EP0246617A2 - Luftstossgerät zur Auflösung von Materialsaufstauungen in Lagersilos für Schüttgut - Google Patents
Luftstossgerät zur Auflösung von Materialsaufstauungen in Lagersilos für Schüttgut Download PDFInfo
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- B65D88/54—Large containers characterised by means facilitating filling or emptying
- B65D88/64—Large containers characterised by means facilitating filling or emptying preventing bridge formation
- B65D88/70—Large containers characterised by means facilitating filling or emptying preventing bridge formation using fluid jets
- B65D88/703—Air blowing devices, i.e. devices for the sudden introduction of compressed air into the container
Definitions
- the invention relates to an air blast device according to the preamble of claim 1.
- Air blast devices are used to generate strong air blasts in order to remove material build-up and material compression in storage silos for bulk goods and thus to solve flow problems.
- Conventional air blast devices (DE-OS 32 23 406) contain a pressure vessel and a discharge nozzle immersed in the latter, the outlet opening of which can be closed against the interior of the inner vessel by a valve closing body.
- the valve closing body itself is guided in a tube between an open and a closed position.
- a pipe that discharges the pressure flows into this pipe connects the container to an external pressure accumulator.
- a multi-way valve usually a three / two-way valve, is arranged in this line in front of the pressure vessel.
- an air blast device with low operating pressure entails the danger that when the air blast presses against a very hard material build-up in the storage silo, the air enters the device can fight back. In the case of a device with a piston return spring, this cannot be prevented at high pressures. Furthermore, the compression spring is placed as a mechanical wear part, namely within the air blast device, so that a possible replacement of a worn spring leads to a corresponding maintenance effort, the air blast device cannot be used during the maintenance period.
- the object of the invention is to ensure a flawless and reliable mode of operation of an air blast device even over a wide pressure range.
- a branch line leads from the connection line leading to the pressure accumulator to the pressure vessel, in which an overflow valve is arranged, the filling of the interior of the pressure vessel can only take place when the pressure in the connecting line exceeds the blocking value specified by the overflow valve.
- a blow back of the air blast into the device when the air blast hits very hard material build-ups is thus excluded, as well as a escape of compressed air from the pressure container before the container is filled. This is particularly advantageous if several air blast devices are actuated in quick succession, ie with a high cycle sequence.
- the invention ensures that, regardless of the number of air blast devices, all pistons are always at least at an operating pressure of e.g. 4 bar and thus an optimal closing pressure is generated due to the different surfaces on the top and bottom of the piston.
- the operating compressed air network has an operating pressure of more than e.g. 4 bar, the compressed air tanks can be filled at the same time, otherwise all pistons are closed with the optimal closing pressure and the tanks only fill when the operating pressure of 4 bar is exceeded again.
- Another advantage of the invention is that, if necessary, only the pistons are supplied with the operating pressure, while the air supply to the pressure vessel is closed either by pneumatic or electromagnetic valves or a pressure reducer is arranged in front of the overflow valve and adjusted so that the function of the overflow valve falls below the required minimum pressure.
- the overflow valve is designed to be adjustable. This allows any pressure blocking values to be set on the overflow valve. Since the overflow valve is located outside the pressure vessel, this setting can be made quickly and easily without interruption of the operation of the air blast device.
- the overflow valve can work as a check valve at the same time, or a check valve is expediently additionally used.
- Another advantage is the measure that the compressed air supply line is connected to the connecting line via a T-piece, which enables simple retrofitting of already existing air blast devices.
- the connecting line, the compressed air supply line and the overflow valve are formed in a single pipe socket which can be screwed onto the pressure vessel.
- the air blast device essentially comprises a pressure vessel 1 and a blow-out nozzle 2 which plunges into it and which, according to FIG. 1, is closed off from the interior of the pressure vessel 1 by a valve-closure member designed as a piston 3.
- the piston 3 is guided in a tube 4, which is connected via a connecting line 5 to an external compressed air reservoir designated 6.
- suitable means such as piston rings and the like.
- a multi-way valve 7, here a three / two-way valve, is arranged in front of the pressure vessel 1, which enables the flow of compressed air from the compressed air reservoir 6 to the pressure vessel 1 in one position and provides ventilation in the other position, through which the sudden Back movement of the piston and thus the generation of the air blast is triggered. Since such air blast devices are generally known, the structure and mode of operation are only briefly described above and the structure is only shown schematically in the drawings.
- a branch line designated 8 which opens into the pressure vessel 1.
- An overflow valve 9 is arranged in this branch line 8, which is expediently designed to be adjustable. For the sake of simplicity, there is a between the overflow valve 9 and the pressure vessel ter arranged check valve not shown.
- the multi-way valve 7 is in the flow position, so that compressed air flows from the reservoir 6 via the connecting line 5 directly to the pipe 4, as indicated by the arrow in Fig. 1, and thereby the piston 3 against Immersion end of the outlet nozzle 2 is pressed.
- the overflow valve 9 is set to a pressure value of 4 bar. As soon as the compressed air flowing from the reservoir 6 reaches 4 bar, the compressed air can now flow via the overflow valve 9 and the branch line 8 into the interior 10 of the pressure container 1, which thereby fills with compressed air of 4 bar.
- the multi-way valve 7 is switched to the venting position in the known manner.
- the compressed air contained in the interior 10 of the pressure container 1 is effective on the underside of the piston, so that it is pressed upward toward the inflow opening of the connecting line 5.
- the outlet 12a of the pressure vessel 1 is opened, so that the compressed air in the pressure vessel 1 can suddenly come out through the blow-out nozzle 2 in the manner of an air blast corresponding to the direction of the arrow in FIG. 2.
- the branch line 8 is expediently connected to the connecting line 5 via a T-insert 11, which is previously inserted into the connecting line 5.
- An overpressure diaphragm valve is particularly suitable as the overflow valve.
- the connecting line 5, the branch line 8 and the overflow valve 9 are arranged or formed in one component, namely a pipe socket designated by 12, which is connected to the Druckbe via a screw thread 13 container 1 can be screwed on.
- the branch pipe 8 branches off at 14, which leads to the pressure tank 1.
- the overflow valve 9 is arranged in the branch line 8.
- the closing member of this overflow valve 9 is formed by a ball 15 which is biased by a spring 16 into its closed position according to FIG. 3.
- the overflow valve 9 is accessible via a lateral bore 17 which can be closed by a screw cap 19.
- a further line 20 is formed in the pipe socket 12, but does not open into the connecting line 5.
- This additional line 20 can be used as a further connection line, for example to indicate the internal pressure of the container on a manometer screwed onto the connection line 20.
- the embodiment according to FIG. 4 is similar to the embodiment according to FIG. 3, in that the connecting line 5, the branch line 8 and the overflow valve 9 are also accommodated in a pipe socket 12. A further line 29 can optionally also be accommodated in the pipe socket 12 according to FIG. 4.
- the valve closing member is disc-shaped and biased in its closed position by a spring 16.
- the overflow valve 9 is installed via a pipe socket 21 which is attached to the side of the pipe socket 12 and can be closed by means of a screw cap (not shown).
- the embodiment according to FIG. 3 offers the advantage over the embodiment according to FIG. 4 that it is a turned part.
Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Luftstoßgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
- Luftstoßgerate werden zur Erzeugung starker Luftstöße benutzt, um damit Materialanbackungen und Materialverdichtungen in Lagersilos für Schüttgut zu beseitigen und damit Fließprobleme zu beheben.
- Herkömmliche Luftstoßgeräte (DE-OS 32 23 406) beinhalten einen Druckbehälter und einen in diesen eintauchenden Ausblasstutzen, dessen Austrittsöffnung gegen den Innenraum des Innenbehälters durch einen Ventilschließkörper verschließbar ist. Der Ventilschließkörper selbst ist in einem Rohr zwischen einer Offen- und seiner Schließstellung geführt. In dieses Rohr mündet eine Leitung, die den Druck behälter mit einem externen Druckspeicher verbindet. In dieser Leitung ist vor dem Druckbehälter ein Mehrwegeventil, zumeist ein Drei/Zweiwegeventil, angeordnet. Dieses stellt in einer Stellung den Durchfluß von Druckluft zwischen dem Speicher zum Druckbehälter sicher und sorgt in der anderen Stellung für eine Entlüftung, um ein Zurückschnellen des Kolbens weg von der Austrittsöffnung des Ausblasstutzens zu erzeugen, so daß durch den dann offenen Ausblasstutzen die im Druckbehälter angesammelte Druckluft schlagartig entweichen kann. Bei dem bekannten Luftstoßgerät ist der Kolben durch eine im Rohr aufgenommene Druckfeder vorbelastet, so daß er unter Federkraft an der Austrittsöffnung des Ausblasstutzens anliegt. Eine solche Konstruktion ist insbesondere dann nachteilhaft, wenn eine zuverlässige Wirkungsweise des Luftstoßgerätes über einen größeren Betriebsbereich gewünscht wird, etwa für einen Druckbereich von 4 bis 10 bar. Zu berücksichtigen ist ferner, daß derartige Luftstoßgeräte häufig in einer größeren Anzahl nebeneinander an ein- und demselben Lagersilo verwendet werden und in zeitlich engen Abständen (schnelle Taktfolgen) hintereinander abgeschossen werden. Dies kann bei einer entsprechend hohen Anzahl von Luftstoßgeräten entsprechend der Größe der Taktfolge zu einer übermäßigen Belastung des zentralen externen Speichers führen, so daß es bei den letzten Geräten in der Taktfolge zu einem Druckabfall aufgrund der Überlastung des Speichers kommt. In einem solchen Falle würde der Druckbehälter nicht auf den vollen Betriebsdruck gebracht werden, so daß beim Abschießen des Luftstoßgerätes keine einwandfreie Betriebsweise garantiert wäre. Im übrigen würde beim Einströmen von Druckluft in den Druckbehälter bei einem betriebsbedingten Absinken des Druckes im externen Druckspeicher der Kolben nicht ausreichend gegen seinen Schließsitz am Ausblasstutzen gedrückt. Der Betrieb eines Luftstoßgerätes mit geringem Betriebsdruck birgt die Gefahr in sich, daß dann, wenn der Luftstoß gegen eine sehr harte Materialanbackung im Lagersilo drückt, die Luft in das Gerät zurückschlagen kann. Bei einen Gerät mit einer Kolbenrückstellfeder kann dies bei hohen Drücken nicht verhindert werden. Ferner ist die Druckfeder als mechanisches Verschleißteil ungünstig plaziert, nämlich innerhalb des Luftstoßgerätes, so daß ein allfälliger Austausch einer verschlissenen Feder zu einem entsprechenden Wartungsaufwand führt, wobei in der Wartungsperiode das Luftstoßgerät nicht eingesetzt werden kann.
- Aufgabe der Erfindung ist es, eine einwandfreie und zuverlässige Betriebswise eines Luftstoßgerätes auch über einen weiten Druckbereich zu gewährleisten.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 enthaltenen Merkmale gelöst.
- Da nach Maßgabe der Erfindung von der zum Druckspeicher führenden Ansachlußleitung eine Zweigleitung zum Druckbehälter führt, in welcher ein Überströmventil angeordnet ist, kann die Füllung des Innenraumes des Druckbehälters erst dann erfolgen, wenn der Druck in der Anschlußleitung den durch das Überströmventil vorgegebenen Sperrwert überschreitet. Dadurch ist sichergestellt, daß zuvor bereits der Vorraum des Kolbens über die Anschlußleitung mit Druckluft beaufschlagt und damit der Kolben sicher in seine Schließstellung an die Austrittsöffnung des Ausblasstutzens gedrückt ist. Ein Zurückschlagen des Luftstoßes in das Gerät beim Auftreffen des Luftstoßes auf sehr harte Materialanbackungen ist damit ebenso wie ein Entweichen von Druckluft aus dem Druckbehälter vor Füllung des Behälters ausgeschlossen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn mehrere Luftstoßgeräte in Kurzem zeitlichen Abstand hintereinander, also mit hoher Taktfolge, betatigt werden. Da das Andrücken des Kolbens in seine Schließstellung ausschließlich aufgrund einer Druckregelung erfolgt, entfallen mechanische Bauteile hierzum so daß Verschleißprobleme weitgehend beseitigt sind. Ein weiterer Vorteil der Druckregelung des Kolbens be steht in der Zuverlässigkeit dieser Regelung bei jedem Betriebsdruck, so daß mit dem erfindungsgemäßen, Luftstoßgerät ein einwandfreier und zuverlässiger Betrieb über einen großen Druckbereich von etwa 4 bar bis 10 bar gewährleistet ist. Ein weiterer Vorteil besteht in der guten Zugänglichkeit des Überstromventils, das sich außerhalb des Druckbehälters befindet. Ferner ist mit der erfindungsgemäßen Lösung eine Anpassung bereits vorhandener Luftstoßgeräte ohne weiteres möglich.
- Mit der Erfindung wird sichergestellt, daß unabhängig von der Anzahl der Luftstoßgeräte zuerst immer all Kolben mindestens mit einem Betriebsdruck von z.B. 4 bar baufschlagt werden und damit aufgrund der unterschiedlichen Flächen an Ober- und Unterseite des Kolbens ein optimaler Schließdruck erzeugt wird. Solange das Betriebsdruckluftnetz einen Betriebsdruck von mehr als z.B. 4 bar bringt, ist ein Befüllen der Druckluftbehälter gleichzeitig möglich, andernfalls werden zuerst alle Kolben mit dem optimalen Schließdruck geschlossen und erst, wenn der Betriebsdruck von 4 bar wieder überschritten wird, füllen sich die Behälter.
- Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß bei Bedarf nur die Kolben mit dem Betriebsdruck versorgt werden, während die Luftzuführung in den Druckbehälter entweder durch pneumatische oder elektromagnetische Ventile geschlossen wird bzw. vor dem Überströmventil ein Druckminderer angeordnet und so eingestellt wird, daß der für die Funktion des Überströmventils erforderliche Mindestdruck unterschritten wird.
- Während nach dem bisherigen Stand der Technik nur ein Teil des Querschnittes der Druckluftzuführleitung zum Füllen des Behälters genutzt werden konnte, damit der Kolben mit dem nötigen Mehrdruck nach unten gedrückt und verschlossen wurde, ist es durch die Erfindung nunmehr möglich, über den gesamten Querschnitt der Druckluftleitung den Druckbehälter zu füllen. Dadurch wird die Füllzeit des Druckbehälters wesentlich reduziert und das Luftstoßgerät steht schneller schußbereit zur Verfügung.
- Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist das Überströmventil einstellbar ausgebildet. Dadurch lassen sich beliebige Drucksperrwerte am Überströmventil einstellen. Da sich das Überströmventil außerhalb des Druckbehälters befindet, kann diese Einstellung schnell und problemlos vorgenommen werden, ohne daß es zur Unterbrechung des Betriebs des Luftstoßgerätes kommt. Das Überströmventil kann gleichzeitig als Rückschlagventil arbeiten oder es wird zweckmäßigerweise zusätzlich ein Rückschlagventil verwendet.
- Vorteilhaft ist ferner die Maßnahme, daß die Druckluftzuführleitung über ein T-Stück an die Anschlußleitung angeschlossen ist, was eine einfache Umrüstung bereits vorhandener Luftstoßgeräte ermöglicht.
- Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung sind die Anschlußleitung, die Druckluftzuführleitung sowie das Überströmventil in einem einzigen Rohrstutzen ausgebildet, der auf den Druckbehälter aufschraubbar ist. Diese Maßnahme bietet den Vorteil einer kompakten Lösung, die eine einfache Montage- und Demontagearbeit erlaubt.
- Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigen
- Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Luftstoßgerätes in einer Betriebsstellung,
- Fig. 2 das in Fig. 1 dargestellte Luftstoßgerät in einer Weiteren Betriebsstellung.
- Fig. 3 eine weitere Ausführungsform einer Ventilan ordnung nach der Erfindung sowie
- Fig. 4 eine weitere alternative Ausführungsform der Erfindung, gleichfalls im Schnitt entsprechend Fig. 3.
- Entsprechend den Figuren umfaßt das Luftstoßgerät im wesentlichen einen Druckbehälter 1 und einen in diesen eintauchenden Ausblasstutzen 2, der gemäß Fig. 1 im Inneren des Druckbehälters 1 durch einen als Kolben 3 ausgebildeten Ventilschließkörper gegen den Innenraum des Druckbehälters 1 hin abgeschlossen ist. Der Kolben 3 ist in einem Rohr 4 geführt, welches über eine Anschlußleitung 5 an einen mit 6 bezeichneten externen Druckluftspeicher angeschlossen ist. Es versteht sich von selbst, daß der im Rohr 4 infolge von Druckluftbeaufschlagung zwischen seiner Offen- und Schließstellung hin- und herbewegbare Kolben 3 gegenüber dem Rohr 4 hin durch geeignete Mittel, wie etwa Kolbenringe u. dgl. abgedichtet ist. In der Anschlußleitung 5 ist vor dem Druckbehälter 1 ein Mehrwegeventil 7, hier ein Drei/Zweiwegeventil, angeordnet, welches in einer Stellung den Durchfluß der Druckluft vom Druckluftspeicher 6 zum Druckbehälter 1 ermöglicht und in der anderen Stellung für die Entlüftung sorgt, durch welche die schlagartige Zurückbewegung des Kolbens und damit die Erzeugung des Luftstoßes ausgelöst wird. Da deratige Luftstoßgeräte generell bekannt sind, ist Aufbau und Wirkungsweise vorstehend nur kurz beschrieben und in den Zeichnungen der Aufbau nur rein schematisch dargestellt.
- Zwischen dem Mehrwegeventil 7 und dem Druckbehälter 1 zweigt von der Anschlußleitung 5 eine mit 8 bezeichnete Zweigleitung ab, die in den Druckbehälter 1 mündet. In dieser Zweigleitung 8 ist ein Überströmventil 9 angeordnet, welches zweckmäßigerweise einstellbar ausgebildet ist. Der Einfachheit halber ist ein zwischen dem Überströmventil 9 und dem Druckbehäl ter angeordnetes Rückschlagventil nicht dargestellt.
- Im Falle von Fig. 1 befindet sich das Mehrwegeventil 7 in der Durchflußstellung, so daß aus dem Speicher 6 Druckluft über die Anschlußleitung 5 unmittelbar zum Rohr 4 strömt, wie durch den Pfeil in Fig. 1 gekennzeichnet ist, und dadurch der Kolben 3 gegen das Eintauchende des Ausblasstutzens 2 gedrückt wird. Im zu beschreibenden Fall wird davon ausgegangen, daß das Überströmventil 9 auf einen Druckwert von 4 bar eingestellt ist. Sobald die vom Speicher 6 herströmende Druckluft 4 bar erreicht, kann die Druckluft nunmehr über das Überströmventil 9 und die Zweigleitung 8 in den Innenraum 10 des Druckbehälters 1 strömen, der sich dadurch mit Druckluft von 4 bar füllt.
- Soll abgeschossen werden, so wird in der bekannten Weise das Mehrwegeventil 7 in die Entlüftungsstellung umgeschaltet. Dadurch wird die im Innenraum 10 des Druckbehälters 1 enthaltene Druckluft auf die Kolbenunterseite wirksam, so daß dieser nach oben hin zur Einströmöffnung der Anschlußleitung 5 gedrückt wird. Dadurch wird der Austritt 12a des Druckbehälters 1 geöffnet, so daß die im Druckbehälter 1 befindliche Druckluft schlagartig in Art eines Luftstoßes entsprechend der Pfeilrichtung in Fig. 2 durch den Ausblastutzen 2 nach außen hinaustreten kann.
- Zur Erleichterung der Nachrüstung bereits vorhandener Geräte ist zweckmäßigerweise die Abzweigleitung 8 über ein T-Einsatzstück 11 an die Anschlußleitung 5 angeschlossen, welches zuvor in die Anschlußleitung 5 eingefügt wird. Als Überströmventil eignet sich insbesondere ein Überdruck-Membranventil.
- Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 sind die Anschlußleitung 5, die Zweigleitung 8 und das Überströmventil 9 in einem Bauteil, nämlich einen mit 12 bezeichneten Rohrstutzen angeordnet bzw. ausgebildet, der über ein Schraubgewinde 13 auf den Druckbe hälter 1 aufschraubbar ist. die Anschlußleitung 5, die innerhalb des Rohrstutzens 12 zentrisch ausgebildet ist, verbindet das Mehrwegeventil 7 mit dem Druckluftbehälter 1. Innerhalb des Rohrstutzens 12 zweigt bei 14 die Zweigleitung 8 ab, die zum Druckbehälter 1 führt. In der Zweigleitung 8 ist das Überstömventil 9 angeordnet. Im dargestellten Ausfüh rungsbeispiel ist das Schließglied dieses Überströmventils 9 durch eine Kugel 15 gebildet, die durch eine Feder 16 in ihre Schließstellung entsprechend Fig. 3 vorgespannt ist. Das Überströmventil 9 ist über eine seitliche Bohrung 17 zugänglich, die durch eine Schraubkappe 19 verschließbar ist.
- Im Rohrstutzen 12 ist eine weitere Leitung 20 ausgebildet, die jedoch nicht in die Anschlußleitung 5 einmündet. Diese zusätzliche Leitung 20 kann als weitere Anschlußleitung verwendet werden, um etwa den Behälterinnendruck an einem auf die Anschlußleitung 20 aufgeschraubten Manometer anzuzeigen.
- Die Ausführungsform nach Fig. 4 ähnelt der Ausführungsform nach Fig. 3, als auch dort die Anschlußleitung 5, die Zweigleitung 8 und das Überströmventil 9 in einem Rohrstutzen 12 untergebracht sind. Auch im Rohrstutzen 12 nach Fig. 4 kann wahlweise eine weitere Leitung 29 untergebracht sein. Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist das Ventilschließglied scheibenförmig ausgebildet und in seiner Schließstellung durch eine Feder 16 vorgespannt. Der Einbau des Überströmventiles 9 erfolgt über einen seitlich am Rohrstutzen 12 angesetzten Rohrstutzen 21, der über eine nicht dargestellte Schraubkappe verschließbar ist. Die Ausführungsform nach Fig. 3 bietet gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 4 den Vorteil, daß es sich um ein Drehteil handelt.
Claims (6)
dadurch gekennzeichnet,
daß von der Anschlußleitung (5) zwischen dem Mehrwegeventil (7) und dem Druckbehälter (1) eine Druckluftzuführleitung (8) abzweigt, die in den Druckbehälter (1) mündet und in der ein Überströmventil (9) angeordnet ist.
dadurch gekennzeichnet,
daß das Überströmventil (9) einstellbar ausgebildet ist.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckluftzuführleitung (8) durch ein T-Einsatzstück (11) an die Anschlußleitung (5) angeschlossen ist.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anschlußleitung (5), die Druckluftzuführleitung (8) sowie das Überströmventil (9) in einem Rohrstutzen (12) angeordnet sind.
dadurch gekennzeichnet,
daß der Rohrstutzen (12) auf den Druckbehälter (1) aufschraubbar ist.
dadurch gekennzeichnet,
daß das Überströmventil (9) durch ein vorzugsweise kugelförmiges Schließglied gebildet ist, welches durch eine Druckfeder (16) in seine Schließstellung innerhalb der Zweigleitung (8) vorgespannt ist.
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