LU83884A1 - CELL WHEEL LOCK - Google Patents
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Description
< · - il - "Zellenradschleuse"<· - il - "rotary valve"
Die Erfindung betrifft eine Zellenradschleuse gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a rotary valve according to the preamble of claim 1.
Zellenradschleusen zum gegebenenfalls auch dosierten Einschleusen von Schüttgut in pneumatische Förderanlagen sind seit lart-- ’ gern bekannt, und^zwar sowohl in Form der Austragschleuse, bei der lotrecht von oben zugeführtes Schüttgut nach Mitnahme um eine knappe halbe Umdrehung des .Zellenrades aus dem Schleusengehäuse unten lotrecht wieder ausfällt (vgl. z.B. DE-PS 608765) als auch in Form der Durchblasschleuse, bei der das in gleicher Weise zugeführte Schüttgut nach einer knappen halben Umdrehung des Zellenrades mittels der waagerecht in einen der Flanschdeckel eingeblasenen Förderluft unmittelbar in die von dem gegenüberliegenden Flanschdeckel abgehende Förderleitung geblasen wird (vgl. DE-OS 19 26 915).Cell locks for the optionally metered feeding of bulk material into pneumatic conveying systems have been well known since lart--, both in the form of the discharge lock, with the bulk material fed vertically from above after being carried out by just under half a turn of the cell wheel from the lock housing below fails again vertically (see e.g. DE-PS 608765) as well as in the form of the blow-through lock, in which the bulk material fed in the same way after just under half a turn of the cell wheel by means of the conveying air blown horizontally into one of the flange covers directly into the air from the opposite flange cover outgoing delivery line is blown (see. DE-OS 19 26 915).
Beide Schleusentypen haben jeweils spezifische Vor- und Nachteile. Die Austragsschleuse ermöglicht eine hohe Beladung, I läßt sich mittels geeigneter Übergangsstücke zwischen Schleu- senauslauf und Förderleitung an nahezu jeden Förderleitungsdurchmesser anpassen und ist verhältnismäßig verschleißarm.Both types of locks have specific advantages and disadvantages. The discharge lock enables a high load, I can be adapted to almost any delivery line diameter by means of suitable transition pieces between the lock outlet and the delivery line and is relatively low-wear.
Beim zum Anbacken neigenden Schüttgütern kommt es jedoch zu einer unvollständigen Entleerung der Zellen, ebenso bei großer Druckdifferenz zwischen der Einlauf- und der Auslaufseite. Umgekehrt ist die Durchblasschleuse wegen des Druckluftaustrages weniger empfindlich gegenüber leicht anhaftenden Schüttgütern und gegenüber höheren Druckdifferenzen zwischen Ein- und Auslauf, gestattet aber nur eine verhältnismäßig geringe Beladung, eine freie Wahl des Förderleitungsdurchmessers nur innerhalb enger Grenzen und ist insbesondere auf der Ausblasseite verschleißanfällig. Sofern keine erschwerten Bedingungen vorliegen, wird daher im Regelfall der Austragschleuse der Vorzug gegeben.In the case of bulk goods which tend to cake, however, the cells are incompletely emptied, as is the case with a large pressure difference between the inlet and outlet sides. Conversely, due to the compressed air discharge, the blow-through gate is less sensitive to easily adhering bulk goods and to higher pressure differences between the inlet and outlet, but only allows a relatively low loading, a free choice of the delivery line diameter only within narrow limits and is particularly susceptible to wear on the outlet side. If there are no difficult conditions, the discharge lock is usually preferred.
' î \ ^ - 5 -'î \ ^ - 5 -
Auch Mischformen beider Schleusenbauarten sind bereits bekannt. So zeigt etwa die DE-PS 597 **92 eine Austragschleuse bei der zur verbesserten Entleerung der Zellen und zur Reinhaltung der Spalte zwischen Schleusengehäuse und Zellenrad das letztere stirnseitig geschlossen ausgebildet ist und in den beiden Stirnwänden jeder Zelle je ein am Zellenboden mündender Kanal vorgesehen ist, der bei sich in die Austragstellung drehender Zelle zur Deckung mit einem im unteren Teil der beiden Gehäuseflanschdeckel angeordneten Drucklufteinspeisekanal kommt, so daß das in der Zelle befindliche Produkt durch Schwerkraft mit Unter-‘ ’ Stützung durch die eingeblasene Druckluft ausgetragen wird.Mixed forms of both types of locks are already known. For example, DE-PS 597 ** 92 shows a discharge lock in which, in order to improve the emptying of the cells and to keep the gaps between the lock housing and the cellular wheel clean, the latter is designed to be closed on the end face and a channel opening on the cell bottom is provided in the two end walls of each cell , which, when the cell rotates in the discharge position, coincides with a compressed air feed duct arranged in the lower part of the two housing flange covers, so that the product located in the cell is discharged by gravity with the assistance of the blown-in compressed air.
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Aus der CH-PS 339 963 ist eine Austragschleuse der einleitend angegebenen Gattung bekannt, bei der zur Verbesserung des Aus-trags von zum Anbacken neigendem Schüttgut das Zellenrad stirnseitig offen ist und die einzelnen Zellen jeweils in ihrer Austragstellung zur Deckung mit einem im Flanschdeckel des Schleusengehäuses waagerecht einmündenden Rohr kommen, über das die gesamte, für den anschließenden VJeitertransport benötigte Druckluft in die Zelle eingeblasen wird.From CH-PS 339 963 a discharge lock of the type specified in the introduction is known, in which the cell wheel is open at the front to improve the discharge of bulk material which tends to stick and the individual cells are each in their discharge position for covering with one in the flange cover of the lock housing come horizontally opening pipe, through which all the compressed air required for the subsequent VJeitertransport is blown into the cell.
Allen bekannten Zellenradschleusen'.ist gemeinsam, daß der Austrag des Schüttgutes wegen der durch die Zellen hervorgerufe-nen, portionierten Zufuhr in den Austragbereich nicht gleich- 'ta** förmig sondern mit einer von der Drehzahl des Zellenrades und der Anzahl dessen Zellen abhängigen Frequenz erfolgt. Dieser pulsierende Austrag ist zwar für die meisten Anwendungsfälle bedeutungslos, kann aber auf bestimmten Gebieten, z.B. bei der dosierten Versorgung von Brennern mit pulverförmigen Brennstoffen wie etwa Kohlenstaub, nicht toleriert werden, da eine wirtschaftliche Verbrennung eine stabile Flamme voraussetzt.It is common to all known cellular wheel sluices that the discharge of the bulk material is not uniform because of the portioned feed into the discharge area caused by the cells, but with a frequency dependent on the speed of the cellular wheel and the number of its cells he follows. Although this pulsating discharge is meaningless for most applications, it can be used in certain areas, e.g. in the metered supply of burners with powdered fuels such as coal dust, because an economical combustion requires a stable flame.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zellenradschleuse der gattungsgemäßen Art dahingehend weiterzubilden, daß unter Beibehaltung der typischen Vorteile einer Austragschleuse am Schleusenauslauf ein weitgehend gleichförmiger (zeitlich konstanter) Schüttgutstrom erhalten wird.The invention has for its object to develop a rotary valve of the generic type in such a way that a largely uniform (constant) flow of bulk material is obtained while maintaining the typical advantages of a discharge lock at the lock outlet.
V ** - 6 -V ** - 6 -
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der von den Zellen überstrichene Austragquerschnitt kleiner als der lichte Querschnitt des AuslaufSchachtes ist.This object is achieved in that the discharge cross-section swept by the cells is smaller than the clear cross-section of the discharge shaft.
Während man bisher folgerichtig im Interesse einer möglichst raschen und vollständigen Entleerung der den Auslaufschacht nacheinander überstreichenden Zellen bestrebt war, den Austragquerschnitt so groß als möglich, d.h. im Hinblick auf die konstruktiven Gegebenheiten gleich dem lichten Querschnitt des Auslaufschachtes zu machen, hat sich nun überraschenderweise gezeigt, daß eine bewußte Verkleinerung des Austragquerschnit-tes in Verbindung mit der in die jeweils in Austragstellung be-^ findliche Zelle eingeblasenen Druckluft die bislang zu beob achtenden Pulsationen und die hieraus resultierenden zeitlichen Schwankungen der Schüttgutbeladung in der anschließenden Förderleitung selbst bei verhältnismäßig niedrigen Drehzahlen des Zellenrades völlig oder zumindest nahezu völlig beseitigt.So far, consequently, in the interest of the fastest possible and complete emptying of the cells that pass over the discharge shaft one after the other, the discharge cross-section is as large as possible, i.e. With regard to the structural conditions, to make the clear cross-section of the discharge chute equal, it has now surprisingly been shown that a conscious reduction in the discharge cross-section in connection with the compressed air blown into the respective cell in the discharge position has been observed so far Pulsations and the resulting temporal fluctuations in the bulk material loading in the subsequent delivery line are completely or at least almost completely eliminated even at relatively low speeds of the cellular wheel.
Die genauen Ursachen dieses Effektes sind hierbei im einzelnen noch nicht bekannt.The exact causes of this effect are not yet known in detail.
Auf den Grad der Vergleichmäßigung des Schüttgutaustrages wirkt sich sowohl die Art und der Ort der Lufteinblasung in die Zellen als auch die Form des freien Austragquerschnittes aus. Hierauf sind die Unteransprüche gerichtet.Both the type and location of the air injection into the cells and the shape of the free discharge cross-section affect the degree of uniformity of the bulk material discharge. The subclaims are directed to this.
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Besonders hervorzuheben gilt hierbei die Ausführungsform gemäß Anspruch 5, bei der die Drucklufteinblasung von beiden Flanschdeckeln her erfolgt, denn hierdurch wird nicht nur eine besonders intensive Verwirbelung des Schüttgutes erreicht sondern das Schüttgut wird auch von den Stirnseiten des Zellenrades (sofern es sich um ein im achsnahen Bereich mit Stirnwänden versehenes Zellenrad handelt) und von den Innenflächen der Flanschdeckel weitgehend ferngehalten, so daß der Verschleiß in diesen Bereichen stark gemindert wird.Particularly noteworthy here is the embodiment according to claim 5, in which the compressed air is blown in from both flange covers, because not only is a particularly intensive swirling of the bulk material achieved but the bulk material is also from the end faces of the cellular wheel (if it is close to the axis Area with end walls provided cell wheel) and largely kept away from the inner surfaces of the flange cover, so that the wear in these areas is greatly reduced.
Besonders bevorzugt wird weiterhin die im Anspruch 12 angegebene symmetrische Gestaltung des freien Austragquerschnittes, - 7 - \ * vor allem in Verbindung mit einer beidseitigen Druckluftein-. blasung, da auf diese Weise eine optimale Vergleichmäßigung des Schüttgutstromes am Schleusenauslauf erzielt wird, auch wenn ein Zellenrad mit verhältnismäßig wenigen Zellen verwendet und mit niedrigen Drehzahlen gefahren wird.Also particularly preferred is the symmetrical design of the free discharge cross-section, particularly in connection with a compressed air inlet on both sides. Blow, because in this way an optimal equalization of the bulk material flow at the lock outlet is achieved, even if a cellular wheel with relatively few cells is used and is driven at low speeds.
In der Zeichnung ist eine Zellenradschleuse nach der Erfindung in beispielsweise gewählten Ausführungsformen schematisch vereinfacht dargestellt. Es zeigt:In the drawing, a cellular wheel sluice according to the invention is shown schematically simplified in, for example, selected embodiments. It shows:
Figur 1 - Eine erste Ausführungsform in perspektivischerFigure 1 - A first embodiment in perspective
Wiedergabe,Reproduction,
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Figur 2 - einen Längsschnitt durch eine Zellenradschleuse ähnlich Figur 1,FIG. 2 shows a longitudinal section through a cellular wheel sluice similar to FIG. 1,
Figuren 3 - 7 - verschiedene Ansichten "X" der Schleuse nachFigures 3 - 7 - different views "X" of the lock
Figur 2 zur Verdeutlichung mehrerer zweckmäßiger Gestaltungen des Austragquerschnittes.Figure 2 to illustrate several expedient designs of the discharge cross-section.
Die Zellenradschleuse nach Fig. 1 besteht aus einem Schleusengehäuse 1 mit einem Einlaufschacht 2, einem Auslaufschacht 3» zwei Flanschdeckeln 5 und einem insgesamt mit 6 bezeichneten Zellenrad auf dessen in den Flanschdeckeln 5 gelagerter I Welle 7 die die einzelnen Zellen begrenzenden Stege 8 aufge- schweißt sind. Das Zellenrad 6 dreht sich in Richtung des Pfeiles 9. Die von oben mit Schüttgut befüllten Zellen überstreichen hierbei nacheinander den Bereich des Auslaufschachtes 3· Während bei den bisher bekannten Zellenradschleusen der gesamte lichte Querschnitt dieses Auslaufschachtes 3 den Austragquerschnitt bildet, ist bei der Zellenradschleuse nach der Erfindung der Austragschacht teilweise abgedeckt, so daß lediglich als freier Austragquerschnitt die Öffnung 10 verbleibt. Über diesen freien Austragquerschnitt wird das Schüttgut mittels über eine Öffnung 11 in dem Flanschdeckel 5 in Richtung des Pfeiles 1¾ eingeblasener Druckluft V^ unter Mitwirkung der Schwerkraft ausgeblasen.1 consists of a lock housing 1 with an inlet shaft 2, an outlet shaft 3, two flange covers 5 and a cell wheel, designated overall by 6, onto which the webs 8 delimiting the individual cells are welded onto the shaft 7 mounted in the flange covers 5 are. The cellular wheel 6 rotates in the direction of the arrow 9. The cells filled with bulk material from above sweep over the area of the outlet shaft 3 in succession.While in the previously known cellular wheel sluices, the entire clear cross section of this outlet shaft 3 forms the discharge cross section, in the cellular wheel sluice it is after Invention of the discharge chute partially covered so that the opening 10 remains only as a free discharge cross section. The bulk material is blown out via this free discharge cross section by means of compressed air V ^ which is blown in via an opening 11 in the flange cover 5 in the direction of arrow 1¾, with the aid of gravity.
- 8 - a \ ·*- 8 - a \ *
Der Längsschnitt gemäß Fig. 2 läßt erkennen, daß die Öffnung 11 als Druckluftanschlußstutzen ausgebildet ist. Die linke Hälfte der Figur 2 zeigt im übrigen eine insofern gegenüber Fig. 1 etwas abgewandelte Zellenradschleuse, als auch der den Flanschdeckel 5 mit der Öffnung 11 gegenüberliegende Flanschdeckel 4 mit einer Öffnung 12 zur Einblasung von Druckluft ausgestattet ist, wobei die Achse dieser Öffnung 12 so orientiert ist, daß der Druckluftstrom gegen die Zellenradwelle 7j also „ , auf den Bodenbereich der jeweiligen Zelle gerichtet ist. Des weiteren ist das Zellenrad hier in seinem achsnahen Bereich mit einer Stirnwand 13 versehen, die zusammen mit einer Aus-nehmung in dem Flanschdeckel 4 eine Kammer 14 begrenzt, mit der einerseits die Öffnung 12 verbunden ist und in die andererseits ein Reinluftanschluß 15 einmündet, so daß die über diesen Anschluß zugeführte Druckluft zunächst das Lager der Zellenradwelle 7 von Schüttgutstaub freispült bzw. einen Überdruck in der Kammer 14 aufbaut, der der Zutritt von Schüttgutstaub verhindert und sodann über die Öffnung 12 den Schütt-gutaustrag aus der betreffenden Zelle unterstützt.The longitudinal section according to FIG. 2 shows that the opening 11 is designed as a compressed air connection piece. The left half of FIG. 2 also shows a rotary valve that is somewhat modified compared to FIG. 1, and that the flange cover 4 opposite the flange cover 5 with the opening 11 is equipped with an opening 12 for blowing in compressed air, the axis of this opening 12 being so is oriented that the compressed air flow against the cellular wheel shaft 7j is thus directed toward the bottom area of the respective cell. Furthermore, the cellular wheel is provided here in its region near the axis with an end wall 13 which, together with a recess in the flange cover 4, delimits a chamber 14 with which the opening 12 is connected on the one hand and into which a clean air connection 15 opens on the other hand, so that the compressed air supplied via this connection first flushes the bearing of the cellular wheel shaft 7 from bulk material dust or builds up an excess pressure in the chamber 14 which prevents the access of bulk material dust and then supports the bulk material discharge from the cell in question via the opening 12.
Die Fig. 3 - 7 zeigen eine Zellenradschleuse entsprechend Fig.3 - 7 show a rotary valve according to FIG.
2 in der Ansicht "X", also einer Aufsicht auf den Schleusenauslauf 3, wobei die Pfeile jeweils die Drehrichtung des Zel-j lenrades angeben. Wie hieraus ersichtlich, können die versehie- denen, teils symmetrischen, teils unsymmetrischen Formen des Austragquerschnittes durch entsprechend geformte Abdeckungen 3a - 3f des Schleusenauslaüfes 3 erhalten werden, wobei diese Abdeckungen entweder einstückiger Bestandteil des Schleusenauslaufes 3 oder auch (s. Fig. 1) des Schleusengehäuses 1 sein können. Die symmetrischen Ausbildungen entsprecherd den Fig. 5 - 7 finden vorzugsweise in Verbindung mit einer Drucklufteinblasung von beiden Flanschdeckeln her Anwendung. In jedem Fall soll die Abmessung "a" des freien Austragquerschnittes in Drehrichtung des Zellenrades, also rechtwinklig zur Zellenradwelle 7j zumindest an einer Stelle annähernd der zur Verfügung stehenden lichten Weite des Schleusenauslaufes 3 entsprechen, während die Abmessung "b” höchstens2 in the view "X", ie a view of the lock outlet 3, the arrows each indicating the direction of rotation of the cell wheel. As can be seen from this, the various, partly symmetrical, partly asymmetrical shapes of the discharge cross section can be obtained by appropriately shaped covers 3a - 3f of the lock outlet 3, these covers either being an integral part of the lock outlet 3 or (see FIG. 1) of the Lock housing 1 can be. 5 - 7 are preferably used in conjunction with compressed air injection from both flange covers. In any case, the dimension "a" of the free discharge cross section in the direction of rotation of the cellular wheel, that is to say perpendicular to the cellular wheel shaft 7j, should correspond at least at one point approximately to the available width of the lock outlet 3, while the dimension "b" at most
AA
v - 9 - gleich der Breite des Schleuseneinlaufes 3 bzw. des Schleusengehäuses 1 ist, im überwiegenden Teil des lichten Querschnittes des Schleusenauslaufes 3 jedoch geringer als dessen Breite bleibt. Entscheidend für die zeitliche Vergleichmäßigung des ausgetragenen Schüttgutstromes ist, daß sich die Breite b' rechtwinklig zur Zellenradwelle, also längs der Abmessung a, um einen verhältnismäßig großen Betrag ändert. Hierbei hängt es von den Konstruktions- und Betriebsparametern ab, ob - bezogen auf die Drehrichtung des Zellenrades - optimale Resultate mit einer von einem Minimalwert bis zu einem Maximalwert zunehmenden Breite (vg. Fig. 3 bis 6), einer zunächst zunehmenden und dann wieder abnehmenden Breite (vgl. Fig. 7) oder einer von einem Maximalwert abnehmenden Breite (also gemäß den Fig. 3 bis 6, jedoch mit demgegenüber umgekehrter Drehrichtung des Zellenrades) erzielt werden.v - 9 - is equal to the width of the lock inlet 3 or the lock housing 1, but remains smaller than its width in the predominant part of the clear cross section of the lock outlet 3. It is crucial for the time equalization of the bulk material flow carried out that the width b 'changes at a right angle to the cellular wheel shaft, that is to say along dimension a, by a relatively large amount. It depends on the design and operating parameters whether - in relation to the direction of rotation of the cell wheel - optimal results with a width increasing from a minimum value to a maximum value (see Fig. 3 to 6), initially increasing and then decreasing again Width (cf. FIG. 7) or a width decreasing from a maximum value (that is to say according to FIGS. 3 to 6, but with the opposite direction of rotation of the cell wheel).
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