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Drehventil Die Erfindung bezieht sich auf ein Drehventil un betrifft
insbesondere ein Drehventil, , das zur Übertragung eines auf Holzschnitzeln oder
Sägemehl bzw Sägespäne basierenden Schlammes oder eines Schlammes irgendeines faserigen
Materials von einer Umgebung in eine andere benutzt wird. Die Erfindung wird nachfolgend
im Rahmen dieses Anwendungsfalles beschrieben sie ist jedoch vorteilhaft verwendbar
zur Übertragung von jeglichen zerbrochenen oder zerkleinerten Materialien, ob sie
in einer nassen oder trockenen Form vorliegen.
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Bei der Verarbeitung von faserigen Materilien wie Holzschnizeln oder
Sägespänen bzw. Sägemehl von einem Rohzustand zu einer Form mit Einzelfasern werden
die Materialien einer Stufenbehandllrnf: in einer annigfaltigkeit von Konditionierungs-bzw.
Aufbereituns- und/oder Abscheidungseinheiten unterworfen.
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Die verwendete Ausrüstung und das verwendete Behandlungsverfahren
hängen von dem gewünschten letztlichen Endprodukt ab.
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In Fällen, wo beispielsweise die Materialien in einen Druck kocher
oder Druckzellstoffkocher eingeführt werden müssen, der unter dichten Bedingungen
einschließlich der Anwendung von
Aufbereitungafluiden bei einem
relatlv hohen Druck und einer entsprechend hohen Temperatur betrieben werden muß,
wird ein Drehventil des hier betrachteten Typs zur Materialübertragung zu und von
solchen Einheiten verwendet Das üblicherweise fr solche Zwecke verwendete Drehventil
enthält einen Drehiörper, der eine Reihe von über den Umfang mit Abstand angeordneter
Zellen in seiner Umfangsfläche aufweist. Das Material, das von einer Umgebung, wo
es beispielsweise Atmosphärenbedingnngen ausgesetzt war, der Druckeinheit zugeführt
werden soll, wird aufeinanderfolgend an den VentileinlaB und in Jede der Drehkörperzellen
eingeführt, wenn sie sich bei der Bewegung vom Ventileinlaß zum Ventilauslaß drehen.
Eine Dichtung wird an Jeder Zelle aufrecht erhalten, wenn sie sich zum Ventilauslaß
bewegt Hier muß die Materialcharge in der Zelle, die vorher unter Bedingungen eines
geringeren Druckes eingeführt worden ist, kraftvoll ausgeworfen werden. Verschiedene
Einrichtungen sind vorgesehen worden um das kraftvolle Auswerfen zu erreichen. Es
ist vorgeschlagen worden, Dampf anzuwenden, ui2 das Material in einer Zelle unter
Druck zu setzen, wenn sie sich zwischen dem Einlaß und den Auslaß bewegt, wobei
die Theorie davon ausging, daß, wenn die Zelle zum Auslaß freigegeben iet, der höhere
Druck darin ausreichen wird, die Entladung dos Zelleninhaltes zu bewirken. Weiterhin
wurde vorgeschlagen, Dampf unter Druck anzuwenden, der in Jede Zelle eintritt und
sie verläßt, um ihren Inhalt tu entladen, wenn die Zelle mit dem Auslaß in Eingriff
steht. Während dieses letztere Verfahren sich in den meisten Fällen als ziemlich
erfolgreich erwiesen hat, bestehen noch Zuführungs bzw. Beschickungsprobleme insbesondere
bei solchen Ventilen, die zur Lieferung einer Charge von naßklebendem faserigen
Material zu einer Druckumgebung von einer Umgebung, in der der Druck sich auf einem
beachtlich niedrigeren Pegel befindet, verwendet werden Das Problem ist dort besonders
erschwert, wo das zu transportierende Material im wesentlichen ein nasses Holzmaterial
in der Form von Sägemehl bzw. Bägespänon ist.
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Wenn solches material den Transportgegenstand bildet, sind
die
Drehkörperzellen ziemlich schwierig zu reinigen. In den Zellen zurückgelassene Materialrückstände
führen nicht nur ru einem reduzierten Wirkungsgrad des Venti].s sondern erzeugen
eine Leckage desselben zu den Endglocken und greifen die Dichtungen und andere Ventilkomponenten
an, so daß sie eine wesentliche Wartungsarbeit erforderlich machen.
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Die Erfindung betrifft eine Modifikation des Drehventils des in der
US-Patentschrift 3,273,758 beschriebenen Typs.
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Es sind Einrichtungen für die Anwendung bei jedem der Drehkörperflügel
vorgesehen, die Durchgänge bestimmen zur Führung von radial gerichteten Strahlen
von Dampf oder einem anderen Fluid zurBasis einer Jeden Zelle in einer solchen Weise,
daß eine Anwendung des Fluids direkt auf die Basis der Zelle gefördert wird. Die
Anwendung des Fluids erfolgt zuerst unmittelbar bevor eine Zelle zu dem Ventilauslaß
geöffnet wird, um Dampf, beispielsweise in Strahlenform auf die Rückseite einer
Charge in der Zelle anzuwenden. Die vorgesehene Struktur gewährleistet einen direkten
Aufprall der Strahlen von Dampf oder einem anderen Fluid mit hohem Wirkungsgrad
und unbedeutendem Energieverlust in dem Verfahren auf die Zellenbasis. Auf diese
Weise kann eine Zellencharge von der Rückseite vorbelastet bzw. vorgespannt werden,
in dem im Effekt eine Fluidschicht, bzw. Fluidauskleidung für die Charge eingesetzt
wird, so daß bei einer Freigabe zu dem Ventilaunlaß eine saubere Entladung selbst
von nassem Holzmaterial oder nassem Sägemehl von der Zelle gewährleistet ist. der
Zelle Zusätzliche Vorteile können durch eine zusätzliche Spülung /, wenn sie mit
dem Ventilauslaß in EIngriff tritt, erreicht werden.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine zweite
Anwendung von Dampf oder einem anderen Fluid durch die all den Flügeln angebrachten
Durchgänge bewirkt, wenn die betreffende Zelle entladen ist und den Ventilauslaß
zu verlassen beginnt. In diesem weiten Fallwird ein doppeltes Resultat erreicht.
Es findet nicht nur ein Spülen der Durchgänge sondern auch sin wirkungsvolleres
Spülen der Zellenwände statt und es
wird eine vollständige Entladung
von Material resten gewahrleistet.
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selbst wenn die schwierigsten Materialion gehandhabt werden.
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Erfindungsgemäß wird in jedem Falle ein kraftvolles und wirkungsvolleres
Reinigen der Zellen ebenso wie ein wirkungsvolleres Entladen ihres Inhaltes hervorgerufen.
dls Ergebnis wird eine vollständigere Entladungserreicht, was zu einem erhöhten
Ventilwirkungsgrad führt und vodurcb das Haftenbleiben von Fragmenten oder Klumpen
von nassenn Material an der Basis fläche der Zellen und das Entstehen der oben erwähnten
Probleme bei bekannten Drehventilen sernteden wird.
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Die erfindungsgemäßen Merkmale führen zu einer unerwarteten Belastungsverringerung
bei einer gegebenen Kapazität im Vergleich zu bekannten Drehventilen, wo diese bei
gleichen Materialien angewendet werden und wenn sie insbesondere feine, naßklebende
Fasermaterialien handhaben.
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Es ist ein primäres Ziel der Erfindung, ein Drehventil zu schaffen,
das wirtschaftlich herzustellen ist, im Gebrauch mit höherem Wirkungsgrad und zufriedenstellender
arbeitet und bei hoherer Zuverlässigkeit einen weiten Anwendungsbereich aufweist
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Drehventils, das eine vollständigere
und urkungssollere Ventilentladung $insbesondere in eine Druckumgebung, ermöglicht.
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Ein anderes Ziel der Erfindung ist di- Schaffung von Einrichtungen
an den Flügeln eines Drehventils zur Führung von Fluidstrahlen, die direkt zu der
Basis der Dreikörperzellen verlaufen, so daß deren Inhalt von der Riiesseite belastet
wird, um eine optimale Entleerung der Zellen bei deren Freigabe zu den Ventilauslaß
zu fördern Weiterhin ist Ziel der Erfindung eine wirkungsvolle R Reinigung der Zellen
eines Drehventils bei deren Entladung.
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Zusätzlich ist Ziel der Erfindung die Schaffung eines Materialübertragungs-Drehventils,
d aa schwierige, nasse, klebende Materialien in einer solchen Weise wirkungsvoller
handhaben kann, daß die im Betrieb erwartet Relastung an dem Ventil verringert wird,
wodurch die für den Ventilbetrieb eroforderliche Leistung reduziert wird.
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Die Erfindung bezieht sich also auf ein Materialbeförderungsventil,
das insbesondere bei der Behandlung von faserigen Materialien von Vorteil ist, welches
eine Ventildrehkörper mit über dem Umfang mit Abstand angeordneten Zellen aufwiest,
die durch radial vorspringende Flügel bestimmt sind, oberen Rückflächen Einrichtungen
aufweisen, die radial gerichtete Durchgänge bestiinnen, welche direkt an der Basis
der betreffenden Zelle öffnen. Dabei sind Einrichtungen vorgesehen, die mit den
Durchgängen fluchten und Dampf führen, der sich in die Durchgänge und durch sie
hindurch bewegt, um auf die Basis einer jeden Drehkörperzelle aufzuprallen, erstens,
wenn sie sich dem Ventilauslaß nähert, wodurch der Zelle inhalt von der Rückseite
belastet und seine Entladung bei der Freigabe zum Ventilauslaß gefördert wird und
zweitens, wenn sie sich in einem vol? @ Eingriff mit dem Auslaß befindet, um die
Durchgänge und die Wände der Zelle Zu spülen.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beispielsweise
beschrieben; in dieser zeigt: Fig. 1 einen Teil eines Drehventils gemäß der Erfindung,
das aus Gründen der Klarheit teilweise im Schnitt dargestellt ist, Fig. 2 eine perspektivische
Ansicht des Ventildrehkörpers, Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht eines Teils des Ventildrehkörpers,
in der eine erfindungsgemäße Maßnahme dargestellt ist,
Fig. 4 eine
weitere fragmentarische Schnittansicht des Ventildrehkörpers, in der die Drehkörperflügel
in der erfindungsgemäßen t"difikat;ioii dargestellt sind, Fig. 5 eine im allgemeinen
schematische Querschnittsansicht des Drehventils, in der die Funktionsweise der
erfindungsgemäßen Maßnahmen veranschaulicht ist, und Fig. 6 eine Schnittansicht
entlang Linie 6 - 6 in Pigur 5.
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In den einzelnen Figuren sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen
bezeichnet Es ißt nur so viel von einem bekannten Drehventil, wie es in der US-Patentschrift
3,273,758 dargestellt ist, gezeigt, als erforderlich ist, die strukturellen und
funktionellen Aspekte de Erfindung anzuwneden. Andere Details sind weder beschrieben
noch dargestellt, da sie dem Fachmann zur Verfügung stehen und nicht teil der Erfindung
sind.
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Das dargestellte Drehkörpergehäuse umfaßt ein Schalenelement bzw.
eine Ummantelung 10, die eine Kammer von kegelstumpfförmiger Konfiguration bildet,
die zu ihrer Seite orientiert ist und an ihren Enden durch Jeweilige Platteneinheiten
11 und 12 abgedeckt ist. Die Ummantelung bzw. das Gehäuse 10 weist ein Einlage-
bzw. Futterelement 13 auf,das eine kegelstumpfförmige Lagerfläche für den Unfang
eines komplementär auch bildeten Ventildrehlörpers 14 vorsieht. Die Platten 11 und
12 weisen geeignete Öffnungen auf, um Lager und Dichtungen aufzunehmen, durch welche
sich die jeweiligen Enden der Drehkörperantriebswelle 15 erstrecken.
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Geeignete bekannte Drehkörperantriebs- und Drehkörpereinstell-Einrichtungen,
wie sie in der US-Patentschrift 3,273,758 gezeigt sid, können betriebsmäßig mit
der Drehkörperwelle verbunden sein. Ebenso können Wellenlager und -dichtungen in
unterschiedliche
Weise zur Anpassung an den Anwendungsfall geplant werden Deren Details sind Jedoch,
wie oben erwähnt, nicht wesentlich für den Anmeldungsgegenstand und werden deshalb
nicht beschrieben.
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In dem Umfang des Ventildrehkörpers 14 ist eine Reihe von umfangsmäßig
mit Abstand angeordneten Taschen bzw. Zellen 16 ausgebildet0 Die Seiten der Zellen
sind durch sine Reihe von Flügeln 17 bestimmt, die radial von der Drehkörperwelle
vorspringen, und sich in Längsrichtung zu dieser erstrecken.
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An ihren Jeweiligen Enden gehen die Flügel 17 in Drehkörperendwänden
18 und 19 auf, Jede Zelle 16 wird somit an ihren Seiten durch ein Paar von Flügeln
17 und an ihren Enden durch die Drehkörperendwände 18 und 19 bestimmt Die Zelle
weist somit eine Keilform auf, bei der der Scheitel des Keiles zur Schaffung einer
gebogenen Basis 20 abgerundet ist Wie in der Zeichnung dargestellt ist, wird in
der Oberseite des Gehäuses 10 und des Futterelementes 13, in der Mitte zwischen
dessen Enden angeordnet, eine Ventileinlaßöffnung 21 durch einen Einlaßschacht 22
bestimmt Eine diametral entgegengesetzte Offnung 23 in dem Gehäuse 10 und' in dem
Futterelement 13 wird durch einen Ventilauslaßschacht 24 bestimmt.
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Der Drehkörper 14 dreht sich bei seiner Funktion im Uhrzeigersinn,
wie in der Zeichnung angedeutet ist, un durch den Einlaß eintretendes Material zu
einer Umgebung unter Druck bzw. Druckumgebung zu liefern. Unter Annahme dieser Bewegungsrichtung
sind an der Hinter- oder Rückfläche eines Jeden Drebkörperflügels 17 zwei Kanäle
bzw leitungen 25 vorgesehen. Diese Leitungen sind in radialer Richtung und parallel
zueinander ausgerichtet und in Längsrichtung des Ventildrehkörpers mit Abstand voneinander
und im wesentlichen mit gleichem Abstand von den benachbarten Zellenendwänden 18
und 19 angeordnet.
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Die Leitungen werden, wie sie dargestellt sind, ton Halbstücken von
in Längsrichtung geteilten Rohren gebildet. Das äußere Ende
eines
Jeden Rohres öffnet an dem Umfang des Drehkörpers an der äußeren Kante des Flügels,
an den es angeschweißt ist, Sein inneres Ende endet ummittelbar vor der Zellenbasis
20, wobei eine Gährung bzw. Schräge 26 an der innersten Kante bevorzugt mit einem
Winkel von etwa 600 geschnitten ist.
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Dies dient dazu, den glatten Austritt eines Dampfstrahls, beispielsweise,
oder eines Aufbereitungsfluide aus jeder Leitung zu fördern, um die Basis 20 zu
überstreichen und den Zelleninhalt von der Rückseite mit einer Druckfluidschicht
zu belasten.
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Wie in Figur 5 dargestellt ist, sind unmittelbar von den und angrenzend
an den Vemtilauslaß des Ventil gehäuses durch auf einer Linie ausgerichtete Oeffnungen
in der Ummantelung 10 sind dem Futterelement 13 ein Paar von Paßstücken bzw. Fittings
27 eingesetzt. Die Öffnungen der letzteren sind so angeordnet, daß sie mit den ti.ntrittsöffnungen
zu den Jeweiligen Leitungen 25 an den Drehkörperflügeln zusammenpassen bzw.
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in Eingriff treten, wenn sie sich bei dem Vorrücken der Drehkörperzellen
zum Ventilauslaß dort vorbeibewegen. An die Fittings 27 sind die Auslaßenden von
Leitungen 28 angesetzt, die mit einer geeigneten Frischdampfquelle in Verbindung
stehen, Es werden somit, wenn ein Paar von Leitungen 25 momentan beim Vorbeigang
mit den Fittings 27 in Eingriff tritt, gleichzeitig zwei Dampf strahlen zu der Basis
20 der Drehkörperzelle geliefert. Diene Strahlen bewegen sich quer über die Basis
von deren Vorderkante und breiten sich seitlich aus, um ein Anheben einer darauf
aufliegenden Materialladung bzw. Materialcharge mittels einer Druckfluidschicht
zu bewirken, um sie von hinten zu belasten, und Jegliche Neigung selbst von ein
nassen und klebenden Inhalt, an der Zellenbasis haften tu bleiben, zu verhindern
Dieser Druck wird zu dem Boden der Zelle unmittelbar vor deren Freigabe zu dem Ventilauslaß
geliefert. Es iindet eine kontinuierliche Dampfströmung zu der Zelle statt, wann
die Leitungen 25 an deren Vorderfläche an den Pittings 27 vorbeigehen, die dazu
führt, daß die Charge in der Zelle zusätzlich aufbereitet wird und die Entladung
des Inhalte
unterstützt wird, wenn sich die Zelle zur Freigabe
ihres Inhaltes su dem Ventilauslaß bewegt. Wenn die Zelle freigegeben ist? befindet
sich der Druck der Fluidschicht auf der Rückseite der Charge auf einem genügend
hphen Pegel, um einen kräftigen Auswurf der Charge zu bewirken, wenn die darin gespeicherte
Energie durch die Freigabe freigesetzt worden ist. Durch die Dampfströmung zu der
Zelle, die solange fortdauert, wie irgendein Teil von ihr den Fittings 27 ausgesetzt
ist, wird ein zusätzlicher Entladungseffekt erzeugt, der ein Nachfolgeeffekt zu
dem anfänglichen kraftvollen Auswurf ist. Auf diese Weise ist eine bedeutende Steigerung
bezüglich einer vollständigen Entladung des Zelleninhaltes gewährleistet, unabhängig
von der nachfolgenden Anwendung eines direkten Spül-Fluid-Stroms, wie er in den
Entladungsauslässen der bekannten Drehventile angewendet wird.
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Zusätzlich zu dem oben erläuterten Effekt; ii Palla des Anmeldungsgegenstandes
können die Leitungen 25 mit sehr guten Wirkungsgrad dazu verwendet werden, ein vollständiges
Reinigen einer Zellenoberfläche nach der Entladung ihres Inhaltes zu gewährleisten.
Im Verlauf dieser zusätzlichen Verwendung der Leitungen 25 wird auch ei @irkungsvolles
Reinigen der Wände der Leitungen selbst erzeugt.
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Hierzu ist, wie in den Figuren 5 und 6 dargestellt, eine V-förmige
Leitung 29 vorgesehen, die mit einem Teil der inneren Wandfläche des Schachtes 24
integriert ist, welcher am weitesten von den Fittings 27 weggelegen ist. In dem
dargestellten Fall besteht die Leitung 29 aus in Längsrichtung geteilten Rohrabschnitten,
die den Elementen entsprechen, die die Leitungen 25 bilden. Auf diese Weise wird
gewährleistet, daß der Querschnitt des durch die jeweiligen Teile der Leitung 29
gebildeten Durchgangs ii wesentlichen der gleiche wie der der Leitungen 25 ist.
Dir Scheitel 30 des V, das in den Auslaßschacht 24 in der Richtung der Materialentladung
herabhängt, ist an seinem Boden abgedichtet.
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In der Wand des Auslaßschachtes 24 ist eine Öffnung 31 vorgeschen,die
zum Inneren der Leitung 29 an deren Scheitel 30 öffnet. Weiterhin erstrecken sich
die Armteile 32 und 33 der V-förmigen Leitung von dem Scheitel 30 in divergenter
Weise aufwärts und weisen als Enden in Fortsetzung zu der Wand des Schachtes 24
mit ihnen verschweißte und in Verbindung mit dem Futterelement (liner) 13 in der
Öffnung 23 stehende Endsegmente 34 auf. Die Endsegmente 34 sind so angeordnet und
ausgebildet, daß ihre Öffnungen mit den äußeren Enden der Leitungen 25 an den Drehkörperflügeln
genau in Eingriff treten, wenn die betreffende Drehkörperzelle den Auslaßschacht
24 überbrückt.
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Wie in Figur 5 dargestellt ist, sicht die Öffnung 31 einen Durchgang
für das Einspritzen von Dampf zu der Basis oder dem Scheitel der V-förmigen Leitung
29 vor. Dieser Dampf wird durch die divergenten Arme 32 und 33 und die Verlängerung
34 an dem Futterelement 13 geführt. Wenn jede Drehkörperzelle vollständig mit der
Öffnung 23 bei der Entladung ihres Inhaltes fluchtet, passen an diesem Bewegungspunkt
die Verlängerungen 34 und deren Leitungen 25 mit ihren angrenzenden Enden aufeinander.
Wenn dies eintritt, bewegt sich der Dampf durch die in Eingriff gebrachten Leitungen
25, reinigt diese und trifft in Form von konzentrierten Strahlen auf die eigentliche
Basis der Zelle. Die gesamte erzeugte Energie wird, wenn sich die Strahlen quer
Über die Basis von deren Vorderante bewegen und seitlich und die Zellenwnde abwärts
ausbreiten dazu benutzt, eine äußerst effektive Verschiebungskraft zu bewirken,
die auf jegliche Materialpartikel auszuüben ist, die dazu neigen, an den Wänden
zu halten, selbat nach der Anwendung von ähnlichen Strahlen unmittelbar vor dem
Ventilauslaß in einer Weise, die oben eiläutert wurde.
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Unerwarteterweise gewährleistet in Fällen, wo besonders schwierige
Materialien, wie ein naßklebendes Sägemehl oder naßklebende Sägespäne gehandhabt
werden, diese zweiter Verwendung
der Leitungen 25 für Reinigungs-
und Spülzwecke nicht nur, daß bei ihrer nächsten Verbindung mit den Fittings 27
eine kontinuierliche effektive Anwendung einer Strahlströmung dort hindurch vorhanden
ist, sondern auch, daß eine bessere Spülung einer entladenen Zelle erreicht wird.
Zahlreiche Vorteile resultieren daraus einschließlich einer Kraftersparnis pro gehandhabter
Materialeinheit, einer Verminderung der Wartungserfordernisse und einer Reduzierung
des Verschleißes von Ventilkomponenten während deren Benutzung. Ein weiterer unerwarteter
Vorteil besteht, darin, daß ein erfindungsgemäßes Drehventil einer gegebenen Größe
eine vorher nicht erreichte Materialhandhabungskapazität aufweist Es können andere
Öffnungen auf den Ventileinlaß und den Ventilauslaß folgend zur Einführung von Dampf
en den Ventilzellen oder zur Abführung von Dampf von diesen vorgesehen werden.
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Patentansprüche