-
ReaRtionsdruckbehAlter Die Erfindung betrifft einen Drukbehlter bzw.
Reaktionskammern mit Wechselbetrieb, durch welche das wiederholte Laden, Bearbeiten
und Entladen von hohen Drücken auszusetzenden Materialien vereinfacht wird. Insbesondere
wurde durch die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung geschaffen, um Druckbehälter
einer Arbeitsstelle zuzuführen, woraufhin der im Behälter befindliche Inhalt innerhalb
desselben abgedichtet wird. Der Reaktionsbehälter wird dabei durch Keilblöcke geschlossen,
welche an einer Ventile aufweisenden Abdeckung zur Klemmwirkung kommen. Mit Hilfe
innerhalb des Behälters befindlicher Bauteile wird der Behälterinhalt daraufhin
einer Druckbehandlung unter bestimmter Steuerung unterworfen. Der Behälter wird
daraufhin geöffnet und einem Entladebereich zugeführt, so daß gleichzeitig Beladung
und/oder Entladung durchführbar ist, während die eigentliche Bearbeitung am Inhalt
eines weiteren ReaktionsbehAlter8 vorgenommen werden kann Es ist aus dem Stande
der Technik kein dem Anmeldungsgegenstand vergleichbates Gerät bekannt. Mit dem
erfindungsgemäßen Gerät
soll die bei hohem Druck durchgeführte Hochtemperaturbehandlung
von Materialien errbichtert und automatisiert werden und zwar im Hinblick auf Geräte
mit einem einzelnen Druckbehälter, bei welchem das Be- und/oder Entladen erst dann
durchgeführt werden kann, wenn das im Druckbehälter befindliche Material bearbeitet
ist.
-
Gleichzeitig soll mit der vorliegenden Erfindung eine Verschiebung
der Behälter in eine Kopf- oder Arbeitsstelle durchführbar sein, wobei in dieser
Position eine Abdichtung gegen Explosionsdrücke innerhalb des Behälters geschaffen
werden soll. Dem Arbeitsbereich ist ein Ventilmechanismus zugeordnet, um den Fortgang
und die Art der Behandlung beispielsweise von zellförmigem Material zu steuern.
-
An der Arbeitsstelle soll der Inhalt des Behälters insofern zugänglich
sein, daß dieser mit einem Explosiv-- oder Brenngemisch graden werden kann Darüber
hinaus soll es möglich sein, den Inhalt des Behälters bei Bedarf auszuspülen, die
Ladung~im Behälter zu zünden und den gasförmigen Inhalt des Behälters abzulassen,
nachdem Reaktionen innerhalb des Behälters ausgeschlossen worden sind.
-
Durch die vorliegende Erfindung wurde auoh ein Zündsystem für explosive,
diffundierte Gase geschaffen, wobei die Zündung der Gase an einer im Abstand zum
Behälter betindIichen Position vorgenommen werden kann, jedoch über Leitungen in
den Behälter wiitergeleitet wird. Um eine Zerstdrung des zu behandelnden Materials
zu verhindern kann Inertgas in den Behälter eingeführt
werden.
-
Obwohl mit dem Gerät nach der vorliegenden Erfindung.insbesondere
zeilförmiges Material aufgenommen, bearbeitet und wieder entladen werden soll, ist
der mit Ventilen versehene Reaktionsbehälter in gleicher Weise verwendbar für andere
chemische oder physikalische Verfahren, bei welchen ein beträchtlicher Druck am
zu behandelnden Material angelegt werden soll und bei welchen gleichzeitig Entladung
und/oder Beladung vorgenommen werden kann.
-
Die Erfindung wurde in einer Behälteranlage verwirklicht, um ohne
Arbeitsverzögerung eine automatische Beladung, Bearbeitung und Entladung durchführen
zu können. Zu diesem Zweck wird wenigstens ein Paar von DruckbehAltern zwischen
mehreren Stationen hin- und herbewegt. Eine dieser Stationen dient zum Verschließen,
zum Verklemmen und zum Bearbeiten des im Behälter befindlichen Materials. Die Erfindung
ist mit einem Einstellmechanismus für die Behälter vorgesehen, wobei die Behälter
unter Steuerung an einer einzelnen Arbeitsstelle einer Bearbeitung unterzogen werden.
Das Schließen und Verriegeln geschieht mittels vom Behälter getrennter Vorrichtungen.
Innerhalb des Behälters ist eine zur Aufnahme des-Materials dienende Vorrichtung
vorgesehen. Die Vorrichtung weist ein Gerät zur Automatisierung des Verfahrens auf,
um ein Explosivgemisch einzuspritzen, um eine reinigende Spülung des Behälters vorzunehmen
und um das Explosivgemisch zu zünden und um Abgabe aus dem Behälter in seiner geschlossenen
Lage im Arbeitsbereich wieder abzulassen.
-
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind anhand der beigefügten
Zeichnungen erläutert.
-
Fig. 1 ist eine Draufsicht auf eine hin- und herbewegbare, erfindungsgemäße
Behältereinheit, Fig. 2 ist eine Seitenansicht der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung.
-
Fig. 3 ist eine Teil-Schnittansicht des Ventilmechanismus und des
Abdeckungs-Hebesystems von Linie III-III in Fig. 1.
-
Fig. 4 ist eine vergrößerte Schnitt-Einzelansicht des in Fig. 3 dargestellten
Hauptventils.
-
Fig, S ist eine vergrößerte Schnitt-Einzelansicht des in Fig. 3 dargestellten,
kleineren Ventils.
-
Fig. 6 ist eine Teil-Schnittanwicht eines Keilverriegelungskörpers
und seines Zylinders.
-
Fig. 7 ist eine Sohnittansicht von Linie Vil-Vil in Fig. 1 an der
Basis unter Darstellung der für die Hin- und Herbewegung dienenden Gleitführung.
-
Fig. 8 ist eine Draufsicht auf einen der in geöffneter Position auf
einer Gleitplatte befindlichen Druckkessel unter Darstellung der Gaseinlaßverbindungen
in gestrichelten Linien.
-
Fig. 9 ist eine Seitenansicht des in Fig. 8 dargestellten Druckkessels
unter Darstellung von Material, welches in
Wicklungs- bzw. Spulenform
in dem Behälter eingelegt ist.
-
Die Lage der im Dornkörper befindlichen Zündöffnung und der Spülöffnungen
ist im einzelnen wiedergegeben.
-
Fig. lo ist ein Folgediagramm für die Arbeitsfolge der Behälter A
und B zwischen den Stationen 1 und 3 und der Station 2 unterhalb des Kopfteils.
-
Die vorliegende Erfindung weist eine Einstell- bzw. Wechselvorrichtung
auf, auf welcher Behälter in fixiertem Abstand zueinander befestigt sind. Die Einstellvorrichtung,
welche die Form einer Platte besitzen kann, ist auf Führungselementen, so auf Schienen
oder Bahnen an wenigstens zwei Stationen entlang der Bahn bewegbar. In jeder Position
ist einerBer Behälter bzw. Zylinderrohre in Fluchtung mit einer Arbeitsstelle, welche
sich unterhalb eines Kopfgerüstes befinden kann. Das Kopf gerüst weist eine bewegbare
Deckplatte und eine getrennte Verschlußvorrichtung auf, so beispielsweise Keilblöcke,
durch welche die Deckplatte mit dem unterhalb des Kopfgerüstes fluchtend ausgerichteten
Behälter verbunden werden kann, wodurch Behälter bzw. Zylinder, hin- und herbewegbare
Platte und Deckplatte eine geschlossene Kammer, d.h. einen abgedichteten Reaktionsbehalter
bilden. In der Deckplatte befinden sich mit Ventilen versehene oeffnungen, während
in der hin- und herbewegbaren Platte oder Basis weitere öffnungen vorgesehen sind,
die sich in die geschlossene Kammer erstrecken., Das Ventilsystem an der Deckplatte
ermöglicht eine Evakuierung der Kammer, das Laden mit verschiedenartigen Gasen,
das Ablassen von Abgasen und/oder däs Verstellen der-Druckbedingungen innerhalb
der Kammer. So kann beispielsweise der Druck
ausgeglichen werden,
um die Deckplatte entriegeln und abnehmen zu kdnnen. Der Druck innerhalb des Behalters
kann durch das beschriebene System auf Arbeitsdruck behalten werden. Der Kopfteil
bzw. das Kopfgerüst weist einen Motor oder Arbeitszylinder auf, durch welchen'die
Deckplatte abnehmbar und auf dem Behälter aufsetzbar ist.
-
Die Öffnungen in der hin- und herbewegbaren Basisplatte sind mit der
rammer in Verbindung, um beispielsweise Lade- oder Reinigungsgase einzuführen und
um unerwünschte -Gase innerhalb des Behälterinnenraumes zu entfernen oder zu verdünnen.
-
Wenn eine radiale Dispersion der Gase bzw. eine radiale Lage der Reaktion
im Material vorgenommen werden soll, wird ein hohler Dorn axial durch den Reaktionsbehälter
hindurchgeführt. Zu diesem Zweck sind Zuführungsöffnungen an der Basis und radiale
Öffnungen in den Wänden des Dorns vorgesehen, welche sich in die Kammer erstrecken.
Wenn Blattmaterial oder gewickeltes Material behandelt werden soll, nimmt der Dorn
eine Spule dieses Materials auf. Die Wicklung bzw. Spule kann senkrecht in die Kammer
eingeführt bzw. in senkrechter aus dieser herausgehoben werden, wenn die Kammer
außerhalb des Kopfgerüstes offen ist.
-
Die Zündung dient zur radialen Ausbreitung der Explosion. Ein reinigendes
Gas kann zugefthrt werden, welches nach Wunsch entlang des Materials nach oben strömt
bzwe spült.
-
Die Wephsel- oder Einstellvorrichtung ist angetrieben unter Verwendung
pneumatischer oder hydraulischer Bauteile in Verbindung Mit passenden Begrensung8schalternO
. Auf diese Weise kann
die gesamte Vorrichtung auf einfache Weise
unter Zuhilfenahme bekannter, mechanischer, hydraulischer, pneumatischer und/oder
elektrischer Bauelemente je nach den gewünschten Arbeitserfordernissen bewegt werden.
Das bedeutet, daß die Behälter innerhalb einer bestimmten Zeit unterhalb des Kopfgerüstes
bzw. unterhalb der Arbeitsstelle gehalten werden können, wodurch gleichzeitig eine
entsprechende Zeit für das Laden und/oder Entladen anderer Behälter zur Verfügung
steht.
-
Die getrennten Keilvorrichtungen bzw. Keilblöcke sind angetrieben
und sind an der Abdeckung mit Keilwirkung gegenüber dem Kessel befestigt. Diese
Verriegelung- und Entriegelung kann schnell vorgenommen werden und spart gegenUber
bekannten Vorrichtungen für Druckkessel beträchtliche Zeit ein. Abdichtungen am
Kessel sind in Anlage mit der Deckplatte und der hin- und herbewegbaren Platte,
um das Behältersystem gegenüber den hohen Explosivdrücken innerhalb des Behälters
zu sichern.
-
Lüftungsventile für Abgase und Inert-Spülgase sind in der Zeichnung
nicht dargestellt. Diese Gase werden in vom Gerbt abgewandter Lage abgelassen. Dem
beschriebenen Ventilsystem geeigneter Bauart kann zu diesem Zweck ein Strahlgerät
bzw. Strahlpumpenkörper zugeordnet werden0 um innerhalb der Leitungen einen Zugzu
erzeugen. Die Brennung unterhaltende-Gasgemische werden unter geeignetem Druck und
bei Beachtung geeigneterBrennstoffwer't'e in den Behälter eingeführt und werden
abgebrannt bzw. gezündet, so daß sich die Verbrennung innerhalb des Behälters fortsetzt.
-
Wenn z.B. Polyurethanschaum vernetzt werden soll wird beispieluweise
ein Behälter mit einer Spule bzw. Wicklung dieses Material
gefüllt.
Bei anfänglicher Beladung steht zunächst ein Behälter leer unterhalb des Kopfgerüstes
bzw. der Arbeitsstation. Daraufhin wird die Wechselvorrichtung erregt, um den geladenen
Behälter unterhalb des Kopfgerüstes auszurichten und in Fluchtung zu bringen. Die
Abdichtung wird daraufhin geschlossen. Es folgt eine Gasbehandlung, welcher eine
Teilevakuierung der Kammer nach folgt. Die Verbrennung unterhaltendes Gemisch wird
eingespritzt.
-
Oberschüssiges, brennbares Gas wird durch eine lnertgasspülung abgeführt.
Die Ventile werden daraufhin geschlossen und das Gas wird mit Hilfe einer Zündkerze
gezündet. Die Verbrennung oder Explosion des Gases hebt den Druck innerhalb der
geschlossenen Kammer plötzlich an, die Kammer ist gegenüber dem Kopfteil bzw.
-
Kopfgerüst abgedichtet, was bedeutet, daß das Material innerhalb der
Kammer einer gesteuerten Reaktion ausgesetzt wird. Der verbleibende berdruck wird
durch Lüftung mittels Ventilen an der Abdeckung reduziert. Die Abdeckung wird abgenommen,
nachdem die Keilblöcke abgezogen sind. Daraufhin wird die Wechsel bzw. Einstellplatte
verschoben, so daß der Behälter, welcher während der Reaktions beladen wurde, nunmehr
unterhalb des Kopfgerüstes ausgerichtet wird, um einer Bearbeitung zugeführt zu
werden.
-
Das Material, welches zuvor einer Reaktionsausgesetzt wurde, wird
lus dem nunmehr offenen Behälter herausgenommen. Der offene Behälter kann daraufhin
wieder neubeladen werden. Die Arbeitsfolge wiederholt sich in einem glatten und
im wesentlichen kontinuierlichen Verlauf, was gegenüber Geräten mit einem einzigen
Druckke.sel großen Vorteil besitzt.
-
In den Zeichnungen und insbesondere in ZFigs 1 derselben ist ein für
Wechselbetrieb dienender Einstellmechanismus 9 1 nach der vorliegenden Erfindung
dargestellt0 Dieser weist eine Basis 12
mit Führungen bzw. Schienen
13 auf, auf welchen die Wechselplatte 14 verschiebbar geführt ist. Auf der Pendel-
bzw. Wechselplatte 14 sind zwei Reaktionszylinder 15 und 16 Seite an Seite und im
Abstand zueinander angebracht. Wie sich aus Fig. i ergibt überbrücke ein Kopfteil
17 den Reaktionszylinder 16 und trägt eine Deckplatte 18; diese kann in Fluchtung
über die entsprechenden Reaktionszylinder 15 und 16 gebracht werden, das davon abhAngt,
welcher der Behälter unterhalb der Deckplatte 18 liegt. Die Deckplatte 18 erstreckt
sich von einer oberen Platte 19 des Kopfteils nach unten und wird mit Hilfe eines
Zylinders oder Motors in Richtung des Reaktionszylinders 15 oder 16 oder von diesem
abgewandt bewegt, um den entsprechenden Behälter zu schließen oder zu öffnen. Das
Verriegeln der Deckplatte 18 am entsprechenden Reaktionsbehälter geschieht mit Hilfe
von Keilschlössern 21. Ein doppelt wirkender Zylinder oder Motor 22 ist vorgesehen,
um die Wechselplatte 14 auf den Schienen bzw. Führungen 13 zu bewegen.
-
In entsprechender Weise ist der Kolben des Zylinders 22 an der Wechselplatte
14 befestigt. In einer Extremlage seiner Bewegung ist der Zylinder 22 in dargestellter
Weise so ausgerichtet, daß der Reaktionszylinder 16 unterhalb des Kopfteiles 17
zu liegen kommt. In der vollkommen gestreckten Lage des Zylinders 22 ist der Druckkessel
bzw. Reaktionszylinder IS unterhalb des Kopfteils 17 ausgerichtet, während der Reaktionszylinder
16 auf; den Fthrungen 13 in eine offene Lage nach rechts verschoben ist. In dieser
Position kann der Reaktionszylinder 16 entladen und wieder beladen werden, während
der Reaktionszylinder 15 unterhalb des Kopfteiles 17 ubrgesehen ist. Das heißt,
in jeder Position ist einer der Reaktionszylinder bzw. Behälter 15 oder 16 in ge8ffneter
Position, um den Inhalt zu entladen und um ihn wieder neu zu beladen.
-
Brennstoffgemischleitungen 31 und 32 (Fig. 2) sind über die Wechselplatte
14 an die Behälter 15 und 16 angeschlossen. Wie sich aus den Zeichnungen ergibt
fördern die Brennstoffmischleitungen den Brennstoff an die Zündvorrichtung. Es ist
eine Vor-.
-
richtung vorgesehen, um Reinigungsgase über Reinigungsgasleitungen
23 und 24 durch die Wechselplatte den Behältern 15 und 16 zuzuführen. Die Deckplatte
18 ist mit einem Ventil versehen. Zu diesem Zweck sind ein Ventil 25 großer Kapazität
und ein Ventil 26 geringerer Kapazität vorgesehen. Sie erstrecken sich durch die
Deckplatte 18 und werden nach Abfühlung durch Begrenzungsschalter 27 und 28 betätigt.
Eine Steuerplatte 29 ist vorgesehen und dient auf einfache Weise zur Befestigung
von elektrischen Antrieben und Folgesteuerungselementen. . Wenn pneumatische oder
hydraulische Mittel verwendet werden, wrd ein Pumpteil bzw.
-
Kompressor 30 vorzugsweise nahe den Stellen eingesetzt, welche den
größten Anteil von unter Druck befindlichem Medium erfordern.
-
Der Kompressor wird dabei in passender Weise an hydraulische und/
oder pneumatische Steuerungselemente und hydraulische Ventilbauteile (nicht dargestellt)
angeschlossen. Die hydraulischen und mechanischen Steuerungen sind von herkömmlicher
Bauart und dienen lediglich dazu, die erforderliche oder bestimmte Folge und zeitliche
Abstimmung für das mit den Behältern 15 und i6 durchgeführte Verfahren zu ermöglichen.
Die elektrischen und hydraulischen Steuerungen stellen für sich keinen Teil der
vorliegenden Erfindung dar. Im einzelnen wird darauf im Verlaufe der Beschrei bung
eingegangen.
-
Wie sich aus Fig. 2 der Zeichnungen ergibt sind die Reinigungsgasleitungen
23 und 24 an die Behälter 15 und 16 angeschlossen.
-
Ihre Verbindung über die Mehrfachleitung der Wechselplatte 14 wird
im Verlaufe der Beschreibung näher erlä<itert. Der Kopfteil 17 weist nach oben
stehende Stangen 33 auf, zwischen welchen sich die Behälter 15 und 16 bewegen können.
Die Stangen 33 entsprechen in ihrer Ausführung Zug- bzw. Spannstangen, welche unterhalb
des Kopfteils an der Basis 12 befestigt sind, während sie mittels Halterungen 34
und Muttern 35 an der oberen Platte 19 des Kopfteils angebracht sind. Mit Hilfe
der beschriebenen Vorrichtung sind an der Basis 12 drei Positionen erzielbar, nämlich
die in Fig. 2 mit*Station 1 (offen), Station 2 (Kopfteil), und Station 3 (offen3
bezeichneten Lagen. Die Behälter sind für die genauere Darstellung ihrer Folge mit
A und B bezeichnet.
-
Wie sich aus Fig. 3 der Zeichnungen ergibt ist der Kopfteil 17 vorteilhafterweise
so ausgebildet, daß die Deckplatte 18 unterhalb der oberen Platte 19 getragen wird.
Die Deckplatte 18 wird mit Hilfe des Zylinders 20 lind seiner, nicht dargestellten,
Kolbenstange in Richtung der oberen Platte 19 und von dieser abgewandt bewegt. Die
Kolbenstange des Zylinders 20 ist mit der Querstange 35b verbunden, welche ihrerseits
an zwei im Abstand zueinander befindlichen Führungsschäften 35a angebracht ist.
-
Diese verlaufen in Lagern 36. Die Führungsschäfte 3Sa sind mit Hilfe
des Fußes 37 fest mit der Deckplatte 18 verbunden. Die obere Platte 19 wird mit
Hilfe der Halteringe 34 und der Muttern 35 an den Stangen 33 gehalten. Die Ventile
25 und 26, die durch Zylinder 38 und 39 geöffnet und geschlossen werden, sind in
der Deckplatte 18 angeordnet. Die Lage der Zylinder 38 und 39 wird durch die Begrenzungsschalter
27 und 28 abgefühlt bzw. gesteuert. oeffnungen 4o und 41, welche sich durch die
obere Platte 19 sich erstrecken, ermöglichen, daß/die Ventile 25 und 26 mit der
Deckplatte
18 und ohne Anlage an der oberen Platte 19 bewegen.
-
Im Ventilkörper 42 des größeren Ventils 25 befindet sich eine Ablaßöffnung
43; wenn das Ventil geöffnet ist kann das unter Druck befindliche Medium innerhalb
des Kessels durch die Ablaßöffnung 43 abgeführt werden. In entsprechender Weise
kann der Druck im Behälter reduziert werden. Bevor ein brennbares Gemisch aus Gasen
eingeführt wird, kann mit Hilfe der Ablaßöffnung 43 an der Arbeitsstelle ein Vakuum
innerhalb.des Reaktionsbehälters erzeugt werden. Die Abdichtung des Ventilsitzes
ist unterbrochen, wenn der Ventilschaft 45 axial nach oben in den Ventilkörper 42
bewegt wird. Kopfschrauben 46 verbinden den Ventilkörper 42 mit der Deckplatte 18;
die Zeichnung wurde durch Teildrehung des Trägers 47 etwas abgeändert, so daß die
Sicherungsschrauben sichtbar sind. Das Längslager 48 im Träger 47 führt den Ventilschaft
45.
-
in Das Ventil 46 ist/seinem Aufbau und in seiner Betätigung mit dem
Ventil 25 vergleichbar, ist jedoch betrbchtlich kleiner ausgeführt. Der Ventilkörper
49 ist mittels Kopfschrauben 50 direkt an der Deckplatte 18 befestigt. Die Kolbenstange
51 des Zylinders 39 stellt den Ventilschaft dar und schließt'bzw. öffnet das Ventil
am Sitz 52. Eine oeffnung 53 ist oberhalb der Deckplatte 18 angeordnet. Der Zylinder
39 ist wie der Zylinder 38 des größeren Ventils 25 doppelt wirkend. Sein Ausschlag
wird durch Begrenzungsschalter 28 bestimmt. E-in Vergleich der beiden Ventile 25
und 26 in Fig. 4und 5 der Zeichnungen ergibt den einander vergleichbaren Aufbau
der Ventilsitze. Die Ausgestaltung der Sitze der Ventile 25 und 26 ist insofern
von wesentlicher Bedeutung, als diese Sitze beträchtlichen Druckstößen widerstehen
müssen,
die sich innerhalb der Behälter 15 und 16 bilden können,.
-
Beim größeren Ventil 25 ist der rohrförmige Ventilkörper 42 an der
Deckplatte 18 befestigt und ist am Umfang mit Hilfe eines 0-Ringes 53 gegenüber
der Deckplatte abgedichtet. Ein nach innen abgeschrägter Flansch bildet eine Schulter
54, welche einstückig mit dem Ventilkörper 42 an dessen Innenseite angeordnet ist.
-
Gegen die Schulter 54 legt sich ein Dichtring 55 anS welcher aus einem
selbstschmierenden Material besteht, und welcher am oberen Innenteil kurvenförmig
ausgebildet ist, so daß er sich dem Umfang der schräg zulaufenden Schulter 54 anpaßt.
Der Dichtring 55 wirkt mit einem O-Ring 60 zusammen, welcher an der Ventilspindel
56 eingesetzt ist. Die Ventilspindel 56 ist am Ende der Kolbenstange 45 angebracht.Vorzugsweise
wird für den Dichtring 55 Polytetrafluoräthylen, ein unter der Bezeichnung "Teflon"
bekanntes Material verwendet. Es kann auch ein äquivalentes Material mit Oberflächenschmierfähigkeit,
geringer Frèßneigung, geringem Verschleiß und geeigneter elastischer Verformung
verwendet werden, so daß es sich als Ventilsitz eignet. Harzmaterialien der genannten
Art besitzen eine gute Verträglichkeit bei Hitze, ohne zu brechen bzw. zu reißen.
Der ringförmige Dichtring 55 wird mit Hilfe des Druckringes 57 an die Schulter 54
angedrückt; der Dichtring 57 ist mit Hilfe von Kopfschrauben 58 am Ventilkörper
42 angebracht.
-
Die Ventilspindel 56 ist zylindrisch geformt und ist mit einer ringförmigen
Dichtungsnut 59 versehen, welche zur Aufnahme eines O-Rings 60 geeigneter Größe
dient. Die Unterkante 61 der Ventilspindel 56 ist etwas abgefast. Die die Nut 59
begrenzenden Teile
der Ventilspindel 56 und der O-Ring 60 in der
Nut 59 an der Ventilspindel 56 sind bei Schließen des Ventils in Druckkontakt am
ringförmigen Dichtring 55. Auf diese Weise erzielt man -eine ausgezeichnete Ausgestaltung
des Ventilsitzes, welcher sich für plötzliche Druckstöße eignet und welcher ein
axiales Öffnen und Schließen der Ventilspindel 56 ermöglicht, ohne daß die Dichtung
des Sitzes zerstört wird. Die Ventile 25 und 26 besitzen außerdem die Neigung, die
Dichtringe 55 und 64 sauber zu wischen-bzw.
-
zu schleifen. Diese Schleifwirkung der Ventile2'5' und- 26 ist insbesondere
dann von Bedeutung, wenn Rückstände bzw. Reaktionsrest vorhanden sind.
-
In Fig. 5 der Zeichnungen ist das kleinere Ventil 26 dargestellt.
-
Der Aufbau dieses Ventils ist weitgehend'mitdemjenigen des Ventils
25 vergleichbar, weshalb sich eine ins-einzelne gehende Wiederholung der Beschreibung
erübrigt. Es kann lediglich darauf-hin-' gewiesen werden, daß auf die schräg zulaufende,
zur Verformung.
-
des Dichtrings dienende Schulter 54 verzichtet wurde. DiesAbdichtung
am Ventilsitz 52 geschieht mit Hilfe der Ventilspindel 62 und deren O-Ring 63, der
fest an den aus Polytetrafluoräthylen gefertigten Ring 64 angedrückt wird. Der Druckring
66-ist gemäß Fig.-5 der Zeichnungen mittels Schrauben am Ventilkörper-49 angebracht
und umgibt die Öffnung des Ventilsitzes 52.
-
Die in Fig. 1 und 2 der Zeichnungen in allgemeiner Form dargestellten
Keilblöcke 21 sind in ihrem Aufbau gemäß Fig. 6 der Zeichnungen ersichtlich. Die
Keilblöcke 21 befinden sich zwischen der oberen Platte 19 des Kopfteils 17 und der
Deckplatte 18.
-
Der Keilblockkörper 67 ist schräg abgesetzt bzw. keilförmig
gestaltet
und kann innerhalb einer,Blockführung 68 linear hin-und herbewegt werden. Zu diesem
Zweck ist ein Zylinder 69 vorgesehen, dessen Kolbenstange 70 an das rückwärtige
Ende des Keilblockkörpers 67 angeschlossen ist. Der Zylinder 69 ist mit Hilfe einer
Basis- oder Befestigungsplatte 70a an der oberen Platte 19 angebracht. Die Befestigungsplatte
70a kreuzt die Blockführung 68 und den Zylinder 69 und ist mittels Schrauben oder
auf andere Weise über Strebverbindungen an der oberen Platte 19 befestigt. Eine
Schrägfläche 71, deren entcprechender Winkel in einer Größe zwischen' 50 und 120
liegt, ist an der Deckplatte 18 angeordnet, so daß der Keilblockkörper 67 auf die
Schrägfläche aufschiebbar und von dieser abgewandt bewegbar ist. Der Schrägwinkel
ist-so bestimmt, daß ein erforderlicher Schließ- und Dichtungsdruck an der vertikal
bewegbaren Deckplatte 18 angelegt werden kann. Der Keilwinkel ist darUber hinaus
so gewählt daß eine nach oben gerichtete Kraft an der Deckplatte 1B, ausgehend vom
Behälter 15 oder 16, nicht eine Rückführungsbewegung der Keilblockkörper 67 herbeiführt.
Bei Bedarf hingegen kann der Keilblockkdrper 67 in einfacher Weise zurückgezogen
werden. Wie bereits erwähnt wurde sind mehrere Keilblöcke 21 zwischen der oberen
Platte 19 und der Deckplatte 18 angeordnet, um einen gleichzeitig wirkenden 5chließdruck
auf die Behälter 15 und/oder 16 unterhalb des Kopfteile 17 ausüben zu können. Obwohl
der geeignete Schließdruck herbeigeführt wird, wenn die Deckplatte 18 nach unten
bewegt wird, können die Keilblbcke 21 in geeigneter Weise zum Schließen verwendet
werden wenn der jeweilige Kessel in Anlage an ein Verschlußelement bzw. eine Platte
angehoben wird.
-
Eine derartige Ausgestaltung eines Druckverschlusses unterhalb des
Kopfteils bzw. an einer Arbeitsstelle ist in den Umfang der Beschreibung mit eingeschlossen.
-
Wie aus Fig. 7 der Zeichnungen ersichtlich, ist die' Wechselplatte
14 zwischen den Stangen 33 vorgesehen und verläuft in einer Ebene im Abstand zueinander
auf ihren Führungen 13. Führungsstangen 72 überspannen einige der Führungen 13 und
sind an der Wechselplatte 14 befestigt, um die Platte aufeihrer Bahn zu halten.
Die Stangen 33 erstrecken sich durch das Basiselement 73 und sind an diesem mittels
Muttern 74 und Haltekeilen 75 befestigt. Die Behälter 15 und 16 sind gemäß Fig.
2 der Zeichnungen an der Wechselplatte 14 mittels Streben 76 angebracht.
-
In Fig. 8 und 9 ist die Lage der Behälter 15 und 16 ausführlich dargestellt;
der Aufbau des Behälters 15,-mit demjenigen des BehAlters 16 identisch, ist gleic-hfalls
aufgezeigt. Der Behälter 15 ist ein aus Stahl gefertigter Druckzylinder, welcher
an seiner Basis am Umfang abgedichtet und an der Wechselplatte 14 befestigt ist.
Der Behälter 15 ist mit einer stufenweise abgesetzten, inneren Schulter 77 versehen,
gegen welche ein Dichtungsring 78 unter Druck angepaßt ist. Der Dichtungsring 78
ist durch einen ringförmigen Haltering 79 unter Druck in seiner Lage gehalten.
-
Der Haltering 79 weist L-fdrmigen Querschnitt auf und wird durch Spannschrauben
80 am Behälter gehalten. Ein O-Ring 81 ist in einen ringförmigen Kanal eingesetzt,
welcher sich an der Unterseite des Halterings 79 befindet. Bei Befestigung des Beältere
15 an der Wechselplatte 14 wird der 0-Ring 81 unter Druck gegen die Wechselplatte
1,4 in sicherer Dichtungslage angepreßt.
-
Ein entsprechender, ringförmiger Dichtungskörper 82 ist am oberen,
offenen Ende 83 des Behälter 15 vorgesehen, so daß ein in einem Xanalkörper gehaltenerF
dem O-Ring 8# vergleichbarer O-Ring den Behälter 15 bei Anlage an der Deckplatte
18 und bei Ausflben
eines Druckes durch die Keilblöcke 21 abdichtet,
wenn die gennante Deckplatte 18 über das obere Ende des Behälters 15 gelegt ist.
-
Wenigstens zwei Öffnungen 84 und 85 erstrecken sich durch die Wechselplatte
14 in den Innenraum 86 des Behälters 15. Die Offnung 84 ist an der Mehrfach- bzw.
Sammelleitung angeschlossen.
-
Die oeffnung 85 ist in dargestellter Weise an die Leitung angeschlossen.
Die oeffnungen sind in geeigneter Weise über Mehrfachleitungen und/oder Leitungen
23 und 31 an Gaszuführungen angeschlossen, um Gase (inertgase) zum Einleiten des
Verfahrens und zum Anlegen von Druck in das Innere 86 des Behälters einzuführen.,
Die Öffnung 85 steht über einezmittleren Nabenkörper 88 mit dem Inneren 86 in Verbindung.
xZu diesem Zweck ist in der mittleren Nabe 88 ein in der Mitte befindlicher Kanal
89 vorgesehen, während sich radiale Kanäle 9o über Öffnungen 97 in das Innere des
Behälters öffnen. Die Öffnungen 97 befinden sich in einem Rohrkörper 96 des Behälters
15. Die Nabe 88 trägt an einem Flansch 91 einen als Platte ausgebildeten Leitkörper
92. Der nach oben stehende Teil der Nabe 88 trägt koaxial angeordnete einen konisch
spitz zulaufenden, rohrförmigen Dorn 93. Eine flache Gasdichtung 24 in Form eines
Ringkörpers stellt einen elastischen, dAmpfenden Block dar, welcher die Nabe 88
an der Basis des Flansches 91 umgibt.
-
Die dargestellte Anordnung eignet sich insbesondere zur Aufnahme einer
Spule 95 auf dem radial perforierten Rohrkörper 96. Die radialen Öffnungen 97 in
der Wandung des Rohrkörpers 96 ermdglichen das Einführen von Gas und/oder von Material
in die dadurch den Rohrkörper 96 getragene Spule 95 aus Material. Das untere Ende
98 der Spindel bzw. des Rohrkörpers 96 sitzt auf der Gasdichtung
94
auf, wobei der Zwischenraum zwischen Nabe 88 und Rohrkörper 96 das Hindurchleiten
von Gas in gewünschter Weise gestattet. Die beschriebene Vorrichtung bzw. Anordnung
ermöglicht ein in Spulenform befindliches Material zu behandeln, wobei es leicht
in den Reaktionsdruckkessel eingeführt werden kann, indem es über den Dorn 23 gezogen
wird. Die Spule bzw. Wicklung ist während ihrer Behandlung symmetrisch innerhalb
des Behälters gehalten, so daß die Zündung oder Einleitung der Reaktion radial innerhalb
der Spule vorgenommen werden kann. Das Entladen nach der Bearbeitung des Materials
geschieht in vergleichbar einfacher Weise. Bei Beladung mit sperrigen Massen kann
(ohne vom Wesen der Erfindung abzuweichen) auf die Vorrichtung aus Nabe und Dorn
verzichtet werden.
-
In den Brennstoffgemischleitungen 31 und 32 ist ein Zündelement 99
beispielsweise auf der Wechselplatte 14 gemäß Fig. 8 der Zeichnungen angeordnet.
Das Zündelement leitet die Zündung des Brennstoffgemisches ein; dieses -Explosivgemisch
bewegt sich durch die Leitungen 31 und 32 in den abgedichteten Behälter. Daraufhin
steigen im Behälter und in seinen Bauteilen plötzlich Temperatur und Druck an.
-
Es ist Fachleuten erkennbar, daß andere Einlässe am Behälter zum Einführen
von Brennstoff, zum Einleiten der Verbrennung undloder zum Einführen von Gas verwendet
werden könnten. Bei dem dargezellen System wird jedoch vorzugsweise ein Einlaß in
der Wechselplatte 14 verwendet.
-
In Fig. 1o der Zeichnungen ist die Arbeitsweise der in Fig. 1
und
2 der Zeichnungen dargestellten Vorrichtung dargestellt. Die Behälter werden durch
die Bezugsbuchstaben A und B bezeichnet, während die Arbeitsbereiche als Station
1 (offen), Station 2 (Verschluß durch Kopfteil) und Station 3 (offen) benannt sind.
-
Wenn sich die Wechselplatte 14 in der äußersten linken Position befindet
wird der Behälter A in der Station 1 beladen, während sich der Behälter B unterhal-b
des Kopfteils in der Station 2 befindet, um dort einer Bearbeitung unterzogen zu
werden. Wen beide Behälter A und B zunächst leer sind, befindet sich der Behälter
B in Leerljaufstellung. Nachdem der Behälter A beladen und die Wechselplatte nach
rechts bewegt wurde, befindet sich der Behälter unterhalb des Kopfteils in der Station
2 und der Arbeitsablauf wird eingeleitet. Dieser endet im "Feuern" bzw. darin, daß
der Inhalt des geschlossenen Behälters hoher Temperatur und hohem Druck ausgesetzt
wird. Der Behälter B befindet sich in der Station 3, wo er von einer Abdeckung entladen
und beladen werden kann. Dies geschieht, während der Behälter A unterhalb des Kopfteils
evakuiert, aufgeladen, gesperrt, gezündet und gelüftet wird. Nach Vollendung des
Zündvorganges wird die Abdeckung abgenommen, nachdem der Druck im Behälter mit Hilfe
des in der Abdeckung befindlichen Ventils auf Atmosphärendruck reduziert wird.
-
Die Wechselplatte wird daraufhin nach links bewegt, um den Behälter
A in der Station 1 in die Entlade-Ladeposition zu bewegen, während der zuvor beladene
Behälter B nunmehr in der Station 2 unterhalb des Kopfteils ausgerichtet.wird. Dabei
wird die Deckplatte auf dem BehAlter B abgesenkt, woraufhin die Keilblöcke den Behälter
abdichten und das Arbeitsverfahren innerhalb des Behälters eingeleitet wird. Das
bedeutet, daß der Druck im Behälter reduziert wird, daß Brennstoff eingeführt,
0349
unter Druck gesetzt, gereinigt und dann gefeuert wird,. Mittlerweile wurde der Behälter
A beladen. Wenn die Deckplatte nach oben angehoben wurde kann die Wechselplatte
nach recht verlagert werden, um den Behälter B in seine Entlade- und Ladeposition
zu bringen. Der Behälter Ah befindet sich nunmehr wiederum unterhalb des Kopfteils
in der Station 2, um den Inhalt des Behälters einer Bearbeitung zuzuführen. Nach
dem Feuern bzw. ZUnden wiederholt die Wechselplatte ihre Bewegung nach links und
die Bearbeitungsfolge wird kontinuierlich wiederholt, so daß während der Bearbeitungzeit
unterhalb des Kopfteils in der Station 2 einer der beiden Behälter A oder B entladen
und beladen werden kann.
-
Betrieb Bislang erforderten mit hohem Druck durchgeführte Arbeitsverfahren
den Einsatz einesAutoklavenbehälters. Dieser wird beladen, wonach er in geschlossenem
Zustand einer Arbeitsfolge ausgesetzt wird. Danach kann der Behälter wieder entladen
werden. Die einzelnen Zeitintervalle summieren sich deshalb, wodurch die Produktion
notwendigerweise sehr langsam vor sich geht. Die beschriebenen Vorrichtungen hingegen
ermöglichen ein Beladen und Entladen, während gleichzeitig der Arbeitsprozess fortläuft.
-
Mit Hilfe der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist ein
schnelles Schließen und Lösen des Verschlusses gewAhrleistett ,-wobei steuerungen
für das in einer Folge durchgeführte Arbeit 5-verfahren verbunden werden können,
um das Öffnen, Schließen und Verlagern der Druckreaktionsbehälter mit größter Sicherheit
innerhalb optimaler Zeitabschnitte herbeizuführen. Ein wesentlicher Vor1 ist auch
darin zu sehen, daß lediglich ein Satz, von
Ventilen und Ventilbetätigungsk8rpern
zur Verwendung im Kopfteil vorgesehen ist.
-
Das innerhalb des Behälters ablaufende Arbeitsverfahren besteht im
Einleiten einer gesteuerten Explosion bzw. Detonation, wobei durch Einführen eines
Brennstoff-Sauerstoffgemisches (z.B. Wasserstoff-Sauerstoff) oder eines zersetzbaren
Gemisches eine schnelle Oxydation bzw. Zersetzung eingeleitet wird. Das Gemisch
wird daraufhin gezündet bzw. es wird der Zerfall eingeleitet. Der Brennstoff wird
als geeignetes Gemisch durch das Ladeventil 26 zugeführt. Das Einführen des Brennstoffes
in den Reaktionsbehälter unterhalb des Kopfteiles geschieht durch eine Reduzierung
des Druckes im geschlossenen Behälter, wenn sich dieser unter halb des Kopfteils
befindet. Diese Reduzierung des Druckes wird beispielsweise am einfachsten durch
Verwendung einer Dampfstrahlpumpe (nicht dargestellt) durchgeführt. Diese steht
nach Schliessen der Deckplatte am Behälter über das Ventil 25 mit diesem in Verbindung.
Die Dampstrahlpumpe wird abgeschaltet und das Ventil 25 wird geschlossen, wenn sich
innerhalb des Behälters ein bestimmtes Vakuum gebildet hat. Daraufhin wird das Ladeventil
26 geöffnet, um das Brennstoff-Sauerstoff-Gemisch in den unterhalb des Kopfteils
befindlichen Behälter einführen zu können, und zwar in einem Verhältnis, welches
an der Öffnung unter bestimmtem Druck gesteuert wird. Das Ventil 26 wird daraufhin
geschlossen. Ea kann,: sich als zweckilSig erweisen, nunmehr einen Keitabschnitt
der "Durchnässung" anschießen zu lassen, so daß der Brennstoff das im Reaktionsbehälter
zu bearbeitende Material vollständig durchtränkt. Wenn eine Reinigung bzw. Leers
des Behälters an überschüssigem Brennstoff erforderlich sein sollte,
wird
das Ventil 25 wieder geöffnet, so daß ein dazu verwendetes 6as, so Stickstoff eingeführt
werden kann. Das Gas tritt an der Unterseite des Behälters über eine Leitung 23
bzw. Mehrfachleitung e7 ein. Das Gas spült überschüssigen Brennstoff aus den Leeratellen
am Material, wonach dieses Inertgas und überschüssiger Brennstoff durch Ventil 25
über ein gegenbalanciertes Spülventil (nicht dargestellt) abgeführt wird. Dieses
Ventil steht über ein äußeres, gleichfalls nicht dargestelltes Ventil mit der Offnung
43 in Verbindungs um einen passenden Gegendruck innerhalb des Behälters beizubehalten.
Während einer Ausspülung von 10 bis 15 Sek. beträgt die Druckreduzierung gegenüber
dem Ausgangsdruck etwa 5% oder weniger.
-
Die Strömung des Stickstoffes wird durch ein passendes Ventil in der
Leitung 23 oder 24 unterbrochen, wonach der geladene Kessel gezündet wird. Nach
dem Zünden wird die Strahlpumpe erregt und der Druck in der Kammer wird redzuiert,
wenn das Ventil 25 gegenüber dem Strom der Strahlpumpe geöffnet wird; Dies zieht
die unerwünschten, gasförmigen Bestandteile aus dem Behälter unter Vakuumbedingungen
ab, woraufhin Inertgas, beispielsweise Stickgtoff, wieder in den Behälter eingeführt
wird; woraufhin sich der Druck auf Atmosphärendrck erhöht, Die Keilblöcke werden
nunmehr zurückgezogen, Daraufhin kann di; Deckplatte abgehoben werden, während der
Behälter und das dar befindliche Material aus der Position unterhalb des Kopfteiles
verlagert werden. Der Behälter kann daraufhin entladen werden. Nunmehr befindet
sich ein neu beladener Behälter unterhalb des Kopfteiles bzw. der Arbeitsstelle
und kann einer Bearbeitung zugeführt werden.
-
Die hydraulischen und elektrischen Steuerungen beschriebener Art stellen
keinen Bestandteil der vorliegenden Erfindung dar; es kann sich bei diesen Steuerungselementen
um herkömmliche, hydraulische undfoder pneumatisch wirkende Bauteile handeln, welche
je nach den unterhalb des Kopfteils vorherrschenden Arbeitserfordernissen miteinander
verbunden sind, um den Druck zu reduzieren, um den Brennstoff zuzuführen, um die
Ausstülung, das Zünden, das Ablassen und den erneuten Beginn des Arbeitstaktes durchzuführen.
In diesen Anwendungsfällen kann auf die Spülung verhindert werden.
-
Das beschriebene Gerät findet insbesondere Verwendung für die automatische
Arbeitsweise beim Abbinden- oder bei der Netzbilim dung, wie sie /US-Patent 3.175.o25
beschrieben sind. Darüber hinaus kann das Verfahren, wie es im US-Patent 3.456.o47
beschrieben ist, unter Zuhilfenahme des vorliegend beschriebenen Gerätes durchgeführt
werden. Das Gerät nach der vorliegenden Erfindung erweist sich auch als verwendbar
zur Hochdruckbehandlung anderer Materialien.