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Vorrichtung zum Ein- und Austragen von Schüttgut in und
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aus Druck räumen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ein-
und Austragen von Schüttgut in und aus Druckräumen nach dem Oberbegriff des Anspruches
1 , insbesondere wenn die festen Teilchen des Schüttguts mit einer Flüssigkeit vermischt
sind, so daß es sich um ein feuchtes Schüttgut handelt. Mit der Vorrichtung wird
bezweckt, eine sichere und störungsfreie Überführung von festen Teilchen, vorzugsweise
mit Flüssigkeit benetzt, zwischen Räumen unterschiedlichen Druckniveaus bei minimalen
bzw.
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zu unterbindendem Schleusgasverlust zu ermöglichen.
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Die fortschreitende Tendenz, technischer Prozesse in einer
Überdruckatmosphäre
durchzuführen, macht den Einsatz zuverlässig arbeitender Schleusapparate zwingend
erforderlich. Häufig wird erst durch das Vorhandensein eines geeigneten Schleusapparates
der "Druckprozess" ermöglicht.
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Ein Beispiel hierfür ist die Filtration bei Überdruck, die es erforderlich
macht, den anfiltrierten, teilweise entfeuchteten und somit kohäsiven und adhäsiven
Filterkuchen als teilweise stückiges Schüttgut aus dem Druckraum auszuschleusen.
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Für diese Aufgabe wurde in der Vergangenheit in manchen Fällen eine
Zellenradschleuse eingesetzt. Dieses Austragsgerät hat sich jedoch nur zur Überwindung
geringer Druckdifferenzen zwischen den Druckräumen bewährt. Auf Grund der Zellen-
und Spaltverluste ergibt sich bei höheren Differenzdrücken ein großer Leckgasdurchsatz
und daraus resultierender Druckverlust im Druckverfahrensraum. Weiterhin tritt bei
der Zellenradschleuse durch das Austragsgut, das an den Gehäusewänden entlanggeführt
wird, ein starker Apparateverschleiß ein, der neben der eigentlichen Apparatezerstörung
zu einer Steigerung der Leckgasverluste führt. Beim Austrag eines feuchten Schüttgutes
muß bei der Zellenradschleuse im allgemeinen ein Zwangsaustrag aus den Taschen des
Sternrotors vorgesehen werden, damit sich das adhäsive Produkt sicher aus der Schleuse
entfernt.
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Nach einem anderen System kann das feuchte Schüttgut über eine Gassperrstrecke
aus einem Druckraum ausgetragen werden. Hierzu durchfließt der Feststoff unter Schwerkrafteinwirkung
senkrechte oder geneigte Rohre. Die Dichtwirkung der Gassperrstrecke resultiert
aus dem statischen
Druck der Feststoffsäule und dem Reibungsdruckverlust
des Gases beim Durchströmen der Gassperrstrecke. Da das Fließen des auszutragenden
Feststoffes in der Sperrstrekke jedoch abhängig ist vom Differenzdruck zwischen
den Verfahrensräumen und von den Schüttguteigenschaften, können Schwankungen und
Änderungen zu Betriebsstörungen führen. Um ein sicheres Fließen des Produktes zu
gewährleisten und um die Bildung von Feststoffbrücken zu vermeiden, ist es bei der
Gassperrstrecke erforderlich, je Produkteigenschaft (z.B. schwankende Restfeuchte
bei der Druckfiltration geeignete Maßnahmen vorzunehmen. Dies bedeutet weiterhin,
daß die überbrückbare Druckdifferenz zwischen den beiden Räumen durch die Länge
der Sperrstrecke und durch die Schüttdichte bestimmt wird. Daraus folgt, daß die
Gassperrstrecke immer eine beachtlich große Bauhöhe beanspruchen wird. Die Art des
Austrages bringt es darüberhinaus mit sich, daß Gassperrstrecken nicht eigensicher
sind, so daß zum An- und Abfahren des Systems Absperreinrichtungen und Sicherheitselemente
erforderlich sind.
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Das zur Zeit am häufigsten verwendete Ein-/Austragssystem ist die
Kammerschleuse. Die Grundeinheit der Kammerschleuse besteht aus einem Speicherbehälter
- der Kammer - sowie einer ein- und auslaufseitig gasdichten Absperreinheit.
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Durch logische Folgesteuerungen über eine Steuerungseinheit ist gewährleistet,
daß jeweils nur ein Absperrorgan geöffnet ist und Überschneidungen mit Sicherheit
vermieden werden. Üblicherweise ist im Austragsfall zunächst die obere Absperreinheit
geöffnet, während gleichzeitig die untere, möglichst gasdichte, geschlossen gehalten
wird. In diesem Zustand herrscht in der Kammer der gleiche Systemdruck wie im Verfahrensraum,
aus dem das Schüttgut
zunächst aufgenommen wird. Das Produkt gelangt
somit differenzdrucklos in den Austragsraum. Während der Füllzeit muß daher dafür
gesorgt werden, daß die untere Absperreinheit auch nach längerer Betriebszeit und
verschlissenem Dichtorgan weitestgehend gasdicht schließt.
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Ist die Kammer gefüllt, wird die obere Absperreinheit geschlossen.
Danach wird in vielen Fällen das Kammervolumen be- oder entlüftet, so daß anschließend
die untere Absperreinheit differenzdrucklos geöffnet werden kann.
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In dieser Position fällt dann das Produkt auf Grund der Schwerkraft
aus der Kammer.
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An dieser Forderung scheitern im allgemeinen viele Kammerschleusen,
da kohäsive und adhäsive Produkte ohne zusätzliche Einrichtungen schlecht oder gar
nicht ausgetragen werden können. Bisherige Kammerschleusenausführungen werden den
Ansprüchen eines feuchten, kohäsiven und meist auch adhäsiven Schüttguts nicht genügend
gerecht. Neben der bereits erwähnten Anbackungsgefahr, dem unvollständigen Ein-
und Ausfallen des Produktes in bzw. aus der Kammer und der damit verbundenen Möglichkeit
der Brückenbildung im Austragsraum ist zu berücksichtigen, daß gerade sehr feinkörnige
und feuchte Schüttgüter, wie z.B.
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Filterkuchen, im Dichtungsbereich der Absperreinheiten zu erheblichen
Abrasionen führen können. Damit wird der Nachteil der systemeigenen Schleusgasverluste
durch die Undichtigkeiten der Absperreinheiten, die bei längerer Betriebszeit entstehen
können, noch verstärkt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die mängel der bekannten
Vorrichtungen zu vermeiden und die
Kammerschleuse so zu gestalten,
daß ein sicherer Schüttgutein- und austrag, auch feuchter, kohäsiver und adhäsiver
Produkte im gesamten Körnungsbereich eines Schüttgutes erreicht werden kann und
die mit dem Ein- und Austrag verbundenen Gasleckagen unterbunden und die Schleusgasverluste
minimiert werden können.
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Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches
1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind den Unteransprüchen entnehmbar.
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Ausführungsbeispiele werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher
erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch eine Kammerschleuse; Fig. 2A und
B zwei Ausführungsformen von dabei verwendbaren Drehtellern; Fig. 2C eine Ausführungsform
eines alternativ verwendbaren Schiebers; Fig. 3A und B zwei Ausführungsformen von
Auskleidungen des Speicherbehälters und des Puffervolumens; Fig. 4 eine Ausführungsform
der Dichtlippe bei Verwendung von Drehtellern und Fig. 5 eine Ausführungsform eines
beim System verwendeten Druckminderventils.
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Entsprechend dem Aufbau einer Kammerschleuse weist die Vorrichtung
im Kern auf a) eine obere und eine untere Absperreinheit 1 und 2 b) einen sich nach
unten konisch erweiternden Speicherbehälter 3 der Kammer.
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Darüberhinaus ist oberhalb der oberen Absperreinheit 2 c) ein ebenfalls
sich nach unten konisch erweiterndes Puffervolumen 4 vorgesehen.
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Speicherbehälter 3 und Puffervolumen 4 sind mit einer, ggfs. beeinflußbaren,
elastischen Auskleidung 5 versehen und über eine Bypassleitung 6 zum Zweck des Druckausgleiches
miteinander verbunden. In die Bypassleitung 6 ist ein zum Zweck der Feststoffteilchenzurückhaltung
vorgesehenes Gas/Feststofffilter 7 und ein 3-Wege-Absperrorgan 8 eingebaut, über
das die Be- und Entlüftung des Speicherbehälters 3 bewerkstelligt wird.
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In den Speicherbehälter 3 ist zum Zwecke der Erfassung des Füllstandes
des auszutragenden Gutes eine Füllstandsmessvorrichtung 9 eingebaut. Weiterhin ist
der Speicherbehälter 3 mit einer Gasdruckmeßeinrichtung 10 versehen, deren Meßsignal
ggfs. zu einer Steuereinheit weitergeleitet werden kann.
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In einer weiterführenden Ausführung ist der Speicherbehälter mit einer
Spülgasleitung versehen.
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Die Steuerung des Austragsgerätes wird über eine Steuerungseinheit
vorgenommen.
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Als Absperreinheiten1,2 dienen vorzugsweise jeweils eine druckdicht
gelagerte Drehklappeneinheit, bestehend aus Gehäusegrundkörper, Dichtring, Antrieb
und Drehteller.
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Der Drehteller 13,16 ist so gestaltet und mit Zusatzvorrichtungen
versehen, daß ein dauerhaftes Anhaften von kohäsivem Austragsgut weitgehend verhindert
werden kann.
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In einer Ausführung ist der Drehteller 13, wie in Fig. 2, Teil A,
dargestellt, beidseitig mit einer aufblähbaren Membran 12 aus einem elastischen
Gummiwerkstoff bespannt.
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Der Membraninnenraum kann über eine Druckluftleitung durch die Hohlwelle
mit Druckluft beaufschlagt werden.
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Soll während des Austragsvorganges am Drehteller 13 anhaftendes Material
entfernt werden, zum Beispiel bei vertikal stehendem Drehteller 13, so wird von
der einen Seite der Drucktellerhohlwelle Druckluft aufgegeben, die auf der anderen
Seite der Hohlwelle wieder abströmt. Bedingt durch einen vorgebbaren Strömungswiderstand
in der Hohlwelle bläht sich die elastische Membran auf 14. DieAuslenkung 15 der
Membran ist dabei druckabhängig und somit beeinflußbar. Durch die sich beim Blähen
der Membran einstellende Oberflächenvergrößerung löst sich der anhaftende Feststoff
und fällt ab.
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In einer anderen Ausführung besteht die aufblasbare Membran, wie in
Fig. 2, Teil B, dargestellt, aus einem nicht elastischen Material, das so konfektioniert
ist, daß das Blähvolumen vorgegeben ist. Im nichtgeblähten Zustand legt sich diese
Membran in Falten auf den Drehteller
16. Beim Blähvorgang wird
die Membran, vorzugsweise durch einen stoßartigen Druckluftimpuls aufgeblasen. Durch
die nichtelastischen Eigenschaften der Membran 17 und das durch die Konfektionierung
vorgegebene Blähvolumen wird sichergestellt, daß die Membran beim Jet-Impuls keine
Überdehnung erleidet. Die Druckluftbeaufschlagung erfolgt durch die in diesem Fall
vorzugsweise einseitig gebohrte Hohlwelle, so daß die Druckluft über dieselbe Öffnung
ein- und ausströmt.
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In einer anderen Ausführung besteht die Absperreinheit aus einem Schieber
18 mit Antrieb, die beim Öffnen des ScHiebers 18 den gesamten Durchlaßquerschnitt
der Absperreinheit freigibt. Als Schieberorgane dienen Schwenkverschlüsse und Flachschieber.
Die Sch@ießzone des Schieist ist zum Zweck der druckdichten Ans ;:nrung mit einem
@@enmat@ach beaufs@h@@gbaren Membran@@@ @ring ausge-@@s@ @ Einsat@ @ Schieberorg
@@ als Absperr-@@@@@ @@ge@ @ ein Anback@ koh@@@@@@m Schütt-@@@@ @@@@ @@ren dessel@@
d@@@@@@gs-@@@@@@@ verhi@ @ge@@@@@k wird @ @ @ @ @@ @ 19, @ @-gs-@@@@@ @@luidir;tendes
@ @ @@ Druckluft-@ @@@@ Luftbe-@@@ @@ lgen. Das @@@ @@ @@ der Um-Spei -cherbehälter
3)
oder wird dem Druckverfahrensraum zugeschlagen (Puffervolumen 4). Ist dieser Zustand
erreicht, wird das Schieberorgan bewegt und der Austragsquerschnitt der Kammerschleuse
freigegeben. Das Verhindern von Anbackungen auf der Absperreinheit durch Fluidisieren
ist in der beschriebenen Art auch auf den Drehteller übertragbar.
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Das Puffervolumen 4 und der Speicherbehälter 3 sind dadurch ausgezeichnet,
daß sie sich von oben nach unten konisch erweitern und von Oberkante bis Unterkante
keine Einschnürungen mehr aufweisen. Dadurch wird gewährleistet, daß das auszutragende,
vorzugsweise feuchte, kohäsive und adhäsive Schüttgut sich beim Durchfallen der
Austragseinheit an keiner Stelle aufstützen kann, wodurch ein Anhaften und Aufwachsen
(Brückenbildung) verhindert wird.
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Das konische Puffervolumen 4 und der konische Speicherbehälter 3 können
aus Normteilen nach DIN 28645 bestehen, jedoch sind auch beliebige Sonderausführungen
in der beschriebenen Art vorgesehen.
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Bei besonders adhäsiven Austragsgütern, bei denen trotz der sich nach
unten konisch erweiternden Apparatewandung und der im Durchlaß einschnürungsfreien
Ausführung die Gefahr von Anbackungen und Brückenbildung besteht, ist vorgesehen,
Puffervolumen und Speicherbhälter mit einer elastischen Auskleidung 5 zu versehen.
Der Werkstoff der Auskleidung ist dabei vorzugsweise so gestaltet, daß eine Dehnung
des Materials in eine Richtung gut und in die andere, dazu senkrechte Richtung,
nicht möglich ist. Dies kann z.B. durch eine Textileinlage erzielt werden. Dadurch
wird
bezweckt, daß das Auskleidungsmaterial in radialer Richtung sich längen kann, in
achsialer Richtung aber formstabil bleibt. Die elastische Auskleidung 5 ist so gehalten,
daß entweder schon allein durch die elastischen Eigenschaften des Auskleidungswerkstoffes
im Zusammenspiel mit den Impulsen, die durch das ein- und ausfallende Schüttgut
auf die Auskleidung ausgeübt werden, eine Anbackung von kohäsivem Schüttgut verhindert
oder bereits anhaftendes Material gelockert und abgeworfen wird, oder durch von
außen aufprägbare Druckluftimpulse die Auskleidung gerüttelt werden kann.
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In einer Ausführung werden, wie in Fig. 3, Teil A, dargestellt, ringförmige
Schürzen 20 unterschiedlichen Durchmessers so in den konischen Apparateteil 3,4
eingesetzt, daß eine überlappende Auskleidung über der gesamten Höhe des Konus entsteht.
Diese Schürzen können zusätzlich so gestaltet werden, daß die Ablöseeigenschaften
verstärkt werden, wie z.B. durch fransenförmiges Einschneiden am unteren Rand.
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In einer anderen Ausführung wird, wie in Fig. 3, Teil B, dargestellt,
das Auskleidungsmaterial am oberen und unteren Ende des Konus 3,4 eingespannt und
ggfs. an ein oder mehreren Stellen über der Höhe des Konus zusätzlich abgestützt,
so daß sich eine durchgehende Überziehung 21 der Konusinnenwand mit dem elastischen
Auskleidungsmaterial ergibt. Der Raum zwischen Auskleidung und Behälterwand kann
dabei in ein oder mehrere separate Ringkammern unterteilt sein, sie einzeln, gemeinsam,
gleichzeitig oder in beliebiger Reihenfolge mit einem von außen einzuleitenden Druckluftimpuls
22 beaufschlagt werden können.
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Darüberhinaus ist jede weitere geeignete Gestaltung der elastischen
Auskleidung 5 denkbar, die als Kombination der beschriebenen Ausführungen oder in
einer anderen Art vorgesehen werden kann.
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Neben der Sicherstellung des störungsfreien Transportes des Schüttgutes
durch den Schleusapparat ist die Aufgabe zu lösen, die mit dem Schleusvorgang verbundenen
Gasleckagen zu unterbinden. Diese Gasleckagen treten dann auf, wenn die Absperreinheiten
1,2 nicht dicht schließen.
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Dieser Sachverhalt wird vor allem durch Verschleiß der Dichtelemente
hervorgerufen. Der Dichtring 23 der Absperreinheit 3,4, der bei der Drehklappenausführung
wie in Fig. 4 dargestellt, über die gesamte Höhe des Organs reicht, ist, vorzugsweise
bei horizontaler Stellung des Drehtellers 24 (Position "ZU"), von außen pneumatisch
nachspannbar. In diesem Zustand preßt sich der Dichtring 25 aus elastischem Werkstoff
unter der Wirkung des Spanndruckes fest und dicht an die Kante der Drehklappe 24
an.
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Dadurch wird gewährleistet, daß der Dichtmechanismus auch bei verschlissener
Dichtkante des Absperrelementes 24 gesichert ist und auch bei höheren Differenzdrücken
keine Gasleckage aus dem Überdruckraum erfolgt. Zu diesem Zweck muß der Druck, mit
dem Dichtring 25 gespannt wird, größer sein, als der zu überwindende Systemüberdruck.
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In gleicherWeise ist es erforderlich, daß die Blähmembran 12 bzw.
die Fluidisierungszone 19 der Absperreinheiten und u.U. die elastische Auskleidung
5 des Puffervolumens 4 mit einem Druck größer als der Systemüberdruck betätigt werden.
Diese Forderung wird durch den Einsatz eines Druckminderers
mit
Systemüberdruckbeaufschlagung erreicht.
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Dabei handelt es sich, wie in Fig. 5 dargestellt, um einen Druckminderer
gemäß bekannter Technik, bestehend aus Ventilgehäuse 26, Oberteil 27 mit Stell feder
28 und Sollwertsteller 29. Bei dieser Ausführung wird das Oberteil 27 durch eine
druckfeste Metallhülse ersetzt, die geeignet ist, mit dem Systemüberdruck belastet
zu werden. Das druckfeste Metallgehäuse 27 wird über eine Verbindungsleitung 30
mit dem Systemüberdruck beaufschlagt. Auf diese Weise wirkt der Systemüberdruck
auf die Stellmembran des Druckminderers und bewirkt so, daß im Druckminderer der
zu reduzierende Überdruck maximal auf den Systemüberdruck gemindert wird.
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Durch Vorspannen der Stell feder 28 über den Sollwertsteller 29 wird
nun die Höhe des Differenzdruckes eingestellt, mit dem der Dichtring 23 nachgespannt,
bzw. die Blähmembran 12 bzw. die Fluidisierungszone 19 beaufschlagt wird. Durch
diese Einrichtung wird erreicht, daß auch bei schwankendem Systemüberdruck die entsprechenden
Apparateteile stets mit dem erforderlichen Differenzüberdruck versorgt werden.
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Bei den meisten Schüttgutschleusvorgängen in und aus Druckräumen handelt
es sich um normale Luft als Schleusgas. In besonderen Einsatzfällen, speziell in
der chemischen Industrie, werden jedoch auch Wertgase bzw. toxische Gase eingesetzt.
In diesem Fall kann das Schleusgas im Speicherbehälter 3 nach dem Druckausgleich,
vor Öffnen der unteren Absperreinheit 2, durch ein Spülgas, z.B. Umgebungsluft,
weitgehend verdrängt werden und so der Anteil an Schleusgas, der mit dem zu schleusenden
Schüttgut austransportiert wird, minimiert werden. Zu diesem Zweck strömt in
den
Speicherbehälter 3 über eine Spülgasleitung 11 oder auch über die Fluidisierungszone
19 das Spülgas in den Speicherbehälter 3 ein. Nach einer genügend langen Zeit des
Spülens wird der Austragsvorgang in üblicher Weise fortgesetzt. Die Ausführungen
über das Spülen des Speicherbehälters mit Zusatzgas zum Zweck der Verdrängung des
Schleusgases gelten in gleichem Sinn auch für den Einschleusvorgang eines Schüttgutes
in einem Druckraum, z.B.,wenn dort eine Reaktionsgasatmosphäre vorherrscht.
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Die Ansteuerung und zeitliche Regulierung der teilweise zeitlich aufeinander
folgenden, teilweise parallel ablaufenden Austragsschritte erfolgt über eine zum
Austragsgerät gehörende Steuerungseinheit. Dabei handelt es sich vorzugsweise um
eine fest programmierte Steuerung mit variabel einstellbaren Zeiten, jedoch sind
auch Steuerungen mit Zeituhren in Kombination mit Endschaltern oder auch rein mechanische
Systeme wie Steuerung mit Nockenwelle vorgesehen. Allen Steuerungssystemen ist gemein,
daß die Steuerzeiten auch nachträglich verändert werden und so dem jeweiligen Schleusprozeß
optimal angepaßt werden können.
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Die bei der Beschreibung verwendeten Ausdrücke sollen in ihrem allgemeinsten
Sinne verstanden werden. Deshalb ist das beschriebene Verfahren und der dazu verwendete
Apparat für jeden Ein- bzw. Ausschleusvorgang einsetzbar, bei dem Differenzdrücke
mäßiger Höhe überwunden werden müssen.
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Die Körnung des Schüttgutes ist nach unten hin nicht und nach oben
hin durch die größte freie Durchlaßstrecke des Apparates begrenzt. Der Flüssigkeitsgehalt
eines feuchten,
zu schleusenden Schüttgutes kann in weiten Grenzen
variieren, so daß einerseits trockene Produkte, andererseits aber auch pastenförmige,
flüssigkeitsähnliche Materialien geschleust werden können. Weiterhin sind bei der
Werkstoffauswahl der beschriebenen Apparateteile, insbesondere der Fluidisierungszone
19, des nachspannbaren Dichtungsringes 23, der elastischen und der nichtelastischen
Membran 12 bzw. 16 keinerlei Beschränkungen vorgesehen. Der Konuswinkel von Puffervolumen
4 und Speicherbehälter 3 ist frei wählbar. Die Bauhöhe des gesamten Schleusapparates
ist nach unten hin lediglich durch die vorgegebenen Abmaße der Absperreinheiten
1,2 limitiert, nach oben hin kann sie beliebig vergrößert werden. Der Antrieb der
Absperreinheiten erfolgt durch ansteuerbare Antriebseinheiten. Dabei ist jedes System
gemäß dem Stand der Technik einsetzbar, wie Pressluftmotor, Elektromotor, induktionserregte
Schubstangen und dgl.. Als Schleusgas wird im allgemeinen Sinne jene gasförmige
Phase verstanden, die mit dem Schüttgut im Speicherbehälter unter Druckbedingungen
in Berührung kommt, die vor oder nach der Kammerschleuse vorherrschen.
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Zur näheren Erläuterung wird die Vorrichtung unter Bezugnahme auf
die kontinuierliche Druckfiltration von Aufbereitungstrüben näher beschrieben. Bei
der kontinuierlichen Druckfiltration werden Drehfilter wie Trommel- oder Scheibenfilter
zur Fest- Flüssigtrennung von Trüben in einem bis 4 bar (in Sonderfällen bis 6 bar)
Überdruck ausgelegten Druckraum betrieben. Nach dem Fest- Flüssigtrennprozeß fällt
im allgemeinen ein stückiger bis riesel fähiger Filterkuchen aus feinkörnigem Feststoff
an,
dessen Sättigungsgrad S (Sättigungsgrad S = Verhältnis von
Flüssigkeitsvolumen zu Hohlraumvolumen eines porösen Volumenelements) zwischen S=
0.3 bis S = 1 variieren kann. Der Filterkuchen muß als Schüttgut möglichst kontinuierlich
aus dem Druckverfahrensraum in die Normalatmosphäre geschleust werden. Zu diesem
Zweck fällt er nach der Filterkuchenabnahme vom Filter in einen Ausfallschacht,
an dem die Austragseinheit nachfolgend angeflanscht ist.
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Gemäß Fig. 1 ist zu Beginn des beschriebenen Austragszyklus die untere
Absperreinheit 2, hier eine Drehklappe, in horizontaler Stellung geschlossen und
durch die pneumatisch nachspannbare Dichtung 25 zusätzlich abgedichtet.
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Die obere Absperreinheit 1, hier ebenfalls eine Drehklappe, ist in
vertikaler Stellung geöffnet. In diesem Zustand herrscht in der Kammerschleuse der
Druck des Verfahrensraumes und der Filterkuchen fällt durch Ausfallschacht und Puffervolumen
4 in den Speicherbehälter 3.
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Weiterhin ist der Speicherbehälter 3 über die Bypassleitung 6 und
das geeignet geschaltete 3-Wege-Absperrorgan 8 mit dem Verfahrensraum gekoppelt.
In dieser Stellung wird der Speicherbehälter 3 bis zu einem vorgegebenen Füllstand
angefüllt, der durch die Füllstandsmeßvorrichtung 9 ermittelt wird. Bilden sich
beim Fülivorgang an der ausgekleideten Wand 5 des Puffervolumens 4 Anbackungen von
feuchtem, kohäsivem Filterkuchen, so können diese auf Grund der flatternden Bewegung,
die durch nachfallende Filterkuchenstücke in der elastischen Auskleidung 5 durch
Impulseinleitung hervorgerufen werden, wieder abgelöst werden.
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Ist der vorgegebene Füllstand erreicht, wird die obere Drehklappe
1 geschlossen. Hat die obere Drehklappe die horizontale Stellung erreicht, wird
die pneumatisch noch spannbare Dichtung 23 mit einem Überdruck größer als der Druck
im Verfahrensraum gespannt und fest an die Kante der Drehklappe 25 angelegt. Die
Versorgung der Dichtung 23 mit einem genügend großen Überdruck erfolgt durch den
genannten Druckminderer, Fig. 5.
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Ist die obere Absperreinheit 1 vollständig dicht, wird über das 3-Wege-Absperrorgan
8 in der Bypassleitung 6 die Kopplung des Speicherbehälters 3 mit dem Druckverfahrensraum
unterbrochen und gleichzeitig eine Verbindung des Speicherbehälters 3 mit der Normalumgebung
freigegeben.
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Auf diese Weise wird der Speicherbehälter 3 auf Umgebungsdruck entspannt.
Dabei verhindert das in der Bypassleitung 6 zwischen Speicherbehälter 3 und 3-Wege-Absperrorgen
8 eingesetzte Gas/Feststoffilter 7, daß die vom ausströmenden Druckluftstrom aus
dem Speicherbehälter 3 mitgerissenen Feststoffteilchen in das 3-Wege-Absperrorgan
8 gelangen und dort beim Öffnungs- und Schließvorgang zu Undichtigkeiten führen
könnten. Am Ende des Entspannungsvorganges, bestimmt durch Druckmessung 10 im Speicherbehälter
oder durch Ablaufen einer eingestellten Zeitspanne, wird der Druck von der pneumatisch
nachspannbaren Dichtung 25 der unteren Absperreinheit 2 weggenommen und die untere
Drehklappe durch Drehen in vertikale Stellung differenzdrucklos geöffnet. Während
oder sofort nach Ende des Drehvorganges wird die aufblähbare Membran 12,16 betätigt,
wodurch das unter Umständen an der Dreh klappe anhaftende Schüttgut abgelöst wird.
Gleichzeitig fällt das Filterkuchenmaterial
durch Schwerkraft
aus dem Speicherbehälter 3 in die Normalumgebung. Während des Entleerungsvorganges
des Speicherbehälters 3 wird die elastische Auskleidung 5 des unteren Konusraumes
durch Druckluft in Bewegung versetzt, um anhaftendes Austragsmaterial abzulösen.
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Ist die Entleerungszeitspanne abgelaufen, wird die untere Absperreinheit
2 durch Drehen der Drehklappe in horizontale Stellung wieder geschlossen und anschließend
die pneumatisch nachspannbare Dichtung 23, versorgt über den Druckminderer, Fig.
5, wieder gespannt. Zeitlich folgend wird nun über die Bypassleitung 6 und das geeignet
geschaltete 3-Wege-Absperrorgan 8 der Speicherbehälter 3 wieder mit dem Druckverfahrensraum
gekoppelt und auf diese Weise bespannt. Am Ende des Druckausgleichsvorganges zwischen
Speicherbehälter 3 und Druckverfahrensraum, bestimmt durch Druckmessung 10 im Speicherbehälter
30 durch Ablaufen einer eingestellten Zeitspanne, wird die vorgespannte Dichtung
25 der oberen Absperreinheit 1 entspannt und die obere Drehklappe differenzdrucklos
in vertikale Stellung gebracht.
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Während des bisher beschriebenen Ausschleusvorganges hat sich auf
der oberen, geschlossenen Absperreinheit 1 im Puffervolumen 4 der kontinuierlich
anfallende Filterkuchen angesammelt. Beim Öffnen der oberen Drehklappe fällt dieser
nun in den Speicherbehälter 3. Dabei wird, wie für die untere Absperreinheit 2 bereits
beschrieben, die Blähmembran 12, 16 betätigt und so anhaftender Filterkuchen von
der Drehklappe abgelöst. Das gleiche gilt sinngemäß auch für das an der Puffervolumenwand
4 anhaftende Material. Die obere Drehklappe bleibt anschließend so lange
geöffnet,
bis der Speicherbehälter 3 den gewünschten Schüttgutfüllstand wieder erreicht hat.
Danach wiederholt sich der Ausschleusvorgang wie beschrieben.
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Anstelle der Drehklappe mit Blähmembran kann auch ein Flachschieber
mit Fluidisierungszone gesetzt werden. Die Zeiten für die einzelnen Ausschleusschritte
sind frei vorgebbar.
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Die Vorrichtung bietet also ein Mittel, um auch schwierige, abrasive
Schüttgüter mit Flüssigkeitsanteilen, die dadurch besonders kohäsive und adhäsive
Eigenschaften aufweisen, sicher und mit geringem bis geringstem Schleusgasverlust
in und aus Druckräumen zu schleusen. Die Kammerschleuse ist so gestaltet, daß auch
bei langen Betriebszeiten mit großer Sicherheit Anbackungen und somit Blokkierungen
des Schüttgutstromes durch Brückenbildung im Austragsgerät vermieden werden. Die
Vorrichtung bietet die Möglichkeit, auch beim Schleusen von stark abrasiv wirkenden
Materialien, wie z.B. feuchte Filterkuchen aus Aufbereitungsprodukten, ohne Leckgasverluste
zu arbeiten und aufgetretene Abrasionen an den Absperreinheiten, die zu verstärktem
Leckgasverlust führen könnten, auszugleichen.
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