DE3711084A1 - Zellenradschleuse - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zellenradschleuse nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine Zellenradschleuse dieser Art ist aus der DE-AS 19 45 950 bekannt. Die im Einlaufbereich vorgesehenen Vorsprünge von pflugscharförmiger Gestalt bewirken im wesentlichen, daß das eintretende Schüttgut nach den Seiten hin in die Randbereiche des Einlaufs verschoben wird, in denen die unvermeidliche Leckluftströmung der Guteinspeisung in besonderem Maße stö­ rend entgegensteht. Die angestrebte, möglichst gleichmäßige Füllung der Zellen des Zellenrades wird dadurch unterstützt, daß die pflugscharförmige Gestaltung der Einlaufkante den ersten und stärksten Lufteintritt aus den Zellen gerade in den Randbereichen der Einlauföffnung noch begünstigt, so daß sich ein gewisses Gleichgewicht zwischen der Leckluftströmung in den Randbereichen des Zellenrades bzw. des Schleusen­ gehäuses einerseits und dem nach dort vermehrt hingeschobenen Schüttgut andererseits einstellt und sich so insgesamt ge­ sehen eine relativ gleichmäßige Füllung der Zellen ergibt.

In ähnlicher Weise arbeitet eine aus der DE-PS 28 06 059 be­ kannte Zellenradschleuse, bei der zwei nebeneinanderliegende pflugscharförmige Gebilde je Einlaßkante und eine zwischen diesen angeordnete, noch weiter in den Bereich der Einlaß­ öffnung hineinreichende Nase vorgesehen sind, was im wesent­ lichen zu einer weiteren Verbesserung der Förderung des Schüttgutes zu den Stirnseiten des Zellenrades und damit zu einer noch gleichmäßigeren Füllung des letzteren führt.

Diesen bekannten Zellenradschleusen ist ferner gemeinsam, daß die Schrägflächen der pflugscharartigen Vorsprünge bzw. Nasen im Gegensatz zu zu den Stegkanten parallelen Einlauf­ kanten eine das Gut an den Stegkanten entlang führende Funktion haben, so daß ein Einklemmen oder gar Abscheren einzelner Gutpartikel zwischen den Stegkanten und dem Ein­ lauf des Schleusengehäuses weitgehend vermieden wird. Kommt es gelegentlich - zum Beispiel infolge einer Überfüllung der Zellenradkammern - doch hierzu, so gewährleisten die pflug­ scharartig ausgebildeten Vorsprünge, daß die betroffenen Schüttgutkörner nicht mehr praktisch gleichzeitig, sondern jedenfalls nacheinander abgeschert werden, wodurch ein un­ erwünschtes, hackendes Arbeitsgeräusch und der Bedarf an Antriebsleistung sowie der Verschleiß gesenkt werden.

Gleichwohl ist festzuhalten, daß Zellenradschleusen primär und grundsätzlich Austrags- bzw. Dosierorgane sind, bei denen gelegentliche, nicht immer vermeidbare Zerkleinerungs­ effekte allenfalls in Kauf genommen, keinesfalls jedoch an­ gestrebt werden.

Hiervon abweichende bzw. ergänzende Aufgabenstellungen kön­ nen sich in speziellen Anwendungsbereichen, wie zum Beispiel bei der pneumatischen Entladung von Massengütern aus Schif­ fen, ergeben. Hier ist es zum Beispiel im Falle von Getreide, aber auch bei fast allen anderen Schüttgütern nahezu an der Tagesordnung, daß in dem Entladegut alle möglichen Fremd­ körper von durchaus unterschiedlicher Materialbeschaffenheit und zum Teil nicht unerheblicher Größe wie zum Beispiel Säcke, Kistenbretter, Bekleidungsstücke sowie sonstige Holz-, Eisen-, Blech- und Kunststoffteile enthalten sind, was aus den ent­ sprechend rauhen Gegebenheiten bzw. Fahrlässigkeiten von Hilfspersonal bei der Ernte bzw. Anlieferung der gewaltigen Produktmengen sowie beim Beladevorgang resultiert. Es ist klar, daß diese Übelstände Betriebsstörungen zur Folge haben und beispielsweise im Produktstrom arbeitende Zellenrad­ schleusen durch größere Fremdkörper durchaus blockiert wer­ den können. Hier sind dann Teildemontagen zur Aufhebung der Blockaden unerläßlich, wobei in jüngerer Zeit mit einer Zel­ lenradschleuse konischer Gestaltung nennenswerte Fortschrit­ te erzielt werden konnten, indem der Rotor in axialer Rich­ tung zum Teil aus dem Gehäuse herausgezogen und - in Kombi­ nation mit einer Möglichkeit zur Laufrichtungsumkehr des Rotors - so der Fremdkörper bei minimalem Zeitaufwand und einer entsprechend kurzen Betriebsunterbrechung wieder ent­ fernt werden kann.

Es leuchtet ein, daß derartige Betriebsunterbrechungen gleichwohl störend sind und daher nach Möglichkeit auf ein Minimum beschränkt bleiben sollten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zellenrad­ schleuse derart auszubilden, daß sie Fremdkörper bis zu mittlerer Größe und nicht allzu fester Materialbeschaffen­ heit ohne Stillstandszeiten gewollt durchtrennt, so daß deren Fragmente mit dem Materialstrom ausgetragen werden, aus dem sie dann später zum Beispiel durch ein Schrollensieb entfernt werden. Gleichzeitig soll die Pump- und/oder Leck­ luft aus der Schleuse abgeführt werden, wobei wegen der bei der Materialdurchtrennung möglichen Funkenbildung die Auflagen der Explosionsschutzvorschriften hinsichtlich Flammenrück­ schlag zu erfüllen sind. Diese sehen u.a. eine ständige Über­ deckung einer Mindestanzahl von Zellenradstegen mit der Gehäuse­ wand zwischen Ein- und Auslauf vor und schließen somit her­ kömmliche Pump- bzw. Leckluftabführungen über einen Absaug- Rohrstutzen im Schleusengehäuse oder mittels eines Trichter­ einsatzes im Schleuseneinlauf, wie zum Beispiel aus der DE-AS 24 19 841 bekannt, praktisch aus.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Vorsprünge sowohl als Schneidzähne mit etwa im Umfangs­ bereich der Rotorstege gegenüber diesen wirksamen Schneid­ kanten als auch als Abführkanäle für die Pump- und/oder Leckluft ausgebildet sind.

Die in den Einlaufbereich des Schleusengehäuses hineinragen­ den Vorsprünge werden mithin - in Abkehrung von ihrer aus dem Stand der Technik bekannten, materialleitenden Funktion - bewußt als Schneidwerkzeuge ausgebildet. Gleichzeitig bilden sie Abführkanäle für die Pump- und/oder Leckluft, so daß den aus den Explosionsschutzvorschriften resultierenden Anforde­ rungen ohne eine wirtschaftlich nicht vertretbare Erhöhung der Anzahl der Zellenradstege bzw. eine leistungsmindernde Verkleinerung des Einlaufquerschnittes der Schleuse entspro­ chen werden kann.

Um die Pump- und/oder Leckluft unmittelbar und ohne störende Umlenkungen in die Schneidzähne einzuleiten, sind diese zweckmäßigerweise hohl, und ihre Schneidkanten begrenzen im Umfangsbereich der Rotorstege jeweils eine an die Gehäuse­ wand anschließende Öffnung.

In weiterer zweckmäßiger und kostengünstiger Ausgestaltung der Erfindung bestehen die Schneidzähne aus Hohlprofilstük­ ken, die sich vom oberen Bereich der Wandung des Einlaufs der Zellenradschleuse sowohl etwa in Richtung der Mitte des Rotors als auch in der Ebene der Einlaufwandung bis zur Ge­ häusewand etwa keilförmig erweitern. Dies resultiert in nach unten breiter werdenden, etwa dachförmigen Schneidzähnen, deren im Einlaufbereich liegende Kanten die Schneidkanten und deren Innenkonturen die Abführkanäle bilden.

Je nach Art der mit dem Produktstrom überwiegend herange­ führten Fremdkörper können verschiedene, zum Beispiel drei­ eckige oder halbkreisförmige Querschnittsformen der Hohl­ profilstücke zweckmäßig sein. Als einigermaßen universell hat sich eine konvexe Querschnittsform erwiesen derart, daß den Fremdkörpern im Einlaufbereich eine Art Wellenkante gegenübersteht.

Zur Erweiterung der Einsatzmöglichkeiten der Zellenrad­ schleuse sowie zur Beseitigung von Blockierungen durch nicht zerschneidbare Fremdkörper ist es ferner zweckmäßig, daß beide von den Rotorstegen überstrichenen Einlaufkanten des Schleusengehäuses mit Schneidzähnen versehen sind und die Drehrichtung des Rotors umkehrbar ist.

Weiterhin hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn eine Vielzahl von Schneidzähnen pro Einlaufkante vorge­ sehen ist, da hierdurch ein besseres Erfassen der Fremd­ körper und eine gleichmäßigere Luftabführung über die ge­ samte Länge des Rotors gewährleistet werden.

Weiterhin steht jeder Schneidzahn mit einer Luftsammel­ kammer in Verbindung, wobei eine zweckmäßige und kosten­ günstige Zusammenfassung darin besteht, daß für alle Schneidzähne im Bereich jeweils einer Einlaufkante eine ge­ meinschaftliche Luftsammelkammer vorgesehen ist.

Schließlich ist die Luftsammelkammer in weitgehender Aus­ nutzung der vorhandenen Teile des Schleusengehäuses ge­ bildet aus einem der Öffnung der Schneidzähne benachbarten Teil der Gehäusewandung, einem oberhalb der Schneidzähne befindlichen Bereich der Wandung des Einlaufs, einem oberen Teil sowie stirnwandseitigen Bereichen des Einlaufflansches und einer seitlichen Abschlußwandung. Diese steht mit einer Abluftleitung für die gemeinschaftliche Abführung der Pump- und/oder Leckluft in Verbindung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Zellen­ radschleuse im Schnitt,

Fig. 2 einen Ausschnitt aus Fig. 1 in vergrößerter und perspektivischer Darstellung,

Fig. 3 einen Schnitt durch die Zellenradschleuse längs der Linie III-III gemäß Fig. 1 mit symbolisierter Rotorlagerung sowie

Fig. 4 die Zellenradschleuse gemäß den Fig. 1 bzw. 3 in der Draufsicht.

Die Zellenradschleuse besteht im wesentlichen aus einem zylindrischen oder auch konischen Gehäuse 1 mit einer Ein­ lauföffnung 2 und einer Auslauföffnung 3 sowie einem in dem Gehäuse 1 umlaufenden Rotor 4. Der Rotor 4 ist mit einer sol­ chen Anzahl von Stegen 5 bestückt, daß in jeder möglichen Ro­ torstellung mindestens drei dieser Stege auf jeder Seite des Gehäuses 1 dessen Innenwandung 1′ anliegen, das heißt - wie aus dem linksseitigen Teil der Fig. 1 ersichtlich - stets min­ destens zwei Taschen 6 auf jeder Seite der Zellenradschleuse zwischen dem Einlauf 2 und dem Auslauf 3 liegen, was für die angestrebte Druckstoßfestigkeit der Schleuse bzw. die Erfül­ lung der Explosionsschutzanforderungen notwendig und hinrei­ chend ist. Stirnseitig sind die Taschen 6 durch mit den Ste­ gen 5 und der Rotorwelle 7 verschweißte und in dem Gehäuse 1 somit mit umlaufenden Deckeln 8 abgeschlossen.

In den Bereich der Einlauföffnung 2 ragen zu beiden Seiten Schneidzähne 9 hinein, die gegenüber den Rotorstegen 5 wirksame Schneidkanten 9′ aufweisen. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, sind beide vom Rotor überstrichenen Einlauf­ kanten mit einer Vielzahl von Schneidzähnen 9 besetzt.

Die Schneidzähne 9 sind aus Hohlprofilstücken 10 gebildet, die sich, ausgehend vom oberen Bereich der Wandung 2′ der Einlauföffnung 2, einerseits - wie Fig. 1 erkennen läßt - etwa in Richtung auf die Mitte des Rotors 4 keilförmig er­ weitern. Eine zusätzliche Erweiterung erfahren die Hohl­ profilstücke 10 in der Ebene der Wandung 2′ der Einlauf­ öffnung 2 bis hin zur Wandung 1′ des Gehäuses 1, so daß insgesamt pflugscharähnliche Schneidzähne 9 gebildet werden.

Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, sind die Schneid­ zähne 9 innen hohl, so daß in sie über ihre unteren Öffnun­ gen 9′′ Luft aus dem Bereich der Taschen 6 eindringen kann. Damit bilden die Schneidzähne 9 gleichzeitig Abführkanäle für die Pump- und/oder Leckluft aus der Zellenradschleuse.

Über Verbindungsöffnungen 12 münden alle diese Abführkanäle 11 in eine gemeinsame Luftsammelkammer 13, die im wesent­ lichen aus einem den Öffnungen 9′′ der Schneidzähne 9 benach­ barten Teil der Wandung 1′ des Gehäuses 1 gebildet ist sowie aus einem oberhalb der Schneidzähne 9 befindlichen Bereich der Wandung 2′ der Einlauföffnung 2 und einem oberen Teil sowie stirnwandseitigen Bereichen des Einlaufflansches 14. Seitlich ist die Luftsammelkammer durch eine Abschlußwandung 15 begrenzt, die vom Einlaufflansch 14 zur Wandung des Ge­ häuses 1 verläuft und über eine Öffnung 16 mit einer Abluft­ leitung 17 in Verbindung steht, mittels der - durch Pfeile 18, 18′ angedeutet - die Pump- und/oder Leckluft ins Freie entweicht.

Während bei einer Betriebsweise des Rotors 4 im Uhrzeiger­ sinne, also in Richtung des Pfeiles 19′, allfällige Schneid­ effekte durch die rechtsseitigen Schneidzähne 9 (Fig. 1) er­ folgen, wird die Pump- und/oder Leckluft im linksseitigen Teil der Schleuse über die Abführkanäle 11 und die Abluft­ leitung 17 in Richtung des Pfeiles 18′ abgesaugt, da sich in diesem Fall der Pumpeffekt des Rotors auswirkt und zudem die linksseitigen Taschen nicht mit Gut gefüllt sind, wo­ durch die Luft hier leichter ihren Weg zwischen der Wandung 1′ des Gehäuses 1 und den Rotorstegen 5 findet. Bei umgekehr­ ter Drehrichtung des Rotors 4 (Pfeil 19) kehren sich diese Verhältnisse um.

• Bezugszeichenliste:  1 Gehäuse
   1′ Gehäusewandung
   2 Einlauföffnung
   2′ Einlauföffnung, oberer Bereich
   3 Auslauföffnung
   4 Rotor
   5 Stege
   6 Taschen
   7 Rotorwelle
   8 Deckel
   9 Schneidzähne
   9′ Schneidkanten
   9′′ Öffnungen von 9
  10 Hohlprofilstücke
  11 Abführkanäle
  12 Verbindungsöffnung
  13 Luftsammelkammer
  14 Einlaufflansch
  15 Abschlußwandung
  16 Öffnung
  17 Abluftleitung
  18 Pfeil
  18′ Pfeil
  19 Pfeil
  19′ Pfeil

Claims (11)

1. Zellenradschleuse mit einem Gehäuse und einem in diesem umlaufenden, mit Taschen bildenden Stegen versehenen Ro­ tor, bei der mindestens eine der mit den Rotorstegen zu­ sammenwirkenden Kanten im Einlaufbereich des Gehäuses in diesen hineinragende, pflugscharähnliche Vorsprünge auf­ weist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge sowohl als Schneidzähne (9) mit etwa im Umfangsbereich der Rotorstege (5) gegenüber diesen wirksamen Schneidkanten (9′) als auch als Abführkanäle (11) für die Pump- und/oder Leckluft ausgebildet sind.

2. Zellenradschleuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidzähne (9) hohl sind und ihre Schneidkanten (9′) im Umfangsbereich der Rotorstege (5) jeweils eine an die Gehäusewand (1′) anschließende Öffnung (9′′) be­ grenzen.

3. Zellenradschleuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidzähne (9) aus sich vom oberen Bereich der Wandung (2′) des Einlaufs (2) der Zellenradschleuse so­ wohl etwa in Richtung auf die Mitte des Rotors (4) als auch in der Ebene der Einlaufwandung (2′) bis zur Gehäuse­ wand (1′) etwa keilförmig erweiternden Hohlprofilstücken (10) bestehen, deren im Einlaufbereich liegende Kanten die Schneidkanten (9′) und deren Innenkonturen die Abführ­ kanäle (11) bilden.

4. Zellenradschleuse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlprofilstücke (10) eine im wesentlichen drei­ eckige Querschnittsform aufweisen.

5. Zellenradschleuse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlprofilstücke (10) eine etwa halbkreisförmige Querschnittsform aufweisen.

6. Zellenradschleuse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsform konvex oder konkav ausgebildet ist.

7. Zellenradschleuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beide von den Rotorstegen (5) überstrichenen Einlauf­ kanten des Schleusengehäuses (1) mit Schneidzähnen (9) versehen sind und die Drehrichtung des Rotors (4) umkehr­ bar ist.

8. Zellenradschleuse nach Anspruch 7 oder einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Schneidzähnen (9) pro Einlaufkante vorgesehen ist.

9. Zellenradschleuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schneidzahn (9) mit einer Luftsammelkammer (13) in Verbindung steht.

10. Zellenradschleuse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß für alle Schneidzähne (9) im Bereich jeweils einer Einlaufkante eine gemeinschaftliche Luftsammelkammer (13) vorgesehen ist.

11. Zellenradschleuse nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftsammelkammer (13) aus einem den Öffnungen (9′′) der Schneidzähne (9) benachbarten Teil der Gehäusewandung (1′), einem oberhalb der Schneidzähne (9) befindlichen Be­ reich der Wandung (2′) des Einlaufs (2), einem oberen Teil sowie stirnwandseitigen Bereichen des Einlaufflansches (14) und einer seitlichen Abschlußwandung (15) gebildet ist, die mit einer Abluftleitung (17) in Verbindung steht.