DE19837325C1

DE19837325C1 - Schwenkschieber zum Absperren einer Einfüllöffnung in Druckgefäßen

Info

Publication number: DE19837325C1
Application number: DE1998137325
Authority: DE
Inventors: Guenter Dipl Ing Osang
Original assignee: SCHUETTGUTTECHNIK FREITAL GmbH
Current assignee: BAY EUROKESSEL GMBH, 71691 FREIBERG, DE
Priority date: 1998-08-18
Filing date: 1998-08-18
Publication date: 1999-07-22
Anticipated expiration: 2018-08-19

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwenkschieber zum Absperren einer Einfüllöffnung in Druckgefäßen mit kalottenförmig ge wölbtem Boden, insbesondere für fließfähiges Fördergut, mit einem die Einfüllöffnung umgebenden Blockflansch, einer die Schieberplatte gegen den Blockflansch abdichtenden Ringdich tung und einer Stelleinrichtung.

Unter Überdruck stehende Gefäße sind beispielsweise in der pneumatischen Fördertechnik von Schüttgut unerläßliche Vor aussetzung für den Funktions- und Arbeitsablauf, weshalb es gilt, beim oder nach dem Einfüllen des Gutes in das Druckge fäß eine Abdichtung sowohl gegen die äußere Atmosphäre als gegen unkontrollierten Produktzulauf zu bewirken.

Bei einer bekannten Absperrvorrichtung der angesprochenen Gattung (DE 92 14 482 U1) ist der Absperrschieber plan, wes halb sich auf beiden Seiten der Ringdichtung Vorabstreifer notwendig machen, die für eine Reinigung der Dichtflächen an dem Dichtkragen im Zuge seines Vorfahrens über die Einfüll öffnung sorgen. Die Vorabstreifer sind beispielsweise an den Dichtkragen angeformt. Nach dem Aufblasen der Ringdichtung übersteigt diese die Höhe der Vorabstreifer und sorgt für ei ne ausreichende Abdichtung. Hierdurch erhöht sich zwar die Standzeit der Ringdichtung, allerdings zu Lasten des ein stückig mit den Vorabstreifern verbundenen Dichtkragens. Ein weiterer großer Nachteil aller Flachschieber ist darin zu sehen, daß sie sich konstruktionsbedingt außerhalb des Druck gefäßes befinden müssen und erheblich auf die Bauhöhe des Ge fäßes und die Aktionsweite beim Schiebern Einfluß nehmen. Den bei der Schüttgutablagerung entstehenden Toträumen kann nicht begegnet werden. Weiterhin behindern die sich beim Eingeben ausbildenden Schüttgutkegel das Absperren.

Eine andere bekannte Absperrvorrichtung, insbesondere für Förderleitungen von Schüttgütern (DE 44 14 115 A1), besitzt anstelle eines Geradschiebers einen Schwenkschieber, dessen schwenkbare Schieberplatte innerhalb eines geteilten Schie bergehäuses geführt ist, dessen Teile jeweils fest mit einem Abschnitt der sich anschließenden Förderleitungen verbunden sind. Die Schieberplatte ist über eine parallel zur Förder leitung orientierte Drehachse schwenkbar am Schiebergehäuse gelagert, die nach außen geführt ist und einen geeigneten Vierkant für einen Schwenkantrieb besitzt. In Öffnungsstel lung wird die Schieberplatte von einer seitlichen Gehäuseaus buchtung des Schiebergehäuses aufgenommen. Im Bereich der Einlaßöffnung ist eine ringförmige, aufblasbare Schieberdich tung angeordnet, die mit der Schieberplatte zusammenwirkt. Die Schieberplatte kann keilförmig sein und beim Schließen wie ein Messer das Schüttgut schneiden. Für den Einsatz in Druckbehältern mit sphärisch gewölbtem Boden ist die Kon struktion nicht geeignet, da einer vollständigen Freigabe des Einlaufquerschnittes die Gefäßinnenwandung entgegenstehen würde.

Stand der Technik für kleinere Öffnungsquerschnitte ist fer ner ein Drehkegelventil nach DE 197 18 862 A1 mit einem ka lottenförmigen Kugelabschnitt, der mit einem Dichtring zusam menarbeitet, wobei in Schließstellung die Mitte des Kugel kreises des kalottenförmigen Kugelabschnittes auf der Mittel achse der Dichtkreisebene liegt und die Drehachse des kalot tenförmigen Kugelabschnittes in einem Abstand zur Mittelachse der Dichtkreisebene und in einem anderen Abstand zur Dicht kreisebene angeordnet ist, wobei dieser Abstand zur Dicht kreisebene größer ist als der Abstand zwischen Drehachse und Schnittebene des Außenrandes des kalottenförmigen Kugelab schnittes. Besagtes Drehkegelventil sperrt Flüssigkeitsströme dicht ab, ist aber für Schüttgutströme aufgrund der quer zum Einlauf liegenden Drehachse des Drehkegels und Teilen des Drehkegels selbst ungeeignet, da diese Bauteile zu einer sehr unerwünschten Brückenbildung des Schüttgutes beim Eingeben führen würden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der gattungs gemäßen Art weiterzuentwickeln, die betriebssicher, wartungs freundlich, verschleißarm und materialsparend ist und sich weiterhin dadurch auszeichnet, daß der volle Einfüllquer schnitt des Druckgefäßes nutzbar ist und keine Toträume für die Ablagerungen entstehen. Alle großbauenden Funktionsteile sollen innerhalb der schüttgutarmen Zone des Druckgefäßes an geordnet sein, wodurch das Druckgefäß insgesamt eine geringe Bauhöhe und Baubreite einnimmt. Ferner soll eine Möglichkeit gefunden werden, die Einfüllöffnung zu vergrößern und die Bauhöhe für übereinandergesetzte Druckgefäße insgesamt mög lichst gering zu halten.

Die Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den begleitenden Unteransprüchen angegeben.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an hand einer Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Druckgefäß,

Fig. 2 Einzelheiten des Schwenkschiebers mit Labyrinth dichtung im Schnitt,

Fig. 3 das Rollenlager für eine Schieberplatte in der Draufsicht und

Fig. 4 eine aufblasbare Ringdichtung,

Fig. 5 eine Anordnung zweier Druckgefäße mit unsymmetrischen Einfüllöffnungen übereinander im Schnitt und

Fig. 6 eine Anordnung nach Fig. 5 in der Draufsicht.

In Fig. 1 ist schematisch ein Druckgefäß 1 für Schüttgut mit einem kalottenförmig gewölbten Gefäßboden 2 dargestellt, dem sich nach unten ein zylindrischer Schuß 3, ein kegelförmiger Schuß 4 und ein Auslaufstutzen 5 anschließt. Der Halbmesser des kugelig geformten Teiles des Gefäßbodens 2 hat seinen Mittelpunkt M im Beispiel im Zentrum des Auslaufstutzens 5.

Im Zentrum des Gefäßbodens 2 und damit auf der Symmetrieachse D des Druckgefäßes 1 ist eine Einfüllöffnung 6 ausgeschnit ten. Sie ist von einem in den Gefäßboden 2 eingeschweißten Blockflansch 7 umgeben, dessen Paßstück 7' mit dem Block flansch 7 fest verschraubt ist. Die Mittenachse der Ein füllöffnung 6 bzw. des Blockflansches 7 fällt mit der Symme trieachse D des Druckgefäßes 1 zusammen und geht durch den Mittelpunkt M des kugeligen Teils des Gefäßbodens 2.

Außerdem ist außermittig in den Gefäßboden 2 ein Stutzen 8 eingeschweißt, in dem eine Antriebswelle 9 drehbeweglich ge lagert ist. Der äußere, aus dem Gefäßboden 2 herausführende Teil der Antriebswelle 9 endet in einem Vierkant 10 für den Angriff eines Schwenkantriebs 11. Der im wesentlichen inner halb des Gefäßbodens 2 endende Teil der Antriebswelle 9 trägt einen fest aufgesetzten Schwenkarm 12, auf dessem freien Ende eine noch näher zu beschreibende Schieberplatte 13 gelagert ist. Für die Erfindung ist es bedeutsam, daß der Stutzen 8 und damit die Antriebswelle 9 genau auf den Mittelpunkt M des kugeligen Teils des kalottenförmigen Gefäßbodens 2 gerichtet ist. Hierdurch bewegt sich der Schwenkarm 12 bei einer Dreh bewegung der Antriebswelle 9 um seine Schwenkachse A im immer gleichen Abstand unmittelbar unterhalb der Innenwandung des Gefäßbodens 2, also weitestgehend in einer schüttgutfreien Zone. Hinzu kommen die sehr erwünschten Effekte, daß der Schwenkarm 12 und die Schieberplatte 13 bei ihrer Schwenkbe wegung den Schüttkegel glätten, eine stehende Schüttgutsäule problemlos schneiden, wodurch eine hohe Betriebsbereitschaft mit geringer Ausfallrate erreicht wird und Toträume im Druck gefäß 1 füllen. Das Druckgefäß 1 erreicht einen hohen Fül lungsgrad, ohne im übrigen ausladende Konstruktionsteile zu besitzen.

Auch die Mittenachse S durch das Hub- und Drehlager des Schie berblatts 13 des Schwenkschiebers geht durch den Mittelpunkt M des Gefäßbodens 2. Im verschlossenen Zustand der Einfüllöff nung 6 fallen die Mittenachse S der Schieberplatte 13 und die Mittenachse der Einfüllöffnung 6 zusammen (Fig. 1).

Die Lagerung der Schieberplatte 13 ist nach einem weiteren Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 im Schnitt dargestellt. Danach befindet sich am freien Ende des Schwenkarms 12 ein zum Mittelpunkt M gerichtetes Auge bzw. eine Buchse 14, in der ein hohler Achsbolzen 15 arretiert ist. Auf dem Achsbol zen 15 ist die Schieberplatte 13 höhenverschieblich und dreh beweglich gelagert. In dem Achsbolzen 15 befindet sich eine Druckfeder 16, die einen Stößel 23 gegen die Schieberplatte 13 drückt. Damit werden eine bessere Abstreifwirkung des Schüttgutes erzielt und Maßabweichungen ausgeglichen, auch im Falle einer elastischen Lagerung mit einer Gummimanschette 22.

Die Schieberplatte 13 trägt einen Laufring 18. Wie insbeson dere aus der Darstellung nach Fig. 3 hervorgeht, trägt die Achsbolzen 15 des Schwenkarmes 2 über einen Tragarm 24 zwei Rollen 17 gelagert. Der Laufring 18 kann sich mit der Schie berplatte 13 um die Rollen 17 drehen.

Die Schieberplatte 13 ist kugelschalenförmig gewölbt und kreisrund. In vorteilhafter Weise kann für die Schieberplatte 13 der Ausschnitt aus dem Gefäßboden 2, der beim Heraus schneiden der Einfüllöffnung 6 abfällt, verwendet werden. Die Krümmung der Schieberplatte 13 ist damit "von selbst" an die Krümmung des Gefäßbodens 2 angepaßt, was einen optimalen Schwenkausschlag des Schwenkarms 12 nahe des Gefäßbodens 2 ermöglicht. Die Schieberplatte 13 und der Schwenkarm 12 geben den vollen Querschnitt der Einfüllöffnung 6 frei, weshalb der Druckbehälter 1 für die Aufnahme aller rieselfähiger Schütt güter geeignet wird.

Unter dem Einfluß der Reibkräfte dreht sich bei einer Schwenk bewegung des Schwenkarms 12 die Schieberplatte 13 auf den Rollen 17. Um nun zu vermeiden, daß im laufenden Betrieb un ter dem Druck der Druckfeder 16 auf die Schieberplatte 13 und damit auf die Einfüllöffnung 6 durch die Schwenk- bzw. Dreh bewegungen beim Öffnen und Schließen der Einfüllöffnung 6 sich Schleifspuren speziell an zwei Stellen in die Schieber platte 13 einarbeiten, sind die Rollen 17 unsymmetrisch zur Schwenkachse A des Schwenkarms 12 angeordnet. Speziell aus Fig. 3 ist gut zu erkennen, daß die Rollen 17 zur Schwenkach se A des Schwenkhebels 12 einen unterschiedlichen Abstand haben. Hierdurch bildet sich ein Drehmoment aus, das beim Öffnen und Schließen des Schwenkschiebers immer in dieselbe Richtung wirkt. Die auf einen Laufring 18 der Rollen 17 ge schraubte Schieberplatte 13 wird also in nur einer Drehrich tung im Kreise bewegt und nutzt sich demzufolge gleichmäßig ab. In idealer Weise wird beim Drehen der Schieberplatte 13 zugleich anhaftendes Produkt von der Schieberplatte 13 abge striffen. Zusatzabstreifer können hierdurch entfallen.

Zur besseren Abdichtung des Druckgefäßes 1 gegenüber der Schieberplatte 13 trägt der Blockflansch 7 einen Dichtring 19. Diese kann in an sich bekannter Weise als aufblasbarer Dichtring (Fig. 1, Fig. 4) oder als Labyrinthdichtung (Fig. 2) ausgeführt sein.

In Fig. 4 sind Einzelheiten zu einer aufblasbaren Dichtung ersichtlich. Eine Druckluftzuleitung 20 führt über das Paß stück 7' des Blockflansches 7 zum aufblasbaren Dichtring 19. Für den notwendigen Gegendruck sorgt eine stabile Druckplatte 21, die sich auf der Buchse 14 abstützt. Diese Druckplatte 21 dichtet zugleich die beweglichen Teile der Dreh- und Hublage rung für die Schieberplatte 13 gegen das Druckgefäß 1 ab.

Nach Fig. 2 ist der Dichtring 19 als Labyrinthdichtung ausge führt. Dadurch kann die Druckluftzuleitung zur Dichtung ent fallen, allerdings ist eine Labyrinthdichtung prinzipbedingt nicht völlig gasdicht. Anstelle der stützenden und abdichten den Druckplatte 21 ist eine Gummimanschette 22 vorgesehen, die eine größere Beweglichkeit der Schieberplatte 13 zuläßt, was der Abdichtung zugute kommt.

Das Auswechseln der Schieberplatte 13 und des Dichtringes 19 ist über das leicht zu demontierende Paßstück 7' des Block flansches 7 in der Einfüllöffnung 6 leicht zu bewerkstelli gen. Der Schwenkarm 12 läßt sich über die Einfüllöffnung 6 und ein Handloch, das gleichzeitig als Schauloch dient, mon tieren und demontieren.

Entsprechend Fig. 5 läßt sich die Einfüllöffnung 6 im Druck gefäß 1 vergrößern, wenn die Achse der Einfüllöffnung 6 nicht mit der Symmetrieachse D des Druckgefäßes 1 identisch ist. Bedingung für die bodennahe und maßgenaue Bewegung des Schwenkschiebers ist, daß sich alle drei Achsen A, D und S im Kugelmittelpunkt M schneiden und die Bauteile kugelige Formen aufweisen. Die kugelige Form ist z. B. bei einem Klöpperboden auf den größten Teil des Schalenkörpers erfüllt. Eine solche Anordnung ermöglicht in gedrungener Form auch ein schleusen artiges Übereinandersetzen von Druckgefäßen 1, das heißt, der Auslaufstutzen des oberen Druckgefäßes 1 ist direkt auf die Einlauföffnung des unteren Druckgefäßes 1 geflanscht. Vor teilhafterweise sind dann die Einfüllöffnungen 6 bzw. Stutzen 8 der Druckgefäße 1 jeweils auf wechselnden Seiten angeord net.

Fig. 6 zeigt die Anordnung zweier so verbundener Druckgefäße 1 von oben, über die Produkt in eine Förderleitung 25 gegeben wird.

Zum Zwecke der Verlängerung der Lebensdauer des Dichtringes 19 ist in einer weiteren, nicht näher dargestellten Ausfüh rung der Dichtring drehbar gemacht, wodurch er mit einem ge wissen Schlupf von der ebenfalls sich drehenden Schieberplat te 13 mitgenommen wird. Der Schlupf bewirkt, daß sich beim Schwenken der Schieberplatte 13 der Dichtring 19 über seinen Umfang gleichmäßiger abnutzt.

Bezugszeichenliste

1

Druckgefäß

2

Gefäßboden

3

zylindrischer Schuß

4

kegelförmiger Schuß

5

Auslaufstutzen

6

Einfüllöffnung

7

,

7

'Blockflansch

8

Stutzen

9

Antriebswelle

10

Vierkant

11

Schwenkantrieb

12

Schwenkarm

13

Schieberplatte

14

Buchse

15

Achsbolzen

16

Druckfeder

17

Rollen

18

Laufring

19

Dichtring

20

Druckluftleitung

21

Druckplatte

22

Gummimanschette

23

Stößel

24

Tragarm

25

Förderleitung
ASchwenkachse des Schwenkarms
DSymmetrieachse des Druckgefäßes
MMittelpunkt des Gefäßbodens
SMittenachse der Schieberplatte

Claims

1. Schwenkschieber zum Absperren einer Einfüllöffnung (6) in Druckgefäßen (1) mit zumindest teilweise kugelig geformten, kalottenförmig gewölbtem Boden (2), insbesondere für fließfä higes Fördergut, mit einem die Einfüllöffnung (6) umgebenden Blockflansch (7), einer das Schieberblatt (13) gegen den Blockflansch (7) abdichtenden Dichtring (19) und einer Stell einrichtung, die über eine im Gefäßboden (2) gelagerte An triebswelle (9) einen Schwenkarm (12) verstellt, an dessem freien Ende die Schieberplatte (13) gelagert ist, dadurch ge kennzeichnet, daß die Längsachse (A) der Antriebswelle (9) und die Mittenachse (S) der Schieberplatte (13) durch den Ku gelmittelpunkt (M) des Gefäßbodens (2) gehen.

2. Schwenkschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberplatte (13) kugelschalenförmig gewölbt und kreisrund ist.

3. Schwenkschieber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberplatte (13) aus Stahlblech besteht.

4. Schwenkschieber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Schieberplatte (13) der Ausschnitt für die Ein füllöffnung (6) des Gefäßbodens (2) dient.

5. Schwenkschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberplatte (13) gegen den axialen Druck einer Druckfeder (16) auf dem freien Ende des Schwenkarms (12) hub beweglich gelagert ist.

6. Schwenkschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberplatte (13) auf dem freien Ende des Schwenk arms (12) drehbeweglich gelagert ist.

7. Schwenkschieber nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem freien Ende des Schwenkarms (12) angeordnete Rol len (17) zur Schwenkachse (A) des Schwenkarms (12) einen von einander abweichenden Abstand (Radius) besitzen, wodurch sich unter dem Einfluß der Reibkräfte zwischen dar Schieberplatte 13 und dem Dichtring 19 beim Schwenken des Schwenkarmes (12) ein Drehmoment auf die Schieberplatte (13) ausbildet, das die Schieberplatte (13) unabhängig von der Schwenkrichtung in derselben Drehrichtung beaufschlagt.

8. Schwenkschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (19) aufblasbar ist, im Blockflansch (7, 7') der Einfüllöffnung (6) gelagert ist und über eine Druck luftleitung (20) beaufschlagt wird.

9. Schwenkschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (19) eine Labyrinthdichtung ist, die im Blockflansch (7, 7') der Einfüllöffnung (6) gelagert ist.

10. Schwenkschieber nach den Ansprüchen 5 bis 8, dadurch ge kennzeichnet, daß die Dreh- und Hublager des Schieberblatts (13) mit einer starren Druckplatte (21) gegenüber dem Druck gefäß 1 abgedichtet sind.

11. Schwenkschieber nach den Ansprüchen 5 bis 7 und 9, da durch gekennzeichnet, daß die Dreh- und Hublager der Schie berplatte (13) mit einer Gummimanschette (22) abgedichtet sind.

12. Schwenkschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (9) in einem im Randbereich des Gefäß bodens (2) eingeschweißten Stutzen (8) gelagert ist.

13. Schwenkschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (9) außerhalb des Druckgefäßes (1) in einem Vierkant (10) für einen Schwenkantrieb (11) ausläuft.

14. Schwenkschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vergrößerung der Einfüllöffnung (6) des Druckgefäßes (1) die Mittenachse dieser Einfüllöffnung (6) nicht mit der Symmetrieachse (D) des Druckgefäßes (1) zusammenfällt.

15. Schwenkschieber nach Anspruch 1 oder 14, dadurch gekenn zeichnet, daß er bei einer Anordnung von aufeinandergesetzten Druckgefäßen (1) als Taktschleuse arbeitet.

16. Schwenkschieber nach den Ansprüchen 7 und 8 oder 7 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (19) drehbeweglich ist und von der Schieberplatte (13) mit Schlupf mitgenommen wird.