DE4003466A1 - Verschlussvorrichtung fuer eine rohrleitung zum transport von losen produkten - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verschluß­ vorrichtung für eine Rohrleitung zum Transport von losen Produkten, aus einem Gehäuse mit einer kreisförmigen Durchgangsöffnung, einem Verschlußelement, das in dem besagten Gehäuse schwenkbar angebracht ist, Mitteln zum Schwenken des besagten Verschlußelementes zwischen einer bezüglich der besagten Durchgangsöffnung transversalen Verschlußposition und einer seitlichen Freigabeposition, sowie einer ringförmigen Dichtung, die die besagte Öffnung umgibt und mit dem peripheren Teil des Verschluß­ elementes zusammenwirkt.

Bei einer Verschlußvorrichtung dieser Art muß bei der Betätigung des Verschlußorgans soweit wie möglich verhindert werden, daß das Verschlußorgan auf der Dichtung reibt, um eine rasche Abnutzung dieser Dichtung zu vermeiden. Zu diesem Zweck wird in der Patentschrift DE-A1-35 44 609 eine Verschlußvorrichtung vorgeschlagen, deren Dichtung auf einer ringförmigen Halterung angebracht ist, die durch ein pneumatisches Fluid in axialer Richtung zu dem Verschlußelement hin verschiebbar ist. Die Halterung der Dichtung ist dabei als ring­ förmiger pneumatischer Hubzylinder ausgebildet, der in radialer Richtung durch einen inneren Balgkompensator und einen äußeren Balgkompensator begrenzt wird. Um die Dichtung auf das Verschlußelement abzusenken, wird Druck auf den pneumatischen Hubzylinder gegeben. Die Ver­ schiebung der Dichtung wird dabei durch die Entspannung der Balgfalten der zwei Kompensatoren ermöglicht. Zur Verschiebung in der entgegengesetzten Richtung wird der pneumatische Hubzylinder ventiliert, wobei die Dichtung des Verschlußelementes aufgrund der natürlichen Elastizität des Balgkompensators angehoben wird. Wenn der Kompensator die Funktion einer Feder erfüllen muß, was nicht seine primäre Aufgabe ist, muß jedoch berück­ sichtigt werden, daß ein Kompensator im Gegensatz zu einer Feder nicht vorgespannt werden kann, so daß eine gewisse Anzahl von Balgfalten erforderlich ist, um die gewünschte Verschiebung zu erhalten, wodurch die Höhe des ringförmigen pneumatischen Hubzylinders vergrößert wird.

Diese Verschlußvorrichtungen, die insbesondere bei pneumatischen Transportsystemen, wie beispielsweise für pulverförmige Kohle, verwendet werden, müssen sowohl stromaufwärts, als auch stromabwärts von dem Verschluß­ element den Druck aufrechterhalten können. Bei der bekannten Verschlußvorrichtung entspricht die dem Druck in dem Gehäuse ausgesetzte Oberfläche der Dichtungs­ halterung im wesentlichen der ringförmigen Oberfläche, auf die das pneumatische Fluid wirkt, und zwar insbeson­ dere im Falle einer Abnutzung der Dichtungen. Um eine gute Schließung entgegen dem Druck im Inneren des Gehäuses sicherzustellen, muß der Druck des pneumatischen Fluids wesentlich größer sein als der Druck des pneumati­ schen Transportsystems, wobei außerdem noch zu berück­ sichtigen ist, daß die entgegengesetzt gerichtete Zug­ kraft des Kompensators überwunden werden muß. Anders aus­ gedrückt, bei der bekannten Verschlußvorrichtung ist es nicht möglich, den Druck der Hauptdruckstation des Transportsystems zu verwenden, um den pneumatischen Hub­ zylinder zu betätigen, da ein höherer Druck erforderlich ist. Es ist also ein getrennter Kompressor erforderlich, um den pneumatischen Hubzylinder zu betätigen.

Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, eine ver­ besserte Verschlußvorrichtung vorzuschlagen, die die oben beschriebenen Nachteile nicht aufweist.

Um dieses Ziel zu erreichen, wird gemäß der vor­ liegenden Erfindung eine Verschlußvorrichtung von der in dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 beschriebenen Art vorgeschlagen, die im wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, daß die Dichtung auf einer festen Halterung angebracht ist, und daß das Verschlußelement in Richtung einer zu seiner Schwenkachse senkrechten Achse verschieb­ bar ist.

Das Verschlußelement weist eine kugelförmige Kalotte auf, die von einem Kolben getragen wird, der in in einer Halterung axial verschiebbar ist, die um eine transversale Achse des Gehäuses schwenkbar ist. Zwischen dem Rand dieser Kalotte und der Halterung ist ein dichter Verschluß vorgesehen, um eine erste dichte Kammer zwischen der Kalotte und der Halterung zu verwirklichen, wobei diese Kammer über einen Kanal in der Halterung mit einer Pneumatikfluid-Quelle verbunden ist, und der Druck dieses Fluids benutzt wird, um die Kalotte von ihrer Halterung abzuheben.

Gemäß einer ersten Ausführungsform ist um den besagten Kolben herum eine Feder vorgesehen, deren Wirkung entgegengesetzt zu der Wirkung des pneumatischen Fluids gerichtet ist.

Die Abdichtung zwischen dem Rand der Kalotte und der Halterung kann durch einen zylindrischen Kompensator erfolgen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Halterung einen Kopf mit einer kugelförmigen Oberfläche auf, der unterhalb der besagten kugelförmigen Kalotte angeordnet ist, und dessen peripherer Rand über eine Dichtung in reibendem Kontakt mit der inneren Oberfläche eines äußeren zylindrischen Mantels steht, der einen Teil des peripheren Randes der kugelförmigen Kalotte bildet.

Unterhalb des besagten Kopfes der Halterung ist ein ringförmiges Element angeordnet, das über seinen äußeren Rand an dem besagten zylindrischen Mantel befestigt ist, und dessen innerer Rand über einen Kompensator mit der Halterung verbunden ist, wobei mit der unteren Oberfläche des Kopfes der Halterung eine zweite dichte Kammer gebildet wird, die über einen Kanal in der Halterung mit einer Pneumatikfluid-Quelle verbunden ist, deren Druck die Kalotte auf der Halterung festhält. Die zwei pneumatischen Kammern können über ein Umschaltventil mit derselben Pneumatikfluid-Quelle verbunden werden.

Die Verschlußvorrichtung weist außerdem einen zylindrischen Abstreifer auf, der innerhalb der Dichtung koaxial angeordnet ist und infolge einer elastischen Befestigung in axialer Richtung verschiebbar ist.

Weitere Besonderheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der ausführlichen Beschreibung mehrerer vorteilhafter Ausführungsformen, die nachstehend zur Veranschaulichung wiedergegeben sind, wobei auf die bei­ gefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, die Folgendes darstellen:

Die Fig. 1 ist eine allgemeine schematische Ansicht, im axialen Schnitt, einer Verschlußvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Die Fig. 2 und 3 sind schematische Seiten­ ansichten, teilweise im Schnitt, die das Verschlußelement in der geschlossenen bzw. der offenen Position wieder­ geben.

Die Fig. 4 ist ein schematischer axialer Schnitt einer ersten Ausführungsform.

Die Fig. 5 und 6 sind schematische axiale Teil­ schnitte einer zweiten Ausführungsform, die die Kalotte in zwei verschiedenen axialen Positionen wiedergeben.

Die in der Fig. 1 dargestellte Vorrichtung weist ein Gehäuse 10 auf, das mit zwei einander gegenüber­ liegenden Flanschen 12, 14 versehen ist, um in eine Rohrleitung zum Fördern von losen Produkten, wie bei­ spielsweise Kohlepulver, eingebaut werden zu können. Der obere Teil des Gehäuses 10 hat die Form eines Rohr­ stutzens 16, der mit Hilfe eines Verschlußelementes 20 verschlossen oder geöffnet werden kann. Dieses Verschluß­ element 20 weist eine kugelförmige Kalotte 22 auf, die auf einer schwenkbaren Halterung 18 angebracht ist. Die Halterung 18 wird von zwei Wellen 24, 26 getragen, die in einander gegenüberliegenden Lagern des Gehäuses 10 gelagert sind und so angeordnet sind, daß das Verschluß­ element 20 zwischen der geschlossenen Position der Fig. 1 und einer um 90° versetzten, geöffneten Position um seine horizontale Achse O geschwenkt werden kann.

Eine der Wellen der Halterung, beispielsweise die Welle 26, ist außerhalb des Gehäuses 10 mit einem Antriebsmechanismus verbunden, um das Verschlußelement 22 zu schwenken, während die andere Welle 24 außerhalb des Gehäuses 10 ein Gewicht 28 trägt, das schwerer als das Verschlußelement 22 ist, um bei Ausfall der Antriebs­ mittel eine stabile Lage des Verschlußelementes in der geschlossenen Position sicherzustellen.

Die Abdichtung des Verschlußelementes 20 in der geschlossenen Position erfolgt durch eine ringförmige Dichtung 30, die in einer an dem Gehäuse 10 befestigten Halterung 32 untergebracht ist, wobei die Halterung 32 so konzipiert ist, daß die Dichtung 30 rasch und leicht aus­ gebaut werden kann. Um die Dichtheit sicherzustellen und zugleich die Kalotte 22 schwenken zu können, ist diese Kalotte 22 bezüglich ihrer Halterung 18 axial verschieb­ bar. In der Fig. 1 ist zur Veranschaulichung die Kalotte 22 auf der linken Seite der vertikalen Achse in der angehobenen Position, und auf der rechten Seite der ver­ tikalen Achse in der abgesenkten Position dargestellt. In der angehobenen Position wird die Kalotte 22 gegen die Dichtung 30 gedrückt, um eine dichte Verbindung sicher­ zustellen, und in der abgesenkten Position ist die Kalotte von der Dichtung 30 abgehoben, um die Kalotte 22 um die horizontale Achse O schwenken zu können.

Innerhalb der Dichtung 30 ist ein zylindrischer Abstreifer 34 vorzugsweise axial verschiebbar angebracht. Dieser Abstreifer 34 wird von dem Gehäuse 10 über elastische Mittel getragen, die bei dem wiedergegebenen Beispiel aus einem Kompensator 36 bestehen, und die den Abstreifer 34 in elastischer Weise gegen die Oberfläche der Kalotte 22 drücken. Dieser Abstreifer 34 ist vor­ gesehen, um die Dichtung 30 vor Materialkrusten zu schützen, die sich auf der Kalotte 22 absetzen, und die bei der Bewegung der Kalotte 22 durch den Abstreifer 34 abgelöst werden.

In den Fig. 2 und 3 ist der Mechanismus zum Betätigen des Verschlußelementes 20 schematisch dar­ gestellt. Dieser Mechanismus weist ein Antriebsmittel, wie beispielsweise einen Hubzylinder 32 auf, der zwischen einer mit dem Gehäuse 10 fest verbundenen Konsole 40 und einem an der Welle 26 befestigten Arm 42 angebracht ist. Wie aus den Figuren ersichtlich ist, erfolgt die Schließung des Verschlußelementes 20, das heißt, die Schwenkung des Verschlußelementes 20 von der Position der Fig. 3 in die Position der Fig. 2 durch Ausfahren der Kolbenstange des Hubzylinders 38. Die Öffnung des Verschlußelementes 20 erfolgt durch den umgekehrten Vorgang.

Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, ist im Inneren des Hubzylinders 38 eine Schraubenfeder 44 vor­ gesehen, die die Schließung des Verschlußelementes 20 unterstützt und seiner Öffnung entgegenwirkt. Diese Feder 44 ist zusätzlich zu dem Gewicht 28, oder anstelle des Gewichts 28 der Fig. 1 vorgesehen, und ihre Kraft, eventuell in Verbindung mit dem Gewicht 28, reicht aus, um das Verschlußelement bei Ausfall des Hubzylinders 38 zu schließen.

In der Fig. 4 ist eine erste Ausführungsform wiedergegeben, bei der die kugelförmige Kalotte 22 angehoben und so gegen die ringförmige Dichtung 30 gedrückt wird, daß eine dichte Verbindung erhalten wird. Die Kalotte 22 ist dabei auf der linken Seite der Figur in der angehobenen Position, und auf der rechten Seite der Figur in der abgesenkten Position dargestellt. Diese Kalotte 22 wird von einem Kolben 50 getragen, der in der Mitte der Halterung 18 axial verschiebbar angebracht ist. Der Kolben 50 ist mit einer Feder 52, wie beispielsweise einer Schraubenfeder oder einer Tellerfeder, versehen, die bewirkt, daß die Kalotte 22 in der auf der rechten Seite der Figur wiedergegebenen Position festgehalten wird. Der periphere Teil der Kalotte 22 ist mit der Halterung 18 über einen Kompensator 54, der eine axiale Verschiebung der Kalotte ermöglicht, dicht verbunden. Anstelle des Kompensators 54 kann auch eine Dichtung vorgesehen werden, da zwischen der Kalotte 22 und der Halterung 18 eine pneumatische Kammer 56 gebildet werden soll, die über einen Kanal 58 in der Halterung 18 mit einer Pneumatikfluid-Quelle verbunden ist. Wenn Druck auf diese Kammer 56 gegeben wird, wird die Kalotte 22 ent­ gegen der Wirkung der Feder 52 bis in die auf der linken Seite der Fig. 4 dargestellte Position angehoben. Um die Dichtung 30 zu entlasten, wird diese Bewegung vorzugs­ weise durch eine Schulter 60 begrenzt, die mit der Halterung 18 einen Anschlag bildet.

Zum Öffnen der Verschlußvorrichtung muß die Kalotte 22 von der Dichtung 30 abgehoben werden. Dazu ist es nur erforderlich, die Kammer 56 zu ventilieren, damit die Feder 52 die Kalotte 22 auf ihre Auflage absenken kann. Um in dem Zwischenraum um den Kolben 50 herum eine Pump­ wirkung zu vermeiden, wird dieser Zwischenraum über einen Kanal 62 in der Halterung 18 vorzugsweise mit der Kammer 56 verbunden.

In den Fig. 5 und 6 ist eine zweite Ausführungs­ form wiedergegeben, bei der die Kalotte 22 von ihrer Halterung 22 abgehoben und so gegen die ringförmige Dichtung 30 gedrückt wird, daß eine dichte Verbindung erhalten wird. Bei dieser Ausführungsform ist ein Kolben 66 mit kugelförmiger Oberfläche in abmontierbarer Weise mit Hilfe einer Gewindemuffe 68 auf der Halterung 18 befestigt. Dieser kugelförmige Kolben 66 ist unterhalb der kugelförmigen Kalotte 22 angeordnet, und sein äußerer Rand ist mit einer peripheren Dichtung 70 versehen, die mit der inneren zylindrischen Oberfläche eines peripheren Mantels 72 zusammenwirkt, der einen Teil der Kalotte 22 bildet. Der Zwischenraum zwischen der Kalotte 22 und dem Kolben 66 bildet eine erste Kammer 74, die durch die Dichtung 70 abgedichtet wird, wobei diese Dichtung 70 jedoch eine axiale Verschiebung der Kalotte 22 bezüglich des Kolbens 66 ohne Beeinträchtigung der Dichtheit zuläßt. Diese Kammer 74 kann über einen Kanal 76, der durch die Welle 24, die Halterung 18 und die Gewindemuffe 68 geführt ist, mit einer Pneumatikfluid-Quelle verbunden werden. Wenn Druck auf die Kammer 74 gegeben wird, wird die Kalotte 22 von ihrer Halterung 18 abgehoben und gegen die Dichtung 30 gedrückt, wie dies in der Fig. 6 dar­ gestellt ist.

Auf den Rand des Mantels 72 der Kalotte 22 ist ein ringförmiges Element 78 aufgeschraubt, das ebenfalls eine kugelförmige Oberfläche aufweist. Dieses ringförmige Element 78 ist unterhalb des kugelförmigen Kolbens 66 angeordnet, und sein innerer Rand ist über einen zylindrischen Kompensator 80 mit der Halterung 18 ver­ bunden, wobei zwischen dem Element 78 und dem kugel­ förmigen Kolben 66 eine zweite Kammer 82 gebildet wird, die durch die Dichtung 70 und den Kompensator 80 abgedichtet ist. Diese zweite pneumatische Kammer 82 ist über einen Kanal 84, der ebenfalls durch die Halterung 18 und die Welle 24 hindurchgeführt ist, mit einer Pneumatikfluid-Quelle verbunden. Wenn Druck auf diese Kammer 82 gegeben wird, wird eine vertikale Kraft auf das ringförmige Element 78 ausgeübt, die die Kalotte 22 auf der Halterung 18 festhält, wie dies in der Fig. 5 wieder­ gegeben ist, sofern die erste pneumatische Kammer 74 ventiliert ist. Aus diesem Grunde ist zu empfehlen, für die zwei Kammern 74 und 82 dieselbe Pneumatikfluid-Quelle zu verwenden, so daß dann, wenn Druck auf eine Kammer gegeben wird, die andere Kammer automatisch ventiliert wird.

Die äußeren Ränder des Kolbens 66 bilden Anschläge zur Begrenzung der Bewegung der Kalotte 22, wobei diese Anschläge entweder mit dem Rand der Kalotte 22 zusammen­ wirken, wenn Druck auf die Kammer 82 gegeben wird, wie dies in der Fig. 5 dargestellt ist, oder mit dem ring­ förmigen Element 78 zusammenwirken, wenn Druck auf die Kammer 74 gegeben wird, wie dies in der Fig. 6 dar­ gestellt ist.

Auf den beweglichen Teil, das heißt, die Kalotte 22 und das ringförmige Element 78, wird innerhalb des Gehäuses ein Druck ausgeübt, der höchstens gleich dem Druck ist, der auf eine Oberfläche mit einem wirksamen Radius ausgeübt wird, der dem mittleren Radius des Kompensators 80 entspricht, da außerhalb dieses Radius die auf das ringförmige Element 78 und die entsprechenden Teile der Kalotte 22 wirkenden Drücke sich kompensieren. Dagegen wirkt der Druck des pneumatischen Fluids in den Kammern 74 und 82 auf eine wesentlich größere Oberfläche, so daß der Druck des pneumatischen Fluids nicht größer sein muß als der in dem Gehäuse 10 herrschende Druck.

Claims (8)

1. Verschlußvorrichtung für eine Rohrleitung zum Transport von losen Produkten, aus einem Gehäuse (10) mit einer kreisförmigen Durchgangsöffnung (18), einem Ver­ schlußelement (20), das in dem Gehäuse (10) schwenkbar angebracht ist, Mitteln (38) zum Schwenken des besagten Verschlußelementes (22) zwischen einer bezüglich der besagten Durchgangsöffnung (18) transversalen Verschluß­ position und einer seitlichen Freigabeposition, einer ringförmigen Dichtung (30), die die besagte Öffnung umgibt und mit dem peripheren Teil des Verschlußelementes (20) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (30) auf einer festen Halterung (32) angebracht ist, und daß das Verschlußelement (20) in Richtung einer zu seiner Schwenkachse senkrechten Achse verschiebbar ist.

2. Verschlußvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet. daß das Verschlußelement (20) eine kugel­ förmige Kalotte (22) aufweist, die von einer um eine transversale Achse (O) des Gehäuses (10) schwenkbaren Halterung (18) getragen wird, und daß zwischen dem Rand der Kalotte (22) und der Halterung (18) ein dichter Ver­ schluß vorgesehen ist, um eine erste dichte Kammer (56), (74) zwischen der Kalotte (22) und der Halterung (18) zu bilden, und daß die besagte Kammer (56), (74) über einen Kanal in der Halterung (18) mit einer Pneumatikfluid- Quelle verbunden ist, deren Druck benutzt wird, um die Kalotte (22) von ihrer Halterung (18) abzuheben.

3. Verschlußvorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet. daß die Kalotte (22) von einem Kolben (50) getragen wird, der in der Halterung (18) axial ver­ schiebbar ist, und daß eine Feder (52) um den besagten Kolben (50) herum vorgesehen ist, deren Wirkung entgegen­ gesetzt zu der Wirkung des pneumatischen Fluids ist.

4. Verschlußvorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand der Kalotte (22) über einen zylindrischen Kompensator (54) mit der Halterung (18) dicht verbunden ist.

5. Verschlußvorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (18) einen Kolben (66) mit kugelförmiger Oberfläche aufweist, der unterhalb der besagten kugelförmigen Kalotte (22) angeordnet ist, und dessen peripherer Rand über eine Dichtung (70) in reiben­ dem Kontakt mit der inneren Oberfläche eines äußeren zylindrischen Mantels (72) steht, der einen Teil des peripheren Rands der kugelförmigen Kalotte (22) bildet.

6. Verschlußvorrichtung gemäß Anspruch 5, gekennzeichnet durch ein ringförmiges Element (78), das über seinem äußeren Rand an dem besagten zylindrischen Mantel (72) befestigt ist und unterhalb des besagten Kolbens (66) der Halterung (18) angeordnet ist, und dessen innerer Rand mit der Halterung (18) über einen Kompensator (80) verbunden ist, wobei mit der unteren Oberfläche des Kolbens (66) eine zweite dichte Kammer (82) gebildet wird, die über einen Kanal in der Halterung (18) mit einer Pneumatikfluid-Quelle verbunden ist, deren Druck die Kalotte (22) auf der Halterung (18) festhält.

7. Verschlußvorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei pneumatischen Kammern (74), (82) über ein Umschaltventil mit derselben Pneumatik­ fluid-Quelle verbunden sind.

8. Verschlußvorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen zylindri­ schen Abstreifer (34), der innerhalb der Dichtung (30) koaxial angeordnet ist und infolge einer zwischen dem Abstreifer (34) und dem Gehäuse (10) angeordneten elastischen Befestigung (36) axial verschiebbar ist.