DE3604385C2 - Vorrichtung zur pneumatischen Reinigung wenigstens einer Meßleitung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur pneumatischen Reinigung wenigstens einer Meßleitung, insbesondere einer Einrichtung zur Messung des Verschmutzungsgrades von Staub­ filtern, mit einem Ventil, das einen Anschluß für die Meß­ leitung und einen Anschluß für eine Druckluftzufuhr hat, wobei das Ventil einen mit dem Anschluß für die Meßleitung über einen Ventilsitz und ein Verschlußelement verbindbaren An­ schluß für einen Differenzdrucksensor aufweist.

Eine Vorrichtung dieser Art zum Reinigen von Meßdüsen ist bekannt aus der DE-OS 20 31 339. Der konstruktive Aufbau der bekannten Vorrichtung ist jedoch aus dieser Druckschrift nicht entnehmbar, da die Vorrichtung nur in Form eines Druckschaltbildes dargestellt ist.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich­ tung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß die Reinigung der Meßleitung unter Verwendung eines einzigen, einfach aufgebauten Ventils ermöglicht wird.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der in Meß­ stellung offene Ventilsitz des Ventiles durch die für die Reinigung der Meßleitung erforderliche Druckluft, durch welche das Verschlußelement des Ventiles beaufschlagbar ist, verschließbar ist, und daß das Verschlußelement mit einer Durchgangsöffnung versehen ist, durch welche die Druckluft in die Meßleitung einführbar ist.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der einzigen Figur der Zeichnung erläutert, die im Schnitt ein erfindungsgemäßes Ventil zur Reinigung von zwei Meßleitungen zeigt.

Das Ventil 10 hat ein Gehäuse 12, in welchem ein Anschluß 14 für eine Druckmeßleitung, kurz Meßleitung genannt, und ein Anschluß 16 für einen Differenzdrucksensor ausgebildet sind. Die Leitung 14 führt somit zu einer Meßstelle und die Leitung 16 zu einem Gerät zum Messen des Druckes vor oder hinter einem Filterelement. Die Differenz zwischen dem Druck vor und dem Druck hinter dem Filterelement ist ein Maß für die Verschmutzung des letzteren.

Im Gehäuse 12, das im hier beschriebenen Beispiel zweiteilig ausge­ bildet ist, ist ferner ein Anschluß 18 für eine weitere Meßleitung und ein Anschluß 20 ausgebildet, der ebenfalls zu dem nicht-gezeigten Differenzdrucksensor führt.

Der Anschluß 14 ist mit dem Anschluß 16 über einen Ventilsitz 60 und einen Ringkanal 38 verbunden. Der Anschluß 18 ist mit dem Anschluß 20 über einen Ventilsitz 62 und einen Ringkanal 40 verbunden.

Mit den Ventilsitzen 60 bzw. 62 wirken Verschlußelemente zusammen, die hier in Form flexibler Membranen 22 und 26 ausgebildet sind. Jede der Membranen 22 und 26 ist an ihrem Außenumfang geeignet im Gehäuse 12 gehalten bzw. eingespannt und kann den ihr zugeordneten Ventilsitz, wie noch beschrieben wird, öffnen und schließen.

Die Membranen 22 und 26 sind jeweils mit einer zentralen Durchgangsöffnung versehen, die hier in Form einer Düse 24 bzw. 28 ausgebildet ist. Jede Düse 24, 28 ist mit der ihr zugeordneten Membran 22, 26 fest verbunden oder integral mit dieser ausgebildet.

Oberhalb der Membran 22 ist eine Steuerkammer 30 und oberhalb der Membran 26 ist eine Steuerkammer 32 im Gehäuse ausgebildet, d. h. jeweils auf der zu den Ventilsitzen 60, 62 entgegengesetzten Seite der Membranen 22, 26.

Eine im Ringkanal 38 angeordnete Druckfeder beaufschlagt ständig die Membran 22 in Öffnungsrichtung und eine im Ringkanal 40 angeordnete Druckfeder 36 beaufschlagt ständig in Öffnungsrichtung die Membran 26.

Im Gehäuse 12 ist ein weiterer Anschluß 42 ausgebildet, der an eine nicht dargestellte Druckluftquelle angeschlossen ist. Der Anschluß 42 ist über den Ventilsitz 46 eines Vorsteuerventils 44 mit einer Leitung 52 und einer von dieser abzweigenden Leitung 50 verbindbar, wobei die Leitung 50 zur Steuerkammer 30 und die Leitung 52 zur Steuerkammer 32 führt.

Das Vorsteuerventil 44 ist ein an sich bekanntes durch einen Elektro­ magneten 48 betätigbares Ventil, das, wie dargestellt, in das Gehäuse 12 in der Weise eingeschraubt ist, daß sein nicht näher bezeichnetes Ver­ schlußstück den im Gehäuse 12 ausgebildeten Ventilsitz 46 öffnen und schließen kann.

Wenn der Elektromagnet 48, der vorzugsweise mit einer integrierten elektronischen Zeitsteuerung versehen ist, angesteuert wird, so öffnet der Anker des Vorsteuerventils 44 den Ventilsitz 46. Wird der Elektro­ magnet 48 entregt, so wird der Anker und das Verschlußstück des Vor­ steuerventils 44 durch Federkraft gegen den Ventilsitz 46 angedrückt und der letztere geschlossen.

In der Steuerkammer 32 ist ein Rückschlagventil 54 angeordnet, welches die Leitung 52 in Richtung zum Ventilsitz 46 des Vorsteuerventils schließt. Das Rückschlagventil ist vorzugsweise als Plattenventil aus­ gebildet mit vorgespannter elastischer Ventilplatte 56, die mittels einer Schraube 58 gegen die obere Stirnwand 64 der Steuerkammer 32 angedrückt wird.

Das erfindungsgemäße Ventil arbeitet folgendermaßen.

Der Ventilsitz 46 des Vorsteuerventils 44 ist geschlossen und damit die Zufuhr von Druckluft über den Anschluß 42 in die Steuerkammern 30 und 32 gesperrt. Die Membranen 22 und 26 werden durch ihre jeweilige Druckfeder 34 bzw. 36 in Öffnungsrichtung beaufschlagt und von den zugehörigen Ventil­ sitzen 60 bzw. 62 abgehoben, so daß der Anschluß 14 über den Ventilsitz 60 und den Ringkanal 38 mit dem Anschluß 16 verbunden ist. Entsprechend ist der Anschluß 18 über den offenen Ventilsitz 62 und den Ringkanal 40 mit dem Anschluß 20 verbunden.

Da die Anschlüsse 14 und 18 zu den Meßleitungen und die Anschlüsse 16 und 20 zu einem Differenzdrucksensor führen, sind die Meßleitungen und damit die Meßstellen an diesen Differenzdrucksensor angeschlossen, der den Druck vor und hinter einem Filter mißt, wobei die Differenz dieser Drücke ein Maß für den Verschmutzungsgrad des Filters ist.

Die Meßleitung mit dem höheren Druckniveau ist hierbei mit dem Anschluß 18 verbunden.

Sollen nun die Meßleitungen z. B. von eingedrungenen Staubpartikeln ge­ reinigt werden, so wird das Vorsteuerventil 44 aus der in der Zeichnung dargestellten geschlossenen Position in die nicht-dargestellte geöffnete Position durch Erregung des Elektromagneten 48 umgeschaltet. Durch diese Umschaltung wird der Ventilsitz 46 des Vorsteuerventils 44 freigegeben und die Druckluft kann aus dem Anschluß 42 über den geöffneten Ventil­ sitz 46 in die Leitungen 52 und 50 einströmen und damit aus der Leitung 50 in die Steuerkammer 30 und aus der Leitung 52 über das Rückschlagventil 54 in die Steuerkammer 32.

In den beiden Steuerkammern 30 und 32 baut sich Druck auf, wodurch die Membranen 22 und 26 in Schließrichtung beaufschlagt und gegen die Kraft der jeweiligen Druckfeder 34 bzw. 36 gegen ihren jeweiligen Ventilsitz 60 bzw. 62 angedrückt werden, wodurch diese Ventilsitze geschlossen und die Verbindung vom Anschluß 14 zum Anschluß 16 sowie die Verbindung vom An­ schluß 18 zum Anschluß 20 gesperrt werden.

Die Meßstellen sind damit vom Differenzdrucksensor getrennt.

Aus dem Steuerraum 30 strömt nun die Druckluft durch die Düse 24 in den Anschluß 14 und damit in die mit diesem verbundene, nicht-gezeigte Meß­ leitung. Aus dem Druckraum 32 strömt die Druckluft durch die Düse 28 in den Anschluß 18 und damit in die mit diesem verbundene, nicht-ge­ zeigte Meßleitung. Der Querschnitt der Düsen ist kleiner als der Zulaufquerschnitt am Ventilsitz 46. Diese über die Düsen 24, 28 zuströmende Druckluft bläst die Meßleitungen frei und reinigt sie von eingedrungenen Staubpartikeln.

Wird nun der Elektromagnet 48 abgeschaltet, so schließt das Vorsteuer­ ventil den Ventilsitz 46 und die Zufuhr von weiterer Druckluft über den Anschluß 42 ist gesperrt.

Der Druck in den Steuerkammern 30 und 32 wird über die Düsen 24, 28 und die Anschlüsse 14, 18 sowie die nicht-gezeigten Meßleitungen abge­ baut, bis Druckausgleich erreicht ist, d. h. der Druck in den Steuer­ kammern 30 und 32 entspricht wieder dem Druck an den Meßstellen.

Durch die Federn 34, 36 werden die Membranen 22, 26 dann wieder von ihren Ventilsitzen 60, 62 abgehoben und die Verbindung von den Anschlüssen 14, 18 zu den Anschlüssen 16, 20 wieder geöffnet, so daß die Meßstellen bzw. die Meßleitungen wieder an den Differenzdrucksensor angeschlossen sind.

Eine Rückwirkung des in den Meßleitungen durch das Ausblasen mit Druck­ luft auftretenden Staudrucks auf den Drucksensor wird somit ausgeschlossen.

Das Rückschlagventil 54 verhindert einen Kurzschluß der Meßleitungen über die Leitungen 50 und 52.

Wenn der Anschluß 14 an die Meßleitung mit dem höheren Druckniveau ange­ schlossen wird, so ist in der Steuerkammer 30 ein entsprechendes Rück­ schlagventil erforderlich. Wenn sich jedoch während des Betriebs das Druckniveau in den Meßleitungen umkehren kann, und das höhere Druck­ niveau in der einen oder der anderen Meßleitung auftreten kann, so ist außer dem Rückschlagventil 54 ein weiteres Rückschlagventil in der Steuerkammer 30 erforderlich.

Das Ausführungsbeispiel betrifft ein Ventil mit zwei Anschlüssen 14 und 18, die zu zwei Meßleitungen und damit zu zwei Meßstellen führen. In manchen Anwendungsfällen kann der Druck aber auch nur mit einer Meßleitung ge­ messen werden, wozu entsprechend nur einer der Anschlüsse 14, 18 er­ forderlich ist. Ferner können auch mehr als zwei Anschlüsse für mehr als zwei Meßleitungen vorgesehen sein.

Für diesen Fall kann das dargestellte und beschriebene Ventil z. B. nur mit dem Anschluß 14 mit den zugehörigen Elementen versehen sein, oder es kann das dargestellte Ventil verwendet werden, wobei jedoch nur einer der beiden Steuerräume 30, 32 zur Reinigung der zugehörigen Meßleitung mit Druckluft versorgt wird, wozu z. B. eine Einrichtung vorgesehen werden kann, um die Druckluft entweder der Leitung 50 oder der Leitung 52 zuzu­ führen.

Die Membranen 22, 26 bestehen vorzugsweise aus einem Elastomer, während das Rückschlagventil 54 vorzugsweise als Plattenventil mit vorgespannter elastischer Platte ausgebildet ist.

Das Vorsteuerventil 44 kann durch den Elektromagneten 48 mit vorgegebenen Impuls- und Pausenzeiten gesteuert werden, wobei eine Steuerelektronik im Magneten integriert ist.

Die geometrische Form und/oder die Eigenelastizität der Membranen 22, 26 können so gewählt bzw. ausgebildet sein, daß die Membranen aufgrund ihrer Form und/oder Eigenelastizität selbständig in der geöffneten Stellung (Meßstellung) gehalten werden bzw. diese selbständig einnehmen, wobei in diesem Fall die Federn 34, 36 wegfallen können.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur pneumatischen Reinigung wenigstens einer Meßleitung, insbesondere einer Einrichtung zur Messung des Verschmutzungsgrades von Staubfil­ tern, mit einem Ventil, das einen Anschluß für die Meßleitung und einen Anschluß für eine Druckluft­ zufuhr hat, wobei das Ventil einen mit dem Anschluß für die Meßleitung über einen Ventilsitz und ein Verschlußelement verbindbaren Anschluß für einen Differenzdrucksensor aufweist, dadurch gekennzeich­ net, daß der in Meßstellung offene Ventilsitz (60) des Ventiles (10) durch die für die Reinigung der Meßleitung erforderliche Druckluft, durch welche das Verschlußelement (22) des Ventils (10) beauf­ schlagbar ist, verschließbar ist, und daß das Ver­ schlußelement (22) mit einer Durchgangsöffnung (24) versehen ist, durch welche die Druckluft in die Meßleitung einführbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußelement (22) in der Meßstellung durch eine Feder (34) geöffnet gehalten ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Verschlußelement (22) eine Membran ist und insbesondere aus einem Elastomer besteht.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der zum Ventilsitz (60) entgegengesetzten Seite der Membran (22) eine Steuer­ kammer (30) ausgebildet ist, die über das Vorsteuerven­ til (44) mit dem Anschluß (42) für die Druckluft verbindbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (10) mit einem weiteren Anschluß (18) für eine weitere Meßleitung und einem weiteren Anschluß (20) für den Differenzdruckmesser versehen ist, die über einen Ventilsitz (62) und eine in Öffnungsrichtung ständig durch eine Feder (36) beaufschlagte Membran (26) verbindbar sind, daß auf der zum Ventilsitz (62) entgegengesetzten Seite der Membran (26) eine Steuer­ kammer (32) ausgebildet ist, die über eine Leitung (52) und das Vorsteuerventil (44) mit dem Anschluß (42) für die Druckluft verbindbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Durchgangsöffnungen der Membranen (22, 26) in Form einer zentral in der jeweiligen Membran angeord­ neten Düse (24 bzw. 28) ausgebildet sind, welche die Steuerkammern (30, 32) mit den Anschlüssen (14, 18) für die Meßleitungen verbinden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuerkammer (32) ein Rückschlagventil (54) ausgebildet ist, das die Leitung (52) in Richtung zum Ventilsitz (46) des Vorsteuerventils (44) sperrt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß das Rückschlagventil (54) als Platten­ ventil mit vorgespannter elastischer Ventilplatte (56) ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse (14, 18) mit den Anschlüssen (16, 20) über je einen Ringkanal (38, 40) verbunden sind, in welchen die Federn (34, 36) angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranen (22, 26) durch ihre eigene Elasti­ zität und/oder Form in geöffneter Stellung (Meß­ stellung) gehalten sind.