DE1205902B

DE1205902B - Chamber lock for continuous passage

Info

Publication number: DE1205902B
Application number: DES76540A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Konrad Spindler
Original assignee: KONRAD SPINDLER DIPL ING
Current assignee: KONRAD SPINDLER DIPL ING
Priority date: 1961-10-25
Filing date: 1961-10-25
Publication date: 1965-11-25

Description

Kammerschleuse für stetigen Durchgang Die Erfindung geht aus von einer Kammerschleuse für die Schleusung und/oder den stetigen Durchgang von festen, flüssigen oder gasförmigen Stoffen unter Abschluß gegen Druckunterschiede oder einen anderen bestimmten Betriebszustand. Bei vielen Arbeitsgängen und Produktionsverfahren ist es notwendig, Apparate oder Behälter, in denen ein bestimmter Druck oder Betriebszustand aufrechterhalten werden muß, mit festen, flüssigen oder gasförmigen Körpern zu beschicken oder sie aus diesen Räumen abzuführen. Es werden hierfür überwiegend diskontinuierlich oder wechselweise arbeitende Einrichtungen verwendet, bei denen jeweils nach Füllung und Druckausgleich des einen Apparateteiles eine Umschaltung auf den in der Zwischenzeit wieder frei gewordenen Teil erfolgen muß. In Betriebsfällen, bei denen auch eine Wechselbeschickung nicht möglich ist, wird noch vielfach im Chargenbetrieb gefahren, d. h. nach jeder Betriebsperiode muß der Apparat oder Behälter, z.B. durch Abblasen des Druckes, auf den Ausgangszustand gebracht werden, um entleert und wieder gefüllt werden zu können.Chamber lock for continuous passage The invention is based on one Chamber lock for the lock and / or the continuous passage of solid, liquid or gaseous substances sealed against pressure differences or another certain operating status. In many operations and production processes it is necessary to have apparatus or containers in which a certain pressure or operating condition must be maintained to charge with solid, liquid or gaseous bodies or remove them from these rooms. For this purpose, it will be predominantly discontinuous or alternately working devices are used, each according to the filling and pressure equalization of one part of the apparatus, a switchover to the one in the meantime the part that has become free again must take place. In operational cases in which a Alternating loading is not possible, it is still often run in batch operation, d. H. After each period of operation, the apparatus or container must be blown off, for example of pressure, brought to the initial state, in order to be emptied and refilled to be able to.

Bei verschiedenen Anlagen verzichtet man ganz auf eine direkte Einbringung des zuzuführenden Materials und hilft sich durch Verwendung anderer Apparate. Beispielsweise bei Speisewasservorwärmanlagen in Kraftwerksbetrieben, bei denen das Hauptkondensat mit Dampf aus den Entnahmestufen der Turbine nacheinander aufgeheizt werden soll, ist die an sich wirtschaftlich günstige Hintereinanderschaltung von direkten Mischvorwärmern nur mit Hilfe von Zwischenpumpen möglich, welche den Wirkungsgrad der Anlage verschlechtern und andere betriebliche Nachteile bringen. Deshalb werden diese Anlagen heute durchweg mit Oberflächenwärmeaustauschern für jede Entnahmestufe ausgeführt, in denen die Aufheizung des Speisewassers jeweils indirekt durch den auf der anderen Seite der Heizfläche kondensierenden Dampf erfolgt. In the case of various systems, there is no need for direct introduction at all of the material to be fed and helps himself by using other devices. For example for feed water preheating systems in power plants where the main condensate is to be heated one after the other with steam from the extraction stages of the turbine, is the economically advantageous series connection of direct mixer preheaters only possible with the help of intermediate pumps, which worsen the efficiency of the system and bring other operational disadvantages. That is why these systems are used throughout today with surface heat exchangers for each extraction stage in which the The feed water is heated indirectly by the one on the other side of the Heating surface condensing steam takes place.

Den erwähnten Chargenbetrieb findet man häufig auch bei der Beschickung von Anlagen mit festen Körpern. Zum Beispiel bei der Steinhärtung in der Kalksandsteinindustrie können die aus der Presse kommenden Rohsteine erst dann in den Dampfhärtekessel eingefahren werden, wenn nach Abblasen des Dampfes aus dem vorher beendeten Härtevorgang das fertige Steinmaterial ausgebracht worden ist. The batch operation mentioned can also often be found in the loading area of systems with solid bodies. For example in stone hardening in the sand-lime brick industry The rough stones coming out of the press can only then be put into the steam hardening boiler be retracted if after blowing off the steam from the previously ended hardening process the finished stone material has been applied.

Es kann also die Beschickung und Entleerung des Härteraumes nur nacheinander vorgenommen werden, und zwar unter Verlust des für die Härtung notwendigen Dampfdruckes und der Temperatur.So the loading and emptying of the hardening room can only be done one after the other be undertaken, with the loss of the vapor pressure necessary for curing and the temperature.

Die Erfindung soll nun dazu dienen, unter den genannten oder ähnlichen Bedingungen die in Frage kommenden Arbeitsvorgänge kontinuierlich und damit wirtschaftlicher zu gestalten, indem sie ein ununterbrochenes Ein- oder Ausbringen der betreffenden Medien vom Anfangszustand PA nach dem Endzustand PE bzw. umgekehrt unter gleichzeitigem Abschluß des erforderlichen Betriebszustandes ermöglicht. Dies geschieht mit Hilfe der Kammerschleuse für stetigen Durchgang dadurch, daß das Schleusgut in einzelne abgeschlossene Kammern eintritt, welche gleichmäßig fortbewegt werden. The invention is now intended to serve under the mentioned or similar Conditions the work processes in question are continuous and therefore more economical to shape by uninterrupted introduction or discharge of the relevant Media from the initial state PA to the final state PE or vice versa with simultaneous Completion of the required operating state enables. This is done with help the chamber lock for continuous passage by the fact that the lock material in individual closed chambers enters, which are moved evenly.

Die Kammerschleuse für stetigen Durchgang ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß in einem zylindrischen Mantel in an sich bekannter Weise eine ein- oder mehrgängige Schraube drehbar angeordnet ist, deren einzelne Schraubengänge durch einen oder mehrere diesen Windungen entsprechend ausgebildete und getrennt angetriebene Sperrkörper gegeneinander und gegen den Mantel abgeschlossen sind, wodurch einzelne voneinander getrennte Kammern entstehen, die zufolge der fortschreitenden Bewegung der mit voneinander abhängiger Geschwindigkeit getriebenen Haupt- und Sperrkörper das Durchschleusen von Stoffen bewirken. The chamber lock for continuous passage is according to the invention characterized in that in a cylindrical jacket in a manner known per se a single or multi-start screw is rotatably arranged, the individual screw threads appropriately designed and separated by one or more of these turns driven locking bodies are closed against each other and against the jacket, whereby individual separate chambers arise, which, according to the progressive Movement of the main and blocking bodies, which are driven at a speed that is dependent on one another cause substances to pass through.

Es sind bereits umlaufende Pumpen für Flüssigkeiten oder Gase bekannt, bei denen ein in einem zylindrischen Mantel angeordneter Drehkörper vorgesehen ist. Der Drehkörper ist exzentrisch angeordnet und weist ein stufenförmiges, lose in die Nuten des Rotors eingepaßtes Element auf, das zur Aufteilung und Abdichtung des durch den Drehkörper und den Mantel gebildeten Exzenterraumes dienen soll. Das schraubenförmige Element preßt sich federnd an die Innenfläche des Innenmantels an. There are already circulating pumps for liquids or gases known, in which a rotating body arranged in a cylindrical jacket is provided. The rotating body is arranged eccentrically and has a step-shaped, loosely in the grooves of the rotor fitted element that is used for partitioning and sealing of the eccentric space formed by the rotating body and the jacket is intended to serve. That helical element is resiliently pressed against the inner surface of the inner jacket at.

Da das schraubenförmige Element nicht besonders angetrieben wird, entstehen durch nicht zwangläufige Führung und bei geringfügigen Veränderungen der Lage des Schraubenelementes zum Drehkörper in Umfangsrichtung bzw. beim Nacheilen Klemmungen, die die Arbeitsweise der Umlaufpumpe in Frage stellen. Die Kammerschleuse nach der Erfindung beseitigt diese Nachteile durch die erwähnte Ausführungsform, so daß das gemäß dem Stand der Technik zu befürchtende Klemmen - außer den sonstigen Vorteilen - vermieden wird.Since the helical element is not specially driven, arise through non-compulsory leadership and with minor changes the Position of the screw element to the rotating body in the circumferential direction or when lagging Clamps that call the functioning of the circulation pump into question. The chamber lock according to the invention eliminates these disadvantages by the aforementioned embodiment, so that according to the prior art to be feared jamming - apart from the others Advantages - is avoided.

Der den HauptkörperH abschließende Sperrkörper S ist nach den A b b. 1 und 2 als exzentrisch gelagerter und getrennt angetriebener, in die Schraubengänge des Hauptkörpers eingepaßter, schraubenförmiger Körper ausgebildet. Der Hauptkörper H kann fest mit dem Mantel M verbunden sein, wodurch HauptkörperH und MantelM einen einzigen rotierenden Körper bilden. The main body H closing the locking body S is according to the A b b. 1 and 2 as eccentrically mounted and separately driven in the screw threads the main body is formed by fitting helical bodies. The main body H can be fixedly connected to the jacket M, whereby the main body H and the jacket M are one form a single rotating body.

Der Sperrkörper S kann auch, wie in Abt. 2 wiedergegeben, als Hohlkörper ausgebildet sein und durch die den Hauptkörper H tragende Welle W gleichfalls in seinen einzelnen Gängen abgeschlossen sein. Hierdurch wird er in eine Reihe von Kammern K unterteilt, die eine weitere Schleuse ergeben. The locking body S can also, as shown in Section 2, as a hollow body be formed and by the shaft W supporting the main body H likewise in its individual courses must be completed. This will turn him into a number of Divided chambers K, which result in another lock.

Eine andere Möglichkeit, die der Durchschleusung dienenden Kammern K in dem HauptkörperH zu bilden, ergibt sich nach Abt. 3 daraus, daß jeder Gang durch eine oder mehrere Trennplatten T abgeschlossen wird. Die Trennplatten T sind innehalb des Arbeitsraumes gliederartig aneinander gekuppelt und wurden entsprechend der Drehgeschwindigkeit durch die Schleuse geführt. Sie gelangen dann außerhalb der Kammerschleuse wieder in die Windungen des Hauptkörpers H zurück. Eine solche Ausführung ist besonders für die Durchschleusung von festen bzw. stückigen Materialien geeignet. Another possibility, the chambers used for passage To form K in the main body H results, according to Section 3, from the fact that each course is completed by one or more partition plates T. The partition plates T are Within the work area, they were linked to one another in the form of limbs and were accordingly the speed of rotation through the lock. You then get outside the chamber lock back into the windings of the main body H. Such Execution is especially for the passage of solid or lumpy materials suitable.

Es ist bereits bei einer Pumpeinrichtung mit einer in einem zylindrischen Mantel laufenden Schnecke bekannt, die Kammern durch Trennplatten in jedem Schraubengang zu bilden. Bei dieser bekannten Ausführungsform ist ein seitlicher Rückführungskanal vorgesehen, der Durchbrechungen des die Schraube führenden Zylinders benötigt, da die Scheiben über zwei Drehpunkte wieder zurückgeführt werden. Unter Berücksichtigung der auftretenden Wärme- und sonstigen Spannungen kann jedoch eine volle Abdichtung nicht erreicht werden, so daß die Wirkungsweise dieser Pumpe im praktischen Betrieb in Frage gestellt ist. Die Kammern nach der Erfindung sind unter Berücksichtigung dieser Ausführungsform demnach in an sich bekannter Weise durch eine oder mehrere Trennplatten in jedem Schraubengang des Hauptkörpers gebildet. Die Trennplatten, die innerhalb des Arbeitsraumes gliederartig gekuppelt sind, werden erfindungsgemäß ohne Unterbrechung des Mantels vermittels besonderem Antrieb durch den Schleuseneingang und den Ausgang eines der der Schleusteil zugeordneten - weiter unten beschriebenen - Entlastungsteiles ein- bzw. ausgeführt und außen zurückgeführt, wobei sie sich mit einer der Wandergeschwindigkeit des Hauptkörpers entsprechenden Eigengeschwindigkeit bewegen. Hierbei können die Trennplatten so ausgebildet sein, daß sie als Auflage für zu schleusende Stoffe dienen. It is already in the case of a pumping device with one in a cylindrical Mantle running worm known the chambers by separating plates in each screw flight to build. In this known embodiment there is a lateral return channel provided, the openings in the cylinder leading the screw required, as the discs can be returned via two pivot points. Considering However, the heat and other stresses that occur can create a full seal can not be achieved, so that the mode of action of this pump in practical operation is in question. The chambers according to the invention are under consideration this embodiment accordingly in a manner known per se by one or more Separation plates formed in each flight of the main body. The dividing plates, which are linked like links within the working space are according to the invention without interrupting the jacket by means of a special drive through the lock entrance and the output of one of the lock part assigned - described below - Relief part introduced or executed and returned outside, whereby they are with an own speed corresponding to the traveling speed of the main body move. Here, the partition plates can be designed so that they serve as a support serve for substances to be sluiced.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, jede einzelne Kammer der Schleuse mit einem reduzierten Teildruck des insgesamt zu überwindenden Druckunterschiedes zu beaufschlagen, so daß zwischen zwei benachbarten Kammern nur eine geringfügigeDruckdifferenz besteht. Die Stufenteilung richtet sich da- nach, welcher Druckunterschied zwischen zwei aufeinanderfolgenden Kammern bei kleinsten Lässigkeitsmengen der gewählten Spalt-, Labyrinth- oder sonstigen Abdichtung zwischen dem Sperrkörper S oder den TrennplattenT und dem HauptkörperH sowie dem Mantel M bzw. der Welle W zugelassen werden kann. It is within the scope of the invention, each individual chamber of the lock with a reduced partial pressure of the total pressure difference to be overcome to be applied so that only a slight pressure difference between two adjacent chambers consists. The graduation is based on according to what pressure difference between two consecutive chambers with the smallest amount of leakage of the selected one Gap, labyrinth or other seal between the locking body S or the Separation plates T and the main body H as well as the jacket M and the shaft W are permitted can be.

Zur wesentlichen Verbesserung der Wirtschaftlichkeit kann die Kammerschleuse für stetigen Durchgang (s. A b b. 4) mit einem Entlastungsteil etwa gleicher Ausführung versehen werden. Dieser kann als Verlängerung oder auch gegenläufig am Außenmantel oder in anderer Weise angeordnet sein und erhält die gleiche Drehgeschwindigkeit. Die einzelnen Kammern K des der Durchschleusung dienenden Teiles werden dann mit den entsprechenden Kammern des Entlastungsteiles so verbunden, daß ein Druckausgleich stattfindet. Der höhere im Apparat oder Behälter befindliche Gas-, Dampf- oder Luftdruck wird durch Drosselung so ausgenutzt, daß eine stufenweise Druckerhöhung von Pa nach Pe in dem Schleusteil durch Druckminderung von Pe nach Pa in den entsprechenden Stufen des Entlastungsteiles ausgeglichen wird. Die Lässigkeitsmengen zwischen den Kammern erscheinen dabei nicht als Verlust, weil sie - ebenso wie alle Gas- oder Dampfmengen aus dem Entlastungsteil - im schleusenden Teil nach dem Endraum mitgeführt werden. Außerdem wird hierdurch der Arbeitsaufwand für die Drucküberwindung ausgeglichen. The chamber lock for continuous passage (see A b b. 4) with a relief part of approximately the same design be provided. This can be used as an extension or in opposite directions on the outer jacket or be arranged in some other way and maintains the same rotational speed. The individual chambers K of the part serving for passage are then included the corresponding chambers of the relief part connected so that a pressure equalization takes place. The higher gas, steam or air pressure in the apparatus or container is used by throttling so that a gradual pressure increase from Pa to Pe in the lock part by reducing the pressure from Pe to Pa in the corresponding Levels of the relief part is compensated. The amount of leakage between the Chambers do not appear as a loss because they - like all gas or Amount of steam from the relief part - carried along in the sluicing part after the end space will. In addition, this compensates for the work involved in overcoming the pressure.

Bei dem oben angeführten Beispiel der Speisewasservorwärmanlagen in Kraftwerken ist durch Zwischenschaltung der Kammerschleuse mit Entlastungsteil der Einsatz von Mischvorwärmern an Stelle der teuren Oberflächenwärmeaustauscher möglich. Hierdurch wird der unterschiedliche Sättigungsdruck der einzelnen Entnahmestufen gegeneinander abgesperrt und außerdem die notwendige Druckerhöhung des Speisewassers durch Drosselung aus der höheren Stufe erreicht. Der gedrosselte Dampf kondensiert dabei in der Kammerschleuse unter gleichzeitiger Aufwärmung des Hauptkondensates, so daß praktisch der Heizdampf aus der Entnahme sowohl für die Vorwärmung als auch für die Druckerhöhung ausgenutzt wird, wodurch sich der Wirkungsgrad der Gesamtanlage erhöht. In the above example of the feed water preheating systems in power plants is through the interposition of the chamber lock with relief part the use of mixer preheaters instead of expensive surface heat exchangers possible. This results in the different saturation pressure of the individual withdrawal stages blocked against each other and also the necessary pressure increase of the feed water achieved by throttling from the higher level. The throttled steam condenses while in the chamber lock with simultaneous heating of the main condensate, so that practically the heating steam from the extraction both for preheating as well is used to increase the pressure, which increases the efficiency of the overall system elevated.

Um die Vorwärmanlage durch Wegfall der Mischvorwärmer noch weiter zu vereinfachen, wird die Kammerschleuse als gemeinsamer Vorwärmapparat für alle Entnahmestufen so ausgebildet, daß die Heizdampfmengen entsprechend der Stufenteilung der Anlage nacheinander direkt eingeführt werden. To the preheating system by omitting the mixing preheater even further To simplify, the chamber lock is used as a common preheater for everyone Withdrawal stages designed so that the heating steam quantities correspond to the stage division the system can be introduced directly one after the other.

Zwischen den einzelnen Dampfeinführungen, für welche, wenn notwendig, Mantelerweiterungen vorgesehen werden können, liegt dann jeweils der erforderliche Schleus- und Entlastungsteil.Between the individual steam inlets, for which, if necessary, Jacket extensions can be provided, the required is then in each case Lock and relief part.

Die Ausführung der Kammerschleuse mit Trennplatten als Sperrkörper kann beispielsweise bei der obenerwähnten Steinhärtung in der Kalksandsteinindustrie Verwendung finden, wodurch dieser Vorgang kontinuierlich gestaltet wird. Hierbei wird der einschleusende Teil direkt mit dem hinter dem Härteraum befindlichen ausbringenden Teil verbunden, so daß dieser als Entlastungsteil läuft. Die Trennplatten, auf denen die zu härtenden Steine durch den Härtekessel geführt werden, laufen außerhalb der Vorrichtung nach Abnahme der gehärteten Steine wieder kontinuierlich zur Presse zurück, wo die Aufgabe der Rohsteine erfolgt. Der Härteraum wird dabei unter konstantem Dampfdruck gehalten, ein chargenmäßiges Abblasen und damit Dampfverlust entfällt. Der Transport der Trennplatten verläuft in Abhängigkeit von der Umdrehung des Drehkörpers. Dieser ist in diesem Falle fest mit dem Mantel M verbunden, welcher deshalb in einem zweiten Außenmantel gelagert wird. The execution of the chamber lock with separating plates as a blocking body can for example with the above-mentioned stone hardening in the sand-lime brick industry Find use, whereby this process is made continuous. Here the part to be fed in becomes directly with the part to be discharged behind the hardening room Part connected so that it runs as a relief part. The partition plates on which the stones to be hardened are passed through the hardening kettle, run outside the After removing the hardened stones, the device goes back to the press continuously back where the task of the rough stones takes place. The hardening room will kept under constant steam pressure, a batch blow-off and thus There is no loss of steam. The transport of the partition plates is dependent on the rotation of the rotating body. In this case, this is fixed to the coat M connected, which is therefore stored in a second outer jacket.

Das Prinzip der Kammerschleuse wird auch bei vielen anderen Arbeitsgängen mit Vorteil anzuwenden sein, unter anderem bei der Beschickung mit stückigen, körnigen oder breiigen Gütern sowie als Vakuumabschluß, für die Zumischung oder Dosierung oder auch für die Entlastung von Stopfbuchsdurchführungen, insbesondere bei höheren Druckdifferenzen, als Spezial-Förder- oder Pumpvorrichtung, als Zubringer bei großen Saug- oder Zulaufhöhen usw. Sie ist weiterhin als spezielles Grundelement in der Regel- und Steuerungstechnik und im Maschinenbau, in besonderer Ausbildung für Kraftmaschinen und viel andere Zwecke geeignet. The principle of the chamber lock is also used in many other work processes to be used with advantage, including when loading lumpy, granular or pulpy goods and as a vacuum seal, for admixing or dosing or also for relieving stuffing box bushings, especially with higher ones Differences in pressure, as a special conveying or pumping device, as a feeder for large ones Suction or inlet heights etc. It is still a special basic element in the Regulation and control technology and in mechanical engineering, in special training for power machines and many other purposes.

Claims

Claims: 1. Chamber lock for the lock and / or the continuous passage of solid, liquid or gaseous substances under closure against pressure differences or another, specific operating condition, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that in a cylindrical jacket (M, A b b. 1 to 3) a single or multi-start screw (main body H, A b b. 1 to 3) is rotatably arranged, the individual screw threads by a or several of these windings designed accordingly and driven separately Locking body (S, Fig. 1 and 2; T, Fig. 3) closed against each other and against the jacket are, whereby individual separate chambers (K, A b b. 1 to 3) are created, which result from the progressive movement of the interdependent speed driven main body and blocking body effect the passage of substances.

2. Chamber lock according to claim 1, characterized in that each individual chamber with a reduced partial pressure of the total pressure difference to be overcome is acted upon, so that only a small pressure difference between two adjacent chambers consists.

3. Chamber lock according to claim 1 and 2, characterized in that that the lock part (A b b. 1 to 3) a similarly designed relief part is assigned (Fig. 4), the chambers of which are subjected to the same partial pressures are like the corresponding chambers of the lock part with which they are used for pressure equalization are connected.

4. Chamber lock according to at least one of the preceding claims, characterized in that the locking body (S) closing off the main body (H) as an eccentrically mounted and separately driven one in the screw threads of the Main body fitted, helical body is formed (A b b. 1 and 2).

5. Chamber lock according to claim 1 and / or 2 to 4, characterized in that that the main body (H) is firmly connected to the jacket (M), whereby they one form a single rotating body.

6. Chamber lock according to claim 1 and / or 2 to 5, characterized in that that the locking body (S, A b b. 2) is designed as a hollow body and through the Main body (H, Ab b. 2) carrying shaft (W, A b b. 2) also in its individual Corridors completed and thus divided into a series of chambers (K, A b b. 2) which result in another lock.

7. Chamber lock according to claim 1 to 3, characterized in that that the chambers (K, Fig. 3) in a known manner by one or more partition plates (T, Ab b. 3) are formed in each screw thread of the main body (H), the Separation plates are linked like links within the work space and without interruption of the jacket (M) by means of a special drive through the lock entrance and the Exit of the relief part (A b b. 4) introduced or carried out and led back outside while moving at a speed corresponding to the moving speed of the main body Move your own speed.

8. Chamber lock according to claim 7, characterized in that the Separation plates (T, Fig. 3) are designed as a support for substances to be sluiced. ~~~~~~~ Publications considered: Austrian patent specifications no. 159 236, 132 779; British Patent Nos. 721 183, 577 881, 224 862; U.S. Patents No. 2630 906, 1 306572.