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Vorrichtung zur Entfernung wasserhaltiger Rückstände aus Druckbehältern
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entfernung von beispielsweise bei dtr
Verzuckerung von cellulosehaltigen Materialien entstandenen wasserhaltigen Rückständen
aus einem unter überdruck und einer i oo° C übersteigenden Temperatur stehenden
Reaktionsbehälter durch plötzliches Öffnen eines gegebenen Falles mit Ausgleichsgewicht
versehenen Klappdeckels.
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Die Erfindung trägt den Besonderheiten des Verfahrens Rechnung, welche
darin bestehen, daß durch das plötzliche Öffnen des unter Druck stehenden Reaktionsbehälters
eine explosionsartige Verdampfung des in dem Reaktionskuchen sitzenden erhitzten
Wassers herbeigeführt wird, wodurch der Kuchen zerrissen wird und die Rückstände
aus dem Gefäß beseitigt werden.
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Es hat sich gezeigt, daß bei Ausübung des Verfahrens gemäß der vorliegenden
Erfindung Abschlußorgane in Form von Klappdeckeln zweckentsprechend sind, jedoch
war es notwendig, den Klappdeckeln bestimmte konstruktive Merkmale zu geben, damit
sie den Zweck in möglichst vorteilhafter Weise erfüllen.
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Es sind wohl Klappdeckelverschlüsse für Reaktionsbehälter, insbesondere
beispielsweise für Koksretorten, bekanntgeworden, die in verschiedenartiger Weise
das Öffnen und Entleeren solcher Gefäße nach unten gestatten. Keine der bekanntgewordenen
Konstruktionen ist jedoch geeignet, den besonderen Anforderungen des vorliegenden
Falles gerecht zu werden. Der wesentliche Gedanke der Erfindung besteht in der Verwendung
eines Klappdeckels, der durch eine steuerbare, zweckmäßig durch Gleitrollenübertragung
wirkende Exzentervorrichtung gekennzeichnet ist, die den Klappdeckel während der
Betriebsperiode an die Öffnung des Gefäßes andrückt und ihn bei Beginn des Entleerungsvorganges
zum plötzlichen weihen öffnen schnell freigibt, wobei zur Vermeidung von Beschädigungen
eine Bremsvorrichtung die Geschwindigkeit des Öffnungsvorganges gegen das Ende der
Bewegung des Klappdeckels hin verlangsamt.
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Klappd-eckelverschlüsse - gemäß der vorliegenden Erfindung müssen
nach Lage der Sache imstande sein, Dampfdrucke von sehr gefährlicher Größe (sie
erreichen bei der Holzverzuckerung die Höhe von io Atm.) plötzlich zu entspannen.
Die Wirkung ist geradezu explosionsartig, und die hier vorgeschlagene Konstruktion
dient dazu, diese Explosion für eine gewaltige Arbeitsleistung auszunutzen und sie
einem technischen Zwecke derart gefügig zu machen, daß sie nicht wahllos Unheil
anrichtet, vielmehr nur die Verzuckerungsrückstände aus . dem Perkolatorgefäß hinauswirft,
nachdem sie den harten Rückstandskuchen vorher zersprengt hat, und daß sie andererseits
hierbei der Anlage und der Bedienung keinerlei Schaden zufügt.
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Der Vorgang, der -durch die vorliegende Erfindung beherrscht werden
soll, verläuft bei genauer Betrachtung in drei Zeitabschnitten. Im ersten Abschnitt
wird die Haltevorrichtung des Deckels in aller Ruhe gelöst, im
zweiten
muß alsdann der Deckel momentan möglichst weit geöffnet werden, damit im Innern
des Apparates und vor allem im Innern des Rückstandkuchens sich eine plötzliche
Entspannung des Überdruckes geltend machen kann, der die erforderliche Arbeitsleistung
zustande bringt. Im dritten Zeitabschnitt kommt der Deckel in seiner neuen (Öffnungs-)
Stellung zur Ruhe und wird dabei abgebremst, damit die große lebendige Kraft, die
ihm innewohnt, keinen Schaden anrichten kann. Daraus ergab sich die oben gekennzeichnete
neue Konstruktion.
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Die beiliegenden Zeichnungen enthalten die Darstellung von verschiedenen
Ausführungsformen gemäß der Erfindung.
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Die Abb. 1 gibt als Beispiel einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäß
ausgestaltete Vorrichtung, bestehend aus dem Unterteil des Perkolators, dem Deoke17,
einer Bewegungsvorrichtung 8 bis 14, kurz Exzentervorrichtüng genannt, und einem
Schutzkasten 22.
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Abb.2 zeigt einen Längsschnitt durch eine andere besonders einfache
und zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung, die von der Abb. 1 im wesentlichen
in Hinsicht auf die Exzentervorrichtung 26 bis 34 abweicht.
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In Abb. i ist 1 das untere Ende eines Perkolators, 2 der Perkolatorflansch,
g ein Zwischenflansch, an dem bei 4 ein Deckelscharnier mit Zuganker 5 und gegenüberliegend
Lagerbolzen 6 befestigt sind. 7 ist die Deckelplatte, 8 der Hebel, an dem sie befestigt
ist, 9 die im Scharnier drehbare Welle, auf der Hebel 8 einerseits und außerhalb
des Schutzkastens 22 die Trägerstange eines Gegengewichtes 1o andererseits befestigt
sind, 11 ist eine Welle, auf welcher ein Exzenter 12 mit der Anzugsfläche 13 befestigt
ist. 14 ist eine an dem Deckelhebel befestigte und auf dem Exzenter ablaufende Rolle.
Das Lager der Ex7,enterwelle 11 ist einerseits durch die beiden Lagerbolzen 6 und
andererseits durch die Zuganker 5 zweckmäßig befestigt und versteift. Durch das
Hebelgestänge 15 ist das. Gegengewicht 1 o mit einem Kolben 16 verbunden, der zusammen
mit dem Zylinder 17 eine Luftbremse mit den Regulierventilen 18 und 19 bildet. 2o
ist ein Gelenk für die Bewegung der Luftbremse, dessen Träger bei 21 befestigt ist.
22 ist ein Schutzkasten, der bei 23 eine Ausbuchtung zur Aufnahme des Deckels im
aufgeklappten Zustande besitzt und ferner mit einem auf der Zeichnung fortgelassenen
verschließbaren Mannloch versehen ist. 24 ist das Ausblaserohr für die Rückstände.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Die Welle 11 läßt
sich durch ein zweckmäßig außerhalb des Schutzkastens angebrachtes und auf der Zeichnung
nicht dargestelltes Schneckengetriebe mit Handrad oder auf andere geeignete Weise
in Umdrehung versetzen und preßt, wenn die Umdrehung der Welle entgegen dem Uhrzeiger
erfolgt, den Deckel an die Mündung des Perkolators fest an und hält ihn gegen den
Überdruck des Perkolators verschlossen, während sie, in entgegengesetzter Richtung
gedreht, im gewünschten Moment den Deckel dadurch plötzlich freigibt, daß die Rolle
des Deckelhebels in der neuen Stellung des Exzenters an diesem keinen Halt mehr
findet. Der Deckel wird durch den im Perkolator herrschenden Überdruck aufgerissen,
wobei durch das Gegengewicht und die Luftbremsung in besonders zweckmäßiger Weise
die Wucht des Deckels nach erfolgter Freigabe der Mündung aufgefangen und abgebremst
wird.
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Der Vorteil dieser Verschlußkonstruktion liegt darin, daß sie zunächst
die besonders kräftige und wuchtige Ausführung des Verschlußorganes gestattet, die
erforderlich ist, um einerseits den großen Überdruck aufzuhalten und andererseits
die Möglichkeit einer plötzlichen Entspannung des Druckes zu gewährleisten, ohne
daß dadurch die Vorrichtung selbst oder ihre Hilfseinrichtungen gefährdet sind oder
Schaden erleiden.
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Bei dem Beispiel der Abb.2 ist in dem Scharnier 25 das Exzenter 28
mit dem. Deckel 7 drehbar gelagert. In dem Lager 29, das durch die Verstrebungen
26 und 27 verankert ist, dreht sich die Welle 34, welche den Steuerhebel 3o mit
der - Rolle 31 trägt; diese läuft auf der Anzugsfläche 32 und Bremskurve 33 des
Exzenters 28 ab. Der Schutzkasten 22 besitzt bei 35 eine Ausbuchtung zur Aufnahme
des Deckels im aufgeklappten Zustand und ist bei 36 mit dem Lager 29 fest verbunden.
An geeigneter Stelle befindet sich eine in der Zeichnung fortgelassene ArretiQrungsvorrichtung,
die den Deckel nach erfolgter Öffnung festsetzt.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Durch Drehen des Steuerhebels
30 im Uhrzeigersinn (mit Hilfe einer außerhalb des Schutzkastens angebrachten
und nicht gezeichneten geeigneten Antriebsvorrichtung für die Welle 3.¢, z. B. einem
(selbstsperrenden) Schneckengetriebe) wird der Deckel an die Mündung des Perkolators
fest angepreßt und gegen den Überdruck im Innern des Reaktionsgefäßes verschlossen
gehalten. Durch eine Drehung des Steuerhebels 30 im Gegensinn des Uhrzeigers
wird das Exzenter -28 und dadurch der Deckel freigegeben und durch den Innendruck
des Reaktionsgefäßes aufgestoßen; hierbei rollt die Rolle 31 auf -dem Exzenter ab
und bewirkt bei dem Kurvenstück 33 ein Abbremsen und Abfangen des Deckels,
da
der Steuerhebel 3o Widerstand leistet. Dies wird beispielsweise mittels starken
Federdruckes, der die Welle 3q. im Uhrzeigersinn zu drehen sucht, erreicht. Eine
Abbremsung kann auch an der Welle 9 in geeigneter Weise erfolgen. Die Bremswirkung
kann durch Reibungs- oder Luftbremse o. dgl. erzielt werden. Zweckmäßig wird Friktionsbremsung
und elastische Bremsung kombiniert angewandt. Die Exzentervorrichtung ist zweckmäßig
so angeordnet, daß sie beim Öffnen des Deckels den Raum unterhalb der Öffnung des
Reaktionsgefäßes freigibt.