarf an Druckmedien besteht Der Kompressor wird dabei in passender Weise an hydraulische und/oder pneumatische Steuerungselemente und hydraulische Ventilbauteile (nicht dargestellt) angeschlossen. Die hydraulischen und mechanischen Steuerungen sind von herkömmlicher Bauart und dienen lediglich dazu, die erforderliche zeitliche Folge und Abstimmung bei der Bewegung der Behälter zu sichern. Die elektrischen und hydraulischen Steuerungen stellen für sich keinen Teil der vorliegenden Erfindung dar.

Wie sich aus F i g. 2 ergibt, sind die Reinigungsgasleitungen 23 und 24 an die Behälter 15 und 16 angeschlossen. Ihre Verbindung über die Mehrfachleitung der Wechselplatte 14 wird im Verlaufe der Beschreibung näher erläutert Der Kopfteil 17 weist nach oben stehende Stangen 33 auf, zwischen weichen sich die Behälter 15 und 16 bewegen können. Die Stangen 33 entsprechen in ihrer Ausführung Zug- bzw. Spannstangen, welche unterhalb des Kopfteils am Rahmen 12 befestigt sind, während sie mittels Halterungen 34 und Muttern 35 an der oberen Platte 19 des Kopfteils angebracht sind. Mit Hilfe der beschriebenen Vorrichtung sind am Rahmen 12 drei Positionen erzielbar, nämlich die in Fig. 10 mit Station 1 (offen), Station 2 (Kopfteil) und Station 3 (offen) bezeichneten Lagen. Die Behälter sind zur genaueren Darstellung der Arbeitsfolge mit A und S bezeichnet.

Wie sich aus Fig. 3 ergibt, ist der Kopfteil 17 vorteilhafterweise so ausgebildet, daß der Verschluß 18 unterhalb der oberen Platte 19 gelagert ist. Der Verschluß 18 wird mit Hilfe des Antriebszylinders 20 und seiner nicht dargestellten Kolbenstange in Richtung

is auf die obere Platte 19 und von dieser abwärts bewegt. Die Kolbenstange des Antriebszylinders 20 ist mit einer Querstange 35b verbunden, welche ihrerseits an zwei im Abstand zueinander befindlichen Führungsschäften 35a angebracht ist. Diese verlaufen in Lagern 36. Die Führungsschäfte 35a sind mit Hilfe des Fußes 37 fest mit dem Verschluß 18 verbunden. Die obere Platte 19 wird mit Hilfe der Halteringe 34 und der Muttern 35 an den Stangen 33 gehalten. Die Ventile 25 und 26, die durch Betätigungszylinder 38 und 39 geöffnet und geschlossen werden, sind im Verschluß 18 angeordnet. Die Position der Betätigungszylinder 38 und 39 wird durch die Endschalter 27 und 28 gesteuert, öffnungen 40 und 41, welche sich durch die obere Platte 19 erstrecken, ermöglichen, daß sich die Ventile 25 und 26 zusammen mit dem Verschluß 18 ohne Anlage an der oberen Platte 19 bewegen können. Im Ventilkörper 42 des größeren Ventils 25 befindet sich eine Ablaßöffnung 43; wenn das Ventil geöffnet ist, kann das unter Druck befindliche Medium innerhalb des Behälters durch die Ablaßöffnung 43 abgeführt werden. In entsprechender Weise kann der Druck im Behälter reduziert werden. Bevor ein brennbares Gemisch aus Gasen eingeführt wird, kann mit Hilfe der Ablaßöffnung 43 an der Arbeitsstelle ein Vakuum innerhalb des Reaktionsbehälters erzeugt werden. Die Abdichtung des Ventilsitzes ist unterbrochen, wenn der Ventilschaft 45 axial nach oben in den Ventilkörper 42 bewegt wird. Kopfschrauben 46 verbinden den Ventilkörper 42 mit dem Verschluß 18; die Zeichnung wurde durch Teildrehung des Trägers 47 etwas abgeändert, so daß die Kopfschrauben sichtbar sind. Das Längslager 48 im Träger 47 führt den Ventilschaft 45.

Das Ventil 26 ist in seinem Aufbau und in seiner Betätigung mit dem Ventil 25 vergleichbar, jedoch beträchtlich kleiner ausgeführt Der Ventilkörper 49 ist mittels Kopfschrauben 50 direkt am Verschluß 18 befestigt. Die Kolbenstange 51 des Zylinders 39 stellt den Ventilschaft dar und schließt zbw. öffnet das Ventil am Sitz 52. Eine Öffnung 53 ist oberhalb des Verschlusses 18 angeordnet Der Betätigungszylinder 39 ist wie der Betätigungszylinder 38 des größeren Ventils 25 beidseitig beaufschlagbar. Seine Betätigung wird durch Endschalter 28 gesteuert Ein Vergleich der beiden Ventile 25 und 26 in Fig.4 und 5 ergibt einen

wi ähnlichen Aufbau der Ventilsitze. Die Ausgestaltung der Sitze der Ventile 25 und 26 ist insofern von wesentlicher Bedeutung, als diese Sitze beträchtlichen Druckstößen widerstehen müssen, die sich innerhalb der Behälter 15 und 16 bilden können.

Beim größeren Ventil ZS ist der rohrförmige Ventilkörper 42 am Verschluß 18 befestigt und am Umfang mit Hilfe eines O-Ringes 53 gegenüber dem Verschluß abgedichtet. Ein nach innen abgeschrägter

Flansch bildet eine Schulter 54, welche einstückig mit dem Ventilkörper 42 an dessen Innenseite angeordnet ist. Gegen die Schuller 54 legt sich ein Dichtring 55 an. welcher aus einem selbstschmierenden Material besteht, und welcher am oberen Innenteil kurvenförmig ausgebildet ist, so daß er sich dem Umfang der schräg zulaufenden Schulter 54 anpaßt. Der Dichtring 55 wirkt mit einem O-Ring 60 zusammen, welcher an der Ventilspindel 56 eingesetzt ist. Die Ventilspindel 56 ist am Ende der Kolbenstange 45 angebracht. Vorzugsweise wird für den Dichtring 55 Polytetrafluorethylen verwendet. Es kann auch ein äquivalentes Material mit Oberflächenschmierfähigkeit, geringer Freßneigung, geringem Verschleiß und geeigneter elastischer Verformung Anwendung finden. Kunststoffe der genannten Art besitzen eine gute Hitzeverträglichkeit, ohne zu brechen oder zu reißen. Der ringförmige Dichtring 55 ist mit Hilfe eines Druckringes 57 an die Schuher 54 angedrückt; der Druckring 57 ist mit Hilfe von Kopfschrauben 58 am Ventilkörper 42 angebracht.

Die Ventilspindel 56 ist zylindrisch geformt und ist mit einer ringförmigen Dichtungsnut 59 versehen, welche zur Aufnahme eines O-Rings 60 geeigneter Größe dient. Die Unterkante 61 der Ventilspindel 56 ist etwas abgefast. Die die Nut 59 begrenzenden Teile der Ventilspindel 56 und der O-Ring 60 in der Nut 59 an der Ventilspindel 56 befinden sich bei Schließstellung des Ventils in Druckkontakt am ringförmigen Dichtring 55. Die Ventile 25 und 26 besitzen die Neigung, die Dichtringe 55 und 64 sauber zu wischen bzw. zu schleifen. Diese Schieifwirkung der Ventile 25 und 26 ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn Rückstände bzw. Reaktionsreste vorhanden sind.

In Fig. 5 ist das kleinere Ventil 26 dargestellt. Der Aufbau dieses Ventils ist weitgehend mit demjenigen des Ventils 25 vergleichbar, weshalb sich eine ins einzelne gehende Wiederholung der Beschreibung erübrigt. Es soll lediglich darauf hingewiesen werden, daß auf die schräg zulaufende, zur Verformung des Dichtrings dienende Schulter 54 verzichtet wurde. Die Abdichtung am Ventilsitz 52 geschieht mit Hilfe der Ventilspindel 62 und deren O-Ring 63, der fest an den aus Polytetrafluoräthylen gefertigten Ring 64 angedrückt wird. Der Druckring 66 ist gemäß F i g. 5 mittels Schrauben am Ventilkörper 49 angebracht und umgibt die Öffnung des Ventilsitzes 52.

Die in Fig. 1 und 2 in allgemeiner Form gezeigten Keilblöcke 21 sind in ihrem Aufbau in F i g. 6 dargestellt. Die Keilblöcke 21 befinden sich zwischen der oberen Platte 19 des Kopfteils 17 und dem Verschluß 18. Der Keilblockkörper 67 ist abgeschrägt bzw. keilförmig gestaltet und kann innerhalb einer Blockführung 68 (F i g. 6) hin- und herbewegt werden. Zu diesem Zweck ist ein Betätigungszylinder 69 vorgesehen, dessen Kolbenstange 70 an das rückwärtige Ende des Keilblockkörpers 67 angeschlossen ist. Der Betätigungszylinder 69 ist mit Hilfe einer Befestigungsplatte 70a an der oberen Platte 19 angebracht. Die Befestigungsplatte 70a dient zur Anbringung der Blockführung 68 und des Betätigungszylinders 69 und ist mittels Schrauben oder auf andere Weise über Strebverbindungen an der oberen Platte 19 befestigt Eine Schrägfläche 71, deren entsprechender Winkel in einem Bereich zwischen 5° und 12° liegt, ist am Verschluß 18 angeordnet, so daß der Keilblockkörper 67 auf die Schrägfläche aufschiebbar und von dieser weg bewegbar ist. Der Schrägwinkel ist so gewählt, daß ein erforderlicher Schließ- und Dichtungsdruck an dem vertikal bewegbaren Verschluß 18 angelegt werden kann. Der Keilwinkel ist darüber hinaus so abgestimmt, daß eine vom Behälter 15 oder 16 nach oben gegen den Verschluß gerichtete Kraft keine Rückführungsbewegung der Keilblockkörper 67 herbeiführt. Bei Bedarf hingegen kann der Keilblockkörpcr 67 in einfacher Weise zurückgezogen werden. Wie bereits erwähnt, sind mehrere Keilblöcke 21 zwischen der oberen Platte 19 und dem Verschluß 18 angeordnet, um einen gleichzeitig wirkenden Schließdruck auf den Behälter 15 oder 16 unterhalb des Kopfteils 17 ausüben /u können. Obwohl der geeignete Schließdruck herbeigeführt wird, wenn der Verschluß 18 nach unten bewegt wird, können die Keilblöcke 21 auch dann zur Verriegelung verwendet werden, wenn der jeweilige Behälter in Anlage an ein Verschlußelement bzw. eine Platte angehoben wird.

Wie aus F i g. 7 ersichtlich, ist die Wcchselplatte 14

zwischen den Stangen 33 vorgesehen und verläuft in einer Ebene in der Führungseinrichtung 13. An der Wechselplatte 14 sind Führungsstangen 72 befestigt, um diese auf ihrer Bahn zu halten. Die Stangen 33 erstrecken sich durch das Rahmenelement 73 und sind an diesem mittels Muttern 74 und Haltekeilen 75 befestigt. Die Behälter 15 und 16 sind gemäß F i g. 2 an der Wechselplatte 14 mittels Streben 76 angebracht.

In F i g. 8 und 9 ist der Aufbau der Behälter 15 und 16 ausführlich dargestellt. Der Behälter 15 ist ein aus Stahl gefertigter Druckzylinder, welcher an seiner Basis am Umfang abgedichtet und an der Wechselplatte 14 befestigt ist. Er ist mit einer stufenweise abgesetzten, inneren Schulter 77 versehen, gegen welche ein Dichtungsring 78 unter Druck angepaßt ist. Der Dichtungsring 78 ist durch einen ringförmigen Haltering 79 unter Druck in seiner Lage gehalten. Der Haltering 79 weist einen L-förmigen Querschnitt auf und wird durch Spannschrauben 80 am Behälter gehalten. Ein O-Ring 81 ist in einen ringförmigen Kanal eingesetzt, welcher sich an der Unterseite des Halterings 79 befindet. Bei Befestigung des Oehälters 15 an der Wechselplatte 14 wird der O-Ring 81 unter Druck gegen die Wechselplatte 14 in Dichtungslage gepreßt. Ein entsprechender, ringförmiger Dichtungskörper 82 ist am oberen, offenen Ende 83 des Behälters 15 vorgesehen, so daß ein in einem Kanal gehaltener, dem O-Ring 81 vergleichbarer O-Ring den Behälter 15 bei Anlage am Verschluß 18 und bei Ausüben eines Druckes durch die Keilblöcke 21 abdichtet.

Wenigstens zwei Öffnungen 84 und 85 erstrecken sich

so durch die Wechselplatte 14 in den Innenraum 86 des Behälters 15. Die Öffnungen sind in geeigneter Weise über Mehrfachleitungen und/oder Leitungen 23 und 31 an Gasquellen angeschlossen, um Gase (Inertgase) in

das Innere 86 des Behälters einzuführen. Die Öffnung 85 steht über einen mittleren Nabenkörper 88 mit dem

Behälterinneren 86 in Verbindung. Zu diesem Zweck ist

in der mittleren Nabe 88 ein mittig angeordneter Kanal 89 vorgesehen, während sich radiale Kanäle 90 über

Öffnungen 97 in das Innere des Behälters erstrecken. Die Öffnungen 97 befinden sich in einem Rohrkörper 96

des Behälters 15. Die Nabe 88 trägt an einem Flansch 91 einen als Platte ausgebildeten Leitkörper 92. Der nach oben stehende Teil der Nabe 88 weist koaxial angeordnet einen konischen, spitz zulaufenden Dorn 93 auf. Eine flache Gasdichtung 94 in Form eines

Ringkörpers stellt einen elastischen, dämpfenden Block

dar, welcher die Nabe 88 an der Basis des Flansches 91 umgibt.

Die dargestellte Anordnung eignet sich insbesondere zur Aufnahme von spulenförmig auf dem radial perforicnen Rohrkörper 96 aufgewickeltem Material 95. Die radialen Öffnungen 97 in der Wandung des Rohrkörpers 96 ermöglichen das Einführen von Gas und/oder Zündmaterial in die durch den Rohrkörper 96 getragene Wicklung 95. Das untere Ende 98 des Rohrkörpers 96 sitzt auf der Gasdichtung 94 auf, wobei der Zwischenraum zwischen Nabe 88 und Rohrkörper % das Hindurchleiten von Gas in gewünschter Weisc gestauet. Die beschriebene Vorrichtung ermöglicht die Behandlung von spulenförmig aufgewickeltem Material, wobei dieses leicht in den Behälter eingeführt werden kann, indem es über den Dorn 93 gezogen wird. Die Spule bzw. Wicklung wird während ihrer Behandlung symmetrisch innerhalb des Behälters gehalten, so daß die Zündung oder Einleitung der Reaktion radial innerhalb der Spule vorgenommen werden kann. Das Entladen nach der Bearbeitung des Materials geschieht in vergleichbar einfacher Weise. Bei Beladung mit sperrigen Massen kann auf die Vorrichtung aus Nabe und Dorn verzichtet werden.

In den Brennstoffgemischleitungen 31 und 32 ist jeweils ein Zündelement 99 angeordnet, beispielsweise auf der Wechselplatte 14 gemäß Fig. 8. Das Zündelement leitet die Zündung des Brennstoffgemisches ein; dieses Explosivgemisch bewegt sich durch die Leitungen 31 und 32 in den abgedichteten Behälter. Daraufhin steigen im Behälter plötzlich Temperatur und Druck an.

In Fig. 10 ist die Arbeitsweise der in F i g. 1 und 2 gezeigten Vorrichtung dargestellt. Die Behälter sind mit den Buchstaben A und B bezeichnet, während die Arbeitsbereiche als Station 1 (offen), Station 2 (Verschluß) und Station 3 (offen) benannt sind. Wenn sich die Wechselplatte 14 in der äußersten linken Position befindet, wird Behälter A in Station 1 beladen, während sich Behälter B unterhalb des Kopfteils in Station 2 befindet, um dort einer Bearbeitung unterzogen zu werden. Wenn beide Behälter A und B zunächst leer sind, verbleibt Behälter ßim Leerzustand, während Behälter A beladen wird. Wenn die Wechselplatte nach rechts bewegt wird, gelangt Behälter A unterhalb des Kopfteils in Station 2, und der Arbeitsablauf wird eingeleitet. Dieser endet mit dem Zündvorgang bzw. darin, daß der Inhalt des geschlossenen Behälters hoher Temperatur und hohem Druck ausgesetzt wird. Der Behälter B befindet sich dabei in Station 3, wo er beladen werden kann. Dies geschieht, während Behälter A unterhalb des Kopfteils evakuiert, beschickt, abgedichtet, gezündet und gelüftet wird. Nach Vollendung des Zündvorganges wird der Verschluß abgenommen, nachdem der Druck im Behälter mit Hilfe des im Verschluß befindlichen Ventils auf Atmosphärendruck reduziert wurde. Die Wechselplatte wird daraufhin nach links bewegt, um den Behälter A in Station 1, d. h. in die Entlade-Ladeposition zu bewegen, während der zuvor beladene Behälter B nunmehr in Station 2 unterhalb des Kopfteils ausgerichtet wird. Dabei wird der Verschluß auf den Behälter B abgesenkt, woraufhin die Keilblöcke den Behälter abdichten und das Arbeitsverfahren innerhalb des Behälters eingeleitet wird. Das bedeutet, daß der Druck im Behälter reduziert wird, daß Brennstoff eingeführt, unter Druck gesetzt, gereinigt und dann gezündet wird. Mittlerweile wurde der Behälter A beladen. Wenn der Verschluß nach oben angehoben wird, kann die Wechselplatte nach rechts verlagert werden, um den Behälter B in seine Entlade- und Ladeposition zu bringen. Der Behälter A befindet sich nunmehr wiederum unterhalb des Kopfteils in Station 2, um den Inhalt des Behälters einer Bearbeitung zuzuführen. Nach dem Zünden wiederholt die Wechselplatte ihre Bewegung nach links, und die Bearbeitiingsfolge wird kontinuierlich wiederholt, so daß während der Bearbeitungszeit unterhalb des Kopfteils in Station 2 immer einer der beiden Behälter A oder ßentladen und beladen werden kann.

Das innerhalb des Behälters ablaufende Arbeitsverfahren besteht im Einleiten einer gesteuerten Explosion bzw. Detonation, wobei durch Einführen eines Brennstoff-Sauerstoffgemisches (z. B. Wasserstoff-Sauerstoff) oder eines zersetzbaren Gemisches eine schnelle Oxyd, tion bzw. Zersetzung eingeleitet wird. Der Brennstoff wird als geeignetes Gemisch durch das Ventil 26 zugeführt. Das Einführen des Brennstoffes in den Reaktionsbehälter unterhalb des Kopfteiles geschieht durch eine Reduzierung des Druckes im geschlossenen Behälter, wenn sich dieser unterhalb des Kopfteils befindet. Diese Reduzierung des Druckes wird beispielsweise am einfachsten durch Verwendung einer Dampfstrahlpumpe (nicht dargestellt) durchgeführt. Diese steht nach Schließen des Verschlusses am Behälter über das Ventil 25 mit diesem in Verbindung. Die Dampfstrahlpumpe wird abgeschaltet und das Ventil 25 wird geschlossen, wenn sich innerhalb des Behälters ein bestimmtes Vakuum gebildet hat. Daraufhin wird das Ventil 26 geöffnet, um das Brennstoff-¹ Sauerstoff-Gemisch in den unterhalb des Kopfteils befindlichen Behälter einführen zu können. Das Ventil 26 wird daraufhin geschlossen. Es kann sich als zweckmäßig erweisen, nunmehr einen Zeitabschnitt der »Durchnässung« anzuschließen, so daß der Brennstoff das im Reaktionsbehälter zu bearbeitende Material vollständig durchtränkt. Wenn eine Reinigung bzw. Leerung des Behälters von überschüssigem Brennstoff erforderlich sein sollte, wird das Ventil 25 wieder geöffnet, so daß ein Gas, wie Stickstoff, eingeführt werden kann. Das Gas tritt an der Unterseite des Behälters über eine Leitung 23 bzw. Mehrfachleitung 87 ein. Es spült überschüssigen Brennstoff aus den Leerstellen am Material, wonach dieses Inertgas und überschüssiger Brennstoff durch das Ventil 25 über ein gegenbalanciertes Spülventil (nicht dargestellt) abgeführt werden. Dieses Ventil steht über ein äußeres, gleichfalls nicht dargestelltes Ventil mit der Öffnung 43 in Verbindung, um einen passenden Gegendruck innerhalb des Behälters beizubehalten. Während einer Ausspülung von 10 bis 15 Sek. beträgt die Druckreduzierung gegenüber dem Ausgangsdruck etwa 5% oder weniger.

Das Einströmen des Stickstoffes wird durch ein passendes Ventil in der Leitung 23 oder 24 unterbrochen, wonach gezündet wird. Nach dem Zünden wird der Druck im Behälter reduziert, wenn das Ventil 25 zur Strahlpumpe geöffnet wird. Dadurch werden die unerwünschten, gasförmigen Bestandteile aus dem Behälter unter Vakuumbedingungen abgezogen, woraufhin Inertgas, beispielsweise Stickstoff, wieder in den Behälter eingeführt wird, um den Druck auf Atmosphärendruck zu erhöhen. Die Keilblöcke werden nunmehr zurückgezogen. Daraufhin kann der Verschluß abgehoben werden, während der Behälter und das darin befindliche Material aus der Position unterhalb des Kopfteiis verlagert werden. Der Behälter kann daraufhin entladen werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Behandlung von insbesondere zellförmigen Materialien mit Temperatur- und s Druckstößen durch Zünden eines Arbeitsmittels, mit einem druckfesten Behälter, der eine öffnung zum Einführen und Entnehmen von zu behandelndem Material aufweist, einem auf die öffnung druckdicht aufsetzbaren Verschluß, mit Ventilen versehenen Anschlüssen zum steuerbaren Einführen des Arbeitsmittels in das Innere des Behälters und einer Zündeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (15) im Austausch mit einem gleichartigen weiteren Behälter (16) in einer an einem Rahmen (12) vorgesehenen Führungseinrichtung (13) zwischen einer Arbeitsstellung und einer Außerbetriebsstellung relativ zu dem Verschluß (18) bewegbar ist und daß der Verschluß seinerseits in dem Rahmen zwischen einer Schließstellung, in der er den in der Arbeitsstellung befindlichen Behälter (16) verschließt, und einer von den Behältern entfernten Offenstellung, in der die Bewegung der Behälter nicht behindert wird, relativ zu den Behältern bewegbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Behälter (15,16) auf einer in der Führungseinrichtung (13) verschiebbaren Wechselplatte (14) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Behälter (15,16) je eine Außerbetriebsstellung beiderseits der Arbeitsstellung vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch druckaufnehmende steuerbare Keilblöcke (21), die zwischen dem Verschluß (18) und ein Widerlager (7Oa^ einführbar sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß (18) mit Ventilen (25, 26) versehene Anschlüsse zum steuerbaren Zu- und Abführen von Strömungsmitteln aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter (15,16) Anschlüsse (84,85) zum steuerbaren Zu- und Abführen von Strömungsmitteln aufweisen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Behälteranschluß (85) mit einer Leitung (89) verbunden ist, die sich im Inneren eines in dem Behälter (15) angeordneten Dorns (93) zur Halterung spulenförmig aufgewickelter Materialien (95) zu an dem Dorn vorgesehenen öffnungen (97) erstreckt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zünden wenigstens ein Zündelement (99) in einer zu den Behälteranschlüssen (84,85) führenden Zuleitung (31) angeordnet ist.