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Vorrichtung zum kontinuierlichen Füllen von Druckgefäßen mit stückigem
Gut, insbesondere zerkleinertem Pflanzenmaterial Das kontinuierliche Kochen in Druckgefäßen,
vor allem in der Zellstoff- und Papierindustrie, erfordert vielfach das Einbringen
von zerkleinertem Pflanzenmaterial in einen unter Druck stehenden Kochkessel. Das
Einschleusen muß hierbei möglichst ohne Druck- und Dampfverluste erfolgen.
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Es sind Vorrichtungen bekannt, die mit EinfÜhrungsschnecken arbeiten,
wobei eine so hohe Materialverdichtung erzielt wird, daß der Dampfdruck des Kochgefäßes
nicht in der Lage ist, das Material zurückzudrücken.
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Andere Ausführungen bewirken die Materialverdichtung mittels Kolben,
wobei der in ein Rohr gepreßte Materialpfropfen dem Dampfdruck widersteht.
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Ferner sind Vorrichtungen bekannt, die das Einschleusen mittels Zellenräder
bewirken. Schließlich sei noch auf kombinierte Vorrichtungen verwiesen, die im Zusammenhang
mit den vorhin genannten Füllvorrichtungen arbeiten und im Prinzip einem Durchlaufhahn
gleichen.
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Die erwähnten Vorrichtungen sind in ihrer Verwendung vielfach begrenzt,
also einem bestimmten Kochverfahren angepaßt und weisen gewisse Nachteile auf. So
wird beim Arbeiten mit Schnecken das Material unerwünscht zerrieben, wodurch ein
ungleichmäßiger Angriff im folgenden Dämpfungs-bzw. Kochprozeß erfolgt. Wird ein
Pfropfen mittels eines Kolbens erzeugt, dann wird das Zerreiben wohl vermieden,
jedoch entsteht unwillkürlich eine starke Verdichtung der Materialteilchen, was
ein schwereres Durchdringen von Dampf- bzw. Kochflüssigkeit zur Folge hat. Auch
sind sie weniger geeignet, um beispielsweise mit Aufschlußfüssigkeiten
getränkte
Materialien einzuschleusen Die Zellenräder weisen diese Nachteile nicht auf; jedoch
ist die Anordnung von Zwischendruckgefäßen notwendig und damit ein gewisser Dampf-bzw.
Druckverlust verbunden.
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Erfindungsgemäß erfolgt die Beschickung dadurch, daß in einem dem
Druckgefäß aufgesetzten Gehäuse ein gegen die Füllöffnung abdichtender, um eine
zur Füllrichtung senkrecht stehende Achse drehbarer Zylinder angebracht ist, der
einen radialen Kanal besitzt, in dem ein beweglicher Sperrkolben sowohl den Abschluß
des Querkanals als auch die Beschickung bewirkt. Dabei kann die Hinundherbewegung
des Kolbens bei jeder halben Zylinderumdrehung entweder direkt von außen gesteuert
werden, oder die Bewegung entgegen dem im Gefäß herrschenden Überdruck kann selbsttätig
durch das z. B. mittels eines Kolbens von außen unter periodisch alternierendem
Druck zugeführte Füllgut erfolgen.
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Auf diese Weise ist es möglich, die I,' ülldichte unabhängig von der
Druckhöhe im Kochgefäß, von lockerer Schüttung bis zum stark verdichteten Material,
zu variieren und das Einschleusen ohne Dampfverluste vorzunehmen. Ferner ist der
Kocher dadurch ein stets nach außen abgeschlossenes Druckgefäß, bei welchem Rückstöße,
wie sie bei Pfropfenfüllern zu verzeichnen sind, nicht eintreten. Wesentlich ist
dabei, daß die Dichtungsfläche des drehbaren Zylinders, insbesondere der reibenden
Teile, klein ist und der als Abschlußorgan dienende Kolben durch günstige Einordnung
in das Füllsystem selbsttätig mitbewegt wird bzw. die Steuerung der Kolbenstellung
von außen betätigt werden kann.
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Die Wirkungsweise ist in nachstehender Beschreibung erörtert und an
Hand einer schematischen Skizze dargestellt.
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Aus den Fig. 1, 2, 3 und 5 ist die Arbeitsweise der Füllvorrichtung
zu ersehen, und zwar zeigen die Fig. 1, 2 und 3 drei Phasen im Querschnitt, während
Fig. 5 den der Abb. i entsprechenden Längsschnitt darstellt. Das in der Zuführungsrinne
i befindliche Material wird durch Füllkolben 2 gegen den Sperrkolben 3 gedrückt.
Der Sperrkolben 3 ist im drehbar angeordneten Zylinder - so untergebracht, daß er
in dem zur Zylinderachse senkrecht angeordneten Querkanal 5 beweglich ist. Außer
der Führung des Sperrkolbens 3 im Querkanal 5 ist sein Bewegungsweg durch den Sperrkolbenschlitz
6 längs des Bolzens 7 gegeben.
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Der Zylinder 4 ist im Gehäuse 8 eingebaut und axial, wie Fig. 5 im
Längsschnitt bei 9 zeigt, abgedichtet und an der Zulauföffnung bei io am Zylinderumfang
gegen das Gehäuse8 eingeschliffen. Das Gehäuse 8 ist als Speisekopf auf den Kocher
oder das Druck- bzw. Reaktionsgefäß aufgesetzt.
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Der im Kocher herrschende Druck bewirkt die in Fig. i gezeichnete
Ausgangsstellung des Sperrkolbens 3. Wie Fig. 2 zeigt, wird durch den abwärts gehenden
Füllkolben 2 das Material in den Querkanal 5 gepreßt, wodurch der Sperrkolben 3
entgegen dein Kocherdruck nach unten bewegt wird. Ist dieser Füllvorgang beendet,
dann wird der Zylinder .4 gedreht (Fig. 3), bis die Ausgangsstellung, wie in Fig.
i gezeichnet, erreicht wird. Erneut beginnt dann das Füllen. Die Anordnung kann
vertikal oder horizontal aufgebaut werden.
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Beim Arbeiten mit sehr lockerem, leicht zusammenpreßbarem Füllgut
kann der in Fig. 4 gezeigte Fall eintreten, daß der Sperrkolben 3 nicht mit genügender
Kraft gegen den Überdruck im Gefäßinnern verschoben wird, also nicht regelmäßig
und ausreichend füllt. Bei stets gleichen Arbeitsbedingungen und gleichem Material
kann dein durch entsprechende Ausbildung von Füllrohr i i und Hub des Kolbens 2
abgeholfen werden.
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Handelt es sich jedoch um die Verarbeitung verschiedener Rohstoffe,
dann ist die erwünschte Bewegung des Sperrkolbens 3 in die jeweils notwendigen Endstellungen
unabhängig vom Füllkolben zu steuern. Es ist darin überdies auch bei Stoffen mit
hoher Schüttdichte die Verwendung eines F üllkolbCnSS 2 nicht unbedingt erforderlich.
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Fig. 6 zeigt den Querschnitt, Fig. 7 den Längsschnitt einer solchen
Vorrichtung. Die Bewegung des Sperrkolbens kann mechanisch, hydraulisch oder elektrisch
bewirkt werden. In Fig. 6 und 7 ist die hydraulische'Betätigung des Sperrkolbens
3 als Beispiel gezeichnet. Der Führungsbolzen 7 wird in diesem Fall für die Aufnahme
der Druckleitungen 12 und 13 verwendet. Am Führungsbolzen 7 sind ferner die Gleitrohre
14 und 15 befestigt. Der Sperrkolben 3 ist mit den zylicidrischen Bohrungen, die
als Flüssigkeitskammern 16 und 17 dienen, ausgestattet, die am Fuße die Hochdruckdichtungsringe
18 und 1g aufnehmen. Die Gleitrohre 14, 15 sind den Flüssigkeitskammern 16, 17 dicht
angepaßt. Je nach axialer Zuleitung der Druckflüssigkeit kann der Sperrkolben nach
einer der beiden Seiten bewegt werden. In den Fig. 6 und 7 wird die Leitung 13 als
Druckleitung beansprucht, so daß die Flüssigkeitskammer 17 mit Preßflüssigkeit gefüllt
und dadurch der Sperrkolben in der unteren Stellung bleibt. Gleichzeitig mit dem
Füllen von 17 wurde die Flüssigkeitskammer 16 über die Druckleitung 12 entleert.
Der umgekehrte Vorgang wird durch Füllen der Flüssigkeitskammer 16 über Druckleitung
12 und Entleerung von 17 über 13 erreicht. Die Steuerung der Druckflüssigkeit wird
in üblicher Art mit der Drehung des Zylinders selbsttätig ausgelöst.
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Die beschriebene Vorrichtung ist insbesondere für Kochapparate in
der Zellstoff- und Papierindustrie gedacht, eignet sich aber auch für alle Behandlungsapparaturen,
bei denen stückiges oder gepulvertes Gut kontinuierlich in ein unter Überdruck stehendes
Behandlungsgefäß eingebracht werden soll.
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Eine drehbare Meßtrommel mit einem im Querkanal der Trommel beweglich
gelagerten Kolben wurde bereits als Speisevorrichtung einer Brikettiermaschine vorgeschlagen.
Hierbei handelte es sich jedoch nicht um die Beschickung eines unter Überdruck stehenden
Kessels, und die Bewegung 3es Kolbens erfolgte lediglich unter der Wirkung
der
Schwerkraft. Detngegenüber wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Kolben
entweder durch die Art der Materialzuführung oder unabhängig von der Materialzufuhr
durch eine besondere Steuervorrichtung entgegen dem im Kessel herrschenden Überdruck
bewegt.