DE2402001C3

DE2402001C3 - Schlagartig entleerbarer Druckspeicher

Info

Publication number: DE2402001C3
Application number: DE2402001A
Authority: DE
Inventors: Carl G. Kewanee Ill. Matson
Original assignee: Martin Engineering Co
Current assignee: Martin Engineering Co
Priority date: 1973-01-22
Filing date: 1974-01-16
Publication date: 1988-02-11
Also published as: FR2214651A1; IT1076903B; DE2402001A1; JPS5637924B2; DE2402001B2; JPS49110084A; CA988472A; GB1426035A; CH567991A5; ES198202U; US3788527A; ES198202Y; FR2214651B3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen schlagartig entleerbaren Druckspeicher nach dem Oberbegriff des Anspruchs I.

Hei der Lagerung von körnigem Gut in Schüttbehnl-

tern, Silos od. dgl. ergeben sich gewisse Schwierigkeiten, insbesondere bei der Entnahme des Gutes nach längerer Lagerzeit, da sich das Material häufig setzt und dann nicht mehr frei fließt. Diese Schwierigkeiten lassen sich bis zu einem gewissen Maße durch die Verwendung von Rüttlern oder anderen mechanischen Hilfsmitteln beheben. Derartige Vorrichtungen sind jedoch ziemlich teuer und können außerdem Beschädigungen des Behälters oder Silos verursachen.

it) In der Zeitschrift Engineering and Mining Journal. September 1971 wird in dem Aufsatz »Breaking down the problem of bulk materials buildup« ein Druckspeicher zur Verwendung als Austragshilfe für einen .schüttfähiges Gut enthaltenden Behälter vorgestellt, der eine

is zylindrische Hauptkammer und eine sich auf einer 'Stirnseite der Hauptkammer nach außen anschließende Nebenkammer aufweist. In der Nebenkammer ist ein Kolben angeordnet, der eine die Luft in Richtung auf die Hauptkammer durchlassende und in Gegenrichtung sperrende Dichtung aufweist. An der außenliegenden Stirnseite der Nebenkammer ist eine Druckeinlaßöffnung ausgebildet. Der Kolben trägt eine Kolbenstange, die sich koaxial über die gesamte Länge der Hauptkammer erstreckt und an ihrem Ende einen Ventilkörper aufweist, der in dichtende Anlage zu einer in der zweiten Stirnwand der Hauptkammer ausgebildeten Druckauslaßöffnung briqgbar ist. An diese Druckauslaßöffnung schließt sich ein Rohr an, das in den das schüttfähige Gut enthaltenden Behälter einsetzbar ist. Die wirkst) same Querschnittsfläche des Kolbens ist größer als die Querschnittsfläche der durch den Ventilkörper abgedichteten Druckauslaßöffnung. Wird der Druckspeicher auf der Druckeinlaßseite mit Preßluft beaufschlagt, bewegt sich zunächst der Kolben in seine eine Endstellung, in der der Ventilkörper die Druckauslaßöffnung verschließt. Über die ventilartig wirkende Dichtung am Koibcn strömt Druckluft in die Kaupikamnier des Druckspeichers ein. Solange der Druck auf der Einlaßseite aufrechterhalten bleibt, wird diese Stellung des

4(i Kolbens aufrechterhalten. Sobald auf der Einlaßseite der Nebenkammer atmosphärischer Luftdruck hergestellt wird, bewegt sich der Kolben durch den auf ihn wirkenden Druck der Preßluft in der Hauptkammer zurück, und der Ventilkörper gibt schlagartig die Druckauslaßöffnung frei. Bei diesem Druckspeicher wird es als nachteilig angesehen, daß der Kolben mit einer relativ langen Kolbenstange versehen ist. die den Ventilkörper an die Druckauslaßöffnung heranführt. Bei unsauberer Führung des Kolbens in der Nebenkam-

M mer kann es leicht passieren, daß der Ventilkörper nicht genau mittig auf den Ventilsitz, der die Druckauslaßöffnung umgibt, herangeführt wird, so daß sich Undichtigkeiten ergeben. In diesem Fall kann sich kein Druck in der Hauptkammer aufbauen, und der Druckspeicher kann seine Funktion nicht erfüllen.

Aus der US-PS 24 41 186 ist ein druckluftbetriebener Starter für einen Motor bekannt. Dieser Starter weist eine Haupt- und eine Nebenkammer auf. zwischen denen eine Trennwand liegt, in der eine Durehlaßöff-

M) nung von relativ geringem Querschnitt ausgebildet ist, die die Haupt· und die Nebenkammer strömungsmäßig miteinander verbindet. In der der Trennwand gegenüberliegenden Suite der Hauptkammer ist eine Auslaßöffnung angeordnet, die durch den Ventilteller eines

fts Tellerventils schließbar ist. Der Ventilschaft dieses Tellerventils ist in der Trennwand gelagert und ragt mit seinem Ende in die Nebenkammer. An diesem Ende des Ventilschiiftes ist ein Kolben angeordnet, iler in der

Nebenkammer beweglich geführt ist. Der Kolben ist durch eine Schraubenfeder in die Schließstellung des Ventils vorgespannt. In die Nebenkammer mündet eine Einlaßöffnung, durch die Druckluft eingebracht werden kann. Die eingeführte Druckluft strömt über die in der Trennwand ausgebildete Durchlaßöffnung in die Hauptkammer. Wird der Druck in der Nebenkammer schlagartig vermindert, öffnet das Ventil die Hauptkammer, und die dort komprimierte Luft kann aus der in der Hauptkammer ausgebildeten Ausströmöffnung ent- iu weichen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckspeicher für einen schüttfähiges Gut enthaltenden Behälter anzugeben, der einfach und betriebssicher ausgebildet ist. is

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Der angegebene Druckspeicher weist für seine Anwendung als Austragshilfe für schüttfähiges Gut enthaltende Behälter einen einfachen Aufbau auf. Dadurch, daß die Nebenkammer in die HauDikaniiTier hineinragt, und sich das in die Druckausraßöffnung eingesetzte Rohr bis in die Nebenkammei hinein erstreckt und mit dieser über Abstandsstücke starr verbunden ist, kann der Kolben gleichzeitig als Ventilkörper für die Druckauslaßöffnung Verwendung finden. Ein zusätzlicher durch den Kolben zu bewegender Ventilkörpcr zum Verschluß der Druckauslaßöffnung entfällt daher bei dieser Konstruktion. Damit entstehen .u> auch nicht die beim Stand der Technik auftretenden Probleme der notwendigen koaxialen Führung des Ventilkörpers zum Ventilsitz der Druckauslaßöffnung.

Das Rohr trägt vorteilhafterweise einen Flansch, welcher ohne Schwierigkeit an Ort und Stelle an der Silowandung angeschweißt werden kann. Für den Bau des Druckspeichers kann Rohrmateria! von genormten Abmessungen verwendet werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen. <tu

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung anhand der Zeichnung im folgenden näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Längsschnittansicht eines erfindungsgemäßen Druckspeichers;

Fig. 2 eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1 und

Fig. 3 eine schematisierte Durstellung des Einbaus eines Druckspeichers.

Der in der Zeichnung dargestellte Druckspeicher hat si eine luftdichte Hauptkammer 10, im folgenden Behälter genannt, mit einer Umfangswand 12 und einander gegenüberstehenden ersten und zweiten Stirnwänden 14 bzw. 16. Der Behälter 10 hat vorzugsweise kreisförmigen Querschnitt und im dargestellten Beispiel eine Länge von etwa 55 cm bei einem Durchmesser von etwa 30 cm. In der ersten Stirnwand 14 ist ein nachstehend im einzelnen beschriebener Lufteinlaß 18 vorgesehen und die zweite Stirnwand 16 ist von einer kreisförmigen mittig angeordneten Druckauslaßöffnung 20 durchsetzt. mi

Ein längliches Rohr 22 mit vorzugsweise kreisförmigem Querschnitt ist durch die Druckauslaßöffnung 20 hindurchgeführt und luftdicht in dieser eingeschweißt. Das Rohr 22 hat ein außen hervorstehendes Austrittsende 24 und ein inneres Ende 26, zwischen welchem und der ersten Stirnwand 14 eine Nebenkammer 28, im folgenden Zylinder genannt, angeordnet ist. Der Behälter 10 hat ein ziemlich großes Volumen und das Rohr 22 hat einen wesentlich kleineren Durchmesser als dieses. Im dargestellten Beispiel ist der Durchmesser des Behälters etwa das 3fache von dem des Rohres 22. Der Innendurchmesser des Zylinders 28 ist um ein geringes größer als der Außondurchmesser des Rohrs 22. Sein dem inneren Ende des Rohes zugewandtes Ende überlappt das Rohr um ein geringes Maß, so daß dazwischen eine ringförmige Durchlaßöffnung 30 gebildet ist. Zur Versteifung sind die Enden des Zylinders 28 und des Rohrs 22 über eine Anzahl von Abstandstücken 32 miteinander verschweißt (Fig. 2).

Das der ersten Stirnwand 14 des Behälters 1L0 zugewandte Ende des Zylinders 28 ist konzentrisch mit dieser verschweißt und mittels eines eine Ringdichtung 36 tragenden Deckels 34 verschlossen. Dieser ist durch einen Sprengring 38 und ein Paar Kopfschrauben 40 festgehalten. Der Deckel 34 weist eine Mittelöffnung für den Lufteinlaß 18 auf.

Der außen hervorstehende Teil des Rohrs 22 trägt Einrichtungen zum Befestigen des Druckspeichers an einem Schüttgutbehälter, etwa dem r; Fig. 3 dargestellten Silo 42. Ir der Zeichnung ist die Befestigungseinrichtung als ein mit dem Rohr 22 verschweißter Flansch 44 dargestellt. Für den Einbau wird in die Silowandung eine Öffnung geschnitten, das Rohrende 24 hindurchgesteckt and der Flansch 44 an der Silowandung angeschweißt. Der Lufteinluß 18 ist über einen Dreiwege-Schnellschieber 46 herkömmlicher. Art und eine Leitung 48 mit einem Kompressor 50 verbunden. Der Schieber 46 kann etwa mittels eines Elektromagnets fernbetätigbar sein und ist mit einem herkömmlichen Schalldämpfer 52 versehen.

Die Strömungsverbindungen zwischen dem Zylinder 28, dem Behälter 10 und dem Rohr 22 sind durch einen einfachen Kolben 54 gesteuert.

Dieser ist vorzugsweise ziemlich lose in den Zylinder 28 eingepaßt und trägt eine Ringdichtung 56 zum Steuern von Durchlaßöffnungen 58 in der Zylinderwandung. Die dem inneren Ende 26 des Rohres 22 zugekehrte Stirnfläche des Kolbens 54 trägt einen auf das Rohrende 26 aufsetzbaren elastischen Sitzring 60. Eine an der Inn inseite des Deckels 34 sitzende elastische Puffereinrichtung 62 dient zum Dämpfen des Aufschlags des Kolbens 54 beim Austritt von Druckluft au-j dem Behälter 10 über das Rohr 22.

In der dargestellten Lage des Kolbens 54 sind die Durchlaßöffnungen 58 durch die Ringdichtung 56 verschlossen und der Sitzring 60 ist vom inneren Rohrende 26 abgehoben. Bei Zufuhr von Druckluft über den Schieber 46 und den Lufteinlaß 18 zum Zylinder 28 wird der Kolben 54 nach rechts verschoben, wobei der Sitzring 60 in Anlage am Rohrende 26 kommt und damit den Austritt von Druckluft aus dem Behälter 10 über das Pehr 22 sperrt. Gleichzeitig damit gibt die Ringdichtung 56 die Durchlaßöffnungen 58 frei, so daß die Druckluft aus dcr.i Zylinder 28 in den Behälter 10 strömen kann. Dieser kann nun mit etwa 255 I Luft unter einem Druck von etwa 0.6 MPa aufgeladen werden. Solange der Kolben 54 von dem durch den Kompressor gelieferter. Druck in seiner rechten Endstellung gehalten ist, kann aus dem Behälter 10 keine Luft über das Rohr 22 austreten.

Wird hingegen der Schieber 46 schnell geöffnet, so bewegt sich der Kolben 54 unter dem über die Durchlaßöffnung 30 auf ihn einwirkenden Behälterdruck schnell nach links, oa er nun nicht mehr durch Gegendruck in der rechten Endstellung gehalten ist. Darauf tritt dann die gesamte im Behälter 10 gespeicherte

Druckluft sehr plötzlich durch das Rohr 22 hindurch in den Schüttgutbehälter oder Silo aus.

Diese Vorgänge lassen sich nach Bedarf beliebig oft wiederholen. Für den Einbau mehrerer Druckspeicher in einem einzigen Schüttgutbehälter bieten sich ver- s schiedene Arten der Steuerung an. wie beispielsweise Zeitschaltungen, Serienschaltungen od. dgl. Dabei können mehrere Druckspeicher so miteinander verbunden sein, daß sie gleichzeitig auslösbar sind.

Da der Druckspeicher nur ein einziges bewegliches mi Teil hat, ist seine Wartung sehr einfach. Für den Zutritt
zum Kolben 54 laßt sich der Deckel 34 mühelos abnehmen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Schlagartig entleerbarer Druckspeicher zur Verwendung als Austragshilfe für einen ein schüttfähiges Gut enthaltenden Behälter, mit einer Hauptkammer, die eine erste und eine zweite Stirnwand aufweist, einer als Zylinder ausgebildeten Nebenkammer, die koaxial zur Hauptkammer angeordnet ist, einem in der Nebenkammer angeordneten Kolben, einer in den Zylinderinnenraum der Nebenkammer mündenden Druckeinlaßöffnung, einer in der zweiten Stirnwand der Hauptkammer angeordneten Druckauslaßöffnung, an die sich ein Rohr luftdicht und koaxial anschließt, dessen Austrittsoffr.ung in Strömungverbindung mit dem das schüttfähige Gut enthaltenden Behälter bringbar ist, wobei die Strömungsverbindung durch den Kolben unterbrechbar ist, und einer Durchlaßöffnung mit relativ geringem Offnungsquerschnitt zwischen der Hauptkammer und der Nebenkammer, wobei die durch den Kolben verschließbare Querschnittsfläche der Druckauslaßöffnung kleiner ist als die wirksame Querschnittsfläche des Kolbens, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (28) der Nebenkammer an der ersten Stirnwand (14) der Hauptkammer (10) befestigt /st und in die Hauptkammer (10) hineinragt, daß das sich an die Druckauslaßöffnung anschließende Rohr (22) in die Hauptkammer (10) hineinragt und mit einem solchen Abstand vor der ersten Stirnwand (14) endet, daß dessen inneres Ende (26) durch die Stirnfläche des Kolbens (54) versuhließbüi ist, daß die Zylinderwand der Nebenkammor (28) das Rohrende axial überlappt und daß in dem axial ;ich überlappenden Bereich von Rohr (22) und Zylinderwand der Nebenkammer (28) Abstandsstücke (32) eingesetzt sind, die das Rohr (22) mit dem Zylinder (28) starr verbinden.

2. Druckspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (54) von einer Ringdichtung (56) umgeben ist. die die Durchlaßöffnung (58) bei der Bewegung des Kolbens (54) von seiner einen Extremstellung in die andere überstreicht.

3. Druckspeicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Stirnseite des Kolbens (54) ein elastischer Sitzring (60) vorgesehen ist.

4. Druckspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nebenkammer (28) an einer Stirnwand (14) eine Puffereinrichtung (62) vorgesehen ist, welche dazu dient, den Aufprall des Kolbens (54) bei dessen Bewegung gegen diese Stirnwand (14) zu dämpfen.

5. Druckspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis

4. dadurch gekennzeichnet, daß der aus der Hauptkummer (10) hervorstehende Teil des Rohres (22) einen Flansch (44) trägt, mit welchem der Druckspeicher an einen metallenen Silo (42) anschweißbar ist.