EP2272776B1 - Vorrichtung zum stoßartigen Ausblasen von gasförmigen Medien - Google Patents

Vorrichtung zum stoßartigen Ausblasen von gasförmigen Medien Download PDF

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EP2272776B1
EP2272776B1 EP20100165144 EP10165144A EP2272776B1 EP 2272776 B1 EP2272776 B1 EP 2272776B1 EP 20100165144 EP20100165144 EP 20100165144 EP 10165144 A EP10165144 A EP 10165144A EP 2272776 B1 EP2272776 B1 EP 2272776B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure vessel
valve
shank
medium
valve unit
Prior art date
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EP20100165144
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English (en)
French (fr)
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EP2272776A1 (de
Inventor
Udo Leibling
Michael Roth
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Agrilux Beteiligungs GmbH
Original Assignee
Agrilux Beteiligungs GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D88/00—Large containers
    • 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 a device for the burst-like blowing out of gaseous media, preferably air or inert gases, according to the preamble of patent claim 1.
  • Such devices also referred to as air cannons or air blasts, are used to generate strong blasts of air to thereby eliminate material clogging or material buildup of bulk solids in bunkers, silos, reaction vessels, and the like.
  • air blast machines are used in large numbers in the cement industry for cleaning preheater systems.
  • the disadvantage of using the 3/2-way valve is that the 3/2 way valve is not only used for bleeding, but the total amount of air to Filling the compressed air tank through the 3/2-way valve flows. As a result, it is subject to wear, which increases the maintenance costs of the pleasure device or the air blast system. Since the procurement costs of the 3/2-way valve are also high, since the more connections a valve has, the more expensive it is, this also leads to the high manufacturing costs of the air blast device and / or system.
  • the object of the invention is to provide an air blast device of the generic type, which offers technical advantages and also is more economical than previously known techniques.
  • the device is characterized for the burst-like blowing out of gaseous media, preferably air or inert gases, in particular for removing material caking or accumulation in process plants, with a pressure vessel, a valve unit with cylinder and at least one piston movable therein for abrupt blowing out of the stored medium, the valve unit being able to close and open via the valve seat a blow-out point, via which the gaseous medium is blown out, by providing a 2/2-way valve for venting the piston pre-chamber of the valve unit for firing the device.
  • gaseous media preferably air or inert gases
  • the construction costs of the air blast device according to the invention are lower than in the devices with a 3/2-way valve in the prior art, in which the valve also controls the compressed air supply to the pressure vessel and therefore must be carried out correspondingly strong. Since the Kolbenvorraum a volume of at least smaller As 1 1, there is virtually no valve wear, so that very long operating times are guaranteed. In addition, maintenance costs of the device according to the invention are lower compared to Air blast devices with a 3/2-way valve as control of the valve unit.
  • a 2/2 way valve includes two ports and two shift positions, "OPEN" and "CLOSE".
  • the valve unit In the switching position "closed” to the 2/2-way valve, the valve unit is held in the closed position, ie that the movable piston keeps the outlet opening of the pressure vessel closed.
  • the piston pre-chamber In the switching position "open” of the 2/2-way valve, the piston pre-chamber is vented and thus the valve unit is abruptly in an open position in which the piston releases the outlet opening of the container, whereby the medium stored in the pressure vessel escapes abruptly.
  • a spring closes the piston in the valve unit as soon as the pressure in the pressure vessel has dropped accordingly.
  • the medium flows from the pressure vessel via one or more connecting openings in the Kolbenvorraum. This gives the piston its optimal closing force again to reliably keep the valve outlet closed until the next launch.
  • the 2/2-way valve fulfills herein only a control function of the Kolbenvorraums and the opening and closing of the valve unit. As a result, it is hardly subject to wear, which significantly reduces the maintenance costs of the air blast system or the air blast device and also increases the life of such systems. Furthermore, in the device according to the invention no quick exhaust, check or overflow valves are needed, as is the case with the conventional device with a 3/2 way valve. As a result, the air blast apparatus according to the invention with a 2/2-way valve that controls only the media pressure in the piston antechamber, both economic and technical advantages.
  • the supply of the gaseous medium is designed in such a way that the pressure vessel is supplied with the medium only from the pressure vessel via a pressure connection provided for the supply of external medium and the piston antechamber.
  • the advantage of the embodiment according to the invention is that in previously known devices, the filling of the pressure vessel is either throttled over the Kolbenvorraum or directly throttled, while in the embodiment of the invention, the filling of the pressure vessel can be unthrottled over the full supply line cross-section. Thereby the filling time is significantly reduced and the air blast unit is ready to fire faster.
  • Another advantage of the embodiment of the invention is that the unthrottled supply line fast and safe ventilation of the pressure vessel is possible, which significantly increases the safety of such systems. In previously known systems, a fast and safe venting was only possible if additional vent lines were laid.
  • the piston pre-chamber and the pressure vessel via at least one connection opening for the supply of compressed air from the pressure vessel in the Kolbenvorraum are connected.
  • the pressure port provided for supplying the medium to the pressure vessel is adapted to vent the pressure vessel without blowing out the medium from the blow-out point. This makes it possible to directly and safely vent the pressure vessel via the same pressure connection via which the pressure vessel is directly supplied with the medium. Likewise, in this way, a plurality of pressure vessels, which are connected via a loop to the pressure ports, be vented directly centrally.
  • the spring is designed such that, independently of the venting time of the 2/2-way valve, the valve unit immediately after the blowing out of the gaseous medium, the valve seat and thus the blow-out closes. In this way, an inflow of bulk material or inflow of foreign gases is prevented in the device according to the invention.
  • valve unit can be variably arranged with a 2/2-way valve for controlling it in the case of air blast devices.
  • the invention is not limited to a specific arrangement of the valve unit in an air blast device and / or an air blast system, but the valve unit can be arranged outside or inside the pressure vessel. It is also possible to arrange the inner valve unit above or below. This ensures with the invention that the inventive control of the valve unit is applicable to all major types of air blast equipment.
  • the air blast apparatus essentially comprises a pressure vessel 1, which is fed with compressed gas from an external pressure gas source, not shown, via a pressure connection 19.1 and a blow-off pipe 9, which, as in FIG Fig. 1 and 2 is represented by a valve unit consisting of a Valve cylinder 2 and a piston 3 is completed against the interior of the pressure vessel.
  • Fig. 1 the valve unit is connected outside of the pressure vessel at its upper end via flanges 12.
  • a piston pre-chamber 4 is formed between the piston 3 and the valve cylinder 2 with respect to the valve outlet side final cover 10.
  • the Kolbenvorraum 4 is connected via a connecting line 17 to a 2/2-way valve 5, the in Fig. 1 is shown on the right side of the Kolbenvorraums 4 in a schematic manner.
  • the 2/2-way valve 5 allows in one position, the closing of a blow-out 18 and in the other position, the venting of the Kolbenvorraums 4, ie opening the Ausblasstelle 18, which triggers a sudden return movement of the piston 3 and thus the generation of air blast.
  • Fig. 1 the valve unit is connected outside of the pressure vessel at its upper end via flanges 12.
  • a piston pre-chamber 4 is formed between the piston 3 and the valve cylinder 2 with respect to the valve outlet side final cover 10.
  • the Kolbenvorraum 4 is connected via a connecting line
  • the connecting channel 6 has on the side of the pressure vessel 1 has a larger cross-section than the connecting opening to the piston antechamber 4th
  • a pressure port 19.2 can be arranged in the cover 10, wherein the opening in the cover 10 and the connecting channel 6 to the container 1 are designed to be larger in cross-section than the connecting opening between the connecting channel 6 and the piston antechamber 4th
  • the pressure vessel 1 is first acted upon by compressed air via the external compressed air connection 19.1 or 19.2 from a pressure source, not shown here, and at the same time the air flows in the overflow through the connecting channel 6 in the Kolbenvorraum 4 of the valve unit.
  • the increasing air pressure in the piston chamber 4 supports the closing force of the spring 16, whereby the piston 3 is pressed against the valve seat 8.
  • the exhaust opening 18 is closed.
  • Fig. 1 is the 2/2-way valve 5 in the closed position, so that the valve unit is in the closed position.
  • the piston pre-venting chamber 4. acts in the pressure vessel 1 stored medium on the annulus 11 at the bottom of the piston 3, as in Fig. 3 increases for the detail "X" Fig. 1 is shown, and pushes the piston 3 against the valve cover 10.
  • the compressed air can escape from the storage tank 1 abruptly on the exhaust pipe 9 and the Ausblasstelle 18.
  • a spring 16 is arranged in the piston vestibule 4 of Fig. 1 .
  • the compression spring 16 is a coil spring according to the embodiment. But it can also be used with other elements with spring action.
  • the piston 3 is pressed by the spring 16 regardless of the venting time of the 2/2-way valve 5, immediately after firing again on the valve seat 8 and the Ausblasstelle 18 closed as soon as the pressure in the pressure vessel 1 has fallen accordingly.
  • the piston 3 is returned to its optimal closing force, whereby the outlet opening 18 - regardless of the operating pressure of the compressed air network - reliably remains closed until the next launch.
  • valve unit is arranged consisting of piston 3 and cylinder 2 in the interior of the pressure vessel 1 above lying.
  • the valve cylinder 2 preferably has three circumferentially distributed openings 7 and is connected to the valve seat 8 at the upper end of the discharge tube 9, the discharge tube 9 being coaxial with the center of the container from the outlet opening 18 towards the opposite side of the container Compressed air tank 1 extends.
  • the pressure vessel 1 which is cylindrically shaped herein, two central block flanges 12 and 13 are preferably arranged opposite each other, preferably centrally.
  • mounting flanges 14 and 15 are provided, which correspond to the inner diameter of the exhaust pipe 9 of the valve unit. Spout 9 and the flanges 14 and 15 are interconnected.
  • the exhaust pipe 9 may instead of the detachable flange 13 and 14 known to be firmly welded to the bottom of the container 1.
  • a piston pre-chamber 4 is formed between the piston 3 and the cylinder 2 with respect to the exhaust opening 18 final cover 10.
  • the piston pre-chamber 4 is connected via a connecting line 17 to a 2/2-way valve 5, which is shown above the piston chamber 4 and the lid 10 in a schematic manner.
  • connection opening 6 is preferably arranged between the pressure vessel 1 and the Kolbenvorraum 4, a connection opening 6 is preferably arranged.
  • the connection opening 6 can be arranged in the cylinder 2, as in FIG Fig. 2 represented, or even in the lid 10 can be realized. Through the connection opening 6 of the piston chamber 4 is acted upon with medium from the pressure vessel.
  • valve unit At the in Fig. 2 shown position, the valve unit is in the closed position, in which the piston rests with its underside on the valve seat 8 and the exhaust port 18 closes.
  • the piston pre-chamber 4 By actuating the 2/2-way valve 5, the piston pre-chamber 4 is vented.
  • the medium stored in the pressure vessel 1 acts on the circular ring 11 on the underside of the piston 3, as in FIG Fig. 4 enlarged for the detail "Y" in Fig. 2 is shown, and pushes the piston 3 against the valve cover 10.
  • the compressed air or the gaseous medium from the storage container 1 abruptly escape through the openings 7 of the cylinder 2 via the exhaust pipe 9 and the Ausblasstelle 18.
  • a spring 16 is arranged in the piston vestibule 4 of Fig. 2 .
  • the compression spring 16 is a coil spring according to the embodiment. But it can also be used with other elements with spring action.
  • the piston 3 is pressed by the spring 16, regardless of the venting time of the 2/2-way valve 5, immediately after firing again on the valve seat 8 and the valve outlet 18 is closed as soon as the pressure in the pressure vessel 1 has fallen accordingly.
  • the container 1 can be filled quickly and also quickly vented, without the air is discharged via the valve outlet 18. This reliably ensures the safe operation of air blasts or air cannons in a special way.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum stoßartigen Ausblasen von gasförmigen Medien, vorzugsweise Luft oder Inertgase, gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruches 1.
  • Derartige Vorrichtungen, auch als Luftkanonen oder Luftstoßgeräte bezeichnet, werden zur Erzeugung starker Luftstöße verwendet, um damit Materialanbackungen oder Materialaufstauungen von Schüttgütern in Bunkern, Silos, Reaktionsbehältern und dergleichen zu beseitigen. Insbesondere werden derartige Luftstoßgeräte in großer Stückzahl in der Zementindustrie zur Abreinigung von Vorwärmersystemen verwendet.
  • Diese Luftstoßgeräte basieren auf dem Prinzip, dass ein in einem Druckbehälter gespeichertes Medium schlagartig über eine Ausblasöffnung abgeblasen wird. Die Steuerung des Ausblasvorgangs erfolgt in aller Regel durch ein Schnellentlüftungsventil mit einem 3/2-Wege-Ventil bzw. direkt über ein 3/2-Wege-Ventil. Bei den bisher bekannten Luftstoßanlagen solcher Baurart weisen alle Ventileinheiten ein 3/2-Wegeventil auf, über welches die Druckluft aus dem Druckluftnetz direkt oder über ein Schnellentlüftungsventil in einen Kolbenvorraum gelangt und dann direkt in den Druckluftbehälter oder über ein zusätzliches Rückschlagventil strömt. Es sind auch Ausführungen bekannt, bei denen Druckluft aus dem Druckluftnetz gleichzeitig in den Druckluftbehälter und in den Kolbenvorraum gelangt, wobei in Richtung Druckluftbehälter eine eingebaute Drossel sicherstellt, dass der Kolbenvorraum bevorzugt mit Druckluft beaufschlagt wird. Beim Umschalten des 3/2-Wegeventils auf Entlüften wird der Kolbenvorraum entlüftet und die im Druckluftbehälter gespeicherte Druckluft entweicht schlagartig als Luftstoß.
  • Der Nachteil der Anwendung des 3/2-Wegeventils liegt darin, dass das 3/2 Wegeventil nicht nur zum Entlüften eingesetzt wird, sondern die gesamte Luftmenge zum Füllen des Druckluftbehälters durch das 3/2-Wege-Ventil strömt. Dadurch unterliegt es einem Verschleiß, was die Wartungskosten des Luststoßgerätes oder der Luftstoßanlage erhöht. Da die Beschaffungskosten des 3/2-Wegeventils ebenfalls hoch sind, da je mehr Anschlüsse ein Ventil aufweist, desto teurer es ist, führt dies auch zur hohen Herstellungskosten der Luftstoßvorrichtung und/oder -Anlage.
  • Aus der DE 20 2006 016627 U1 ist System von Luftstoßgeräten bekannt, die über gemeinsame Leitungen miteinander verbunden sind, um so eine gegenseitige Pufferung zu erreichen. Die einzelnen Luftstoßgeräte werden dabei wie üblich über 3/2-Wege-Ventile zur schlagartigen Entlüftung (Abschießen) des Kolbenvorraums betätigt. Zum kontrollierten Entlüften können zusätzlich 2/2-Wege Kugelhähne eingesetzt werden.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Luftstoßvorrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die technisch Vorteile bietet und außerdem wirtschaftlicher ist, als bisher bekannten Techniken.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich durch die Merkmale aus den Unteransprüchen.
  • Erfindungsgemäß zeichnet sich die Vorrichtung zum stoßartigen Ausblasen von gasförmigen Medien, vorzugsweise Luft oder Inertgase, insbesondere zur Beseitigung von Materialanbackungen oder -aufstauungen in verfahrenstechnischen Anlagen, mit einem Druckbehälter, einer Ventileinheit mit Zylinder und zumindest einem darin beweglichen Kolben zum schlagartigen Ausblasen des gespeicherten Mediums, wobei die Ventileinheit, über den Ventilsitz eine Ausblasstelle schließen und öffnen kann, über welchen das gasförmige Medium ausgeblasen wird, dadurch, dass zum Abschießen der Vorrichtung ein 2/2-WegeVentil zur Entlüftung des Kolbenvorraums der Ventileinheit vorgesehen ist. Dies ist mit einem 2/2-Wegeventil möglich, so dass kein aufwendiges 3/2-Wege-Ventil zur Steuerung der Ventileinheit verwendet werden muss. Durch den Einsatz des kostengünstigeren 2/2-Wegeventils sind die Aufbaukosten der erfindungsgemäßen Luftstoßvorrichtung geringer als bei den Vorrichtungen mit einem 3/2 Wegeventil im Stand der Technik, bei denen das Ventil auch die Druckluftzufuhr zum Druckbehälter steuert und deswegen entsprechend stark ausgeführt werden muss. Da der Kolbenvorraum ein Volumen von zumeinst kleiner als 1 1 aufweist, ergibt sich praktisch kaum ein Ventilverschleiß, so dass sehr lange Betriebszeiten gewährleistet sind. Darüber hinaus sind Wartungskosten der erfindungsgemäßen Vorrichtung geringer im Vergleich zu Luftstoßgeräten mit einem 3/2 Wegeventil als Steuerung der Ventileinheit. Wie allgemein bekannt, umfasst ein 2/2 Wegeventil zwei Anschlüsse und zwei Schaltstellungen, "AUF" und "ZU". Bei der Schaltstellung "Zu" des 2/2-Wegeventils, ist die Ventileinheit in Schließstellung gehalten, d.h. dass der bewegliche Kolben die Austrittsöffnung des Druckbehälters verschlossen hält. Bei der Schaltstellung "Auf" des 2/2-Wegeventils wird der Kolbenvorraum entlüftet und damit geht die Ventileinheit schlagartig in eine Offenstellung, in der der Kolben die Austrittsöffnung des Behälters freigibt, wodurch das im Druckbehälter gespeicherte Medium schlagartig entweicht. Eine Feder schließt den Kolben in der Ventileinheit, sobald der Druck im Druckbehälter entsprechend abgefallen ist. Beim erneuten Füllen des Druckbehälters strömt das Medium aus dem Druckbehälter über eine oder mehrere Verbindungsöffnungen in den Kolbenvorraum. Dadurch erhält der Kolben wieder seine optimale Schließkraft, um den Ventilausgang zuverlässig bis zum nächsten Abschuss verschlossen zu halten. Das bedeutet, dass das 2/2-Wegeventil hierin lediglich eine Steuerungsfunktion des Kolbenvorraums bzw. des Auf- und Zuschließen der Ventileinheit erfüllt. Dadurch unterliegt es kaum einem Verschleiß, was die Wartungskosten der Luftstoßanlage oder des Luftstoßgerätes erheblich senkt und zusätzlich die Lebensdauer solcher Anlagen erhöht. Ferner werden bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung keine Schnellentlüftungs-, Rückschlag- bzw. Überströmventile benötigt, wie dies bei der herkömmlichen Vorrichtung mit einem 3/2 Wegeventil der Fall ist. Dadurch bietet das erfindungsgemäße Luftstoßgerät mit einem 2/2-Wegeventil, das lediglich den Mediendruck im Kolbenvorraum steuert, sowohl wirtschaftliche als auch technische Vorteile.
  • Erfindungsgemäß ist die Zufuhr des gasförmigen Mediums so gestaltet, dass der Druckbehälter über einen zur Zufuhr externen Mediums vorgesehenen Druckanschluss und der Kolbenvorraum nur aus dem Druckbehälter mit dem Medium versorgt wird. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Ausführung besteht darin, dass bei bisher bekannten Vorrichtungen die Füllung des Druckbehälters entweder gedrosselt über den Kolbenvorraum oder direkt gedrosselt erfolgt, während bei der erfindungsgemäßen Ausführung das Füllen des Druckbehälters ungedrosselt über den vollen Zuleitungsquerschnitt erfolgen kann. Dadurch wird die Füllzeit wesentlich reduziert und das Luftstoßgerät steht schneller wieder schussbereit zur Verfügung.
  • Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausführung besteht darin, dass durch die ungedrosselte Zuleitung eine schnelle und sichere Entlüftung des Druckbehälters möglich ist, was die Sicherheit solcher Anlagen wesentlich erhöht. Bei bisher bekannten Systemen war eine schnelle und sichere Entlüftung nur möglich, wenn zusätzliche Entlüftungsleitungen gelegt wurden.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind der Kolbenvorraum und der Druckbehälter über wenigstens eine Verbindungsöffnung für die Zufuhr der Druckluft aus dem Druckbehälter in dem Kolbenvorraum verbunden. Dies bietet den Vorteil, dass der Kolbenvorraum der Ventileinheit, sobald er weniger Druckluft als der Druckluftbehälter aufweist, gleich mit der aus dem Druckbehälter überströmenden Luft gespeist wird, wodurch der Kolben seine optimale Schließkraft gleich nach dem Abschuss, d.h. gleich nach dem Entlüften, wieder erhält und den Ventilausgang des Druckbehälters schlagartig schließt und zuverlässig bis zum nächsten Abschuss verschlossen hält.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung ist der zur Zufuhr des Mediums zum Druckbehälter vorgesehene Druckanschluss angepasst, den Druckbehälter zu entlüften, ohne das Medium aus der Ausblasstelle auszublasen. Dadurch ist es möglich, den Druckbehälter über denselben Druckanschluss über den der Druckbehälter direkt mit dem Medium versorgt wird, direkt und sicher zu entlüften. Ebenfalls können auf diese Art und Weise mehrere Druckbehälter, die über eine Ringleitung mit den Druckanschlüssen verbunden sind, direkt zentral entlüftet werden.
  • Im Rahmen der Erfindung ist die Feder derart ausgebildet, dass sie unabhängig von der Entlüftungszeit des 2/2-Wegeventils die Ventileinheit unmittelbar nach dem Ausblasen des gasförmigen Mediums den Ventilsitz und somit die Ausblasstelle verschließt. Auf dieser Weise wird ein Einfließen von Schüttgut oder Einströmen von Fremdgasen in die erfindungsgemäße Vorrichtung verhindert.
  • Zweckmäßig ist es, die erfindungsgemäße Vorrichtung derart auszubilden, dass die Ventileinheit mit einem 2/2-Wegeventil zu ihrer Steuerung bei Luftstoßgeräten variierbar angeordnet werden kann. Das bedeutet, dass die Erfindung nicht auf eine bestimmte Anordnung der Ventileinheit bei einem Luftstoßgerät und/oder einer Luftstoßanlage begrenzt ist, sondern die Ventileinheit kann außerhalb oder innerhalb des Druckbehälters angeordnet werden. Ebenfalls ist es möglich, die innen liegende Ventileinheit oben oder unten anzuordnen. Dadurch wird mit der Erfindung sichergestellt, dass die erfindungsgemäße Steuerung der Ventileinheit bei allen wesentlichen Bauarten der Luftstoßgeräte anwendbar ist.
  • Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Darin zeigen:
    • Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Luftstoßgerätes mit einer außen liegenden Ventileinheit,
    • Fig. 2 eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Luftstoßgerätes mit einer oben innen liegenden Ventileinheit,
    • Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung des in Fig. 1 mit "X" gekennzeichneten verschlossenen Ventilsitzes, und
    • Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung des in Fig. 2 mit "Y" gekennzeichneten verschlossenen Ventilsitzes.
  • Entsprechend der Figuren 1 und 2 umfasst das Luftstoßgerät im wesentlichen einen Druckbehälter 1, der mit Druckgas von einer nicht dargestellten externen Druckgasquelle über einen Druckanschluss 19.1 gespeist wird und ein Ausblasrohr 9, das wie in Fig. 1 und 2 dargestellt ist, durch eine Ventileinheit bestehend aus einem Ventilzylinder 2 und einem Kolben 3 gegen den Innenraum des Druckbehälters hin abgeschlossen ist.
  • In Fig. 1 ist die Ventileinheit außerhalb des Druckbehälters an seinem oberen Ende über Flansche 12 angeschlossen. In der Ventileinheit ist zwischen dem Kolben 3 und einem den Ventilzylinder 2 gegenüber der Ventilaustrittsseite abschließenden Deckel 10 ein Kolbenvorraum 4 ausgebildet. Der Kolbenvorraum 4 ist über eine Anschlussleitung 17 an einem 2/2-Wegeventil 5 angeschlossen, das in Fig. 1 an der rechten Seite des Kolbenvorraums 4 in schematischer Weise dargestellt ist. Das 2/2-Wegeventil 5 ermöglicht in einer Stellung das Schließen einer Ausblasstelle 18 und in der anderen Stellung die Entlüftung des Kolbenvorraums 4, d.h. Öffnen der Ausblasstelle 18, was eine schlagartige Zurückbewegung des Kolbens 3 und damit die Erzeugung des Luftstoßes auslöst. In der Fig. 1 ist der Ventilausgang, d.h. die Ausblasstelle 18 verschlossen. Zwischen dem Druckbehälter 1 und dem Kolbenvorraum 4 ist ein Verbindungskanal 6 angeordnet. Der Verbindungskanal 6 hat auf der Seite des Druckbehälters 1 einen größeren Querschnitt als die Verbindungsöffnung zum Kolbenvorraum 4.
  • Alternativ kann ein Druckanschluss 19.2 im Deckel 10 angeordnet werden, wobei die Öffnung im Deckel 10 und der Verbindungskanal 6 zum Behälter 1 im Querschnitt größer ausgelegt sind als die Verbindungsöffnung zwischen Verbindungskanal 6 und Kolbenvorraum 4.
  • Der Druckbehälter 1 wird zuerst mit Druckluft über den externen Druckluftanschluss 19.1 bzw. 19.2 von einer nicht hierin dargestellten Druckquelle beaufschlagt und gleichzeitig strömt die Luft im Überströmverfahren durch den Verbindungskanal 6 in den Kolbenvorraum 4 der Ventileinheit über. Der zunehmende Luftdruck im Kolbenvorraum 4 unterstützt die Schließkraft der Feder 16, wodurch der Kolben 3 gegen den Ventilsitz 8 gepresst wird. Dadurch wird die Ausblasöffnung 18 verschlossen. Im Falle von Fig. 1 befindet sich das 2/2-Wegeventil 5 in der Schließstellung, so dass die Ventileinheit in der geschlossen Stellung ist. Wenn das 2/2-Wegeventil 5 betätigt wird, entlüftet der Kolbenvorraum 4. Dadurch wirkt das im Druckbehälter 1 gespeicherte Medium auf den Kreisring 11 an der Unterseite des Kolbens 3, wie in Fig. 3 vergrößert für das Detail "X" aus Fig. 1 dargestellt ist, und schiebt den Kolben 3 gegen den Ventildeckel 10. Dadurch kann die Druckluft aus dem Speicherbehälter 1 schlagartig über das Ausblasrohr 9 und die Ausblasstelle 18 entweichen.
  • Im Kolbenvorraum 4 der Fig. 1 ist eine Feder 16 angeordnet. Die Druckfeder 16 ist nach dem Ausführungsbeispiel eine Schraubenfeder. Es können aber auch andere Elemente mit Federwirkung verwendet werden. Der Kolben 3 wird durch die Feder 16 unabhängig von der Entlüftungszeit des 2/2-Wegeventils 5, unmittelbar nach dem Abschuss wieder auf den Ventilsitz 8 gedrückt und die Ausblasstelle 18 verschlossen, sobald der Druck im Druckbehälter 1 entsprechend abgefallen ist.
  • Durch die aus dem Druckbehälter 1 in den Kolbenvorraum 4 überströmende Druckluft, erhält der Kolben 3 wieder seine optimale Schließkraft, wodurch die Austrittsöffnung 18 - unabhängig vom Betriebsdruck des Druckluftnetzes - zuverlässig bis zum nächsten Abschuss verschlossen bleibt.
  • Bei der Ausführungsform des Luftstoßgerätes nach Fig. 2 ist die Ventileinheit bestehend aus Kolben 3 und Zylinder 2 im Inneren des Druckbehälters 1 oben liegend angeordnet. Der Ventilzylinder 2 hat vorzugsweise drei am Umfang verteilten Öffnungen 7 und ist am oberen Ende des Ausblasrohres 9 mit dem Ventilsitz 8 verbunden, wobei das Ausblasrohr 9 sich entlang der Längsachse des Druckluftbehälters 1 koaxial zu dessen Behältermitte von der Austrittsöffnung 18 in Richtung der gegenüberliegenden Seite des Druckluftbehälters 1 erstreckt. An den oberen und unteren Enden des Druckbehälters 1, der hierin zylinderförmig ausgebildet ist, sind einander gegenüberliegend vorzugsweise zentral zwei Blockflansche 12 und 13 angeordnet. An dem unteren Blockflansch 13 sind wiederum Befestigungsflansche 14 und 15 vorgesehen, die dem Innendurchmesser des Ausblasrohres 9 der Ventileinheit entsprechen. Ausblasrohr 9 und die Flansche 14 und 15 sind miteinander verbunden. Das Ausblasrohr 9 kann anstelle der lösbaren Flanschverbindung 13 und 14 bekannter weise auch fest mit dem Boden des Behälters 1 verschweißt sein.
  • Wie in Fig. 1 wird in Fig. 2 der Druckbehälter 1 zuerst mit Druckluft über den externen Druckluftanschluss 19.1 bzw. 19.2 von einer nicht hierin dargestellten Druckquelle beaufschlagt und gleichzeitig strömt die Luft im Überströmverfahren durch die Verbindungsöffnung 6 in den Kolbenvorraum 4 der Ventileinheit. Die Verbindungsöffnung 6 hat einen kleineren Querschnitt als der Druckanschluss 19.1 bzw. 19.2. In der Ventileinheit ist zwischen Kolben 3 und einem den Zylinder 2 gegenüber der Ausblasöffnung 18 abschließenden Deckel 10 ein Kolbenvorraum 4 ausgebildet. Der Kolbenvorraum 4 ist über eine Anschlussleitung 17 an einem 2/2-Wegeventil 5 angeschlossen, das über dem Kolbenraum 4 und dem Deckel 10 in schematischer Weise dargestellt ist. Zwischen dem Druckbehälter 1 und dem Kolbenvorraum 4 ist vorzugsweise eine Verbindungsöffnung 6 angeordnet. Die Verbindungsöffnung 6 kann im Zylinder 2 angeordnet sein, wie in Fig. 2 dargestellt, oder auch im Deckel 10 realisiert werden. Durch die Verbindungsöffnung 6 wird der Kolbenvorraum 4 mit Medium aus dem Druckbehälter beaufschlagt.
  • Bei der in Fig. 2 gezeigten Stellung befindet sich die Ventileinheit in der geschlossen Stellung, in der der Kolben mit seiner Unterseite auf dem Ventilsitz 8 aufliegt und die-Ausblasöffnung 18 verschließt. Durch Betätigung des 2/2-Wegeventils 5 wird der Kolbenvorraum 4 entlüftet.
  • Dadurch wirkt das im Druckbehälter 1 gespeicherte Medium auf den Kreisring 11 an der Unterseite des Kolbens 3, wie in Fig. 4 vergrößert für das Detail "Y" in Fig. 2 dargestellt ist, und schiebt den Kolben 3 gegen den Ventildeckel 10. Dadurch kann die Druckluft bzw. das gasförmige Medium aus dem Speicherbehälter 1 schlagartig durch die Öffnungen 7 des Zylinders 2 über das Ausblasrohr 9 und die Ausblasstelle 18 entweichen. Im Kolbenvorraum 4 der Fig. 2 ist eine Feder 16 angeordnet. Die Druckfeder 16 ist nach dem Ausführungsbeispiel eine Schraubenfeder. Es können aber auch andere Elemente mit Federwirkung verwendet werden. Der Kolben 3 wird durch die Feder 16 unabhängig von der Entlüftungszeit des 2/2-Wegeventils 5, unmittelbar nach dem Abschuss wieder auf den Ventilsitz 8 gedrückt und der Ventilausgang 18 verschlossen, sobald der Druck im Druckbehälter 1 entsprechend abgefallen ist.
  • Durch den ungedrosselten Querschnitt der Druckluftanschlüsse 19.1 und 19.2 kann der Behälter 1 schnell gefüllt und ebenso schnell auch entlüftet werden, ohne dass über den Ventilausgang 18 ein Luftstoß abgegeben wird. Dadurch wird der "sichere Betrieb von Luftstoßgeräten bzw. Luftkanonen auf besondere Weise zuverlässig gewährleistet.
  • Aus der vorstehenden Schilderung der Erfindung ist es deutlich geworden, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung zum stoßartigen Ausblasen von gasförmigen Medien mit 2/2-Wegeventil, wobei das 2/2-Wegeventil zum Entlüften und Schließen des Kolbenraums dient, während das Medium den Behälter direkt befüllt und von dort in den Kolbenvorraum überströmt, gegenüber herkömmlichen Luftstoßvorrichtungen einfacher und kostengünstiger zu fertigen und zu erhalten ist und wesentliche technische Vorteile bietet, zusätzlich auch im Bereich "sicherer Betrieb von Luftstoßgeräten".

Claims (8)

  1. Vorrichtung zum stoßartigen Ausblasen von gasförmigen Medien, vorzugsweise Luft oder Inertgase, insbesondere zur Beseitigung von Materialanbackungen oder -aufstauungen in verfahrenstechnischen Anlagen, mit einem Druckbehälter (1), einer Ventileinheit mit Zylinder (2) und zumindest einem darin beweglichen Kolben (3) zum schlagartigen Ausblasen von in dem Druckbehälter gespeicherten gasformigen Mediums, wobei die Ventileinheit einen Kolbenvorraum aufweist und wobei die Ventileinheit (2, 3), über einen Ventilsitz (8) eine Ausblasstelle (18) schließen und öffnen kann, so dass über den Ventilsitz das gasförmige Medium ausgeblasen wird, wobei
    zum Abschießen der Vorrichtung ein 2/2-Wege-Ventil (5) zur Entlüftung des Kolbenvorraums (4) der Ventileinheit (2, 3) vorgesehen ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Kolbenvorraum (4) nur aus dem Druckbehälter mit dem Medium bzw. Druckluft versorgbar ist und die Zufuhr eines Druckmediums zum Druckbehälter über mindestens einen separaten Druckanschluss (19.1, 19.2) unmittelbar in den Druckbehälter erfolgt und damit unabhängig von einer Entlüftungsleitung und dem Kolbenvorraum (4).
  2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    in der Ventileinheit (2, 3) zwischen dem Kolben (3) und einem den Ventilzylinder (2) gegenüber der Ausblasstelle (18) abschließenden Deckel (10) der Kolbenvorraum (4) ausgebildet ist, wobei die Zufuhr des gasförmigen Mediums so gestaltet ist, dass der Druckbehälter (1) über den zur Zufuhr des externen Mediums vorgesehenen Druckanschluss (19.1, 19.2) und der Kolbenvorraum (4) nur aus dem Druckbehälter (1) mit dem Medium versorgt werden.
  3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Kolbenvorraum (4) und der Druckbehälter (1) über wenigstens eine Verbindungsöffnung (6) verbunden sind, welche vorzugsweise einen kleineren Querschnitt als der Druckanschluss (19.1, 19.2) aufweist, wobei die Verbindungsöffnung vorzugsweise im Zylinder (2) oder im Deckel (10) angeordnet ist.
  4. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der zur Zufuhr des Mediums zum Druckbehälter (1) vorgesehene Druckanschluss (19.1, 19.2) angepasst ist, den Druckbehälter (1) zu entlüften, ohne das Medium aus der Ausblasstelle (18) auszublassen.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    im Kolbenvorraum (4) eine gegen den Kolben (3) zum Verschließen des Ventilausgangs (11) wirkende Feder (16) angeordnet ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Feder (16) derart ausgebildet ist, dass sie unabhängig von der Entlüftungszeit des 2/2-Wegeventils (5) die Ventileinheit (2, 3) unmittelbar nach dem Ausblasen des gasförmigen Mediums den Ventilsitz (8) und somit die Ausblasstelle (18) verschließt.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Ventileinheit (2, 3) außerhalb des Druckbehälters (1) angeordnet ist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Ventileinheit (2, 3) innerhalb des Druckbehälters (1) oben bzw. unten liegend angeordnet ist.
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