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Abschlußventil fUr pneumatische Förderanlagen, insbesondere Saugförderanlagen
Die Erfindung betrifft ein Abschlußventil für pneumatische Förderanlagen, insbesondere
Saugförderanlagen, zum Unterbrechen des Förderstroms in einer Leitung mit einem
Ventilkörper, der in einem in die Leitung eingesetzten Gehäuse angeordnet ist.
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Pneumatische Förderanlagen werden insbesondere für den Transport von
Schüttgütern eingesetzt. Soweit es sich um innerbetriebliche Anlagen handelt, haben
diese zumeist die Aufgabe, das in einem Vorratsbehälter enthaltene Schüttgut einem
Verbraucher diskontinuierlich zuzuführen. Um bei einer solchen diskontinuierlichen
Arbeitsweise den Förderstrom, beispielsweise in Abhängigkeit von einer Wägung, zu
unterbrechen, oder aber die Anlage aus anderem Grund still zu setzen, ist es unter
anderem bekannt, in eine Leitung der Anlage ein Abschlußventil einzubauen. Hierbei
handelt es sich um Klappen-, Schieber- oder Quetschventile von herkömmlichem Aufbau.
Alle diese Ventilkonstruktionen haben den Nachteil, daß sie in der Leitung als Strömungshindernis
wirken, so daß das Gut an dem Ventil teilweise aus dem Förderstrom ausgeschieden
wird. Sofern das Schüttgut aus verschiedenen miteinander gemischten Komponenten
besteht, kann an diesem Strömungshindernis ein Entmischen aufgrund des unterschiedlichen
Abscheidungsverhaltens der einzelnen Komponenten stattfinden. Dieser Nachteil wird
dadurch besonders gravierend, daß die bekannten Ventilkörper relativ langsam in
die Schließstellung bewegt werden mit der Folge, daß sich das Gut während der Schließbewegung
in zunehmendem Umfang vor dem Ventilkörper auf staut, was nicht selten dazu führt,
daß sich das Ventil nachher nicht mehr öffnen läßt. Der Zwangsantrieb des Ventilkörpers
führt ferner dazu, daß während des Schließvorgangs zwischen ihm und dem Ventil sitz
häufig Partikel eingeklemmt werden mit der Folge, daß das Ventil nicht dicht schließt.
Gerade in einem solchen Fall, bei dem also noch eine sehr geringe Strömung durch
das Ventil stattfindet, tritt der Abscheideeffekt vor dem Ventil in besonders starkem
Maß auf.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Abschlußventil zu schaffen,
das zumindest in der Öffnungsstellung für den
Gutstrom kein Strömungshindernis
darstellt, in der Schließstellung nur einen geringen Abscheideeffekt bringt, wobei
Vorsorge dafür getroffen werden soll, daß eventuell abgeschiedenes Gut die Funktionsfähigkeit
des Ventils nicht beeinträchtigt.
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Diese Aufgabe wird bei einem Abschlußventil des eingangs geschilderten
Aufbaus nach einem ersten Grundgedanken der Erfindung dadurch gelöst, daß das Gehäuse
einen die Leitung diametral erweiternden, freien Raum bildet und der Ventilkörper
in der Offenstellung vollständig in dem oberhalb der Leitung liegenden Raum angeordnet
ist, während der unterhalb der Leitung liegende Raum als Auffanggefäß dient.
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Bei Betrieb der Anlage befindet sich der Ventilkörper in der Offenstellung,
ist also vollständig außerhalb des Gutstroms in dem oberhalb der Leitung befindlichen
Raum angeordnet. Er kann demzufolge die Strömung nicht beeinträchtigen, die frei
durch das Gehäuse erfolgt. Wird der Ventilkörper in die Schließlage abgesenkt, so
setzt sich dabei eventuell abgeschiedenes Gut in dem unterhalb der Leitung angeordneten
Auffanggefäß ab, so daß es weder die völlige Schließbewegung noch die ÖZfnungsbewegung
des Ventilkörpers behindern kann.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Ventilkörper
zum Schließen des Ventils aus dem oberen Raum in den Förderstrom absenkbar und in
der abgesenkten Lage zumindest begrenzt in Strömungsrichtung bis zur dichten Anlage
am Ventilsitz frei bewegbar.
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Durch die zumindest kurz vor der Schließbewegung gegebene freie Beweglichkeit
des Ventilkörpers wird dieser von der Saugluft mitbewegt und selbsttätig auf dem
Ventilsitz festgesogen. Gegenüber einer Schiebe- oder Schwenkbewegung zwischen Ventilsitz
und Ventilkörper ist hier die Gefahr des Einklemmens von Partikeln zwischen Ventilkörper
und Ventilsitz erheblich geringer. Sofern dennoch Partikel eingeklemmt werden, also
eine gewisse Undichtigkeit vorhanden ist, die zu einer begrenzten Abscheidung von
Gut vor dem Ventil führt, so kann sich auch dieses Gut in dem unteren Raum sammeln.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Ventilkörper an
einem im oberen Raum d-s Gehäuses gelagerten Pendelhebel frei angelenkt, dessen
gehäuseseitiger Lagerzapfen zumindest zum Öffnen des Ventils angetrieben und in
der Öffnungslage arretiert ist.
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Der Antrieb kann von Hand, motorisch oder magnetisch erfolgen.
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In den beiden letztgenannten Fällen kann der Antrieb zum Lösen der
Arretierung bzw. Absenken des Ventilkörpers von dem Verbraucher, einer Waage od.dgl.
her gesteuert werden. Die freie Anlenkung des Ventilkörpers an dem Pendelhebel ermöglicht
dessen begrenzte freie Beweglichkeit in Strömungsrichtung.
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Sofern der Ventilkörper zumindest eine teilkugelförmige Dichtfläche
aufweist oder aber als Vollkugel ausgebildet ist, ist selbst bei einer Bewegung
desselben stets sichergestellt, daß die Dichtfläche satt dem Ventil sitz aufliegt.
Dies kann noch dadurch unterstützt werden, daß der Ventilkörper zumindest einen
elastischen Mantel aufweist, wodurch auch das Einklemmen von Partikeln nicht mehr
zu Undichtigkeiten führen kann, da sich diese Partikel in den elastischen Werkstoff
eindrücken.
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Nach einem weiteren Grundgedanken der Erfindung weist der das Auffanggefäß
bildende untere Raum des Gehäuses ein Saugventil für Nebenluft auf. Dieses Saugventil
kann einstellbar vorgespannt sein.
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Durch diese Ausbildung arbeitet das Ventil selbstreinigend, indem
nämlich eventuell abgeschiedenes Gut mit Hilfe der Nebenluft in den Hauptförderstrom
zurückgesaugt wird. Dieser Effekt tritt selbst noch während der Schließbewegung
ein und endet erst dann, wenn der Druck vor dem Abschlußventil den am Saugventil
eingestellten Wert überschreitet, so daß dieses dann nicht mehr öffnet. Sich dann
noch eventuell absetzendes Gut wird beim erneuten Öffnen des Abschlußventils sofort
wieder in den Förderstrom transportiert, da dann das Saugventil wieder öffnet.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der
folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform sowie anhand der Zeichnung.
Hierbei zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Abflußventil und Fig. 2 einen
Schnitt II - II gemäß Fig. 1.
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In Figur 1 ist eine Leitung der Förderanlage in Form zweier Leitungsabschnitte
1, 2 erkennbar, wobei eine Strömungsrichtung gemäß Pfeil 3 angenommen ist. In die
Leitung ist ein Gehäuse 4 eingesetzt, das die Leitung, wie aus der Zeichnung ersichtlich,
diametral durchsetzt, so daß ein oberhalb der Leitung angeordneter Raum 5 und ein
unterhalb der Leitung liegender Raum 6 vorhanden ist.
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In dem Gehäuse 4 ist ein Ventilkörper 7 angeordnet, der sich in der
nicht dargestellten Schließlage vollständig in dem oberhalb der Leitung 1, 2 liegenden
Raum 5 befindet, so daß das gemäß Pfeil 3 anströmende Gut das Gehäuse 4 ungehindert
durchströmen kann. Der Ventilkörper 7 ist mittels eines Zapfens 8 an einem Pendelhebel
9 frei angelenkt, der seinerseits mittels eines Zapfens 10 an einer Wand des Gehäuses
4 pendelnd gelagert ist. Aufgrund der freien Anlenkung mittels des Gelenkzapfens
8 kann der Ventilkörper 7 zumindest begrenzt um das Gelenk schwenken. An dem Lagerzapfen
10 des Pendelhebels 9 kann ein Antrieb angreifen, der den Ventilkörper 7 aus der
in Fig. 1 dargestellten Lage in die Offenstellung bewegt, die in Fig. 1 durch die
strichpunktierte Darstellung 9' des Pendelhebels angedeutet ist. In dieser Stellung
kann der Ventilkörper arretiert sein, beispielsweise durch Sperren des Antriebs,
durch eine Übertotpunktlage od.dgl.
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Aus der angehobenen Offenstellung fällt der Ventilkörper 7, beispielsweise
nach Lösen einer Arretierung, nach einem entsprechenden Impuls des Antriebs od.dgl.
in die abgesenkte Lage ab, wobei er aufgrund seiner freien Schwenkbarkeit um den
Gelenkzapfen 8 des Pendelhebels 9 unter Wirkung des Saugdrucks an die Öffnung 11
des Leitungsabschnittes 2, welche den Ventilsitz bildet, herangezogen wird.
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Der Ventilkörper ist beim wiedergegebenen Ausführungsbeispiel als
Kugel 12 ausgebildet, die, wie in Fig. 2 gezeigt,aus aus einem gut elastischen Mantel
13 und einem demgegenüber weniger elastischen Kern 14 besteht. Sie ist von einem
Bolzen 15 durchgriffen, der an dem Zapfen 8 gelenkig angehängt ist.
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Der untere Raum 6 des Gehäuses 4 dient als Auffanggefäß und ist durch
einen rohrförmigen Ansatz 16 vertieft. An diesem rohrförmigen Ansatz 16 ist ein
Ventil 17 für Nebenluft angeordnet. Es besteht aus einer Scheibe 18 mit der Ventilöffnung
19, die von einer Kugel 20 unter Wirkung einer Zugfeder 21 abgeschlossen ist. Die
von der Feder 21 auf die Kugel 20 ausgeübte Vorspannkraft ist mittels einer Schraube
22 einstellbar. Solange im Leitungsabschnitt 1 bzw. im Auffanggefäß 6, 16 ein bestimmter
Unterdruck herrscht, befindet sich die Kugel 20 in der Öffnungslage, so daß allfällig
in dem Auffanggefäß 6, 16 liegendes Gut mittels der Nebenluft in den Hauptstrom
gefördert wird. Dies gilt insbesondere für die Inbetriebnahme der Anlage nach einem
Abschaltvorgang, d.h. nach dem Öffnen des Ventilkörpers 7 aus der in Fig. 1 dargestellten
Lage.
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Um das Abschlußventil inspizieren zu können, ist das Gehäuse 4 mit
einem Klemmdeckel 23 verschlossen. Ebenso kann das Auf fanggefäß 6, 16 bodenseitig
geöffnet werden, indem beispielsweise das gesamte Ventil 17 mittels einer Überwurfmutter
24 an dem Auffanggefäß 6, 16 angeschraubt ist.