DE19913196A1 - Zellenradschleuse - Google Patents
ZellenradschleuseInfo
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- B65G53/34—Details
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Abstract
Eine Zellenradschleuse zum Fördern oder Dosieren von Schüttgut umfaßt einen Zulaufschacht, einen Auslaufschacht und ein Gehäuse mit einem in einer Gehäusebohrung drehbar angeordneten Zellenrad, dessen Kammern durch sich radial erstreckende Flügel gebildet werden, wobei die Kammern des Zellenrads Mittel zum Einblasen von Zusatzluft aufweisen, wenn die Kammern mit dem Auslaufschacht in Überdeckung stehen. Die Mittel zum Einblasen der Zusatzluft erzeugen im wesentlichen über die gesamte Breite der Flügel eine Luftströmung auf der kammerseitigen Flügeloberflächen, wodurch sich der Füllgrad der Kammern bei der Förderung kohäsiver Schüttgüter deutlich erhöhen läßt.
Description
Die Erfindung betrifft eine Zellenradschleuse zum Fördern oder Dosieren von
Schüttgut, umfassend einen Zulaufschacht, einen Auslaufschacht und ein
Gehäuse mit einem in einer Gehäusebohrung drehbar angeordneten Zellenrad,
dessen Kammern durch sich radial erstreckende Flügel gebildet werden, wobei
die Kammern des Zellenrads Mittel zum Einblasen von Zusatzluft aufweisen,
wenn die Kammern mit dem Auslaufschacht in Überdeckung stehen.
Gattungsgemäße Zellenradschleusen werden üblicherweise zum dosierten
Austrag von klebrigen oder zu Verbackungen neigenden Schüttgütern aus
Behältern oder zum Eintrag derartiger Schüttgütern in pneumatische Förder
leitungen eingesetzt. In beiden Fällen ist es wünschenswert, die über den
Zulaufschacht mit Schüttgut befüllten Kammern vollständig zu entleeren, sobald
sie bei Drehung des Zellenrads mit dem Auslaufschacht in Überdeckung stehen,
um eine hohe Dosiergenauigkeit und eine hohe Förderleistung zu erreichen.
Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche Einrichtungen bekannt, durch Ein
blasen von Zusatzluft in die jeweils mit dem Auslaufschacht kommunizierenden
Kammern den Schüttgutaustrag zu verbessern.
Die Druckschrift DE 60 98 42 offenbart eine Zellenradschleuse, bei der durch mittig
im Kammergrund angeordnete Bohrungen Zusatzluft in Richtung einer sich an die
Schleuse anschließenden pneumatischen Förderleitung einblasbar ist. Diese
Maßnahme führt bei kohäsiven Schüttgütern nur zu unbefriedigenden
Ergebnissen, da die Zusatzluft häufig nur einen Tunnel in die Schüttgutfüllung
bläst, das Schüttgut im Bereich der Flügel jedoch nicht zu lösen vermag.
Aus dem Dokument DE 70 77 91 ist bekannt, die Kammern mit Hilfe von Zusatzluft
auszublasen, die über seitlich im Auslaufschacht angeordnete, auf den konkav
geformten Kammergrund gerichtete Düsen zugeführt wird. Auch diese Ausbildung
kann die zuvor genannten Nachteile nicht beseitigen. Darüber hinaus ist ein
derartiges Zellenrad nur mit erhöhtem Aufwand herstellbar und weist ein relativ
geringes Kammervolumen auf.
Die deutsche Auslegeschrift DE 20 41 045 lehrt, auf jeweils einer kammerseitigen
Flügeloberfläche röhrenförmige Luftkanäle anzubringen, die bei Drehung des
Zellenrads in bestimmten Stellungen mit Druckgasanschlüssen in der Gehäuse
bohrung verbunden sind, so daß durch die Luftkanäle Druckluft zum Zellengrund
geleitet wird. Hierdurch entstehen punktförmige Fluidstrahlen, die an der den
röhrenförmigen Luftkanälen gegenüberliegenden Flügelwand Richtung
Auslaufschacht entlangstreichen. Dieses Vorgehen kann bei der Förderung
kohäsiver Güter nicht zum gewünschten Erfolg führen, da die Maßnahme nur an
einer Flügeloberfläche wirkt und das punktförmige Eintreten des Druckgases
wiederum nur Teile des Schüttguts aus der Kammer ausbläst.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kammerentleerung beim Fördern
oder Dosieren kohäsiver Güter gegenüber dem Stand der Technik zu verbessern.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß durch die Mittel zum Einblasen der Zusatz
luft im wesentlichen über die gesamte axiale Breite der Flügel eine Luftströmung
auf der kammerseitigen Flügeloberflächen erzeugbar ist.
Die besten Ergebnisse werden erzielt, wenn die Luftströmung auf beiden kammer
seitigen Flügeloberflächen ausgebildet wird.
Die Mittel zum Einblasen der Zusatzluft können beispielsweise eine bis zur Flügel
oberfläche reichende poröse Struktur der Flügel umfassen, über welche die
Zusatzluft in die Kammer geleitet wird, wobei sich die poröse Struktur bevorzugt
über die gesamte radiale Länge der Flügel erstreckt.
Alternativ ist es möglich, daß die Mittel zum Einblasen der Zusatzluft Düsen um
fassen, die am radial innenliegenden Ende der Flügel angeordnet sind und
beispielsweise in axialer Richtung schlitzförmig ausgebildet sind.
Die Zusatzluft kann den Einblasmitteln zum Beispiel über einen Luftkanal in der
Achse oder Welle des Zellenrads zugeführt werden.
Eine andere Möglichkeit besteht in der Unterteilung des Zellenrads durch koaxial
angeordnete, scheibenförmige Kammertrennbleche, die in Verbindung mit den
Flügeln sowohl mit Schüttgut befüllbare Kammern als auch gegen Schüttguteintritt
aus dem Zulaufschacht abdeckbare Seitenkammern ausbilden, wobei die
Seitenkammern mit einem Druckgasanschluß verbindbar sind und über Öffnungen
in den Scheiben mit den Mitteln zum Einblasen der Zusatzluft in die Kammern
kommunizieren.
Die Figuren stellen beispielhaft und schematische verschiedene Ausführungen der
Erfindung dar.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Zellenradschleuse nach einer Ausführung der Erfindung
in der Seitenansicht
Fig. 2 eine Seitenansicht einer weiteren erfindungsgemäßen
Zellenradschleuse
Fig. 3 einen Längsschnitt durch die in Fig. 2 dargestellte Zellenradschleuse
Fig. 4 eine graphische Darstellung des Füllgrads einer erfindungsgemäßen
Schleuse nach Fig. 2 und 3 im Vergleich zum Stand der Technik
Fig. 5 eine Zellenradschleuse nach dem Stand der Technik
Eine gattungsgemäße Zellenradschleuse besteht, wie aus Fig. 5 ersichtlich, aus
einem Gehäuse 1 mit einem in einer Gehäusebohrung 2 in Richtung des Pfeiles A
drehbar angeordneten Zellenrad 3, dessen Kammern 4 durch sich radial vom
Kammergrund 5 nach außen erstreckende Flügel 6 gebildet werden.
Über den Zulaufschacht 7 werden die jeweils obenliegenden Kammern 4 des
Zellenrads 3 mit Schüttgut befüllt, die sich bei einer Drehung des Zellenrads 3 in
den untenliegenden Auslaufschacht 8 entleeren.
Um die Kammerentleerung beim Fördern oder Dosieren kohäsiver Schüttgüter zu
verbessern, ist aus dem Stand der Technik bekannt, über mittig im Kammergrund
5 angeordnete Luftdüsen 9 Zusatzluft in die jeweils mit dem Auslaufschacht 8
kommunizierenden Kammern 4 einzublasen. Die Zusatzluft wird im Ausführungs
beispiel über einen Luftkanal 10 in der feststehenden Achse 11 zugeführt, der mit
den jeweils nach unten gerichteten Luftdüsen 9 des drehbaren Zellenrads 3
verbindbar ist.
Durch das Einblasen der Zusatzluft kann die Kammerentleerung zwar unter Um
ständen verbessert werden, diese Maßnahme ist aber bei pulverförmigen, stark
kohäsiven Schüttgütern nicht ausreichend, da die Zusatzluft häufig nur einen
Tunnel 12 in die Schüttgutfüllung der Kammer 4 bläst, so daß ein erheblicher Teil
des an den Flügelwandungen anhaftenden Schüttguts in der Kammer 4 verbleibt.
Dieses Schüttgut kann bei einer weiteren Drehung des Zellenrads 3 einerseits in
unerwünschter Weise über den Leckgasstutzen 13 mit dem vom freien Kammer
volumen aus dem Auslaufsschacht 8 aufgenommenen Druckgas abgeführt
werden oder das zur Befüllung nutzbare Kammervolumen beim erneuten
Erreichen des Zulaufschachts 7 verringern.
Diese Nachteile werden durch die in Fig. 1 dargestellte Zellenradschleuse
vermieden.
Die im Bereich der Flügel 6 angeordneten Mittel zum Einblasen der Zusatzluft
umfassen porös ausgebildete Strukturen 14 in den Flügeln 6 des Zellenrads 3, die
bis zur kammerseitigen Oberfläche der Flügel 6 reichen. Der Luftkanal 10 in der
Achse 11 wird bei Drehung des Zellenrads 3 mit in den Flügeln 6 angeordneten
Hohlräumen 15 verbunden, sobald die zugeordneten Kammern 4 mit dem Aus
laufschacht 8 kommunizieren. Die Zusatzluft tritt aus den Hohlräumen 15 durch
die porösen Strukturen 14 über die gesamte axiale Breite und radiale Länge der
Flügel 6 beidseitig in die Kammer 4 ein, wodurch eine zur Flügeloberfläche
orthogonale Luftströmung entsteht. Auf diese Weise wird die Schüttgutfüllung
vollständig von der Kammerwandung gelöst und nachfolgend über den
Auslaufschacht 8 ausgetragen. Beim Erreichen des Leckgasstutzens 13 und des
Zulaufschachts 7 sind die Kammern daher schüttgutfrei.
Bei der Zellenradschleuse nach Fig. 2 und 3 sind am radial innenliegenden Ende
der Flügel 6 Luftdüsen 9 angeordnet, die sich beidseitig in axialer Richtung
schlitzförmig entlang der kammerseitigen Flügeloberfläche erstrecken. Die Luft
düsen 9 werden durch ein in der Kammer angeordnetes Kammerbleches 16
gebildet, das zum von der Antriebswelle 17 des Zellenrads 3 gebildeten
Kammergrund 5 beabstandet und partiell über Stege 18 mit den Flügeln 7
verbunden ist, so daß sich zwischen Kammergrund 5 und Kammerblech 16 ein
Luftkanal 10 ausbildet. Die Zusatzluft wird der jeweils auszublasenden Kammer 4
durch den Luftkanal 10 zugeführt und tritt über die schlitzförmigen Luftdüsen 9 in
den schüttgutgefüllten Teil der Kammer 4 ein, wobei der zur Flügeloberfläche im
wesentlichen parallele, radial nach außen gerichtete Luftstrahl 19 das Schüttgut
von der Oberfläche der Flügel 6 löst, das daraufhin beispielsweise in Form eines
kompakten Schüttgutpfropfens in den Auslaufschacht 8 fällt.
Zur Steuerung der Zusatzluft sind von den mit Schüttgut befüllbaren Kammern 4
durch koaxial zur Drehachse 20 des Zellenrads 3 angeordnete, mit Öffnungen 21
versehenen Scheiben 22 Seitenkammern 23 abgetrennt, die axial nach außen
über Bordscheiben 24 des Zellenrads 3 begrenzt sind und gehäuseseitig gegen
den Eintritt von Schüttgut abgedeckt sind. Die Seitenkammern 23 werden bei
Drehung des Zellenrads 3 vor Erreichen des Auslaufsschachts 8 mit im Gehäuse
1 angeordneten Druckgasanschlüssen 25 verbunden, wodurch die abwärts
drehenden Seitenkammern 23 sowie die mit ihnen durch die Öffnungen 21
kommunizierenden Luftkanäle 10 auf einen Druck aufgepumpt werden, der über
dem Druck im Auslaufschacht 8 liegt. Sobald die jeweils zu entleerende Kammer
4 mit dem Auslaufschacht 8 in Überdeckung steht, tritt das in der betreffenden
Seitenkammer 23 und im zugeordneten Luftkanal 10 gespeicherte, sich
entspannende Druckgas impulsartig durch die Luftdüsen 9 in die Kammer 4 ein
und löst das Schüttgut von der Oberfläche der Flügel 6. Vorsprünge 26 im
Gehäuse 1 der Zellenradschleuse verhindern, daß das Druckgas aus den
Seitenkammern 23 unmittelbar in den Auslaufschacht 8 entweichen kann.
Um anhaftende Schüttgutreste auch vom Kammerblech 16 rückstandslos zu
entfernen, kann dieses ebenfalls eine poröse Struktur aufweisen, wodurch
zusätzlich zu dem Luftstrahl 19 eine Luftströmung durch das Kammerblech 16
hindurch auftritt. Alternativ ist denkbar, das Kammerblech in einer sehr geringen
Wandstärke auszuführen, so daß es infolge wechselnder Druckverhältnisse
zwischen dem Luftkanal 10 und dem mit Schüttgut gefüllten Teil der Kammer 4
eine Biegebewegung ausführt.
Fig. 4 zeigt eine graphische Gegenüberstellung der Füllgrade einer erfindungs
gemäßen Schleuse und herkömmlicher Zellenradschleusen, jeweils mit einem
Rotordurchmesser von 480 mm. Gefördert wurde pulverförmiges PTA (Poly
therephtalsäure), das eine hohe Kohäsivität aufweist.
Unter dem Füllgrad versteht der Fachmann das Verhältnis zwischen tatsächlicher
Förderleistung der Zellenradschleuse und der theoretischen maximalen Förder
leistung bei vollständiger Füllung bzw. Entleerung der Kammern des Zellenrads.
Das Gesamtkammervolumen des Zellenrads betrug in allen Fällen etwa 56 Liter.
Zellenradschleusen ohne Ausblasen (Meßschrieb 1) und Zellenradschleusen mit
punktueller Luftzufuhr zum Ausblasen der Kammern (Meßschrieb 2)
unterscheiden sich in der förderbaren Schüttgutmenge kaum. In beiden Fällen
lassen sich nur unbefriedigende Füllgrade von 20% bis 50% realisieren. Um eine
vorgegebene Schüttgutmenge fördern zu können, muß das Zellenrad daher zwei
bis fünfmal größer ausgeführt werden als theoretisch erforderlich.
Durch ein Einblasen der Zusatzluft über die gesamte axiale Flügelbreite (Meß
schrieb 3) läßt sich der Füllgrad auf 70% bis 80% erhöhen und nimmt damit Werte
an, die auch bei nicht kohäsiven Schüttgütern üblicherweise erreicht werden.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die Ausführungsbeispiele be
schränkt, sondern umfaßt darüber hinaus alle konstruktiven Abwandlungen, zu
denen der Fachmann in nicht erfinderischer Weise gelangt. Insbesondere ist die
Gestalt des Zellenrads nicht auf eine zylindrische Form beschränkt, sondern kann
beispielsweise auch eine konische Kontur aufweisen. Es ist ferner denkbar, dis
Drehachse des Zellenrads nicht nur horizontal, sondern auch vertikal oder in
beliebiger Weise geneigt auszuführen. Für die Zufuhr und Steuerung der
Zusatzluft zu den Ausblasmitteln sind darüber hinaus aus dem Stand der Technik
zahlreiche weitere konstruktive Abwandlungen bekannt, die sich im allgemeinen
auf die erfindungsgemäße Schleuse anwenden lassen. Beim Einsatz in
Systemen, die in einer Atmosphäre aus Prozeß- oder Inertgas betrieben werden,
kann selbstverständlich anstelle von Luft auch ein geeignetes anderes Gas zum
Ausblasen der Kammern verwendet werden.
1
Gehäuse
2
Gehäusebohrung
3
Zellenrad
4
Kammer
5
Kammergrund
6
Flügel
7
Zulaufschacht
8
Auslaufschacht
9
Luftdüse
10
Luftkanal
11
Achse
12
Tunnel
13
Leckgasstutzen
14
poröse Struktur
15
Hohlraum
16
Kammerblech
17
Welle
18
Steg
19
Luftstrahl
20
Drehachse
21
Öffnung
22
Scheibe
23
Seitenkammer
24
Bordscheibe
25
Druckgasanschluß
Claims (9)
1. Zellenradschleuse zum Fördern oder Dosieren von Schüttgut, umfassend
einen Zulaufschacht (7), einen Auslaufschacht (8) und ein Gehäuse (1) mit einem
in einer Gehäusebohrung (2) drehbar angeordneten Zellenrad (3), dessen
Kammern (4) durch sich radial erstreckende Flügel (6) gebildet werden, wobei die
Kammern des Zellenrads Mittel zum Einblasen von Zusatzluft aufweisen, wenn
die Kammern mit dem Auslaufschacht in Überdeckung stehen, dadurch
gekennzeichnet, daß durch die Mittel (9, 14) zum Einblasen der Zusatzluft im
wesentlichen über die gesamte axiale Breite der Flügel (6) eine Luftströmung auf
der kammerseitigen Flügeloberflächen erzeugbar ist.
2. Zellenradschleuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die
Luftströmung auf beiden kammerseitigen Flügeloberflächen erzeugbar ist.
3. Zellenradschleuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Mittel zum Einblasen der Zusatzluft eine poröse Struktur (14) auf der
Oberfläche der Flügel (6) umfassen.
4. Zellenradschleuse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die
poröse Struktur im wesentlichen über die gesamte radiale Länge der Flügel (6)
erstreckt.
5. Zellenradschleuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Mittel zum Einblasen der Zusatzluft am radial innen
liegenden Ende der Flügel (6) angeordnete Luftdüsen (9) umfassen.
6. Zellenradschleuse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Luftdüsen (9) in axialer Richtung schlitzförmig ausgebildet sind.
7. Zellenradschleuse nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Luftdüsen (9) entlang der Seitenflächen eines in der Kammer (4) angeordne
ten, zum Kammergrund (5) beabstandeten Kammerblechs (16) ausgebildet sind.
8. Zellenradschleuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zusatzluft den Kammern (4) über einen Luftkanal (10) in
der Achse (11) oder Welle (17) des Zellenrads (3) zuführbar ist.
9. Zellenradschleuse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Flügel (6) des Zellenrads (3) in Verbindung mit koaxial zum
Zellenrad angeordneten Scheiben (22) Kammern (4) und Seitenkammern (23)
ausbilden, wobei die Seitenkammern gegen Schüttguteintritt aus dem Zulauf
schacht (7) abdeckbar sowie mit einem Druckgasanschluß (25) verbindbar sind
und über Öffnungen (21) in den Scheiben mit den Mitteln (9, 14) zum Einblasen
der Zusatzluft in die Kammern (4) kommunizieren.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999113196 DE19913196A1 (de) | 1999-03-24 | 1999-03-24 | Zellenradschleuse |
EP99120432A EP1006064A1 (de) | 1998-12-02 | 1999-10-14 | Zellenradschleuse |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999113196 DE19913196A1 (de) | 1999-03-24 | 1999-03-24 | Zellenradschleuse |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19913196A1 true DE19913196A1 (de) | 2000-10-05 |
Family
ID=7902152
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1999113196 Withdrawn DE19913196A1 (de) | 1998-12-02 | 1999-03-24 | Zellenradschleuse |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19913196A1 (de) |
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- 1999-03-24 DE DE1999113196 patent/DE19913196A1/de not_active Withdrawn
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Legal Events
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