DE4214441C1 - Materialschleuse für Schüttgüter oder Flüssigkeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Materialschleuse für Schütt­ güter oder Flüssigkeiten, mit einem mindestens einen Ma­ terialeinlaß und einen Materialauslaß aufweisenden Schleusengehäuse, in dem ein Schleusenkörper abgedichtet und drehbar gelagert ist, der mindestens einen sich von einer Einlaßöffnung zu einer Auslaßöffnung erstreckenden Kammerkanal aufweist, der abwechselnd mit dem Material­ einlaß und dem Materialauslaß verbindbar ist.

Eine derartige Materialschleuse ist aus der US-PS 5 094 403 bekannt. Der um eine vertikale Welle drehbar angeordnete Schleusenkörper ist ähnlich einer Revolver­ trommel ausgebildet und hat dementsprechend zahlreiche, sich axial von einer Stirnfläche zur anderen erstrecken­ de Kammerkanäle. Das Schleusengehäuse umfaßt im wesent­ lichen eine obere Flanschplatte, an der ein Zulauftrich­ ter endet, sowie eine untere Flanschplatte, von der ein Auslaßstutzen abgeht. Durch Drehung des Schleusenkörpers kommen nacheinander die Einlaßöffnungen der einzelnen Kammerkanäle in Deckung mit einem in der oberen Flansch­ platte vorgesehenen Materialeinlaß, während die auf diese Weise mit Schüttgut gefüllten Kammerkanäle nach einem Drehwinkel von 180° mit ihren Auslaßöffnungen in Deckung mit einer entsprechend versetzt in der unteren Flanschplatte des Schleusengehäuses angeordneten Mate­ rialauslaßöffnung gelangen.

Aus der DE 35 42 487 C1 ist eine Zellenläuferschleuse bekannt, deren Schleusenkörper ebenfalls mit axialen Kanälen versehen ist, deren Einlaß- und Auslaßöffnungen jedoch im Unterschied zu der zuvor geschilderten Schleuse radial in Umfangsflächen des Schleusenkörpers münden, die einlaß- und auslaßseitig auf unterschiedli­ chen Durchmessern liegen. Des weiteren weist das Schleu­ sengehäuse sowohl eingangseitig als auch ausgangseitig Ringkammern auf, denen Steuerbüchsen mit in Umfangsrich­ tung versetzten Mündungen zugeordnet sind, über welche die Kammerkanäle je nach Drehstellung des Schleusenkör­ pers entweder mit dem einlaßseitigen Ringraum oder dem auslaßseitigen Ringraum verbunden sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Material­ schleuse der einleitend angegebenen Gattung zu schaffen, die sich durch einen besonders einfachen und kompakten Aufbau auszeichnet, dabei aber auch für Materialien mit schwierigem Förderverhalten problemlos verwendbar ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Schleusengehäuse im wesentlichen hohlzylindrisch mit sich radial gegenüberliegendem Materialeinlaß und Mate­ rialauslaß ausgebildet ist und den Schleusenkörper in Form eines im wesentlichen zylindrischen Kücken um­ schließt, daß der Kammerkanal in einer Radialebene des Kückens liegt und dieses exzentrisch durchsetzt, und daß das Kücken durch einen Schwenkantrieb derart zu Schwenk­ hüben antreibbar ist, daß in einer Hubendstellung die Einlaßöffnung des Kammerkanals mit dem Materialeinlaß des Schleusengehäuses und in einer entgegengesetzten Hubendstellung die Auslaßöffnung des Kammerkanals mit dem Materialauslaß des Schleusengehäuses verbunden ist.

Bevorzugt wird die Ausführungsform nach dem Anspruch 2, also mit einem Kücken, das zwei zumindest annähernd pa­ rallel verlaufende Kammerkanäle aufweist, da hierdurch ohne nennenswerten Mehraufwand die Förderleistung an­ nähernd verdoppelt und gleichzeitig eine für den Schwenkantrieb des Kückens vorteilhafte Massenvertei­ lung erreicht wird.

In den Ansprüchen 3 bis 6 sind vorteilhafte Querschnitte für den Kammerkanal bzw. die Kammerkanäle angegeben.

Die im Anspruch 7 genannte Ausführungsform ist dann be­ sonders vorteilhaft, wenn zwischen der Einlaß- und der Auslaßseite der Materialschleuse eine Druckdifferenz be­ steht.

Bei der Ausführungsform nach Anspruch 8 können die Kam­ merkanäle zwangsweise mittels eines Druckfluids entleert werden. Hierbei handelt es sich jedoch um eine an sich bekannte Maßnahme.

Ebenfalls an sich bekannt ist die im Anspruch 8 vorge­ schlagene Maßnahme, den Kammerkanal bzw. die Kammerkanä­ le zu entlüften.

Die mit dem Anspruch 10 vorgeschlagenen Abstreifmesser verhindern Materialablagerungen am Umfang des Kückens.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigt:

Fig. 1 eine Materialschleuse für Schüttgüter oder Flüssigkeiten in einem senkrechten Schnitt in einer ersten Hubendstellung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Materialschleuse nach Fig. 1,

Fig. 3 die Materialschleuse nach Fig. 1 in einer Hubzwischenstellung, und

Fig. 4 die Materialschleuse nach den Fig. 1 bis 3 in einer zweiten Hubendstellung.

Die in der Zeichnung dargestellte Matrialschleuse dient beispielsweise zum Eintrag von Schüttgut in einen (nicht dargestellten) Behälter oder Reaktor. Die Material­ schleuse weist ein im wesentlichen zylindrisches Schleu­ sengehäuse 1 auf, das einen Materialeinlaß 2 und einen Materialauslaß 3 hat. Ein im wesentlichen zylindrisches Kücken 4, das nachfolgend als Schleusenkörper bezeich­ net wird, ist in dem Schleusengehäuse 1 abgedichtet und um eine horizontale Achse 5 drehbar gelagert. Der Schleusenkörper 4 ist über die Achse 5 mit einem Schwenkantrieb 6 verbunden (Fig. 2), der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen druckmittel­ betätigten Hubzylinder 7 aufweist, der an einem mit dem Schleusenkörper 4 verbundenen Schwenkarm 8 angreift und den Schleusenkörper 4 zu oszillierenden Hubbewegungen antreibt.

Im Schleusenkörper 4 sind zwei angenähert parallel verlaufende Kammerkanäle 9, 10 vorgesehen, die sich jeweils von einer Einlaßöffnung 9a bzw. 10a zu einer Auslaßöffnung 9b bzw. 10b erstrecken.

Der Schwenkantrieb 6 bewegt den Schleusenkörper 4 zwischen zwei Hubendstellungen, die in den Fig. 1 und 4 dargestellt sind. In der in Fig. 1 gezeigten Hubendstellung ist der Materialeinlaß 2 des Schleusengehäuse 1 mit der Einlaßöffnung 10a des Kammerkanals 10 verbunden. Der Kammerkanal 10 füllt sich mit dem einzutragenden Material. Gleichzeitig ist in dieser Hubendstellung die Aus­ laßöffnung 9b des anderen Kammerkanals 9 mit dem Materialauslaß 3 des Schleusengehäuse 1 verbunden, so daß sich dieser Kammerkanal 9 entleeren kann.

Bei dem anschließenden Schwenkhub durchläuft der Schleusenkörper 4 eine zwischen den beiden Hubendstellungen liegende Hubzwischenstellung, die in Fig. 3 dargestellt ist. In dieser Hubzwischenstellung sind die Einlaßöffnungen 9a und 10a sowie die beiden Auslaßöffnungen 9b und 10b der beiden Kammerkanäle 9 und 10 verschlossen.

Bei der weiteren Schwenkbewegung erreicht der Schleusenkörper 4 die in Fig. 4 gezeigte zweite Hubendstellung. In dieser ist die Auslaßöffnung 10b des einen Kammerkanals 10 mit dem Materialauslaß 3 verbunden, so daß sich das im Kammerkanal 10 enthaltene Material in den Materialauslaß 3 entleert. Gleichzeitig ist der Materialeinlaß 9a des anderen Kammerkanals 9 mit dem Materialeinlaß 2 verbunden und wird gefüllt. Beim nachfolgenden, entgegengesetzten Schwenkhub durchläuft der Schleusenkörper 4 wieder die in Fig. 3 gezeigte Hubzwischenstellung und erreicht schließlich die in Fig. 1 gezeigte andere Hubendstellung.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel einer Materialschleuse sind die beiden Kammerkanäle 9 und 10 jeweils kegel- bzw. pyramidenstumpfförmig ausgeführt, d. h. die beiden Kammerkanäle 9 und 10 erweitern sich jeweils von ihrer Einlaßöffnung 9a bzw. 10a zu ihrer Auslaßöffnung 9b bzw. 10b.

Das Schleusengehäuse 1 weist zwei jeweils mit einer (nicht dargestellten) Gasquelle verbundene Spülgasleitungen 11 auf, die am Umfang des Schleusengehäuses 1 so angeordnet sind, daß in jeder der beiden Hubendstellungen (Fig. 1 bzw. 4) jeweils eine der beiden Spülgasleitungen 11 in die Einlaßöffnung 9a bzw. 10a desjenigen Kammerkanals 9 bzw. 10 mündet, der in dieser Hubendstellung gerade mit seiner Auslaßöffnung 9b bzw. 10b mit dem Materialauslaß 3 verbunden ist. Durch die Zufuhr von Spülgas durch die Spülgasleitungen 11 wird die Entleerung des Kammerkanals 9 bzw. 10 unterstützt oder beschleunigt. Durch die Zufuhr von Spülgas kann beispielsweise auch erreicht werden, daß aus dem Materialauslaß 3 in den jeweils angeschlossenen Kammerkanal 9 bzw. 10 eintretende heiße Dämpfe oder andere Reaktionsprodukte wieder herausgedrückt werden, um ein Verkleben des Material in den Kammerkanälen 9 bzw. 10 zu verhindern. Anstelle eines Spülgases kann durch die Leitungen 11 auch ein Reaktionsgas zugeführt werden, das für die nachfolgende Verarbeitung des eingetragenen Materials benötigt wird. Dieses Reaktionsgas dient dabei zusätzlich als Spülgas für die Kammerkanäle 9, 10.

Das Schleusengehäuse 4 weist zwei Entlüftungsleitungen 12 auf, die in der in Fig. 3 gezeigten Hubzwischenstellung mit der Einlaßöffnung 9a bzw. 10a jedes Kammerkanals 9, 10 verbunden sind. Durch diese Entlüftungsleitungen 12 kann der Druck aus den Kammerkanälen 9, 10 entspannt werden, der dort aufgebaut wurde, wenn beispielsweise der Materialeintrag in die Kammerkanäle 9, 10 unter Druck erfolgte und wenn eine druckfreie Materialabgabe erwünscht ist.

Wie in der Zeichnung dargestellt, weist das Schleusengehäuse 1 an seiner dem Schleusenkörper 4 zugekehrten Innenwand 13 Dichtungen 14 auf, die an der Außenseite 15 des Schleusenkörpers 4 anliegen. Die Dichtungen 14 können aus weichem oder metallischem Material bestehen und dienen dazu, einerseits die Kammerkanäle 9, 10 gegenüber dem Innenraum des Schleusengehäuses 1 abzudichten und andererseits den Materialeinlaß und den Materialauslaß 3 gegenüber dem Schleusenkörper 4 abzudichten. Dadurch wird eine hohe Dichtheit der Materialschleuse erreicht.

Beiderseits des Materialeinlasses 2 und des Materialauslasses 3 ist am Schleusengehäuse 1 jeweils ein an der Außenseite des Schleusenkörpers 4 anliegendes Abstreifmesser 16 angeordnet. Die Abstreifmesser 16 dienen dazu, die Außenseite 15 des Schleusenkörpers 4 im Bereich des Materialeinlasses 2 und des Materialauslasses 3 sauber zu halten.

Eine Dosierung der eingetragenen Materialmenge kann durch die Steuerung der Hubfrequenz des Schwenkantriebs 6 erfolgen. Die erzielbare Materialeintragsmenge wird durch das Volumen der Kammerkanäle 9, 10 und die Abmessungen des Schleusenkörpers 4 sowie durch die Anzahl der vorgesehenen Kammerkanäle 9, 10 bestimmt. Beispielsweise können mehrere Kammerkanäle 9, 10 bzw. mehrerer Gruppen von Kammerkanälen 9, 10 in Achsrichtung hintereinander angeordnet werden.

Die Materialschleuse kann aus solchen Werkstoffen hergestellt bzw. mit solchen Werkstoffen ausgekleidet werden, die für das jeweils einzutragende Material geeignet sind.

Die Materialschleuse kann mit (nicht dargestellten) Flanschen angeschlossen werden. Sie ist in ihrer Ausführung kompakt und verhältnismäßig leicht; wegen ihres einfachen konstruktiven Aufbaus ist sie wartungsfreundlich; Reparaturen können in einfacher Weise durchgeführt werden.

Eine für das jeweils einzutragende Material gewünschte Temperierung (Heizung oder Kühlung) der Materialschleuse kann durch einen (nicht dargestellten) Heiz- bzw. Kühlmantel erfolgen. Statt dessen ist es aber auch möglich, die Materialschleuse dadurch zu beheizen bzw. zu kühlen, daß die im angeschlossenen Behälter bzw. Reaktor herrschende Temperatur sich auf die Kammerkanäle 9, 10 überträgt.

Claims (10)

1. Materialschleuse für Schüttgüter oder Flüssigkeiten, mit einem mindestens einen Materialeinlaß (2) und einen Materialauslaß (3) aufweisenden Schleusenge­ häuse (1), in dem ein Schleusenkörper (4) abgedich­ tet und drehbar gelagert ist, der mindestens einen sich von einer Einlaßöffnung (9a, 10a) zu einer Aus­ laßöffnung (9b, 10b) erstreckenden Kammerkanal (9, 10) aufweist, der abwechselnd mit dem Materialein­ laß (2) und dem Materialauslaß (3) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleusengehäuse (1) im wesentlichen hohlzylindrisch mit sich ra­ dial gegenüberliegendem Materialeinlaß (2) und Mate­ rialauslaß (3) ausgebildet ist und den Schleusenkör­ per in Form eines im wesentlichen zylindrischen Kückens (4) umschließt, daß der Kammerkanal (9, 10) in einer Radialebene des Kückens (4) liegt und die­ ses exzentrisch durchsetzt, und daß das Kücken (4) durch einen Schwenkantrieb (6) derart zu Schwenk­ hüben antreibbar ist, daß in einer Hubendstellung dies Einlaßöffnung (9a bzw. 10a) des Kammerkanals (9 bzw. 10) mit dem Materialeinlaß (2) des Schleusenge­ häuses (1) und in einer entgegengesetzten Hubend­ stellung die Auslaßöffnung (9b bzw. 10b) des Kammer­ kanals (9 bzw. 10) mit dem Materialauslaß (3) des Schleusengehäuses (1) verbunden ist.

2. Materialschleuse nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in dem Kücken (4) zwei zumindest ange­ nähert parallel verlaufende Kammerkanäle (9, 10) vorgesehen sind, und daß in jeder Hubendstellung die Einlaßöffnung (9a bzw. 10a) des einen Kammerkanals (9 bzw. 10) mit dem Materialeinlaß (2) und die Aus­ laßöffnung (10b bzw. 9b) des jeweils anderen Kanals (10 bzw. 9) mit dem Materialauslaß (3) verbunden ist.

3. Materialschleuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Kammerkanal (9, 10) im wesent­ lichen durchgehend die gleiche Querschnittsform hat.

4. Materialschleuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kammerkanal (9, 10) zylindrischen Querschnitt hat.

5. Materialschleuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sich der Querschnitt des Kammerka­ nals (9, 10) von seiner Einlaßöffnung (9a, 10a) zu seiner Auslaßöffnung (9b, 10b) erweitert.

6. Materialschleuse nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich der Querschnitt des Kammerkanals (9, 10) kegel- oder pyramidenstumpfförmig erweitert.

7. Materialschleuse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in einer zwischen den beiden Hubendstellungen liegenden Hubzwischenstel­ lung die Einlaßöffnung (9a, 10a) und die Auslaßöff­ nung (9b, 10b) des Kammerkanals (9, 10) gleichzeitig verschlossen sind.

8. Materialschleuse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleusengehäuse (1) mindestens eine mit einer Gasquelle verbundene Spül­ gasleitung (11) aufweist, die in die Einlaßöffnung (9a, 10a) des Kammerkanals (9 bzw. 10) in derjenigen Hubendstellung mündet, in der die Auslaßöffnung (9b, 10b) dieses Kammerkanals (9 bzw. 10) mit dem Ma­ terialauslaß (3) des Schleusengehäuses (1) verbunden ist.

9. Materialschleuse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleusengehäuse (1) mindestens eine Entlüftungsleitung (12) aufweist, die in der Hubzwischenstellung mit der Einlaßöffnung (9a, 10a) des Kammerkanals (9, 10) verbunden ist.

10. Materialschleuse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß beiderseits des Ma­ terialeinlasses (2) und des Materialauslasses (3) in dem Schleusengehäuse (1) jeweils ein an der Außen­ seiten (15) des Kückens (4) anliegendes Abstreifmes­ ser (16) angeordnet ist.