DE3313795C2 - Vorrichtung für die Verwendung beim Regeln der Strömung eines partikulierten Materials - Google Patents

Abstract

Eine Doppelventilanordnung zum Regeln der Zufuhr von partikuliertem Material zu oder von einem Druckkessel umfaßt ein Ventilgehäuse (10) mit einem die Strömung regulierenden Ventil und einem Druckabdichtventil, welche Ventile in Reihe geschaltet sind. Partikuliertes Material wird durch ein Versorgungsrohr (34) an der Oberseite des Gehäuses (10) der Ventilanordnung zugeführt. Das die Strömung regelnde Ventil umfaßt ein tellerförmiges Ventilglied (18), welches aus seiner ersten Stellung, in der es dem Boden des Versorgungsrohres gegenüberliegt und den Materialstrom dadurch blockiert, in eine zweite Stellung an einer Seite des Versorgungsrohres schwenkbar ist. Der Boden des Versorgungsrohres ist so ausgebildet und angeordnet, daß er das partikulierte Material von der zweiten Ventilstellung wegleitet, um dadurch die Schwenkbewegung des schwenkbaren Ventilgliedes (18) aus seiner ersten in seine zweite Lage zu erleichtern.

Description

Die Erfindung beirifft eine Vorrichtung für die Verwendung beim Regeln der Strömung eines partikulierten Materials zu oder von einem Druckkessel, mit einem im wesentlichen senkrecht angeordneten Gehäuse, einem in den Seitenwänden des Gehäuses für eine Schwenkbewegung um eine im wesentlichen horizontale Achse drehbar gelagerten tellerförmigen Ventilglied, einem an der Oberseite des Gehäuses zum Zuführen von partikuliertem Material in das Gehäuse oberhalb des Ventilgliedes angeordneten Versorgungsrohr, welches Ventilglied wahlweise zwischen einer ersten Stellung, in der dessen Oberseite dem unteren Ende des Versorgungsrohres gegenüberliegt, und einer zweiten Stellung seitlich des Versorgungsrohres schwenkbar ist.

Vorrichtungen der genannten Art können vorteilhaft beispielsweise bei der direkten Gasreduktion von Eisenerz zu Schwammeisen in einem vertikal sich bewegenden Bettreaktor verwendet werden, bei dem das partikulierte Eisenerz durch Schwerkraft zur Oberseite des Reaktors gebracht wird und darin im Gegenstrom zu einem nach oben strömenden heißen Reduktionsgas höheren Druckes nach unten strömt

Bei einer bekannten Vorrichtung der genannten Art (US-PS 37 10 808) wird in der ersten oder geschlossenen Stellung des tellerförmigen Ventilgliedes das partikulierte Material von dem Versorgungsrohr deren abgegeben, daß es sich auf der Oberseite des tellerförmigen Ventilgliedes mittig ansammelt Hierdurch wird, insbesondere wenn sich eine größere Menge des partikulierten. Materials ansammelt, die Schwenkbewegung des tellerförmigen Ventilgliedes in die zweite oder offene Stellung behindert

Aufgabe der Erfindung ist es. eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart auszuführen, daß das Verschwenken des tellerförmigen Ventilgliedes aus der geschlossenen in die offene Stellung erleichtert ist Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß das untere Ende des Versorgungsrohres von der zweiten Stellung des tellerförmigen Ventilgliedes seitlich weggerichtet ist derart, daß es den partikulierten Materialstrom durch das Versorgungsrohr von der genannten zweiten Stellung des tellerförmigen Ventilgliedes wegleitet, um die Schwenkbewegung des tellerförmigen Ventilgliedes ius der ersten Stellung in die zweite Stellung zu erleichtern.

Bei einer Vorrichtung gemäß der Erfindung wird das partikulierte Material dem tellerförmigen Ventilglied exzentrisch derart zugeführt daß bereits durch das sich auf dem tellerförmigen Ventilglied ansammelnde partikulierte Material auf das tellerförmige Ventilglied eine Kraft ausgeübt wird, die das Bestreben hat, das tellerförmige Ventilglied in die zweite oder offene Stellung zu verschwenken, so daß auch dann, wenn sich eine größere Menge partikulierten Materials auf dem tellerförmigen Ventilglied ansammelt, dieses bequem in die offene Stellung verschwenkt werden kann.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen unter Schutz gestellt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Ausführung gemäß der Erfindung dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 eine vertikale Schnittansicht durch eine Doppelventilanordnung mit dem Versorgungsrohr, das in der Ansicht dargestellt ist,

Fig.2 einen Vertikalschnitt im wesentlichen gemäß der Linie 2-2 in F i g. 1, und
Fig.3 eine perspektivische Ansicht des im unteren

jo Gehäuseabschnit angeordneten Ventilkörpers mit der Darstellung der Leitungen zum Verteilen eines Dichtoder Schmierfettes entlang dessen Oberflächen.

Entsprechend den Zeichnungen umfaßt die dort dargestellte Ventilanordnung ein Gehäuse 10 mit einem

oberen Gehäuseabschnitt 12, einem unteren Gehäuseabschnitt 14 und einem Zwischenabschnitt 16. Innerhalb des oberen Gehäuseabschnittes 12 des Gehäuses 10 ist ein tellerförmiges Ventilglied 18 befestigt, welches für eine Schwingbewegung um eine Achse 20 abgestützt ist (siehe F i g. 2). Das obere linke Ende des Ventilgliedes 18 ist durch ein Lagerteil 22 abgestützt, welches Lagerteil 22 am Ventilglied befestigt ist und in einer Ausnehmung 24 in der Innenwand des oberen Gehäuseabschnittes 12 des Ventilgehäuses verläuft, um eine Drehlagerung zu bilden. Das obere rechte Ende des Ventilgliedes 18 ist an einem Lagerteil 26 befestigt, welches durch ein Loch 28 in der Wand des Gehäuses 10 verläuft und dort am äußeren Ende eines Hebels 30 befestigt ist. Mittels des

Hebels 30 kann das Ventilglied 18 gedreht werden. Innerhalb der Ausnehmung 24 befindet sich eine Feder 32, weiche vorgespannt ist um das Ventilglied 18 in einer zentralen Anordnung innerhalb des oberen Abschnittes des Gehäuses zu halten. Entsprechend der Darstellung in F i g. 2 ist eine Abdichteinrichtung 27 vorgesehen, um die Erzzufuhr von der Ventilanordnung fernzuhalten und zu verhindern, daß jegüches Erz auf das Drehlagerteil 26 und die Drehanordnung trifft Die Dichteinrichtung 27 ist mit dem oberen Gehäuseabschnitt 12 verbunden, wie dies in F i g. 2 dargestellt ist

Partikuliertes Eisenerz wird in den oberen Abschnitt der Ventilanordnung durch ein Versorgungsrohr 34 zugeführt welches zu einem Punkt unterhalb der Achse 2 verläuft und vorzugsweise zu einem Punkt welcher sich nur in einem kurzen Abstand oberhalb der Oberseite des Ventilgliedes 18 befindet so daß, wenn das Ventilglied sich in der ersten oder geschlossenen Stellung befindet nur eine relativ kleine Menge von partikuliertem Erz sich im Raum zwischen dem Boden des Versorgungsrohres und der Oberseite des Vantilgliedes 18 ansammelt Wenn das Ventilglied 18 sich in meiner geschlossenen Stellung befindet wie dies in F i g. 1 in ausgezogenen Linien dargestellt ist wirkt dieses Ventilglied mit einem Ventilsitz 36 zusammen, welcher im unteren Teil des oberen Gehäuseabschnittes 12 ausgebildet ist Es ist nicht notwendig, daß das Ventilglied 18 den Sitz 36 dicht berührt, da das Ventilglied 18 nur eine Strömungssteuerfunktion vollzieht Die Dichtfunktion erfolgt durch den Aufbau im unteren Abschnitt 14 der weiter unten zu beschreibenden Ventilanordnung. Entsprechend der Darstellung in F i g. 1 ist das Ventilglied 18 aus einer in ausgezogenen Linien dargestellten ersten Stellung, in der es dem unteren Ende des Versorgungsrohres 34 gegenüberliegt in eine mittels strichpunktierter Linien dargestellte zweite oder offene Stellung schwenkbar, in der es an einer Sehe des Versorgungsrohres angeordnet ist

Entsprechend der vorstehenden Erläuterung kommt es zu einer Ansammlung von partikuliertem Erz auf dem Ventilglied 18, wenn das geradseitige Versorgungsrohr hierfür bei einem Doppelventilaufbau dieses Typs verwendet wird und wenn sich das Ventilglied in seiner geschlossenen Stellung befindet Die Ansammlung von partikuliertem Erz erfolgt in einem solchen Ausmaß, daß es das Schwenken des Ventilg&edes in die offene Stellung an einer Seite des Versorgungsrohres verhindert Entsprechend der Erfindung und der Darstellung in F i g. 1 und 2 ist das Abgabeende des Versorgungsrohres 34 so konstruiert, und angeordnet, daß es das partikuljerte Erz weg von der zweiten Stellung des Ventilgliedes !S richtet Hierfür ist am Boden des Versorgungsrohres 34 ein Leitring 38 vorgesehen, welcher im wesentlichen denselben Querschnitt wie der Hauptabschnitt des Versorgungsrohres 34 hat, jedoch seitlich von der zweiten Stellung des Ventilgliedes 18 weg gerichtet schräg angesetzt ist. Wie insbesondere in Fig. 1 dargestellt ist, hat der Abschnitt 40 des Leitringes 38 nächst der zweiten Stellung des Ventilgliedes 18 eine größere Länge in Richtung der Strömung der Festkörper durch das Versorgungsrohr als der Abschnitt 42 des Leitringes 38, der von der zweiten Stellung des Ventilgliedes 18 entfernt liegt. Mit dieser Konstruktion werden die durch das Rohr 34 strömenden Erzpartikel zur linken Seite des Ventilgliedes geleitet, wenn die Fig. 1 betrachtet wird. Dauurch wird die Bewegung des Ventilgliedes in die offene (i'richpunktierte Linie) Stellung erleichtert. Es wurde herausgefunden, daß ein Winkel »a« zwischen der Achse des Hauptabschnittes des Versorgungsrohres 34 und der Mittelachse des Leitringes 38 bevorzugt zwischen 10° und 30° betragensoll.

Im unteren Abschnitt 14 des Ventilanordnungsgehäuses befindet sich ein zylindrischer Ventilkörper 44, welcher mit einem Ventilsitz 46 zusammenwirkt. Der Ventilkörper 44 und der mit diesem zusammenwirkende Ventilsitz 46 haben einen üblichen Aufbau. Der Ventilkörper 44 ist mit einer diesen durchlaufenden zylindrisehen Öffnung 48 versehen. Der Ventilkörper 44 ist innerhalb des zylindrischen Sitzes 46 durch ein Drehkgerteil 50 drehbar, wie dies in F i g. 2 dargestellt ist Das Drehlagerteil verläuft durch die Wand des unteren Gehäuseabschnittes 14. Am äußeren Ende des Drehlagerteils 50 ist ein Hebel 52 befestigt mit dem der Ventilkörper gedreht werden kann, um die Öffnung 48 in Ausrichtung mit einer Passage 54 zu bringen, die vertikal innerhalb des unteren Gehäuseabschnittes 14 verläuft Durch die Wand des unteren Gehäuseabschnittes 14 verlaufen Schmierpi&sagen 56 und 58, durch die ein Schmiermittel zur zylindrischen Oberfläche des Vtfttilkörpers 44 gebracht wird. Dadurch wird eine gute Dichtung zwischen dem Ventilkörper und seinem Sitz 46 sichergestellt um die Strömung eines unter Druck stehenden Strörnungsmittels durch die Passage 54 zu verhindern, wenn der Ventilkbrper 44 so lagereingestellt ist daß die öffnung 48 sich außer Ausrichtung mit der Passage 54 befindet Das Schmiermittel, welches jederzeit dann dem Ventil zugeführt wird, wenn es offen oder geschlossen ist verhindert ein Ansammeln von feinem Purvergranulat zwischen dem Ventilsitz 46 und dem Ventilkörper 44, was eine Reibung und einen Abrieb verursachen würde. Dies könnte zu Leckagen und Druckverlusten führen. Eine Feder 60 befindet sich in einer Ausnehmung 62 einer Kappe 64, die in die Seitenwand des unteren Gehäuseabschnittes geschraubt ist Die Feder 60 ist so vorgespannt, daß sie den Ventiikörper 44 in Richtung auf und gegen die gegenüberliegende Gehäusewand drückt. Es wurde herausgefunden, daß es vorteilhaft ist, sowohl Abdicht- als auch Schmierfett auf die Oberseite des Ventilkörpers 44 zu bringen. Das Fett kann durch die zuvor beschriebenen Schmierpassagen 56 und 58 oder durch Schmierpassagen und Nuten zugeführt werden, die sich gemäß F i g. 3 in dem Ventilelerr.ent befinden. Das Dichtfett wird zugeführt, wenn dies für das Vorsehen einer gasdichten Abdichtung gewünscht ist.

Fig.3 zeigt das Ventilelement des Abdichtventüs, welches zum Vorsehen einer Dichtung gegenüber einer Leckage von unter Druck stehendem Gas aus einem Reaktor wirksam ist. Der Ventilkörper 44 ist mit einer Anzahl von Schmiermittelverteilpassagen und -nuten versehen, wie dies dargestellt ist. Das Schmiermittel wird unter Druck durch eine Schmiermittelversorgjngipassage 70, die sich im Drehlagerteil 50 befindet, in einer Reihe von vier Radialpassagen 72 gebracht, durch die das Schmiermittel nach außen zu einer Umfangsnut 74 fließt. Von der Nut 74 fließt das Schmiermittel durch Schlitze 76, um an einer benachbarten Endfläche 78 des Ventil·: eine Schmierung vorzusehen. Das Schmiermittel fließt ebenso von der Nut 74 durch ein Paar von Längsschlitzen 80, von denen nur einsr dargestellt ist, zu einer zweiten Umfangsnut 8?, die am entgegengesetzten Ende des Ventils angeordnet ist. Ein Paar von geschlossenen Endnuten 84, von denen nur eine gezeigt ist, sind in d:r Ventilfläche im Umfangsabstand zu den Längsschlitzen 80 und der Öffnung 48 ausgebildet. Die Nuten 84 sammeln das Schmiermittel, wenn sich das Ventil dreht und dienen zur weiteren Förderung der

Schmierung der Ventiloberfläche. Die Schlitze 80 und die Nuten 84 sind bevorzugt in 90°-lntervallen über dem Umfang angeordnet und verteilt.

Die Ventilanordnung ist so konstruiert, daß sie eine ungewünschte Berührung zwischen dem partikulierten Erz und den dichtenden Oberflächen des Ventilkörpers 44 verhindert. Wenn es gewünscht ist, daß das partikulierte Erz durch die Ventilanordnung fließt, wird der Ventilkörper 44 so gedreht, daß die öffnung 48 in Ausrichtung mit der Passage 54 gebracht wird. Danach wird das Ventilglied 18 in die in strichpunktierten Linien in F i g. 1 dargestellte Lape geschwenkt. Der Querschnittsbereich des Inneren des Versorgungsrohres 34 ist bevorzugt nicht größer als vorzugsweise ein wenig kleiner als der Querschnittsbercich der öffnung 48. Ebenso ist der Querschnittsbereich der Passage 54 bevorzugt nicht größer und vorzugsweise ein wenig kleiner als der Querschnittsbereich der öffnung 48. Wenn so partikuüertes Material durch die Ventilanordnung fließt, kommt dieses nicht in Berührung mit der dichtenden Oberfläche des Ventükörpers. Dadurch, daß der Querschnittsbereich des Versorgungsrohres 34 kleiner als die öffnung 48 gemacht wird, wird ebenso der Abrieb der Innenfläche der öffnung 48 klein gehalten, wenn das partikulierte Material durchfließt.

Wie zuvor festgestellt wurde, sollte der Ventilkörper 44 zuerst geöffnet und dann das Ventilglied verschwenkt werden, um eine abtragende Berührung zwischen dem partikulierten Material und den Dichtflächen des Ventükörpers möglichst klein zu halten, wenn die Ventile geöffnet werden, damit das Material durch die Ventilanordnung fließen kann. Wenn ebenso die Ventile geschlossen werden, um das Fließen des Materials durch die Ventilanordnung zu beenden, sollte zuerst das Ventilglied zurückgeschwenkt und dann das Drehschieberventil geschlossen werden. Es wurde herausgefunden, daß, wenn die Ventile auf diese Weise betätigt werden, die Oberfläche des Ventükörpers auf geeignete Weise geschmiert wird, beispielsweise durch die Schmierpassagen 56 und 58. so daß eine wirksame Gasdichtung für eine lange Zeitperiode aufrechterhalten werden kann.

In Abweichung vom Genannten ist es auch möglich, den Hebel 30 für das Ventilglied 18 über einen automatischen Steuermechanismus betätigen zu lassen.

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Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung für die Verwendung beim Regeln der Strömung eines partikulierten Materials zu oder von einem Druckkessel, mit einem im wesentlichen senkrecht angeordneten Gehäuse (10), einem in den Seitenwänden des Gehäuses für eine Schwenkbewegung um eine im wesentlichen horizontale Achse drehbar gelagerten tellerförmigen Ventilglied (18), einem an der Oberseite des Gehäuses zum Zuführen von partikuliertem Material in das Gehäuse oberhalb des Ventilgliedes angeordneten Versorgungsrohr (34), welches Ventilglied wahlweise zwischen einer ersten Stellung, in der dessen Oberseite dem unteren Ende des Versorgungsrohres gegenüberliegt, und einer zweiten Stellung seitlich des Versorgungsrohres schwenkbar ist, dadurch gekennzeichne t, daß das untere Ende des Versorgangsrohres (34J von der zweiten Stellung des tellerförmigen VentSgfiedes (18) seitlich weggerichtet ist derart, daß es den partikulierten Materialstrom durch das Versorgungsrohr von der genannten zweiten Stellung des tellerförmigen Ventilgliedes (18) wegleitet, um die Schwenkbewegung des tellerförmigen Ventilgliedes aus der ersten Stellung in die zweite Stellung zu erleichtern.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende des Versorgungsrohres (34) einen Leitring (38) umfaßt, welcher im wesentlichen dsnselben Querschnitt hat wie der Hauptabschnitt des Versorgungsrohres (34), jedoch seitlich schräg in einer Richtung wet ^{von der} zweiten Stellung des tellerförmigen Vcntilgliedes (18) angesetzt ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (40) des Leitringes (38), welcher der zweiten Stellung des Ventilgliedes (18) am nächsten ist, eine größere Länge in Richtung des Materialstromes durch das Versorgungsrohr (34) hat als der Abschnitt (42), welcher von dieser zweiten Stellung am meisten abgelegen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (a) zwischen der Mittelachse des Hauptabschnittes des Versorgungsrohres (34) und der Mittelachse des Leitringes (38) zwischen 10° und 30° beträgt.