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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zellenrad vorzusehen,
das möglichst große Zellen aufweist, in denen sich eingebrachtes Gut nicht festsetzen
kann. Dies wird bei einem Zellenrad, bei dem die Zellen durch radiale Zwischenwände
und an deren äußere Kanten anschließende, Teile der zylindrischen Um-
fangsfläche
des Zellenrades bildende Wände begrenzt werden, dadurch erreicht, daß das Zellenrad
nur eine, das Zellenrad mittig durchquerende Zwischenwand aufweist, an die sich
nach Art eines S oder Z zwei Außenwände anschließen, welche je mindestens etwas
mehr als ein Viertel der zylindrischen Umfangsfläche des Zellenrades bilden.
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Durch diese Bauart entstehen in dem Zellenrad zwei Zellen, die eine
große Tiefe und eine über den größten Teil der Tiefe im wesentlichen gleichbleibende
Weite aufweisen, so daß ein Hängenbleiben des Zelleninhalts beim Entleeren weitgehend
vermieden wird. Auch kann verhältnismäßig grobes Gut und es können sogar einzelne
größere Gegenstände durch dieses Zellenrad gefördert werden.
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Es sind allerdings auch schon Zellenräder mit einer einzigen Zelle
bekannt (DE-AS 2111434, DE-GM 1920200). Da die Öffnung der Zelle aber immer nur
einen kleinen Teil des Zellenradumfangs in Anspruch nehmen kann, weil sonst der
erforderliche Gasabschluß nicht erzielt wird, ergeben sich bei diesen Zellenrädern
Nachteile. Wird nämlich der gesamte Innenraum des Zellenrades für die Zelle ausgenutzt
(DE-AS 2111434), so entstehen Schwierigkeiten bei der Entleerung der Zelle infolge
Brückenbildung. Insbesondere für das Austragen von gröberem Gut, für das man an
sich möglichst große Zellen vorsehen möchte, ist dieses bekannte Zellenrad ungeeignet.
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Gibt man zur Vermeidung dieser Nachteile der Zelle eine der Öffnung
angepaßte Gestalt (DE-GM 1920200), so wird der zur Verfügung stehende Innenraum
des Zellenrades schlecht ausgenutzt. Außerdem ergibt sich dabei eine komplizierte
Ausbildung des Zellenrades, weil außer den Begrenzungswänden für die Zelle auch
noch Außenwände vorgesehen werden müssen, die notwendig sind, damit die Schleuse
gasdicht ist.
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Durch entsprechende Formung oder Bearbeitung der Innenflächen der
beiden Außenwände des Zellenrades kann erreicht werden, daß die beiden Zellen auf
etwa zwei Drittel ihrer Tiefe von parallelen oder schwach konvergierenden ebenen
Seitenwänden begrenzt sind, die im innersten Teil in einem Bogen ineinander übergehen,
ohne daß dadurch der Rauminhalt der Zellen wesentlich vermindert wird.
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Das Zellenrad kann, wie üblich, durch Gießen hergestellt werden.
Die erfindunggemäße Ausbildung ermöglicht es aber auch, das Zellenrad durch S-förmiges
Biegen eines Blechstreifens herzustellen. In diesem Falle müssen nur die die Zylinderflächen
bildenden Teile des Blechs bearbeitet werden.
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Da bei der erfindungsgemäßen Ausbildung des Zellenrades die Längsachsen
der Zellen nicht radial, sondern im Winkel dazu verlaufen, kann es vorteilhaft sein,
den Zuführungsschacht und den Ausfallschacht des Schleusengehäuses entsprechend
seitlich gegeneinander zu versetzen, so daß sich die Zellen unter dem Zuführungsschacht
bzw. über dem Ausfallschacht befinden, wenn ihr Längsachsen lotrecht sind.
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Da das erfindungsgemäße Zellenrad insbesondere für gröberes Gut bestimmt
ist, ist es im Zusammenhang mit seiner Ausbildung wichtig, daß gröbere Gutteile
nicht zwischen den Kanten des Zellenrades und denen des Zuführungsschachtes eingeklemmt
werden können. Dies zu verhindern dienen gemäß einer weiteren Ausgestaltung der
Zellenradschleuse zwei im Zuführungsschacht einander gegenüberliegende Klappen,
die um parallel zur Zellenradachse verlaufende Bolzen schwenkbar sind und die in
Abhängigkeit von der Umlaufbewegung des Zellenrades so gesteuert werden, daß sie
abwärtsgerichtet sind, wenn die Öffnung einer Zelle nach oben zeigt, und hochgeschwenkt
werden, bevor der Zuführungsschacht durch das Zellenrad abgeschlossen wird.
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Dabei ist es vorteilhaft und durch die besondere Größe der Zellen
des erfindungsgemäßen Zellenrades auch erst möglich, wenn die Klappen in abwärtsgerichtetem
Zustand in die Zellen hineinragen.
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Im letzteren Falle kann die in Umlaufrichtung des Zellenrades vordere
Klappe durch die hintere Kante der Zellenöffnungen hochgeschwenkt werden, während
die hintere Klappe durch ein entsprechendes Gestänge, Getriebe od. dgl. so mit der
vorderen Klappe verbunden ist, daß sie vor der vorderen Klappe in die Schließstellung
gelangt und dementsprechend in dieser Stellung über der vorderen Klappe zu liegen
kommt. Diese Klappensteuerung ist vorteilhaft, weil sie einfach und billig ist und
dann anwendbar, wenn die Betriebsverhältnisse es erlauben, daß die Klappen aus Kunststoff
mit guten Gleiteigenschaften hergestellt werden.
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Lassen höhere Temperaturen die Verwendung von Kunststoff für die
Klappen nicht zu und will man wegen des möglichen Verschleißes die in Umdrehungsrichtung
des Zellenrades vordere Klappe nicht auf dem Zellenrad schleifen lassen, kann man
die im Zuführungsschacht vorgesehenen Klappen durch eine auf der Welle des Zellenrades
festaufsitzende Nokkenscheibe über einen Rollenhebel und ein Gestänge steuern.
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In beiden Fällen ist es vorteilhaft, wenn das Gestänge eine Zugstange
aufweist, die an ihrem Koppelende mit einem Langloch versehen ist. Sollten Materialteile
zwischen den beiden Klappenenden liegen bleiben, so kann sich dadurch die in Umlaufrichtung
des Zellenrades hintere Klappe ungehindert, entsprechend der Dicke des Materialteiles,
in Schließrichtung bewegen.
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Das Zellenrad der erfindungsgemäßen Zellenradschleuse kann kontinuierlich,
aber auch intermittierend umlaufen. Die letztere Betriebsweise ist besonders bei
gröberem Fördergut vorteilhaft. Man kann dann Gegenstände, die nur einzeln in den
Zellen Platz haben, durch die Zellenradschleuse hindurchbringen.
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Die mit zwei Zellen versehene Schleuse ist in noch einer weiteren
Hinsicht vorteilhaft. Sie läßt sich nämlich in sehr einfacher Weise während des
Betriebes durchspülen. Das kann notwendig sein, wenn sich das auszuschleusende Material
in einem giftigen oder in anderer Weise schädlichen Gas befindet, das nicht mit
ausgeschöpft werden darf, oder wenn das Material in einen mit solchem Gas gefüllten
Raum eingeschleust werden soll.
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Die Möglichkeit zum Durchspülen wird erfindungsgemäß dadurch erreicht,
daß in der Zwischenwand zwischen den beiden Zellen zwei selbsttätige, in entgegengesetzten
Richtungen wirksame Rückschlagventile und in der Schleusengehäusewand auf der einen
Seite eine Zuführungsöffnung für das Spülgas und auf der anderen Seite eine Auslaßöffnung
für das auszuspülende Gas vorgesehen sind, und zwar so, daß sie in der Füll- und
Entleerungsstellung des Zellenrades von dessen Außenwänden abgedeckt sind und in
Zwischenstellungen, in denen die Zellen nicht mit dem Zuführungsschacht bzw. mit
dem Ausfallschacht in Verbindung stehen, frei in die Zellen ein-
münden.
In diesen Zwischenstellungen kann in die eine Zelle ein Verdrängergas, wie beispielsweise
Luft oder Stickstoff, eingeleitet werden. Durch den dabei in dieser Zelle entstehenden
Überdruck öffnet sich das eine der beiden Rückschlagventile, so daß die schädlichen
Gase beim Durchspülen beider Zellen durch die zweite Öffnung in der Schleusengehäusewand
nach außen zu einer Sammelstelle geleitet werden können. Wenn es sich um Gase handelt,
die wegen ihrer Giftigkeit oder anderweitigen Gefährlichkeit unbedingt restlos beseitigt
werden müssen, kann es notwendig sein, das Zellenrad auch in den Zwischenstellungen
kurzzeitig anzuhalten. In diesen beiden Fällen ist es vorteilhaft, besondere Dichtungen
an den Enden der Führungsflächen des Schleusengehäuses für das Zellenrad vorzusehen.
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Die Rückschlagventile können auch in der Achse des Zellenrades hintereinanderliegend
angeordnet sein und es können auch mehr als zwei Ventile vorgesehen werden, um die
Spülung der Zellen zu verbessern.
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Die Schleuse kann aber auch durch zentrales Zuführen des Spülgases
oder zentrales Abführen schädlicher Gase gespült werden, indem ein Wellenende des
Zellenrades mit einer Bohrung versehen ist, die durch die Stirnwand beidseitig der
Zwischenwand in die Zellen mündet, und in der Schleusengehäusewand Zuführungsöffnungen
oder Abführungsöffnungen für das Spülgas vorgesehen sind, und zwar so, daß die Öffnungen
dann, wenn die Zellen nicht mit dem Zuführungsschacht bzw. mit dem Ausfallschacht
in Verbindung stehen, frei in die Zellen einmünden, und Mittel wie Steuerschieber
und druckabhängige Rückschlagventile vorgesehen sind, mit denen in Abhängigkeit
von der Stellung der Zellen das Spülgas eingeleitet bzw. ausgelassen werden kann.
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Durch die zentrale Anordnung der Spülgaszuführöffnung bzw. -abführöffnung
in Verbindung mit den dann auf der gegenüberliegenden Seite in der Schleusengehäusewand
angeordneten Öffnungen werden die Zellen besonders gut gespült. Verbessert werden
kann der Spüleffekt auch noch dadurch, daß bei entsprechender Gestaltung des Antriebes
des Zellenrades auch die antriebsseitige Welle mit einer in die Zellen mündende
Bohrung versehen ist und die Schleuse in axialer Richtung durchgespült wird. Es
ist aber auch möglich, bei entsprechend großer Ausgestaltung der Welle, Zu- und
Abführbohrungen nur in einer der Wellenhälften vorzusehen und auf der in Axialrichtung
gegenüberliegenden Seite in der Zwischenwand Rückschlagventile vorzusehen, die die
Spülgase entsprechend dem vorher Gesagten von der einen in die andere Zelle leiten.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele von Zellenradschleusen
gemäß der Erfindung im Schnitt und in verschiedenen Betriebsstellungen dargestellt,
und zwar zeigt Fig, 1 eine Zellenradschleuse mit einem aus Blech gebogenen Zellenrad,
Fig. 2 eine Zellenradschleuse mit einem ähnlichen Zellenrad und abgewandeltem Gehäuse,
Fig. 3 eine Zellenradschleuse mit Steuerklappen im Zuführungsschacht in geöffneter
Stellung, Fig. 4 dieselbe Zellenradschleuse bei geschlossener Stellung der Steuerklappen,
Fig. 5 eine Zellenradschleuse mit Spüleinrichtung in Füll- und Entleerungsstellung,
Fig. 6 dieselbe Zellenradschleuse in einer Zwischenstellung in der die Spülung stattfindet,
Fig. 7 eine Zellenradschleuse entsprechend Fig. 3 in Außenansicht, Fig. 8 eine Zellenradschleuse
entsprechend Fig. 4 in Außenansicht, Fig. 9 die Ansicht einer Zellenradschleuse
mit geöffneten Steuerklappen im Zuführungsschacht und außenliegender Nockensteuerung,
Fig. 10 die Ansicht derselben Zellenradschleuse bei geschlossenen Steuerklappen,
Fig. 11 eine Zellenradschleuse mit Spüleinrichtung in Spülstellung, bei der die
Spülgase durch die Welle zugeführt werden, und Fig. 12 ein Teilstück derselben Zellenradschleuse
im Schnitt entsprechend der Linie I-I in der Fig. 1 dargestellt.
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Die Schleusen bestehen je aus einem Gehäuse 1 mit einer zylindrischen
Bohrung 2, zu der ein Zuführungsschacht 3 und ein Ausfallschacht 4 führen. In der
Bohrung 2 ist ein Zellenrad drehbar gelagert. Es ist mittels einer Welle 5 antreibbar
und besteht aus einer mittleren Zwischenwand 6, an deren Enden sich je eine Außenwand
7 anschließt. Außerdem sind die Zellenräder und damit die beiden in ihnen gebildeten
Zellen 8 im allgemeinen entsprechend Fig. 12 stirnseitig durch runde Scheiben 9
abgeschlossen.
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Bei der Zellenradschleuse nach Fig. 1 ist das in einer Zwischenstellung
dargestellte Zellenrad 6,7 durch ein S-förmig gebogenes Blech gebildet, bei dem
nur die Außenflächen der Außenwände 7 bearbeitet sind.
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Bei der Zellenradschleuse nach Fig. 2 ist das Zellenrad 6,7 in der
Füll- und Entleerungsstellung gezeigt. Bei ihm sind die Enden der Außenwände 7 auf
der Innenseite abgefräst, so daß sich die Zellen 8 zu ihrer Öffnung hin nicht verengen.
Der Zuführungsschacht 3 und der Ausfallschacht 4 sind gegen die lotrechte Mittelebene
des Zellenrades 6,7 nach entgegengesetzten Seiten hin versetzt angeordnet, um das
Füllen bzw. Entleeren der Zellen 8 bei jeweils lotrechter Lage der Zellen zu ermöglichen.
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Die Zellenradschleuse gemäß Fig. 3 und 4, deren Zellenrad 6,7 beispielsweise
durch Gießen hergestellt ist, zeichnet sich durch zwei im Zuführungsschacht 3 vorgesehene
Klappen 10, 11 aus, die in Abhängigkeit von der Drehbewegung des Zellenrades geöffnet
und geschlossen werden. Dabei verhindert insbesondere die in Drehrichtung des Zellenrades
hintere Klappe 11, daß Teile des durchzuschleusenden Gutes zwischen der hinteren
Öffnungskante der Zellen und der hinteren Kante des Zuführungsschachtes 3 eingeklemmt
werden. Bei der dargestellten Zellenradschleuse erfolgt das Hochschwenken der vorderen
Klappe 10 unmittelbar durch das Zellenrad 6,7, während, wie die Fig. 7 und 8 zeigen,
die hintere Klappe 11 über ein aus Hebeln 12, 13 und Zugstange 14 bestehendes Gestänge
oder Getriebe so rechtzeitig bzw.
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schnell hochgeschwenkt wird, daß sie in der in Fig. 4 dargestellten
Schließstellung über der vorderen Klappe 10 zu liegen kommt.
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Die Zugstange 14 ist an ihrem Koppelende 15 mit einem Langloch 16
ausgestattet, das der Klappe 11 einen durch zwischen den Klappenenden liegende Materialteile
bedingten Vorlauf gestattet.
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Die in Fig. 5 und 6 dargestellte Zellenradschleuse, die etwa derjenigen
gemäß Fig. 2 entspricht, ist mit einer Spüleinrichtung versehen, die aus einer Spülgaszuführungsleitung
17 und einer Spülgasabführungsleitung 18 besteht. Diese Leitungen sind in die zylin-
drische
Bohrung2 des Schleusengehäuses 1 an einander gegenüberliegenden Stellen eingeführt,
die so angeordnet sind, daß sie in der in Fig. 5 gezeigten Füll- und Entleerungsstellung
des Zellenrades 6,7 von dessen Außenwänden 7 abgedeckt und damit geschlossen sind
und in der in Fig. 6 gezeigten Zwischenstellung frei in die Zellen 8 einmünden.
In der Zwischenwand 6 des Zellenrades sind zwei Rückschlagventile 19 vorgesehen,
von denen jeweils eines sich unter dem Druck des in die eine Zelle 8 einströmenden
Spülgases in Richtung zur anderen Zelle öffnet und damit ein Durchspülen der erstgenannten
Zelle ermöglicht, ehe diese mit dem Ausfallschacht in Verbindung kommt. Dabei verdrängen
die einströmenden Gase die aus dem Zuführungsschacht in die erste Zelle gelangten
schädlichen Gase in die zweite Zelle und aus dieser hinaus durch die Abführungsleitung
18 zu einer Sammelstelle. Ein vollständiges Verdrängen der schädlichen Gase aus
der zweiten Zelle ist aber nicht notwendig, weil diese Zelle bei der weiteren Drehung
des Zellenrades mit dem Zuführungsschacht in Verbindung kommt, in dem sich die schädlichen
Gase befinden. Die die Rückschlagventile 19 in Schließstellung haltenden Federn
sind so bemessen, daß sich die Ventile unter einer gegebenenfalls vorhandenen Druckdifferenz
zwischen dem Zuführungsschacht 3 und dem Ausfallschacht 4 nicht öffnen, sondern
nur unter dem höheren Druck des Spülgases.
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Bei der in Fig. 9 und 10 dargestellten Zellenradschleuse, die innen
mit Klappen 10, 11 entsprechend den Fig. 3 und 4 versehen ist, ist auf der Welle
5 drehfest mit dieser eine Nockenscheibe 20 aufgebracht.
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Die Nockenscheibe steuert über einen Rollenhebel 21 und das Gestänge
12-16 die Klappen 10 und 11 in Abhängigkeit von der Zellenstellung.
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Die Zellenradschleuse gemäß den Fig. 11 und 12 weist in der Welle
5 eine Bohrung 22 auf, die beidseitig der Zwischenwand 6 in die Zellen 8 mündet.
Nach außen hin ist die Bohrung der Welle durch einen Steuerschieber 23 in Abhängigkeit
der Zellenstellung mit der Spülgaszufuhr oder -abfuhr verbindbar. Die Schleusengehäusewand
1 weist dagegen Abführ- oder Zuführöffnungen auf. Wenn, wie hier dargestellt, das
Spülgas über die Welle zugeführt wird, sind die Gasabführungsleitungen 18 mit druckabhängigen
Rückschlagventilen 19 versehen, die die schädlichen Gase zu einer nicht dargestellten
Sammelstelle führen.