DE3940667C1

DE3940667C1 - Sealed rotary valve assembly - incorporates cylindrical housing and seal elements in ends of rotor blades

Info

Publication number: DE3940667C1
Application number: DE19893940667
Authority: DE
Inventors: Hans Dr.-Ing. 7981 Vogt De Hoppe; Dieter 7961 Bergatreute De Heep
Original assignee: Waeschle Maschinenfabrik 7980 Ravensburg De GmbH
Current assignee: Waeschle GmbH
Priority date: 1989-12-08
Filing date: 1989-12-08
Publication date: 1991-04-25
Anticipated expiration: 2009-12-09

Abstract

The rotary valve includes a cylindrical housing (1) with an inlet at the top and a radially opopsite outlet at the bottom. A valve rotor (3), with a number of radial arms, is located in the centre of the housing. Axial grooves along the outside edges of the rotor blades locates elastic strip elements (8) and a location rail (7) for a cylindrical, rotary sealing bar (9). The elastic element produces contact pressure between the sealing bar and the housing wall so that the bar is rotated when the valve rotor is turning. USE/ADVANTAGE - Rotary valve is provided with improved, non-wearing sealing elements on valve rotor blades.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zellenradschleuse der in den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 2 angege benen Gattung.The invention relates to a rotary valve which in the preambles of claims 1 and 2 indicated lower genus.

Zellenradschleusen dieser Gattung sind in vielfäl tigen Bauformen bekannt (vergleiche lediglich bei spielshalber US-PS 31 51 784). Zur Erzeugung der radial federnden Vorspannung der Dichtleisten des Zellenrades in Richtung auf die Innenwand des Schleusengehäuses sind bereits die unterschiedlichsten Federelemente vor geschlagen worden, z. B. Gummipuffer und Preßluftschläu che (DE-PS 6 08 765), gewellte Blattfedern (DE-PS 12 63 598) oder elastische Schwammgummikissen (CH-PS 3 35 449). Mittels solcher radial federnd in Richtung der Gehäuseinnenwand belasteter Dichtleisten gelingt es zwar, die Leckluftmenge auch bei höheren Druckdifferen zen zwischen der Einlaufseite und der Auslaufseite der Schleuse gering und einigermaßen konstant zu halten, allerdings nur auf Kosten eines Verschleißes der gewöhn lich aus einem Kunststoff mit niedrigem Reibungskoeffi zienten bestehenden Dichtleisten. Die Dichtleisten ha ben daher nur eine beschränkte Standzeit und müssen dann mit nicht unerheblichem Zeitaufwand ausgewechselt werden. Außerdem gelangt der Abrieb der Dichtleisten in das mittels der Zellenradschleuse geförderte oder dosier te Produkt, was in vielen Fällen unerwünscht ist. Hinzu kommt, daß nur mittels aufwendiger Sonderkonstruktionen erreicht werden kann, daß die elastische Kraft, mit der die Dichtleisten gegen die Innenwand des Schleusenge häuses gedrückt werden, weg- und damit verschleißunab hängig konstant bleibt.Rotary valves of this type are available in many known designs (compare only with for the sake of play US Pat. No. 3,151,784). To generate the radial resilient preload of the sealing strips of the cellular wheel towards the inner wall of the lock housing a wide variety of spring elements are already available been hit, e.g. B. rubber buffer and compressed air che (DE-PS 6 08 765), corrugated leaf springs (DE-PS 12 63 598) or elastic sponge rubber cushions (CH-PS 3 35 449). By means of such radially resilient in the direction of Sealed sealing strips inside the housing succeed the leakage air volume even at higher pressure differentials zen between the inlet side and the outlet side of the To keep the lock low and reasonably constant, but only at the expense of wear and tear Lich made of a plastic with a low coefficient of friction existing sealing strips. The sealing strips ha therefore only have a limited service life and must then replaced with a not inconsiderable amount of time will. In addition, the wear of the sealing strips gets into that is conveyed or metered by means of the rotary valve te product, which is undesirable in many cases. In addition comes that only by means of complex special constructions can be achieved that the elastic force with which the sealing strips against the inner wall of the lock narrow be pressed, away and therefore wear-resistant pending remains constant.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zellen radschleuse der einleitend genannten Art zu schaffen, bei der die Dichtleisten praktisch nicht verschleißen.The invention has for its object a cell to create a wheel lock of the type mentioned in the introduction, in which the sealing strips practically do not wear out.

Eine erste Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß jede Dichtleiste parallel zu ihrer Längsachse mit einer Bohrung versehen ist, deren Achse von der radia len Stirnfläche der Dichtleiste einen Abstand hat, der gleich dem halben Durchmesser der Bohrung, vermindert um die betriebsmäßige Weite des Spaltes zwischen der Dichtleistenstirnfläche und der Gehäuseinnenwand, ist, und daß in der Bohrung eine Walze aus verschleißfestem Werkstoff drehbar aufgenommen ist.A first solution to this problem is that each sealing strip parallel to its longitudinal axis a hole is provided, the axis of which radia len face of the sealing strip has a distance that equal to half the diameter of the bore by the operational width of the gap between the Sealing face and the inner wall of the housing, and that in the bore a roller made of wear-resistant Material is rotatably received.

Diese Lösung hat den Vorteil, daß - statt wie bisher die Dichtleiste - die in der Dichtleiste drehbar ge lagerte Walze gegen die Gehäuseinnenwand anliegt. Da die Walze einerseits an der Gehäuseinnenwand abrollt und sich andererseits in ihrer Bohrung in der Dicht leiste dreht, wird auf diese Weise eine praktisch ab riebfreie Berührungsdichtung geschaffen. Die Dicht leisten können nach wie vor aus Kunststoff sein, je doch besteht eine größere Freiheit in der Wahl des Dichtleistenmaterials, so daß auch Werkstoffe ver wendet werden können, die bei Anlage der Dichtleisten gegen die Gehäuseinnenwand z. B. unter Verschleißge sichtspunkten ungeeignet wären, die aber in der Paarung mit dem verschleißfesten Werkstoff der Walze einen besonders geringen Reibungskoeffizienten haben.This solution has the advantage that - instead of as before the sealing strip - which can be rotated in the sealing strip stored roller abuts against the inner wall of the housing. There the roller rolls on the one hand on the inside wall of the housing and on the other hand in their hole in the seal bar rotates, this is a practical friction-free contact seal created. The dense can still be made of plastic, depending but there is greater freedom in the choice of Sealing strip material, so that materials ver can be applied when the sealing strips are applied against the housing inner wall z. B. under Wear viewpoints would be unsuitable, but which are in the Pairing with the wear-resistant material of the roller have a particularly low coefficient of friction.

Eine zweite Lösung der genannten Aufgabe besteht darin, daß jede Dichtleiste in jeder ihrer beiden axialen Stirnflächen ein Sackloch hat, dessen Achse von der radialen Stirnfläche der Dichtleiste einen Abstand hat, der gleich dem halben Durchmesser des Sacklochs, ver mindert um die betriebsmäßige Weite des Spaltes zwi schen der Dichtleistenstirnfläche und der Gehäusewan dung, ist, und daß in jedem Sackloch ein Walzenkörper aus verschleißfestem Werkstoff drehbar aufgenommen ist.A second solution to the problem mentioned is that each sealing strip in each of its two axial End faces has a blind hole, the axis of which radial end face of the sealing strip has a distance, which is equal to half the diameter of the blind hole, ver reduces the operational width of the gap between between the sealing strip face and the housing wall dung, and that in each blind hole a roller body is rotatably received from wear-resistant material.

Diese Lösung hat den Vorteil einer - abgesehen von den Walzenkörpern - praktisch berührungsfreien Abdichtung zwischen den Zellenradstegen und der Innenwand des Schleusengehäuses. Der entsprechende Spalt kann sehr klein gehalten werden (um die Leckluftmenge klein zu halten), denn unterschiedliche Dehnungen des Gehäuses und des Zellenrades infolge Temperaturschwankungen und Durchbiegungen des Zellenrades bzw. dessen Welle infol ge unterschiedlicher Druckdifferenzen zwischen der Einlaufseite und der Auslaufseite werden durch die in radialer Richtung federnde Aufnahme der Dichtleisten in den Stirnrändern der Zellenradstege aufgenommen, so daß die Gefahr eines Anlaufens oder gar Festfressens des Zellenrades an der Gehäuseinnenwand sicher vermie den wird.This solution has the advantage of one - apart from that Roller bodies - practically non-contact sealing between the cellular wheel webs and the inner wall of the Lock housing. The corresponding gap can be very be kept small (to keep the amount of leakage air small hold), because different expansions of the housing and the cellular wheel due to temperature fluctuations and Deflections of the cellular wheel or its shaft infol ge different pressure differences between the The inlet and outlet sides are defined by the in radial direction resilient reception of the sealing strips recorded in the front edges of the cellular wheel webs, see above that the danger of tarnishing or even seizing of the cellular wheel on the inside wall of the housing that will.

In der Zeichnung ist eine Zellenradschleuse nach der Erfindung in beispielsweise gewählten Ausführungsfor men schematisch vereinfacht dargestellt. Es zeigtIn the drawing is a rotary valve after the Invention in, for example, chosen embodiment men shown schematically simplified. It shows

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform, Fig. 1 shows a longitudinal section through a first embodiment,

Fig. 2 einen Teilquerschnitt längs der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 2 is a partial cross-section along the line II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Ausschnitt aus Fig. 2 in vergrößer tem Maßstab und Fig. 3 shows a detail of Fig. 2 in enlarged scale and

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine zweite Aus führungsform der Zellenradschleuse. Fig. 4 is a longitudinal section through a second imple mentation form of the rotary valve.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Zellenrad schleuse besteht aus einem Schleusengehäuse 1 mit einer oberseitigen Einlauföffnung 1a und einer unterseitigen Auslauföffnung 1b sowie einem Zellen rad, das sich aus einer Welle 2, einer Anzahl Zellen radstege 3 und zwei Seitenscheiben 4a, 4b zusammen setzt. Die Zellenradwelle 2 ist in seitlichen Lager deckeln 5a und 5b drehbar gelagert, die ihrerseits mit dem Gehäuse 1 verschraubt sind.The bucket wheel sluice shown in Figs. 1 and 2 consists of a lock housing 1 having a top-side intake opening 1 a and a lower-side outlet opening 1b, as well as a cell wheel, which is composed of a shaft 2, a number of cells radstege 3 and two side windows 4 a , 4 b puts together. The cellular wheel shaft 2 is rotatably mounted in side bearing caps 5 a and 5 b, which in turn are screwed to the housing 1 .

Wie insbesondere aus den Fig. 2 und 3 hervorgeht, hat jeder der Zellenradstege 3 in seinem radialen Stirnrand eine Längsnut 6, in der eine Dichtleiste 7 radial verschiebbar aufgenommen ist. Zwischen der Dichtleiste 7 und dem Grund der Längsnut 6 befindet sich als federndes Element eine Leiste 8 aus einem Elastomeren. Jede Dichtleiste 7 enthält eine Walze 9 aus verschleißfestem Material. Diese Walze 9 steht mit einem kleinen Teil ihrer Umfangsfläche über die radia le Stirnfläche 7a der Dichtleiste über. Die Walze 9 tritt gerade so viel aus dieser radialen Stirnfläche 7a vor, daß zwischen letzteren und der Innenwand 1c des Schleusengehäuses ein betriebsmäßiger Spalt s bleibt. Mit anderen Worten ist die Walze 9 in einer zu der Längsachse der Dichtleiste 7 parallelen Bohrung aufge nommen, deren Achse von der radialen Stirnfläche 7a der Dichtleiste 7 einen Abstand hat, der gleich dem halben Durchmesser d der Bohrung, vermindert um den Betrag des Spaltes s zwischen der Dichtleistenstirn fläche 7a und der Gehäuseinnenwand 1c ist. Während daher der Spalt s unter allen betriebsmäßigen Tempera tur- und Druckbedingungen konstant bleibt, werden durch Änderung dieser Bedingungen verursachte Änderun gen des Spaltes S zwischen der Innenwand 1c des Ge häuses 1 und der Stirnfläche 3a des Zellenradsteges 3 von der elastischen Leiste 8 aufgenommen. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß die genannten Änderungen des Spaltes S im Bereich von Hundertstel oder höchstens Zehntelmillimeter liegen.As can be seen in particular from FIGS. 2 and 3, each of the cellular wheel webs 3 has a longitudinal groove 6 in its radial end edge, in which a sealing strip 7 is received in a radially displaceable manner. Between the sealing strip 7 and the base of the longitudinal groove 6 there is a strip 8 made of an elastomer as a resilient element. Each sealing strip 7 contains a roller 9 made of wear-resistant material. This roller 9 is with a small part of its peripheral surface on the radia le end face 7 a of the sealing strip. The roller 9 comes out just as much from this radial end face 7 a that an operational gap s remains between the latter and the inner wall 1 c of the lock housing. In other words, the roller 9 in a direction parallel to the longitudinal axis of the sealing strip 7 bore taken up, the axis a of the sealing strip 7 at a distance from the radial end face 7, which is equal to half the diameter d of the bore, reduced by the amount of the gap s between the sealing edge face 7 a and the housing inner wall 1 c. Therefore, while the gap s remains constant under all operational tempera ture and pressure conditions, changes caused by changes in these conditions of the gap S between the inner wall 1 c of the housing 1 Ge and the end face 3 a of the cellular wheel web 3 are added by the elastic strip 8 . It must be taken into account here that the changes in the gap S mentioned are in the range of hundredths or at most tenths of a millimeter.

Wie Fig. 1 erkennen läßt, liegen die jeweiligen Wal zen 9 im Bereich der Schleuseneinlauföffnung 1a und der Schleusenauslauföffnung 1b nur mit einem kurzen Abschnitt der jeweiligen Walzenenden gegen die Innen wand des Schleusengehäuses 1 an. Da diese Bereiche aus reichen, um die Dichtleisten 7 sicher in den Längsnuten 6 der Zellenradstege 3 zu halten, kann nach dem an Hand der Fig. 1 bis 3 beschriebenen Prinzip auch eine nahezu völlig berührungsfreie Abdichtung zwischen den Zellenradstegen und dem Gehäuse 1 verwirklicht werden. Fig. 4 zeigt eine solche Ausführungsform. Bei dieser Schleuse, die ansonsten mit derjenigen nach den Fig. 1 bis 3 übereinstimmt, sind in der radialen Stirn fläche jeder Dichtleiste anstelle einer Walze ledig lich zwei Walzenkörper 10a und 10b angeordnet, und zwar in Sacklöchern, die in den betreffenden beiden axialen Stirnflächen der Dichtleiste 7 vorgesehen sind. Zwar erhöht sich bei dieser Ausführungsform die Leckluftmenge im Vergleich zu der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 3, jedoch kann bei dieser fast völlig berührungsfreien Abdichtung die betriebsmäßige Weite s des Spaltes zwischen den Dichtleistenstirnflächen und der Gehäuseinnenwand sehr klein gemacht werden, da s unter allen temperatur- und druckmäßigen Betriebsbe dingungen konstant bleibt.As can be seen in Fig. 1, the respective Wal zen 9 in the area of the lock inlet opening 1 a and the lock outlet opening 1 b only with a short section of the respective roller ends against the inner wall of the lock housing 1 . Since these areas are sufficient to hold the sealing strips 7 securely in the longitudinal grooves 6 of the cellular wheel webs 3 , an almost completely contact-free seal between the cellular wheel webs and the housing 1 can also be realized according to the principle described with reference to FIGS. 1 to 3. Fig. 4 shows such an embodiment. In this lock, which otherwise corresponds to that of FIGS . 1 to 3, in the radial end face of each sealing strip instead of a roller single Lich two roller bodies 10 a and 10 b are arranged, in blind holes that in the relevant two axial End faces of the sealing strip 7 are provided. In this embodiment, the amount of leakage air increases compared to the embodiment according to FIGS . 1 to 3, but with this almost completely non-contact seal, the operational width s of the gap between the sealing face faces and the housing inner wall can be made very small, since it is among all temperature and pressure operating conditions remains constant.

Claims

1. Rotary valve, consisting of a housing ( 1 ) with top inlet opening ( 1 a) and Untersei term outlet opening ( 1 b) and a rotating in a hollow cylindrical housing part cellular wheel with several radial webs ( 3 ), the radial end edges ( 3 a ) Have longitudinal grooves ( 6 ) in which radially resilient in the direction of the housing inner wall ( 1 c) be loaded sealing strips ( 7 ), characterized in that each sealing strip ( 7 ) is provided parallel to its longitudinal axis with a bore, the axis of the radial end surface (7 a) of the sealing strip (7) has a distance equal to half the diameter (d) of the bore, reduced by the operational width (s) of the gap between the sealing strips end surface (7 a) and the housing inner wall (1 c), and that a roller ( 9 ) made of wear-resistant material is rotatably received in the bore.

2. rotary valve, consisting of a housing ( 1 ) with top inlet opening ( 1 a) and Untersei term outlet opening ( 1 b) and a rotating in a hollow cylindrical housing part cellular wheel with several radial webs ( 3 ), the radial end edges ( 3 a) longitudinal grooves ( 6 ), in which radially resiliently loaded sealing strips ( 7 ) are received in the direction of the housing inner wall ( 1 c), characterized in that each sealing strip ( 7 ) has a blind hole in each of its two axial end faces, the axis of which extends from the radial end face the sealing strip ( 7 ) has a distance which is equal to half the diameter of the blind hole, reduced by the operational width (s) of the gap between the sealing strip end face and the housing inner wall, and that in each blind hole a roller body ( 10 a and 10 b ) made of wear-resistant material can be rotated.