DE2219700B2 - Vorrichtung zum fortlaufenden zufuehren eines granulats aus einem raum niedrigen druckes in einen raum hohen druckes einer pneumatischen foerderanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum fortlaufenden Zuführen eines Granulats aus einem Raum niedrigen Druckes in einen Raum hohen Druckes einer druckmittelbeaufschlagten Förderanlage, mit

ίο einem ortsfesten Gehäuse, das eine zylindrische Innenfläche hat, deren Achse sich horizontal erstreckt und über deren Umfang eine im oberen Bereich der zylindrischen Innenfläche angeordnete Granulatzuführung, in Achsrichtung des Gehäuses versetzt eine

IS Einlaßöffnung und eine Auslaßöffnung eines Förderkanals der Förderantage sowie eine Druckentlastungsöffnung vorgesehen sind, und mit einem in dem Gehäuse koaxial mit dessen Innenfläche drehbar angeordneten Rotor mit zylindrischer Außenfläche, deren Durchmesser annähernd mit der Innenfläche des Gehäuses entspricht und die gegenüber dieser Innenfläche abgedichtet ist und mindestens eine längs der Achse des Rotors gekrümmt verlaufende Aufnahmekammer für das Granulat aufv/eist. die bei Umdrehung des Rotors nacheinander mit der Granulatzuführung, als Teil des, Förderkanals mit dessen Einlaß- und dessen Auslaßöffnung und mit der Druckentlastungsöffnung in Verbindungbringbarist.

Derartige schleusenartige Vorrichtungen werden dann benutzt, wenn der Zuführraum und der Raum, in den das Gut eingeschleust werden soll, untereinander angeordnet sind. Sie gehen daher von anderen Voraussetzungen aus als solche bekannten Rotorschleusen, bei denen Zuführrr>'j'n und Aufnahmeraum nebeneinander geordnet sind (vgl. z. B. DT-PS 10 89 327). Die Bauart der gattungsgemäßen Vorrichtungen mit sich horizontal erstreckender Achse des Rotors unterscheidet sich ferner grundsätzlich von bekannten Rotorschleusen mit vertikaler Rotorachse

₄a (z. B. DT-PS 9 35 185 und GB-PS 7 52 607). Bei diesen ruht während des Schleusenvorganges das Material in einem sich vertikal erstreckenden Aufnahmekanal des Rotors auf der dem Rotor zugewandten Innenfläche des Gehäuses, die wegen der Beanspruchung in diesem Bereich als Verschleißteller ausgebildet sein kann

(DT-PS 9 35 185). Abgesehen von dem Verschleiß im Bereich dieser Auflagefiächen ist jedoch oft überhaupt ein Anhaften des Materials am Gehäuse unerwünscht.

Bei einer bekannten Vorrichtung der eingangs genannten Gattung (DT-PS 5 55 366) sind die Aufnahmekammern im Rotor von Mulden gebildet, die eine weite offene Eingangsfläche an der Umfangsseite de; Rotors haben. Es bestehen daher größere Flächenbereiche, an denen die erforderliche Dichtpackung zwischer Gehäuse und Rotor nicht abgestützt ist; dies kann eine Quelle für die Bildung von Vorsprüngen und Beulen ar der Dichtpackung sein, die eine weitere Drehbewegung des Rotors hemmen oder gar zu einer Beschädigung dei Dichtung führen. Ferner stellt sich bei der bekanntet

to Vorrichtung die Aufnahmemulde während des Schleus Vorganges auf den Kopf und kippt die ganze Füllung au die Gehäuseinnenwand bzw. die Dichtung, die damit be der Entgegenhaltung systematisch verschlissen wird Dieser Verschleiß führt nicht nur zu Beschädigunget der Dichtung, insbesondere dann, wenn daran haftendi Staubkörnchen in den Bewegungsspalt zwischen Dich lung und bewegtem Element geraten, sondern auch zi Verschlechterungen eines z. B. eingeschleusten granu

If

lierten Nahrungsmittels. Es können nämlich Teile des Nahrungsmittels vorübergehend an der Dichtung haften bleiben und dann später wieder in die Nahrungsmittelmenge hineingeraten. Derartige Teilchen sind, dann verhärtet, ausgetrocknet und gegebenenfalls gar bei 5 heißer Betriebsweise verkohlt.

Andere vergleichbare bekannte Vorrichtungen zeigen ähnliche Nachteile. Da das zu verarbeitende Granulat stark an den Innenwänden der Anlage haftet, wird der Durchsatz durch die Anlage verringert und der Strömungswiderstand in der Anlage erhöht, und das Erzeugnis wird durch die sich von der Innenwand der Anlage lösenden, in der Qualität verschlechtertem Stoffe beeinträchtigt. Ferner ist es unvermeidlich, daß Packungen oder Dichtungen der Anlage sich abnutzen und ein in der Anlage vorgesehener Rotor stärker belastet wird, da in der Qualität verschlechterte Stoffe zwischen die Packung und den Rotor gelangen. Ferner ist das Fassungsvermögen des Granulatbehälters pro Rotor nur klein, so daß die betriebliche Leistungsfähigkeit gering ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kontaktmöglichkeit zwischen dem in der Aufnahmekammer aufgenommenen Granulat und Dichtmitteln weitgehend einzuschränken. Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, daß die Aufnahmekammer als U-förmig gekrümmter Aufnahmekanal ausgebildet ist, dessen beide Enden in Achsrichtung des Rotors hintereinanderliegen und an der Außenfläche des Rotors münden, wobei das eine offene Ende mit der Einlaßöffnung und das andere offene Ende mit der Auslaßöffnung des Förderkanals in Verbindung bringbar sind, daß die Granulatzuführung in zwei in Achsrichtung des Gehäuses hintereinanderliegende Granulatzuführöffnungen unterteilt ist, die mit je einem offenen Ende des Aufnahmekanals in Verbindung bringbar sind, und daß die Einlaßöffnung und die Auslaßöffnung des Förderkanals seitlich an der Innenfläche des Gehäuses angeordnet sind.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das Granulat oder körnchenförmige Material durch die Granulatzufuhröffnungen des Gehäuses in die Aufnahmekanäle durch die beiden offenen Enden derselben eingeführt und derartig bemessen, daß die Oberflächen des in den Aufnahmekanal eingefüllten Granulats leicht unterhalb der zylindrischen Oberfläche des Rotors liegen. Bei Drehung des Rotors ist dann die Gefahr, daß das Granulat an Dichtpackungen haftet, auf ein Mindestmaß eingeschränkt; denn wenn man auf der Granulatzufuhrseite stets nur eine solche Menge des j₀ Granulats in den Aufnahmekanal einfüllt, daP noch ein kleiner freier Raum an den beiden offenen Enden des Kanals verbleibt, verändert sich nämlich bei der Drehung des Rotors der Spiegel des aufgenommenen Granulats in einer solch günstigen Weise, daß kaum noch Granulat bis zur Dichtung gelangen kann. Es mag zwar noch in geringem Umfang ein Materialflug auftreten; eine direkte Dichtungsbeaufschlagung durch bei der Förderung sich ablagerndes Material kann jedoch vermieden werden. ^

Wenn der Aufnahmekanal mit der Einlaß- bzw. Auslaßöffnung für das unter hohem Druck stehende Fluid in Verbindung gebracht worden ist, wird das in dem Aufnahmekanal befindliche Granulat durch das durch die Einlaßöffnung in den Aufnahmekanal gj eingestrahlte Hochdruckfluid in eine Hochdruckfluidanlage geblasen und in dieser durch das unter hohem Druck stehende Fluid weiterbefördert. Auch angesichts der Tatsache, daß das Granulat durch Kraftübertragung des Hochdruckfluids weiterbefördert wird, ist die Haftung an der Innenwand des Aufnahmekanals auf ein Minimum eingeschränkt.

Der Druck von in dem geleerten Aufnahmekanal verbliebenem Fluid wird an der Druckentlastungsöffnung wieder auf Normaldruck reduziert.

Zwischen Rotor und Gehäuse mit einer gewissen elastischen Vorspannung eingebrachte Dichtpackungen bleiben weitgehend flächig abgestützt, da die gebogenen Aufnahmekanäle lediglich mit zwei verhältnismäßig kleinen Öffnungen an der Außenseite des Rotors ausmünden. Durch die gleichzeitige Einfüllmöglichkeit durrh beide Öffnungen braucht dabei trotzdem die Arbeitsgeschwindigkeit durch den Füllvorgang nicht gemindert zu werden.

Die Förderleistung der Vorrichtung kann erhöht werden, wenn der Rotor mit mehreren Aufnahmekanälen ausgebildet ist. Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die im Rotor ausgebildeten Aufnahmekanäle radialsymmetrisch bezüglich der Rotorachse angeordnet sind. Hierdurch wird der Fördervorgang vergleichmäßigt.

Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, daß der Durchmesser der Einlaßöffnung und der Auslaßöffnung des FörderkanJs erheblich größer gewählt ist als der Durchmesser der offenen Enden des jeweiligen Aufnahmekanals, und daß der Abstand in Umfangsrichtung zwischen den offenen Enden der einander benachbarten Aufnahmekanäle derartig gewählt ist, daß immer eine oder mehrere der Aufnahmekanäle mit der Einlaßöffnung bzw. Auslaßöffnung des Förderkanal in Verbindung stehen. Aufgrund dieser Anordnung kann das Granulat der Hochdruckanlage im wesentlichen gleichmäßig zugeführt werden, und die Einlaß- und Auslaßöffnungen für das Hochdruckfluid können mit irgendeinem der Aufnahmekanäle in Verbindung gehalten werden, ohne daß sie durch die Außenfläche des Rotors verschlossen werden, so daß ein Pulsieren des Drucks in der Anlage vermieden oder zumindest vermindert werden kann.

Insbesondere für den Fall, daß es nicht möglich ist, die Einlaß- und Auslaßöffnungen für das Hochdruckfluid mit einer oder mehreren der Aufnahmekanäle in Verbindung zu halten, wie oben erwähnt, wird vorzugsweise vorgesehen, daß die an das Gehäuse angeschlossene Hochdruckfluidanlage einen Umleitungskanal aufweist, der die Einlaßöffnung und die Auslaßöffnung des Förderkanals unmittelbar unter Umgehung des Gehäuses miteinander in Verbindung bringt, und daß ein Ventil in dem Umleitungskanal vorgesehen ist, welches in zeitlicher Abstimmung mil der Umdrehung des Rotors zum Ausgleich einer durch die Umdrehung des Rotors verursachten Änderung der Querschnittsfläche der Hochdruckfluidanlage betätigbar ist. Das Ventil gleicht eine Veränderung dei Querschnittsfläche des Fluidkanals der Anlage durch den Grad der Öffnung des Ventils aus, welcher ir zeitlicher Übereinstimmung mit der Umdrehung de; Rotors veränderbar ist, wodurch das Pulsieren de; Drucks in der Anlage verringert oder vermieden wird Die Anordnung des Ventils bewirkt außerdem, daß da: geringfügige Pulsieren, welches auch dann auftreter kann, wenn die Einlaß- und Auslaßöffnungen für da: Hochdruckfluid ständig mit einem oder mehreren de: Aufnahmekanäle in Verbindung stehen, ausgeschalte oder zumindest verringert wird.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel de Ausbildung gemäß der Erfindung dargestellt.

F i g. 1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in der Vorderansicht;

Fig.2! zeigt einen Schnitt durch die Vorrichtung längs der Linie Il-II in F i g. 1;

Fig.3 zeigt einen Schnitt durch die Vorrichtung längs der Linie IH-III in Fig. 2;

Fig.4 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Betriebsanlage eingebaut;

Fig.5a bis 5d zeigen schrittweise den Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

F i g. 6 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Hochdruckfluidanlage, der ein Umleitungskanal und ein Steuerventil zugeordnet sind.

Wie aus den F i g. 1 bis 3 hervorgeht, hat ein Gehäuse 6, dessen Achse horizontal angeordnet ist und das eine zylindrische Innenfläche aufweist, in seiner zylindrischen Wand an der Oberseite Zufuhröffnungen 201,201' für kömchenförmiges Material oder Granulat eine Einlaßöffnung 3 für ein Hochdruckfluid und eine Auslaßöffnung 9 für ein Hochdruckfluid an einer Seite auf bestimmter Höhe sowie Druckentlastungsöffnungen 4 an der entgegengesetzten Seite.

In dem Gehäuse 6 ist konzentrisch ein zylindrischer Rotor 5 drehbar angeordnet, dessen Außendurchmesser im wesentlichen dem Innendurchmesser des Gehäuses 6 entspricht und der von einer Welle 10 getragen wird, die in im Gehäuse 6 angebrachten Lagern 12 drehbar gelagert ist. Der Rotor 5 wird im Gehäuse durch ein von einer hier nicht gezeigten Antriebsquelle über die Welle 10 ausgeübtes Drehmoment im Uhrzeigersinn in F i g. 2 gesehen in Umdrehung versetzt.

Im Rotor 5 sind sechs Granulataufnahmekammern in radialer Richtung und radialsymmetrisch zur Achse des Rotors angeordnet von denen jede die Gestalt eines U-förmigen Kanals 1 hat, der zur Mitte des Rotors hin konvex gekrümmt ist und dessen beide Enden 101,10Γ in der zylindrischen Fläche des Rotors in der Nähe der Ränder der entgegengesetzten Seitenflächen des Roiors münden.

Der tangentiale Durchmesser der Einlaß- und Auslaßöffnungen 3, 9 für das Hochdruckfluid ist erheblich größer als der Durchmesser der offenen Enden 101, 101' der Granulataufnahmekammern, und der Abstand in Umfangsrichtung zwischen den offenen Enden der einander benachbarten Kammern ist derartig _4J gewählt daß die offenen Enden 101, 101' mindestens einer Granulataufnahmekammer ständig mit der Einlaßbzw. Auslaßöffnung 3, 9 für das Hochdruckfluid in Verbindung stehen.

Um zu verhindern, daß Hochdruckfluid durch den Spalt zwischen der Innenfläche des Gehäuses 6 und der Außenfläche des Rotors 5 entweicht sind lineare Packungen oder Dichtungen 7 an der Innenfläche des Gehäuses 6 oder an der Außenfläche des Rotors drehfest mit diesem vorgesehen. Ferner sind ringförmige Packungen oder Dichtungen 8 längs der entgegengesetzten Kanten der zylindrischen Oberfläche des Rotors 5 und ringförmige Packungen oder Dichtungen 11 um die Welle 10 herum vorgesehen, wie aus der Zeichnung hervorgeht um zu verhindern, daß unter hohem Druck ^₀ stehendes Fluid von der Hochdruckseite zur N'iederdruckseite gelangt (siehe F i g. 2 und 3).

Die vorstehend beschriebene Vorrichtung wird beispielsweise in einer Einrichtung zum Herstellen von Lebensmitteln verwendet die mit einem heißen _6j Gasstrom arbeitet Die Einlaß- und Auslaßöffnung 3, 9 für das unter hohem Druck stehende Fluid aind dabei mit einer Hochdruckfluidanlage gemäß Fig.4 verbunden, die sich aus Druckluftquellen 4', 5 und 16 sowie aus Förderleitungen 13 zusammensetzt.

Alle sechs Granulataufnahmekanäle 1 haben die gleiche Funktion, die nachfolgend anhand eines Kanals näher erläutert wird.

Der Aufnahmekanal 1 erhält eine solche Menge eines zu verarbeitenden körnchenförmigen Materials oder Granulats durch die Zufuhrleitung 2 und die Zufuhröffnungen 201 und 201', daß die Oberflächen des eingefüllten Granulats in den offenen Endbereichen des Kanals einen geringen Abstand von der zylindrischen Oberfläche des Rotors haben, wie F i g. 5a zeigt. Dann wird bei einer Umdrehung des Rotors im Uhrzeigersinn der gefüllte Granulataufnahmekanal in die in Fig. 5b gezeigte Stellung gebracht. Da oberhalb der Oberfläche des eingefüllten Granulats ein Luftraum vorhanden ist, sind die Oberflächen des Granulats innerhalb des Kanals während der Drehbewegung des Kanals gezeigt, wie aus der Zeichnung hervorgeht. Infolgedessen ist die Gefahr gering, daß das Granulat die Packungen 7, 8 ( F i g. 2) berührt, und infolgedessen kann das Anhaften des Stoffs an den Packungen und an der Innenwand des Gehäuses als kaum gegeben angesehen werden.

Wenn sich der Rotor weiterdreht, und wenn die offenen Enden des Granulataufnahmekanals 1 in eine derartige Stellung gebracht worden sind, daß sie mit der Einlaß- bzw. Auslaßöffnung 3, 9 für das Hochdruckfluid kommunizieren, wie F i g. 5c zeigt, dann bläst das durch die Einlaßöffnung 3 in die Kammer strömende, unter hohem Druck stehende Fluid das Granulat aus dem Kanal heraus und drückt es in die Förderleitung 13 der Hochdruckfluidanlage.

Wenn die offenen Enden des Kanals 1 entsprechend der Umdrehung des Rotors mit den Druckentlastungsöffnungen 4 in Verbindung gebracht worden sind, wie F i g. 5d zeigt, wird das in dem Kanal 1 noch vorhandene Hochdruckfluid entlüftet, und in dem Kanal wird wieder ein normaler Druck hergestellt. Dann wird der Kanal 1 entsprechend der weiteren Umdrehung des Rotors in die in F i g. 5a gezeigte Stellung zurückbewegt, und der oben beschriebene Vorgang kann sich wiederholen.

Da auch alle anderen Granulataufnahmekanäle die gleiche Funktion ausüben wie der oben beschriebene Kanal, kann ein unter verhältnismäßig niedrigem Druck stehendes Granulat fortlaufend in die unter hohem Druck stehende Fluidanlage eingeführt werden.

Wenn man, wie F i g. 6 zeigt, einen Umleitungskanal von entsprechendem Durchmesser in der Hochdruckfluidanlage vorsieht welcher den Einlaßkanal 13' und den Auslaßkanal für das unter hohem Druck stehende Fluid unmittelbar miteinander verbindet und das Gehäuse 6 umgeht und wenn man in dem Umleitungskanal ein Ventil 17 vorsieht welches in zeitlichei Abstimmung mit der Umdrehung des Rotors betätig wird, so kann ein Pulsieren des Druckes in dei Hochdruckfluidanlage vermieden werden.

Wenn nämlich der auf das Fluid ausgeübte Wider stand entsprechend der durch die jeweilige Stellung de: sich drehenden Rotors bedingten Veränderung de Querschnittsfläche der Hochdruckfluidanlage schwanki so wird der Öffnungsgrad des Ventils 17 derarti] geändert daß f";e erwähnte Änderung der Querschnitts flächen ausgeglichen wird, wodurch das Pulsieren de Drucks in der Anlage vermieden werden kann.

Über eine Drehbewegungen übertragende Vorrich tung, die in F i g. 6 gezeigt ist, steht die Welle des Ventil 17 betriebsmäßig in Verbindung mit der Welle 10 de Rotors, so daß das Ventil in zeitlicher Abstimmung m

dem Rotor betätigbar ist. Wie aus Fig.6 ferner hervorgeht, umfaßt die Übertragungsvorrichtung ein an einer Verlängerung der Welle 10 angebrachtes Kettenrad 20, eine Antriebskette 21, ein weiteres Kettenrad 22 sowie Kegelräder 23 und 24. Die das Kettenrad 22 und das Kegelrad 23 tragende Welle 26 ist in den Lagern 25 gelagert.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum fortlaufenden Zuführen eines Granulats aus einem Raum niedrigen Druckes in einen Raum hohen Druckes einer druckmittelbeaufschlagten Förderanlage, mit einem ortsfesten Gehäuse, das eine zylindrische Innenfläche hat, deren Achse sich horizontal erstreckt und über deren Umfang eine im oberen Bereich der zylindrischen Innenfläche angeordneten Granulatzuführung, in Achsrichtung des Gehäuses versetzt eine Einlaßöffnung und eine Auslaßöffnung eines Förderkanals der Förderanlage sowie eine Druckentlastungsöffnung vorgesehen sind, und mit einem in dem Gehäuse koaxial mit dessen Innenfläche drehbar angeordneten Rotor mit zylindrischer Außenfläche, deren Durchmesser annähernd dem der Innenfläche des Gehäuses entspricht und die gegenüber dieser Innenfläche abgedichtet ist und mindestens eine längs der Achse des Rotors gekrümmt verlaufende Aufnahmekammer für das Granulat aufweist, die bei Umdrehung des Rotors nacheinander mit der Granulatzufiihrung, als Teil des Förderkanals mit dessen Einlaß- und dessen Auslaßöffnung und mit der Druckentlastungsöffnung in Verbindung bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmekammer als U-förmig gekrümmter Aufnahmekanal (1) ausgebildet ist, dessen beiJe Enden (101, 101') in Achsrichtung des Rotors (5) hintereinander liegen und an der Außenfläche des Rotors münden, wobei das offene Ende (101) mit der Einlaßöffnung (3) und das andere offene Ende (10Γ) mit der Auslaßöffnung (9) des Förderkanals in Verbindung bringbar sind, daß die Granulatzuführung in zwei in Achsrichtung des Gehäuses (6) hintereinanderliegende Granulatzuführöffnungen (201, 201') unterteilt ist. die mit je einem offenen Ende des Aufnahmekanals (1) in Verbindung bringbar sind, und daß die Einlaßöffnung (3) und di? Auslaßöffnung (9) des Förderkanals seitlich an der Innenfläche des Gehäuses (6) angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (5) mehrere Aufnahmekanäle (1) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die im Rotor (5) ausgebildeten Aufnahmekanäle (1) radialsymmetrisch bezüglich der Rotorachse angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Einlaßöffnung (3) und der Auslaßöffnung (9) des Förderkanals erheblich größer gewählt ist als der Durchmesser der offenen Enden (101, 101') des jeweiligen Aufnahmekanals (1) und daß der Abstand in Umfangsrichtung zwischen den offenen Enden der einander benachbarten Aufnahmekanäle derartig Sewählt ist, daß immer eine oder mehrere der lufnahmekanäle mit der Einlaßöffnung (3) bzw. der Auslaßöffnung (9) des Förderkanals in Verbindung Itehen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennteichnet, daß die das Druckmedium zum Gehäuse (6) liefernde und das Fördergemisch abführende För-(flerleitung (13) vor dem Gehäuse (6) einen Verbindungskanal aufweist, wobei der Verbindungskanal mit einem Ventil (17) versehen ist und wobei Has Ventil (17) seine Verstellung über einen von der Welle (10) des Rotors (5) abgehenden Antrieb erfährt.