DE60000784T2

DE60000784T2 - Kugelhahn zur steuerung des durchflusses pulverischer oder körniger produkte

Info

Publication number: DE60000784T2
Application number: DE60000784T
Authority: DE
Inventors: Charles Deprat
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-03-03
Filing date: 2000-03-02
Publication date: 2004-03-04
Anticipated expiration: 2020-03-03
Also published as: WO2000051923A1; DE60000784D1; FR2790532B1; EP1165413A1; EP1165413B1; FR2790532A1

Description

Die vorliegende Erfindung hat einen Kugelhahn zur Durchsatzsteuerung von pulver- oder granulatförmigen Produkten zum Gegenstand.
Sie betrifft allgemein die Industrien, die Verfahren anwenden, welche Pulver oder Granulate benutzen.
Die Druckschrift US-A-4 828 145 beschreibt einen Kugelhahn mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Die Speisung einer Anlage mit pulver- oder granulatförmigen Produkten, sowie die Entnahme dieser Art Produkte, führen bis heute zu einer Vielzahl von Problemen.
Der kontinuierliche Transport, zum Beispiel durch Blasen von Luft oder Gas in Rohrleitungen, ermöglicht nämlich keine präzise Steuerung
des Durchsatzes und kann nicht verwendet werden, wenn die Produktionszone völlig von der Lager zone isoliert sein muß, was häufig bei Verfahren der Fall ist, die mit chemischen Reaktionen arbeiten.
Die mit Unterbrechungen arbeitenden Systeme, wie z. B. Schleusen oder Hähne mit Auffangvorrichtung (robinet à godet) führen aufgrund ihrer Betriebsweise zu Beschränkungen, die oft für die Produktivität der Anlage sehr störend sind und im allgemeinen mehrere Trennschieber erfordern, um die Trennung der Prozeß- und der Lagerzonen zu ermöglichen.
Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung hat zum Ziel, diese Nachteile zu beseitigen. Sie ermöglicht es nämlich, mit einem einzigen Gerät nicht nur die im wesentlichen kontinuierliche Dosierung mit veränderlichem Durchsatz von pulver- oder granulatförmigen Produkten zu gewährleisten, sondern auch die perfekte Isolierung zwischen der Verfahrenszone und der Lagerzone, wobei sie gleichzeitig eine perfekte Gasdichtheit sowohl zwischen den stromaufwärts und stromabwärts liegenden Leitungen als auch zwischen der Innen- und der Außenseite der Vorrichtung aufweist.
Sie besteht aus einem Hahn mit einem Kugelschieber, der eine Reihe von ausreichend vielen Umfangsaussparungen aufweist, um einen im wesentlichen kontinuierlichen Durchsatz bei allen Betriebszuständen zu gewährleisten, und dessen Form so bestimmt ist, daß sie jede Verbindung zwischen der Innenseite und der Außenseite der Dichtungssitze vermeidet, wobei der Schieber von einem Motor mit veränderlicher Drehzahl angetrieben wird, der so gesteuert wird, daß er den Übertragungsdurchsatz präzise steuern kann.
In den beiliegenden Zeichnungen, die als nicht einschränkend zu verstehende Beispiele von Ausführungsformen des Gegenstands der Erfindung dienen, zeigen
1 einen Schnitt durch die Fließachse und stellt die Vorrichtung in ihrer Gesamtheit dar,
2 den Kugelschieber in axonometrischer Perspektive,
3 einen Teilschnitt in anderem Maßstab, gemäß den Pfeilen F1 der 1,
4 eine Vergrößerung des Details D1 der 3, und
5 einen Teilschnitt gemäß den Pfeilen F1 der 1 durch eine Ausführungsvariante, die ein Blassystem aufweist, das zum Entleeren der Umfangsaussparungen 1 bestimmt ist.
Die Vorrichtung der 1 bis 4 besteht aus einem Kugelschieber 1, der in einen Hahnkörper 2 bekannter Art montiert ist, mit zwei Stützflanschen 3, 4, die dazu bestimmt sind, jeweils mit den stromaufwärts bzw. stromabwärts liegenden Rohrleitungen zum Transport von Produkten verbunden zu werden.
Jeder Stützflansch 3, 4 weist einen hohlen Sitz 5 mit kugelförmiger Lagerfläche 6 auf, die von einem elastischen Schubelement 7 gegen den Schieber 1 gedrückt wird.
Der Kugelschieber 1 weist an seinem Umfang eine Reihe von Aussparungen 8 mit V-förmigem Querschnitt parallel zur Drehachse A des Schiebers auf, deren Aufgabe es ist, einen kontrollierten Transport des Produkts von der stromaufwärts liegenden Leitung 9 zur stromabwärts liegenden Leitung 10 zu gewährleisten.
Die Abmessungen der Aussparungen 8 sowie die Breite der Lagerflächen 6 der Sitze 5 sind so bestimmt, daß, unabhängig von der Position einer Aussparung, diese zu keinem Zeitpunkt das Volumen der stromaufwärts liegenden Leitung 8 mit dem Inneren des Hahns in Verbindung bringen kann.
Die Dichtheit zwischen den Durchgangszonen des zu transportierenden Produkts und der Außenseite der Vorrichtung wird durch Runddichtringe 11 zwischen den Sitzen 5 und den Flanschen 3, 4 gewährleistet. Außerdem verhindern durch die Stützflansche 3, 4 gegen den Kugelschieber 1 angelegte, retentionsverhindernde Halbschalen 12 das Eindringen des pulverförmigen Produkts in den Körper 2 des Hahns, indem sie dessen inneres Totvolumen verringern.
Die strenge Kontrolle des Durchsatzes wird mit Hilfe eines Motors mit veränderlicher Drehzahl (nicht dargestellt) erhalten, der die Steuerwelle 13 des Kugelschiebers 1 antreibt und einem Steuersystem zugeordnet ist, das es ermöglicht, die Anzahl von Umdrehungen pro Zeiteinheit des Kugelschiebers zu jedem Zeitpunkt festzulegen. Die Gestaltung des Geräts führt dazu, daß jede Aussparung stromaufwärts vollständig gefüllt ist, wodurch die bei jeder Drehung übertragene Produktmenge folglich genau gleich der Anzahl der im Schieber vorhandenen Aussparungen multipliziert mit dem Einheitsvolumen einer der Aussparungen ist.
Die Anzahl von Aussparungen 8 wird so optimiert, daß ein im wesentlichen kontinuierlicher Durchsatz gewährleistet ist.
Der Antrieb der pulver- oder granulatförmigen Produkte stromabwärts der Vorrichtung kann von einem Luft- oder Gaseinblassystem ausgehend vom Kugelschieber 1 bewirkt werden, der Kanäle 15 zu jeder der Aussparungen 8 aufweist und so ausgebildet ist, daß die Luft oder das Gas zu einem gegebenen Zeitpunkt nur in die Aussparungen eingeblasen werden kann, die mit der stromabwärts liegenden Leitung 10 in Verbindung stehen.
Um dieses Ergebnis zu erhalten, ist der Kugelschieber 1 auf einen ortsfesten Zylinder 16 montiert, der von der Luft- oder Gasquelle gespeist wird und eine Öffnung 17 aufweist, die zur stromabwärts liegenden Leitung 10 hin gerichtet ist, wobei die Kanäle 15 auf die Innenwand des Schiebers münden, die mit dem ortsfesten Zylinder in Kontakt steht (5).
Die Positionierung der verschiedenen Bestandteile verleiht dem Gegenstand der Erfindung ein Maximum an Nutzwirkungen, die bis heute mit ähnlichen Vorrichtungen nicht erhalten wurden.

Claims

Kugelhahn zur Steuerung des Durchsatzes von pulverförmigen Stoffen oder Granulaten, bestimmt für industrielle Anwendungen, bei denen Pulver oder Granulate zum Einsatz kommen, dessen Gehäuse (2) von bekannter Art ist und zwei Stützflansche (3, 4) besitzt, die jeweils an die Ein- und Austrittsleitung des zu transportierenden Produkts angeschlossen werden, sowie einen kugelförmigen Hahnkörper (1), der dank der in ausreichender Anzahl auf dem Umfang vorhandenen Aussparungen (8) die gesteuerte Weiterleitung des Produkts von der Eintrittsleitung (9) an die Austrittsleitung (10) ermöglicht und einen praktisch kontinuierlichen Durchfluss des zu transportierenden Produkts bei allen vorgesehenen Förderleistungen gewährleistet, gekennzeichnet dadurch, dass diese Aussparungen einen V-förmigen Querschnitt aufweisen und parallel zur Drehachse (A) des Hahnkörpers (1) angeordnet sind, wobei ihre Form so gewählt ist, dass die Volumina auf jeder Seite der Auflagefläche (6) des abdichtenden Sitzstücks (5) jedes Stützflansches (3, 4) in keinem Fall miteinander kommunizieren.
Kugelhahn gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Welle (13) des kugelförmigen Hahnkörpers (1) von einem Motor mit variabler Drehzahl angetrieben wird, dem ein Steuerungssystem zugeordnet ist, mit dem die Anzahl der Umdrehungen des kugelförmigen Hahnkörpers (1) pro Zeiteinheit jederzeit vorgegeben werden kann.
Kugelhahn gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass er so gestaltet ist, dass jede Aussparung (8) zufuhrseitig völlig gefüllt wird, so dass die bei jeder Umdrehung transportierte Menge des Stoffes exakt gleich der Anzahl der Aussparungen in dem Hahnkörper (1) multipliziert mit dem Volumen einer einzelnen Aussparung ist.
Kugelhahn gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass die dichtenden Sitzstücke (5) eine sphärische Auflagefläche besitzen, die von einem elastischen Druckelement (7) an den Hahnkörper (1) angepresst wird, wobei die Breite dieser Auflagefläche so gewählt ist, dass eine Aussparung (8) in keiner Position und zu keiner Zeit eine Kommunikation der eintrittsseitigen Leitung (8) mit dem Innenraum des Kugelhahns ermöglicht.
Kugelhahn gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass er Halbschalen (12) zur Verhinderung von Restmengen besitzt, die von den Stützflanschen (3, 4) gegen den Hahnkörper (1) gedrückt werden und so gestaltet sind, dass ein Eindringen des transportierten Stoffes in das Hahngehäuse (2) verhindert wird, indem das innere Todvolumen des Kugelhahns verringert wird.
Kugelhahn gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass der Ausstoß des pulver- oder granulatförmigen Stoffes in die ausgangsseitige Leitung mit Hilfe eines Blassystems vom Hahnkörper (1) aus durch Kanäle in jeder Ausnehmung erfolgt, wobei das Blassystem so gestaltet ist, dass nur die zur Ausgangsleitung (10) hin offenen Ausnehmungen zu einem bestimmten Zeitpunkt mit der Luft- oder Gasquelle in Verbindung stehen.
Kugelhahn gemäß Anspruch 6, gekennzeichnet dadurch, dass der Kugelkörper (1) auf einem nicht beweglichen Zylinder (16) montiert ist, der an eine Luft- oder Gasquelle angeschlossen ist und eine in Richtung Austrittsleitung (10) weisende Öffnung (17) sowie Kanäle (15) besitzt, die auf der Innenseite des Hahnkörpers austreten, der mit dem nicht beweglichen Zylinder in Kontakt steht.