DE3917910A1 - Luftstossgeraet mit einer ventileinheit und einem darin gefuehrten kolben - Google Patents
Luftstossgeraet mit einer ventileinheit und einem darin gefuehrten kolbenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Luftstoßgerät gemäß dem Oberbe
griff des Patentanspruches 1.
Luftstoßgeräte werden zur Beseitigung von Materialanbackungen
oder Materialaufstauungen von pulverförmigen Schüttgütern in
Bunkern, Silos und dgl. verwendet und umfassen einen
großvolumigen Speicherbehälter zur Aufnahme der Druckluft,
ein Luftauslaßrohr und eine auf dem Luftauslaßrohr aufge
setzte, im Inneren des Druckluftbehälters angordnete Ventil
einheit. Die Erzeugung des Luftstoßes erfolgt durch Anheben
des Kolbens der Ventileinheit, so daß die im Speicherbehälter
aufgenommene Druckluft schlagartig über die durch den Kolben
freigegebene Öffnung des Luftauslaßrohres nach außen entwei
chen kann.
Naturgemäß werden derartige Luftstoßgeräte, namentlich die
Ventileinheiten, erheblichen Beanspruchungen ausgesetzt. Dies
betrifft insbesondere den bei solchen Ventileinheiten in ei
nem Zylinder geführten zylindrischen Kolben, der jeweils mit
erheblicher Wucht auf die entsprechenden Anschlagflächen des
Zylinders geschlagen wird. Dies hat zur Folge, daß der Kolben
erheblichen Verschleißerscheinungen ausgesetzt ist, so daß
die Konstruktion der Ventileinheit und des Kolbens sorgfälti
ger Überlegungen bedarf.
Bei einem bekannten Luftstoßgerät (DE-PS 31 51 026), welches
sich in der Praxis hervorragend bewährt hat, ist der Kolben
der Ventileinheit aus zwei Kolbenscheiben spiegelbildlich
aufgebaut, und sind die Anschlagflächen des Zylinders zuein
ander überdeckungsfrei ausgeführt. Kommt es im Laufe der Zeit
zu Verschleißerscheinungen auf den Kolbenscheiben, so können
diese gedreht werden, so daß der Kolben praktisch noch einmal
die gleiche Zeitspanne verwendet werden kann.
Derartige Luftstoßgeräte werden oftmals auch im Heißbereich,
etwa in Verbindung mit Wärmetauschern verwendet, wo Tempera
turen bis zu 1200°C herrschen können, so daß die Außenfläche
des dem Luftauslaßrohr gegenüberliegenden Kolbens der Ventil
einheit über das Luftauslaßrohr her erheblichen Temperaturen
ausgesetzt sein kann. Dadurch wird die Ventileinheit, insbe
sondere der Kolben, naturgemäß zusätzlichen Beanspruchungen
und Belastungen ausgesetzt, wobei es insbesondere zu raschen
Verschleißerscheinungen kommen kann, was zu einem ungenauen
Sitz der Kolbenscheibe auf dem Luftauslaßrohr und somit zu
Undichtigkeiten führen kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Luftstoßgerät mit einer
Ventileinheit zu schaffen, bei der durch einfache Gestaltung
des Kolbens ein langandauernder Einsatz der Ventileinheit im
Heißbereich, insbesondere bei Temperaturen bis zu 400°C und
darüber ermöglicht wird. Dabei soll der Kolbenaufbau einfach
und robust gehalten sowie der Kolben preisgünstig herstellbar
sein.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnen
den Teil des Patentanspruches 1 enthaltenen Merkmale gelöst.
Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind durch die in
den Unteransprüchen enthaltenen Merkmale gekennzeichnet.
Nach Maßgabe der Erfindung ist die dem Luftauslaßrohr zuge
wandte Kolbenscheibe an ihrer Außenfläche mit einem hitzebe
ständigen, scheibenartigen Dichtschild versehen, das eine
Dichtscheibe aufweist, welche mindestens in Überdeckung bzw.
im Überdeckungsbereich mit der dem Kolben zugewandten kreis
ringförmigen Stirnseite des Luftauslaßrohres angeordnet ist.
Dadurch ist die Kolbenscheibe gegenüber Hochtemperaturbean
spruchungen, insbesondere Heißluft, vom Luftauslaßrohr her
wirksam geschützt. In einer zweckmäßigen Weiterbildung der
Erfindung ist das Dichtschild durch eine großflächige Dicht
scheibe gebildet, welche stirnseitig das gesamte Luftauslaß
rohr überdeckt und aus hitzebeständigem Material gebildet
ist. Diese Dichtscheibe erfüllt somit im Bereich der Stirn
seite des Luftauslaßrohres Dichtfunktion und schützt im übri
gen die Kolbenscheibe gegenüber Hochtemperaturbeanspruchun
gen, wie direkte Glut oder Strahlungswärme und dergleichen
vom Luftauslaßrohr her. Da die Scheibe neben dem Hitzeschutz
auch Dichteigenschaften aufweist, wird eine wirksame Dichtung
der Ventileinheit gegenüber dem Luftauslaßrohr bewerk
stelligt. Dies wird auch nach einer weiteren Ausführungsform
erreicht, die sich durch eine besonders lange Lebensdauer,
insbesondere mit Hinsicht auf die Dichteigenschaften aus
zeichnet und eine, das Luftauslaßrohr überdeckende Dicht
scheibe und eine auf der Dichtscheibe angeordnete Isolier
scheibe aus hitzebeständigem Material aufweist, die vor
zugsweise im wesentlichen den gesamten Öffnungsquerschnitt
des Luftauslaßrohres überdeckt. Ein solches Dichtschild er
möglicht es, daß das Material für die Kolbenscheiben, insbe
sondere die dem Luftauslaßrohr nächstliegende Kolbenscheibe,
ohne Berücksichtigung von Wärmewiderstandseigenschaften ge
wählt werden kann, so daß Polyurethanschaum oder bevorzugt
Aluminium ohne weiteres als Werkstoff für die Kolbenscheiben
verwendet werden können. Dadurch wird eine preisgünstige Her
stellung ermöglicht. Zugleich eignen sich diese Werkstoffe
aufgrund anderer Eigenschaften besser für die Kolbenfunktion.
Zweckmäßigerweise wird im Falle der Ausbildung der Dicht
scheibe aus hitzebeständigem Material die Dichtscheibe aus
Kunststoff, Fluorkautschuk oder metallkeramischem Werkstoff
gebildet, wobei ggf. eine Faserverstärkung zweckmäßig ist.
Geeignet ist hierbei auch ein Hartfaserwerkstoff.
Im Falle der Ausbildung des Dichtschilds mit einer Isolier
scheibe ist die Dichtscheibe zweckmäßigerweise aus Fluor
kautschuk, einem unter Warenzeichen Viton im Handel erhältli
chen Material oder einem unter dem Warenzeichen Teflon im
Handel erhältlichen Material gebildet und ist die Isolier
scheibe zweckmäßigerweise aus Asbest oder asbesthaltigem
Hartfaserwerkstoff oder aber auch aus asbestfreiem Hartfaser
werkstoff oder einer Keramikscheibe hergestellt.
Zweckmäßigerweise erfolgt die Befestigung des Dichtschilds an
der Kolbenscheibe über eine Schraube, die zugleich der Ver
bindung der beiden Kolbenscheiben dienen kann. Dadurch ist
ein lösbarer Verbund der Kolbenscheiben ermöglicht. Hierbei
wirkt sich das Dichtschild deswegen besonders vorteilhaft
aus, weil aufgrund der Dichtfunktion auch ein Schutz im Be
reich der Schraube gegen Hitzebeanspruchungen gewährleistet
ist. Infolge der Anpressung des Dichtschilds, insbesondere
der Dichtscheibe kommt es infolge lokaler Deformation zu ei
nem nahtlosen Verbund von Dichtschild und Schraubenschaft.
Eine besonders wirksame Anpreßkraft wird über eine Hal
tescheibe erreicht, die zweckmäßigerweise aus Stahl herge
stellt ist.
Im Sinne einer Gewichtsminderung wirkt es sich vorteilhaft
aus, daß die Kolbenscheibe an ihrer Innenseite mit einer Aus
sparung versehen ist, die zugleich zur Aufnahme eines Kühlme
diums dienen kann und damit zur Kühlung der Kolbenscheibe
beiträgt. Hierbei ist es zweckmäßig, die Aussparung über At
mungsbohrungen, die radial in der Kolbenscheibe verlaufen,
mit der Kolbenaußenseite zu verbinden. In einer weiteren
zweckmäßigen Ausgestaltung ist eine Aussparung auch an der
anderen Kolbenscheibe vorgesehen. Falls die Kolbenscheiben
über ein Distanzstück getrennt sind, können beide Aussparun
gen durch Bohrungen, die in Achsrichtung des Kolbens verlau
fen, miteinander verbunden sein.
Besonders zweckmäßig ist es, den Kolben spiegelbildlich aus
zubilden, also das Dichtschild auch an der gegenüberliegenden
Kolbenscheibe vorzusehen, die dem Luftauslaßrohr abgewandt
ist. Somit kann bei Bedarf der Kolben gewechselt werden, so
daß dann die bislang noch nicht so hohen Temperaturen ausge
setzte Kolbenscheibe unmittelbar dem Luftauslaßrohr ge
genüberliegend angeordnet ist. Dadurch läßt sich die Lebens
dauer des Kolbens weiter erhöhen.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand
der Zeichnung beschrieben, deren Fig. 1 und 2 jeweils
einen Schnitt durch einen Zylinder einer Ventileinheit eines
Luftstoßgerätes zeigen.
In den Figuren ist mit 1 allgemein die Ventileinheit eines
Luftstoßgerätes bezeichnet, das einen nicht dargestellten
Speicherbehälter für Druckluft und die Ventileinheit 1 mit
einem Luftauslaßrohr 2 aufweist. Die Ventileinheit 1 umfaßt
einen Zylinder 3, der an seinem unteren, dem Luftauslaßrohr 2
zugewandten Abschnitt vorzugsweise drei über den Umfang ver
teilte Öffnungen 4 aufweist, die den Innenraum des Speicher
behälters mit dem des Zylinders 3 verbinden. Der Luftstoß
wird dadurch bewerkstelligt, daß der im Zylinder 3 hin- und
herbeweglich geführte Kolben 5 von der Mündung des Luftaus
laßrohres 2 nach oben hin abgehoben wird, wodurch schlagartig
die Luft aus dem Innenraum des Speicherbehälters über die
Öffnungen 4 durch das Luftauslaßrohr 2 nach außen gelangt.
Der Kolben 5 im dargestellten Ausführungsbeispiel umfaßt zwei
durch ein Distanzstück bzw. eine Distanzscheibe 6 getrennte
Kolbenscheiben 7 und 8, die miteinander durch eine Schraube 9
lösbar verbunden sind. Bei Bedarf kann das Distanzstück 6
auch entfallen.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist die dem Luftauslaß
rohr 2 zugewandte Kolbenscheibe 8 auf ihrer Außenseite, also
der dem Luftauslaßrohr 2 zugewandten Seite mit einem Dicht
schild 10 mit einer Dichtscheibe 101 versehen, die zumindest
das Luftauslaßrohr 2 einschließlich des Öffnungsquerschnitts
ganzflächig überdeckt, so daß durch die Dichtscheibe 101, die
aus einem hochhitzebeständigem Werkstoff gebildet ist, die
dahinter angeordnete Kolbenscheibe 8 gegen hohe Temperaturen
geschützt ist. Im Überdeckungsbereich mit der kreisringförmi
gen Stirnseite 23 des Luftausstoßrohres entfaltet die Dicht
scheibe 101 ihre Dichtfunktion. Die Einwirkung der hohen Tem
peraturen erfolgt über das Luftauslaßrohr 2, an dessen Ende
eine Heißbranddüse angeordnet bzw. ausgebildet sein kann.
Die Dichtscheibe 101 ist zentrisch auf der Kolbenscheibe 8
und beim dargestellten Ausführungsbeispiel in einer Ausneh
mung 11 angeordnet. Die Dichtschild 10 wird gegen die Kolben
scheibe 8 fest durch eine großflächige Haltescheibe 12 über
die Schraube 9 angepreßt.
Die Kolbenscheibe 8 ist auf ihrer Innenseite mit einer Aus
sparung 13 ausgebildet, die einerseits der Gewichtsminderung
dient und andererseits auch als Kühlkapazität genutzt werden
kann. Wie aus der Figur entnommen werden kann, ist die Ausspa
rung 13 über Bohrungen 14, die radial verlaufen, mit dem
Außenmantel der Kolbenscheibe 8 verbunden, so daß die Ausspa
rung 13 mit Luft zwecks Kühlung beaufschlagt werden kann.
In einer Weiterbildung kann auch an der Kolbenscheibe 7, ins
besondere an deren Innenseite eine analoge Aussparung vorge
sehen sein, die durch in Achsrichtung des Kolbens bzw. der
Schrauben 9 verlaufende Bohrungen 15 durch des Distanzstück
an die Aussparung 13 angeschlossen ist. Die Bohrung 15 und
die weitere Aussparung 16 in der Kolbenscheibe 7 sind zwecks
Verdeutlichung in der Figur strichliert eingezeichnet.
Aus der Figur ist ferner zu entnehmen, daß die Distanzscheibe
6 Dichtelemente in Form von Dichtungsringen 17 und 18 auf
weist. Der kraftschlüssige Verbund über die Schraube 9 wird
an der oberen Kolbenscheibe 7 über eine weitere, der Hal
tescheibe 12 entsprechende Haltescheibe 19 eingeleitet. Die
obere Anschlagfläche des Zylinders ist mit dem Bezugszeichen
20 versehen und die untere Anschlagfläche wird durch das
stirnseitige Ende 23 des Luftauslaßrohres 2 gebildet. Diese
Bauteile müssen keinesfalls die aus der Figur ersichtliche
Konfiguration aufweisen, also eine überdeckungsfreie Ausbil
dung der Anschlagflächen 21 bzw. 23.
Die Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich von der
Ausführungsform der Fig. 1 nur durch den Aufbau des Dicht
schilds 10. Der Dichtschild 10 umfaßt eine Dichtscheibe 101,
die im dargestellten Ausführungsbeispiel den Öffnungsquer
schnitt des Luftauslaßrohres überdeckt, jedenfalls im Über
deckungsbereich mit der Stirnseite 23 des Luftauslaßrohres 2
angeordnet ist, und zwar unmittelbar an der Außenseite der
Kolbenscheibe 8 anliegt. Auf diese Dichtscheibe 101 ist eine
Isolierscheibe 102 angeodnet, die sich im wesentlichen über
den gesamten Öffnungsquerschnitt des Luftauslaßrohres 2 er
streckt und an deren Außenseite eine Haltescheibe 12 aus
Stahl analog wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 angeord
net ist. Auch der Verbund wird durch Kraftschluß über eine
Schraube 9 erreicht.
Claims (12)
1. Luftstoßgerät mit einem Speicherbehälter für Druckluft,
einem Luftauslaßrohr und einer auf dem Luftauslaßrohr
angeordneten Ventileinheit, enthaltend einen Zylinder
und einen darin hin- und herbeweglich geführten Kolben
zum Schließen und Öffnen des Luftauslaßrohres, welcher
aus mindestens zwei miteinander verbundenen Kolben
scheiben gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die
dem Luftauslaßrohr (2) zugewandte Kolbenscheibe (8) an
ihrer Außenseite ein Dichtschild (10) mit einer Dicht
scheibe (101) aufweist, welche mindestens in Überdec
kung mit der dem Kolben (5) zugewandten Stirnseite (23)
des Luftauslaßrohres (2) angeordnet ist.
2. Luftstoßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Dichtschild (10) durch eine großflächige, das
Luftauslaßrohr (2) überdeckende Dichtscheibe (101) aus
hitzebeständigem Material gebildet ist.
3. Luftstoßgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Dichtscheibe (101) aus Kunststoff, PTFE, Fluor
elastomer, metallkeramischem Werkstoff oder Hartfaser
werkstoff hergestellt ist.
4. Luftstoßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Dichtschild (10) durch eine großflächige, das
Luftauslaßrohr (2) überdeckende Dichtscheibe (101) und
eine auf der Dichtscheibe angeordnete Isolierscheibe
(102) aus hitzebeständigem Material gebildet ist, wel
che vorzugsweise im wesentlichen den gesamten Öffnungs
querschnitt des Luftauslaßrohres (2) überdeckt.
5. Luftstoßgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Dichtscheibe (101) aus einem Fluorelastomer,
PTFE oder Kunststoff und die Isolierscheibe aus Asbest,
einer asbesthaltigen oder asbestfreien Hartfaserscheibe
oder einer Keramikscheibe gebildet ist.
6. Luftstoßgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Dichtschild (10), vorzugsweise die
Dichtscheibe in einer Ausnehmung (11) der Kolbenscheibe
aufgenommen ist.
7. Luftstoßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kolbenscheibe (8) an ihrer In
nenseite mit einer vorzugsweise zentrisch angeordneten
Aussparung (13) versehen ist.
8. Luftstoßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Aussparung (13) über radiale
Belüftungsbohrungen (14) schmalen Querschnitts mit der
Außenfläche des Kolbenmantels gasleitend verbunden ist.
9. Luftstoßgerät mit einer Distanzscheibe oder einem Dis
tanzstück zwischen den beiden Kolbenscheiben des Kol
bens, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung (13)
durch in Achsrichtung des Kolbens (5) durch das Dis
tanzstück (6) verlaufende Bohrungen (15) mit einer an
der Innenseite der anderen Kolbenscheibe (7) ausge
bildeten Aussparung (16) verbunden ist.
10. Luftstoßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinheit (1) an
ihrer dem Luftauslaßrohr (2) abgewandten Seite entspre
chend den Merkmalen eines oder mehrerer der Ansprüche 1
bis 6 ausgebildet ist.
11. Luftstoßgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß das Material des Dichtschilds (10) durch vorzugs
weise hoch hitzebeständige Fasern verstärkt ist.
12. Luftstoßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenscheibe(n) aus
Hartkunststoff, vorzugsweise Polyurethan, oder Leicht
metall, vorzugsweise Aluminium hergestellt ist bzw.
sind.
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EP0396944B1 (de) | 1993-03-31 |
EP0396944A1 (de) | 1990-11-14 |
DE59001098D1 (de) | 1993-05-06 |
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