DE4008407A1 - Zellenradschleuse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zellenradschleuse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Zellenradschleusen kommen beispielsweise an Siloausläufen zum Einsatz; sie dienen als Dosier- und Förderorgane für Schüttgüter aller Art. Die im Betrieb anfallenden Leckagen gehen zu ca. 50% zu Lasten der beidseitig zwischen Rotorseitenscheiben und dem Gehäuse gebildeten Ringspalte und zu ca. 50% zu Lasten der zwischen den Zellentrennwänden und der Gehäuseinnenwand gebildeten Längsspalte. Um diese Spalte abzudichten, wird der Rotationsgeschwindigkeit entsprechend mit Berührungsdichtungen gearbeitet, deren Anpreßdruck so gewählt werden muß, daß Erwärmung und Verschleiß möglichst vermieden werden. Da einerseits ein gewisses Maß an Verschleiß nicht zu umgehen ist, und andererseits unausbleiblich immer etwas Leckgas durch die Ringspalte austreten wird, das Staubpartikeln mit sich führt, wird es immer wieder zu einer Herabsetzung der Dichtwirkung kommen. Um einen über den Betrieb der Zellenradschleuse konstanten Anpreßdruck der Dichtung und damit eine gleichmäßige Abdichtwirkung zu erzielen, muß die Dichtung von Zeit zu Zeit nachgestellt werden.

Eine derartige Zellenradschleuse ist in der DE-PS 8 43 384 beschrieben, wo ein kegelig ausgebildetes Zellenrad unabhängig von seinem Einziehen in das Gehäuse mittels Drucks auf Stopfbüchsen- Packungen axial abgedichtet wird. Damit wird zwar, unabhängig von der axialen Verschiebung des Zellenrades, eine gleichmäßige Abdichtung gewährleistet, die Einstellung des Dichtungsspaltes, die infolge von Verschleiß notwendig wird, muß allerdings von Hand aus erfolgen. Auch erweist sich das Auswechseln der Dichtungen der Stopfbüchse als aufwendig, da das den Druck übertragende Dichtungsmittel direkt an der Packung anzuliegen kommt.

In der DE-PS 37 42 522 wird eine Zellenradschleuse beschrieben, bei der Gleitringe über ein Druckfluid gegen die Zellenradseitenscheiben gepreßt werden. Dabei wird über ein elektrisch gesteuertes Magnetventil und ein ODER-Element kurzzeitig ein höherer Druck angelegt. Dadurch wird eine die Haftreibung überwindende Verstellkraft erzeugt; die dazu vorgesehene Schaltung ist jedoch kompliziert.

Die in der DE-PS 37 42 519 beschriebene Zellenradschleuse wird über an den Stirnrändern der Zellenradstege vorgesehene Dichtleisten, die in Dichtleistenträger eingesetzt sind, radial abgedichtet. Dabei werden über eine in der als Hohlwelle ausgebildeten Welle geführte Verstellstange Schubstangen gegen die Dichtleistenträger gedrückt. Die Verstellstange selbst weist kegelförmige Abschnitte auf, an denen sich die Schubstangen abstützen. Wird eine Nachstellung der Dichtleisten notwendig, so sind infolgedessen nicht nur die Haftreibungskräfte der Dichtleistenträger, sondern noch zusätzlich diejenigen der Schubstangen an den Kegelflächen der Verstellstange zu überwinden, ein nicht unbeträchtlicher, zusätzlicher Betrag.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Dichtungsvorrichtung für eine Zellenradschleuse zu schaffen, die den erhöhten Anpreßdruck auf einfachere Weise über den Laufbetrieb der Zellenradschleuse gewährleistet. Das geschieht durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 beschriebenen Merkmale, wobei infolge von Verschleiß und eventuell auftretenden Verunreinigungen notwendig werdende Nachstellkorrekturen über eine einen periodisch gepulsten Druck erzeugende, pulsierend fördernde Druckquelle vorgenommen werden.

Diese Aufgabe wird aber auch durch die Merkmale des Anspruches 12 gelöst, die eine einfachere und platzsparendere Lösung als bisher gewährleistet. Darüber hinaus sind die betreffenden Teile des Impulsgebers auf diese Weise gut geschützt untergebracht und bedürfen keines gesonderten Gehäuses.

Der Einsatz eines aufblasbaren Schlauchs als Druckglied, das die Dichtung über den Druckteil gegen den Längs- bzw. Ringspalt drückt, ermöglicht es, mit kontrollierbaren, gewünschten Drücken zu arbeiten. Es werden Leckverluste vermieden; außerdem wird das bei Verwendung von Preßluft üblicherweise vorhandene Öl-Wasser-Gemisch am allmählichen Eindiffundieren in den Zellenraum gehindert, ein bei der Förderung von Mehl und ähnlichen Stoffen wesentlicher Vorteil.

Ist das Druckglied als vorzugsweise in der Zellenwand angeordneter, eventuell mehrfacher, Druckkolben ausgebildet, so ist zusätzlich zur einfacheren Ausführung und Wartung die Möglichkeit gegeben, einen Teil der Impulsdruckerzeugung in das Innere der Zellenradschleuse selbst zu legen. Die Druckleitung zum bzw. zu den Druckkolben erfolgt dann über in der Zellenwand liegende Bohrungen, von denen eine mit ihrem geringeren, als Drosselquerschnitt wirkenden Querschnitt den konstanten Anpreßdruck bereitstellt. Eine zweite Bohrung mit größerem Querschnitt wird von einem in der als Hohlwelle ausgebildeten Welle über das Druckmedium bewegbaren Steuerkolben verschlossen bzw. freigegeben und stellt auf diese Weise die Impulse erhöhten Drucks zur Verfügung. Über eine dritte Bohrung, die wiederum vorzugsweise einen geringeren Querschnitt aufweist, wird das Druckmedium abgeleitet.

Wird als Druckquelle eine Kolbenpumpe verwendet, so ist - der zu erwartenden Beanspruchung der Rotationsschleuse entsprechend - das diese Kolbenpumpe kennzeichnende Verdichtungsverhältnis von Bedeutung. So wird sich eine Kolbenpumpe mit hohem Verdichtungsverhältnis dann als vorteilhaft erweisen, wenn mit erhöhtem Festsetzen des Druckteils zu rechnen ist, sei es infolge von erhöhtem Staubpartikelanfall, oder infolge von erhöhtem Verschleiß der Dichtung. In diesem Fall wird bei Erreichen eines bestimmten, erhöhten Druckes ein der Kolbenpumpe vorgeschaltetes Druckbegrenzungsventil geöffnet, das eine schlagartige Erhöhung des Druckes bewirkt und damit die zur Überwindung der Haftreibung des Druckteils nötige Verstellkraft zur Verfügung stellt. Ist hingegen mit eher gleichmäßigem Betrieb, geringer Rotationsgeschwindigkeit und weniger beanspruchter Dichtungen zu rechnen, so wird sich der Einsatz einer Kolbenpumpe als vorteilhaft erweisen, die mit hoher Frequenz, aber geringem Verdichtungsverhältnis arbeitet. Das bedeutet, daß der Druckteil (über das Druckglied) mit einem vibrierenden Druck beaufschlagt wird, wodurch, da die Druckamplitude nur geringfügig oszilliert, einerseits der nötige Anpreßdruck der Dichtung an den Längs- bzw. Ringspalt sichergestellt wird und andererseits gleichzeitig der Druckteil immer geringfügig in radialer bzw. axialer, vibrierender Bewegung gehalten wird. Damit ist die Haftreibung ausgeschaltet.

Die Druckquelle kann den erhöhten Druck aber auch wahlweise über ein Druckgefäß oder einen Schlagkolben bereitstellen; aus der Pneumatik bekannte Kombinationen von Mehrweg-, Rückschlag- und Drosselventilen, dazu noch geeignet gewählte Zeitglieder, die die Pulsfrequenz bestimmen, ermöglichen frei zu gestaltende Varianten.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beispielhaft, schematisch dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine axial abgedichtete Zellenradschleuse;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Zellenradschleuse der Fig. 1 mit radial abgedichtetem Zellenrad;

Fig. 3 einen Detail-Querschnitt längs der Linie A-A der Fig. 2;

Fig. 4, 5, 6, 7a und 7b verschiedene Möglichkeiten, Druckimpulse bereitzustellen und

Fig. 8 eine Variante einer abgedichteten Zellenradschleuse mit integriertem Drucksteuerkolben.

In Fig. 1 ist eine Zellenradschleuse gezeigt, die aus einem Gehäuse 1 besteht, in dessen Lagerdeckeln 2 die Welle 3 eines Zellenrades gelagert ist. Die Zellentrennwände 4 des Zellenrades ragen strahlenförmig von der Welle 3 ab bis an die Gehäuseinnenwand. Seitlich sind die Zellentrennwände durch Seitenscheiben 5 verbunden. Ein mit seinem Außendurchmesser dem Durchmesser der Gehäuseinnenwand entsprechender Gleitring 5a umschließt die Seitenscheiben 5. Dieser Gleitring 5a ist zweckmäßigerweise aus Stahl und auswechselbar an den Seitenscheiben 5 fixiert. Der zwischen diesem Gleitring 5a und dem Gehäuse vorhandene, ringförmige Spalt 6 wird durch eine Art Stopfbüchsenpackung abgedichtet. Eine ringförmige Dichtung 7 und ein Druckring 8 - der Druckteil ist hier zweckmäßigerweise als Ring ausgebildet - liegen in einer durch die Ausformung von Gehäuse 1, Lagerdeckel 2 und Gleitring 5a bestimmten Ringnut, in der, mit dem Lagerdeckel 2 als Widerpart, auch das Druckglied 9 angeordnet ist. Die Dichtung 7 ist aus elastischem Material, beispielsweise Niederdruck-Polyähtylen, Silikongummi oder PTFE, der Druckring 8 vorzugsweise aus Stahl. Das Druckglied 9, das aus einem aufblasbaren, schlauchartigen Ring gebildet wird, ist über die Druckleitung 10 an die Druckquelle 11 angeschlossen und wird so mit Druckluft beaufschlagt. Dabei wird der das Druckglied 9 bildende Schlauch aufgeblasen und gegen den Druckring 8 gepreßt, der seinerseits die Dichtung 7 an den abzudichtenden Ringspalt 6 drückt.

Wird zur Erzeugung der Preßluft eine langsam arbeitende Kolbenpumpe mit einem hohen Verdichtungsverhältnis eingesetzt, so wird ihr ein bei einem bestimmten, erhöhten Druck p2 öffnendes Druckbegrenzungsventil vorgeschaltet, so daß, in durch das Arbeitsdiagramm der Kolbenpumpe bestimmten, periodischen Zeitabständen, impulsartig ein höherer Druck p2 in das Druckglied 9 eingeleitet wird. Eine Ausführung eines solchen Druckbegrenzerventiles ist an Hand der Fig. 4 beschrieben. Dadurch wird auf den Druckring 8 eine kurzzeitig erhöhte Verstellkraft übertragen, die seine Haftreibung überwindet.

Wird als Druckquelle 11 eine mit hoher Frequenz arbeitende Kolbenpumpe mit einem geringen Verdichtungsverhältnis eingesetzt, so erübrigt sich in der Regel der Einsatz eines Druckbegrenzerventiles, das in periodischen Abständen das Druckglied 9 mit einem Druckimpuls beaufschlagt. Denn mit dieser Kolbenpumpe ist es mögliche, einen oszillierenden Druck mit geringfügig unterschiedlichen Druckamplituden bereitzustellen, wodurch der Druckring 8 immer in leicht vibrierender Bewegung gehalten wird; die Notwendigkeit von schlagartiger Nachstellung entfällt somit, da es zu keiner Haftreibung kommt. Eine Nachstellung, die infolge von Verschleiß erforderlich wird, geschieht also selbsttätig.

Eine weitere Variante für eine pulsierend arbeitende Druckquelle 11 ergibt sich durch die Verwendung einer Schlauchpumpe. Da bei dieser Art von Pumpen exzentrisch gelagerte Rollen bzw. Rollkolben gegen einen Schlauchring aus elastischem Material laufen und ihn in regelmäßigen Abständen zusammendrücken, kommt es auch hier, je nach Förderleistung und Rotationsgeschwindigkeit, wie bei den beiden oben geschilderten Varianten, entweder zu einem eher langsamen Aufbau eines höheren Druckes (dann würde sich, wie oben, das Zuschalten eines Druckbegrenzerventiles anbieten), oder zu einem innerhalb eines bestimmten Druckbereichs periodisch schwankenden Druck.

Aus Fig. 2 ist zu ersehen, wie dieses Dichtungsprinzip bei der radialen Abdichtung des Zellenrades einzusetzen ist. Die von der Welle 3a strahlenförmig abragenden Zellentrennwände 4a streichen bei der Rotation des Zellenrades an der Gehäuseinnenwand entlang, wobei unerläßlicherweise ein gewisser Längsspalt - der aus dem Längsschnitt nicht zu ersehen ist - zwischen den Kanten 17 der Zellentrennwände 4a und der Gehäuseinnenwand entsteht. Die Welle 3a ist als Hohlwelle ausgeführt, um die Druckleitung 18 aufnehmen zu können. Diese Druckleitung führt über Bohrungen 20 und 21 zum Druckglied 9a, das ebenso wie der Druckteil, der hier in Form einer Druckleiste 8a mit eingepaßter Dichtung 7a ausgeführt ist, in einer nutartigen Ausnehmung an der Kante 17 der Zellenwand 4a liegt (Fig. 3). Die Dichtung wird dabei an der Einflußöffnung 14a und der Ausflußöffnung 15a durch seitliche Ränder 22 zurückhaltend geführt, wobei die Seitenwände 23 der Öffnungen beispielsweise leicht schräg gegen das Zellenrad zulaufen (parallel zueinander verlaufende Seitenwände 23a sind strichliert angedeutet). Die Druckleitung 18 wird über eine Druckquelle 11a, wie oben beschrieben, mit einem pulsierenden Druck versorgt, der entweder - wie oben - einzelne, höhere Impulse bereitstellt oder mit einer Frequenz von beispielsweise 50 Hz oszilliert. Dabei wird über das Druckglied 9a, das auch hier vorzugsweise ein aufblasbarer Schlauch ist, die Druckleiste 8a und damit die Dichtung 7a mit dem gewünschten Anpreßdruck gegen die Gehäuseinnenwand gedrückt. Im Gegensatz zu der oben beschriebenen, axialen Abdichtung am Umfang der Seitenscheiben 5 wird es in diesem Fall, schon allein durch den direkten Kontakt mit dem Schüttgut, zu stärkerer Verschmutzung, höherem Verschleiß und leichterem Festsetzen der Druckleiste 8a und der Dichtung 7a kommen. Die, beispielsweise entsprechend Fig. 4 ausgebildete, Druckquelle 11a wird in diesem Fall Druckimpulse p2 geben. Dabei wird der zeitliche Abstand zwischen diesen Impulsen im allgemeinen kürzer zu wählen sein als im oben beschriebenen Fal der axialen Abdichtung der Zellenradseitenscheiben. Ist die Druckquelle 11a etwa entsprechend Fig. 4 ausgebildet, so empfiehlt es sich, die Drosselöffnung 33 zum Abbau des Impulsdruckes in die Leitung 16 zu verlegen oder darin eine weitere solche Öffnung vorzusehen.

Damit über den Betrieb der Zellenradschleuse der gewünschte konstante Anpreßdruck p1 am Dichtungsglied zu liegen kommt, wird es sich als vorteilhaft erweisen, einen Drosselkanal vorzusehen, der als Entlüftungsleitung für die erhöhten Druckimpulse dient.

Dieser Drosselkanal wird für die Axialabdichtung in der Druckleitung vorzusehen sein; für die Radialabdichtung könnte er in der Hohlwelle (entsprechend der in Fig. 8 dargestellten Variante) vorgesehen werden.

In Fig. 3 ist ein Querschnitt entlang der Linie A-A der Fig. 2 durch die Kante 17 einer Zellenwand 4a gezeigt. Über die in der Bohrung 20 geführte Druckleitung 18 wird das Druckglied 9a mit dem erforderlichen Anpreßdruck p1 beaufschlagt. Die Dichtung 7a ist in der Druckleiste 8a fixiert.

Infolge der in der Fig. 2 dargestellten Rückhaltung der Druckleiste 8a über die seitlichen Ränder 22 kann es in verschiedenen Fällen zu unerwünschtem Verklemmen von Schüttgut an der vorhandenen Ecken kommen. Auch wird der Dosiervorgang weniger gut kontrolliert vor sich gehen. Eine Möglichkeit, auf die Ausbildung seitlicher Ränder 22 zu verzichten und damit die erwähnten Nachteile zu beseitigen, ist die Rückhaltung der Druckleiste. Die Druckleiste 8a kann beispielsweise über Spannfedern 25, die um das Druckglied 9a herumgeführt oder auch an den Innenwänden der nutförmigen Ausnehmung angeordnet sein können, zurückgehalten werden. Man nimmt bei dieser Variante, die Druckleiste 8a zurückzuhalten, eine mit zunehmendem Verschleiß größer werdende Rückstellkraft (bei Verwendung von Spannfedern) in Kauf; d. h., daß im Verlauf des Betriebes der erforderliche, konstante Anpreßdruck der Dichtung 7a an die Gehäuseinnenwand nur dann gewährleistet ist, wenn der Druck im Druckglied 9a kontinuierlich (in dem durch Rotationsgeschwindigkeit und Art des Schüttgutes bestimmten Verschleißausmaß) erhöht wird. Das kann z. B. über ein druck- und zeitabhängig gesteuertes Überdruckventil geschehen.

Aus dieser, für die jeweilige Abdichtung in radialer bzw. axialer Richtung doch recht unterschiedlichen Situationen folgt, daß man im allgemeinen getrennte Druckkreise für die Axial- bzw. Radialabdichtung vorgesehen wird. Doch ist selbstverständlich eine logische Verknüpfung über geeignete Steuerglieder, Ausgleichs-, Rückschlag- und Druckbegrenzerventile möglich.

Die radiale Abdichtung einer Zellenradschleuse, wie in Fig. 2 anhand des Schnittes durch eine Zellenwand gezeigt ist, kann aus Platz- und Kostengründen gewünschtenfalls in nur jeder zweiten Zellenwand angeordnet sein. Die die Druckleitungen aufnehmenden Bohrungen in den Zellenwänden können in den einzelnen Zellenwänden versetzt liegen, wie in Fig 2 stichliert angedeutet. Damit sind auch die Zuführungsbohrungen in der Hohlwelle versetzt angeordnet, eine für die Stabilität der Hohlwelle nicht uninteressante Ausführung.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Radial- bzw. Axialabdichtung einer Zellenradschleuse zeigt rein prinzipiell die Dichtungsvorrichtungen. Wie oben dargelegt, ist das Dichtungsproblem bei Zellenradschleusen damit allein aber nicht lösbar, da aufgrund des hohen Verschleißes und des infolge des Schüttgutdurchsatzes möglichen Festsetzens Nachstellung und gleichmäßiger Anpreßdruck p1 des als Leiste oder Ring ausgebildeten Druckteils und damit auch immer wieder die Überwindung von Haftreibungskräften nötig werden. Dazu wird, wie oben schon grundsätzlich beschrieben, eine Druckquelle mit einem periodisch veränderlichen Druck eingesetzt. Dabei ist aber darauf zu achten, daß der zur Überwindung der Haftreibung impulsartig erhöhte Druck p2 tatsächlich nur kurz auf das Druckteil wirkt, das ansonst mit einem niedrigen, vom Verschleiß unabhängigen Anpreßdruck p1 gegen die zu dichtenden Teile der Zellenradschleuse gepreßt werden muß.

In der Fig. 4 bis 7 werden einige Möglichkeiten gezeigt, wie ein gleichmäßiger Anpreßdruck p1 und außerdem periodisch erhöhte Druckimpulse p2 für die Dichtungsvorrichtung bereitgestellt werden können.

In Fig. 4 erzeugt eine Pumpe 12 über ein Drosselventil 19 und ein Rückschlagventil 24 den Anpreßdruck p1 für das Druckglied 9 bzw. 9a, der über die Druckleitung 16 in die Druckleitung 10 bzw. 18 geführt wird. An die Pumpe 12 ist auch ein Druckspeicher 26 angeschlossen, der ein Rohr 27 beinhaltet, daß eines Ende durch eine Membran 28 abgedeckt ist, deren Fläche etwas größer als der Rohrquerschnitt ist. Steigt also der Druck im Inneren 29 des Druckspeichers 26 über einen bestimmten, über dem Anpreßdruck p1 liegenden Wert, so wird die Membran infolge ihres über den Rohrquerschnitt hinausragenden Teils, der unter dem erhöhten Druck steht, abgehoben, wodurch der Rohrinnenraum 30 ebenfalls von einem erhöhten Druck erfüllt wird, der über eine Leitung 13 der Druckleitung 16 und damit wieder entweder der Druckleitung 10 (Fig. 1) oder der Druckleitung 18 (Fig. 2) zugeführt wird. Die Pumpe 12 ist gegen den erhöhten Druck durch die beiden Rückschlagventile 24 und 24a geschützt. Ein nur bei dem vorgesehenen, erhöhten Druck öffnendes Rückschlagventil 31 bewirkt, daß damit der über der Membranfläche liegende Raum 32 unter den erhöhten Druck zu stehen kommt und die Membran sich wieder an die Rohröffnung anlegt und diese verschließt. Über ein Drosselventil bzw. einen entsprechenden Drosselquerschnitt 33 wird dieser Raum 32 entlüftet. Anstelle der Membran 28 kann auch ein zeitgesteuertes Ventil vorgesehen sein.

Fig. 5 zeigt eine andere Möglichkeit, bei der die zur Dichtung führende Druckleitung 16a je nach Stellung des Wegeventils 34 den Anpreßdruck p1 bzw. einen kurzzeitig erhöhten Druck p2 führt. Ein in einem Gehäuse 36 befindlicher Steuerkolben 37 wird durch ein über die beiden Öffnungen 35a und 35b einströmendes Druckmedium bewegt und betätigt jeweils am Ende der Bewegung über einen Prellknopf 38a bzw. 38b und einen Stößel 39a bzw. 39b einen Schalter S1 bzw. S2, der seinerseits - beispielsweise über ein Flipflop FF, ein Monoflop MF ein Zählwerk Z und einen Tauchmagneten TM - das Mehrwegventil 34 umstellt. Bei der in Fig. 5 gezeigten Stellung des Mehrwegventils 34 ist die Öffnung 35a des Gehäuses 36 direkt mit der Pumpe 12a verbunden. Das dort einströmende Druckmedium drückt den Steuerkolben 37 in die andere Richtung, wobei diese Bewegung nur langsam gegen ein Drosselventil 77 erfolgen kann, zu dem parallel ein Rückschlagventil 40 liegt. Am Ende der Kolbenbewegung wird der Schalter S2 umgeschaltet und damit ein Steuervorgang ausgelöst, der zur Verdrehung des Mehrwegventils 34 um 90° führt. Damit wird die Pumpe unter Umgehung des Drosselventils 77 über das freigebende Rückschlagventil 40 ungehindert über die Öffnung 35b Druck auf den Steuerkolben 37 ausüben, dessen Bewegung gegen den Prellkopf 38a infolgedessen beschleunigt erfolgen kann. Der Schalter S1 wird betätigt, und damit mittelbar das Mehrwegventil 34 umgestellt.

Die oben erwähnte Ansteuerung des Mehrwegventils 34, bei der über einen Flipflop FF ein Monoflop MF getriggert wird, der dann einen Impuls vorbestimmter Länge angibt, wonach ein Zähler Z eine bestimmte Anzahl von Impulsen an einen Tauchmagneten TM abgibt, der beispielsweise über eine Klinke K das Mehrwegventil 34 um 90° verdreht, ist eine beispielhafte Möglichkeit für eine zeitvariable Druckpulserzeugung. Ebenso könnte unmittelbar über die beiden Schalter S1 und S2 allein das Mehrwegventil 34 verdreht werden. Über eine geeignete Wahl der Dimensionierung von Gehäuse 36, Steuerkolben 37 und Drosselventil 77 wird die Größe und auch der Zeitabstand der Druckimpulse beeinflußt.

In Fig. 6 ist eine Variante dargestellt, bei der über ein Mehrwegventil 34b die Auf- und Abbewegung eines Kolbens 41 gesteuert wird, der seinerseits über einen Mitnehmerstempel 42 verzögert eine Ventilplatte 43 anhebt, wodurch die Verbindung zwischen einem von einer Pumpe bzw. einem Gebläse 44 gespeisten Druckgefäß 45 und dem oberhalb eines Kolbens 46 liegenden Raums ermöglicht wird. Dadurch wird der Kolben 46 gegen die Kraft einer Feder 47 bewegt und bewirkt einen Druckanstieg in einem Akkumulator 48, der seinerseits die Leitung 16b mit dem gewünschten Druckimpuls p2 versieht. Damit wird - über eine geeignet gedrosselte Leitung 80 - ein Mehrwegventil 34b so gestellt, daß über die Öffnung 50 Druckmedium zur Verfügung steht, das den Kolben nach unten drückt. Über den Mitnehmerstempel 42 wird infolgedessen die Ventilplatte 43 das Druckgefäß gegen den über dem Kolben 46 liegenden Raum verschließen. Der unter Druck stehende Kolben 46 betätigt über einen Stößel 50a einenSchalter S3, der seinerseits über ein Zeitglied 51 ein Schaltventil 52 steuert. Dieses Schaltventil 52 öffnet - mit vorgegebener Zeitverzögerung - die Entlüftungsleitung 53, so daß der Raum über dem Kolben 46 gegen eine Drossel 54 entlüftet wird. Gleichzeitig wird dabei das Mehrwegventil 34b umgestellt, so daß die Zuleitung zur Öffnung 50 geschlossen, dagegen die Drosselleitung zur Öffnung 55 über die Pumpe 12b gespeist und damit der Kolben 41 wieder langsam angehoben wird. Der gleiche Anpreßdruck p1 ist immer über die Pumpe 12b und das Rückschlagventil 56 bereitgestellt.

Bei der Lösung nach den Fig. 7a und 7b sind ein Steuerventil 57 und ein Pilotventil 58 die Steuerglieder für einen Schlagkolben 59. Die Pumpe 12c fördert den Anpreßdruck p1 in die Leitung 16c. Dieser Druck wird gleichzeitig an das Ventil 57 abgegeben, das in der Stellung der Fig. 7a die Leitung 59 freigibt, die über ein gedrosseltes Rückschlagventil 60 (ähnlich der in Fig. 5 gezeigten Parallelanordnung von Drosselventil 77 und Rückschlagventil 40) den Raum 79 langsam mit Druckmedium erfüllt, wodurch der Kolben 59 nach rechts (in der Fig.) bewegt wird. Dabei wird die Leitung 61 und die damit verbundene Leitung 62 geöffnet, wodurch das Steuerventil 57 verschoben und erhöhter Druck aus einem Akkumulator 63 über die nun freie Leitung 64 in den Raum 65 rechts vom Kolben 59 gefördert wird. Der Akkumulator 63 wird von einer eigenen Pumpe bzw. einem Gebläse 66 gespeist. Die Leitung 64 besitzt ebenso wie die Leitung 59 ein gedrosseltes Rückschlagventil 67, das jedoch umgekehrt ein rasches Strömen des Druckmediums in den Raum 65 und damit eine fast schlagartige Bewegung des Kolbens 59 nach links bewirkt. Damit wird über die Leitung 16c ein impulsartig erhöhter Druck p2 an die Dichtung gelegt. Da über den in den Leitungen 59 und 64 herrschenden Druck auch die Stellung des Pilotventils 58 bestimmt wird, wird damit über die Leitungen 62 und 68 die Stellung des Steuerventils 57 und damit die Umschaltung Anpreßdruck p1 - Druckimpuls p2 veranlaßt.

Fig. 8 zeigt eine andere Möglichkeit, die radiale Abdichtung der Zellentrennwände 4c vorzunehmen. Hier werden in der Zellenradschleuse selbst die Druckimpulse erzeugt. Dabei ist ähnlich der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Variante eine Dichtungsleiste 8c zur Dichtung gegen die Gehäuseinnenwände vorgesehen. Sie wird in diesem Fall durch ein als zweifacher Druckkolben 9c ausgebildetes Druckglied gegen die Gehäuseinnenwand gedrückt, wobei der Anpreßdruck p1 von einem über eine Dreheinführung 69 an der Welle 3c einströmenden Druckmedium ausgeübt wird. Die Welle 3c ist wie in der in Fig. 2 dargestellten Variante als Hohlwelle ausgeführt, wobei die Zuleitung 74 für das Druckmedium einen größeren Querschnitt als die Ableitung 76 besitzt. Ein Steuerkolben 71 und eine Druckfeder 72 sind im Hohlraum der Welle 3c gelagert. Eine Bohrung 70 in der Zellentrennwand 4c bestimmt mit ihrem geringen Querschnitt den auf die Kolben 9c wirkenden Anpreßdruck p1, so daß sich mit der Zeit in dem Raum 74 vor dem Steuerkolben 71 ein genügend hoher Druck aufbaut, wodurch der Steuerkolben 71 gegen den Druck der Feder 72 zurückgestoßen wird und eine Bohrung 73 in der Zellentrennwand 4c mit größerem Querschnitt frei wird, so daß auf die Kolben 9c schlagartig ein erhöhter Druck p2 wirkt. Der Steuerkolben 71 wird dann wieder in seine Ausgangslage zurückkehren, da einerseits der Druck im Raum 74 abgenommen hat und andererseits eine Rückführleitung 75 und in der Zellentrennwand 4c die Ableitung 76 in der Welle 3c, beide wiederum mit geringerem Querschnitt, vorgesehen sind, so daß die rückführende Wirkung der Feder 72 unterstützt wird.

Die beschriebenen Möglichkeiten zur Bereitstellung eines periodisch veränderlichen Drucks zeigen in rein prinzipieller Weise Ausführungsvarianten, für deren technische Umsetzung zusätzliche, aus der Pneumatik bekannte Bauteile vonnöten sind. So kann es Anwendungen geben, bei denen mehr als ein Impulsgenerator von Vorteil ist. Ferner versteht es sich, daß die Fig. 8 lediglich ein Beispiel darstellt, wie wenigstens Teile eines Impulsgenerators innerhalb des Zellenrades untergebracht werden können, daß aber der Impulsgenerator selbst die verschiedensten Ausgestaltungen erfahren kann, wie besonders an Hand der Fig. 4 bis 7 gezeigt wurde.

Erwähnt werden sollte noch, daß auch allein durch kurzzeitiges Verringern und Wieder-Erhöhen des Anpreßdrucks p1 Druckimpulse p2 erzeugt werden können, die infolge des beim Einschaltvorgang stattfindenden Überschwingens über dem stationären Druckwert p1 zu liegen kommen.

Claims (14)

1. Zellenradschleuse mit einem Gehäuse (1) mit einer Einfluß- (14) und einer Ausflußöffnung (15), in dessen Lagerdeckeln (2) ein Zellenrad über eine Welle (3) rotierbar gelagert ist, wobei das Zellenrad axial an den Ringspalten (6) abgedichtet sind, die durch die die Zellen axial abschließenden Rotorseitenscheiben (5) und durch die Gehäuseinnenwand gebildet sind und/ oder radial an den durch die Zellentrennwände (4) und die Gehäuseinnenwand gebildeten Längsspalten abgedichtet ist, und zwar über eine Dichtungsvorrichtung, die eine Dichtung (7), ein Druckteil (8) und eine über eine Druckleitung (10; 18) an eine Druckquelle (11) angeschlossenes Druckglied (9) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckquelle (11) einen periodisch veränderlichen Druck bereitstellt.

2. Zellenradschleuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckglied (9) ein aufblasbarer Schlauch ist.

3. Zellenradschleuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckglied (9c) ein - vorzugsweise zweifacher - Druckkolben ist (Fig. 8).

4. Zellenradschleuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckquelle (11) aus einer Pumpe, z. B. einer Kolbenpumpe, mit einem bei einem bestimmten Druck p2 öffnenden Druckbegrenzungsventil (28) besteht (Fig. 4).

5. Zellenradschleuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckquelle (11) eine mit hoher Frequenz bei einem geringen Verdichtungsverhältnis arbeitende Pumpe, insbesondere eine Kolbenpumpe, ist.

6. Zellenradschleuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckquelle (11) eine Schlauchpumpe ist, der gegebenenfalls ein bei einem bestimmten Druck p2 öffnendes Druckbegrenzngsventil vorgeschaltet ist.

7. Zellenradschleuse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckquelle einen Impulsgenerator umfaßt.

8. Zellenradschleuse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgenerator (11) wenigstens

• - einen Verdichter (12);
• - einen Druckspeicher (26), der mittig ein Rohr (27) beinhaltet;
• - eine das eine Rohrende überdeckende Membran (28), die mit ihre über den Rohrquerschnitt hinausragenden Fläche dem Inneren (29) des Oberfläche einen über einen Drosselquerschnitt (33) entlüftbaren Raum (32) wenigstens teilweise begrenzt;
• - ein Drosselventil (24; 24a; 31), und
• - ein Rückschlagventil (19) aufweist (Fig. 4).

9. Zellenradschleuse nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgenerator (11) wenigstens

• - einen Verdichter (12a);
• - ein Wegventil (34), das über wenigstens einen Schalter (S1; S2) - vorzugsweise mittelbar, beispielsweise über eine einen Flipflop (FF), einen Monoflop (MF), ein Zählwerk (Z) und eine über einen Tauchmagneten (TM) betätigbare Klinke (K) aufweisende Zeitsteuerung - verstellbar ist;
• - einen in einem Gehäuse (36) bewegbaren Steuerkolben (37), der durch ein in das Gehäuse (36) einströmende Druckmedium bewegbar ist, und dessen Bewegung mit dem Schalter (S1; S2) koppelbar ist, und durch welche Bewegung die Ein- und Ausströmöffnung (35a; 35b) für das Druckmedium bestimmbar ist;
• - ein Drosselventil (77), und
• - ein Rückschlagventil (40) aufweist (Fig. 5).

10. Zellenradschleuse nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgenerator (11) wenigstens

• - einen Verdichter (12b; 44)
• - ein Druckgefäß (45), das über eine über einen ersten Kolben (41) und einen Mitnehmerstempel (42) verzögert betätigbare Ventilplatte (43) mit einem über einen über einem zweiten Kolben (46) befindlichen Raumvolumen verbindbar ist;
• - einen Schalter (S3), der - vorzugsweise gegen die Kraft einer Feder (47) - über einen zweiten Kolben (46) betätigbar ist, der durch das aus dem Druckgefäß (45) verfügbare Druckmedium bewegbar ist;
• - einem Akkumulator (48);
• - ein Zeitglied (51) zur Steuerung eines Schaltventils (52);
• - ein Wegeventil (34b);
• - ein Drosselventil (54), und
• - ein Rückschlagventil (56) aufweist (Fig. 6).

11. Zellenradschleuse nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckquelle (11) wenigstens

• - einen Verdichter (12c, 66);
• - einen über eine geeignete Ventilsteuerung (57; 58) in einem jeweils zwei Einlaß- bzw. Auslaßöffnungen und eine Verbindung zur Druckleitung (10; 18) aufweisenden Gehäuse durch das Druckmedium bewegbaren Schlagkolben (59);
• - einen Akkumulator (20);
• - ein Drosselventil (60; 67), und
• - ein Rückschlagventil (78) aufweist (Fig. 7a, 7b).

12. Zellenradschleuse mit einem Gehäuse (1) mit einer Einfluß- (14) und einer Ausflußöffnung (15), in dessen Lagerdeckeln (2) ein Zellenrad über eine Welle (3) rotierbar gelagert ist, wobei das Zellenrad axial an den Ringspalten (6) abgedichtet sind, die durch die die Zellen axial abschließenden Rotorseitenscheiben (5) und durch die Gehäuseinnenwand gebildet sind und/oder radial an den durch die Zellentrennwände (4) und die Gehäuseinnenwand gebildeten Längsspalten abgedichtet ist, und zwar über eine Dichtungsvorrichtung, die eine Dichtung (7), ein Druckteil (8) und eine über eine Druckleitung (10; 18) an eine einen Impulsgenerator aufweisenden Druckquelle (11) angeschlossenes Druckglied (9) aufweist, insbesonder nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgenerator (70-73) wenigstens zum Teil innerhalb des Zellenrades untergebracht ist (Fig. 8).

13. Zellenradschleuse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckquelle (11) über wenigstens drei, die Druckleitung zu dem Druckglied (9c) darstellende Bohrungen (70; 73, 75) unterschiedlichen Querschnitts in wenigstens einer Zellentrennwand (4c) und einen - vorzugsweise in der als Hohlwelle ausgebildeten Welle (3c) durch das Druckmedium bewegbaren - Steuerkolben (71) Druckimpulse bereitstellt.

14. Zellenradschleuse nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Hohlwelle (3c) einen Innenquerschnitt aufweist, der in Richtung einströmendes Druckmedium dem Durchmesser des Steuerkolbens (71) entspricht, in Richtung ausströmendes Druckmedium jedoch verengt ist und einen Drosselquerschnitt (76) bildet;
• - der Steuerkolben (71) durch das einströmende Druckmedium gegen eine Druckkraft, vorzugsweise die einer Feder (72), verschiebbar ist;
• - die erste Bohrung (70) mit einem als Drosselkanal wirkenden Querschnitt den Druck des einströmenden Mediums begrenzt;
• - die zweite Bohrung (73) einen größeren Querschnitt als die erste Bohrung (70) aufweist und vorzugsweise dem Durchmesser des Steuerkolbens (71) entspricht;
• - die zweite Bohrung (73) als Bypaß zur ersten Bohrung (70) ausgebildet und von dem unter der Druckkraft stehenden Steuerkolben (71) verschließbar ist, hingegen bei unter dem Druck des Druckmediums verschobenem Steuerkolben (71) freigegeben ist;
• - die dritte Bohrung (75) mit dem Inneren der Hohlwelle verbunden ist und als Rückführkanal für das Druckmedium dient (Fig. 8).