DE2521627C2

DE2521627C2 - Vorrichtung zum Einführen von Schüttgut aus einer Kammer in eine unter einem höheren Druck stehende Kammer

Info

Publication number: DE2521627C2
Application number: DE2521627A
Authority: DE
Inventors: Bernard P. Colombes Hauts-de-Seine Duch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-05-15
Filing date: 1975-05-15
Publication date: 1985-01-03
Also published as: SE7505514L; US4034870A; DE2521627A1; ES437634A1; SE423526B; NL7505578A; GB1490155A; NL177814B; IT1038068B; NL177814C

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einführen von Schüttgutmaterial aus einer unter einem bestimmten Druck stehenden ersten Kammer in eine unter einem höheren Druck stehenden zweiten Kammer, mit einem Stator, in dem der gleiche Druck herrscht wie in der zweiten Kammer, und einem Rotor, welcher über ein bestimmtes Rotorvolumen K verfügt und in dem der gleiche Druck herrscht wie in der ersten Kammer, wobei der Rotor eine zentrale Öffnung aufweist, durch weiche das aus der ersten Kammer kommende Material einzuführen ist und einen Umfangsschlitz, der sich unter dem Druck des einer Zentrifugalkraft ausgesetzten Materials öffnet und das Material in den Stator fließen läßt. wobei der Rotor weiterhin aus zwei etwa halbschalenförmigen starren Rotorhälften besteht die das Rotorvolumen begrenzen, wobei die erste Rotorhälfte stationär an einer Rotationswelle des Rotors befestigt ist.

Bei einer bekannten Vorrichtung der zuvor bezeichneten Art (vgL DE-PS 6 29 360) sind beide Rotorhälften stationär an der Rotationswelle des Rotors befestigt. Die zweite Rotorhälfte ist dabei mit einem kleineren Durchmesser als die erste Rotorhälfte ausgebildet, so daß sich zwischen der ersten Rotorhälfte und der zweiten Rotorhälfte eine kreisringförmige öffnung ergibt. Um das Rotorvolumen gegenüber der zweiten Kammer abzudichten, solange der durch die Rotationskräfte erzeugte Druck in der ersten Kammer den Druck in der zweiten Kammer noch nicht erreicht hat ist bei der bekannten Vorrichtung als Verschlußorgan eine die kreisringförmige öffnung überdeckende Scheibe vorgesehen, die aus einem elastischen verformbaren Material besteht

Diese bekannte Ausgestaltung einer Vorrichtung zum Einführen von Schüttgutmaterial ist mit erheblichen Nachteilen verbunden. Wenn der Rotor eine Umdrehungszahl erreicht hat die zu einer öffnung des Verschlußorgans führt, öffnet sich dieses zwar zunächst nur ein wenig, dann aber sehr rasch vollständig, da die den Öffnungsvorgang herbeiführende Kraft praktisch dieselbe ist die zu einem weitgehenden Umbiegen des scheibenförmigen Verschlußorgans ausreicht. Diese Eigenschaft wirkt sich nicht nur insofern nachteilig aus. als sich ein diskontinuierliches Einschleusen des Materials in die zweite Kammer ergibt vielmehr kann dies bei bestimmten einzuschleusenden Produkten auch zu Erscheinungen führen, die die Betriebssicherheit einer derartigen Vorrichtung beeinträchtigen. Beispielsweise ist dies gegeben, wenn mit einer Vorrichtung der in Rede stehenden Art Portlandzement von der ersten Kammer in die zweite Kammer einzuschleusen ist. Das unkontrollierte öffnen des Verschlußorgans führt dann dazu, daß unkontrolliert Druckluft aus der zweiten Kammer in die erste Kammer gelangen kann, und von dort beispielsweise in ein mit der ersten Kammer in Verbindung stehendes Silo. Wenn beispielsweise das Silo weitgehend leer gefahren ist, kann durch die eintretende Druckluft eine Verwirbelung und Verteilung der Reste in dem Silo die Gefahr einer Staubexplosion entstehen lassen.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Einführen von Schüttgutmaterial aus einer unter einem bestimmten Druck stehenden ersten Kammer in eine unter einem höheren Druck stehende zweite Kammer anzugeben, bei der eine kontrollierte öffnung des Umfangsschlitzes gegeben ist.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die zweite Rotorhälfte an der Rotationswelle axial go verschiebbar befestigt ist, nämlich zwischen einer ersten Schließbewegung, in welcher die zweite Rotorhälfte in Berührung mit der ersten Rotorhälfte steht, und einer zweiten Öffnungsstellung, in welcher zwischen der ersten Rotorhälfte und der zweiten Rotorhälfte ein gewisser Abstand und damit der Umfangsschlitz geschaffen ist, daß weiterhin Steuerungsmittel vorgesehen sind, die mit der zweiten Rotorhälfte zusammenwirken zur Steuerung der zunehmenden öffnung des Umfangs-

Schlitzes, daß als Steuerungsmittel eine Rückfederungseinrichtung vorgesehen ist, welche der öffnung der zweiten Rotorhälfte entgegenwirkt, sowie daß weiterhin als Steuerungsmittel eine Dämpfungseinrichtung vorgesehen ist, die bremsend allein in bezug auf die Öffnungsbewegung der zweiten Rotorhälfte wirkt, dagegen die Schließbewegung der zweiten Rotorhälfte nicht behindert

Die im Rahmen der Erfindung vorgesehene axiale Verschiebbarkeit der zweiten Rotorhälfte auf der Rotalionsweüe ergibt eine wirkungsvolle steuerbare öffnungs- und Verschlußmögüchkeit des Umfangsschiitzes. Durch die als Steuerungsmittel vorgesehene Dämpfungseinrichtung einerseits wird die Öffnungsbewegung, jedoch nicht die Schließbewegung der zweiten Rotorhälfte beeinflußt, und durch die Rückfederungseinrichtung andererseits wird ein rasches Schließen des Umfangsschiitzes bei Nachlassen des Druckes durch das Schüttgutmaterial bewirkt Die erwähnten, bei der bekannten Vorrichtung möglichen negativen Erscheinungen könne·.; somit nicht auftreten. Es ist insbesondere praktisch ausgeschlossen, daß Druckluft in erheblichem Umfang aus der zweiten Kammer in die erste Kammer eindringt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

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

Wie die einzige Figur zeigt, enthält die Vorrichtung, die es gestattet, Schüttmaterial aus einer unter einem Druck P1 stehenden (ersten) Kammer A in eine unter einem Druck P2, der höher ist als der Druck P1, stehende (zweite) Kammer B einzuführen, einen Stator 1, welcher die (zweite) Kammer B begrenzt, und in dem Rotor 2 mit vertikaler Achse Y-Y' rotiert. An den Rotor 2 ist eine stationäre Speiseleitung 14 angeschlossen. Das in dem Rotor 2 gebildete Rotorvolumen V und die Speiseleitung 14 stehen unter dem Druck Pi, während die Kammer ödes Stators 1 unter dem Druck P2 steht, der höher als der D, uck P1 ist.

Der Rotor 2 besitzt zwei starre Rotorhälften 21 und 22, die schwach kegelförmig, d. h. also als Kegel mit sehr großem Öffnungswinkel, ausgebildet sind. Die erste Rotorhälfte 21 ist mit der Rotationswelle 7 fest verbunden und wird durch diese in Drehung versetzt.

An dem arr. äußeren Umfang liegenden Rand der ersten Rotorhälfte 21 des Rotors 2 ist ein sich nach unten erstreckender Käfig 23 befestigt, der eine Zylindereinheit 20 trägt, die eine Rückfederungseinrichtung und eine Dämpfungseinrichtung (31, 32) enthält, weiche nachstehend noch im einzelnen beschrieben sind.

Innerhalb des Zylinders 20 ist ein Sekundärzylinder 25 angeordnet, der längs der Drehachse Y-Y' des Rotors 2 in Axialrichtung gleiten kann, und an dessen Kopf die zweite Rotorhälfte 22 befestigt ist.

In dem Sekundärzylinder 25 ist ein Kolben 26 gleitbar angeordnet, der den Innenraum des Zylinders 25 in zwei Kammern 27 und 28 unterteilt. Eine zweite Kammer 29 befindet sich zwischen dem Zylinder 25 und dem Zylinder 20.

Die Kammer 27 enthält unter Druck stehendes Gas, und zwar vorzugsweise Stickstoff.

Die Kammer 28 ist jenseits des Kopfes des Sekundär-/ylinders 25 mit der Kammer 29 des Zylinders 20 durch eine sehr enge Lei'ung 30 sowie durch eine größere bzw. breitere Leitung 31 verbunden, wobei letztere durch ein Rückschlagventil ~2 geschlossen ist.

Die Rotationswelle 7 wird durch eine Riemenscheibe 8 in Drehung versetzt, die fest an der Rotationswelle 7 angebracht ist und mit einem Riemen 9 im Eingriff steht, wobei die Rotationswelle 7 mittels eines Kugellagers 5' gelagert ist

Die Speiseleitung 14 endigt an ihrem oberen Endabschnitt in einem konischen Chargierbunker, dem ein Kugelventil 34 zugeordnet ist, dessen Kugel an einem Sitz 35 des Bunkers anliegt Hierdurch ist eine Dosierung möglich.

Der stationären Speiseleitung 14 ist schließlich eine obere Auslaßdüse 36 zugeordnet, deren Inneres mit einem Durchlaßkanal Ta. verbunden ist, der zwischen der Speiseleitung 14 und dem Innenraum der Rotationswelle gebildet ist Die Betriebsweise der dargestellten Ausgestaltung ist im wesentlichen folgende: Wird der Rotor 2 in Drehung versetzt — wobei die beiden Rotorhälften 21 und 22 in gegenseitiger dichtenden Berührung stehen — so beginnt man mit dem Einführen des Schüttgutmaterials vom Kopf der Speiseleitung 14.

Das in den Rotor 2 fallende Material wird sogleich aufgrund der Zentrifugalkraft zum Unding gefördert Es bildet einen .Materialring M, dessen Majse ständig anwächst Dadurch wächst auch der von dem Material auf die Innenwandung des Rotors 2 ausgeübte Druck ?n.

Wenn der auf die Wandungen des Rotors ausgeübte Druck, insbesondere der auf die Innenwandung der zweiten Rotorhälfte 22 ausgeübte Druck, einen hinreichend großen Wert erreicht hat, nämlich einen Wert, der den von dem Druck P 2 auf die Außenwandung der zweiten Rotorhälfte 22 ausgeübten Druck zuzüglich des von dem in der Kammer 27 unter Druck stehenden Gases in Auswärtsrichtung ausgeübten Druck überschreitet, beginnt die zweite Rotorhälfte 22, sich nach unten zu bewegen.

Diese Abwärtsbewegung ist sehr langsam, da sie durch die Dämpfungseinrichtung, welche durch die in den Kammern 28 und 29 vorhandene Flüssigkeit gebildet wird, gesteuert ist Die Flüssigkeit strömt bei Abwärtsbewegung des Zylinders 25 unter dem Druck iier zweiten Rotorhälfte 22 sehr langsam durch die enge Leitung 30 aus der Kammer 29 in die Kammer 28.

Sobald die Rotorhälfte 22 sich geringfügig von der ersten Rotorhälfte 21 wegbewegt hat, beginnt das Schüttgutmaterial durch die sich bildende Umfangsöffnung 40 zu der unter dem Druck P2 stehenden Kammer ßzu »fließen«. Wenn die durch die Öffnung 40 geströmte Materialmenge gleich groß ist wie die durch die Speiseleitung 14 zugeführte Menge, kommt die Öffnungsbewegung der zweite Rotorhälfte 22 zum Stillstand und es stellt sich ein Gleichgewichtszustand der Beharrung ein, bei dem eine stetige Materialströmung aus der unter dem Druck. P1 stehenden Kammer V nach der unter dem Druck P2 stehenden Kammer B stattfindet

Eine gewisse Menge Luft strömt im Gegenstrom durch dieselbe öffnung 40 in die Kammer Vund strömt von dort durch den Kanal 7a und die Düse 56 nach außen. Dieses und der Umstand, daß die Materialströmung durch den Rotor 2 zur Kammer B in stetiger, gleichmäßiger Weise stattfindet, zeigt, daß die Vorrichtung eine mindestens teilweise Fluidisierung des in dem Rotor 2 enthaltenen Materials bewirkt, obwohl ein spezielles Fluidisierungssystem nicht vorgesehen ist (aber natürlich vorgesehen sein kann).

Wenn die Zuführung von Material aufhört, vermindert sich die Masse ate Materialringes M am Umfang des Rotors 2 sehr schnell, so daß der von außen auf die zweite Rotorhälfte 22 wirkende Druck sowie der von dem unter Druck stehenden Gas in der Kammer 27

ausgeübte Druck ein Anheben der zweiten Rotorhälfte 22 und damit ein Schließen des Rotors 2 bewirken. Dieses Anheben findet aufgrund der öffnung des Rückschlagventils 32 sehr schnell statt.

Erfindungsgemäß ist ein besonderes Hilfsmittel entwickelt worden, mit dem im mittleren Teil des Rotors 2 ein gewisses freies Volumen zu bilden ist, indem Luft angesammelt werden kann, die im Gegenstrom aus der Kammer B durch das fluidisierte Material strömt und auf diese Weise eine ordnungsgemäße Abgabe bzw. Ab- to strömung dieser Luft zur Düse 36 gestattet. Dieses Hilfsmittel besteht in der Anwendung einer ringförmigen Scheibe 37, welche den Auslaß der Speiseleitung 14 innerhalb des Rotors 2 umringt, und die mittels eines Käfigs 37a an der ersten Rotorhälfte 21 befestigt ist Der Käfig 37a ermöglicht eine freie Luftströmung, wie in der Zeichnung durch Pfeile angedeutet ist

Aufgrund der Verwendung der Scheibe 3? beseht das unter der Scheibe 37 zugeführte Material gemäß der Abböschung M' ab und hinterläßt ein freies Volumen V" um den unteren Abschnitt des Durchlaß- bzw. Auslaßkanals 7 a.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat bei praktischen Testversuchen eine perfekt ausgewogene stetige Arbeitsweise bewiesen und gezeigt daß sie insbesondere auf Druckänderungen in der Kammer des Stators 2 empfindlich und schnell reagiert

Es wurde insbesondere gefunden, daß aufgrund eines Druckanstieges in Her Förderkanalisation — beispielsweise aufgrund von Zusammenbackungen in der Kana- !isation — der auf die Außenseite der zweiten Rotorhälfte 22 wirkende höhere Druck ein unverzügliches Schließen des Rotors bewirkt und auf diese Weise eine schnelle Beseitigung von Zusammenbackungen oder dergleichen gewährleistet

Vorstehend ist ausgeführt worden, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Einführen von Material, insbesondere von Schüttgutmaterial, aus einer unter Atmosphärendruck stehenden Kammer in eine unter höherem Druck stehende Luftkanalisation dienen soll. Dieses ist jedoch nicht in einem beschränkenden Sinne, sondern vielmehr beispielhaft zu verstehen, da die Erfindung in allen Fällen verwendbar ist in denen es erforderlich ist. Material aus einer ersten Kammer mit einem gegebenen Strömungsmitteldruck — und zwar sogar Flüssigkeit — in eine zweite Kammer zu überführen, die einen höheren Strömungsmitteldruck aufweist. So kann beispielsweise die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht nur für den pneumatischen oder hydraulischen Transport von Materii'. Verwendung finden, sondern auch beispielsweise bei chemischen Verfahren zum Einführen von Material in Reaktionskammern, wodurch es möglich wird, kontinuierliche Reaktionen in allen jenen Fällen auszuführen, in denen man bisher gezwungen war, diskontinuierliche Reaktionen durchzuführen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Einführen von Schüttgutmaterial aus einer unter einem bestimmten Druck stehenden ersten Kammer in einer unter einem höheren Druck stehende zweite Kammer, mit einem Stator, in dem der gleiche Druck herrscht wie in der zweiten Kammer, und einem Rotor, weicher über ein bestimmtes Rotorvolumen verfügt und in dem der gleiche Druck herrscht wie in der ersten Kammer, wobei der Rotor eine zentrale öffnung aufweist, durch welches das aus der ersten Kammer kommende Material einzuführen ist, und einen Umfangsschlitz, der sich unter dem Druck des einer Zentrifugalkraft ausgesetzten Materials öffnet und das Material in den Stator fließen läßt, wobei der Rotor weiterhin aus zwei etwa halbschalenförmigen starren Rotorhälften besteht dh das Rotorvolumen begrenzen, wobei die erste F-ou-rhälfte stationär an einer Rotationswelle des Rotors befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Rotorhälfte (22) an der Rotationswelle (7) axial verschiebbar befestigt ist, nämlich zwischen einer ersten Schließstellung, in welcher die zweite Rotorhälfte (22) in Berührung mit der ersten Rotorhälfte χ2ί) steht, und einer zweiten Öffnungsstellung, in welcher zwischen der ersten Rotorhälfte (21) und der zweiten Rotorhälfte (22) ein gewisser Abstand und damit der Umfangsschlitz (40) geschaffen ist, daß weiterhin Steuerungsmittel vorgesehen sind, die mit der zweiten Rotorhälfte (22) zusammenwEken zui Steuerung der zunehmenden öffnung des Urcfangsschlitzes (40), daß als Steuerungsmittel eine Rückfec „Tungsemrichtung vorgesehen ist, welche der öffnung der zweiten Rotorhälfte (22) entgegenwirkt, sowie daß weiterhin als Steuerungsmittel eine Dämpfungseinrichtung (31, 32) vorgesehen ist, die bremsend allein in bezug auf die Öffnungsbewegung der zweiten Rotorhälfte (22) nicht behindert

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Rückfederungseinrichtung aus einem unter Druck stehenden Gas besteht, welches in einer Kammer (27) enthalten ist, deren Volumen sich mit einer Bewegung der zweiten Rotorhälfte (22) ändert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das unter Druck stehende Gas Stickstoff ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung aus welcher das Material in den Rotor (2) eingeführt wird, von einer ringförmigen Scheibe (37) umgeben ist, die mittels eines Stützkäfigs (37a) fest am Rotor (2) befesiigt ist.