DE1260901B - Drehventil - Google Patents

Description

• Drehventil Die Erfindung bezieht sich auf ein Drehventil zum Dosieren und Eintragen von Schüttgütern, etwa körnigen, geschnitzelten oder sonstwie zerkleinerten Stoffen in einen unter Innendruck stehenden Behälter. Derartige Drehventile werden beispielsweise benötigt, um Holz- oder andere Pflanzenstoffschnitzel in Zellstoffkocher einzutragen, in denen bekanntlich je nach Art der Füllung und Höhe der Temperatur ein mehr oder weniger erhöhter Druck herrscht. Das Drehventil soll die genannten Stoffe in den Kocher eintragen, ohne daß dabei Dampf oder Reaktionsgas abgeblasen wird.
• Bekannte Drehventile weisen ein mit dem Kocher fest verbundenes Gehäuse auf, in dem ein Rotor mit zylindrischer oder konischer Gestalt drehbar gelagert ist. Zwischen dem Rotor und dem Gehäuse ist eine Büchse angeordnet, die der Abdichtung der Vorrichtung dient. Der Rotor weist eine oder mehrere Vertiefungen auf, in die die Schüttgüter von oben eingefüllt werden und die die Güter bei der Drehung des Rotors um seine Achse zum Innern des Druckbehälters, also beispielsweise des Zellstoffkochers befördern.
• Besondere Schwierigkeiten entstehen bei Vorrichtungen dieser Art durch die erforderlichen Abdichtungen des Rotors gegen das Gehäuse. Diese Schwierigkeiten werden noch dadurch verstärkt, daß das Drehventil beim Betrieb unterschiedlichen Temperaturen ausgesetzt wird, so daß es sich infolge der Wärmedehnung in praktisch unkontrollierbarer Weise verzieht. Bei länger andauerndem Betrieb kommt noch der nicht zu unterbindende Verschleiß des Rotors hinzu, so daß es erforderlich ist, das Ventil in verhältnismäßig kurzen Zeitabschnitten nachzustellen.
• Ein bekanntes Drehventil weist zu diesem Zweck einen konisch geformten Rotor auf, der in einem ebenfalls konisch geformten Gehäuse oder einer Gehäusebüchse gelagert ist. Während des Betriebes wird der Rotor in axialer Richtung in das Gehäuse hineingedrückt und hierdurch die erforderliche Dichtung herbeigeführt. In dem Maße, in dem der Rotor infolge seiner Drehbewegung verschleißt, rückt er weiter in das Gehäuse hinein, so daß es auf diese Weise möglich ist, die Vorrichtung über eine längere Betriebszeit dicht zu halten. Nachteilig bei konisch geformten Drehventilen ist jedoch der Umstand, daß sich die Vertiefung im Rotor im Laufe des Betriebes gegenüber der Einfüllöffnung und dem Kocher verschiebt und somit nur kleine Nachstellwege zuläßt.
• Außerdem bedingt diese Anordnung die Anwendung von Büchsen, die den Rotor vollständig umschließen, was wiederum nachteilig ist, da hierdurch bei Druck-oder Temperaturschwankungen der Rotor festlaufen kann und außerdem die Büchsen nur schwierig und unter großem Zeitaufwand auszuwechseln sind.
• Aus den USA.-Patentschriften 2399472 und 2 538 320 sind Drehventile mit zylindrischem Rotor bekannt. Die Abdichtung wird bei diesen Ventilen durch verschiebbare Büchsen bewirkt, die von oben gegen den Rotor angepreßt werden. Allerdings weisen auch diese Konstruktionen den Nachteil auf, daß der Verschiebeweg der Büchse nur sehr klein ist, wodurch ein häufigeres Auswechseln dieses Teiles erforderlich ist. Allen bisher bekannten Drehventilkonstruktionen gemeinsam ist, daß sie durch den Verschleiß des Rotors oder des Abdichtelementes relativ schnell undicht werden, was insbesondere dann sehr nachteilig ist, wenn das Drehventil zum Einschleusen von Gütern in einen Raum verwendet werden soll, in dem giftige oder übelriechende Gase unter Überdruck enthalten sind, wie dies insbesondere bei Zellstoffkochern der Fall ist.
• Die Erfindung bezweckt, die Nachteile der bekannten Drehventile zu beheben. Hierzu wird ein Drehventil zum Dosieren und Eintragen von Schüttgütern in einen unter Innendruck stehenden Behälter vorgeschlagen, der wie die bekannten Vorrichtungen aus einem Gehäuse mit darin drehbar angeordnetem und mit Vertiefungen ausgestatteten Rotor besteht.
• Der Rotor ist mittels einer verschiebbaren und gegen ihn anpreßbaren Büchse nach außen abgedichtet. Das erfindungsgemäße Drehventil ist dadurch gekennzeichnet, daß der Hals der Büchse aus dem Gehäuseansatz herausragt und an seinem oberen Ende in an sich bekannter Weise wenigstens eine Anpreßschraube trägt, die mit dem Gehäuseansatz kraftschlüssig verbunden ist. Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, daß der Verschiebeweg der Büchse wesentlich vergrößert werden kann, wodurch die Lebensdauer des Abdichtelementes erhöht und der Betrieb des Drehventils wesentlich wirtschaftlicher gestaltet wird.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, den Hals der Büchse abnehmbar zu machen, wobei dann der abnehmbare Teil des Halses radial gegen das Gehäuse abgedichtet werden kann.
• Diese Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Drehventils gibt die Möglichkeit, daß für die Büchse und den Hals jeweils andere Werkstoffe verwendet werden können. Wegen der im Betriebsfall eintretenden Relativbewegung zwischen Rotor und Büchse sollte die Büchse aus einem möglichst weichen Werkstoff hergestellt werden, damit der nicht zu vermeidende Abrieb an der Büchse eintritt und nicht am Rotor.
• Im Hinblick auf die über den Hals erfolgende Übertragung der Andrückkraft von den Anpreßschrauben auf den Rotor sollte der Hals aus einem Werkstoff möglichst hoher Festigkeit gemacht werden, was zudem noch den Vorteil einer leichten Bearbeitbarkeit der Oberfläche des Halses mit sich bringt.
• Zur näheren Erläuterung des erfindungsgemäßen Drehventils wird auf die Zeichnung verwiesen, in der eine Ausführungsform schematisch wiedergegeben ist. Es stellt dar Abt. 1 einen Querschnitt durch das erfindungsgemäße Drehventil, A b b. 2 einen Längsschnitt.
• Das Gehäuse 1 des Drehventils weist an seiner Unterseite einen Flansch 2 auf, mit dem das Ventil auf einem Druckbehälter, etwa einem Zellstoffkocher od. dgl., druckdicht befestigt werden kann. Auf der Oberseite des Gehäuses 1 ist ein Gehäuseansatz 3 vorhanden, durch den das Schüttgut in das Innere des Ventils befördert wird.
• Im Innern des Gehäuses 1 ist ein zylindrisch geformter Rotor 4 drehbar gelagert. Eine Art der Lagerung sowie die Antriebswelle 5 für den Rotor sind aus Abb. 2 zu erkennen.
• Der Rotor 4 weist eine oder mehrere Vertiefungen 6 auf, die zur Aufnahme des Schüttgutes dienen und die gleichzeitig bewirken, daß bei jeder Rotorumdrehung eine bestimmte Menge Schüttgut durch das Ventil gefördert wird.
• Auf der Oberseite des Rotors 4 befindet sich eine Büchse 7, die gegenüber dem Gehäuse 1 verschiebbar und gegen den Rotor 4 anpreßbar ist. Die Büchse weist im Bereich der Durchtrittsöffnung 8 für das einzutragende Gut einen Hals 9 auf, der die Abdichtung der verschiebbaren Büchse gegenüber dem Gehäuse bewirkt und über den auch die Anpreßkraft auf die Büchse übertragen wird. Der Hals 9 muß nicht fest mit der Büchse verbunden sein, sondern er kann auch abnehmbar auf die Büchse aufgesetzt sein. Wie bereits erwähnt, hat dies den Vorteil, daß die dem Verschleiß unterliegende Büchse 7 ausgewechselt werden kann, ohne daß zugleich auch der Hals 9 mit ausgewechselt werden muß.
• Der Gehäuseansatz 3 ist im Innern mit einer Aussparung 10 versehen, in die eine oder mehrere Pakkungen 11 oder wahlweise auch bekannte Kompensatoren eingesetzt sein können, die zur Verbesserung der radialen Abdichtung zwischen dem Hals 9 der Büchse 7 und dem Gehäuse 1 dienen. Diese Packungen oder Kompensatoren sind leicht zugänglich und können durch neue ersetzt werden, wenn der Hals 9 der verschiebbaren Büchse 7 nach oben aus der Vorrichtung herausgenommen worden ist.
• Die Längskanten 12 und 17 der Büchse 7 können messerartig geschliffen und gegebenenfalls gehärtet sein, wie dies an sich bekannt ist. Hierdurch wird erreicht, daß bei der Umdrehung des Rotors 4 die in die Vertiefung 6 eingefüllte Schüttmenge durch die Längskante 12 glatt nach oben abgetrennt wird, so daß bei jeder Umdrehung eine stets gleichbleibende, vollständige Füllung der Vertiefung erreicht wird, und daß durch die Längskante 17 die Lauf- bzw.
• Dichtflächen des Rotors 4 sauber gehalten werden.
• Der Hals 9 der Büchse 7 trägt an seinem oberen Ende einen Flansch 13, in dem wenigstens eine, vorzugsweise aber drei Schrauben 14 drehbar gelagert sind, und zwar derart, daß sie mit dem Ansatz 3 kraftschlüssig verbunden sind. Durch Anziehen der Schraubenl4 wird ein einstellbarer Druck auf die Büchse 7 übertragen und diese hierdurch gegen den Rotor 4 gepreßt.
• Im Innern des Halses 9 kann noch ein Trichter 15 angeordnet sein, der der Führung des einzufüllenden Gutes dient und der verhindern soll, daß das Gut sich in dem treppenartigen Absatz 16 ablagert und dort festsetzt.
• Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Drehventils ist folgende: Wenn das Ventil die in den A b b. 1 und 2 gezeigte Stellung eingenommen hat, fällt das Schüttgut durch den Trichter in die nach oben stehende Vertiefung 6 des Rotors. Auf Grund der fortlaufenden Drehung des Rotors wird das Gut durch die messerartigen Längskanten 12 von der darüberstehenden Schüttgutsäule abgeschnitten. Sobald der Rotor sich soweit gedreht hat, daß die Vertiefung 6 nach unten freigegeben wird, fällt das Gut aus der Vertiefung heraus und gelangt schließlich durch den unteren Ansatz des Gehäuses in das Innere des Druckbehälters, etwa des Zellstoffkochers.
• Die Vertiefung 6 füllt sich während des Entleerens mit Druckgas bzw. -dampf. Diese Druckgas- oder -dampfmenge gelangt bei der Umdrehung des Rotors schließlich nach oben und entweicht durch den Trichter 15. Das Entweichen dieser verhältnismäßig ldeinen Dampf- bzw. Gasmenge ist erwünscht, weil hierdurch periodisch eine Auflockerung des im Trichter 15 angehäuften Schüttgutes erreicht wird. Eine solche Auflockerung ist vorteilhaft, um Brückenbildungen u. dgl. bei schlechtfließenden Schüttgütern zu vermeiden bzw. aufzuheben.
• Die Drehgeschwindigkeit des Rotors richtet sich in der Praxis nach dem gewünschten Durchsatz und natürlich auch nach der Größe der Vertiefungen und der Art des zu dosierenden und einzufüllenden Schüttgutes. Beim Einfüllen von Holzhackschnitzeln von etwa 20 bis 25 mm Länge in Zellstoffkocher haben sich Umdrehungszahlen des Rotors bis 25 Upm über längere Zeitspannen bewährt.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Drehventil zum Dosieren und Eintragen von Schüttgütern in einen unter Innendruck stehenden Behälter, bestehend aus einem Gehäuse mit darin drehbar angeordnetem und mit Vertiefungen ausgestattetem Rotor, der mittels einer verschiebbaren und gegen ihn anpreßbaren Büchse nach außen abgedichtet ist, die im Bereich der Durchtrittsöffnung für das Gut einen Hals aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Hals (9) der Büchse (7) aus dem Gehäuseansatz (3) herausragt und an seinem oberen Ende in an sich bekannter Weise wenigstens eine Anpreßschraube (14) trägt, die mit dem Gehäuseansatz kraftschlüssig verbunden ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hals (9) der Büchse(7) abnehmbar ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der abnehmbare Hals (9) radial gegen das Gehäuse (1) abgedichtet ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 337 914, 499 096; USA.-Patentschriften Nr. 623 194, 2 399 472, 2538320.