DE3425683A1 - Hochdruck-foerderer - Google Patents

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Hochdruck-Förderer, insbesondere einen Hochdruck-Förderer mit einer Vorrichtung zum Ausgleich von Gehäuseauslenkungen.

Der erfindungsgemäße Hochdruck-Förderer hat mehrere Merkmale mit dem Hochdruck-Förderer gemäß US-PS 4 430 029 gemeinsam, beispielsweise daß ein Flüssigkeitsaustritt aufgrund radialer Auslenkungen des Gehäuses auf ein Minimum reduziert wird, wodurch eine Abnutzung der Teile weitgehend ausgeglichen wird, bevor ein Austausch nötig ist. Der erfindungsgemäße Hochdruck-Förderer ist insbesondere für die übertragung von HoIzspänen und ähnlichem verwendbar, jedoch können auch Kohle, Ölschiefer und ähnliche harte Teilchen transportiert werden.

Aufgabe der Erfindung, ist es, einen wirksamen Hochdruck-Förderer für beispielsweise Holzspäne, teilchenförmiges Material u.a. zu schaffen.

Diese Aufgabe wird bei einem Hochdruck-Förderer gemäß Oberbegriff des Hauptanspruchs mit Hilfe der im kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs genannten Merkmale gelöst.

Wesentliche Merkmale des Hochdruck-Förderes sind ein zylindrischer, mit Taschen versehener Rotor, ein den Rotor einschließendes Gehäuse mit Niederdruck-Einlaß-

3A25S33

und -Auslaßöffnungen sowie mit Hochdruck-Einlaß- und -Auslaßöffnungen, eine Vorrichtung zur Befestigung des Rotors drehbar gegenüber dem Gehäuse, eine Siebeinrichtung zum Aussieben von Materialteilchen aus der Flüssigkeit oberhalb einer vorgegebenen Größe sowie eine in einem großen, zwischen dem Rotor und dem Gehäuse angeordneten Verdichtungsraum untergebrachte Dichtungsanordnung zur wirksamen Dichtung zwischen dem Rotor und dem Gehäuse. Die Dichtungsvorrichtung weist vorzugsweise einen Niederdruck-Einlaß-Schuh, einen Niederdruck-Auslaß-Schuh, einen Hochdruck-Einlaß-Schuh sowie einen Hochdruck-Auslaß-Schuh auf. Erfindungsgemäß sind mit den Schuhen Aufnahmehülsen verbunden, die eine radiale Bewegung der Schuhe führen und deren Verdrehung gegenüber dem Gehäuse verhindern. Die Aufnahmeeinrichtung weist Aufnahmehülsen auf, die mit jedem Niederdruck-Einlaß und Niederdruck-Auslaß verbunden sind. Die Aufnahmehülsen haben jeweils Seitenwandbereiche, die mit den Seitenwänden der Niederdruck-Schuhe in Eingriff stehen, sowie im wesentlichen quer zu den Seitenwandbereichen verlaufende Abschlußwandbereiche, die mit den Seitenwänden der Hochdruck-Schuhe in Eingriff stehen. Vorzugsweise weisen die Niederdruck-Einlaß- und -Auslaßöffnungen einen ebenso wie die Niederdruck-Einlaß- und Auslaß-Schuhe und die Aufnahmehülsen viereckigen, also quadratischen oder rechteckigen, Querschnitt auf.

Den Hochdruck-Schuhen sind Hochdruck-Kompensatoren zugeordnet, die mit einem hydraulischen Fluid versorgt werden, um einer Druckkraft auszuüben, die proportional zum Druck in dem Hochdruck-Einlaß bzw. -Auslaß ist. Jeweils ein Druckkompensator umgibt die Hochdruck-Einlaßöffnung bzw. -Auslaßöffnung. Die Öffnungen in den Hochdruck-Schuhen wirken mit den Hochdruck-Einlaß- und -Auslaßöffnungen zusammen und können einen zylin-

«· ti w * w

1 ₈ J' " 342563

drischen Querschnitt aufweisen oder im vom Rotor entferntesten Bereich einen kreisförmigen Querschnitt haben und auf einen viereckigen, beispielsweise quadratischen Querschnitt in dem dem Rotor am nächsten liegenden Bereich zulaufen. Dadurch wird die Verwendung einer viereckigen Taschenöffnung erleichtert, was besonders für das Zusammenwirken mit den viereckigen Niederdruck-Einlaß- und -Auslaßöffnungen wünschenswert ist.

Das Gehäuse darf sich unter starken Druckbelastungen radial verbiegen, da die Schuhe eine Auslenkung des Gehäuses ohne unerwünschten Flüssigkeitsaustritt ausgleichen. Das Gehäuse kann aus mehreren axial verlaufenden Rippen gebildet sein, die an dessen Außenseite verlaufen und an den Enden durch radiale Rippen verbunden sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:
20

Figur 1 eine Seitenansicht des Hochdruck-Förderers im Schnitt;

Figuren eine Draufsicht und eine Unteransicht eines Teils eines Ausführungsbeispiels eines Hoch

druck-Schuhs wie er bei einem Hochdruck-Förderer gemäß Figur 1 verwendet wird; und

Figur 3 einen Schnitt im wesentlichen entlang der Linie 3r-3 in Figur 1, der nur einen Teil des

Hochdruck-Förderers wiedergibt.

Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hochdruck-Förderers 10. Dieser weist ein aus mehreren massiven, axialen Rippen 11 bestehendes Gehäu-

3425333

se auf, die gemäß Figur 3 durch an diesen angeschweißte oder sonst befestigte radiale Rippen 12 verbunden sind. Die axialen Rippen 11 und die radialen Rippen 12 begrenzen vier am Umfang des Gehäuses verteilte Öffnungen und zwar eine Niederdruck-Einlaßöffnung 13, eine Hochdruck-Auslaßöffnung 14, eine Niederdruck-Auslaßöffnung 15 sowie eine Hochdruck-Einlaßöffnung 16.

Innerhalb des Gehäuses ist ein Rotor 18 um eine Achse A-A drehbar befestigt. Es ist eine Einrichtung zur drehbaren Befestigung des Rotors vorgesehen, beispielsweise an den Enden des Rotors angeordnete Wellen, die mit stationär gegenüber dem Gehäuse angebrachten Lagern zusammenwirken oder eine Einrichtung gemäß der US-Anmeldung 209 118. Der Rotor 18 hat gemäß Figur 1 mehrere diametral angeordnete, durchgehende Taschen 19 mit jeweils Einlaß- und Auslaßöffnungen 20, wobei die Taschen 19 und die Ein- und Auslaßöffnungen 20 mit denen der US-PS 4 430 029 vergleichbar sind; die erfindungsgemäßen Ein- und Auslaßöffnungen 20 haben jedoch gemäß Figur 3 einen viereckigen Querschnitt.

Es ist eine Siebvorrichtung zum Aussieben von Teilchen oberhalb einer vorgegebenen Größe aus der durch zumindest eine der Öffnungen tretende Flüssigkeit vorgesehen. Die Siebeinrichtung kann, wie in der US-PS 4 430 029 dargestellt, innen montiert sein, ist aber vorzugsweise ein gegenüber dem Gehäuse stationär angeordnetes Schlitzsieb 22 gemäß Figur 1. Es ist gemäß den Figuren 1 und 3 mit mehreren, axial im Abstand angeordneten Rippen 23 versehen.

Zwischen dem Gehäuse und dem Rotor 18 ist gemäß Figur 1 ein großer Verdichtungsraum 25 vorgesehen, in dem eine Dichtungseinrichtung zur Ausübung einer Druckkraft ange-

ordnet ist und die zur Aufrechterhaltung einer wirksamen Dichtung zwischen dem Rotor 18 und dem Gehäuse unabhängig von radialen Auslenkungen des Gehäuses radial bewegbar ist. Die Dichtungseinrichtung weist vorzugsweise zwei Niederdruck-Schuhe und mindestens zwei Hochdruck-Schuhe auf. In Figur 1 sind ein Niederdruck-Einlaß-Schuh 27, ein Niederdruck-Auslaß-Schuh 28, der mit dem Schlitzsieb 22 ein Teil bildet, ein einziger Hochdruck-Auslaß-Schuh 29 sowie ein einziger Hochdruck-Einlaß-Schuh 30 vorgesehen. Alle Schuhe weisen eine durchgehende, mit der Einlaß- bzw. Auslaßöffnung fluchtende Öffnung auf. Der Niederdruck-Einlaß-Schuh 27 weist eine mit der Niederdruck-Einlaßöffnung 13 fluchtende erste Öffnung 31 auf; der Niederdruck-Auslaß-Schuh 28 hat eine mit dem Niederdruck-Auslaß 15 fluchtende zweite Öffnung 32; der Niederdruck-Auslaß-Schuh 29 ist mit einer mit der Hochdruck-Auslaßöffnung 14 fluchtenden dritte Öffnung 33 versehen und der Hochdruck-Einlaß-Schuh 30 weist eine mit der Hochdruck-Einlaßöffnung 16 fluchtende vierte Öffnung 34 auf.

Der Rotor 18 sowie die Schuhe 27 bis 30 sind vorzugsweise aus Metall, wobei letztere aus weniger verschleißfestem Metall sein können als der Rotor 18.

Die Niederdruck-Einlaßöffnung 13 und die Niederdruck-Auslaßöffnung 15 haben vorzugsweise einen viereckigen, also rechteckigen oder quadratischen Querschnitt, wie dies auch für den Niederdruck-Einlaß-Schuh 27, den Niederdruck-Auslaß-Schuh 28 sowie für Aufnahmehülsen 37 und 38 gilt, welche die Schuhe 27, 28 umgeben und weiter unten genauer beschrieben sind. Dies ist besonders aus Figur 3 ersichtlich. Die viereckigen, großen Öffnungen ermöglichen eine gute Füllung der Taschen 19 des Rotors 18.

3425633

Die Öffnungen 33 und 34 in den Schuhen 29 und 30 können zylindrisch sein. In dem Bereich, in dem sie mit dem Rotor 18 zusammenwirken können sie jedoch auch einen viereckigen Querschnitt haben, damit sie mehr den Einlaß- und Auslaßöffnungen 2 0 der Taschen 19 entsprechen. Aus den Figuren 2a und 2b ergibt sich für den Hochdruck-Auslaß-Schuh 29, daß die dritte Öffnung 33 gemäß Figur 2a in ihrem am weitesten vom Rotor 18 entfernten Bereich einen kreisförmigen Querschnitt und gemäß Figur 2b in ihrem dem Rotor am nächsten liegenden Bereich einen viereckigen Querschnitt aufweist. Das gleiche gilt für den Hochdruck-Einlaß-Schuh 30.

Die Aufnahmehülsen 37 und 38 besitzen eine Einrichtung -j 5 zur Führung einer radialen Bewegung der Schuhe 27 bis 30 und verhindern zusätzlich jegliche Verdrehung der Schuhe gegenüber dem Gehäuse. Dies wird dadurch erreicht, daß die Aufnahmehülsen 37 und 38 Seitenwandbereiche 40 aufweisen, die mit den Seitenwänden der Niederdruck-Schuhe 27 und 28 zur Führung von deren radialen Bewegung in Eingriff stehen und mit im wesentlichen quer zu den Seitenwandbereichen 40 verlaufenden Abschlußwandbereichen 41 versehen sind, die mit beiden Hochdruck-Schuhen 29 und 30 in Eingriff stehen. Insbesondere stehen die Seitenwände 42 und 4 3 der Hochdruck-Schuhe 29 und 30 mit den Abschlußwandbereichen 41 in Eingriff.

Die Aufnahmehülsen 37 und 38 weisen auch obere Flanschbereiche 44 auf, die sich über zwei axiale Rippen 11 erstrecken und an diesen mittels Schrauben oder auf sonstige Weise angebracht sind. Eine der Aufnahmehülsen 37 oder 38 kann mit jeweils einem Niederdruck-Schuh 27, 28 verbunden sein und mit einer Reihe von Taschen 19 zusammenwirken. Es kann auch eine einzige, aus einem

3425633

Stück bestehende Vorrichtung als Aufnahmehülse für mehrere, beispielsweise drei axial fluchtende Niederdruck-Schuhe vorgesehen sein und mit Taschen im Rotor zusammenwirken .
5

Die Niederdruck-Schuhe 27, 28 werden durch Federn oder andere Druckeinrichtungen mit dem äußeren Umfang des Rotors 18 in Eingriff gebracht. So eine Druckeinrichtung ist nur für den Niederdruck-Einlaß-Schuh 27 in Figur 1 dargestellt, sie wird jedoch bei beiden Niederdruck-Schuhen verwendet. Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Niederdruck-Einlaß-Schuh 27 mit mehreren Stäben 4 7 versehen, die jeweils von einer Schraubenfeder 48 umgeben sind. An der oberen Seite des Niederdruck-Einlaß-Schuhes 27 kann eine beliebige Anzahl von Stäben 47 und Schraubenfedern 48 zur Erzeugung einer wirksamen Druckkraft vorgesehen sein.

Die Hochdruck-Schuhe 29, 30 werden vorzugsweise durch mehrere hydraulische Druckkompensatoren, wie z.B. Kolben- und Zylindereinrichtungen, die durch Federn vorgespannt sein können, in Eingriff mit der Außenfläche des Rotors 18 gebracht. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ist ein die Hochdruck-Einlaßöffnung 16 umgebender, erster hydraulischer Druck-Kompensator 50 dargestellt, der von zwei Druckausgleichern 51 flankiert wird. Der Druck-Kompensator 50 wird durch mehrere erste Schraubenfedern 52 oder ähnliches vorgespannt. Die Druckausgleicher 51 werden auf ähnliche Weise vorgespannt, beispielsweise durch zweite Schraubenfedern 53, die in ihrem Inneren angeordnete Stäbe 54 umgeben. Das Innere der Druckausgleicher 51 und wahlweise des Druck-Kompensators 50 ist, wie in der US-PS 4 430 029 beschrieben, mit der Hochdruck-Quelle verbunden, so daß auf die Hochdruck-Schuhe 29, 30 eine Druckkraft ausge-

3425633

übt wird, die proportional zum Druck der Hochdruck-Flüssigkeit ist. Der Hochdruck-Einlaß-Schuh 30 ist mit Durchgangsöffnungen 55 versehen, so daß eine Verbindung zwischen dem den Rotor 18 direkt umgebenden Volumen und dem Inneren der Druckausgleicher 51, im wesentlichen wie in der US-PS 4 430 029 beschrieben, besteht. Die Endplatten 56 zur Befestigung des Druck-Kompensators 50 und der Druckausgleicher 51 erstrecken sich zwischen jeweils zwei benachbarten axialen Rippen 11 des Gehäuses und sind mittels Schrauben oder sonstige Weise mit diesen befestigt. Die Enden 57 der Druckausgleicher 51 haben im wesentlichen sphärische Segmente, die in in dem Hochdruck-Einlaß-Schuh 30 und in den Endplatten 56 vorgesehene Paßflächen 58, wie sie bei Ventilen mit entfernbarer Kugel vorgesehen sind, passen.

Identische oder ähnliche Druck-Kompensatoren, wie sie anhand des Hochdruck-Einlaß-Schuhes 30 beschrieben wurden, sind für den Hochdruck-Auslaß-Schuh 29 vorgesehen.

Claims (10)

1. Patentansprüche

   Hochdruck-Förderer mit einem zylindrischen, mehrere diametral durchgehende Taschen (19) aufweisenden, um eine Achse (A-A) drehbaren Rotor (18); mit einem den Rotor (18) einschließenden Gehäuse mit einer Außenfläche und vier an dieser Außenfläche verteilten Öffnungen (13, 14, 15, 16), die mit den Ein- und Auslassen (20) der Taschen (19) in Deckung bringbar sind; mit einer Vorrichtung zur Befestigung des Rotors (18) im Gehäuse derart, daß dieser um die Achse (A-A) gegenüber den Öffnungen (13, 14, 15, 16) in einer vorgegebenen Riehtung drehbar ist; mit einer Siebeinrichtung (22) zum Aussieben von Teilchen oberhalb einer vorgege-

   benen Größe aus der zumindest durch eine Öffnungen (13, 14, 15, 16) tretenden Flüssigkeit; mit einem zwischen dem Rotor (18) und dem Gehäuse vorgesehenen großen Verdichtungsraum (25) und einer in diesem angeordneten Dichtungseinrichtung (27, 28, 29, 30) zur Ausübung einer Druckkraft, die radial bewegbar ist und zur Aufrechterhaltung einer wirksamen Dichtung zwischen dem Rotor (18) und dem Gehäuse unabhängig von einer radialen Aus-

   Ί0 lenkung des Gehäuses dient;

   gekennzeichnet durch Mittel zur Verhinderung einer Drehung der Dichtungseinrichtungen (27-30), die Aufnahmehülsen (37, 38) aufweisen, welche zumindest mit einer der Öffnungen (13, 14, 15, 16) in Verbindung stehen, an die Dichtungseinrichtung (27-30) anstoßen und eine radiale Bewegung der Dichtungseinrichtungen (27-30) gegenüber den Aufnahmehülsen (37, 38) ermöglichen, aber eine Drehbewegung ausschließen.
2. 2. Hochdruck-Förderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Öffnungen eine Niederdruck-Einlaßöffnung (13) und eine weitere Öffnung eine Niederdruck-Auslaßöffnung (15) ist, und daß der Rotor (18) um eine im wesentlichen horizontale Achse (A-A) drehbar ist, wobei die Niederdruck-Einlaßöffnung (13) oben und die Niederdruck-Auslaßöffnung (15) unten gegenüber der oberen Öffnung angeordnet ist und beide Niederdruck-Öffnungen (13,

   15) einen viereckigen Querschnitt aufweisen.
3. 3. Hochdruck-Förderer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebeinrichtung ein feststehendes, mit der Niederdruck-Auslaßöffnung (15) in Verbindung stehendes Sieb (22) aufweist, das

   die Dichtungseinrichtungen ein Paar Niederdruck-Schuhe (27, 28), von denen der eine mit der Niederdruck-Einlaßöffnung (13) und der andere mit der Niederdruck-Auslaßöffnung (14) in Verbindung steht, sowie zwei Hochdruck-Schuhe (29, 30) aufweist, daß das Gehäuse neben den Niederdrucköffnungen (13, 15) eine Hochdruck-Einlaßöffnung (16) sowie eine Hochdruck-Auslaßöffnung (14) aufweist, wobei jeweils einer der Hochdruck-Schuhe (29, 30) mit einer der Hochdruck-Öffnungen (14, 16) in Verbindung steht, und daß die Schuhe (27, 28, 29, 30) sowie der Rotor (18) aus Metall hergestellt sind.
4. 4. Hochdruck-Förderer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmehülsen (37, 38) jeweils mit einer der Niederdruck-Öffnungen (13, 15) in Verbindung stehen und mit den gegenüberliegenden Seitenflächen der Niederdruck-Schuhe (27, 28) sowie mit den Seitenwänden (42,

   43) der Hochdruck-Schuhe (29, 30) in Eingriff stehen.
5. 5. Hochdruck-Förderer nach einem der Ansprüche 1 bis

   4, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Ausübung einer zum Flüssigkeitsdruck proportionalen Kraft an bestimmten Stellen, wodurch die Hochdruck-Schuhe (29, 30) in dichtenden Eingriff mit dem Rotor (18) gebracht werden.
6. 6. Hochdruck-Förderer nach einem der Ansprüche 1 bis

   5, dadurch gekennzeichnet, daß die auf Druck ansprechenden Vorrichtungen (50, 51) mehrere mit den Hochdruck-Schuhen (29, 30) in Verbindung stehende Druckkompensatoren (50, 51) aufweisen, wobei jeder Druckkompensator in Flüssigkeitsverbindung mit dem

   Volumen zwischen dem Hochdruck-Schuh (29, 30) und dem Rotor (18) steht sowie einen von dem Volumen zum Druckkompensator (50, 51) durch den Hochdruck-Schuh (29, 30) verlaufenden Durchlaß (55) aufweist. 5
7. 7. Hochdruck-Förderer nach einem der Ansprüche 1 bis

   6, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebeinrichtung ein Schlitzsieb (22) aufweist, das mit dem Niederdruck-Auslaß-Schuh (28) ein Teil bildet.
8. 8. Hochdruck-Förderer nach einem der Ansprüche 1 bis

   7, dadurch gekennzeichnet, daß die vier Öffnungen eine Hochdruck-Einlaßöffnung (16) und eine gegenüberliegende Hochdruck-Auslaßöffnung (14) aufweisen; daß die Dichtungseinrichtung einen einzigen mit der Niederdruck-Einlaßöffnung (16) verbundenen Hochdruck-Einlaß-Schuh (30) sowie .einen einzigen mit der Hochdruck-Auslaßöffnung (14) in Verbindung stehenden Hochdruck-Auslaß-Schuh (28) aufweist, wobei der Hochdruck-Einlaß-Schuh (30) eine Öffnung (34) besitzt, die mit der Hochdruck-Einlaßöffnung (16) fluchtet und der Hochdruck-Auslaß-Schuh (29) eine mit der Hochdruck-Auslaßöffnung (14) fluchtende Öffnung (33) aufweist; und daß beide Öffnungen (33, 34) in den Hochdruck-Schuhen (29, 30) im am weitesten vom Rotor (18) entfernten Bereich einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt und im am nächsten zum Rotor (18) gelegenen Bereich einen viereckigen Querschnitt aufweisen.
9. 9. Hochdruck-Förderer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch drei jeweils mit einem der Hochdruck-Schuhe (29, 30) verbundene Druckkompensatoren (50, 51), die außen auf der Außenfläche der beiden Hochdruck-Schuhe (29, 30) verteilt sind,

   wobei einer der Druckkompensatoren (50) jeweils die Hochdruck-Einlaßöffnung (16) bzw. die Hochdruck-Auslaßöffnung (14) umgibt; daß zumindest einer der Druckkompensatoren (50, 51) hydraulisch ist und mit einer Quelle für ein hydraulisches Fluid zur Ausübung einer Druckkraft auf den zugehörigen Hochdruck-Schuh (29, 30) verbunden ist, die proportional zum Druck an der Hochdruck-Einlaßöffnung (16) bzw. der Hochdruck-Auslaßöffnung (14) ist.
10. 10. Hochdruck-Förderer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse mehrere massive axiale Rippen (11) und mehrere, die axialen Rippen (11) verbindende, radiale Rippen

    (12) aufweist.