DE2607686B2

DE2607686B2 - Ventilanordnung

Info

Publication number: DE2607686B2
Application number: DE19762607686
Authority: DE
Inventors: Brian Tickhill Doncaster Snowdon (Grossbritannien)
Original assignee: Macawber Engineering Ltd
Current assignee: Macawber Engineering Ltd
Priority date: 1976-02-25
Filing date: 1976-02-25
Publication date: 1978-04-27
Also published as: DE2607686A1; DE2607686C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung zum Absperren und Abdichten einer Öffnung für den Durchtritt einer aus trockenem, grobkörnigen und scharfkantigen Schüttgut bestehenden Materialsäule, mit einem die Öffnung umschließenden Gehäuse, in dem ein schalenförmiges, allseits sphärisch gekrümmtes Schließteil um eine das Schließteil mittig durchsetzende Achse von einer die Öffnung freigebenden ersten in eine die Öffnung schließende zweite Stellung drehbar gelagert ist, und mit einem die Öffnung des Gehäuses umschließenden elastischen Dichtring.

Aus der DT-AS 10 26 689 ist eine Ventilanordnung der vorstehend genannten Art zum Absperren von pneumatisch gefördertem pulverförmigen oder feinkörnigen Material bekannt. Als Dichtung sind dort lediglich Gummilippen vorgesehen, die vom Förderdruck innerhalb des Ventilraumes gegen das als Walzen- oder Kugelschieber ausgebildete Schließteil gepreßt werden.

Sie liegen daher während des Betriebes am Schließteil ständig an. Bei Verwendung einer solchen Ventilanordnung in Verbindung mit scharfkantigem groben Schüttgut, wie beispielsweise Kohle, werden diese ·> Gummilippen alsbald zerstört. Ein entgegengesetzt gerichteter Druck hebt darüber hinaus die Gummilippen vom Schließteil ab, so daß eine Abdichtung in einem solchen Falle nicht erreichbar ist.
Ähnliches gilt für aus der FR-PS 11 14 403 bekannte,

H) dem Schließteil eines Ventils für pneumatisch gefördertes Schüttgut zugeordnete feste Dichtungsplatten, da solche Dichtungsplatten am Schließteil des Ventils ebenfalls anliegen und durch grobkörniges scharfkantiges Schüttgut alsbald zerstört werden.

Für das Absperren von pneumatisch gefördertem grobkörnigen und scharfkantigen Schüttgut war es daher bisher erforderlich, zwei- voneinander getrennte Ventile vorzusehen, von denen das erste Ventil den Materialzufluß unterbindet, während das zweite in Fließrichtung dem ersten nachgeschaltete Ventil eine luftdichte Abdichtung einer Öffnung bewirkt, an der sich kein Schüttgut befindet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil der eingangs genannten Art in technisch einfacher

2> Weise so weiter zu bilden, daß es sowohl für das Absperren als auch für das Abdichten einer Durchtrittsöffnung geeignet ist, durch die Schüttgut aus großen, harten und schleifenden Partikeln hindurchtritt, ohne daß durch diese Bewegung des Schließkörpers auf dem

3« Ventilsitzring bei geschlossener Ventilstellung verhindert wird.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Dichtring mit Ausnahme seines mittleren Bereichs innerhalb einer Ausnehmung befestigt ist, die

i^r> sich innerhalb einer der Kontur der Krümmung des Schließteils angepaßten Ringfläche des Gehäuses befindet, daß im Gehäuse eine druckgasleitende Zuführung vorgesehen ist, die im mittleren Bereich der Ausnehmung mündet, dies alles in derartiger Anordnung, daß in der Schließstellung des Schließteils der Dichtring durch das Druckgas über seinen gesamten Umfang aus der Ausnehmung heraustritt und sich gegen das Schließteil legt, um eine gasdichte Abdichtung der Öffnung zu bilden.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist das Schließteil eine in bezug auf seine Schließbewegung vorne liegende Scherkante auf, der zum Abscheren von sich festsetzenden, die freie Bewegung des Schließteiles hindernden Materialteilchen eine Scherkante an der Ringfläche des Gehäuses nahe der Schließstellung des Schließteiles zugeordnet ist.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die erfindungsgemäße Ausbildung der Ventilanordnung weist eine Reihe von Vorteilen auf. Das robust ausgebildete sphärisch gekrümmte kugelförmige Schließteil schneidet leicht auch durch grobkörnige Materialsäulen hindurch. Über das zugeführte Druckgas kann der Dichtring in der Schließstellung des Ventils derart verformt werden, daß trotz eventuell auf dem Schließteil haftender Partikel eine gasdichte Abdichtung der Ventilöffnung erzielt wird. Da der Dichtring in einer Ausnehmung fest angeordnet ist, kann er sich bei der Schließbewegung des Schließteiles nicht innerhalb der Ausnehmung bewegen, so daß ein Eindringen von ein Abdichten verhindernder Partikel in die Ausnehmung verhindert wird. Da der Dichtring ferner in der Ausnehmung so angeordnet ist, daß er während der

Schließbewegung des Schließteiles ohne Anlage an diesem ist, kann ein Abschleifen oder gar Zerstören des Dichtringes nicht erfolgen. Durch die Ausbildung der Ventilöffnung als der Kontur des Schließteiles angepaßte Kreisringfläche ist lediglich ein schmaler Spalt vorhanden, der bereits durch eine geringe Deformation des Dichtringes überbrückt werden kann. Schließlich sorgt die Ausbildung von zwei einander zugewandten Kanten von Schließteil und öffnung als Scherkanien dafür, daß anhaftende Partikel abgeschert bzw. durchschnitten worden, so daß, wenn überhaupt, lediglich kleine Partikelteilchen im Öffnungsspalt vorhanden sein können, welche die Abdichtung durch den deformierten Dichtring nicht behindern.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele beschrieben.

Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht, teilweise als senkrechter Schnitt durch die erfindungsgemäße Ventilanordnung;

Fig.2 eine gegenüber der Ventilanordnung nach F i g. 1 um 90° gedrehte Ansicht, ebenfalls teilweise als senkrechter Schnitt, und

Fig.3 einen Teil gemäß Fig. 1, jedoch mit einer anderen Ausführung des dichtenden Teiles.

Zwischen einem Druckgefäß 3 und einem Einfüllbehälter 5 ist, wie aus den F i g. 1 und 2 hervorgeht, eine Ventilanordnung 1 vorgesehen. Von dem Druckgefäß ist in der Zeichnung nur der obere Teil dargestellt, jedoch enthält das Druckgefäß auch eine Materialauslaßöffnung und Zuführungen für Druckluft in das Gefäßinrere. Das Material oder Schüttgut kann von dem Einfüllbehälter 5 in das Druckgefäß 3 strömen und wird von dort mit Hilfe von Druckluft ausgestoßen.

Die Ventilanordnung 1 weist ein Ventilgehäuse 7 auf, das eine nicht näher bezeichnete öffnung umschließt, durch die bei geöffnetem Ventil Material vom Einfüllbehälter 5 zum Druckgefäß 3 strömt. Das Ventilgehäuse 7 besteht aus einer im wesentlichen kreiszylinderförmigen Wandung 9, die mit einem auf der Oberseite des Druckgefäßes 3 befindlichen Ring 11 verschraubt ist. Mit der Oberseite der Wandung 9 ist eine mit einer zentralen kreisförmigen öffnung 13 versehene Abdeckplatte 12 verschraubt, die ihrerseits mit einem am Boden des Einfüllbehälters 5 vorgesehenen Flansch 15 verbunden ist.

Wie aus F i g. 1 deutlich hervorgeht, sind in der Wandung 9 der Ventilanordnung an einander gegenüberliegenden Seiten Lager 17 und 19 für eine Antriebswelle 21 und für eine Drehwelle 23 vorgesehen. Die Lager 17 und 19 weisen jeweils ein paar gasdichte Dichtungen 25 bzw. 27 auf. Die Dichtungen sind so ausgebildet, daß die Antriebswelle 21 und die Drehwelle 23 gegen den Innendruck und gegen das im Ventil befindliche Material geschützt sind. Jedes Dichtungspaar 25 und 27 weist zu diesem Zweck je zwei identische Dichtringe a und b auf, von denen die Dichtlippen jeweils auf die Mitte der Ventilanordnung zu gerichtet sind. Zwischen den Dichtringen a und b ist jeweils ein Abstandsring 28 vorgesehen, so daß zwischen den Dichtringen je ein Hohlraum 30 entsteht. Beim Zusammenbau des Ventils erhält dieser Hohlraum eine Fettpackung.

Während des Betriebes des Ventils kann infolge der Drehung der Wellen 21 und 23 ein schleifendes feinkörniges Material unter die Dichtlippe der ersten Dichtung gelangen. Dieses Material vermischt sich mit dem Fett. Da hierbei jedoch ein verhältnismäßig nasses Gemenge entsteht, gelangt dieses nicht unter die Lippe der zweiten Dichtung b. Um zu verhindern, daß das Gemisch aus Material und Fett eventuell eintrocknet, wird in bestimmten Zeitabständen Fett über Schmierstellen 32 und 34 in nicht näher gekennzeichnete Schlitze in den Lagern gepumpt und wird über den in den Schmierdüsen entstehenden Druck unter die Dichtlippen der äußeren Dichtungen b in den Hohlraum zwischen den Dichtungen gepreßt, wobei das verunrei-

lu nigte Fett unter die Lippe der inneren Dichtung a und in das Innere der Ventilanordnung gelangt

O-Ringe 36 und 38 in Ausnehmungen in den Außenflächen der Lager bewirken, daß das Fett gegen die Ventilmitte gedrückt wird. Die Antriebswelle 21 ist

is über das Lager 17 hinaus bis zu einem außen angeordneten Antriebsmotor 29 geführt Sowohl die Antriebswelle 21 als auch die Drehwelle 23 sind in einem gewissen Abstand von der Innenmantelfläche der Wandung 9 angeordnet Die nach innen weisenden Enden der Antriebswelle 21 und der Drehwelle 23 sind jeweils mit einem nach unten weisenden Verlängerungsteil 31 bzw. 33 eines Ventilstückes 35 verbunden. Einstückig mit diesen Verlängerungsteilen verbunden ist ein Schließteil 37, das kalottenförmig ausgebildet ist.

Die Antriebswelle 21 und die Drehwelle 23 sind so angeordnet daß ihre gemeinsame Achse durch das Zentrum dieses kalottenförmigen Teils (Kugelkörper) geführt ist, von dem das Schließteil 37 ein Teil ist. Bei Drehung der Antriebswelle 21 über den Motor 29 bewegt sich das Schließteil 37 aus seiner geschlossenen Stellung (in F i g. 2 strichpunktiert gezeichnet). Das Schließteil bewegt sich also zwischen seiner geschlossenen und seiner geöffneten Stellung um 90°. Die spezielle Anordnung der Antriebswelle und der Drehachse in

Γ' bezug auf das Ventilstück sowie der Grad der Bewegung des Ventilstückes bewirken, daß das Schließteil in seiner geöffneten Stellung den Weg für die Bewegung des Materials vom Einfüllbehälter 5 zum Druckgefäß 3 freigibt, wobei sich auch die Antriebsmittel in einer den Weg freigebenden Lage befinden.

Wird das Druckgefäß mit Material gefüllt, befindet sich das Ventilteil 35 in seiner geöffneten Stellung. Soll die öffnung 13 geschlossen werden, ist diese im allgemeinen mit Grobmaterial angefüllt. Bei der Schließbewegung schneidet sich jedoch die Vorlaufkante 39 des Schließteiles durch die vor ihm befindliche Materialsäule. Gegen Ende seiner Bewegung wird die Vorlaufkante 39 an einer starren Kante 41 an der Abdeckplatte 12 vorbeigeführt. Alle größeren Materialteilchen, die sich im Weg des Schließteiles 37 befinden, werden durch die Vorlaufkante 39 beseitigt oder zwischen der Schneidkante 41 der Abdeckplatte und der Vorlaufkante 39 des Schließteiles festgehalten oder zerteilt.

Die Abdeckplatte 12 der Ventilanordnung weist eine Ringfläche 43 auf, deren Kontur der Krümmung des Schließteils 37 entspricht; sobald sich das Schließteil in seiner geschlossenen Stellung befindet, liegt die gekrümmte Fläche 43 dicht an der konvexen Außenflä-

«l ehe des Schließteiles 37 an. Die Ringfläche weist außerdem eine Ringnut 45 auf, die einen Ring 47 aufnimmt. Mit Ausnahme eines Teilstückes im mittleren Bereich ist der Ring 47 mit den Wandungen der Nut 45 verklebt. Der Ring 47 besteht aus einem biegsamen und

ίί elastischen, widerstandsfähigem Material.

Die Abdeckplatte 12 weist ferner eine Bohrung 49 auf, deren eines Ende sich in den mittleren Bereich der Ringnut 45 öffnet und deren anderes Ende zu einem

Anschlußteil 51 an der Außenseite der Platte 12 geführt ist. Mit dem Anschlußteil 51 ist eine Rohrleitung 53 für die Zufuhr von Druckluft verbunden.

Sobald sich das Schließteil in seiner geschlossenen Stellung befindet, wird über die Bohrung 49 Druckluft auf der vom Schließteil abgewandten Seite in den Ring 47 geleitet. Durch die Druckluft wird nunmehr der Ring 47 zur Abdichtung gegen das Schließteil 37 gedrückt. Die Anordnung ist so gewählt, daß die Druckluft einen kleinen, hinter dem Ring 47 vorgesehenen Ringspalt vollständig ausfüllt, so daß der Ring 47 über seinen gesamten Umfang gegen das Schließteil gepreßt wird.

Die auf dem Schließteil 37 aufliegende Fläche des Ringes 47 ist derart bemessen, daß alle zwischen dem Ring 47 und dem Schließteil 37 eingefangenen kleinen Partikel vollständig eingeschlossen sind und die Dichtwirkung zwischen dem Ring und dem Schließteil nicht beeinträchtigen.

Wenn der Luftdruck in dem Ringraum 55 größer ist

als die Druckdifferenz am Schließteil 37, dann entsteht eine gasdichte Abdichtung im gesamten Bereich der öffnung.

Nach der in F i g. 3 dargestellten weiteren Ausführungsform ist ein Dichtring 71 vorgesehen, der ohrenförmige Ansätze 73 aufweist. Anders als beim Dichtring des Ausführungsbeispieles nach F i g. 1 ist der Dichtring 71 nicht mit dem Ventilkörper verklebt, aber die ohrförmigen Ansätze 73 liegen formschlüssig in Ausnehmungen einer aus Ringen 75, 77 und 79 gebildeten Ringanordnung, die zusammen einen der Abdeckplatte 12 des Ausführungsbeispieles nach den F i g. 1 und 2 entsprechenden Dichtkopf bilden. Gegenüber der Verklebung hat diese Lose-Abdichtung den Vorteil, daß die Werkstoffauswahl, also die Auswahl der Elastomere oder des Gummimaterials für den Dichtring größer ist und damit eine bessere Anpassung an das zur Verwendung gelangende Material und die auftretenden Betriebstemperaturen möglich ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Ventilanordnung zum Absperren und Abdichten einer Öffnung für den Durchtritt einer aus trockenem, grobkörnigen und scharfkantigen Schüttgut bestehenden Materialsäule, mit einem die Öffnung umschließenden Gehäuse, in dem ein schalenförmiges, allseits sphärisch gekrümmtes Schließteil um eine das Schließteil mittig durchsetzende Achse von einer die Öffnung freigebenden ersten in eine die Öffnung schließende zweite Stellung drehbar gelagert ist, und mit einem die Öffnung des Gehäuses umschließenden elastischen Dichtring, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (47) mit Ausnahme seines mittleren Bereiches innerhalb einer Ausnehmung (45) befestigt ist, die sich innerhalb einer der Kontur der Krümmung des Schließteiles (37) angepaßten Ringfläche (43) des Gehäuses (7) befindet, daß im Gehäuse eine Druckgas leitende Zuführung (49) vorgesehen ist, die im mittleren Bereich der Ausnehmung (45) mündet, dies alles in derartiger Anordnung, daß in der Schließstellung des Schließteiles der Dichtring durch das Druckgas über seinen gesamten Umfang aus der Ausnehmung heraustritt und sich gegen das Schließteil legt, um eine gasdichte Abdichtung der Öffnung (13) zu bilden.

2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließteil (37) eine in bezug auf seine Schließbewegung vorne liegende Scherkante (39) aufweist, der zum Abscheren von sich festsetzenden, die freie Bewegung des Schließteiles hindernden Materialteilchen eine Scherkante (41) an der Ringfläche (43) des Gehäuses nahe der Schließstellung des Schließteiles zugeordnet ist.

3. Ventilanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringfläche (43) und die Zuführung (49) innerhalb einer lösbar befestigten Abdeckplatte (12) des Gehäuses (7) angeordnet sind.

4. Ventilanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (71) ohrenförmige Ansätze (73) aufweist, die formschlüssig in Ausnenmungen einer aus Ringen (75, 77, 79) bestehenden Ringanordnung liegen, welche die lösbar befestigte Abdeckplatte (12) des Gehäuses (7) bilden.