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Beschreibung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Absperranordnung für eine schleißendes
Gut führende Förderleitung mit einem Schiebergehäuse, einem darin angeordneten Schieber,
einer zwischen Schiebergehäuse und Schieber wirkenden Dichtung und einer zum Schieber
führenden Fördergutführung.
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Bei bekannten Schiebern(DE-AS 1 299 475) neigen manche Schüttgüter,
beispielsweise Flugasche, zum Festsetzen auf der Schieberoberfläche, was zu einem
erhöhten Verschleiß der Dichtung führt.
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Dieser Nachteil wird dadurch verstärkt, daß die Schieberöffnung mit
der Dichtung eine Verengung in der Schüttgutführung darstellt, wodurch an der Dichtung
ein erhöhter Staudruck und eine Neigung zum Eindringen von Partikeln zwischen Dichtung
und Schieberoberfläche hervorgerufen wird. Auch führt diese Anordnung zu unerwünschter
Wirbelbildung vor, in und hinter dem Schieber, die ebenfalls einen erhöhten Verschleiß
zur Folge haben. Unter Schiebern sind in diesem Zusammenhang überwiegend solche
zu verstehen, deren Oberfläche eine Rotationsfläche ist (insbesondere Kugel- und
Walzenschieber). Jedoch können auch Flachschieber von der Erfindung betroffen sein.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schieberanordnung der
eingangs genannten Art zu schaffen, die insbesondere im Dichtungsbereich geringerem
Verschleiß ausgesetzt ist.
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Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß die Fördergutführung
innerhalb der Dichtung nahe an die Schieberoberfläche unter Bildung eines engen
Spalts heranreicht und dieser von außen nach innen mit nichtschleißendem Sperrmedium,
bei der Förderung von Schüttgut im allgemeinen Gas (vornehmlich Luft) beaufschlagt
ist.
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Innerhalb der Dichtung bedeutet in diesem Zusammenhang, daß der von
Sperrmedium beaufschlagte Spalt auf derjenigen Seite der Dichtung angeordnet ist,
die dem zum Schieber strömenden Gut näherliegt.
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Solange der Spalt mit Sperrmedium beaufschlagt ist, können die schleißenden
Partikel nicht entgegen dem Sperrmediunsstrom zur Dichtung vordingen. Die Wahrscheinlichkeit,
daß schleißende Partikel zur Dichtung gelangen, wird dadurch erheblich herabgesetzt.
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Die an den Schieber heranreichende Fördergutführung kann von dem Förderrohr
bzw. von demjenigen Förderorgan, dem vor dem Schieber die Führung des Guts obliegt,
selbst gebildet sein.
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Zweckmäßiger ist es im allgemeinen, eine von diesem Organ gesonderte
Führungswand vorzusehen, die im Abstand von dem Schieber mit dem Förderrohr verstellbar
verbunden ist und von einem an das Schiebergehäuse dicht angeschlossenen Gehäuseteil
unter Bildung eines zu dem Spalt führenden Druckraums umgeben ist. Die erforderliche
genaue Einstellung des Spalts wird dadurch erleichtert.
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In vielen Fällen wird es erforderlich sein, den die Dichtung schützenden,
mit Sperrmedium beaufschlagten Spalt rings um die
Schieberöffnung
vorzusehen. Es sind aber Anwendungsfälle denkbar, in denen der Verschleiß nur einseitig
auftritt (beispielsweise bei horizontaler Förderung, wenn das Gut nur im unteren
Bereich des Förderquerschnitts zu erwarten ist), in denen die Anordnung des erfindungsgemäßen
Sperrspalts in dem Hauptverschleißbereichgenügen mag. Der Hauptverschleißbereich
ist derjenige Bereich, in welchem ohne den erfindungsgemäßen Sperrspalt der Verschleiß
verstärkt auftreten würde.
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Zweckmäßig kann es sein, zwischen dem Spalt und der Dichtung einen
mit der Schieberoberfläche zusammenwirkenden Abweiser vorzusehen. Dieser kann Partikeln,
die durch den Sperrspalt hindurchgetreten sein mögen, noch von der Dichtung fernhalten.
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Dies kann insbesondere dann bedeutsam sein, wenn die Sperrluftzufuhr
auf diejenigen Zeitperioden beschränkt ist, in denen der Schieber bewegt wird und/oder
geöffnet ist. Eine wichtigere Funktion dieses Abweisers besteht aber meist darin,
zu verhindern, daß der hinter dem Sperrspalt gebildete Druckraum sich mit großem
Querschnitt zu der Schieberöffnung hin öffnet, wenn der Schieber teilweise geöffnet
ist. Dadurch würde nämlich im Druckraum ein Druckabfall stattfinden, der die Sperrluftbeaufschlagung
in denjenigen Bereichen des Spalts zusammenbrechen lassen würden, in denen die Sperrwirkung
noch erforderlich ist.
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Zu diesem Zweck soll der Abweiser sehr nahe der spaltbildenden Kante
der Fördergutführung angeordnet sein. Es genügt selbstverständlich, ihn in denjenigen
Umfangsbereichen anzuordnen, in denen die erwähnte Öffnung des Druckraums zur Schieberöffnung
hin stattfinden kann.
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Der Abweiser kann auch als Abstreifer ausgebildet sein, indem er auf
die Schieberoberfläche drückt und dort festgesetzte Partikeln abstreift. Er wird
zu diesem Zweck - wie in der Dichtungstechnik bekannt - aus einem verschleißarmen
Werkstoff,
beispielsweise Kunststoff, hergestellt. Er kann mit der
Dichtung zusammen in einer Wechselkassette (siehe DE-AS 1 299 475) enthalten sein.
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Besonders zweckmäßig ist die Anwendung der Erfindung bei solchen Schiebern,
die im allgemeinen nur auf/zu gesteuert werden, wobei die Anordnung so getroffen
ist, daß die spaltbildende Kante der Fördergutführung in der öffnungsstellung stets
mit einem Oberflächenteil des Schiebers zusammenwirkt, um dadurch den Nachteil zu
vermeiden, daß der hinter dem Sperrspalt liegende Druckraum sich zur Schieberöffnung
hin öffnen kann und dann in diesen geöffneten Bereichen wirkungslos ist.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Querschnittsgestalt
der Fördergutführung mindestens im Hauptverschleißbereich mit der Gestalt der Schieberöffnung
übereinstimmen und an diese anschließen. Dies hat nicht nur das Ziel, den Energieverlust
und erhöhten Verschleiß durch Wirbelbildung zu vermeiden, sondern verbessert auch
die Wirkung des Sperrspalts, weil dieser dann nicht dem Staudruck des zuströmenden
Materials ausgesetzt ist.
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Unter Anschließen ist in diesem Zusammenhang zu verstehen, daß die
die Schieberöffnung bildende Kante nicht oder nur wenig nach innen über die spaltbildende
Kante der Fördergutführung hinaussteht. Jedoch soll gewährleistet bleiben, daß die
spaltbildende Kante der Fördergutführung benachbart der Schieberöffnungskante einem
Teil der Schieberoberfläche zur Bildung des Sperrspalts gegenübersteht. Falls gewünscht
wird, die Schieberöffnungskante zur Verminderung des Verschleißes gegenüber der
Führungwand nach außen zu versetzen, so kann selbstverständlich vorgesehen sein,
daß die Fördergutführung zur Bildung des Sperrspalts einen sich entlang der Schieberoberfläche
nach außen bis zur Schieberöffnungskante erstreckenden Flansch aufweist.
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Zur Verminderung der Wirbelbildung kann auch beitragen, daß innerhalb
des Schiebers - gegebenenfalls auch im Anschluß daran - Leitwände vorhanden sind,
die zweckmäßigerweise in der Offenstellung des Schiebers an die Fördergutführung
bzw. an die Schieberöffnungskanten in Förderstromrichtung anschließen.
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Vorteilhafterweise schließt die Fördergutführung zur Bildung des Spalts
mindestens im Hauptverschleißbereich an einen Teil der als Rotationsfläche ausgebildeten
Schieberoberfläche an, der in bezug auf die Förderrichtung einen Zentriwinkel von
höchstens etwa 50° hat. Mit anderen Worten ist der Durchmesser der Fördergutführung
wesentlich kleiner als derjenige des Schiebers. Die Dichtungs- und Sperrverhältnisse
sowie auch die baulichen Verhältnisse werden nämlich einfacher, wenn spitze Winkel
zwischen der Förderrichtung und der Förderyutführung einerseits und der von der
Schieberoberfläche gebildeten Gegendichtfläche andererseits vermieden werden.
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Die Schieberoberfläche kann zur weiteren Verschleißminderung gehärtet,
beispielsweise boriert, werden.
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Die Erfindung eignet sich besonders für solche Anwendungsfälle, in
denen ein Schieber häufig und rasch geschaltet werden muß.
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Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung
erläutert, die ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Absperranordnung in einer Quer zur Schieberachse
verlaufenden Ebene und
Fig. 2 einen Längsschnitt in der die Schieberachse
einschließenden Ebene.
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Das Schiebergehäuse 1 bildet einen an vier Seite geschlossenen Schieberraum
2, der auf der in der Zeichnung oben liegenden Zuströmseite und der unten liegenden
Abströmseite offen ist.
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Darin ist der Schieber 3 drehbar an der Welle 4 gelagert, die als
Wellenstumpf 5 aus dem Gehäuse herausgeführt ist zwecks Kupplung mit einem Stellorgan,
das durch Drehung der Welle dem Schieber eine gewünschte Winkeleinstellung zu erteilen
vermag.
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Der Schieber 3 ist als Walzenschieber mit zylindrischer, zur Welle
4, 5 konzentrischen Schieberoberfläche 6 ausgebildet, die eine Schieberöffnung 7
enthält.
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An die zuströmseitigen Flanschen 8 des den Schieberraum 2 bildenden
Gehäuseteils ist als Teil des Schiebergehäuses ein Dichtungsgehäuse 9 dicht angeschlossen,
das in einem Rahmen 10 die Dichtung 11 enthält. Der Rahmen 10 kann aus dem Dichtungsgehäuse
9 zwecks Dichtungswechsel seitlich (quer zur Zeichenebene) herausgezogen werden,
wenn der Schieber 3 der Zuströmseite seine flach abgeschnittene Seite 12 zukehrt.
In dieser Stellung greift er nicht in den Dichtungsausschnitt ein, so daß dieser
seitlich frei beweglich ist.
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Der Dichtungsrahmen 10 ist auf nicht dargesellte Weise fest und dicht
in dem Dichtungsgehäuse 9 gehalten. Er seinerseits enthält fest und dicht eingeschlossen
die Dichtung 11, die, wie aus Fig. 1 hervorgeht, in unterschiedlichen Umfangsbereichen
unterschiedliche Querschnittsgestalt aufweisen kann. Sie besteht aus weichelastischem
Werkstoff und legt sich aufgrund der eigenen Elastizität oder einer Druckdifferenz
an die Schieberoberfläche 6 dicht an.
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Das Dichtungsgehäuse 9 wird zuströmseitig von einem Flansch 13 geschlossen,
an dem die Fördergutführung 14 angeschossen ist, die ihrerseits mit der Förderleitung
15 verbunden ist. Die Fördergutführung 14 umfaßt ein Rohrstück 16, das auf die von
der Dichtung 11 und der Schieberöffnung 7 in deren öffnungsstellung gebildete Öffnung
im Umriß etwa passend zuführt und in Abstand von der Schieberoberfläche endet. Sie
wird fortgesetzt von einer ihr in der Querschnittsgestalt entsprechenden, rohrförmig
ringsum geschlossenen Führungswand 17, die im wesentlichen dicht mit ihr verbunden
ist und an ihr in Längsrichtung verschieblich und beispielsweise mittels Schrauben
und Langloch 18 arretierbar verbunden ist. Die Stirn der Führungswand 17 ist passend
zur Schieberoberfläche 6 geformt und ist so eingestellt, daß sie nahe an diese heranreicht
zur Bildung eines engen Spalts 19. Die Führungswand 17 wird im Abstand umgeben von
einem Gehäuseteil 20, der dicht und fest mit dem Rohrteil 16 verbunden ist und an
den Flansch 13 des Dichtungsgehäuses 9 angeflanscht ist. Er schließt mit dem Rohrstück
16 und der Führungswand 17 einen bei 21 an eine Druckluftquelle angeschlossenen,
ringförmigen Druckraum 22 ein, dessen einzige Auslaßöffnung von dem Spalt 19 gebildet
ist.
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Die mit der Schieberoberfläche 6 zusammenwirkende Stirnfläche der
Führungswand 17 ist so geformt, daß sie im wesentlichen mit dem Umriß der Schieberöffnung
7 übereinstimmt, so daß diese Teile einen durchgehenden und im Bereich des Spalts
19 nicht oder kaum verengten Strömungskanal bilden. Dieser wird durch ebenfalls
übereinstimmend querschnittgestaltete Leitflächen 23 fortgesetzt, die innerhalb
des Schiebers vorgesehen sind. Dies gewährleistet bei vollständig offenem Schieber
ein Minimum an Verwirbelung und Strömungsverlusten und damit auch ein Minimum
von
Staukräften im Bereich des Spalts 19.
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Die Verstellschraube 18 zur Einstellung der Führungsfront 17 ist durch
eine mittels Deckel 24 verschließbare Öffnung 25 im Gehäuseteil 20 zugänglich. Die
mit der Schieberoberfläche 6 zusammenwirkende Stirnfläche der Führungswand 17 kann,
wie bei 26 angedeutet, durch einen Flansch vergrößert sein.
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In demjenigen Umfangsbereich, in welchem sich bei der öffnungs-und
Schließbewegung die Schieberöffnung 7 hindurchbewegt, ist zwischen dem Spalt 19
und der Dichtung 11 ein Abweiser 27 angeordnet. Dabei handelt es sich um eine nahe
an den Spalt 19 heranreichende, dicht mit dem Rahmen 10 verbundenen Lippe beispielsweise
aus Metallblech oder Kunststoff. Man erkennt in Fig. 1 leicht, daß der Druckraum
22 im Bereich dieses Abweisers, wäre er nicht vorhanden, sich beim Durchgang der
Schieberöffnung frei und mit großem Querschnitt nach unten öffnen würde. Dies würde
dazu führen, daß der Überdruck im Druckraum 22 sich ohne weiteres durch diesen Bereich
großen Querschnitts entspannen kann und demgemäß in den übrigen Bereichen kein hinreichender
Sperrdruck mehr zur Verfügung steht. Der Abweiser 27 verhindert diese Konsequenz,
weil er dafür sorgt, daß auch dann, wenn die Schieberöffnung während der Schaltbewegung
des Schiebers diesen Bereich passiert, nur ein geringer Zwischenraum zwischen dem
Ende der Führungswand 17 und dem Abweiser 27 vorhanden ist, durch den sich der überdruck
im Druckraum 22 nicht ohne weiteres entspannen kann.
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Die Vorrichtung hat die folgende Funktionsweise: Während des Betriebs
und zumindest während der Schaltbewegung des Schiebers 3 ist der Druckraum 22 mit
Überdruck im Verhältnis zu dem Druck im Schiebergehäuse beaufschlagt. Es ergibt
sich daher eine Gasströmung durch den Spalt 19 von außen nach innen.
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Dadurch wird das von der Vorrichtung geführte, schleißende Gut daran
gehindert, durch den Spalt 19 nach außen in den Dichtungsbereich vorzudringen. Diese
Wirkung bleibt insbesondere auch während der Schaltbewegung des Schiebers aufrechterhalten,
weil der Abweiser 27 auch in denjenigen Bereichen, in denen die Schieberöffnung
7 über die Dichtung hinweggeht, einen Druckabfall verhindert. Das Gut erhält keine
Gelegenheit, sich auf der Walzenoberfläche 6 abzulagern und sich daran festzusetzen.
Der Abweiser 27 kann so ausgestaltet sein, daß er etwa abgesetztes Gut von der Walzenoberfläche
abstreift.
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Man kennt aus der Zeichnung im Vergleich mit bekannten Drehschieberanordnungen,
daß der Schieber 3 einen verhältnismäßig großen Durchmesser im Vergleich mit dem
Durchmesser der Schieberöffnung bzw. der Gutführung besitzt. Dies hat den Vorteil,
daß die Dichtung 11 und die Stirnfläche der Führungswand 17 im Hauptverschleißbereich,
also in denjenigen Umfangsbereichen, in denen sie quer zur Bewegungsrichtung der
Schieberoberfläche verlaufen (die in Fig. 1 geschnittenen Umfangsbereiche) auf einen
Schieberoberflächenbereich einwirken, der keine übermäßige Neigung gegenüber derjenigen
Ebene aufweist, in der sich die Dichtung 11 überwiegend erstreckt. Dies hat verschiedene
Vorteile im Hinblick auf Verschleiß, gleichmäßige Anstellbarkeit der Dichtung 11
und der Führungswand 17 an die Schieberoberfläche und ermöglicht auch kurze öffnungs-
und Schließzeiten, weil der von der Walzenoberfläche im öffnungsbereich der Dichtung
bzw. der Gutführung durchlaufende Weg kürzer ist. Die Winkellage der Dichtung im
Bezug auf die Walzenoberfläche läßt sich durch den Zentriwinkel 28 angeben, der
möglichst klein sein soll und vorzugsweise nicht über 500 liegt.
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Die gezeigte Konstruktion hat sich beispielsweise als Absperrorgan
oberhalb eines Wiegebehälters bewährt, das bei hoher Schalthäufigkeit von beispielsweise
sechs Schaltungen pro Minute eine hohe Durchflußleistung von beispielsweise 150
t/h besitzt.
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