DE2632552B2 - Rotierendes Zuführungsventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein rotierendes Zuführungsventil zur Eingabe von Feststoffmaterial in kleinen Stücken in einen unter Druck stehenden Behälter mit einem Gehäuse, welches an seiner Oberseite einen Einlaß und an seiner Unterseite einen Auslaß hat, wobei ein Rotor innerhalb des Gehäuses drehbar gelagert ist, der einen zylindrischen Körper mit einer Vielzahl von sich in radialer Richtung nach außen erstreckenden Taschen hat, die zum Umfang des Körpers hin offen sind, wobei eine Bohrung durch den Rotor hindurchgeführt ist und eine Welle innerhalb der Bohrung in einem Preßsitz angeordnet ist.

Ein derartiges rotierendes Zuführungsventil ist aus der DE-AS 19 45 950 bekannt. Bei dieser bekannten Anordnung ist die Zellentrommel mit der Zellenradwel-Ie kraftschlüssig verbunden. Diese bekannte Zellenradschleuse soll im wesentlichen dazu dienen, mit einfachen Mitteln eine nachstellbare Dichtung zu schaffen, welche über den gesamten Umfang gleichmäßig eine optimale Abdichtung gewährleistet. Bei dieser bekannten Einrichtung besteht die Gefahr, daß bei einer unvorhersehbar großen Belastung der Rotor auf der Welle gelockert wird.

Weiterhin ist aus der DE-PS 6 83 185 eine Abdichtung bekannt, welche für Druckluftanlagen, insbesondere für Zellenräder und andere Schleusen von Druckluftanlagen zum Fördern von staubigem und staubhaltigem Fördergut dient Aus dieser Druckschrift geht weiterhin hervor, daß zwischen der Welle und dem Rotorkörper eine Keilverbindung besteht.

In einem solchen rotierenden Zuführungsventil, welches körniges oder teilchenförmiges oder schnitzeiförmiges Material aus einer bestimmten Umgebung in eine andere Umgebung überführt, kann die Welle, welche den eigentlichen Rotor trägt, erheblichen Biegebeanspruchungen ausgesetzt sein. Wenn die eine

to Umgebung unter einem höheren Druck steht als die andere, so wird die Kraft, welche sich aus dem Druckunterschied ergibt, der gegen die Rotorfläche wirksam ist, konstant auf den Rotor ausgeübt, während er sich dreht, um das Material in jeder Tasche von der Einlaßstelle zu der Auslaßstelle zu fördern. Diese gegen den Rotor wirkende Kraft hat die Tendenz, die Rotorwelle von dem Bereich hohen Druckes wegzubiegen.

Bei einem sehr großen rotierenden Zuführungsventil, wie es in Zellstoffmühlen verwendet wird, kann die Kraft, welche sich aus dem Druckunterschied ergibt, in der Größenordnung von etwa 80 000 Kilopond liegen.

Da die Lage des höheren Druckes und damit auch die daraus resultierende Kraft eine konstante Beziehung zu der rc tierenden Zuführungseinrichtung haben und da der Rotor und die Welle sich drehen, erzeugt die Kraft mit der Tendenz, die Welle durchzubiegen, dauernd umkehrende Spannungsbeanspruchungen in der Welle. Wenn der Rotor und die Welle sich um 360° drehen, wird ein bestimmter Teil der Welle zunächst einer Zugspannung ausgesetzt, dann einer Druckspannung, dann erneut einer Zugspannung usw. Derartige Betriebsbedingungen können zu vorzeitigen Ermüdungsbrüchen der Welle führen.

Ein Ermüdungsbruch beginnt normalerweise mit einem mikroskopischen Riß, der sich quer über die Fläche der Wolle ausbreitet. Ein solcher Riß wird durch einen lokalen Zustand hervorgerufen, welcher wesentlich dadurch gekennzeichnet ist, daß die lokalen Umkehrspannungen die Fähigkeiten des Materials überschreiten, aus welchem die Welle hergestellt ist. Ein solcher lokaler Zustand ist mit einer Kerbspannung vergleichbar, die von einem metallurgischen Fehler im Material herrühren kann. Eine solche metallurgische Fehlstelle kann durch das Herstellungsverfahren wie eine Verschweißung bedingt sein oder kann durch eine scharfe Kante in der Welle hervorgerufen werden. Bei der Konstruktion von rotierenden Wellen, die erheblichen Biegekräften ausgesetzt sind, sind nicht nur die Materialauswahl und die Oberflächenbehandlung ausschlaggebend, sondern es sind auch verhältnismäßig große Radien vorzusehen, um das Auftreten von Kerbwindungen oder Kerbspannungen oder damit zusammenhängenden Effekten zu verhindern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein rotierendes Zuführungsventil der eingangs näher genannten Art zu schaffen, welches derart stabil ausgebildet ist, daß die Welle in der Bohrung des Rotorkörpers auch bei übermäßigen Belastungen, welche das an sich zulässige Maß überschreiten, dennoch ihre Lage unverändert beibehält.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß sowohl der Körper als auch die Welle zur Aufnahme wenigstens eines Stiftes dienende und

miteinander fluchtende zylindrische öffnungen aufweisen, daß in den miteinander fluchtenden öffnungen ein Stift mit zylindrischem Querschnitt angeordnet ist, der sich quer zu der Grenzfläche zwischen dem Rotor und

der Welle erstreckt, daß der Stift mit dem größten Teil seiner Länge innerhalb der Körperöffnung angeordnet ist und daß eine Schweißnaht den Stift mit der Wand verbindet, welche die Körperöffnung bildet.

Zur Lösung der Erfindungsaufgabe bedient sich die Erfindung der Erkenntnis, daß eine besonders stabile und dauerhafte Verbindung zwischen der Welle und dem Rotorkörper dadurch erreicht werden kann, daß wenigstens ein Stift mit zylindrischem Querschnitt, vorzugsweise jedoch mehrere auf dem Umfang verteilte Stifte, in entsprechende Bohrungen eingesetzt werden, und zwar in der Weise, daß der größere Teil des Stiftes in den Rotorkörper hineinragt und der vertieft oder versenkt angeordnete Rand des Stiftes mit dem Rand der entsprechenden Bohrung im Rotorkörper durch eine Schweißnaht festgelegt ist.

Gemäß der Erfindung ist der wesentliche technische Fortschritt erreichbar, daß auch bei unvorhersehbaren übermäßigen Belastungen, wie sie erfahrungsgemäß bei einem rotierenden Einlaßventil auftreten können, nicht befürchtet werden muß, daß der Rotor sich auf der Welle locken. Dadurch wird die Betriebssicherheit gesteigert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

F i g. 1 eine Teilansicht einer Anordnung, in welcher ein Zuführungsventil angeordnet ist, und zwar teilweise in geschnittener und teilweise in schematischer Darstellung,

F i g. 2 einen Schnitt durch das in der F i g. 1 dargestellte Zuführungsventil,

Fig.3 einen Aufriß der in der Fig. 2 dargestellten Rotoranordnung in teilweise geschnittener Darstellung und

Fig.4 einen vergrößerten Teilschnitt durch den mittleren Teil der in der F i g. 3 dargestellten Einrichtung.

In der Fig. 1 ist ein vertikaler Kocher dargestellt, in welchem Holzsrhnitzel und Zellstoff verarbeitet werden. Mit 16 ist der eigentliche Kocher bezeichnet., der als langgestreckte Kammer dargestellt ist, die vertikal angeordnet ist und dazu dient, an ihrer Oberseite mit Holzschnitzeln beschickt zu werden und an der Unterseite aufbereiteten Zellstoff abzugeben.

Um die Schnitzel an der Oberseite zuzuführen, ist eine Dosierschnecke U vorhanden, die mit einem Einlaß 12 ausgestattet ist, der mit einer (nicht dargestellten) Holzschnitzelquelle verbunden ist. Die Schnitzel von der Dosierschnecke 11 werden einem rotierenden Niederdruck-Einlaßventil zugeführt, welches in seiner Gesamtheit mit 13 bezeichnet ist, und dieses Ventil führt die Schnitzel seinerseits einem Niederdruck-Vordämpfer zu, der in seiner Gesamtheit mit 14 bezeichnet ist. Von dem Vordämpfer 14 werden die Schnitzel einem rotierenden Zuführungsventil zugeleitet, welches in seiner Gesamtheit mit 15 bezeichnet ist.

Der untere Auslaß des Zuführungsventils 15 ist mit dem Oberteil des Kochers 16 verbunden, in welchem die Schnitzel einer Dampfbehandlung ausgesetzt werden. Der Dampf für den Vordämpfer wird durch das Zuführungsventil 15 zugeführt, in welchem er dazu verwendet wird, die Schnitzel aus den einzelnen Taschen hinauszuführen. Erforderlichenfalls kann Hochdruckdi mpf durch die Leitung 17 zugeführt werden. Somit hat das rotierende Zuführungsventil 15 einen hohen Druck auf seiner Auslaßseite (in Verbindung mit dem Kocher 16) und einen verhältnismäßig niedrigen Druck an seinem Einlaß (mit dem Niederdruck-Vordämpfer 14 verbunden).

Gemäß F i g. 2 hat das rotierende Zuführungsventil 15 ein Gehäuse 18, welches bei 19 einen Einlaß und bei 20 einen Auslaß aufweist. Drehbar in dem Gehäuse 19 ist ein Rotor gelagert, der in seiner Gesamtheit mit 21 ίο bezeichnet ist, wobei der Rotor einen Körper 22 aufweist, der in Umfangsrichtung weisende Taschen 23 und eine Welle 24 aufweist.

Das Gehäuse ist mit einem Mantel 25 ausgestattet, wobei die zu beiden Seiten angeordneten Mantel 25 über ein Rohr 26 miteinander verbunden sind.

Gemäß F i g. 3 und 4 ist der Körper 22 bei 28 mit einer axialen Bohrung ausgestattet. Innerhalb der Bohrung 28 ist eine im Preßsitz bei 29 eingesetzte Welle 24 angeordnet. Die Welle 24 ist bei 30 gelagert, und zwar in nicht dargestellten Lagern, und ein Ansatz 3ί an der Welle ist mit einer Keilnut 32 ausgestattet, um an eine (ebenfalls nicht dargestellte) Antriebseinrichtung angeschlossen zu werden.

Gemäß den obigen Ausführungen ist die Welle 24 in den Körper 22 derart eingesetzt, daß sich an der Grenzfläche zwischen der Welle und dem Rotor, die mit 29 bezeichnet ist, ein Preßsitz ergibt (wobei das Übermaß etwa 0,38 mm beträgt). Dieser Preßsitz bei 29 ist ausreichend, um eine Relativbewegung zwischen der Welle 24 und dem Rotor 22 unter normalen Betriebsbedingungen zu vermeiden.

Um eine Relativbewegung zwischen der Welle 24 und dem Rotor 22 auch unter nicht vorhersehbaren sowie unter abnormen Betriebsbedingungen zu gewährleisten, ist ein Stift 33 von der Unterseite von einer oder von mehreren der Taschen 23 im Körper 22 aus quer durch die Grenzfläche zwischen dem Rotor und der Welle hindurchgeführt. Zu diesem Zweck ist der Körper 22 im Boden der Tasche mit einer öffnung 34 ausgestattet, und in ähnlicher Weise ist auch die Welle 24 bei 35 mit einer entsprechenden öffnung versehen. Der Stift 33 wird in die miteinander fluchtenden öffnungen 34 und 35 eingesetzt und durch eine Schweißnaht 36 an dem vorderen Ende des Stiftes 33 festgelegt. Zur Anwendung in der Papierindustrie bzw. Zellstoffindustrie kann der Körper 22 einen Durchmesser von etwa 1 m aufweisen und eine Bohrung in der Größenordnung von etwa 40 cm haben. Der Durchmesser kann auch etwas über 1 m liegen. Innerhalb der Bohrung 28 ist eine Welle angeordnet, die eine Länge in der Größenordnung von knapp 2 m aufweist. Bei einer derartigen Anordnung hat sich als vorteilhaft erwiesen, einen Stift 33 zu verwenden, der einen Durchmesser von etwa 8,25 cm und eine Länge von etwa 8,25 cm aufweist, wobei die Länge des Stiftes etwa zu einem Drittel in der Öffnung 35 in der Welle 24 und der übrige Teil in der öffnung 34 in der Basis einer Tasche 23 angeordnet ist. Um weiterhin die Bildung von Kerben auf ein Minimum zu beschränken, liegen die Radien an der Unterseite des Stiftes und an der Basis der öffnung 35 bie 37 in der Größenordnung von etwa 12,7 mm. Durch die Anordnung des Stiftes und die Wahl des Durchmessers des Stiftes und der Radien 37 ist es möglich, den Kerbeffekt auf der Welle 34 im wesentlichen auszuschalten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Rotierendes Zuführungsventil zur Eingabe von Feststoffmaterial in kleinen Stücken in einen unter Druck stehenden Behälter mit einem Gehäuse, welches an seiner Oberseite einen Einlaß und an seiner Unterseite einen Auslaß hat, wobei ein Rotor innerhalb des Gehäuses drehbar gelagert ist, der einen zylindrischen Körper mit einer Vielzahl von sich in radialer Richtung nach außen erstreckenden Taschen hat, die zum Umfang des Körpers hin offen sind, wobei eine Bohrung durch den Rotor hindurchgeführt ist und eine Welle innerhalb der Bohrung in einem Preßsitz angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Körper (22) als auch die Welle (24) zur Aufnahme wenigstens eines Stiftes (33) dienende und miteinander fluchtende zylindrische öffnungen (34, 35) aufweisen, daß in den miteinander fluchtenden öffnungen (34, 35) ein Stift mit zylindrischem Querschnitt angeordnet ist, der sich quer zu der Grenzfläche (29) zwischen dem Rotor und der Welle erstreckt, daß der Stift (33) mit dem größten Teil seiner Länge innerhalb der Körperöffnung (34) angeordnet ist und daß eine Schweißnaht den Stift (33) mit der Wand verbindet, welche die Körperöffnung (34) bildet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (34, 35) jeweils im mittleren Bereich des Bodens einer Tasche (23) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (33) eine abgerundete Schulter an demjenigen Ende aufweist, welches in der öffnung (35) der Welle angeordnet ist, und daß die öffnung (35) an ihrem Boden mit einer entsprechend abgerundeten Kontur ausgestattet ist.