DE3626719A1

DE3626719A1 - PERIODICALLY ACTIVE LIQUID JET GENERATOR

Info

Publication number: DE3626719A1
Application number: DE19863626719
Authority: DE
Inventors: Itzhak Fritz Lustig
Original assignee: Fehr Dr GmbH
Current assignee: Fehr Dr GmbH
Priority date: 1986-08-07
Filing date: 1986-08-07
Publication date: 1988-02-11
Also published as: EP0255947A2; EP0255947A3

Description

Die Erfindung betrifft einen periodisch wirkenden Flüssigkeitsstrahl-Erzeuger.The invention relates to a periodically acting Liquid jet generator.

Es ist bekannt, bei Flüssigkeitsstrahl-Erzeugern durch das periodische Öffnen und Schließen eines im Strahlen gang des Strahlerzeugers angeordneten Ventiles einen unterbrochenen Flüssigkeitsstrahl zu erzeugen. Ein auf dieser Art und Weise erzeugter unterbrochener Flüssigkeits strahl zeichnet sich durch eine geringe Wurfweite bei niedriger Energiekonzentration, jedoch hohem Flüssigkeits verbrauch aus.It is known to be used in liquid jet generators the periodic opening and closing of a beaming gear of the jet generator arranged a valve to produce an interrupted jet of liquid. One on interrupted liquid produced in this way beam is characterized by a short throw distance low energy concentration but high fluid consumption out.

Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung, einen Flüssigkeits strahl-Erzeuger zu schaffen, der periodisch wirkt und mit dem ein freier Strahl mit großer Wurfweite und hoher Energiekonzentration bei einem niedrigen Flüssig keitsverbrauch erzeugt wird.It is an object of the present invention, a liquid to create beam generators that work periodically and with which a free jet with a long throw and high energy concentration with a low liquid consumption is generated.

Gelöst wird die Aufgabe durch eine Pumpeinheit zur Druckerhöhung von Flüssigkeit und ein Strahlrohr mit Düse, verbunden durch einen Speicher für Flüssigkeit, ausgerüstet mit einem den Rückfluß verhindernden Lade ventil und einem periodisch wirkenden Endladeventil zur Erzeugung eines Arbeitskreislaufs, der aus einer Ladeperiode und einer kürzeren Entladeperiode besteht. The task is solved by a pump unit Increasing the pressure of liquid and using a jet pipe Nozzle connected by a storage for liquid, equipped with a drawer preventing backflow valve and a periodically acting discharge valve to create a working cycle consisting of a Charging period and a shorter discharge period.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Flüssigkeit als Trägerflüssigkeit dient zur Aufnahme mindestens eines Zusatzstoffes. Es ist dabei für jeden Zusatzstoff, der in das Strahlrohr eingeleitet wird, ein periodisch arbeitender Drucker zeuger vorgesehen. Die Druckerzeuger werden zweckmäßig im Gleichtakt mit dem Entladeventil betätigt.According to a particular embodiment of the invention provided that the liquid as a carrier liquid serves to absorb at least one additive. It is there for any additive that is in the nozzle is initiated, a periodically operating printer producer provided. The pressure generators become functional actuated in synchronism with the unloading valve.

Vorteilhaft ist das Entladeventil länger als die Lade periode geschlossen, so daß der Ladeperiode eine Ruhe periode folgt. Eine kürzere Entladeperiode ergibt einen größeren Energiegehalt in dem austretenden Strahl und erhöht dessen Wurfweite und Stoßkraft. Andererseits muß diese Periode lang genug sein, um die erforderte Flüssig keitsmenge bei jedem Stromstoß zu entladen. Bei einer praktischen Ausführung dieser Erfindung wird mit einem Verhältnis von Ladeperiode zu Entladeperiode von drei bis fünf gerechnet.The unloading valve is advantageously longer than the drawer period closed, so that the charging period is a rest period follows. A shorter discharge period results in one greater energy content in the emerging beam and increases its range and thrust. On the other hand, must this period be long enough to get the required fluid discharge quantity with every power surge. At a Practical implementation of this invention is with a Ratio of charging period to discharging period of three counted to five.

Das periodisch wirkende Entladeventil und die Steuerven tile der Zusatzstoff-Druckerzeuger können in einer beliebigen Weise betätigt werden, zum Beispiel mechanisch, pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch oder sie können durch einen äußeren Zeitgeber oder durch Rückführung aus dem Drucksystem gesteuert werden.The periodically acting discharge valve and the control valves The additive pressure generator can tile in one operated in any way, for example mechanically, pneumatic, hydraulic or electric or they can by an external timer or by feedback be controlled from the printing system.

Der Speicher wird durch das druckempfindliche Rückschlag ventil geladen, während das Entladeventil geschlossen ist. Auf diese Weise erhöht sich der Ladedruck bis auf den Staudruck des Ladestroms und überschreitet so den Liefer druck. Dadurch wird das Rückschlagventil geschlossen und damit die Ladeperiode beendet. Ist der Ladevorgang kürzer als die Abschlußzeit des Entladeventils, so folgt hier eine Ruhepause, in der beide Ventile geschlossen bleiben. Danach oder sofort nach Beendigung des Ladevor ganges öffnet sich das Entladeventil und es folgt eine Entladeperiode, während der die gespeicherte Flüssigkeit in das Strahlrohr strömt, sich mit den Zusatzstoffen mischt und in Form eines Flüssigkeitsstrahls aus der Düse ausgestoßen wird. Während dieses Vorgangs fällt der Speicherdruck ab. Am Ende der Entladeperiode schließt das Entladeventil und eine Periode beginnt. Das druck empfindliche Rückschlagventil öffnet sich sobald der Speicherdruck niedriger als der Lieferdruck ist.The memory is affected by the pressure sensitive setback valve loaded while the unloading valve is closed. In this way, the boost pressure increases to Back pressure of the charging current and thus exceeds the delivery print. This closes the check valve and thus the charging period ends. Is the loading process shorter than the end time of the unloading valve, it follows here is a break in which both valves are closed stay. Afterwards or immediately after charging has ended the discharge valve opens and one follows Discharge period during which the stored liquid flows into the jet pipe, with the additives mixes and in the form of a jet of liquid from the nozzle is expelled. During this process, the Memory pressure. Closes at the end of the discharge period the discharge valve and a period begins. The print sensitive check valve opens as soon as the Storage pressure is lower than the delivery pressure.

Es ist hieraus ersichtlich, daß die Flüssigkeitsmenge, die für einen Strahlstoß verbraucht wird, von der Pumpe in den Speicher gedrückt werden muß. Bei einer praktischen Ausführung dieser Erfindung wird der Speicher so dimensioniert, daß sein Inhalt die ausgestoßene Menge überschreitet und er sich am Ende der Entladeperiode nicht völlig entleert.It can be seen from this that the amount of liquid, which is consumed for a jet shot, by the pump must be pressed into the memory. With a practical Execution of this invention is the memory dimensioned that its content the quantity expelled exceeds and he at the end of the discharge period not completely empty.

Der Druckerzeuger für den Zusatzstoff ist eine flüssig keitsgetriebene Kolben- oder Membranpumpe mit Kraft rückführung. Sie wird im Gleichtakt mit dem Entladeventil betätigt. Während der Ruhepause füllt sich der Zylinder durch Ansaugen des Zusatzstoffes aus einem Vorratsbe hälter und die Füllung wird während der Entladeperiode in das Strahlrohr gedrückt. Der Betriebsdruck des Zylinders ist der Ausgangsdruck des Druckerzeugers des Trägerstroms und die Einführung des Zusatzstoffes in das Strahlrohr wird durch den relativ hohen Druckabfall an dem Entladeventil möglich.The pressure generator for the additive is a liquid power-driven piston or diaphragm pump with power return. It is synchronized with the unloading valve operated. The cylinder fills up during the break by sucking the additive from a storage tank and the filling becomes during the discharge period pressed into the jet pipe. The operating pressure of the Is the outlet pressure of the pressure generator of the cylinder Carrier current and the introduction of the additive in the jet pipe is due to the relatively high pressure drop possible on the unloading valve.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind den Unteransprüchen, der Zeichnung und der zugehörigen Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen.Other features and advantages of the invention are Subclaims, the drawing and the associated See description of the drawing.

In der Zeichnung der einzigen Figur ist eine schematische Wiedergabe des Aufbaues des erfindungsgemäßen Strahl erzeugers für ein Zweistoffsystem, bestehend aus Trägerstoff und Zusatzstoff erläutert. Die Einheit ist eingangsseitig an eine Pumpe 4 angeschlossen, die Trägerflüssigkeit aus dem Tank 3 saugt und sie auf den Lieferdruck bringt und die ausgangsseitig mit einem Strahlrohr 8 verbunden ist. Die Einheit 1 besteht aus einem gasbelasteten Speicher 6, in dessen Eingang sich das druckempfindliche Rückschlagventil 5 befindet und dessen Ausgang durch das periodisch wirkende Entlade ventil 7 gesteuert wird.In the drawing of the single figure, a schematic representation of the structure of the jet generator according to the invention for a two-substance system consisting of carrier and additive is explained. The unit is connected on the input side to a pump 4 , which sucks the carrier liquid from the tank 3 and brings it to the delivery pressure and which is connected on the output side to a jet pipe 8 . The unit 1 consists of a gas-loaded memory 6 , in the input of which the pressure-sensitive check valve 5 is located and the output of which is controlled by the periodically acting discharge valve 7 .

Die Einheit 2 ist die Zusatzstoffpumpe. Sie besteht aus einem Pumpzylinder 10 mit Rückführfeder 18, welcher eingangsseitig durch ein normalerweise geschlossenes Elektromagnetventil 11 mit dem Ausgang der Pumpe 4 verbunden ist. Sie wird durch ein normalerweise offenes Elektromagnetventil 12 mit dem Tank 3 verbunden. Ausgangsseitig ist der Zylinder mit dem Vorratsbehälter für den Zusatzstoff 15 durch ein Saugventil 14 verbunden und liefert den Zusatzstoff an das Strahlrohr durch das Druckventil 13. Die Ventile 11 und 12 sowie das Entladeventil 7 sind durch eine Leitung mit dem elektrischen Taktgeber 16 verbunden. Der Arbeitskreislauf des Strahl erzeugers kann durch ein nicht gezeigtes Schaltelement ausgelöst oder unterbrochen werden.Unit 2 is the additive pump. It consists of a pump cylinder 10 with a return spring 18 , which is connected on the inlet side to the outlet of the pump 4 by a normally closed solenoid valve 11 . It is connected to the tank 3 by a normally open solenoid valve 12 . On the output side, the cylinder is connected to the reservoir for the additive 15 by a suction valve 14 and delivers the additive to the jet pipe through the pressure valve 13 . The valves 11 and 12 and the unloading valve 7 are connected to the electrical clock generator 16 by a line. The working circuit of the jet generator can be triggered or interrupted by a switching element, not shown.

Der oben geschilderte periodisch wirkende Strahlerzeuger arbeitet wie folgt:The periodically acting jet generator described above works as follows:

Flüssigkeit unter Druck tritt in den Speicher 6 durch das Rückschlagventil 5 ein, während das Entladeventil 7 geschlossen ist. Der Druck im Speicher steigt und das Gas wird verdichtet bis der Speicherdruck den Lieferdruck der Pumpe und die Geschwindigkeitshöhe der bewegten Flüssigkeit übersteigt. Das Rückschlagventil 6 verhindert den Rückfluß der Flüssigkeit, so daß der Speicherdruck höher als der Lieferdruck der Pumpe bleibt. Dadurch wird die Ladeperiode beendet. Der Ladeperiode folgt eine Ruheperiode, während der die Ventile 5 und 7 geschlossen bleiben, oder die Entladeperiode kann sofort beginnen. Während der Entladeperiode öffnet sich das Ventil 7 durch ein Signal des Taktgebers 16 und Druckflüssigkeit fließt in das Strahlrohr und wird in Form eines freien Strahles durch die Düse 9 ausgestoßen. Während des Entladevorganges fällt der Druck im Speicher 6 bis das Ventil 7 wieder schließt. Statt dem hier gezeigten gas belasteten Speicher kann auch ein feder- oder gewichts belasteter Speicher verwendet werden.Liquid under pressure enters the accumulator 6 through the check valve 5 while the discharge valve 7 is closed. The pressure in the accumulator increases and the gas is compressed until the accumulator pressure exceeds the delivery pressure of the pump and the speed of the moving liquid. The check valve 6 prevents the liquid from flowing back, so that the storage pressure remains higher than the delivery pressure of the pump. This will end the charging period. The loading period is followed by a rest period during which the valves 5 and 7 remain closed, or the discharge period can begin immediately. During the discharge period, the valve 7 opens by a signal from the clock generator 16 and pressure fluid flows into the jet pipe and is expelled through the nozzle 9 in the form of a free jet. During the unloading process, the pressure in the accumulator 6 drops until the valve 7 closes again. Instead of the gas-loaded storage shown here, a spring-loaded or weight-loaded storage can also be used.

Während der erstmaligen Betätigung des Strahlerzeugers tritt die Trägerflüssigkeit in den Pumpzylinder 10 durch das Ventil 11 ein und bewegt den Kolben 17 gegen die Federkraft nach vorn. Während der Lade- und Ruheperioden des Strahlerzeugers schließt sich das Ventil 11 und das Ventil 12 öffnet sich, sobald das Signal des Takt gebers 16 auf Null absinkt. Dadurch wird die Antriebs seite des Zylinders 10 mit dem Tank 3 verbunden, die Feder 18 drückt den Kolben 17 zurück und der Zylinder 10 entleert die Flüssigkeit aus der Antriebsseite in den Tank 3. Gleichzeitig füllt sich die Druckseite des Zylinders 10 mit dem Zusatzstoff durch das Saugventil 14 aus dem Behälter 15. Bei der nächsten Entladeperiode wird der Kolben 17 durch die Trägerflüssigkeit bewegt und der Zusatzstoff wird durch das Druckventil 13 in das Strahlrohr 8 gedrückt. Dies wird möglich durch den Druckabfall an dem Entladeventil 7, so daß der Ausgangs druck der Einheit 1 niedriger ist als der Ausgangsdruck des Pumpzylinders 10. Der mindeste effektive Inhalt des Zylinders 10 ist so berechnet, daß die erforderliche Menge des Zusatzstoffes bei jedem Flüssigkeitsausstoß erreicht wird.During the first actuation of the jet generator, the carrier liquid enters the pump cylinder 10 through the valve 11 and moves the piston 17 forward against the spring force. During the charging and resting periods of the jet generator, the valve 11 closes and the valve 12 opens as soon as the signal from the clock generator 16 drops to zero. Characterized the drive side of the cylinder 10 is connected to the tank 3 , the spring 18 pushes the piston 17 back and the cylinder 10 empties the liquid from the drive side into the tank 3rd At the same time, the pressure side of the cylinder 10 fills with the additive through the suction valve 14 from the container 15 . During the next discharge period, the piston 17 is moved by the carrier liquid and the additive is pressed into the jet pipe 8 by the pressure valve 13 . This is made possible by the pressure drop at the unloading valve 7 , so that the output pressure of the unit 1 is lower than the output pressure of the pump cylinder 10 . The minimum effective content of the cylinder 10 is calculated so that the required amount of additive is achieved with each liquid discharge.

Der Flüssigkeitsstrahl, der die Düse 9 verläßt, hat eine mittlere Geschwindigkeit, die höher als die durch den Lieferdruck ermöglichte sein kann und hat eine Aus flußrate, die den Einfluß in den Speicher im Verhältnis t _e/t _a übersteigt; wobei t _e und t _a die Zeitlängen der Lade- bzw. Entladeperioden sind. Es ist daher möglich, einen freien Strahl mit großer Wurfweite und hoher Energiekonzentration bei einem niedrigen Flüssigkeits verbrauch zu erzeugen.The liquid jet that leaves the nozzle 9 has an average speed, which can be higher than that made possible by the delivery pressure, and has an outflow rate that exceeds the influence in the memory in the ratio t _e / t _a ; where t _e and t _{a are} the time lengths of the charging and discharging periods. It is therefore possible to generate a free jet with a large throw and high energy concentration with a low liquid consumption.

Claims

1. Periodically acting liquid jet generator, characterized by a pump unit ( 4 ) for increasing the pressure of liquid and a jet pipe ( 8 ) with nozzle ( 9 ), connected by a memory ( 6 ) for the liquid, equipped with a backflow preventing Loading valve ( 5 ) and a periodically acting unloading valve ( 7 ) for generating a working circuit, which consists of a loading period and a shorter unloading period.

2. Jet generator according to claim 1, characterized by at least one pressure generator ( 10 ) for mixing at least one additive to the liquid, which is actuated in unison with the discharge valve ( 7 ).

3. jet generator according to claim 1 or 2, characterized by one or more pressure generators ( 10 ) which introduce the additives into the jet pipe ( 8 ) so that their outlet pressure exceeds the inlet pressure of the jet pipe ( 8 ).

4. Jet generator according to one of claims 1 to 3, characterized in that the charging valve ( 5 ) is designed as a non-return valve arranged at the inlet of the accumulator ( 6 ) for the liquid and the periodically operating unloading valve ( 7 ) at the outlet of the accumulator ( 6 ) is located.

5. Jet generator according to one of claims 1 to 4, characterized by an unloading valve ( 7 ) which remains closed for longer than the charging period, so that the charging period is followed by a rest period.

6. Jet generator according to one of claims 1 to 5, characterized by a periodically operating discharge valve ( 7 ) which is electrically controlled.

7. jet generator according to one of claims 1 to 5, characterized by a periodically working Unloading valve, the cam driven by a motor is controlled.

8. jet generator according to one of claims 1 to 5, characterized by a periodically working Unloading valve that is controlled hydraulically or pneumatically becomes.

9. jet generator according to one of claims 1 to 5, characterized by a periodically working Unloading valve by returning liquid pressure is controlled.

10. Jet generator according to one of claims 1 to 9, characterized by a memory ( 6 ), the content of which exceeds the amount of liquid a single jet burst.