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Dichtungsvorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtungsvorrichtung
für Einrichtungen zur kontinuierlichen Förderung von langgestrecktem zu behandelndem
Material, insbesondere fadenartigem Material, durch die Öffnung einer Räume unterschiedlichen
Drucks trennenden Wand mit einer im Bereich der Durchgangsöffnung angeordneten,
von dem höheren Druck beaufschlagten, das Material abdichtend umfassenden, einteiligen,
elastischen Blähkörperdichtung, die an der Trennwand angeflanscht ist.
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Bei der Verarbeitung von Textilmaterial, insbesondere synthetischer
Art, z. B. einem aus Acrylnitrilpolymerisat gebildeten fadenartigen Material, ist
häufig die Behandlung des Materials mit einem Medium unter Druckbedingungen, z.
B. eine Wärmeentspannungs- oder Temperbehandlung, erwünscht.
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Es sind Vorrichtungen zur Metallbehandlung, bei denen Dichtungseinrichtungen
vorgesehen sind, die ein Herausführen von z. B. Metallblech aus einer unter Druck
stehenden Behandlungskammer ohne Verlust an Druckmittel gestatten sollen, bekannt.
Jede Dichtungseinrichtung weist zwei gegenüberliegend angeordnete hohle Dichtungselemente
aus elastischem Material auf, die von einer äußeren Druckquelle (Luft oder Gas)
unter Druck gesetzt werden, so daß sie sich mit Druck gegen das zwischen ihnen hindurchgeführte
Metallblech legen.
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Ein Nachteil dieser bekannten Ausführungen besteht darin, daß die
hohlen Dichtungselemente von einer äußeren, d. h. besonderen Druckmittelquelle aus
unter Druck gesetzt werden müssen. Dadurch wird einerseits die Ausführung aufwendiger
und komplizierter, und andererseits hängt die einwandfreie Abdichtung von der Zuverlässigkeit
der Druckmittelzufuhr bzw. dem Dichthalten der hohlen Elemente ab.
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Es ist auch eine Druckbehandlungsvorrichtung mit einem mit einer Öffnung
ausgestatteten Druckgefäß bekannt, durch welche ein verhältnismäßig dünnes Material
hindurchgehen kann und das eine Einrichtung zur Erzeugung eines wesentlich über
Atmosphärendruck liegenden inneren Mediumdrucks aufweist. Diese Vorrichtung ist
mit einem Druckdichtungsventil ausgestattet, das ein Gehäuse mit im Abstand voneinander
angeordneten Seitenwänden und einer äußeren eine Kammer begrenzenden Wand, die in
Verbindung mit der Öffnung des Gefäßes ist, aufweist, wobei die Außenwand eine im
wesentlichen in Ausrichtung mit der Öffnung des Gefäßes angeordnete Öffnung, wenigstens
zwei frei verschiebbare, druckabdichtende Walzen, die in dem Gehäuse lose angeordnet
sind, die mit dem Material bei seinem Durchgang durch das Gehäuse und die Öffnungen
in der Außenwand des Gehäuses und des Gefäßes in Berührung sind, besitzt, wobei
der gemeinsame Durchmesser der beiden Walzen etwas kleiner als der Abstand zwischen
den gegenüberliegenden Seitenwänden des Gehäuses ist, wodurch der Druck innerhalb
des Gefäßes auch innerhalb des Gehäuses vorhanden ist und die Walzen gegen die Öffnung
in der Außenwand und in Eingriff mit der Außenwand als auch gegen die gegenüberliegenden
Seiten des dadurch geführten Materials drückt, so daß der Auswärtsstrom des Drucks
durch die Öffnung in der Außenwand beschränkt ist.
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Ferner sind Blähkörperdichtungen für andere Zwecke bekannt, bei denen
der zum Anpressen der Blähkörper erforderliche Mediumsdruck aus dem abzudichtenden
Raum hergeleitet wird.
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Aufgabe der Erfindung ist die Ausbildung einer Dichtungsvorrichtung
der eingangs geschilderten Art, derart, daß ein besonders einfacher Aufbau der Halterung
des Blähkörpers zustande kommt, der durch ein einfaches Anflanschen des Blähkörpers,
was durch seine Anordnung auf der Trennwandseite höheren Drucks möglich ist, erzielt
wird, wobei keine besonderen nutförmigen Gehäuse und Durchführungsleitungen für
den Dichtdruck vorgesehen werden müssen.
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Die Dichtungsvorrichtung gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß der Blähkörper auf seinen Stirnseiten in an sich bekannter Weise mit einstückig
an ihm ausgebildeten Flanschen versehen
ist, wobei der eine Flansch
mittels einer zwischen den Flanschen sich erstreckenden Abstützeinrichtung auf der
dem höheren Druck zugewandten Seite der Trennwand und der andere Flansch am anderen
Ende der Abstützeinrichtung angeflanscht sind.
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Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Dichtungsvorrichtung gemäß
der Erfindung besteht die Abstützeinrichtung aus an den Innenseiten der Flansche
des Blähkörpers anliegenden Platten mit sich in der Durchführungsrichtung erstreckenden
Verbindungsstegen.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise
näher erläutert.
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F i g.1 ist eine Seitenansicht teilweise im Schnitt einer Materialfördereinrichtung,
für welche die Dichtungsvorrichtung gemäß der Erfindung vorteilhaft verwendet werden
kann; F i g. 2 zeigt in vergrößertem Maßstab eine Ansicht einer Dichtungsvorrichtung
gemäß der Erfindung, wobei Teile weggebrochen sind, um die Abstützmittel deutlich
sichtbar zu machen; F i g. 3 zeigt ein Schnittbild nach Linie 3-3 von F i g.1 in
vergrößertem Maßstab; F i g. 4 ist eine Draufsicht auf die Druckdichtungsvorrichtung
gemäß der Erfindung.
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Bei der in F i g.1 dargestellten Fördereinrichtung ist eine gemäß
der Erfindung ausgebildete Druckdichtungsvorrichtung gezeigt, die allgemein durch
das Bezugszeichen 11 angedeutet ist. Obgleich diese Vorrichtung 11 für die Handhabung
von langgestrecktem Material irgendeiner gewünschten Art leicht anwendbar ist, eignet
sie sich insbesondere für die Förderung von Fadenartigem Material, z. B. einem seitlich
ausgebreiteten Strang oder Kabel 12, aus kontinuierlichen synthetischen Fäden.
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Gemäß diesem Beispiel wird die Dichtungsvorrichtung 11 bei
der Förderung des Strangs 12 zwischen einer Zone von niedrigem oder Atmosphärendruck,
die allgemein mit 13 bezeichnet ist, und einer Hochdruckzone, die allgemein mit
14 bezeichnet ist, verwendet. Bei der dargestellten besonderen Ausführungsform der
Fördereinrichtung wird die Zone 14 vorzugsweise von dem Inneren eines Druckbehälters
oder einer Druckkammer (nicht dargestellt) gebildet, die eine Wandung besitzt, von
der ein Teil durch das Bezugszeichen 16 angedeutet ist. Diese Kammer dient zur Behandlung
eines synthetischen fadenartigen Materials; zum Beispiel kann in ihr ein Strang
aus naßgesponnenem Acrylmaterial einem Temper- oder Entspannungsvorgang unterworfen
werden.
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Wie insbesondere aus den F i g. 2 bis 4 ersichtlich ist, weist die
Dichtungsvorrichtung 11 eine allgemein mit 17 bezeichnete Blähkörperdichtung auf,
die vorzugsweise aus einem elastischen Material, wie Chlorbutadien (Neopren)-Kautschuk
od. dgl., besteht. Die Blähkörperdichtung 17 besitzt einen Mittelteil oder Steg
18, der in Endteilen oder Flansche 19 bzw. 21 endigt, die sich im wesentlichen quer
zur Längsachse des Steges 18 erstrecken und vorzugsweise, wie dargestellt, mit dem
Steg einstöckig ausgebildet sind. Obgleich die Flansche 19, 21 von gleicher Größe
sein können, hat der Flansch 21 bei der bevorzugten Ausführungsform eine
etwas geringere Größe als der Flansch 19.
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In der Dichtungsvorrichtung 11 ist ein Durchgang für den Strang 12
vorgesehen, der bei der besonderen Ausführungsform aus einer sich in Längsrichtung
über die ganze Länge des Steges 18 erstreckenden inneren Bohrung oder Schlitzöffnung
22 besteht, deren Enden in den nach außen gerichteten Oberflächen der Flansche 19
bzw. 21 liegen. Der Schlitz 22 hat eine ausreichende Breite, wie dies am besten
aus F i g. 2 ersichtlich ist, um den aus Fäden gebildeten Strang 12 aufzunehmen.
Beispielsweise kann die Breite des Schlitzes 22 ungefähr 150 mm betragen, um ein
im wesentlichen auf die gleiche Breite seitlich ausgebreiteten Strang 12 aufzunehmen.
Um den Schlitz 22 zu bilden, wird der Steg 18 im Inneren vorzugsweise derart eingeschnitten
oder sonstwie gespalten, daß die übereinanderliegenden Wände des Schlitzes 22 sich
in die Lage bewegen, in welcher sie den Schlitz schließen.
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Es sind Mittel vorgesehen, um den Blähkörper 17 innerhalb der Hochdruckzone
14 derart abzustützen, daß das eine Ende des Schlitzes 22 in dem Steg 18 mit einer
Öffnung 23 (F i g.1) in der Wand 16 der Hochdruckkammer in Verbindung steht. Ferner
befindet sich der Steg 18 in einem verhältnismäßig unbeanspruchten Zustand,
d. h., der Steg ist so angeordnet, daß er in der dargestellten Lage durch die starre
Befestigung der Flansche 19 und 21 gehalten wird und auf die weiter unten erläuterte
Weise durch den hohen Druck in der Zone 14 während des Durchgangs des Stranges
12 durch den Schlitz 22 verformt und zusammengedrückt werden kann.
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Wie insbesondere aus den F i g. 3 und 4 ersichtlich, ist eine Befestigungsplatte
24 vorgesehen, die eine mittlere Öffnung 26 besitzt, die eine etwas größere
Länge und Breite als die entsprechenden Abmessungen des Steges 18 aufweist, um den
Aufbau der Anordnung zu erleichtern. Um die Platte 24 auf dem Blähkörper
17 anzuordnen, wird das eine Ende des Blähkörpers, vorzugsweise der kleinere Flansch
21,
durch die Plattenöffnung 26 hindurchgeführt, so daß die Platte 24 in Berührung
mit der einwärts gerichteten Oberfläche des anderen Flansches 19 gebracht werden
kann, wie dies in F i g. 4 gezeigt ist. In dem Flansch 19 und in der Befestigungsplatte
24 sind entsprechende Bohrungen 27 bzw. 28 vorgesehen, welche zur Aufnahme
von Befestigungsbolzen 30 (F i g. 3 und 4) dienen, deren Enden in mit entsprechendem
Gewinde versehenen Bohrungen 31 in der Wand 16 der. Kammer 14 aufgenommen werden
(F i g. 4). Auf diese Weise kann der Flansch 19 des Blähkörpers 17 in einem etwas
zusammengedrückten Zustand zwischen der Wand 16 und der Platte 24 sicher gehalten
werden, wobei das Ende des Schlitzes 22 mit der Wandöffnung 23 in Verbindung steht,
wie dies aus F i g. 1 ersichtlich ist. Es sei bemerkt, daß die Wandöffnung 23 ungefähr
die gleiche Breite wie der Schlitz 22 hat, so daß ein Herauslecken von Druck aus
dem Inneren der Kammer 14 durch die Wandöffnung 23 hindurch auf Grund des dichten
Eingriffes zwischen dem Flansch 19 und der Oberfläche der Wand 16 verhindert wird,
wenn der Flansch 19 durch die Befestigungsplatte 24 zusammengedrückt ist.
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Um den Blähkörper 17 in seiner in F i g. 1 wiedergegebenen Arbeitsstellung
an der Wand 16 zu halten, sind Abstandsmittel, wie z. B. eine Mehrzahl von oberen
und unteren Abstandsstücken oder Verbindungsstegen 33 bzw. 34, am einen Ende z.
B. durch Schweißen od. dgl. an der Befestigungsplatte 24 befestigt. Die Verbindungsstege
33, 34 haben vorzugsweise rechteckigen Querschnitt (F i g. 2 und 3) und sind
mit Halteleisten 36 bzw. 37 versehen, die in zweckentsprechender Weise an den der
Befestigungsplatte
24 gegenüberliegenden Enden der Abstandsstücke
oder Verbindungsstege befestigt sind.
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Die Halteleisten 36, 37 sind so ausgebildet, daß sie an der nach innen
gerichteten Oberfläche des Flansches 21 angreifen, auf dessen gegenüberliegender
Oberfläche Klemmleisten 38 bzw. 39 angeordnet sind. Die Klemmleisten 38, 39 arbeiten
mit den Halteleisten 36 bzw. 37 zusammen, um die Ränder des Flansches 21 einzuklemmen
und den Flansch 21 an den entsprechenden Enden der Abstandsstücke 33, 34 festzulegen,
wie dies in F i g. 2 wiedergegeben ist. Auf diese Weise ist der Mittelteil oder
Steg 18 des Blähkörpers 17 in einem verhältnismäßig unbeanspruchten Zustand
zwischen den festgehaltenen Flanschen 19 und 21 angeordnet und kann auf jede Verformungs-oder
Zusammendrückungskraft frei ansprechen, welche durch eine Druckdifferenz entwickelt
wird, die zwischen dem Inneren des Schlitzes 22 und der Hockdruckzone 14 besteht.
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Wie oben erwähnt, kann der Fadenstrang 12 durch die Wandöffnung 23
und den Schlitz 22 in dem Blähkörper 17 hindurch mittels irgendeiner geeigneten
Einrichtung kontinuierlich gefördert werden. Beispielsweise kann der Strang 12 allein
mittels irgendeiner zweckentsprechenden Einrichtung durch die Dichtungsvorrichtung
11 hindurch abgezogen oder vorwärtsgefördert werden, und bei der dargestellten besonderen
Ausführungsform weist die Strangfördereinrichtung ein Paar endloser Bänder 44, 46
auf, die vorzugsweise aus verhältnismäßig dünnem Material, wie Stahlblech od. dgl.,
bestehen und genügend breit sind, damit sie innerhalb des Schlitzes 22 passend aufgenommen
werden, wie dies aus F i g. 3 hervorgeht. Wie oben erwähnt, können die Bänder beispielsweise
ungefähr 150 mm breit sein, und sie haben vorzugsweise eine Dicke von 0,13 bis 0,75
mm, so daß sie sich frei biegen können.
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Um die Bänder 44, 46 anzutreiben, ist jedem Band ein Paar Walzen oder
Scheiben zugeordnet, die jeweils auf gegenüberliegenden Seiten der Wand 16 angeordnet
sind. Das Band 44 läuft über Walzen 47 und 48, die auf Wellen 49 bzw. 51
drehbar angeordnet sind, und das Band 46 läuft über Walzen 52 und 53, die auf Wellen
54 bzw. 56 drehbar gelagert sind. Die jedem Band zugeordneten Walzen können gewünschtenfalls
beide angetrieben werden, jedoch wird vorzugsweise nur die eine Walze durch irgendeine
zweckentsprechende Einrichtung (nicht dargestellt) angetrieben. Die angetriebenen
Walzen der Bänder sind in zweckentsprechender Weise zu einer gleichzeitigen Drehung
verbunden, so daß die Bänder 44, 46 mit der gleichen Geschwindigkeit umlaufen.
Wie aus F i g. 1 ersichtlich, sind die Bänder 44, 46 so angeordnet, daß sie sich
längs eines Abschnittes, der allgemein durch das Bezugszeichen 57 angedeutet ist,
aneinanderliegend bewegen.
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Wie ersichtlich, sind bei der in F i g.1 dargestellten besonderen
Ausführungsform die Bänder 44, 46 so angeordnet, daß sie in der Richtung der Pfeile
H umlaufen und sich zusammen durch eine mittlere Wandöffnung 23 hindurch in die
unter Druck stehende Kammer 14 bewegen. Jedes Band bewegt sich dann aus der Kammer
14 durch eine der äußeren Öffnungen 23 der Wand 16 heraus, die in einem Abstand
von der mittleren Öffnung 23 vorgesehen sind. Um das Herauslecken von unter Druck
stehendem Medium, wie z. B. Wasserdampf, aus der Kammer 14 zu verhindern, ist auch
eine Druckdichtungsvorrichtung 11 an jeder der äußeren Öffnungen 23 der Wand 16
angeordnet, und durch jede dieser äußeren Dichtungsvorrichtungen 11 läuft eines
der Bänder 44, 46 während ihrer Bewegung aus der Kammer 14 hindurch.
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Im Betrieb der in F i g. 1 wiedergegebenen Einrichtung wird der Strang
12 der Klemmstelle zwischen den Walzen 47 und 52 zugeführt, so daß er sich danach
zwischen die Bänder 44 und 46 fügt, d. h. in einem dreischichtigen Gebilde bewegt.
Dieses dreischichtige Gebilde wird in Richtung des Pfeiles I durch die in der Mitte
befindliche Wandöffnung 23 und den Schlitz 22 der Dichtungsvorrichtung 11 hindurch
in das Innere der Kammer 14 gefördert. Der Strang verläßt dann die Bänder, wenn
diese sich hinter der Klemmstelle der Walzen 48 und 53 trennen. Jedes
Band läuft dann durch eine der ähnlichen Dichtungsvorrichtungen 11, die an den äußeren
Wandöffnungen 23 angeordnet sind, in den äußeren Raum 13 zurück, wie dies aus F
i g. 1 hervorgeht.
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Die in F i g. 1 dargestellte Einrichtung einer Vorrichtung zum Abdichten
kann vorteilhaft zum Tempern eines Fadenstranges mittels unter Druck stehendem Wasserdampf
(vorzugsweise Wasserdampf von einer Temperatur zwischen 135 und 155° C und einem
Druck zwischen 2,4 und 3,5 kg/cm2) verwendet werden.
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Wie ersichtlich, wird beim Hindurchgehen des aus den beiden Bändern
44 und 46 und dem Strang 12 bestehenden dreischichtigen Gebildes durch die mittlere
Dichtungsvorrichtung 11 der in ihrem Steg befindliche Schlitz 22 gezwungen,
sich nachgiebig zu öffnen, wie dies in F i g. 3 veranschaulicht ist. Die sich gegenüberliegenden
Oberflächen der verhältnismäßig dünnen biegsamen Bänder 44, 46 bewegen sich in dichtem
einschließendem Eingriff mit den Fäden des Stranges 12, so daß ein Minimum an freiem
Raum zwischen dem Strang und den nachgiebigen inneren Wänden des Schlitzes 22 verbleibt,
welche sich an die Außenflächen der Bänder dicht anlegen. Das Material und die Dicke
der Bänder sind derart gewählt, däß den Bändern gestattet wird, sich genügend zu
biegen und alle Leerräume oder Täler zu füllen, die in dem Strang zwischen den Fäden
vorhanden sein könnten.
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Der dichtpassende innige Eingriff zwischen den Innenflächen des Schlitzes
22 und den Bändern 44, 46 und der ähnliche dichte Eingriff zwischen den Bändern
und dem Strang erzeugen einen beträchtlichen Grad von Abdichtwirkung in der Dichtungsvorrichtung
11, um ein Herauslecken von Druck aus dem Inneren der Kammer 14 durch die Wandöffnung
23 hindurch zu verhindern.
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Es wird jedoch noch eine weitere Erhöhung der Abdichtwirkung für ein
Band oder für das aus den beiden Bändern und dem Strang bestehende dreischichtige
Gebilde bei der Dichtungsvorrichtung 11
erhalten. Wie oben erwähnt, ist die
Dichtungsvorrichtung 11 auf der Wand 16 so abgestützt, daß der Schlitz 22 in Verbindung
mit der Wandöffnung 23 steht. Wenn der Schlitz 22 entweder ein Band oder das aus
den beiden Bändern 44, 46 und dem Strang 12 bestehende Gebilde durchläßt, findet
anfänglich ein geringfügiger oder vernachlässigbarer Fluß des unter Druck stehenden
Mediums, z. B. des Wasserdampfes, aus der Kammer 14 in den Schlitz 22 statt. Dieser
geringfügige Eintritt von Wasserdampf in den Schlitz 22 führt zu einer Drosselwirkung
und infolgedessen zu einem Druckabfall in dem Schlitz.
Auf diese
Weise wird zwischen dem Inneren des Schlitzes 22 und der Hochdruckzone 14 eine Druckdifferenz
erzeugt, die eine Zusammendrück- oder Quetschwirkung auf den verhältnismäßig unbeanspruchten
Steg 18 und demgemäß auf den Schlitz 22 um das aus den Bändern 44, 46 und dem Strang
12 bestehende Gebilde oder um ein Band allein hervorruft. Wenn diese Zusammendrückwirkung
auftritt, wird die Drosselwirkung und damit der Druckabfall vergrößert, so daß die
entwickelten schlitzverengenden Kräfte weiter erhöht werden. Die Außenoberflächen
des Steges 18 sind auf Grund der besonderen Abstützung des Dichtungsgliedes 17,
wie sie am besten aus F i g. 2 hervorgeht, dem Druck in der Hochdruckzone ausgesetzt.
Auf diese Weise wird eine ungewöhnlich hohe Abdichtwirkung erhalten und eine praktisch
lecksichere Dichtungsvorrichtung geschaffen, wobei der Endteil 19 mit der Innenfläche
der Wand 16 derart zusammenarbeitet, daß jedwedes Lecken aus der Zone 14 unmittelbar
durch die Wandöffnung 23 hindurch verhindert wird.
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Eine ähnliche Abdichtwirkung wird in den Dichtungsvorrichtungen 11
an den außenliegenden Wandöffnungen 23 erzeugt, durch welche die einzelnen Bänder
hindurchlaufen, wenn sie in den Außenraum 13 zurückkehren, so daß daß Innere der
Hochdruckkammer 14 in einem im wesentlichen abgedichteten Zustand gehalten wird,
während die Bänder 44, 46 zusammen mit dem Strang 12 sich kontinuierlich zwischen
den Zonen 13 und 14 bewegen. Es sei jedoch bemerkt, daß, obleich bei der beschriebenen
Ausführungsform eine Bewegung des Stranges in eine Hochdruckzone hinein angenommen
worden ist, die Dichtungsvorrichtung gemäß der Erfindung in gleicher Weise auch
für die Bewegung des Stranges aus einer solchen Hochdruckzone heraus durch die Kammerwand
brauchbar ist.
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Die vorgesehene Dichtungsvorrichtung hat einen einfachen Aufbau, ist
billig herzustellen und kann zur Durchführung vieler Arten von langgestrecktem Material,
wie Bändern, Rohren, Hüllen u. dgl., dienen.
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Ferner ist ersichtlich, daß die Druckzonen 13 und 14 sich auf
jeder beliebigen Druckhöhe befinden können, solange die Zone 14, in welcher die
Dichtungsvorrichtung 11 angeordnet ist, sich auf einem höheren Druck als die Zone
13 befindet. Beispielsweise kann an die Zone 13 ein Vakuum angelegt werden, während
sich die Zone 14 auf Atmosphärendruck befindet.