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Vorrichtung zum stirnseitigen Ab-
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I Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum stirnseitigen Abdichten
eines Walzenspalts, mit einem im Einlaufbereich vor dem Walzenspalt angeordneten
Keil, der als Führungsschild für das Behandlungsgut dient.
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Vorrichtungen dieser Art sind beispielsweise bei der Verarbeitung
von flüssigen oder pastenförmigen Materialien bekannt.
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Der vor dem Walzenspalt als seitliche Begrenzung der Materialbahn
angeordnete Keil kann aus Holz oder Metall, wie Aluminium, bestehen und er liegt
auf dem Walzenumfang an oder er wird angedrückt. Trotz des anliegenden Keiles läßt
sich insbesonandere bei der Lebensmittelherstellung, beispielsweise von Stärke,
Milchpulver oder dergleichen, nicht vermeiden, daß einzelne Partikel unter die Keilfläche
gelangen, dort verkrusten und abgesehen von der dadurch begünstigten Bakterienbildung
die Walzenoberfläche relativ schnell verschleißen, so daß die
Walzen
häufig ausgewechselt werden müssen und hierdurch erhebliche Kosten entstehen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs
angegebenen Art so auszubilden, daß die Abdichtung des Walzenspaltes verbessert
und zugleich der Verschleiß an der Walzenoberfläche vermindert wird.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß auf den
Keilflächen ein Luftkissen ausgebildet wird, indem der Keil hohl ausgebildet und
an den Keilflächen mit geeigneten Öffnungen versehen wird, während über eine Zuleitung
ein unter Druck stehendes Gas eingeleitet wird. Hierdurch ist es möglich, nur den
äußeren Randbereich des Keiles auf der Walzenoberfläche anliegen zu lassen und vor
diesem anliegenden Bereich ein Luftkissen auszubilden, welches verhindert, daß das
Eehandlungsgut in den Bereich der aneinander gleitenden Flächen gelangt. Hinzu kommt,
daß durch eine auf den Walzenspalt gerichtete Auslaßöffnung an dem Keil auch der
Walzenspalt selbst besser abgedichtet werden kann. Bei einer geeigneten Ausbildung
des Luftkissens unter den Keilflächen können diese auch in einem geringen Abstand
über der Walzenoberfläche angeordnet werden, wodurch ein Verschleiß durch Reibung
vermieden wird.
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Nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist der Hohlraum des Keiles
in Richtung auf den Walzenspalt verlängert, wobei sich diese Verlängerung seitlich
des Walzenspaltes erstreckt.
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und mit Auslaßöffnungen versehen ist, welche auf den Walzenspalt,
vorzugsweise etwas schräg zur Umlaufrichtung der Walzen, gerichtet sind. Hierdurch
kann bei einem flüssigen Behandlungsgut der Walzenspalt selbst durch Ausbildung
eines Luftkissens an den Enden des Walzenspaltes stärker abgedichtet werden.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Verlängerung des Hohlraums
des Keiles so ausgebildet, daß sie sich hinter
dem Walzenspalt mit
einem keilförmigen Ansatz über den Rand der Walzen nach innen erstreckt, wobei eine
oder mehrere Auslaßöffnungen in diesem Keilansatz ausgebildet sind, welche auf den
Walzenspalt gerichtet sind. Durch eine solche Ausgestaltung kann die Abdichtung
des Walzenspaltes weiter verstärkt werden.
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Die Keilflächen, auf denen die Bohrungen zur Ausbildung eines Luftkissens
münden, können mit einer im Querschnitt geeignet gestalteten Nut versehen sein,
durch welche die Ausbildung eines abdichtenden Luftkissens begünstigt wird. Hierbei
ist es möglich, auf der den Keilflächen gegenüberliegenden Walzenoberfläche eine
entsprechende Nut zur verstärkten Ausbildung i eines Luftkissens vorzusehen.
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Der keilförmige Schild vor dem Walzenspalt kann sich mit einem Abschnitt
über die Stirnseite der Walzen erstrecken und auf diesem Abschnitt mit weiteren
Auslaßöffnungen versehen werden, so daß bei nicht anliegendem Keil ein Austreten
der Luft nach außen vermindert wird.
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Beispielsweise Ausführungsformen nach der Erfindung werden nachfolgend
anhand der Zeichnungen näher erläutert, in denen Fig. 1 in einer teilweise aufgeschnittenen
Ansicht eine Vorrichtung zeigt, die sich im wesentlichen um den Walzenspalt erstreckt.
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Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht längs der Linie B-B in Fig. 1.
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Fig. 3 zeigt in einem Teilschnitt eine Ausgestaltung des Keiles im
Bereich der Keilflächen.
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Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform eines Keiles.
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Fig. 5 stellt eine Ausführungsform dar, bei der auf dem Walzenumfang
eine Nut ausgebildet ist. i
Fig. 6 zeigt eine Ausgestaltung, bei
der sich der Keil über einen Abschnitt der Stirnfläche der Walzen erstreckt.
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In Fig. 1 sind mit 1 und 2 zwei gegeneinanderlaufende Walzen bezeichnet,
die bei dieser Darstellung den gleichen Durchmesser haben. Die erfindungsgemäße
Vorrichtung kann jedoch auch zwischen Walzen vorgesehen werden, die unterschiedlich
große Durchmesser aufweisen. Mit 3 ist ein keilförmiger Schild bezeichnet, der vor
dem Walzenspalt 4 angeordnet ist und sich, wie die Fig. 2 zeigt, über den Rand der
Walzenoberfläche erstreckt. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 liegt dieser
keilförmige Schild 3 nicht auf den Walzenoberflächen an.
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Der Schild 3 ist hohl ausgebildet und mit einer Zuleitung 5 versehen,
mit der er an eine Quelle für ein unter Druck stehendes Gas angeschlossen ist. Auf
den Keilflächen des Schildes 3 ist jeweils eine Nut 6 ausgebildet, in welche Bohrungen
7 münden, welche das unter Druck stehende Gas, üblicherweise Luft, aus dem Hohlraum
8 des Schildes 3 zur Ausbildung eines Luftkissens auf die Walzenoberfläche leiten.
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Um ein Eindringen von Behandlungsgut zwischen Keilflächen und Walzenoberfläche
an der Vorderkante des Schildes bei 9 zu vermeiden, kann ein an sich bekannter Vorabweiser
vor dem Schild angeordnet werden. Vorzugsweise wird jedoch bei 9 eine mehr tangential
als radial auf die Walzenoberfläche gerichtete Auslaßöffnung vorgesehen, die düsenartig
ausgebildet sein kann, so daß an der Vorderkante des Schildes 3 ankommendes Behandlungsgut
weggeblasen wird. Gegebenenfalls} kann zusätzlich zu einem Vorabweiser, der aus
einer vor dem Schild angeordneten Leitfläche bestehen kann, eine Anordnung von Düsenbohrungen
9 vorgesehen werden. Nach einer anderen Ausgestaltung kann der vordere Rand des
Schildes 3 in Form einer schräg zur Walzenachse verlaufenden Abweisfläche ausgebildet
werden, in welche Düsenbohrungen münden, wie es bei 9 in Fig. 1 gezeigt ist.
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Wird zur Abdichtung des Walzenspaltes 4 lediglich der keilförmige
Schild 3 vorgesehen, so wird zweckmäßigerweise im Bereich der Spitze des Keiles
eine auf den Walzenspalt gerichtete, düsenförmige Auslaßöffnung 10 vorgesehen, durch
welche ein Luftstrom durch den Walzenspalt geleitet wird, so daß an dieser Stelle
ein seitliches Austreten von flüssigem Behandlungsgut verhindert wird.
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Vorzugsweise wird eine seitlich auf der Stirnseite der Walzen sich
über den Walzen..ialt erstreckende Verlängerung 11 des hohlen Schildes 3 vorgesehen,
welche mit Bohrungen 12 versehen ist, die auf den Walzenspalt 4 gerichtet sind.
Anstelle dieser Bohrungen 12 kann gegebenenfalls auch ein Schlitz in dieser Verlängerung
11 vorgesehen werden, der sich längs des Walzenspaltes erstreckt. Die Bohrungen
12 können bezüglich der Walzenachsen etwas schräg angeordnet sein, wobei sie gegen
das ankommende Behandlungsgut gerichtet sind. Zur Ausbildung eines geeigneten Luftkissens
im Walzenspalt können sie auch unterschiedliche Ausgestaltungen und Ausrichtungen
haben.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 erstreckt sich die
Verlängerung 11 des hohlen Schildes 3 über den Walzenspalt hinaus, wobei sie mit
einem keilförmigen Ansatz 13 versehen ist, der sich hinter dem Walzenspalt 4 über
den Rand der Walzenoberflächen nach innen erstreckt, wie es aus Fig. 2 ersichtlich
ist. Dieser Ansatz 13 ist mit einer schlitzförmigen Auslaßöffnung 14 versehen, die
auf den Walzenspalt 4 gerichtet ist. Hierdurch wird am stirnseitigen Ende des Walzen-:
spaltes ein Luftkissen ausgebildet, welches ein seitliches Austreten von flüssigem
Behandlungsgut verhindert.
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Die Fig. 3 bis 6 zeigen verschiedene Ausgestaltungen im Bereich der
Keilflächen des Schildes 3. Die Fig. 3 zeigt eine Ausgestaltung, wie sie bei der
Ausführungsform nach Fig. 1 vorgesehen ist. Auf der Keilfläche des Schildes 3 ist
die Nut 6 vorgesehen, die sich ueber die Länge der Keilfläche erstreckt
und
in die Auslaßöffnungen 7 münden, welche mit dem Hohlraum 8 des Schildes 3 in Verbindung
stehen. Vorzugsweise wird der Spalt zwischen dem äußeren Rand des Schildes und der
Oberfläche der Walze 1 kleiner gehalten als der Spalt am innenliegenden Rand des
Schildes 3, so daß sich das entstehende Luftkissen in Richtung auf die Innenseite
des Schildes 3 ausbildet, wie es bei 15 schematisch angedeutet ist. Mit 16 ist das
flüssige Behandlungsgut bezeichnet. Die Darstellungen nach den Fig. 3 bis 6 entsprechen
etwa einem Schnitt A-A in Fig. 1.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 sind die Bohrungen 7 etwas schräg
nach innen geneigt, wobei eine im Querschnitt anders geformte Nut 6 vorgesehen ist,
welche die Ausbildung des nach innen gerichteten Luftkissens 15 begünstigt. Der
äußere Rand der Keilfläche des Schildes 3 liegt bei diesem Ausführungsbeispiel auf
der Walzenoberfläche wie bei den bekannten keilförmigen Schilden an, wodurch die
seitliche Abdichtung verbessert wird. Durch die Ausbildung eines Luft kissens vor
diesem anliegenden Abschnitt wird vermieden, daß Partikel des Behandlungsgutes zwischen
die gegeneinander gleitenden Flächen gelangen.
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Eine andere Ausführungsform zeigt die Fig. 5, wobei auf der Umfangsfläche
der Walze 1 eine Nut 17 ausgebildet ist, die der Nut 6 auf der Keilfläche des Schildes
3 etwa gegenüberwiegt. Die Bohrungen 7 sind hierbei schräg nach außen geneigt, so
daß sich in dem durch die Nuten 6 und 17 gebildeten kreisförmigen Hohlraum eine
Wirbelbewegung der einströmenden Luft ergibt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 erstreckt sich der Schild
3 über einen stirnseitigen Abschnitt der Walzen zur Ausbildung eines Spaltes, in
den Bohrungen 18 vom Hohlraum 8 des Schildes 3 aus münden. An der Walzenkante ist
eine Nut 19 ausgebildet, welche mit der Rundung des sich nach innen über die Walzenoberfläche
erstreckenden Teils
des Schildes 3 einen im Querschnitt elliptischen
oder runden Hohlraum bildet, in dem eine Wirbelbewegung der einströmenden Druckluft
und ein entsprechendes Luftkissen ausgebildet wird.
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Die Querschnittsform der Nuten kann hierbei so ausgebildet sein, daß
sich eine Düsenwirkung in Richtung nach innen auf das Behandlungsgut ergibt.
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Es ist auch möglich, eine Ausgestaltung nach Fig. 6 mit sich Uber
einen Abschnitt der Stirnseite der Walzen erstreckendem Schild 3 auch bei einer
Ausführungsform beispielsweise nach Fig. 5 vorzusehen, so daß der außenliegende
Spalt zwischen Schild und Walze verlängert wird, wobei zusätzlich Bohrungen in diesen
Spalt münden können, welche eine Strömung nach innen ausbilden. Eine derartige Ausgestaltung
ist in Fig. 5 durch gestrichelte Linien angedeutet.
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Durch die Ausbildung eines Luftkissens vor dem Walzenspalt im Bereich
der Keilflächen wird verhindert, daß Partikel des Behandlungsgutes sich unter den
Keilflächen festsetzen und die Walzenoberfläche beschädigen können. Durch die Ausbildung
eines Luftkissens am seitlichen Ende eines Walzenspaltes durch die Verlängerung
11 wird ein Austreten von flüssigem Behandlungsgut an dieser Stelle verhindert,
wobei diese Abdichtung noch durch den auf der Rückseite des Walzenspaltes nach innenragenden
Ansatz 13 verstärkt werden kann, durch den ein von Luftzuführungsöffnungen umgebenes
Luftkissen am stirnseitigen Ende des Walzenspaltes ausgebildet wird. Die Vorrichtung
zur Ausbildung des Luftkissens kann hierbei teilweise an den Walzen anliegen oder
vollkommen frei angeordnet sein. Zur Ausbildung des Luftkissens kann jedes geeignete
gasförmige Medium ver-> wendet werden, wie auch die erfindungsgemäße Vorrichtung
für die verschiedensten Anwendungszwecke geeignet ist, bei denen ein flüssiges,
pastenförmiges, granulatartiges oder fließfähiges Behandlungsgut zwischen Walzen
verarbeitet wird.
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Es sind verschiedene Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen
Vorrichtung
möglich. So können beispielsweise andere Gestaltungen der Keilflächen und der Austrittsöffnungen
vorgesehen werden, durch welche eine günstigere Verteilung des entstehenden Luftkissens
erzielt wird. Ferner ist es möglich, eine Art Labyrinthdichtung am äußeren Rand
des Schildes auszubilden, durch welche ein Austreten der Luft des Luftkissens behindert
wird. Je nach Durchmesser der einander zugeordneten Walzen kann die Vorrichtung
in der Ansicht nach Fig. 1 unsymmetrisch ausgebildet werden. Es ist auch möglich,
den sich zwischen einer ebenen Bahn und einer Walze ergebenden Walzenspalt mit der
erfindungsgemäßen Vorrichtung abzudichten, wobei die in Fig. 1 wiedergegebene Form
der Vorrichtung dieser Form des Walzenspaltes angepaßt wird. Die in Fig. 1 wiedergegebene
Anordnung wird vorzugsweise verwendet, wenn die Walzen 1 und 2 von oben beschickt
werden.