DE102016206481A1 - rotary - Google Patents
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Abstract
Eine Zellenradschleuse (1) umfasst ein Gehäuse (2) mit einem Einlaufschacht (3), einem Auslaufschacht (5; 29) und einer zwischen dem Einlaufschacht (3) und dem Auslaufschacht (5) angeordneten Bohrung (4), die eine Bohrungsoberfläche (13) aufweist, ein in der Bohrung (4) angeordnetes Zellenrad (10) und Seitendeckel (6, 7), die die Bohrung (4) stirnseitig begrenzen. Die Zellenradschleuse (1) ist infolge der Ausführung der Bohrungsoberfläche (13) quietschfrei betreibbar und blockiert nicht mehr.A rotary feeder (1) comprises a housing (2) with an inlet shaft (3), a discharge shaft (5; 29) and a bore (4) arranged between the inlet shaft (3) and the outlet shaft (5), which has a bore surface (13 ), a in the bore (4) arranged cellular wheel (10) and side cover (6, 7), which limit the bore (4) frontally. The rotary valve (1) is due to the execution of the bore surface (13) squealable operable and no longer blocked.
Description
Die Erfindung betrifft eine Zellenradschleuse.The invention relates to a rotary valve.
Zellenradschleusen sind seit langem bekannt und werden beispielsweise zur Förderung von partikelförmigen und/oder pulverförmigen Material eingesetzt. Sofern das zu fördernde Material in einen Spalt zwischen Gehäuse der Zellenradschleuse und Rotorblatt des Zellenrads gelangt, kann dies eine mechanische Schwingung des Zellenrads verursachen. Dadurch wird akustischer Schall emittiert, der als Quietschgeräusch wahrgenommen wird. Eine Schwingungsanregung kann auch von einer Materialschicht verursacht werden, die sich insbesondere bei pulverförmigem Fördergut auf einer Oberfläche der Zellenradschleuse festsetzt und/oder anbackt. Diese Schicht erzeugt Reibungswärme, die die Schleuse erwärmen kann, und kann das Zellenrad bis zum Stillstand blockieren.Rotary valves have long been known and are used for example for the promotion of particulate and / or powdery material. If the material to be conveyed gets into a gap between the housing of the rotary feeder and the rotor blade of the feeder, this can cause a mechanical vibration of the feeder. As a result, acoustic sound is emitted, which is perceived as a squeaking noise. A vibrational excitation can also be caused by a layer of material which settles on a surface of the rotary valve and / or caking particularly in powdery material. This layer generates frictional heat that can heat the lock and can block the bucket to a stop.
Zur Vermeidung des Quietschgeräusches ist aus der
Gemäß der
Weitere bekannte Maßnahmen, um eine mechanische Schwingungsanregung des Zellenrads zu unterdrücken, sind die Vergrößerung des Spalts zwischen dem Rotorblatt und der Gehäusebohrung, so dass ein Klemmen des zu fördernden Produkts ausgeschlossen werden kann. Jedoch ist eine Spaltvergrößerung nur begrenzt möglich wegen des Einflusses der Leckluft. Zusätzlich sind Messer oder Kratzer an den Rotorblättern selbst bekannt, um die Oberflächen der Zellenradschleusengehäusebohrung und der Seitendeckel in regelmäßigen Abständen von Schichten mechanisch zu befreien. Die Messer sollen durch die Verminderung des Belages auf der Zellenradgehäusebohrung und den Innenflächen der Seitendeckel die Betriebszeit verlängern und ein Blockieren der Schleusen vermeiden. Der Reinigungs- und Wartungsaufwand für die Beseitigung der Schichten auf der Gehäusebohrung und den Innenflächen der Seitendeckel ist enorm. Die Einsatzzeit der Zellenradschleuse ist reduziert. Eine weitere Maßnahme sind konstruktive Maßnahmen am Zellenrad selbst, insbesondere Versteifungen des Zellenrads beispielsweise mittels Bolzen und Seitenscheiben. Dadurch wird die Eigenfrequenz des Zellenrads in den nicht hörbaren Frequenz-Bereich verschoben. Diese konstruktiven Änderungen können aber dazu führen, dass ein Entleeren des Zellenrads nicht mehr gewährleistet ist. Das Produkt haftet zu sehr auf den Oberflächen der Zellenradkammer. Bei einer Durchblasschleuse werden zusätzliche Widerstände im Durchblaskanal geschaffen. Other known measures to suppress a mechanical vibration excitation of the cell wheel, the enlargement of the gap between the rotor blade and the housing bore, so that jamming of the product to be conveyed can be excluded. However, a gap enlargement is limited possible because of the influence of the leakage air. In addition, knives or scrapers on the rotor blades themselves are known to mechanically rid the surfaces of the rotary valve housing bore and the side covers of layers at regular intervals. The blades are designed to increase the uptime by reducing the lining on the bucket housing bore and the inner surfaces of the side covers and avoid blocking the locks. The cleaning and maintenance effort for removing the layers on the housing bore and the inner surfaces of the side covers is enormous. The operating time of the rotary valve is reduced. Another measure are constructive measures on the cell wheel itself, in particular stiffening of the feeder, for example by means of bolts and side windows. As a result, the natural frequency of the bucket is shifted in the inaudible frequency range. However, these design changes can lead to an emptying of the cell wheel is no longer guaranteed. The product adheres too much to the surfaces of the cellular wheel chamber. In a blow-through additional resistances are created in Durchblaskanal.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zellenradschleuse bereitzustellen, die einen quietschfreien Betrieb gewährleistet, wobei insbesondere regelmäßige Reinigungstätigkeiten entbehrlich sind.It is the object of the present invention to provide a rotary valve, which ensures a squeak-free operation, in particular, regular cleaning activities are unnecessary.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Zellenradschleuse mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.This object is achieved by a rotary valve with the features specified in claim 1.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass ein quietschfreier Betrieb allein infolge der Ausführung einer Bohrungsoberfläche einer Bohrung eines Gehäuses einer Zellenradschleuse möglich ist. Eine mechanische Schwingungsanregung des Zellenrads und damit eine Erzeugung von Quietschgeräuschen sind zuverlässig vermieden. Überraschend hat sich gezeigt, dass durch die Ausführung der Bohrungsoberfläche ein Verkeilen des zu fördernden Produktes und/oder ein Haften des Produktes an Oberflächen der Zellenradschleuse vermieden wird. Störende, insbesondere schwingungsanregende und Quietschgeräusche verursachende Schichten am Zellenradgehäuse und/oder die Bohrung stirnseitig begrenzenden Seitendeckeln sind ausgeschlossen. Das bedeutet, dass ein Anhaften von Produkt von vornherein ausgeschlossen ist. Ein Blockieren des Zellenrades im Gehäuse ist ausgeschlossen. Aus dem Stand der Technik bekannte, aufwendige Reinigungsarbeiten und/oder konstruktive Gestaltungsmaßnahmen wie zusätzliche Versteifungen, angeschrägte Rotorblätter oder Längsrillen im Gehäuse, sind entbehrlich. Die erfindungsgemäße Zellenradschleuse ist unaufwendig in der Herstellung. Die erfindungsgemäße Zellenradschleuse ist langlebig. Die Stand- und Betriebszeit der Zellenradschleuse ist erhöht. Ausfallzeiten, insbesondere in Folge von Reinigungs- und/oder Wartungsarbeiten, sind reduziert und insbesondere vermieden. Die erfindungsgemäße Zellenradschleuse kann eine Austragsschleuse oder eine Durchblasschleuse sein. Die Bohrung ist insbesondere als zylindrische Bohrung ausgeführt, die eine Zylinderachse aufweist. Die Bohrung ist in dem Gehäuse insbesondere zwischen einem Einlaufschacht und einem Auslaufschacht angeordnet. Das Zellenrad ist in der Bohrung mit einer Zellenradachse, insbesondere konzentrisch zur Zylinderachse der Bohrung, angeordnet. Insbesondere ist das Zellenrad drehantreibbar in der Bohrung angeordnet. Die Seitendeckel dienen insbesondere zur seitlichen Lagerung des Zellenrads. Insbesondere können in die Seitendeckel jeweils Lagerungen zur drehbaren Lagerung des Zellenrads integriert sein.According to the invention it has been recognized that a squeak-free operation is possible solely as a result of the execution of a bore surface of a bore of a housing of a rotary valve. A mechanical vibration excitation of the bucket and thus a generation of squeaking noises are reliably avoided. Surprisingly, it has been shown that wedging of the product to be conveyed and / or adhesion of the product to surfaces of the rotary valve is avoided by the design of the bore surface. Disturbing, especially vibration-inducing and squeaking noise causing layers on the cellular wheel housing and / or the bore frontally bounding side covers are excluded. This means that the adhesion of product is excluded from the outset. Blocking of the cell wheel in the housing is excluded. Known from the prior art, consuming cleaning and / or structural design measures such as additional stiffeners, tapered rotor blades or longitudinal grooves in the housing are unnecessary. The rotary feeder according to the invention is inexpensive to manufacture. The rotary valve according to the invention is durable. The service life of the rotary feeder is increased. Downtime, especially as a result of cleaning and / or maintenance, are reduced and especially avoided. The rotary feeder according to the invention can be a discharge lock or a blow-through lock. The bore is designed in particular as a cylindrical bore having a cylinder axis. The hole is in the housing in particular between an inlet shaft and a discharge shaft arranged. The cellular wheel is arranged in the bore with a cellular wheel axis, in particular concentric with the cylinder axis of the bore. In particular, the cell wheel is rotatably drivable arranged in the bore. The side covers are used in particular for lateral storage of the cell wheel. In particular, bearings for the rotatable mounting of the cellular wheel can be integrated into the side covers.
Eine antihaftende Bohrungsoberfläche gemäß Anspruch 2 gewährleistet, dass ein Anhaften des zu fördernden Produkts, insbesondere ein Anbacken, von vornherein und zuverlässig verhindert ist.A non-stick bore surface according to
Eine antihaftende Ausführung der Zellenradschleuse gemäß Anspruch 3 oder 4 gewährleistet auf der Zellenradseite einen quietschfreien Betrieb und vermeidet eine Blockierung des Zellenrades im Gehäuse. An anti-adhesive embodiment of the rotary valve according to
Eine antihaftende Ausführung der Innenflächen einer Zellenradkammer gemäß Anspruch 5 gewährleistet eine konstante Durchsatzleistung der Schleuse. Eine Beeinträchtigung des Kammervolumens der Zellenradschleuse durch Ablagerungen in den Zellenradkammern ist ausgeschlossen. Insbesondere sind Anhaftungen im Zellenradgrund vermieden.An anti-adhesive design of the inner surfaces of a cellular chamber according to
Eine antihaftende Oberfläche gemäß Anspruch 6 ist besonders glatt ausgeführt. Die Spalte in der Zellenradschleuse insbesondere ein Radialspalt zwischen den Rotorblättern und der Bohrungsoberfläche kann dennoch eng gewählt sein. Glatt im Sinne der Erfindung ist eine antihaftende Oberfläche dann, wenn die mittlere Rauheit Ra höchstens 1,0 μm, insbesondere höchstens 0,8 μm, insbesondere höchstens 0,3 μm und insbesondere höchstens 0,2 μm beträgt. Insbesondere bei einer Hygienanwendung der Zellenradschleuse sollte die mittlere Rauheit Ra weniger als 0,8 μm betragen. Eine Oberfläche mit einer mittleren Rauheit Ra kann beispielsweise durch Feinstdrehen, Schleifen und/oder Polieren erreicht werden. Es hat sich gezeigt, dass eine Anhaftung des pulverförmigen Produkts bei einer derart glatten Oberfläche im Wesentlichen ausgeschlossen ist.An anti-adhesive surface according to
Es hat sich gezeigt, dass die glatte Ausführung der antihaftenden Oberfläche im Wesentlichen unabhängig vom Grundmaterial des Gehäuses ist. Bei dem Gehäuse handelt es sich typischerweise um einen Metall-Werkstoff, wie Edelstahl- oder Leichtmetall-Gussmaterial wie beispielsweise Aluminium. Es sind auch andere metallische Werkstoffe möglich wie beispielsweise Grauguss oder Gusseisen. Das Gehäuse und die Seitendeckel können auch als Schweißkonstruktion aus Edelstahl, Stahl oder Aluminium hergestellt werden.It has been found that the smooth design of the non-stick surface is substantially independent of the base material of the housing. The housing is typically a metal material such as stainless steel or light metal cast material such as aluminum. There are also other metallic materials possible such as gray cast iron or cast iron. The housing and the side covers can also be manufactured as welded construction made of stainless steel, steel or aluminum.
Die Erzeugung der glatten Oberflächen gemäß Anspruch 7 ist in bestehende Produktionsprozesse für das Zellenrad vorteilhaft integrierbar. Ein an sich bekanntes Gehäuse eines Zellenrads kann durch eine beispielsweise nachträglich durchzuführende Oberflächenbearbeitung mit einer glatten Oberfläche versehen werden.The production of the smooth surfaces according to
Eine Oberflächenbearbeitung gemäß Anspruch 8 bewirkt unmittelbar eine Reduzierung der mittleren Rauheit der Bohrungsoberfläche. Mittels eines abtragenden Strahlverfahrens können vorstehende Bestandteile einer Oberfläche entfernt werden. Dies führt zu einer Reduzierung von Erhebungen der Oberfläche. Die Gefahr von Produktanhaftungen ist reduziert. Zusätzlich oder alternativ kann ein umformendes Strahlverfahren eingesetzt werden. Ein umformendes Strahlverfahren bewirkt eine Einglättung, also eine Reduzierung von Erhebungen der unbehandelten Oberfläche. Die Umformung kann zudem eine Materialverdrängung in die Vertiefungen der Oberfläche bewirken. Die behandelte Oberfläche weist eine homogene Struktur auf. Durch ein umformendes Strahlverfahren kann das Grundmaterial durch eine Umformungsverfestigung zusätzlich verbessert werden, indem das Grundmaterial eine gegenüber der Ausgangshärte erhöhte Härte aufweist. Ein derartiges Strahlverfahren bewirkt neben der Reduzierung der Rauheit auch eine Erhöhung der Festigkeit, also der Oberflächenhärte.A surface treatment according to
Eine glatte Oberfläche, die mittels einer Oberflächenbearbeitung nach Anspruch 9 hergestellt worden ist, ist insbesondere vorteilhaft zu reinigen. Derart bearbeitete Oberflächen ermöglichen einen vorteilhaften Einsatz der Zellenradschleuse für Lebensmittelanwendungen. A smooth surface, which has been produced by means of a surface treatment according to
Alternativ kann eine antihaftende Oberfläche gemäß Anspruch 10 durch eine antihaftende Beschichtung ausgeführt sein. Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass eine antihaftende Beschichtung bereitgestellt werden kann, ohne dass es einer vorherigen Oberflächenbehandlung zur Glättung bedarf. Die antihaftende Beschichtung wird unmittelbar auf das Grundmaterial des Gehäuses der Zellenradschleuse aufgebracht. Das Material der antihaftenden Beschichtung gewährleistet, dass sich Fördergutanhaftungen nicht bilden. Alternatively, an anti-stick surface according to
Eine antihaftende Beschichtung gemäß Anspruch 11 ist unkompliziert herstellbar. An anti-adhesive coating according to
Eine Materialkomposition für die Beschichtung gemäß Anspruch 12 oder 13 hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen. A material composition for the coating according to claim 12 or 13 has proved to be particularly advantageous.
Eine antihaftende Beschichtung gemäß Anspruch 13 ist vorteilhaft, insbesondere unkompliziert, zu reinigen. Eine derartige Beschichtung kann für Lebensmittelanwendungen verwendet werden. Insbesondere wurde erkannt, dass eine Nickel-Phosphor-Beschichtung hexagonale Poren aufweist, die mit Polytetrafluorethylen (PTFE) gefüllt werden können. Die Beschichtung ist verschleißbeständig und weist einen reduzierten Reibungskoeffizienten auf. Die Beschichtung ermöglicht eine erhöhte Standzeit der Zellenradschleuse. An anti-adhesive coating according to
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. In this show:
Eine erste Ausführungsform einer insgesamt mit
Die Bohrung
Die Bohrung
Das Zellenrad
Das Zellenrad
Das Zellenrad
Im Übergangsbereich
Weitere Einzelheiten und zusätzliche Ausführungen vorteilhafter produktberührter Dichtungen sind aus der
Die Bohrungsoberfläche
Dadurch, dass die Bohrungsoberfläche
Grundsätzlich sind auch andere Oberflächenbearbeitungsverfahren denkbar, um die Bohrungsoberfläche
Durch die antihaftende Ausführung wird ein Anhaften einer der mechanischen Schwingungen verursachenden Materialanhäufung vermieden. Eine mechanische Schwingungsanregung und damit ein Quietschen des Zellenrads
Bei der Zellenradschleuse
Alternativ kann die Bohrungsoberfläche
Bei einer alternativen, nicht dargestellten Ausführung der Zellenradschleuse
Am Übergang des Zulaufschachtes
An Stelle eines nach unten wegführenden Auslaufschachtes hat die Zellenradschleuse
Eine Ringdichtung
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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