DE10159827B4

DE10159827B4 - Rohrweiche für ein pneumatisches Fördersystem

Info

Publication number: DE10159827B4
Application number: DE10159827.0A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-12-06
Filing date: 2001-12-06
Publication date: 2019-05-09
Anticipated expiration: 2021-12-07
Also published as: DE10159827A1

Abstract

Rohrweiche für ein pneumatisches Fördersystem, mit einer der Zufuhr dienenden Rohrleitung (ZL), die über die Weiche mit zwei abgehenden Rohrleitungen (AL1, AL2) verbunden ist und einer schwenkbaren Klappe (K) im Weichenbereich zur Durchschaltung der pneumatischen Förderung in eine der beiden abgehenden Rohrleitungen (AL1, AL2),
wobei die Rohrleitungen im Weichenbereich einen kreisförmigen und gleichgroßen Querschnitt haben, dass die beiden abgehenden Rohrleitungen (AL1, AL2) mit der der Zufuhr dienenden Rohrleitung (ZL) eine symmetrische Y-Verzweigung bilden, mit einem eingeschlossenen Winkel zwischen den beiden abgehenden Rohrleitungen (AL1, AL2),
wobei die Wandungen der beiden abgehenden Rohrleitungen (AL1, AL2) im Verzweigungsbereich in eine Trennwand (TW) übergehen, die sich im Weicheninneren bis zur Schwenkachse (SA) der schwenkbaren Klappe (K) erstreckt, und
wobei die schwenkbare Klappe (K) eine zungenförmige Umrandungslinie in Form einer halbe Ellipse aufweist und mit ihrer kleinen Ellipsen-Achse als Schwenkachse (SA) senkrecht zu den Rohrleitungsachsen, am Ende der Trennwand (TW) angeordnet ist und ihre Abmessungen so groß gewählt sind, dass die Klappe (K) in den Endstellungen jeweils an der Innenwandung einer der kreisförmigen Querschnitte aufweisenden Rohrleitungen bündig anliegt, und
wobei der von den beiden abgehenden Rohrleitungen (AL1, AL2) eingeschlossene Winkel zwischen 15° und 30° beträgt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rohrweiche für ein pneumatisches Fördersystem, wie es in verschiedensten Bereichen angewendet wird. Eine gute Übersicht über Weichen in Fördersystemen wird beispielsweise in der Zeitschrift „Automation“ September 1965, auf den Seiten 102 bis 112 gegeben und auf Seite 106 dieser Veröffentlichung ist auch der Standardtyp von Rohrweichen in pneumatischen Fördersystemen gezeigt. Weiterhin sind Rohrweichen der angesprochenen Art aus der DE 11 37 679 A und der DD 87 746 A1 bekannt. Eine Rohrweiche für Schüttgut-Förderanlagen mit einer in einem Spickel zwischen den beiden Rohranschlüssen gelagerten Schwenkklappe ist aus der DE 12 46 554 B bekannt. Ein bevorzugtes Einsatzgebiet einer erfindungsgemäßen Rohrweiche sind pneumatische Fördersysteme für Stäube, Sägemehl und Späne wie sie in der Holzverarbeitung und in der Möbelindustrie angewendet werden.
Die zuführende und die abgehenden Rohrleitungen erhalten in pneumatischen Fördersystemen meist einen kreisförmigen Querschnitt um der Gefahr von Formänderungen durch den Überdruck oder Unterdruck in der einzelnen Rohrleitung (je nachdem, ob es sich um eine pneumatische Überdruck- oder Unterdruckförderung handelt) zu begegnen. Für die eigentliche Weiche wird jedoch ein Rohrabschnitt mit Rechteckquerschnitt angewendet, um die Weichenklappe, die der Wegeumschaltung dient, einfach abdichtbar zu machen. Für die Abdichtung werden dazu am Klappenrand und/oder am Gegenlager Dichtungsmittel wie eine Teflon- oder Gummizwischenlage eingebracht. Der Rohrabschnitt mit Rechteckquerschnitt bringt aber, wie der Erfindung zugrunde liegende Untersuchungen zeigten, nicht nur die Einfügung von Übergangsstücken vom Kreisquerschnitt auf den Rechteckquerschnitt. Vielmehr kommt es häufig auch zu unerwünschten Ablagerungen von Fördergut, da durch die Querschnitt-Aufweitung im Abschnitt mit Rechteckquerschnitt die Geschwindigkeit des Förderstromes abnimmt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zum einen die Übergangsabschnitte zu vermeiden und zum anderen die erwähnte Herabsetzung der Förderstrom-Geschwindigkeit zu beheben.
Die Aufgabe wird durch eine Rohrweiche mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Rohrweiche für ein pneumatisches Fördersystem umfasst eine der Zufuhr dienende Rohrleitung, die über die Weiche mit zwei abgehenden Rohrleitungen verbunden ist und eine schwenkbare Klappe im Weichenbereich zur Durchschaltung der pneumatischen Förderung in eine der beiden abgehenden Rohrleitungen, die einen kreisförmigen, gleich großen Querschnitt haben und im Weichenbereich zu einer y-förmigen Verzweigung mit einem eingeschlossenen Winkel zwischen den abgehenden Rohrleitungen zusammengeführt sind. Die Rohrweiche zeichnet sich dadurch aus, dass die schwenkbare Klappe eine zungenförmige Umrandungslinie in Form einer halben Ellipse aufweist und mit ihrer kleinen Ellipsen-Achse als Schwenkachse senkrecht zu den Rohrleitungsachsen angeordnet ist und ihre Abmessungen so groß gewählt sind, dass die Klappe in den Endstellungen jeweils an der Innenwandung einer der Rohrleitungen bündig anliegt, dass die beiden abgehenden Rohrleitung im Verzweigungsbereich in eine Trennwand übergehen, die sich bis zur Schwenkachse der Klappe erstreckt, und dass der von den beiden abgehenden Rohrleitungen eingeschlossene Winkel zwischen 15° und 30° beträgt.
Bei einer ersten vorteilhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Rohrweiche ist die Schwenkachse im Verzweigungsbereich der y-förmigen Verzweigung angeordnet, und außerdem die Zungenlänge der Klappe so groß gewählt, dass sie in der jeweiligen abgehenden Rohrleitung in ihrer Endlage, kurz vor der Übergangsstelle in die der Zufuhr dienenden Rohrleitung endend, an der Innenwand einer der abgehenden Leitungen bündig anliegt.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Rohrweiche ist die Schwenkachse der Klappe im Übergangsbereich von der der Zufuhr dienenden Rohrleitung in die abgehenden Rohrleitungen angeordnet und die Klappe in die der Zufuhr dienende Rohrleitung hineinragend und in ihrer Zungenlänge so groß bemessen, dass sie in der jeweiligen Endstellung unter einem spitzen Winkel an der Innenwand der zur Zufuhr vorgesehenen Rohrleitung bündig anliegt.
Bei beiden Ausführungsformen können einfache Abdichtungen, wie Filzstreifen oder Abdeckungen, zwischen der Trennwand und der Schwenkachse zusätzlich vorgesehen werden.
Die einzelnen Rohrleitungen können vor allem im Außenbereich auch mit Form-Versteifungen, wie umschließenden Ringen und/oder Längsprofilen, zur Aufnahme des Förderdrucks versehen werden.
Eine erfindungsgemäße Rohrweiche kann mit Vorteil auch als mehrteiliges Stück, insbesondere Gußstück ausgebildet werden. Die Verbindung der einzelnen Teile kann dabei über Flanschverbindungen oder Schweißverbindungen erfolgen. Flanschverbindungen erleichtern sowohl die Montage als auch eine Inspektion für Wartungsarbeiten. Vorteilhaft ist es hierbei, wenn die Rohrweiche aus zwei Halbschalen mit einer Trennungsebene besteht, die der durch die von den Rohrleitungsachsen bestimmte Ebene entspricht.
Nachstehend wird die Erfindung anhand einer, Ausführungsbeispiele schematisch wiedergebenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

1 eine Rohrweiche in Schrägansicht, von der Zuführungsseite gesehen,
2 die gleiche Rohrweiche in Schrägansicht, von der Seite der abgehenden Rohrleitungen gesehen,
3 eine Aufsicht der Rohrweiche nach den 1 und 2 mit einer zeichnerischen Aufbrechung der Rohrwandung im Klappenbereich,
4 einen Längsschnitt durch eine Rohrweiche nach den 1 und 2 in einer Schnittebene, die senkrecht zur Zeichnungsebene und symmetrisch zur y-förmigen Gabelung der abgehenden Rohrleitungen geht, mit einer zeichnerischen Aufbrechung der Rohrwandung im Klappenbereich,
5 eine Rohrweiche in Aufsicht, bei der die Schwenkachse der Klappe im Übergangsbereich von der Zuführungsleitung in die abgehenden Rohrleitungen angeordnet ist, und die
6 einen Längsschnitt durch eine Rohrweiche nach der 5 in einer Schnittebene, die senkrecht zur Zeichnungsebene und symmetrisch zur y-förmigen Gabelung der abgehenden Rohrleitungen geht, mit einer Aufbrechung der Rohrwandung im Klappenbereich.

Die beiden Schrägansichten der 1 und 2 zeigen den Übergang von der zur Zuführung vorgesehenen Rohrleitung ZL zu den abgehenden Rohrleitungen AL1 und AL2, sowie einen Betätigungshebel BH, der an einer die Klappe K tragenden Schwenkachse SA befestigt ist. Die Betätigung kann manuell, oder mit einem pneumatischen oder mit einem elektromotorischen Antrieb erfolgen. Der Antrieb ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht näher dargestellt. In der 1 ist außerdem die zungenförmige Klappe K erkennbar, die in Richtung der Zuführungs-Rohrleitung ZL weist.
Die Aufsicht in der 3 und der Längsschnitt nach der Figur zeigen, dass die Schwenkachse SA, welche die Schwenkklappe K trägt über Gleitlager LG an dem Ende einer Trennwand TW angeordnet ist, die von dem Berührungsbereich der Wandungen der abgehenden Rohleitungen AL1 und AL2 nach dem Weichen-Innenraum führt und dort mit einer geraden Abschlusskante endet.
Wegen der in diesem Bereich etwas komplizierteren Wandungsformen der abgehenden Rohrleitungen und der Notwendigkeit einer Wandungshöhe an der Schwenkachse SA die dem Innendurchmesser der Rohrleitungen entspricht, sind die Wandungen der abgehenden Rohrleitungen im Bereich der Schwenkachse SA entsprechend ausgebeult. Dies kann vorteilhaft durch ein gesondertes Wandungsstück erreicht werden, das - wie durch eine Strichlinie angedeutet - in die abgehenden Rohre als Wandungsersatz eingeschweißt ist.
Die Klappe K hat die Form einer halben Ellipsenfläche, deren kleine Achse mit der Schwenkachse zusammenfällt. In den Endstellungen liegt die Klappe K satt bzw. bündig an der Innenwand des jeweils zu sperrenden Abschnitts der abgehenden Rohrleitungen AL1 bzw. AL2 an. Die Ellipsenform beruht darauf, daß bei der gewählten Konstruktion die Klappe K sozusagen einen Schrägschnitt durch die jeweils kreisförmigen Querschnitt aufweisende Rohrleitung bildet.
Die abgehende Rohrleitung AL2 ist nur schematisch und ohne Anschlussflansch dargestellt.
Die erfindungsgemäße Ausbildung vermeidet nicht nur die bei den bekannten Rohrweichen vorhandene Querschnitts-Aufweitung. Vielmehr tritt im Klappenbereich durch die Klappe eine Querschnittsminderung ein, die eine erwünschte Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit in diesem Bereich mit sich bringt.
Zur 4 ist anzumerken, daß diese zeichnerisch vereinfacht wurde. Die Ausrichtung der Flansche an den einzelnen Rohrleitungsenden kann dem Anwendungsfall entsprechend erfolgen, also orthogonal oder geneigt zu der jeweiligen Rohrleitungsachse.
Die 5 und 6, die eine zweite bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in Aufsicht und Längsschnitt analog zu den 3 und 4 wiedergeben, unterscheiden sich dadurch von der ersten bevorzugten Ausführungsform, daß die Trennwand TW bis in den Übergang von der Zuführungs-Rohrleitung ZL in die beiden abgehenden Rohrleitungen AL1 und AL2 geführt ist. Dadurch entfällt das gestrichelt in den 1 bis 4 eingezeichnete Einsatzstück. Die zungenförmige Klappe kommt dadurch unter Bildung eines spitzen Winkels in den Endstellungen der Klappe an der Innenwand der Zuführungsleitung ZL kreisförmigen Querschnitts zur satten bzw. bündigen Anlage. Ihre Umrandung hat - wie vor allem der 6 entnehmbar - die Form einer halben Ellipse, deren kleine Achse mit der Schwenkachse SA der Klappe K zusammenfällt. Um die Trennwand TW deutlicher hervorzuheben, ist der Längsschnitt oberhalb der Schwenkachse SA etwas in die Trennwand verlagert dargestellt und deshalb schraffiert.
Bei dieser Ausführungsform ist die Querschnittsverengung im Weichenbereich größer als bei der Ausführungsform nach den 1 bis 4, was in vielen Anwendungfällen vorteilhaft sein kann. Die Querschnittsverengung und die anschließende Querschnittserweiterung sind jedoch in Strömungsrichtung weitgehend kontiuierlich und vermeidet unerwünschte Wirbelbildungen.
Als Material für eine erfindungsgemäße Rohrweiche eignet sich beispielsweise hinreichend starkes VA-Stahlblech oder ein entsprechendes Schwarzblech, das auch verzinkt sein kann. In einem Erprobungsfall wurde eine Blechstärke von 1 bis 2 mm als ausreichend festgestellt, bei einem lichten Rohrdurchmesser von etwa 250 mm. Dieselben Materialstärken können auch für die Klappe verwendet werden, für die es vorteilhaft ist, daß sie vor allem bei geringerer Materialstärke sich unter dem Förderdruck besonders leicht an die jeweilige Innenwandung bündig anschmiegt.

Claims

Rohrweiche für ein pneumatisches Fördersystem, mit einer der Zufuhr dienenden Rohrleitung (ZL), die über die Weiche mit zwei abgehenden Rohrleitungen (AL1, AL2) verbunden ist und einer schwenkbaren Klappe (K) im Weichenbereich zur Durchschaltung der pneumatischen Förderung in eine der beiden abgehenden Rohrleitungen (AL1, AL2), wobei die Rohrleitungen im Weichenbereich einen kreisförmigen und gleichgroßen Querschnitt haben, dass die beiden abgehenden Rohrleitungen (AL1, AL2) mit der der Zufuhr dienenden Rohrleitung (ZL) eine symmetrische Y-Verzweigung bilden, mit einem eingeschlossenen Winkel zwischen den beiden abgehenden Rohrleitungen (AL1, AL2), wobei die Wandungen der beiden abgehenden Rohrleitungen (AL1, AL2) im Verzweigungsbereich in eine Trennwand (TW) übergehen, die sich im Weicheninneren bis zur Schwenkachse (SA) der schwenkbaren Klappe (K) erstreckt, und wobei die schwenkbare Klappe (K) eine zungenförmige Umrandungslinie in Form einer halbe Ellipse aufweist und mit ihrer kleinen Ellipsen-Achse als Schwenkachse (SA) senkrecht zu den Rohrleitungsachsen, am Ende der Trennwand (TW) angeordnet ist und ihre Abmessungen so groß gewählt sind, dass die Klappe (K) in den Endstellungen jeweils an der Innenwandung einer der kreisförmigen Querschnitte aufweisenden Rohrleitungen bündig anliegt, und wobei der von den beiden abgehenden Rohrleitungen (AL1, AL2) eingeschlossene Winkel zwischen 15° und 30° beträgt.
Rohrweiche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (SA) im Verzweigungsbereich der Y-förmigen Verzweigung angeordnet ist, und dass die Zungenlänge der Klappe (K) so groß gewählt ist, dass sie in der jeweiligen Rohrleitung in ihrer Endlage, kurz vor der Übergangsstelle in die der Zufuhr dienenden Rohrleitung (ZL) endend, an der Innenwand einer der abgehenden Rohrleitungen (AL1, AL2) bündig anliegt.
Rohrweiche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (SA) der Klappe (K) im Übergangsbereich von der der Zufuhr dienenden Rohrleitung (ZL) in die abgehenden Rohrleitungen (AL1, AL2) angeordnet ist, dass die Klappe (K) in die der Zufuhr dienende Rohrleitung (ZL) hineinragt und in ihrer Zungenlänge so groß bemessen ist, dass sie in der jeweiligen Endstellung unter einem spitzen Winkel an der Innenwand der zur Zufuhr dienenden Rohrleitung (ZL) bündig anliegt.
Rohrweiche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Trennwand (TW) und der Schwenkachse (SA) eine zusätzliche Abdichtung vorgesehen ist.
Rohrweiche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Rohrleitungen mit Form-Versteifungen zur Aufnahme des Förderdrucks versehen sind.
Rohrweiche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie als mehrteiliges Stück, insbesondere Gussstück ausgebildet ist.
Rohrweiche nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus zwei Halbschalen mit einer Trennungsebene besteht, die der durch die von den Rohrleitungsachsen bestimmte Ebene entspricht.