CH654551A5

CH654551A5 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung der entnahme von schuettguetern aus druckbeaufschlagten behaeltern.

Info

Publication number: CH654551A5
Application number: CH77382A
Authority: CH
Inventors: Dietrich Dipl-Ing Maurer
Original assignee: Maurer Dietrich
Priority date: 1981-02-14
Filing date: 1982-02-09
Publication date: 1986-02-28
Also published as: FR2499954A1; DE3105463A1; FR2499954B3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Entnahme von Schüttgütern aus druckbeaufschlagten Behältern durch Fembetätigung eines in der Entnahmeleitung vorgesehenen Absperrventiles sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bei der Entnahme von Schüttgütern aus druckbeaufschlagten Vorratsbehältern, gegebenenfalls über eine pneumatische Förderleitung, besteht im Gegensatz zu pneumatischen Chargenförderern ein besonderes Sicherheitsrisiko darin, dass bei Ausfall des Steuermediums der druckbeaufschlagte Behälter nicht oder nicht schnell genug verschlossen wird. Dies führt beispielsweise dann, wenn das Fördergut über eine lange Förderleitung gefördert wird, dazu, dass der Aufnahmebehälter und die Förderleitung mit Fördergut überfüllt werden und so eine schwierig zu beseitigende Arbeitsunterbrechung infolge Verstopfung der Förderleitung eintritt.

Es ist bereits eine Vorrichtung zur Entnahme von Schüttgütern aus druckbeaufschlagten Behältern bekannt, bei der beispielsweise bei Unterbrechung der elektrischen Steuerleitung zwischen dem druckbeaufschlagten Behälter und dem am Ende der Förderleitung vorgesehenen Aufnahmebehälter der druckbeaufschlagte Behälter verschlossen wird. Diese Vorrichtung ist jedoch nicht in der Lage, den druckbeaufschlagten Behälter beispielsweise bei Ausfall des für die Betätigung der Entnahmevorrichtung erforderlichen elektrischen Stromes sofort zu verschliessen.

Bei einer solchen bekannten Vorrichtung muss der Benutzer, der in aller Regel von dem druckbeaufschlagten Be2

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hälter weit entfernt ist, schnellstmöglich das zwischen Behälterauslauf und der speziellen Entnahmevorrichtung befindliche handbetätigte Absperrventil verschliessen.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese NACHTeile der bekannten Einrichtung zu beseitigen und eine Vorrichtung zu schaffen, mit der der druckbeaufschlagte Behälter sowohl bei Unterbrechung der Steuerleitung für die Entnahmevorrichtung als auch bei Ausfall der Betätigungsenergie für die Entnahmevorrichtung sofort und sicher verschlossen wird. Die erfindungsgemässe Vorrichtung soll dabei gemäss einer weiteren Aufgabe der vorliegenden Erfindung klein, leicht transportabel und schnell zwischen druckbeaufschlagtem Behälter und Förderleitung einzubauen sein.

Letzteres ist insbesondere deshalb wichtig, weil druckbeaufschlagte Behälter als Teil einer pneumatischen Förderanlage mehr und mehr als wirtschaftliche Transportbehälter für Schüttgüter an wechselnden Verbrauchsorten aufgestellt werden und im allgemeinen auch kein optimal geschultes Personal für die Bedienung der Gesamtanlage zur Verfügung steht.

Gelöst wird die erfindungsgemässe Aufgabe dadurch,

dass das Absperrventil unter der Einwirkung der von gespeicherter Energie ausgeübten Kraft in Schliessstellung gehalten und durch direkte oder indirekte Einwirkung eines Steuersignals unter Überwindung der auf das Absperrventil einwirkenden Kraft geöffnet wird.

Durch die ständig auf das Absperrventil wirkende Kraft wird dieses so lange in Schliessstellung gehalten, bis eine zur Einwirkung gebrachte Gegenkraft grösser ist und das Absperrventil unter Überwindung der von der gespeicherten Energie ausgeübten Kraft öffnet.

Stromausfall oder Unterbrechung der Steuerleitung führt automatisch zum Erlöschen der Gegenkraft, so dass die unter der Einwirkung der gespeicherten Energie ausgeübte Kraft wieder zur Einwirkung und das geöffnete Absperrventil sofort verschliesst. Verstopfungen und ein Überlaufen des Aufnahmebehälters am Ende der Förderleitung sind damit ausgeschlossen.

Es hat sich als besonders zweckmässig erwiesen, wenn das Absperrventil durch Einwirkung einer Federkraft in Schliessstellung gehalten wird und mittels eines durch die Einwirkung des Steuersignals in einem auf das Absperrventil wirkenden Arbeitszylinder-Kolben erzeugten Druckes unter Überwindung der Federkraft geöffnet wird. Eine solche Ausführungsform ist relativ einfach im Aufbau, billig in der Herstellung und vor allem den rauhen Arbeitsbedingungen auf den Baustellen gewachsen.

Es hat sich dabei als besonders zweckmässig erwiesen, wenn bei dem erfindungsgemässen Verfahren unter der Einwirkung des Steuersignals ein Gaskompressor so geschaltet wird, dass er den für den Arbeitszylinder-Kolben benötigten Druck zum Öffnen des Absperrventils erzeugt. Ein geeignetes, beispielsweise 4-2-Wege-Magnetventil wird über eine Steuerleitung vom Verbraucher angesteuert und ist so geschaltet, dass im stromlosen Zustand das Magnetventil den Arbeitszylinder-Kolben entlastet, so dass der Federspeicher die Kolbenstange bewegt und somit das Absperrventil schliesst.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird die Gebläse-Förderluft des druckbeaufschlagten Behälters zur Betätigung des Ar-beitszylinder-Kolbens ausgenutzt. Unter der Einwirkung des Steuersignals wird ein elektromagnetisch betätigtes Rückschlagventil geöffnet, durch welches der im druckbeaufschlagten Behälter vorhandene Druck in dem Arbeitszylinder-Kolben unter Öffnung des Absperrventils zur Einwirkung kommt. Bei einer solchen Ausführungsform entfällt der separate Gaskompressor für die Steuerluft, die erfin-

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dungsgemässe Vorrichtung ist somit wesentlich einfacher, leichter transportabel und wirtschaftlicher herstellbar.

Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemässen Vefahrens wird die Gebläseförderluft des druckbe-5 aufschlagten Behälters anstelle des Federspeichers verwendet, um das Absperrventil ständig in Schliessstellung zu halten, und letzteres wird mittels eines durch Einwirkung des Steuersignals erzeugten, auf den Arbeitszylinder-Kolben wirkenden Gegendruckes geöffnet. Für die Erzeugung dieses 10 Gegendruckes kann der vorerwähnte Gaskompressor benutzt werden.

Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird durch das Steuersignal direkt oder indirekt ein Elektromagnet betätigt, der unter Überwindung 15 der Federkraft das Absperrventil öffnet. Ein Ausfall der Steuerleitung oder der durch die Steuerleitung gesteuerten elektrischen Energie zur Betätigung des Elektromagneten lässt automatisch die auf das Absperrventil einwirkende Federkraft wieder in Erscheinung treten mit der Folge, dass 20 das Absperrventil automatisch geschlossen wird.

Es hat sich als zweckmässig erwiesen, wenn bei dem erfindungsgemässen Verfahren die Übertragung des Steuersignals von der Entnahmestelle an die in der Nähe des druck-25 beaufschlagten Behälters angebrachte Vorrichtung auf hydraulischem, pneumatischem oder elektrischem Wege oder mittels elektromagnetischer Wellen durchgeführt wird.

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens besteht aus einem in die Entnahmelei-30 tung einsetzbaren Absperrventils mit pneumatischer, hydraulischer oder elektrischer Betätigung, wobei das Absperrventil beispielsweise als Schlauchquetschventil, als Schieberventil, als Klappenventil oder als Kugelventil ausgebildet sein kann. Die Vorrichtung ist dabei erfindungsgemäss da-35 durch gekennzeichnet, dass das Absperrventil unter der Einwirkung einer mittels gespeicherter Energie erzeugten Kraft in Schliessstellung gehalten und durch die unter der Einwirkung eines Steuersignals einem damit verbundenen Arbeitszylinder-Kolben zugeführten pneumatischen oder hydrauli-40 sehen Energie oder die einem damit verbundenen Elektromagneten zugeführte elektrischen Energie zu öffnen ist.

Es hat sich dabei als zweckmässig erwiesen, wenn das Absperrventil unter der Einwirkung einer mechanischen Fe-45 der steht, die dasselbe in Schliessstellung hält. Die mechanische Feder kann dabei als Druckfeder oder als Zugfeder, gegebenenfalls auch als Spiralfeder, ausgebildet sein.

Ein solcher Federspeicher stellt dabei sowohl in herstellungstechnischer Hinsicht als auch vom wirtschaftlichen so Standpunkt aus die einfachste und sicherste Form zur Speicherung von Energie dar, die im Bedarfsfalle wirksam wird und das Absperrventil verschliesst.

In einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist das Absperrventil mit einem Arbeitszy-55 linder-Kolben verbunden, der dasselbe unter der Einwirkung des in dem druckbeaufschlagten Behälter vorhandenen Druckes in Schliessstellung hält. Bei dieser Ausführungsform erübrigt sich ein zusätzlicher Federspeicher.

Sowohl bei der vorerwähnten, mit Federspeicher arbei-60 tenden Ausführungsform als auch bei der unter Ausnutzung der Gebläseförderluft des druckbeaufschlagten Speichers arbeitenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann für die Überwindung der durch gespeicherte Energie erzeugten Kraft ein von einem Steuersignal schaltbarer Gas-65 kompressor vorgesehen sein, der mit einem auf das Absperrventil einwirkenden Arbeitszylinder-Kolben in Verbindung steht und durch den erzeugten Druck das Absperrventil öffnet.

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Gemäss einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann statt des Gaskompressors auch eine von einem Steuersignal schaltbare Hydraulikpumpe vorgesehen sein, die mittels der erzeugten Druckflüssigkeit über den Arbeitszylinder-Kolben das Absperrventil öffnet.

Eine andere vorteilhafte Ausführungsform der erfin-dungsgemässen Vorrichtung verwendet die Gebläse-Förderluft des druckbeaufschlagten Behälters zum Öffnen des Absperrventiles. Sie weist dabei ein durch ein elektrisches Steuersignal zu öffnendes Rückschlagventil auf, das in einer von dem druckbeaufschlagten Behälter kommenden und zu einem auf das Absperrventil einwirkenden Arbeitszylinder-Kolben führenden Druckleitung vorgesehen ist. Durch den einwirkenden Druck auf den Arbeitszylinder-Kolben wird die durch die gespeicherte Energie erzeugte Kraft kompensiert und das Absperrventil lässt sich öffnen.

Es hat sich als zweckmässig erwiesen, wenn bei der erfin-dungsgemässen Vorrichtung die Grösse des Steuersignals und in Abhängigkeit davon der Öffnungsquerschnitt des Absperrventiles variierbar sind. Ein solchermassen veränderliches Steuersignal bewirkt eine verschieden grosse Gegenkraft, die auf die von der gespeicherten Energie erzeugte und auf das Absperrventil wirkende Kraft einwirkt und so das Ventil nur bis zu einem gewissen Grad öffnet, so dass auf diese Weise die Fördermenge dem Bedarf entsprechend gesteuert werden kann.

Gemäss einer weiteren Ausführungsform der erfindungs-gemässen Vorrichtung sind das unter Federdruck in Sperrstellung stehende Absperrventil, der darauf einwirkende Arbeitszylinder-Kolben und der damit verbundene pneumatische oder hydraulische Druckerzeuger zu einer Baueinheit zusammengefasst, die mittels verriegelbarer Schnellkupplungen in die Entnahmeleitung einsetzbar ist. Eine solche Baueinheit, die dabei zweckmässig in einem allseitig geschlossenen, leicht abnehmbaren Gehäuse angeordnet ist, welche gegebenenfalls an der Unterseite Belüftungsöffnungen aufweist, kann schnell auf Baustellen transportiert werden und innerhalb kurzer Zeit in die Förderanlage eingesetzt werden, um so eine gegen Störfälle gesicherte Entnahme aus dem druckbeaufschlagten Behälter zu ermöglichen.

Anhand der in den anliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele wird nachfolgend die Erfindung im einzelnen näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit integriertem Luftkompressor für das Öffnen des Absperrventils;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung, bei der die im druckbeaufschlagten Behälter gespeicherte Druckluft zur Betätigung des Arbeitszylinder-Kolbens und damit zur Öffnung des Absperrventiles verwendet wird.

Der mit dem Schüttgut gefüllte Behälter 1 wird von dem Gebläse 2 mit Druck beaufschlagt und ist an seinem unteren Auslauf durch ein von Hand zu betätigendes Ventil 3 verschlossen. Die zu einer Baueinheit zusammengefasste Vorrichtung zur Steuerung der Entnahme von Schüttgütern wird mit Schnellkupplungen 4 zwischen handbetätigtes Ventil 3 und Förderleitung 10 sowie an die Förderluftleitung 13 des Gebläses 2 angeschlossen. Das steuerbare Absperrventil 5 wird durch den Arbeitszylinder-Kolben 6 betätigt. Der Luftkompressor 8 erzeugt Druckluft, die über ein von der Steuerleitung 9 beeinflussbares Magnetventil 7 in den Arbeitszylinder-Kolben 6 geleitet wird und zum Öffnen des Absperrventiles 5 dient.

Bei Ausfall des Luftkompressorts 8 oder bei beabsichtigtem Schliessen des Absperrventiles 5 fallt der Druck im Arbeitszylinder-Kolben 6 ab und durch den darin vorgesehenen Federspeicher 15 wird das Absperrventil wieder geschlossen.

Die beiden Rückschlagventile 11 verhindern bei Ausfall des Gebläses 2, dass mit Fördergut beladene Druckluft aus dem druckbeaufschlagten Behälter 1 und aus der Förderleitung 10 in das Gebläse 2 zurückströmt.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die im druckbeaufschlagten Behälter 1 gespeicherte Druckluft für die Betätigung des Arbeitszylinder-Kolbens 6 zum Öffnen des Absperrventiles 5 verwendet. Die Druckleitung 12 stellt dabei eine direkte Verbindung zwischen der Druckleitung 13 und dem Magnetventil 7 her und versorgt so den Arbeitszylinder-Kolben 6 mit der notwendigen Druckluft, so dass der in Fig. 1 verwendete Luftkompressor 8 entfallen kann. Gegebenenfalls, wenn der von dem Gebläse 2 erzeugte Luftdruck nicht ausreichend sein sollte, kann vor dem Arbeitszylinder-Kolben 6 ein Druckübersetzer 14 vorgesehen sein, durch den der vom Gebläse 2 erzeugte Druck entsprechend erhöht wird.

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2 Blatt Zeichnungen

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654551 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Steuerung der Entnahme von Schüttgütern aus druckbeaufschlagten Behältern durch Fernbetätigung eines in der Entnahmeleitung vorgesehenen Absperr-ventiles, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrventil unter der Einwirkung der von gespeicherter Energie ausgeübten Kraft in Schliessstellung gehalten und durch direkte oder indirekte Einwirkung eines Steuersignals unter Überwindung der auf das Absperrventil einwirkenden Kraft geöffnet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrventil durch Einwirkung einer Federkraft in Schliessstellung gehalten wird und mittels eines durch Einwirkung des Steuersignals in einem damit verbundenen Arbeitszylinder-Kolben erzeugten Druckes unter Überwindung der Federkraft geöffnet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass unter der Einwirkung des Steuersignals ein Gaskompressor so geschaltet wird, dass er den für den Arbeitszylinder-Kolben benötigten Druck zum Öffnen des Absperrventi-les liefert.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass unter der Einwirkung des Steuersignals ein elektromagnetisch betätigtes Rückschlagventil geöffnet wird, durch welches der im druckbeaufschlagten Behälter vorhandene Druck in dem Arbeitszylinder-Kolben unter Öffnung des Absperrventiles zur Einwirkung kommt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrventil unter der Einwirkung des in dem druckbeaufschlagten Behälter vorhandenen Druckes auf einen Arbeitszylinder-Kolben in Schliessstellung gehalten und mittels eines durch Einwirkung des Steuersignals erzeugten, auf den Arbeitszylinder-Kolben wirkenden Gegendruckes geöffnet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Steuersignal direkt oder indirekt ein Elektromagnet betätigt wird, der unter Überwindung der Federkraft das Absperrventil öffnet.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung des Steuersignals auf hydraulischem pneumatischem oder elektrischem Wege oder mittels elektromagnetischer Wellen durchgeführt wird.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit einem in die Entnahmeleitung einsetzbaren Absperrventil mit penumatischer, hydraulischer oder elektrischer Betätigung, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrventil (5) unter der Einwirkung einer mittels gespeicherter Energie erzeugten Kraft in Schliessstellung gehalten und durch die unter der Einwirkung eines Steuersignals einem damit verbundenen Arbeitszylinder-Kolben (6) zugeführte pneumatische oder hydraulische Energie oder die einem damit verbundenen Elektromagneten zugeführte elektrische Energie zu öffnen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrventil (5) unter der Einwirkung einer mechanischen Feder (15) in Schliessstellung gehalten ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrventil (5) unter der Einwirkung des in dem druckbeaufschlagten Behälter (1) vorhandenen Druckes auf einen Arbeitszylinder-Kolben (6) in Schliessstellung gehalten ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein von einem Steuersignal schaltbarer Gaskompressor (8) vorgesehen ist, der mit einem auf das Absperrventil (5) einwirkenden Arbeitszylinder-Kolben (6) in Verbindung steht und durch den erzeugten Druck die durch gespeicherte Energie erzeugte Kraft kompensiert und das Absperrventil (5) öffnet.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine von einem Steuersignal einschaltbare Hydraulikpumpe vorgesehen ist, die mit einem auf das Absperrventil (5) einwirkenden Arbeitszylinder-Kolben (6) in Verbindung steht und durch den erzeugten Druck die durch die gespeicherte Energie erzeugte Kraft kompensiert und das Absperrventil (5) öffnet.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein durch ein elektrisches Steuersignal zu öffnendes Rückschlagventil (7) in einer von dem druckbeaufschlagten Behälter (1) kommenden und zu einem auf das Absperrventil (5) einwirkenden Arbeitszylinder-Kolben (6) führenden Druckleitung (12) vorgesehen ist, und durch den einwirkenden Druck die durch gespeicherte Energie erzeugte Kraft kompensiert und das Absperrventil (5) zu öffnen ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Grösse des Steuersignals und in Abhängigkeit davon der Öffnungsquerschnitt des Absperrventiles (5) variierbar ausgebildet sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das unter Federdruck in Sperrstellung stehende Absperrventil (5), der darauf einwirkende Arbeitszylinder-Kolben (6) und der damit verbundene pneumatische oder hydraulische Druckerzeuger zu einer Baueinheit zusammengefasst sind, die mittels verriegelbarer Schnellkupplungen (4) in die Förderleitung (10) einsetzbar ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Baueinheit in einem allseitig geschlossenen, leicht abnehmbaren Gehäuse angeordnet ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuse auf der Unterseite Belüftungsöffnungen aufweist.