DD271063A5 - Druckluftpatrone - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Wasserversorgung und -ableitung. Ziel der Erfindung ist es, die Gebrauchswerteigenschaften von Druckluftpatronen der gattungsgemaessen Art auf kostenguenstige Weise zu erhoehen. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Druckluftpatrone mit einer derartigen Ausfuehrung des Kolbens zu entwickeln, mit der es moeglich ist die vorgegebene Betriebsart automatisch aufrechtzuerhalten und deren Regelung ohne Unterbrechung des Druckluftpatronenbetriebes zu ermoeglichen, die Arbeit in mit festen Schwebestoffen uebersaettigten fluessigen Medien sicherzustellen, die Betriebszuverlaessigkeit und den einfachen Aufbau der Druckluftpatrone zu gewaehrleisten sowie den Energieaufwand betraechtlich zu senken. Diese Aufgabe wird dadurch geloest, dass die der Druckkammer 4 zugewandte Stirnflaeche 10 des Kolbens 2 groesser als die der Einlaufkammer 3 zugewandte Stirnflaeche 11 des Kolbens 2, doch kleiner als die der Druckkammer 4 zugewandte Stirnflaeche 12 eines mit dem Gehaeuse 1 auf der Seite der Einlaufkammer 3 eine Zusatzkammer 9 bildenden Ringansatzes 8 am Kolben 2 ist. Die Erfindung kann am zweckmaessigsten zum Reinigen von Industrierohrleitungen, in denen starkverschmutzte Fluessigkeiten bis an pulpen befoerdert werden, sowie zum Auflockern von zusammengebackenen Niederschlaegen in Klaerbecken und Absetzbehaeltern von Kuehltuermen und zum Brechen von Feststoffen verwendet werden. Figur

Description

27 i

Dr uckluftpat rone

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Wasserversorgung und -ableitung und betrifft insbesondere Dr uckluft pat ronen ο

Die Erfindung kann am zweckmäßgsten zum Reinigen von Indue trierohrleitungen, in denen starkverschmutzte Flüssigkeiten bis an Pulpen befördert v/erden, sowie zum Auflockern von zusammengebackenen Niederschlagen in Klärbecken und Absetzbehältern von KühltUrmen sowie zum Brechen von Feststoffen verwendet werden.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es ist eine Druckluftpatrone bekannt (SU-A 130 454), die ein Gehäuse enthält, welches durch einen entlang seine Längsachse geführten Kolben in eine Einlaufkammer und eine Druckkammer unterteilt ist» Die Einlaufkammer steht über ein durch eine axiale Bohrung im Kolben durchgehendes LuftzufUhrungsrohr mit der Druckluftquelle in Verbindung« Die Druckkammer ist über einen Ringspalt zwischen dem LuftzufUhrungsrohr und dem Kolben mit der Einlaufkammer verbunden» Außerdem tritt die Druckkammer im Zeitpunkt ihrer Entleerung mit der Umgebung in Verbindung.

Die Druckluft strömt aus der Druckluftquelle über das LuftzufUhrungsrohr in die Einlaufkammer ein und preßt unter Ausübung des Druckes auf die der erwähnten Kammer zugewandte Stirnfläche des Kolbens diesen letzteren an den Sitz an. Durch den Ringspalt zwischen dem LuftzufUhrungsrohr und dem Kolben strömt die Druckluft in die Druckkammer Über, Zum Betätigen

der bekannten Druckluftpatrone dient ein Ventil, mit dessen Hilfe die mit dem Luftzuflihrungerohr verbundene Luftleitung die Atmosphäre angeschlossen werden kann,,

Sobald der Anschluß der Luftleitung an die Atmosphäre durch die Bedienungsperson hergestellt ist, entweicht die Druckluft aus der Luftleitung, dem LuftzufUhrungsrohr und der Einlaufkammer in die Atmosphäre© Dabei fällt der Druck in der Einlaufkammer ab una unter Wirkung des Druckes auf die . feste Oberfläche von der Seite der Druckkammer her geht der Kolben nach der Seite der Einlaufkammer und macht dabei die durchgehenden Öffnungen im Gehäuse der Druckluftpatrone, durch welche die Druckluft in die Umgebung entweicht, auf_e

Die bekannte Druckluftpatrone ist zum Brechen von Pestgesteinen und Kohle geeignet, doch ist es unmöglich, sie zum Reinigen von Industrierohrleitungen und Behältern von verdichteten Niederschlägen einzusetzen, und zwar aus folgenden Gründen»

- der Einsatz eines Ventils (eines Entleerungskopfea) gestattet es nicht, den vorgegebenen Betriebszustand der Druckluft patrone während einer längeren Zeit automatisch aufrechtzuerhalten)

- das fUr einen Hochdruck ausgelegte Ventil (der Entleerungskopf) stellt eine komplizierte Einrichtung dar, die bei kontinuierlichem Dauerbetrieb die erforderliche Betriebszuverlässigkeit der Druckluftpatrone nicht gewährleistet (beim Abbau genligt eine einzige "Explosion")!

- die große Länge der Luftleitung von der Druckluftpatrone bis zum das Ventil betätigenden Bedienungsmann ruft große

Druokluftverluste in die Atmosphäre hervor und vermindert aufgrund eines verhältnismäßig langsamen Druckabfalls in der Einlaufkammer wegen des großen LuftgesamtVolumens in der Luftleitung, dem LuftzufUhrungarohr und der Einlaufkammer die Schnellwirkung des Kolbens in der Druckluftpatrone, was die Kraft der "Explosion" beträchtlich verringerte

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Gebrauchswerteigenschaften von Druckluftpatronen der gattungsgemäßen Art auf kostengünstige Weise zu erhöhen·

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Druckluftpatrone mit einer derartigen Ausführung des Kolbens zu entwickeln, mit der es möglich ist die vorgegebene Betriebsart automatisch aufrechtzuerhalten und deren Regelung ohne Unterbrechung des Druckluftpatronenbetriebes zu ermöglichen, die Arbeit in mit festen Schwebestoffen Übersättigten flüssigen Medien sicherzustellen, die Betriebszuverlässigkeit und den einfachen Aufbau der Druckluftpatrone zu gewährleisten sowie den Energieaufwand beträchtlich zu senken.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einer Druckluftpatrone, enthaltend ein Gehäuse, das durch einen entlang seine Längsachse geführten Kolben in eine Einlaufkammer, die Über ein durch eine axiale Bohrung im Kolben durchgehendes Luftzuftihrungsrohr mit der Druckluft quelle verbunden ist, und eine Druckkammer, die über einen Ringspalt zwischen dem Luftzufiihrungsrohr und dem Kolben mit der Einlaufkammer verbunden ist und im Zeitpunkt ihrer Entleerung mit der Umgebung in Verbindung tritt, unterteilt ist, erfindungsgemäß die der Druck-

kammer zugewandte Stirnfläche des Kolbens größer als die der Einlaufkammer zugewandte Stirnfläche des Kolbens, doch kleiner als die der Druckkammer zugewandte Stirnfläche eines mit dem Gehäuse auf der Seite der Einlaufkammer eine Zusatzkammer bildenden Ringanaatzes am Kolben ist₀

Zur Dämpfung von dynamischen Kräften, die beim Aufprall dea Kolbens auf das Gehäuse der Druckluftpatrone im ZeitpunKx der "Explosion" auftreten» sowie zur Rückführung des Kolbens in die Ausgangsstellung ist eö nötig den Kolben mit einer Dämpfervorrichtung zu versehen, welche innerhalb des Ringansatzes auf der der Z aetzkammer zugewandten Seite untergebracht ist·

Die Dämpfervorrichtung enthält gUnstigerweise einen ringförmigen Körper, in dem ein Dämpfer mit einem mit dem Gehäuse im Bereich der Einlaufkammer im Zeitpunkt der Entleerung der Druckkammer zusammenwirkenden StUtzring angeordnet ist·

Eine derartige konstruktive Ausbildung sorgt für die Betriebszuverlässigkeit und die Dauerhaftigkeit der Dämpfervorrichtung.

Die Zusatzkammer tritt zweckmäßigerweise im Zeitpunkt der Entleerung der Druckkammer Über mindestens einen im Gehäuse im Bereich der Einlaufkammer ausgeführten Durchgangskanal, an dessen Ausgang ein Sicherheitsventil angeordnet iat, mit der Umgebung in Verbindung»

Dadurch wird die dämpfende Einwirkung der Luft in der Zuaatzkammer wesentlich vermindert und die letztere gegen Verschmutzung gesichert·

27 ί

Die erfindungsgemäß auagefUhrte Druckluftpatrone wird zum Reinigen von Industrierohrleitungen, in denen mit festen Schwebestoffen Ubereättigte Flüssigkeiten, bia an Pulpen, befördert werden, verwendet und wird in einem breiten Luftdruckbereich bei automatiacher Regelung der Parameter der pneumatischen "Explosion" betrieben. Diese Druckluftpatrone besitzt einen einfachen und betriebstüchtigen Aufbau» Sie gewährleistet darüber hinaus die größtmögliche Kraft der "Explosion" (des Druckluftauspuffes) und hat beim Reinigen der Rohr- " leitungen den Vorteil einer autonomen Bewegung über die zu reinigende Fläche₀

Auaführungabeiapiel

Die erfindungsgemäße Lösung soll nachfolgend in einem konkreten Aueführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnung, in der die erfindungsgemäße Druckluftpatrone -m Längsschnitt dargestellt ist, näher erläutert werden«

Die Druckluftpatrone enthält ein Gehäuse 1 (siehe die beiliegende Zeichnung), das durch einen entlang seine Längsachse geführten Kolben 2 in eine Einlaufkammer 3 und eine Druckkammer 4 unterteilt ist· Die Einlaufkammer 3 steht über Löcher 5 eines Luftzuführungsrohres 6 mit der (nicht abgebildeten) Druckluft quelle in Verbindung. Das Luftzuführungsrohr 6 geht durch eine axiale Bohrung im Kolben 2 hindurch und bildet mit dem letzteren einen Ringspalt 7· Die Einlaufkammer 3 ist mit der Druckkammer 4 über den Ringspalt 7 verbunden»

Am Kolben 2 ist ein Ringansatz 8 ausgeführt, der auf der der Einlaufkammer 3 zugewandten Seite eine Zuaatzkammer 9 bildet»

Die der Druckkammer 4 zugewandte Stirnfläche 10 des Kolbens 2 iat größer als seine der Einlaufkammer 3 zugewandte

Stirnfläohe 11, doch kleiner als die der Druckkammer 4 zugewandte Stirnfläche 12 des Ringansatzes 8,

Der Kolben 2 ist mit einer DämpferVorrichtung versehen, die innerhalb des Ringansatzes 8 auf der der Zusatzkammer 9 zugewandten Seite untergebracht ist.

Die Dämpfervorrichtung enthält einen ringförmigen Körper 13, der in dem Ringansatz 8 verschraubt angeordnet ist_e Ic ringförmigen Körper 13 befindet sich ein Jämpfer 14 mit einem StUtzring 15«. Der Dämpfer 14 ist aus einem elastischen Y/erkstoff, beispielsweise Polyurethan, hergestellt.

Im Gehäuse 1 ist im Bereich der Einlaufkammer 3 mindestens ein Durchgangskanal 16 ausgeführt. In dem konkreten Ausführungflbeispiel der Druckluftpatrone sind vier Durchgangs- ' kanäle 16 verwendete Am Ausgang jedes Durchgangskanals 16 ist ein Sicherheitsventil angeordnet« Das Sicherheitsventil besteht aus einem Stopfen 17, unter dem sich eine Kugel 18 befindet, die durch eine Feder 19 an den Ausgang des Durchgangskanals 16 angedrückt wirdo

Im Gehäuse 1 sind im Bereich der Druckkammer 4 Durchgangsöffnungen 20 vorgesehen, welche in einem WinL >1 zur Achse der Druckluftpatrone verlaufen, um ihre Verschiebung während der Arbeit zu ermöglichen,,

In das Stirnende des Gehäuses 1 ist auf der DruckluftzufUhrungsseite ein Übergangsstück 21 eingebaut, das die Druckluft-patrone mit der Druckluftquelle (nicht abgebildet) verbindet. Am Übergangsstück 21 wird ein Ring 22 angebracht zum Pestmachen eines Seiles (nicht gezeigt), mit dessen Hilfe die Druckluftpatrone während des Betriebes gesichert und aus der Rohrleitung (nicht gezeigt) herausgezogen wird₀

Die Druckluftpatrone funktioniert folgendermaßen. Die Druckluft wird aus der Druckluftquelle (nicht abgebildet) Über einen Hochdruckschlauch (nicht gezeigt), das Übergangsstück 21, das Luft25ufUhrungerohr 6 und dessen Löcher 5 der Einlaufkammer 3 zugeftihrtο Aus der Einlaufkammer 3 strömt die Druckluft durch den Ringspalt 7 in die Druckkammer 4 Über. Dabei wird der Kolben 2 unter der Wirkung des Luftdruckes auf seine Stirnfläche 11 an den Sitz angedrückt und Überdeckt somit die Durchgangsöffnungen 20.

Da die Stirnilache 10 des Kolbens 2 größer als seine Stirnfläche 11 ist, so wird nach Erreichen eines vorgegebenen Druckes in der Druckkammer 4 die Kraft des Luftdruckes auf die Stirnfläche 10 größer als die Kraft des Luftdruckes auf die Stirnfläche 11 um den Wert der Reibungskraft zwischen dem Kolben 2 und dem Gehäuse 1₀ Dabei beginnt sich der Kolben 2 in Richtung zur Einlaufkammer 3 zu bewegen. Sobald der Kolben 2 vom Sitz abgegangen ist, wird sich der Luftdruck auf die Stirnfläche 12 des Ringansatzes 8 des Kolbens 2 ausbreiten. 7)ie Kraft des Luftdruckes auf den Kolben 2 von der Seite de? Druckkammer 4 her steigt stark an und der Kolben 2 wird praktisch augenblicklich zur Einlaufkammer 3 verschoben und macht dabei praktisch momentan die Durchgangsöffnungen 20 frei, durch welche die Druckluft aus der Druckkammer 4 explosionsartig in die Umgebung entweicht.

Der Aufprall des Kolbens 2 auf das Gehäuse 1 im Bereich der Einlaufkammer 3 wird vom Dämpfer 14 über den StUtzring 15 aufgenommen. Der Dämpfer 14 speichert, indem er sich zusammenzieht, die Zustandsenergie auf, die er daraufhin an den Kolben 2 abgibt, um diesen in die Ausgangsstellung zurückzuführen.

In der Zusatzkammer 9 wird ein geringer Überdruck aufrechterhalten, bedingt durch den hydraulischen Widerstand der Sicherheitsventile) die am Ausgang der Durchgangskanäle 16 angeordnet sindo

Nach der Entleerung der Druckkammer 4 läuft der Kolben 2 unter der Wirkung der Druckluft auf die Stirnfläche 11 des Kolbens 2 und unter dem Einfluß tfom Dämpfer 14 in die Ausgangsstellung zurück» Darauf wiederholt sich der Arbeitszyklus der Druckluftpatrone.

Es sei angemerkt, daß der Luftdruck in der Einlaufkammer 3 beim Hub des Kolbens 2 nach ihrer Seite nur geringfügig zunimmt, und sobald der Kolben 2 hält, fällt dieser schnell auf Druckwerte im Luftzuführungsrohr 6 ab. Die Bewegung des KoIi bens 2 zur Druckkammer 4 für das Zudecken der Durchgangsöffnungen 20 dauert langer als der Kolbenhub zur Einlaufkammer für das Freimachen dieser Öffnungen, Dies erklärt sich dadurch, daß das Freimachen unter der Wirkung des Luftdruckes auf die Stirnfläche 12 des Ringansatzos 8 des Kolbens 2 erfolgt, während das Zudecken unter der Wirkung des Luftdruckes auf die wesentlich kleinere Stirnfläche 11 des Kolbens 2 geschieht« Deswegen ist die Druckkammer 4 binnen dieser Zeit in der Lage, sich fast völlig zu entleeren, was die Leistung der Druckluftpatrone zusätzlich erhöht.

Die Luftverlus+e in der erfindungsgemäßen Druckluftpatrone fehlen, weil es nicht nötig ist, die Luft in die Atmosphäre abzulassen, um den Druck in der Einlaufkammer herabzusetzen zwecks Betätigung der Druckluftpatrone, wie es bei dem bisher bekannten Stand der Technik der Fall ist»

Da die Durchgangsöffnungen 20 relativ schnell freigemacht werden, entweicht ziemlich rasch die Druokluft aus der Druckkammer 4 in die Umgebung, wodurch Stoßwellen einer großen Leistung erzeugt werden können·

Claims (4)

AP B 08 B/316 886-8 70 653/25/38 Pat ent ans pr (lohe

1· Druckluftpatrone, enthaltend ein Gehäuse, das durch einen entlang seine Längsachse geführten Kolben in eine Einlaufkammer, die Über ein durch eine axiale Bohrung im Kolben durchgehendes Luftzuftihrungsrohr mit der Druckluftquelle verbunden ist, und eine Druckkammer, die über einen Ringspalt zwischen dem LuftzufUhrungsrohr und dem Kolben mit der Einlaufkammer verbunden ist und im Zeitpunkt ihrer Entleerung mit der Umgebung in Verbindung tritt, unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die der Druckkammer (4) zugewandte Stirnfläche (10) des Kolbens (2) größer als die der Einlaufkammer (3) zugewandte Stirnfläche (11) des Kolbens (2), doch kleiner als die der Druckkammer (4) zugewandte Stirnfläche (12) eines mit dem Gehäuse (1) auf der Seite der Einlaufkammer (3) eine Zus&tzkammer (9) bildenden Ringansatzes (8) am Kolben (2) ist.

2. Druckluftpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (2) mit einer Dämpfervorrichtung versehen ist, welche innerhalb des Ringansatzes (8) auf der der Zusatzkammer (9) zugewandten Seite untergebracht ist·

3« Druckluft patrone nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfervorrichtung einen ringförmigen Körper (13) enthält, in dem der Dämpfer (14) mit einem mit dem Gehäuse (1) im Bereich der Einlaufkaramer (3) Im Zeitpunkt der Entleerung der Druckkammer (4) zusammenwirkenden Stlitzring (15) angeordnet ist_e

Druckluftpatrone naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzkammer (9) im Zeitpunkt der Entleerung der Druckkammer

(4) Über mindestens einen im Gehäuse (1) im Bereich der Einlaufkammer (3) ausgeführten Durchgangskanal (16), an dessen Ausgang ein Sicherheitsventil angeordnet ist, mit der Umgebung in Verbindung tritt·

Hie.'.zu "/ Seite Zeichnung