DE3910617A1 - Zellenradschleuse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zellenradschleuse der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Zellenradschleusen werden benutzt, um rieselfähiges Gut in einem vorbestimmten Gutmengenstrom zu transportieren und somit eine definierte Förderrate zu erhalten. Sie eignen sich insbesondere dazu, den Gutmengenstrom von ei­ nem Raum, in dem ein bestimmter Druck herrscht, in einen anderen Raum zu transportieren, in dem ein anderer Druck herrscht. Eine Zellenradschleuse weist in einem Gehäuse eine Zylinderkammer auf, in der ein angetriebenes Zellen­ rad rotiert. Das Zellenrad weist zahlreiche Kammern auf, die durch radiale Flügel voneinander getrennt und zum Um­ fang hin offen sind. Wenn diese Kammern bei der Drehung des Zellenrades den Einlaßkanal passieren, füllen sie sich mit rieselfähigem Gut, das in der Regel unter Schwerkrafteinfluß in die Kammern eindringt. Beim Weiter­ drehen werden die Kammern durch die Umfangswand des Ge­ häuses abgeschlossen und wenn sie den Auslaßkanal passie­ ren, entleeren sie sich in diesen hinein.

Eine Schwierigkeit der bekannten Zellenradschleusen be­ steht darin, daß die Gefahr besteht, daß sich Gutteilchen an der in Drehrichtung zurückliegenden Kante des Einlauf­ kanals und einem der Flügel des Zellenrades verklemmen und das Zellenrad blockieren. Insbesondere bei Überfül­ lung einer Kammer des Zellenrades kann es vorkommen, daß zahlreiche Gutteilchen gleichzeitig eingeklemmt werden und das Weiterdrehen des Zellenrades behindern. Eine in der Zeitschrift "Maschinenmarkt" 89 (1983) S. 649/650 beschriebene Zellenradschleuse weist ein Zellenrad mit nur zwei Kammern auf, wobei sich von den die Kammern be­ grenzenden Flügeln jeweils eine entgegen der Drehrichtung abstehende, entsprechend der Umfangskrümmung der Zylin­ derkammer gebogene Abdeckleiste erstreckt. Die Abdeck­ leist bewirkt hierbei, daß jeweils nur eine der beiden Kammern mit dem Einlaßkanal verbunden ist, um einen di­ rekten Durchgang vom Einlaßkanal zum Auslaßkanal zu ver­ meiden. Im Einlaßkanal sind gelenkig angebrachte Klappen angeordnet, deren freie Enden sich auf den Abdeckleisten abstützen. Mindestens eine dieser Klappen benötigt eine Steuerung, um zu verhindern, daß diese Klappe die Rota­ tion des Zellenrades blockiert. Rieselfähiges Gut, das sich im Einlaßkanal befindet, wird zunächst von der Ab­ deckleiste einer Kammer abgestützt, und erst wenn die rückwärtige Kante der Abdeckleiste den Einlaßkanal pas­ siert, dringt das Gut in die jeweilige Kammer des Zellen­ rades ein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zellenrad­ schleuse der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angege­ benen Art zu schaffen, bei der das Blockieren des Zellen­ rades durch eingeklemmte Gutteilchen mit einfachen Mit­ teln wirksam verhindert wird, ohne daß Hilfsorgane vorge­ sehen sind, die eine Bewegungssteuerung erfordern.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Bei der erfindungsgemäßen Zellenradschleuse ist das Zel­ lenrad in mindestens vier Kammern unterteilt, wobei in jeder Drehstellung des Zellenrades mindestens zwei Kam­ mern durch die Wand der Zylinderkammer des Gehäuses ver­ schlossen sind. Die von den Flügeln entgegen der Dreh­ richtung abstehenden Abdeckleisten wirken mit einem fest­ stehenden Abstreifer zusammen, der von der in Drehrich­ tung zurückliegenden Wand des Einlaßkanals entgegen der Drehrichtung des Zellenrades vorsteht. Die Abdeckleisten streichen an der schrägen unteren Abstreifkante dieses Abstreifers entlang, wodurch der Abstreifer die Gutteil­ chen auf der Abdeckleiste entgegen der Drehrichtung zu­ rückschiebt und gleichzeitig axial nach außen drängt. Durch den Abstreifer wird im Zusammenwirken mit den Ab­ deckleisten sichergestellt, daß nicht zahlreiche Gutteil­ chen zwischen der in Drehrichtung zurückliegenden Wand des Einlaßkanals und den äußeren Flügelkanten eingeklemmt werden können. Die Menge der Gutteilchen wird vielmehr von dem Abstreifer zurückgehalten und über die freie Kante der Abdeckleiste in eine Kammer des Flügelrades ge­ drängt. Es kann sich also keine achsparallel zum Zellen­ rade orientierte Reihe von Gutteilchen ausbilden, die gleichzeitig eingeklemmt werden. Sollten am Rand des Ab­ streifers einzelne Gutteilchen eingeklemmt werden, so kann die dadurch hervorgerufene Blockierung durch den An­ trieb des Zellenrades leicht überwunden werden.

Der Abstreifer ist vorzugsweise als Pflugschar-Abstreifer ausgebildet. Seine untere Abstreifkante hat dabei drei­ eckförmigen Grundriß und der Scheitelwinkel beträgt annä­ hernd 90°, so daß jeder der beiden Schenkel der V-förmi­ gen Abstreifkante etwa unter 45° zur Umfangsrichtung des Zellenrades verläuft. Dadurch werden die Gutteilchen aus der Mitte des Einlaßkanals heraus gleichmäßig zu den Sei­ ten hin verteilt und über die nachlaufende Kante der Ab­ deckleiste geschoben.

Um den zum Zellenrad strömenden Gutstrom möglichst auf die Mitte der axialen Erstreckung des Zellenrades zu kon­ zentrieren, ist es zweckmäßig, oberhalb des Abstreifers schräge Leitwände anzubringen. Der vorwiegend in der axialen Mitte auf das Zellenrad treffende Gutstrom füllt die betreffende Kammer des Zellenrades sehr schnell. Im Falle einer Überfüllung der Kammer wird durch das Zusammenwirken von Abdeckleiste und Abstreifer aus der axialen Mitte der Kammer nach oben vorstehendes Gut durch den Abstreifer an die Seiten gedrängt, so daß auch im Falle der anfänglichen Überfüllung einer Kammer durch den Pflugschar-Abstreifer eine Einebnung des Überschusses erfolgt.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch die Zellen­ radschleuse und

Fig. 2 eine Draufsicht aus Richtung des Pfeiles II von Fig. 1.

Die Zellenradschleuse weist ein Gehäuse 10 auf, das eine Zylinderkammer 11 mit horizontaler Achse enthält. In die­ ser Zylinderkammer 11 ist das Zellenrad 12 angeordnet, das zahlreiche sektorförmige Kammern 13 enthält. Die An­ zahl der Kammern 13 beträgt bei dem vorliegenden Ausfüh­ rungsbeispiel acht. Die Kammern 13 sind durch radiale Flügel 14 voneinander getrennt und sie bilden Taschen, die nur radial nach außen, also zur Umfangsfläche des Zellenrades 12, offen sind. Das Zellenrad 12 sitzt auf einer angetriebenen Welle 15.

In die Zylinderkammer 11 führt von oben her der Einlaßka­ nal 16 hinein und nach unten führt der Auslaßkanal 17 heraus. Einlaßkanal 16 und Auslaßkanal 17 sind so gegen­ einander versetzt, daß der Einlaßkanal vollständig auf der einen Seite und der Auslaßkanal vollständig auf der anderen Seite der axialen Vertikalebene 15 a der Zylinder­ kammer 11 liegt. Der Einlaßkanal 16 befindet sich in demjenigen Bereich, in dem die Kammern bei der Drehung des Zellenrades 12 ansteigen, und zwar im oberen Qua­ dranten. Der Auslaßkanal 17 schließt sich an den unteren Quadranten der abfallenden Hälfte der Zylinderkammer 11 an. Man erkennt, daß bei jeder Drehposition des Zellenra­ des vier Kammern 13 von der Wand der Zylinderkammer 11 verschlossen sind, während zwei Kammern zum Einlaßkanal 16 und zwei andere Kammern zum Auslaßkanal 17 hin offen sind.

Im Einlaßkanal 16 ist ein Einlaßschieber 18 angeordnet, der die Einlauföffnung 19 begrenzt. Die Position des Ein­ laßschiebers 18 kann durch ein Stellorgan 20, z.B. eine Spindel, verändert werden, um die Größe der Öffnung 19 zu verändern. Die Öffnung 19 befindet sich zwischen der in Drehrichtung des Zellenrades vorn liegenden Wand 21 des Einlaßkanals 16 und dem Einlaufschieber 18, der den in Drehrichtung zurückliegenden Bereich des Einlaßkanals 16 begrenzt. Dabei sind mit in Drehrichtung vorne liegenden Teilen des Einlaßkanals 16 diejenigen Teile bezeichnet, die bei der Drehung des Zellenrades von einem der Flügel zuerst passiert werden. Die zurückliegenden Teile sind diejenigen Teile, die bei der Drehung des Zellenrades später passiert werden.

Der Einlaufschieber 18 ist ein flacher Schieber, der in seitlichen Führungsschlitzen des Einlaufkanals 16 geführt ist und der von der in Drehrichtung zurückliegenden Wand 22 ein Gefälle von nahezu 45° in Richtung auf die vornliegende Wand 21 hat. Dadurch wird der auf dem Einlaufschieber herabgleitende Gutstrom in die Einlauföffnung 19 geleitet, die sich unmittelbar an dem in Drehrichtung vorn liegenden Bereich des Einlaßkanals 16 befindet.

Von der in Drehrichtung zurückliegenden Wand 22, die sich etwa über dem Scheitelpunkt der Zylinderkammer 10 befin­ det, erstreckt sich ein Abstreifer 23 entgegen der Dreh­ richtung in den Einlaßkanal 16. Dieser Abstreifer 23 ist als Pflugschar-Abstreifer ausgebildet und er weist eine V-förmige untere Abstreifkante 24 auf, deren Anordnung im Einlaßkanal 16 aus Fig. 2 ersichtlich ist. Der Scheitel­ winkel der Abstreifkante 24 beträgt etwa 90°. Die Ab­ streifkante 24 liegt auf der Umfangsfläche, die von den Enden der Flügel 14 bestrichen wird. Der Abstreifer 23 erstreckt sich in Umfangsrichtung etwa über die eine Hälfte des Einlaßkanals 16, und er weist eine geschlos­ sene Oberwand 25 auf, auf der der Einlaufschieber 18 gleitet. Die Oberwand 25 bildet eine zur Einlauföffnung 19 geneigte Rutsche für das darauf fallende Gut.

Unter der Abstreifkante 24 des Abstreifers 23 streichen die Enden der Flügel 14 entlang. Vom Ende eines jeden Flügels 14 erstreckt sich eine Abdeckleiste 26 in der Um­ fangsfläche des Flügelrades 12 entgegen der Drehrichtung. Die Abdeckleiste 26, die entsprechend der Innenwand der Zylinderkammer 11 gekrümmt ist, erstreckt sich etwa über die Hälfte der Umfangsausdehnung einer Kammer 13, so daß die andere Hälfte des Umfangs der Kammer 13 offen ist.

Im Einlaufkanal 16 sind oberhalb des Abstreifers 23 an einander gegenüberliegenden Stirnwänden schräge Leitwände 27 angeordnet, die den Gutstrom zur Mitte des Einlaßka­ nals 16 - bezogen auf dessen Erstreckung parallel zur Drehachse des Zellenrades 12 - hin konzentrieren. Das in der Mittel des Einlaßkanals 16 konzentrierte Gut wird zunächst von der Abdeckleiste 26 abgestützt und im weite­ ren Verlauf von dem Abstreifer 23 über die nachlaufende Kante der Abdeckleiste 26 geschoben, wobei gleichzeitig eine Verteilung des auf der Abdeckleiste 26 ruhenden Gutes in Achsrichtung des Zellenrades 12 erfolgt. Auf diese Weise wird verhindert, daß zahlreiche Gutteilchen gleichzeitig zwischen einem der Flügel 14 und der Unter­ kante der Wand 22 eingeklemmt werden und die Zellenrad­ drehung blockieren.

Das in die Kammern 13 eingefüllte Gut wird von dem rotie­ renden Zellenrad 12 zum Auslaßkanal 17 transportiert und in diesen hinein entleert. Wenn im Auslaßkanal ein rela­ tiv hoher Druck herrscht, der nicht auf den Einlaßkanal übertragen werden soll, können im Bereich der Wandung der Zylinderkammer 11 Druckentlastungsöffnungen vorgesehen sein.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist das Zel­ lenrad 12 insgesamt acht Kammern auf. Die Anzahl der Kammern sollte mindestens sechs betragen.

In Fig. 1 wurde ein Gehäuse 10 dargestellt, daß dem Stand der Technik entspricht. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist es vorteilhaft, wenigstens den Auslaßkanal 17 so weit in Drehrichtung zu verschieben, daß eine völlige Entleerung der Zylinderkammern 13 trotz Behinderung das Gutstroms durch die Abdeckleiste 26 ermöglicht wird. Hierbei kann es, z. B. aus Gründen einer ausreichenden Abdichtung wünschenswert sein, auch den Einlaßkanal 16 in Drehrichtung verschoben anzuordnen.

Claims (10)

1. Zellenradschleuse mit
einem Gehäuse (10), das eine Zylinderkammer (11) auf­ weist,
einem in der Zylinderkammer (11) drehbaren Zellenrad (12) mit Flügeln (14), die sektorförmige Kammern (13) begrenzen,
einem auf den Umfang der Zylinderkammer (11) gerichteten Einlaßkanal (16)
und einem vom Umfang der Zylinderkammer (11) abgehenden Auslaßkanal (17),
wobei an den äußeren Enden der Flügel (14) jeweils eine entgegen der Drehrichtung abstehende Abdeckleiste (26) vorgesehen ist.
dadurch gekennzeichnet, daß das Zellenrad (12) so viele Kammern (13) aufweist, daß bei jeder Drehstellung minde­ stens zwei Kammern von der Wand der Zylinderkammer (11) vollständig geschlossen sind, und daß am Ende des Einlaß­ kanals (16) vor der in Drehrichtung zurückliegenden Wand (22) ein Abstreifer (23) angeordnet ist, an dessen un­ terer Abstreifkante (24) die Abdeckleisten (26) entlang­ streichen, wobei die Abstreifkante (24) schräg zur Achs­ richtung der Zylinderkammer (12) verläuft.

2. Zellenradschleuse nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Abstreifer (23) ein Pflugschar-Abstrei­ fer ist, dessen Abstreifkante (24) bei Ansicht aus Rich­ tung des Einlaßkanals (16) V-förmig ausgebildet ist.

3. Zellenradschleuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der starr befestigte Abstreifer (23) in Umfangsrichtung der Zylinderkammer (11) etwa die halbe Erstreckung hat wie der Einlaßkanal (16).

4. Zellenradschleuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Abstreifers (23) beidseitig schräge Leitwände (27) angeordnet sind, die den Gutstrom zur Mitte des Einlaßkanals (16) - bezogen auf dessen Erstreckung parallel zur Drehachse des Zellen­ rades (12) - hin konzentrieren.

5. Zellenradschleuse nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Pflugschar-Abstreifer eine zu seiner Spitze hin abfallende geschlossene Ober­ wand (25) aufweist.

6. Zellenradschleuse nach Anspruch 4 oder 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwischen den Leitwänden (27) und dem Abstreifer (23) ein verstellbarer Einlaufschieber (18) angeordnet ist, der zusammen mit der in Drehrichtung vornliegenden Wand (21) des Einlaßkanals (16) eine Einlauföffnung (19) begrenzt.

7. Zellenradschleuse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zellenrad (12) mindestens sechs Kammern aufweist.

8. Zellenradschleuse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaßkanal (17) im Gehäuse (10) so angeordnet ist, daß ein vollständiges Entleeren der sektoren­ förmigen Kammern (13) durch die Einwirkung der Schwerkraft möglich ist.

9. Zellenradschleuse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßkanal (16) vollständig auf der einen Seite und der Auslaßkanal (17) vollständig auf der anderen Seite der axialen Vertikalebene (15 a) der Zylinder­ kammer (11) liegt.

10. Zellenradschleuse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreifkante (24) des Abstreifers (23) in Umfangsrichtung der Zylinderkammer (11) eine größere Erstreckung hat als jede der Abdeckleisten (26).