DE2105839A1

DE2105839A1 - Ansaugeinrichtung

Info

Publication number: DE2105839A1
Application number: DE19712105839
Authority: DE
Inventors: Ronald H. Mil Valley Calif. Day (V.StA.)
Original assignee: Sargent Industries, Inc., Los Angeles, Calif. (V.StA.)
Priority date: 1971-01-25
Filing date: 1971-01-25
Publication date: 1972-08-24

Description

SARGENT INDUSTRIES, HTG., Los Angeles/Californien - USA Ansaugeinrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf Ansaugeinrichtungen, insbesondere für Aufblasanlagen mit komprimierten Gasen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Ansaugeinrichtung anzugeben, die von einfachem mechanischem Aufbau und hoher Leistungsfähigkeit ist und zu arbeiten aufhört, wenn ein gegebener Aufblasdruck festgestellt wird.

Ferner soll bei dieser Einrichtung der Strömungsweg des Gases nicht durch Richtungsänderungen oder Klappenventile im Strömungsweg gehindert werden und das Mitziehen angesaugter Gase bei Erreichen eines gegebenen Aufblasdrucks beenden. Außerdem soll die Ansaugeinrichtung eine optimale Düsenausbildung und optimale Strömungseigenschaften aufweisen.

Die Erfindung besteht darin, daß die Eintrittsöffnungen für die Atmosphäre und die Ansaugkammer rotationssymmetrisch um die Achse der Ausströmöffnung angeordnet ist und einen ringförmigen Saugweg besitzt, der mit den Saugdücen ausgerichtet ist. Die Außenwand der Saugkammer besteht aus einem verschiebbaren Zylinder, von dem ein Ende als Verschluß für die ^intrittsöffnungen der Atmosphäre dient. Der Zylinder ist im Ruhezustand durch eine entsprechende Feder vorgespannt, wird aber bei einem an das

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Ende eines mit ihm gekoppelten Kolbens angelegten Gasdruck in seine offene Stellung gebracht. Die Feder läßt den Zylinder in seine geschlossene Stellung zurückkehren, wenn der an den oberen Teil des Kolbens gelegte Gasdruck durch Betätigung eines auf dan Aufblasdruck ansprechenden Ventils aufhört.

Bin ..wichtiger Vorteil der Anordnung nach der Erfindung besteht darin, daß die Eintrittsöffnungen der Atmosphäre bei Erreichen eines bestimmten Aufblasdrucks verschlossen werden, so daß das verbleibende hochkomprimierte Gas zum Aufblasen eines Gegenstandes auf einen Druck über dem atmosphärischen Druck verwendet werden kann» Ein anderer Vorteil besteht darin, daß der Verschluß der Eintrittsöffnungen der Atmosphäre bei einem bestimmten Druck unabhängig von der Geschwindigkeit oder dem Druck des ansaugenden Gases wirksam wird.

Zur Erläuterung der Erfindung wird anhand der Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel beschrieben. In den Zeichnungen ist:

Figur 1 ein Schnitt an der Achse einer Ansaugeinrichtung nach der Erfindung;

Figur 2 eine Draufsicht auf die Einrichtung nach Figur 1;

Figur 3 ein Querschnitt des oberen Teils der Einrichtung nach Figur 1 an den Linien 3-3 der Figur 2;

Figur 4 ein Teilschnitt des oberen Teils der Einrichtung nach Figur 1 an den Linien 1-1, der die Arbeitsweise des auf den Aufblasdruck ansprechenden Ventils zeigt.

Die Ansaugeinrichtung 1o, die in Figur 1 im Achsenquerschnitt gezeigt wird, besitzt eine obere Kappe 12 mit einem Hochdruckgaseinlaß 14 (der besser in Figur 3 zu sehen ist) und einen quer verlaufenden Kanal, der als Gehäuse für das Ventil 16 dient. Die Unterseite der

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Kappe 12 ist in den Flansch 18, der die Hochdruckdüsen trägt, eingepaßt und eine dazwischen liegende ringförmige Aushöhlung oder Kammer 19 dient als Hochdruckgasleitung aus dem Einlaß 14 zu den Hochdruckdüsen 2o, die rund um die Kammer 19 angeordnet sind. In der Mitte des Flansche 18 "befindet sich ein zylindrischer Durchgang 22, der von oben nach unten durch den Flansch 18 hindurchgeht und einen Zylinder zur Aufnahme des Kopfes 24 eines pneumatischen Betätigungsgliedes bildet.

Die Kappe 12 und der Düsenflansch 18 befinden sich an einem ringförmigen Bodenflansch 28 und sind durch mehrere zylindrische Abstandsbolzen 3o im Abstand gehalten. Die Teile 12 und 18 sind mittels entsprechender Befestigungen 32 mit den oberen Enden der Abstandsbolzen 3o verbunden und der Bodenflansch 28 ist in ähnlicher Weise am unteren Ende des Abstandsbolzen 3o befestigt. Der Abstandsbolzen 24- ist rohrförmig und ergibt einen Gasverbindungsweg zwischen dem Innern des aufgeblasenen Gegenstandes und einem Ende des Ventilkegels 16, was noch beschrieben werden wird.

In der Mittelöffnung des Flansche 28 wird eine zylindrische Buchse 36 teleskopartig geführt, wobei das obere Ende 38 nach außen gebogen ist, so daß es in der offenen Stellung nach Figur 1 mit der unteren Fläche 4-0 des Flansche zusammenarbeitet und so einen Saugdurchgang 41 ergibt, durch den die atmosphärischen Gase hindurchgezogen werden können. Das untere Ende 4-2 der Buchse 36 kann entsprechend aufgeweitet sein, um eine gute aerodynamische Austrittsöffnung für die angesaugten'Gase zu ergeben. Das untere Ende der Buchse 36 ist mit dem Ende 44 des Kolbens 26 durch eine Halterung 46 verbunden, um einen sehr geringen otrÖmungswiderstand für die angesaugten Gase zu ergeben« Um die Buchse 36 nach oben vorzuspannen, wird eine harmonikaähnliche Feder 48 an dem einen Ende 5o mit dem unteren Teil der Buchse und am anderen Ende mit dem Bodenflansch 2B verbunden.

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Zum Anpassen der Befestigung der An.saugeinrich.tung am aufblasbaren Gegenstand 54- dient eine Öffnung in diesem, die von zwei ringförmigen Gliedern 56 und 58 gebildet wird, die die offene Kante des biegsamen Körpers 54- zwischen sich bedecken. Ein Ringsitz 60 im oberen Ring dient zur Aufnahme des Grundflanschs 28, wenn Buchse und Feder der Saugeinrichtung 1o in die von den Ringen 56 und 58 gebildete öffnung gebracht wird. Die Einrichtung 1o ist mit dem Gegenstand 54- fest verbunden und wird durch einen Schnappring 62 im Sitz 60 gehalten.

Die Kappe 12 besitzt eine Bohrung 66, die quer durch sie hindurchgeht, um den Ventilkegel 16 aufzunehmen, dessen Endteil 68 mit einem Gewinde versehen ist, um eine einstellbare Endversehraubung 7° aufzunehmen» An anderen Ende der Bohrung 66 befindet sich eine größere 2£ylinderbohrung 72, die den Druckkopf 74- des Ventilkegels 16 aufnimmt, dessen wirksamer Teil sich in die Bohrung erstreckt. In der Bohrung 72 befindet sich ein Dichtungsglied 76, das durch einen Schnappring 80 an der Schulter 78 gehalten wird. Jas Glied 76 enthält einen Ring 82, der am Ende der Kammer eine luftdichte Dichtung ergibt. Der Ventilkegel 16 ist in der Ruhestellung durch eine Feder 34- nach links vorgespannt. Das in den Einlaß 14-eintretende komprimierte Gas (Figur 3) strömt durch den Durchgang 86 in die Kammer 19 und wird dort auf mehrere Düsen 2o verteilt, von denen eine oder mehrere rund um die Achse des Flansche herum angeordnet sindo Etwas komprimiertes Gas tritt auch in den Durchgang 88 ein und strömt um die Spule 9o durch den Durchgang 92 und in die Kammer 22.

Beim Beispiel nach Figur 1 bestehen die Flansche 18 und die Düsen 2o aus einem einzigen Stück, dagegen zeigt Figur 3 eine Ausführung besondere alternativ verwendete Einsätze, die durch die öffnungen im Flansch 18 hindurchgehen und die Düsen 2o bilden» Dadurch können die Ab-

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messungen der Einsätze 2o für den jeweiligen Zweck besonders gewählt werden.

Wenn die Saugeinrichtung 1o an den entleerten Körper ^A-angeschlossen ist, wird die Muffe 36 in die durch die gestrichelten Linien 1oo angedeutete Stellung zutückgezogen und ihre runde Kante 38 greift dichtend an den Dichtungsring 1o2 an, der sich an der unteren Fläche des Flansches 18 befindet. Vor der Betätigung wird die Muffe 36 durch die Feder 48 in der geschlossenen Stellung gehalten, um das Eindringen von Feuchtigkeit oder äußerer Materie in den Körper 54- zu verhindern. Der Kegel 16 ist in die in Figur 1 dargestellte Stellung durch die Feder 84 nach links mit einer Kraft vorgespannt, die durch die Lage der Verschraubung 7o gegeben ist, d.h. der Druck im Körper 54-, um den Kegel 16 nach aschts zu bewegen, kann durch Verändern der Stellung der Verschraubung 7° eingestellt werden.

Beim Auslösen der Hege!einrichtung der Aufblasanlage mit der Saugeinrichtung 1o wird Gas hohen Drucks aus dem Behälter in den jSinlaß 14 und somit in die Kammer 19 gelassen, wo es auf die Düsen 2o verteilt wird, um mehrere Strömungen hohen Drucks im Zylinder 36 zu erzeugen. Gleichzeitig strömt komprimiertes Gas durch den Durchgang 38, um die Spule 9o herum und durch den Durchgang 92 in die Kammer 22 und legt eine Kraft an den Kolbenkopf 24. Dadurch wird das Glied 26 gegen die Kraft der Feder 48 nach unten gebracht, wodurch der Zylinder 36 in die Saugstellung nach Figur 1 kommt.

Ist der Zylinder 36 in dieser Stellung, so werden atmosphärische Gase im Saugkanal 41 mitgezogen, der duroh den Zylinder 36 und die Unterseite 4o des Flansches 18 gebildet wird. Die Gase hohen Drucks, die durch die Düsen 2o ausströmen, die radial in einem oder mehreren konzentrischen Kreisen um die Achse verteilt angeordnet sind,

o η α ß 3 κ / η ο α a

erzeugen einen niederen Druck in der Mündung der Saugeinrichtung, die große.Mengen atmosphärischer Luft durch die Saugöffnungen hineinzieht, durch die Düsenströmungen mitreißt und durch das untere Ende der Muffe 36 in den ausblasbaren Körper 1o gedrückt wird.

Die Saugwirkung dauert an, bis sich der Druck im Körper 54 auf einen Wert aufbaut, wobei sie die Muffe 36 in ihre obere Stellung zum Abdichten des Durchgangs für die atmosphärische Strömung zußickkehren läßt. Dieser gegebene Druck ist durch die Stellung der Verschraubung 70 bestimmt, die durch Wirkung an der Feder 84 eine gewählte Vorspannkraft an das Ende des Kegels 16 legt. Beim Aufbauen des Drucks im Körper 54 wird dipser durch die Durchgänge 1o4 und 35 an die Vorderseite I06 des Kolbens 74 übertragen. Wenn der Druck im Körper 5^ einen tfert erreicht hat, der die Kraft der Feder 84 überwinden kann, wird der Kegel 16 nach rechts gebracht, bis der Anschlag I08 an die Endwand Ho der Bohrung 72 anstößt, wie in Figur 4 gezeigt wird.

Ist der Kegel 16 in dieser Stellung, so ergibt der Spulenteil 112 einen Strömungsdurchgang von der Kammer 22 durch die öffnung 92, um die Spule 112 und heraus durch die atmosphärische öffnung 114 zur Außenluft. Ist der Druck vom oberen Teil des Kolbenkopfes 24 entfernt, so läßt die Feder 48 die Muffe 36 wieder in ihre obere Stellung zurückziehen, so daß die Rundung 38 an die Dichtung 1o2 angreift und dadurch den Eingang für weitere atmosphärische Luft wie auch den Ausgang von Gasen aus dem Körper 54- sperrt. Das restliche Gas im Behälter wird dann unmittelbar in den Körper 5M- abgelassen, wodurch er auf einen etwas über Atmosphärendruck liegenden Druck aufgeblasen wird.

Obwohl hier nicht gezeigt, soll der Kegel 16 auch den Gasstrom hohen Drucks zu den Düsen abschalten können,

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wenn ein zweiter gegebener Druck festgestellt wird, oder es könnte auch ein zweites Ventil hierfür vorgesehen sein.

Während bei den bekannten Anordnungen das Verhältnis von Eintrittsöffnung zur Düsenfläche zum Aufbauen des gewünschten Arbeitsdrucks im Körper 54- ungefähr 4o bis 60 zu 1 beträgt, ermöglicht die Anordnung nach der Erfindung ein solches Verhältnis von 80 bis 12o zu 1 oder höher und ist somit viel leistungsfähiger. Andere Vorteile gegenüber bekannten Anordnungen dürften dem Fachmann erkennbar sein. So ist beispielsweise die Eintrittsfläche beim Gegenstand der Erfindung zur Aufnahme atmosphäre- ä

scher Gase wesentlich größer, als dies bisher möglich war, und- somit können größere Mengen atmosphärischer Gase pro Zeiteinheit in die Einrichtung gezogen werden. Zusätzlich kann wegen.des rotationssymmetrischen Aufbaues wesentlich mehr Hochdruckdüsen verwendet werden als bisher, wodurch eine größere Aufblasgeschwindigkeit erreicht werden kann.

Es ist besonders wichtig, daß die Achsen des Hochdruckdüsenstroms mit der der atmosphärischen Strömung übereinstimmen und daß beide Strömungen unmittelbar in den aufblasbaren Körper 5^ gerichtet sind, wobei weder eine Änderung der Strömungsrichtung noch ein Mittel zur Wirbel- I bildung hinter der Strömung des Saugbereichs auftreten. Dieses Merkmal allein ergibt ein wesentliches Ansteigen der Saugwirkung der Anlage gegenüber jeder bekannten Anordnung» Das Merkmal der Druckfeststellung bei dieser Ausführung ermöglicht das günstigste Saugverhältnis und die besten Bedingungen des komprimierten Gases, da der Verschluß für den atmosphärischen Eintritt, wenn er einmal geöffnet ist, nicht mehr von dem Nachlassen der Hochdruckgase abhängt wie-eine Einrichtung, durch die der atmosphärische Einlaß geschlossen wird. Das Verschließen wird automatisch bei Erreichen eines gegebenen Druckes erleichtert und ist vollständig unabhängig vom Restdruck im Hochdruckgasbehälter.

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Claims

Q

4ο 15 WG

SARGEITT INDUSTRIES, UTO. , Los Angeles/Californien - USA

Patentansprüche

. iAnsaugeinrichtung mit einem zylindrischen Teil, das außerhalb eines aufblasbaren Körpers angeordnet ist und äußere Öffnungen besitzt, die durch seine Seiten hindurch gehen, um atmosphärische Luft in das Teil zu lassen, dadurch gekennzeichnet, daß axial konzentrisch zum zylindrischen Teil (22) eine Strömungsverteileinrichtung angeordnet ist, die die Innenwand eines ringförmigen Strömungskanals für die atmosphärischen Gase bildet, die in die äußeren Öffnungen eintreten, wobei der Strömungskanal konzentrisch zum zylindrischen Teil verläuft, Hochdruckdüsen durch die Verteileinrichtung hindurchgehen und maüpere Ströme komprimierten Gases in den Strömungskanal und parallel zur Achse des Teils richten,

daß die äußeren Öffnungen im Ruhezustand verschlossen sind und durch außerhalb des atmosphärischen Strömungskanals beim Anlegen von Hochdruckgasströmung an die Ansaugeinrichtung geöffnet werden, und daß ein Ventil (16) auf den in der Saugeinrichtung erzeugten Druck die Hochdruckgasströmung zum Verschluß unterbrochen wird, wenn er in seine geschlossene Ruhestellung zurückgeführt wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum öffnen des Verschlusses pneumatisch auf die Hochdruckgasströmung anspricht und sich in der Strömungseinrichtung außerhalb des runden Strömungskanals befindet, wobei die pneumatische Einrichtung den Verschluß bei Anlegen von Hochdruckgas an die Ansaugeinrichtung öffnet.

3β Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (16) eine verschiebbare Spule (^o) enthält,

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die bei Verschiebung in eine gegebene Stellung die Hochdruckgasströmung zur pneumatischen Einrichtung unterbricht und diese unwirksam macht.

4. Einrichtung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß ein offener Ziylinder ist, von dem ein Ende einen nach außen gebogenen Plansch aufweist, das geflanschte Ende des Zylinders teleskopartig im Zylinderteil gelagert ist und die Außenwand des Strömungskanals bildet, daß der Plansch die Unterseite des Strömungsverteilers dichtend angreift, wenn er in ein äußeres Ende verschoben wird, wo sich der atmosphärische Strömungskanal schließt, und der Plansch eine Saugwirkung in dem Strömungskanal ergibt, wenn er axial aus dem Dichtungsverhältnis gebracht wird.

6. Einrichtung nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß eine Peder den Verschluß in seiner geschlossenen Stellung hält, wenn die Ansaugeinrichtung nicht einer Hochdruckgasströmung ausgesetzt ist und den Verschluß in seine geschlossene Stellung bei Betätigung des Ventils zurückkehren läßt.

7. Einrichtung, nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungseinrichtung für den Verschluß pneumatisch auf die Hochdruckgasströmung anspricht und sich in der otrömungsrichteinrichtung außerhalb des Strömungskanals befindet, und daß die pneumatische Einrichtung den Verschluß bei Anlegen des Hochdruckgases an die Saugeinrichtung schließt.

8. Einrichtung nach Anapruch 7> dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil eine verschiebbare Spule enthält, die beim Verschieben in eine gegebene Stellung die Hochdruckgas strömung zur pneumatischen Einrichtung unterbricht und die pneumatische Einrichtung unwirksam macht.

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9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule an einem Kolben mit einer an die Fläche gelegten Kraft "befestigt wird, die dem Strömungsdruck im aufblasbaren Körper ausgesetzt ist und der Druck durch einen Strömungskanal übertragen wird, der sich zwischen der die Kraft anlegenden Flache und dem aufblasbaren Körper befindet.

10. Einrichtung nacrti Anspruch 3> 'dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (16) :auf einen gegebenen Druck anspricht.

11. Einrichtung nach Anspruch Io, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil eine verschiebbare Spule enthält, die beim Verschieben in eine gegebene Stellung die Strömung des komprimierten Gases in den Kolben unterbricht .und so den Kolben unwirksam macht.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß einen offenen Zylinder enthält, von dem ein Ende teleskopartig im Gehäuse in einer Richtung zum Schließen der atmosphärischen öffnungen geführt wird und eine Saugverengung in diesem Kanal bildet, wenn er sich in einer anderen Stellung befindet.

13. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Feder den Verschluß in seine geschlossene Stellung vorspannt, wenn die Saugeinrichtung »icht d*n komprimierten Gas ausgesetzt ist, und der vjgfcphluif bei Betätigung des Ventils in seine geschlossertfStejj.uns zurückkehrt.

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