DE4411811C2 - Gehäuseauskleidung für eine Zellenradschleuse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Auskleidung für eine Zellen­ radschleuse nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Zellenradschleuse ist z. B. aus der auf den gleichen Anmelder zurückgehenden deutsche Patentschrift P 40 19 627 bekannt geworden.

Zylinderschalensegmente aus Kunststoff oder Keramik werden in der DE-OS 23 50 033 offengelegt.

Einen generellen Verschleißschutz für die Innenwandung von Zellenradschleusen zeigt die DE 36 11 583 C2 in Form auswechselbarer Verschleißplatten, die eine geschlossene Haut bilden, wobei sich die Haut als Auskleidung an das gesamte Zellenradgehäuse auf dessen Innenwand anlegt.

Eine weitere Zellenradschleuse für pulverförmiges oder körniges Gut, die möglichst verlustfrei arbeiten soll, zeigt die DE-PS 12 55 038, worin die Abdichtung zwischen Gehäuse und Zellenrad über dazwischenliegende Dichtungs­ ringe erreicht wird, welche auf ringförmigen Flanschen ruhen, die am Umfang des Zellenrades angebracht sind.

Die DE-OS 23 50 033 B2 zeigt eine weitere Zellenradschleuse, deren Abdichtung zwischen der Gehäuseinnenwand und den Radflügeln verschleißarm ist und kostengünstig erneuert werden kann. Dies wird dadurch erreicht, daß der in Durch­ flußrichtung verlaufende Teil der Gehäusewand im Querschnitt oval ausgebildet ist, und so die Radflügel bei einer Um­ drehung nur an einen geringen Teil der Innenwand im Bereich des größten Krümmungsradius reibend anliegt.

Alle diese vorgeschlagenen Lösungen gehen auf das Problem der Abrasion von Gehäuseinnenwänden durch Reib- oder Gleitstrahlverschleiß zurück, hervorgerufen durch die Handhabung von mineralischem Schüttgut, dessen Quarzanteil den Spalt zwischen Gehäuse und Zellenrad so lange vergrößert, bis die Wirksamkeit der Zellenradschleuse praktisch aufgehoben wird.

Das Dilemma des Verschleißschutzes besteht darin, daß, egal welcher Werkstoff gewählt wurde, die thermische Behandlung des Verschleißschutzkörpers beim Härten oder Sintern zu Maßveränderungen führt. Diese müssen durch kostenintensive Bearbeitung des "harten" Verschleiß­ schutzkörpers, z. B. durch Schleifen mit einer Diamant­ scheibe wieder ausgeglichen werden, weil der Stand der Technik eine runde Bohrung des Zellenradschleusen­ gehäuses verlangt, mit einer Toleranz H7, um beim Drehen des Zellenrades im Gehäuse den üblichen Spalt von 0,1-0,2 mm zu gewährleisten.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Zellenradschleuse der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß mit relativ geringem Herstellungs­ aufwand auch sehr harte, z. B. quarzhaltige Schüttgüter gefördert werden können, wobei die Zellenradschleuse eine lange Lebensdauer haben soll.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruches 1 gekenn­ zeichnet.

Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, daß die Innenseite der Ausnehmung in der Gehäusewand mit einer Schutzschicht versehen ist, die aus einer Vielzahl von Auskleidungskörpern besteht, die eine polikone Oberfläche ausbilden. Im Über­ gangsbereich der Ausnehmung zu den Ein- und Auslaßtrichtern sind Kantenschutzleisten vorgesehen, um die Verschließfestig­ keit zu erhöhen.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung geschieht dies mittels kachelförmiger Auskleidungskörper, die in ihrer Fläche quadratisch, rechteckig, sechseckig oder andersartig profiliert sein können, um eine möglichst dichte Flächenbedeckung zu gewährleisten.

Das heißt, die Auskleidungskörper können an der Innen­ wandung des Bohrungsmantels des Gehäuses so verlegt werden, daß sie zum Teil formschlüssig ineinandergreifen, um so einen günstigen Zusammenhalt zu haben.

Die Auskleidungskörper können demgemäß in einer ersten Ausgestaltung Stoß auf Stoß verklebt werden, wobei die Stöße zwischen den Auskleidungskörpern durch ein Füllmaterial, insbesondere den Kleber, ausgefüllt werden. Die Plättchen werden bevorzugt so in der Bohrung befestigt, daß sie im wesentlichen nur zwei Auflage­ flächen an der Innenseite des Bohrungsmantels haben, nämlich Auflageflächen, die im Bereich der jeweiligen Seitenkanten des Plättchens liegen.

Aufgrund dieser Verlegungsart der Auskleidungskörper an der Innenwandung des Bohrungsmantels sind diese Auskleidungskörper tangential bezüglich des Drehmittelpunktes des Zellenrades angeordnet, wodurch sich der Vorteil ergibt, daß die in den Innenraum ragenden und mit dem Kantenbereich des Zellenrades in Gegen­ überstellung gebrachten Vorderkanten der Auskleidungs­ körper praktisch fugenlos aneinander anstoßen.

Das heißt, die von dem quarzhaltigen Schüttgut berührten Flächen der Auskleidungskörper haben lediglich Fugen im Bereich von 1/100stel mm oder sogar noch darunter.

Selbstverständlich ist es möglich, nicht nur rechteckige oder quadratische Auskleidungskörper in Form von Aluminiumoxid-Plättchen zu verwenden, sondern jedes andere verschleißfeste Auskleidungsmaterial wie z. B. Mehrschichtkörper, d. h. z. B. Metallplättchen, die an ihrer Oberfläche mit einer besonders verschleißfesten Schicht versehen sind.

Derartige verschleißfeste Schichten können z. B. durch Borierung, Plasma-Nitrierung, Laser-Verdichtung und andere Verfahren aufgebracht werden.

In einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, daß die Auskleidungskörper Stück für Stück in die Bohrung des Gehäuses an Ort und Stelle eingeklebt werden.

In einer zweiten Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß die Auskleidungskörper bereits auf bestimmten Trägerbahnen befestigt sind und die gesamten Trägerbahnen zusammen mit den darauf befestigten Auskleidungskörpern in der Bohrung befestigt werden. Eine derartige Befestigung kann neben dem vorher erwähnten Verkleben auch durch Vernieten erfolgen.

Insgesamt kann festgestellt werden, daß die erfindungs­ gemäßen Auskleidungskörper aus verschiedenen verschleiß­ festen Platten bestehen können, wobei insbesondere im Bereich der Keramik sogenannte Kacheln oder Platten aus Oxidkeramik bevorzugt werden.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist es jedoch vorgesehen, die Auskleidungskörper aus Glas­ keramik zu bilden, ebenso wie aus Sintermaterialien, die sowohl pulvermetallurgisch hergestellt werden, als auch als sogenannte Cermerts.

Der Einfachheit halber wird in der vorliegenden beschreibung von einem Aluminiumoxid-Plättchen als Auskleidungskörper ausgegangen.

Es ist im übrigen vorgesehen, daß auch die Stege des Zellenrades mit entsprechenden Verschleißschutzplatten bekleidet sind, die mit den zugehörigen gehäuseseitigen Auskleidungskörpern zusammenwirken.

Derartige Verschleißschutzplatten auf den Stegen des Zellenrades können auch aus einem weiten Bereich abriebfester Materialien gewählt werden. Insbesondere wird es bevorzugt, wenn diese Verschleißschutzplatten aus dem gleichen Material wie die vorher erwähnten gehäuseseitigen Auskleidungskörper gebildet sind.

Es hat sich nämlich herausgestellt, daß die für das Drehen des Zellenrades üblichen Spalttoleranzen auch durch das gehäuseseitige Auskleiden mit entsprechenden Auskleidungskörpern erreicht werden.

Derartige Aluminiumoxidplättchen, deren Maßtoleranz im Tausendstel-Millimeter-Bereich liegt, sind für die Mosaikverlegetechnik in Matten geeignet und sind mit der erforderlichen Haftkraft und Genauigkeit auf der zu bearbeitenden Bohrungsinnenwand aufzubringen, ohne daß jetzt erfindungsgemäß die Bohrung anschließend geschliffen werden muß.

Selbstverständlich werden Form, Größe und Anordnung der Plättchen auf den Innendurchmesser der Bohrung abgestimmt. So erfordert z. B. ein kleiner Innendurch­ messer kleinere Plättchen als ein großer Innendurch­ messer.

Es ist ebenfalls möglich, die verwendeten Plättchen leicht zu biegen, wobei die Wölbung im Einbauzustand radial nach innen oder nach außen gerichtet sein kann. Es ist nicht erforderlich, daß die verwendeten Plättchen so gebogen und eingebaut werden, daß sich wieder eine fast völlig runde Form ergibt.

Erstaunlicherweise hat sich herausgestellt, daß das Verlassen der bisher gültigen Norm runder Bohrungs­ durchmesser H7 auf ein Vieleck in keiner Weise zur Beeinträchtigung des Zellenradschleusenbetriebes oder einer Spaltvergrößerung geführt hat.

In den ISO-Norm-Durchmessern der Zellenradschleusen liegen die Durchmesserunterschiede zwischen Plättchen­ kanten und Plättchenmitte im Hundertstel-Millimeter- Bereich.

Dies bedeutet, daß beim Drehen des Zellenrades zwischen Gehäusewand und Steg ein oszillierender Spalt entsteht, der von Plättchen zu Plättchen, je nach Plättchenbreite, wechselt und dessen größte Abmessung dann entsteht, wenn sich Plättchen und Zellenradsteg mittig gegenüber­ liegen und dessen kleinste Abmessung entsteht, wenn sich Stegkante und Plättchenmitte gegenüberliegen.

Aufgrund der gleichen Steg- und Plättchenbreite entsteht pro Steg eine zweite zusätzliche Abdichtkante.

Diese Stegkante hat außerdem in Drehrichtung Abstreif- und Scherfunktion, die bei problematischen Schüttgütern das Aufpressen vom Produkt auf dem Steg verhindern kann.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von mehrere Ausführungswege darstellende Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.

Es zeigen:

Fig. 1: Mittenquerschnitt durch eine Zellenradschleuse nach der Erfindung;

Fig. 2: Einen Teilschnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3: Eine vergrößerte Schnittansicht der Darstellung nach Fig. 1;

Fig. 4: Ein gegenüber Fig. 2 abgewandeltes Ausführungs­ beispiel.

Die Zellenradschleuse 1 gemäß Fig. 1 bis 3 besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 2, an dessen Ober­ seite ein Einlauftrichter 3 und an dessen Unterseite ein Auslauftrichter 4 angeordnet sind.

Im Gehäuse 2 ist ein Zellenrad 7 drehbar angetrieben und besteht im wesentlichen aus einer Welle 8, auf der in radialer Richtung eine Reihe von Stegen 9 gleichmäßig am Umfang verteilt angeordnet sind. Die Stege 9 bilden zwischen sich Zellen 10, mit denen das über den Einlauftrichter 3 einlaufende Schüttgut in Richtung zu dem unteren Auslauftrichter 4 gefördert wird.

Erfindungsgemäß ist nun der Bohrungsmantel 11 des Gehäuses 2 in dem Bereich, wo die Stege 9 mit ihren Stegköpfen diesem Bohrungsmantel gegenüberliegen, mit Auskleidungskörpern 12 ausgekleidet, die als Verschleißschutz dienen.

Hierbei wird es bevorzugt, wenn auch die Stegköpfe der Stege mit entsprechenden Verschleißschutzplatten 13 bewehrt sind, die ebenso wie die Auskleidungskörper 12 eine größere Ritz-Härte und Festigkeit aufweisen, als das geförderten Schüttgut.

Dabei ist vorgesehen, daß im Bereich der Einlauf- und Auslauftrichter 3, 4 entsprechende Kantenschutzleisten 5, 6 vorhanden sind, welche die Stirnseiten der dort angeordneten Auskleidungskörper gegen Einklemmen von Fremdkörpern schützen, um so ein Losbrechen dieser Auskleidungskörper in diesem Bereich zu vermeiden.

Die Unterkante 16 der Kantenschutzleisten 5, 6 erstreckt sich bis auf den bewehrten Innenmantel des Gehäuses, um den besagten Schutz gegen Einklemmen zu gewährleisten.

Die Befestigung der Kantenschutzleisten 5, 6 erfolgt über eine oder mehrere Schrauben 15, die bevorzugt außerhalb des Drehbereiches des Zellenrades 7 in den Trichtern 3, 4 angebracht sind. Alternativ ist eine Befestigung mittels Nieten möglich. Zusätzlich oder gegebenenfalls auch als Einzelbefestigung können die Kantenschutzleisten 5, 6 verklebt werden.

Ein weiterer Vorteil bei der Anbringung derartiger Kantenschutzleisten 5, 6 liegt darin, daß deren Dicke so gewählt wird, daß die einzelnen Auskleidungskörper 12 stoßfrei so verlegt werden können, daß genau ohne Stoß der Bereich zwischen den Ein- und Auslauftrichtern ausgefüllt wird. Es wird damit also die Unterteilung der auf dem Bohrungsmantel verlegten Auskleidungs­ körper 12 beeinflußt.

In Fig. 2 ist erkennbar, daß praktisch der gesamte Bohrungsmantel mit den besagten Auskleidungskörpern in Form von Kacheln ausgekleidet ist, wobei auf der einen Seite noch ein Seitendeckel 14 dargestellt ist, der die Zellenradschleuse 1 stirnseitig abdeckt.

Gemäß Fig. 3 bilden also die Auskleidungskörper 12 eine Schutzschicht-Innenfläche 17, die außerordentlich verschleißfest ist, und der eine zugeordnete Schutz­ schicht von gegenüberliegenden Verschleißschutzplatten 13 zugeordnet ist.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Auskleidungs­ körper 12 bei den Position 18 und 19 jeweils an dem Bohrungsmantel 11 aufliegen und dadurch tangential bezüglich der Drehachse im Gehäuse verlaufen, wodurch sich keilförmige Spalten 20 ergeben, die mit einem Kleber 21 oder einem entsprechenden Füllmittel ausgefüllt sind.

Damit ergibt sich nämlich der Vorteil, daß die inneren Stoßstellen 23, 24 im 1/100stel Bereich liegen und praktisch kleberfrei sind.

Eine dem gegenüber angeordnete Verschleißschutzplatte 13 bildet somit mit dieser Schutzschicht-Innenfläche 17 einen oszillierenden Spalt 22, der seine Dimension entsprechend der Drehung der Stege 9 in Pfeilrichtung 26 verändert.

In Fig. 3 ist erkennbar, daß die untere Verschleiß­ schutzplatte 13 des unteren Steges 9 Einschnürungen mit dem gegenüberliegenden Mittenbereich der zugeordneten Auskleidungskörper 12 bildet, während bei dem oberen Steg 9 die dort angeordnete Verschleißschutzplatte 13 einen im wesentlichen gleichbleibenden Spalt 22' bildet.

Aufgrund dieser Oszillation des Spaltes 22 kommt es zu der vorher erwähnten günstigen Abdichtung im Spaltbereich, ohne daß die Schutzschicht-Innenfläche 17 noch besonders bearbeitet werden muß.

Dies ergibt den wesentlichen Vorteil, daß mit geringem Herstellungsaufwand eine außerordentlich verschleißfeste Zellenradschleuse 1 geschaffen werden kann.

Die Fig. 4 zeigt, daß die Bohrung nur teilweise mit Auskleidungskörpern 12 ausgekleidet werden muß, wobei diese Auskleidungskörper 12 auch in Form eines Ver­ schleißschutzringes 25 ausgebildet sein können.

Der Verschleißschutzring 25 kann aus jedem beliebigen Verschleißschutzmaterial bestehen, und hat die Aufgabe, die Rundlaufgenauigkeit zur Aufnahme einer Abdichtung des Zellenrades zum Seitendeckel zu gewährleisten.

Eine derartige Abdichtung kann z. B. als Stopfbuchse oder als Wellendichtring ausgebildet sein.

Erfindungsgemäß ist hierbei vorgesehen, daß auch diese Abdichtung an ihrer Oberfläche einen Verschleißschutz aufweist, der bevorzugt aus den vorher erwähnten Aus­ kleidungskörpern besteht.

Durch die vorgesehene Auskleidung wird eine wesentliche Härte- und Verschleißfestigkeitzunahme der Zellenrad­ bohrung im Gehäuse erreicht, wobei gleichzeitig ohne aufwendige Nachbearbeitung sehr geringe Spalten zwischen der Innenwand des ausgekleideten Gehäuses und den Stegen des Zellenrades gewährleistet sind.

Bezugszeichenliste

1

Zellenradschleuse

2

Gehäuse

3

Einlauftrichter

4

Auslauftrichter

5

Kantenschutzleiste

6

Kantenschutzleiste

7

Zellenrad

8

Welle

9

Steg

10

Zelle

11

Bohrungsmantel

12

Auskleidungskörper (Gehäuse)

13

Verschleißschutzplatte

14

Seitendeckel

15

Schraube

16

Unterkante

17

Schutzschicht-Innenfläche

18

Position

19

Position

20

Spalt

21

Kleber

22,

22

'Spalt

23

innere Stoßstelle

24

innere Stoßstelle

25

Verschleißschutzring

26

Pfeilrichtung

Claims (10)

1. Gehäuseauskleidung für eine Zellenradschleuse, wobei in einem Gehäuse mit einem Ein- und einem Auslauftrichter ein Zellenrad in einer Gehäuseausnehmung drehbar angeordnet und die Gehäuseinnenwand mit der Ausnehmung vollständig mit einer sich über Auslauf und Einlauf sowie Flanschdichtung einteilig erstreckenden, aus auswechselbaren Verschleißplatten gebil­ deten, elastischen, geschlossenen Haut ausgekleidet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseite der Ausnehmung in der Gehäuseinnenwand mit einer Schutzschicht aus einer Viel­ zahl von eine polygone Oberfläche ausbildenden und aus einer Vielzahl von Plättchen bestehenden Auskleidungskörpern (12) ausgebildet ist, wobei im Übergangsbereich von der Ausnehmung zu den Trichtern (3, 4) Kantenschutzleisten (5, 6) angeordnet sind.

2. Gehäuseauskleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskleidungskörper (12) einzeln oder auf einem oder mehreren Trägern gemeinsam angeordnet und an der Innenseite der Ausnehmung angebracht sind.

3. Gehäuseauskleidung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenkanten der Auskleidungskörper (12) mit sehr kleinen Fugen im Bereich kleiner als 1/100stel Millimeter aneinanderstoßen.

4. Gehäuseauskleidung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spalten (20) zwischen den Auskleidungskörpern (12) mit Füllmaterial, insbesondere Klebstoff, ausgefüllt sind.

5. Gehäuseauskleidung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß Form, Größe und Anordnung der Auskleidungskörper (12) an den Innendurchmesser der Ausnehmung angepasst sind.

6. Gehäuseauskleidung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung der Auskleidungs­ körper (12) bzw. der Träger, an denen sie befestigt sind, an der Innenseite der Ausnehmung mittels Kleben, Schrauben, Nieten oder einer Kombination dieser Befestigungsart erfolgt.

7. Gehäuseauskleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzleisten (5, 6) aus Metall hergestellt sind.

8. Gehäuseauskleidung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskleidungskörper (12) im Bereich der Ein- und Auslauftrichter (3, 4) tiefer gelegt sind.

9. Gehäuseauskleidung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichent, daß die Auskleidungskörper (12) an der Innenseite der Ausnehmung mit weiteren Schutzauskleidungen (25) an den Stirnseiten der Ausnehmung zusammenarbeiten.

10. Gehäuseauskleidung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzauskleidungen (25) aus Metall oder Keramik bestehen.