DE2805945C3 - Vorrichtung zur kontinuierlichen Speisung und Entleerung einer in Vakuum arbeitenden Einrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Speisung und Entleerung einer in Vakuum arbeitenden Einrichtung, durch die ein körniges oder pulverförmiges festes Produkt durch einen unter Vakuum stehenden Raum, der die Einrichtung umgibt, führbar ist.

Wenn eine Einrichtung zur Behandlung eines körnigen oder pulverförmigen Festkörperprodukts unter Vakuum arbeiten soll, ist es sehr schwierig, diese Einrichtung kontinuierlich mit zu behandelnden Produkten zu versorgen und das sich durch die Behandlung ergebende Produkt zu entfernen, da der Durchtritt der Produkte von außen in einen Raum unter Vakuum und vom Raum unter Vakuum nach außen nicht in dichter Weise erfolgen kann.

Es ist insbesondere eine Vakuum-Schleudermühle bekannt, deren Wirkungsgrad sehr viel höher gegenüber herkömmlichen Mühlen ist, die zum Mahlen von Zementklinker verwendbar sind, deren industrielle Anwendung bisher aus verschiedenen Gründen nicht durchgeführt worden ist, insbesondere weil es nicht möglich war, einen kontinuierlichen Langzeitbetrieb dieser Mühle sicherzustellen.

Eine der Hauptschwierigkeiten, um einen Dauerbetrieb der Mühle sicherzustellen, liegt in der Versorgung oder Speisung mit dem zu mahlenden Produkt und in

ίο der Entsorgung oder Entleerung des gemahlenen Produkts, die in Richtung auf einen oder ausgehend von einem Raum unter Vakuum oder Vakuumbehälter erfolgen müssen. Bisher wurden daher einzig diskontinuierliche oder unstetige Systeme verwendet, wobei das

i·.· Produkt in einem Puffervolumen zu Beginn des Betriebes gespeichert wird und in einem anderen Puffervolumen während des Betriebs gesammelt wird, wobei diese Puffervolumen im Inneren des Vakuumbehälters angeordnet sind. Diese Betriebsweise verhindert offensichtlich eine industrielle Anwendung einer derartigen Vakuum-Mühle.

Zur Erzielung einer kontinuierlichen Gutaufgabe von pulverförmigem Gut hat man schon mehrere parallelgeschaltete Behälter vorgesehen, die wechselweise gefüllt und entleert werden und hierzu mit Speise- bzw. Entleerungsleitungen versehen sind. Das wechselweise Füllen und Entleeren dieser Behälter erfordert einen verhältnismäßig großen Aufwand, wobei immer nur die Kapazität eines einzigen Behälters zur Verfügung steht und die Durchsatzleistung der Anlage infolgedessen beschränkt ist. Mit Vakuum wird bei diesen bekannten Vorrichtungen nach der DE-PS 9 22 938 und der CH-PS 3 76 429 nicht gearbeitet

Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, eine Vorrichtung zur Speisung und Entleerung einer in Vakuum arbeitenden Einrichtung zu schaffen, durch die ein körniges oder pulverförmiges Festkörperprodukt durch einen Vakuumraum, der die Einrichtung umgibt, kontinuierlich gefördert wird, w,vbei die Vorrichtung betreibbar sein soll, ohne das Vakuum im Raum zu unterbrechen, und ohne daß ein Behälter leer stehen muß, weil er wechselweise mit anderen Behältern betrieben werden muß.

Zur Lösung der Aufgabe dienen die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angeführten Merkmale.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt in Ansicht die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Speisung und zur Entleerung bei deren Verwendung zusammen mit einer Vakuum-Schleudermühle für Zementklinker, wobei der die Mühle umschließende Vakuumbehälter dargestellt ist.

Die Gesamtanordnung der die Vorrichtung zur Speisung und zur Entleerung und der den die Mühle aufweisenden Vakuumbehälter bildenden Bauteile sind vertikal in einem Gerüst 1 großer Abmessungen angeordnet.

Im Mittelabschnitt des Gerüsts 1 befindet sich der Behälter 2 der Mühle sowie die Pumpen und Filter zur Evakuierung dieses Behälters 2.

Am Oberabschnitt der Einrichtung ist ein Speisekreis 3 vorgesehen, durch den das Produkt in Suspension in einem Luftstrom zu zwei Speise-Schleusenkammern 4,5 führbar ist, die an ihrem Oberteil mit dem Speisekreis 3 mittels Ventilen 7 bzw. 8 in Verbindung stehen.

Die oberen Speise-Schleusenkammern 4, 5 sind als Doppelkegelstumpf ausgebildet, wobei der obere Kegelstumpf die Abdeckkappe der Schleusenkammer

und der untere Teil den Trichter bilden, in dessen Innerem das der Mühle zugeführte Granulat-Produkt umläuft bzw. strömt. Leitungen 9, 10, die mit Vakuumpumpen 11, 12 verbunden sind, ermöglichen eine Evakuierung des Inneren der Schleusenkammern 4, 5, wenn die Ventile 7, 8 geschlossen sind. Die Kegelstümpfe, die die Trichter der Schleusenkammern 4,5 bilden, münden an ihrem Unterteil in Rutschen oder Rinnen 16,17 über Ventile 14 bzw. 15, die die Isolierung oder Abtrennung der Schleusenkammern 4, 5 von den Rinnen 16,17 ermöglichen.

Jede der Schleusenkammern 4, 5 kann daher vom Speisekreis 3 und den Ausgangs-Rinnen 16, 17 abgetrennt werden, wobei die Eintritte und die Austritte der Schleusenkammern 4, 5 mit Ventilen 7, 8, 14, 15 versehen sind, die gegenüber dem Wiedereintritt von Luft dicht sind und die durch verformbare Leitungen gebildet sind, die durch Klemmglieder geöffnet oder geschlossen werden können.

Die Rinnen 16, 17 bestehen aus dichten Rohren, die mit Vibratoren 20 bzw. 21 verbunden sind, die das Strömen der Produkte während des Vibnerens oder Schwingens der Leitungen begünstigen.

Das Austrittsende der Rinnen 16, 17 ist mit dem Inneren des dichten Vakuumbehälters 2 in Verbindung über einen Verteiler 23, der die körnigen oder granulatförmigen Produkte dem Rotor der Mühle zuführt.

Das an der Basis des Behälters 2 gesammelte gemahlene Produkt strömt in zwei Leitungen einer Verzweigung 22 zu Rinnen 24, 25, die identisch den Rinnen 16, 17 sind und mit Vibratoren 27 bzw. 28 versehen sind.

Der Austritt der Rinnen 24, 25 ist mit unteren Entleerungs-Schleusenkammern 30 bzw. 31 verbunden über zwei Ventile 32 bzw. 33, die identisch den Ventilen sind, mit denen die oberen Speise-Schleusenkammern 4, 5 ausgerüstet sind.

Die den oberen Schleusenkammern 4, 5 identischen unteren Schleusenkammern 30, 31 sind an ihrem Oberteil mit Evakuierungseinrichtungen 35, 36 versehen.

Der Unterteil des Austritts der unteren Schleusenkammern 30, 31 ist mit einem Entleerungskreis 40 verbunden, der die Förderung des gemahlenen Produkts auf pneumatischem Wege ermöglicht. Zwischen dem Austritt der Schleusenkammern 30, 31 und dem Entleerungskreis 40 sind Ventile 38 bzw. 39 angeordnet, die die dichte Abtrennung der unteren Schleusenkammern30,31 vom Entlee.ungskreis40ermöglichen.

Die Verbindung der schwingenden Rinnen mit den Ventilen, die deren Verbindung mit den Schleusenkammern ermöglichen, und mit dem Vakuumbehälter 2 erfolgt über nachgiebige Verbindungen, die die Absorption von Schwingungen ermöglichen. Diese Verbindungen können beispielsweise als Balge ausgebildet sein.

Im folgenden wird die Wirkungsweise der Einrichtung im Fall des Mahlens von Zementklinken-Körnern mittels einer im Inneren des Vakuumbehälters 2 angeordneten Vakuum-Mühle erläutert.

Der granulatförmige oder körnige Klinker wird kontinuierlich durch den Speisekreis 3 einem der beiden Schleusenkammern 4, 5 zugeführt, beispielsweise der Schleusenkammer 4, die von der vibrierenden Rinne 16 mittels des Ventils 14 abgetrennt ist. Das Ventil 7 ist also geöffnet und das Ventil 8 geschlossen.

Im Inneren der i/.hleusenkammer 5, deren die Verbindung mit der Rinne 17 ermöglichendes Venül 15 geöffnet ist, befindet sich Zementklinker, der kontinuierlich in die Rinne 17 während der Füllung der Schleusenkammer 4 strömt. Die durch den Vibrator 21 in Schwingungen oder Vibrationen versetzte Rinne 17 fördert in regelmäßiger Weise den Klinker bis zum Verteiler 23, der dessen Einführung in den Rotor der Mühle ermöglicht. Der Durchsatz des Speisekreises 3 und die Strömungsgeschwindigkeit des Produkts durch die Rinne 17 sind so vorgesehen, daß die Füllung der Schleusenkammer 4 während lediglich eines Bruchteils der Zeit erfolgen kann, die zur Entleerung der Schleusenkammer 5 notwendig ist, beispielsweise kann die Füllung während der Zeit erfolgen, die zur Förderung des gesamten granulatförmigen Produkts erforderlich ist, das sich in der Schleusenkammer 5 befindet.

Wenn die Füllung der Schleusenkammer 4 beendet ist, wird die Speisung über den pneumatischen Speisekreis 3 beendet und wird das Ventil 7 geschlossen, das die vollständige Abtrennung r³. .-.,· Schleusenkammer 4 nach außen und gegenüber derr. Vakuumbehälter 2 ermöglicht. Nun wird die Vakuumpumpe U in Betrieb gesetzt und die Speicherkammer der Schleusenkammer

4 evakuiert, bis ein Restdruck erhalten wird, der mit dem vergleichbar ist, der im Vakuumbehälter 2 herrscht.

Während dieses Evakuierens ist der obere Pegel des granulierten Produkts, das in der Schleusenkammer 5 enthalten ist, praktisch an der Basis oder dem Unterende dieser Schleusenkammer 5 angelangt, weshalb nun Betriebsschritte durchgeführt werden müssen, die notwendig sind, um die Schleusenkammer 4 zur Speisung zu betreiben und die Schleusenkammer 5 in den Füllzustand zu bringen.

Dazu wird das Ventil 15 geschlossen und das Ventil 14 geöffnet, wobei das in der Rinne 17 enthaltene Produkt weiterhin die Mühle versorgt, die daher keiner diskontinuierlichen Speisung unterliegt, und das in der Kammer der Schleusenkammer 4 enthaltene Produkt füllt nun die Rinne 16, die mittels des Vibrators 22 in Schwingungen versetzt ist. Bei eingeleiteter Speisung tjrch die Schleusenkammer 4 wird die Versorgung des Vibrators 21 abgetrennt und der Mahlbetrieb setzt sich bezüglich des in der Schleusenkammer 4 enthaltenen granulierten Produkts fort. Die Speisung mit granuliertem Produkt durch den pneumatischen Speisekreis 3 wird nun wieder in Gang gesetzt, und durch Öffnung des Ventils 8 wird das granulierte Produkt in die Kammer der Schleusenkammer 5 geführt, die während eines Teils der Zeitdauer gefüllt wird, die zur Entleerung der Schleusenkammer 4 notwendig ist.

Nach Füllung wird die Schleusenkammer 5 vollständig von dem Speisekreis 3 und der vibrierenden Rinne 17 abgetrennt durch die Ventile 8 und 15, wobei der Speisekreis 3 außer Betrieb gesetzt wird und wobei Vakuum im Innern der Kammer der Schleusenkammer

5 erzeugt wird, mittels der Pumpe 12.

Wenn der obere Pegel des in der Schleusenkammer 4 enthaltenen Produkts nahe dem Unterteil der Schleusenkammer 4 a .gelangt ist, ist die Schleusenkammer 5 bereit für einen neuen Speisebetrieb der Mühle und die Umschaltung oder Vertauschung kann gemäß identischen Betriebsschritten erfolgen, wie die zur Inbetriebsetzung der Schleusenkammer 4 und der Abtrennung der Schleusenkammer 5 durchgeführten, die erläutert worden sind.

Das sich am Unterteil des Vakuumbehälters 2 ansammelnde gemahlene Gut oder Produkt strömt durch die Verzweigung 22 in die Rinnen 24, 25, die durch

vom Behälter 2 abzweigende .Saugglieder unter Vakuum gehalten sind, und wird zur in Betrieb befindlichen F.ntleerungs-Schleusenkammer gefördert, beispielsweise zur Schleusenkammer 30 über die betriebene Rinne 24. wobei der Vibrator 27 in Betrieb ist. Das Ventil 32 ist daher geöffnet und das Ventil 33 geschlossen. Bei geschlossenem Ventil 38 füllt das gemahlene Produkt die Kammer der Schleusenkammer 30. die zuvor durch die Evakuier- oder Pumpeinrichtung 35 evakuiert worden ist. Das gemahlene Produkt entleert sich daher kontinuierlich von dem Vakuumbehälter 2 zur evakuierten Schleusenkammer 30.

Während der Füllung der Schleusenkammer 30 erfolgt eine Entleerung der zuvor mit gemahlenem Gut oder Produkt über die schwingende oder vibrierende Rinne 25 gefüllten Schleusenkammer 3t. Dazu ist das Ventil 39 geöffnet und steht die Schleusenkammer 31 mit dem pneumatischen Entleerungskreis 40 in Verbindung, die die Förderung des pulverförmigen Produkts zu einer Speichereinrichtung ermöglicht.

Der Entleerungsbetrieb der Schleusenkammer 30 erfolgt dabei derart, daß dessen Dauer kleiner ist als die Zeitdauer, die zur Füllung der Kammer der Schleusenkammer 30 notwendig ist. Wenn die Kammer der Schleusenkammer 31 vollständig entleert ist, wobei der Betrieb während (beispielsweise) einer Zeitdauer durchgeführt worden ist, die ziemlich genau der Hälfte der Füllungsdauer der Schleusenkammer 30 entspricht, wird das Ventil 39 geschlossen und wird der pneumatische Entleerungskreis 40 außer Betrieb gesetzt. Nun wird in der Kammer der Schleusenkammer 31 durch die Evakuierungs- oder Pumpeinrichtung 36 Vakuum erzeugt und ist die Schleusenkammer 31 dann von neuem bereit zur Aufnahme von pulverförmigem Gut oder Produkt, das von der Verzweigung 22 und der Rinne 25 abgezogen worden ist.

Wenn die Füllung der Kammer der Schleusenkammer 30 beendet ist. wird das Ventil 28 geöffnet und wird mittels des Vibrators 28 die schwingende Rinne 25 in Betrieb gesetzt. Das gemahlene Produkt strömt nun in die Kammer der Schleusenkammer 31. Durch Schließen des Ventils 32. öffnen des Ventils 38 und Inbetriebsetzen des pneumatischen Entleerungskreises 40 kann nun die Entleerung der Schleusenkammer 30 erfolgen, wobei das Abziehen des Produkts mittels der Rinne 35 und der Schleusenkammer 31 fortgesetzt wird. Die Folge der Betriebsschritte umfaßt das Entleeren der Schleusenkammer 30. dann das Evakuieren nach Schließen des Ventils 38 und das Außerbetriebsetzen des pneumatischen Entleerungskreises 40. wobei die Rolle der beiden Schleusenkammern 30,31 invertiert ist.

Die erläuterten Betriebsschritte können beliebig oft durchgeführt werden, wobei die Produkte die Vakuum kammer oder den Vakuumbehälter 2 und die Mühle kontinuierlich durchsetzen oder durchströmen.

Die beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung zur Speisung und zur Entleerung ermöglicht daher einen vollkommen kontinuierlichen Betrieb der Mühle.

Um ein VerstoDfen oder Verschließen der Evakuierungseinrichtungen der verschiedenen .Schleusenkammern und des Behälters zu vermeiden, sind die Saugsysteme mit Filtern versehen, die die feinen Teilchen der pulverförmigen Produkte zurückhalten, die mit den abgesaugten Gasen mitgerissen werden können. Bei einem System mit vertikaler Anordnung, bei dem die Umwälzung dci Produkte hauptsächlich mittels Schwerkraft erfolgt, wie bei dem beschriebenen System erlauben die schwingenden Rinnen 16,17 bzw. 24,25 mit

ι» horizontaler Anordnung eine Platzeinsparung in Hö henrichtung, was insbesondere wichtig ist bei industriellen Einrichtungen großen Leistungsvermögens, die Schleusenkammern und einen Behälter großer Höhen erfordern.

is Andererseits ermöglicht es die seitliche Anordnung der Schleusenkammer den Zentralteil des Vakuumbehälters freizusetzen, was insbesondere nützlich ist, um einen Auseinanderbau oder eine Wartung der Mühle zu erreichen. Schließlich haben die schwingenden Rinnen, wenn sie mit Magnetvibratoren versehen sind, wobei diese Vibratoren vollständig außerhalb der Rinnen angeordnet sind, die durch dichte Rohre gebildet sind, den Vorteil, daß kein unter Vakuum befindliches mechanisches Teil erforderlich ist.

Selbstverständlich sind noch weitere Ausführungsformen der F.rfindung möglich.

Beispielsweise sind Vorrichtungen zur Speisung und zur Entleerung möglich, denen eine beliebige Anzahl von Schleusenkammern am oberen Teil und am unteren

jo Teil zugeordnet sind, wobei die Schleusenkammern abwechselnd mit den pneumatischen Speisekreisen bzw.

Entleerungskreisen und mit den Vakuum-Rinnen und

dem Vakuum-Behälter in Verbindung gesetzt werden.

Weiter sind Vorrichtungen möglich, bei denen die

Schleusenkammern mit dem Behälter über geneigte Rinnen in Verbindung stehen, wenn der vertikale Raumbedarf der Einrichtung nicht kritisch ist. In bestimmten Fällen ist es nicht notwendig, eine seitliche Lage der Schleusenkammern vorzusehen, die ein Freilegen des Zentralteils des Vakuumbehälters ermöglicht, wobei in diesem Fall die Verbindung zwischen den Schleusenkammern und dem Vakuumbehälter durch eine einfache Verzweigung erfolgen kann. Schließlich ist eine von der beschriebenen vertikalen Anordnung unterschiedliche Anordnung der verschiedenen Bauelemente möglich, wobei die Förderung der Produkte oder Güter nicht durch Schwerkraft, sondern durch zusätzliche Fördereinrichtungen erfolgt. Weiter können zusammen mit den Schleusenkam mern herkömmliche Einrichtungen verwendet werden.

die im allgemeinen Trichtern zugeordnet sind, um aie

Umwälzung der körnigen oder pudrigen Produkte zu

ermöglichen, die in diesen Trichtern strömen.

Schließlich kann die erfindungsgemäße Vorrichtung

nicht nur in Verbindung mit einer Vakuum-Mühle verwendet werden, sondern auch mit jeder anderen Behandlungseinrichtung von körnigem oder pudrigem Material, die in einem Vakuumbehälter angeordnet ist

Hierzu 1 Blatt ZeichnungfJi

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur kontinuierlichen Speisung und Entleerung eines körnigen oder pulverförmigen Festkörperprodukts, das mit einem Speisekreis in eine unter Vakuum arbeitende, von einem Vakuumbehälter umschlossene Maschine od. dgl. eingeführt und daraus durch einen Entleerungskreis entnommen wird, wobei eine Schleusenkammer vorgesehen ist, die zur Speisung und Entleerung des Produkts in und außer Betrieb setzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei mit dem Speisekreis (3) verbundene Speise-Schleusenkammern (4, 5) vorgesehen sind, deren Austritt in Verbindung steht mit dem Eintrittsende des Vakuumbehälters (2), wobei die Speise-Schleusenkammern (4, 5) durch Abschlußventile (7, 8; 14, 15) an ihrem Ein- und Austritt verschließbar sind, und daß miiKKStens zwei Entleerungs-Schleusenkammern (30, 31) vorgesehen sind mit jeweils einem Eintritt, der mit dem Austritt des Vakuumbehälters (2) in Verbindung steht und mit einem Austritt in Verbindung mit dem Entleerungskreis (40), wobei die Entleerungs-Schleusenkammern (30, 31) durch Abschlußventile (32, 33; 38, 39) verschließbar sind, und wobei die Speise- und Entleerungs-Schleusenkammern (4, 5; 30, 31) jeweils mit einer Evakuierungseinrichtung (11,12;35,36) versehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, c'-'.ß die Speise-Schleusenkammern (4, 5) über dem Vakuumbehälter (2) seitlich gegenüber diesem angeordnet sind und mit dem Oberteil des Vakuumbehälters (2) über horizontale schwingende Rinnen (16, 17) verbunden sind, und daß die Entleerungs-Schleusenkammern (30, 31) unter dem Vakuumbehäller (2) seitlich zu diesem angeordnet sind und mit dessen Unterteil über horizontale vibrierende Rinnen (24,25) verbunden sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vibrierenden Rinnen (16,17,24,25) durch dichte Rohre gebildet sind, an den?n magnetische Vibratoren (20, 21, 27, 28) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuum-Einrichtung im Vakuumbehälter (2) eine Schleudermühle ist.