EP2943295B1

EP2943295B1 - Anblasvorrichtung und verfahren zum betreiben derselben

Info

Publication number: EP2943295B1
Application number: EP14700169.7A
Authority: EP
Inventors: Robert Neuhold; Daniel KREIMER
Original assignee: Binder and Co AG
Current assignee: Binder and Co AG
Priority date: 2013-01-08
Filing date: 2014-01-08
Publication date: 2016-08-17
Anticipated expiration: 2034-01-08
Also published as: AU2014204849B2; AU2014204849A1; AT13646U1; EP2943295A1; CN105026060A; AU2014204849C1; CN105026060B; WO2014108445A1; ES2602232T3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Anblasen von über eine Freifallstrecke oder ein Gliederband beförderte Einzelstücke eines Materialstroms mit einem gasförmigen oder flüssigen Medium, umfassend ein Gehäuse mit

mindestens einer Anschlussöffnung für das gasförmige oder flüssige Medium,
sowie mehreren Anblasdüsen, über welche das gasförmige oder flüssige Medium kontrolliert auf vorbestimmte Einzelstücke des Materialstroms blasbar ist,
sowie den Anblasdüsen zugeordneten Ventilen, vorzugsweise Magnetventilen, durch welche der Anblasvorgang ausgelöst bzw. gestoppt werden kann und die am oder zumindest teilweise im Gehäuse angeordnet sind,
sowie einem Strömungskanal zwischen jeder Anblasdüse und dem Ventilsitz des einer Anblasdüse zugeordneten Ventils.

Solche Vorrichtungen sind etwa aus der AT 8634 U1 bekannt und kommen in Sortiermaschinen für transparente und nicht transparente Schüttgüter wie beispielsweise Metalle, Kunststoffe, Gesteine sowie Glas, Papier oder Karton zum Einsatz. Sie arbeiten vorzugsweise mittels optischer oder induktiver Sender- und Empfängereinheiten und dienen dazu, im Materialstrom befindliche Fremdkörper aus dem Materialstrom zu entfernen oder aber unterschiedliche Sorten des Materials des Materialstroms in unterschiedliche Behältnisse zu befördern.
Die Sendereinheiten bestehen beispielsweise aus Lichtstrahlen aussendenden Lichtquellen, vorzugsweise Diodenlichtquellen, welche in der Empfängereinheit über ein Linsensystem auf eine Photozelle gebündelt werden. Es sind aber auch Ausführungsvarianten bekannt, bei welchen als Empfängereinheiten Farbkameras zum Einsatz kommen und als Lichtquellen herkömmliche Lichtquellen wie beispielsweise Leuchtstoffröhren fungieren.
Sowohl Sender- als auch Empfängereinheiten sind mit einer zentralen Recheneinheit verbunden, welche die eingehenden Daten verarbeitet und es aufgrund der Intensität der auf der Empfängereinheit auftreffenden und von den Sendereinheiten abgestrahlten Lichtstrahlen ermöglicht, Lage, Größe und Art der sich im Materialstrom befindlichen Einzelstücke zu detektieren.
In weiterer Folge wird in Abhängigkeit von der erfolgten Detektion der Einzelstücke im Materialstrom die Sortierung der Einzelstücke vorgenommen. Diese erfolgt auf an sich bekannte Art und Weise durch Anblasen der Einzelstücke mittels eines gasförmigen oder flüssigen Mediums, beispielsweise Druckluft oder Wasser, während deren freiem Fall bzw. während deren Transport auf einem Gliederband durch die Lücken des Gliederbandes hindurch, wodurch diese aus ihrer Flugbahn bzw. aus dem am Gliederband aufliegenden Materialstrom in ein dafür vorgesehenes Behältnis abgelenkt werden.
Bei bekannten Sortiermaschinen dient als Anblasvorrichtung ein die Anblasdüsen sowie die zu den Anblasdüsen führenden Strömungskanäle enthaltender Bauteil, an welchen im Handel erwerbbare Magnetventile angekoppelt, vorzugsweise angeschraubt werden, wodurch die Ventilauslassöffnung bzw. die Ventilauslassöffnungen mit entsprechenden am Bauteil vorgesehenen Eingangsöffnungen des Bauelementes verbunden werden, um eine Verbindung zu den Anblasdüsen herzustellen. Ein übliches Magnetventil besteht in der Regel aus einem Ventilstössel sowie einer Rückstellfeder, zur Rückstellung des Ventilstössels sowie einem Elektromagneten, welcher die Öffnungsbewegung des Ventilstössels bewirkt. Rückstellfeder und Elektromagnet sind dabei, aufgrund der Funktionsweise des Ventils, jeweils an verschiedenen Seiten des Ventilstössels in Bezug auf dessen Achse gesehen, angeordnet.
Um eine hohe Sortiergenauigkeit zu erreichen, werden möglichst viele Magnetventile auf der gewünschten Sortierbreite (Breite der Freifallstrecke oder des Gliederbandes) angeordnet. Zusätzlich zur Anzahl der Magnetventile sind aber auch eine möglichst kurze Schaltzeit und ein möglichst kurzer Abstand des Ventilsitzes zur Ausblasdüse, genauer zu deren Düsenmund, ausschlaggebend. Daher werden etwa handelsübliche Schnellschalt-Magnetventile eingesetzt. Diese können, um die Reaktionszeit zu verkürzen, mit einer Schnellschaltfunktion (basierend auf elektrischer Übererregung) und mit einer, auf Lebensmittelechtheit überprüften Schmierung ausgerüstet sein. Um einen möglichst präzisen Druckluftstoß zu erhalten, sind hohe Strömungsgeschwindigkeiten und kleine durchströmte Volumina gefordert. Beim Ausschalten des Magnetventils ist ein möglichst rascher Druckabfall im Strömungskanal erwünscht, der den Durchfluss rasch beendet.
Öffnet die Steuerungselektronik das Magnetventil, baut sich ausgehend vom Ventilsitz im Strömungskanal in Richtung Düsenmund ein Druckluftstrom auf. Durch das abrupte Verschließen beim Ausschalten des Magnetventils wird aufgrund der Trägheit der Luftsäule ein Vakuum bzw. Unterdruck im Strömungskanal erzeugt. Dadurch werden kleine Staubpartikel in den Strömungskanal angesaugt. Gelangen diese bis zum Ventilstössel des Magnetventils, verursachen sie dort zusätzliche Reibung und in der Folge vermehrten Verschleiß. Dies verringert die Lebensdauer der Magnetventile.
Zwar könnte dies durch langsamere Schließzeiten des Magnetventils oder einen größeren Abstand zwischen dem Ventilsitz und dem Düsenmund verringert oder gar verhindert werden, allerdings verursachen beide Alternativen einen langsameren Druckabfall in Strömungskanal und damit ein nicht exaktes Ende des Druckluftstromes, was sich negativ auf die Sortierung auswirkt.
Die DE 10 2008 050 907 A1 offenbart den Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die DE 10 2008 050 907 A1 zeigt zwei Varianten von Staubschutzmitteln zwischen der Austrittsöffnung der Ausblasdüsen und den Ventilen einer Ausblasvorrichtung: eine erste Variante umfasst einen Hohlraum, wobei von jeder der Ausblasdüsen in Fallrichtung gesehen die sich der Düse anschließende Düsenzuführleitung bis zum Grund des Hohlraumes verläuft. Im Abstand oberhalb des Grundes mündet eine Querzuführleitung in die Düsenzuführleitung. Dadurch wird erreicht, dass eindringende Staubpartikel nicht bis zu den Ventilen vordringen, sondern sich unterhalb der Mündung der Querzuführleitung in dem Hohlraum ablagern. Diese erste Variante hat den Nachteil, dass die sich der Düse anschließende Düsenzuführleitung immer senkrecht angeordnet werden muss, um eindringende Staubpartikel abzuscheiden. Außerdem erhöht sich durch den Abstand der Querzuführbohrung zum Grund des Hohlraumes das Volumen der Düsenzuführleitung und der Platzbedarf.
Die zweite Variante von Staubschutzmitteln der DE 10 2008 050 907 A1 umfasst zu jeder Ausblasdüse eine ventilfreie Bypassleitung, über die bei Druckluftbeaufschlagung des Hauptkörpers der Ausblasvorrichtung permanent Druckluft zu den Ausblasdüsen strömt. Dadurch wird erreicht, dass aus den Ausblasdüsen kontinuierlich Druckluft austritt, wodurch Staubpartikel gehindert werden können in die Ausblasdüse einzudringen. Die Bypassleitungen sind bei dieser Variante während der gesamten Druckluftbeaufschlagung offen, wodurch ständig Druckluft verloren geht.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die das Ansaugen von Staubpartikeln in den Strömungskanal nach dem Schießen des Magnetventils verhindert, und zwar ohne langsamere Schließzeiten des Magnetventils oder einen größeren Abstand zwischen dem Ventilsitz und dem Düsenmund, und auch ohne Einschränkung der Richtung, wie die Düsenzuführleitungen im Betriebszustand der Vorrichtung angeordnet sein müssen und ohne Bypassleitungen mit kontinuierlicher Druckluftbeaufschlagung.
Erfindungsgemäß wird dies durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 erreicht. Demnach ist vorgesehen, dass von mehreren Strömungskanälen jeweils zumindest ein Verbindungskanal abzweigt, welcher in zumindest ein, den Verbindungskanälen gemeinsames Druckreservoir mündet, welches bis auf die Verbindungskanäle gasdicht und/oder flüssigkeitsdicht verschlossen ist und dass das Druckreservoir lediglich über die Verbindungskanäle durch jenes Medium, welches durch die den Anblasdüsen zugeordneten Ventile, vorzugsweise Magnetventile, geströmt ist, beaufschlagt, werden kann.
Damit ist gewährleistet, dass die sogenannte Rückstromkompensation, also das Vermeiden des Ansaugens von Staubpartikeln in den Strömungskanal, nur in der Zeit aktiviert ist, in der die Ventile der Vorrichtung (wobei die Vorrichtung meist als Block ausgebildet ist) aktiv sind. Während der Pausenzeiten sind die Ventile geschlossen und es kommt damit zu keinen Verlusten an Druckluft, wodurch es - etwa im Vergleich zur DE 10 2008 050 907 A1 - zu einer Reduktion des Druckluftverbrauches kommt. Die Druckluft für die Rückstromkompensation wird von der Ausblasluft der aktiven Ventile über einen - etwa als Drosselbohrung ausgebildeten - Verbindungskanal abgezweigt und in das - etwa als Querbohrung ausgeführte - gemeinsame Druckreservoir geleitet. Von dort wird sie in einen benachbarten Strömungskanal oder nach Beendigung einer Ventilöffnung wieder in den gleichen Strömungskanal (also in die gleiche oder eine benachbarte Ausblasbohrung) zurück gesaugt. Die räumliche Orientierung des Strömungskanalabschnittes vor der Anblasdüse spielt dabei keine Rolle.
Mit anderen Worten sind das Druckreservoir, die Verbindungskanäle und die Strömungskanäle so ausgebildet, dass bei Öffnung eines oder mehrerer Ventile Medium von jedem geöffneten Ventil durch den zugehörigen Strömungskanal und den oder die von diesem Strömungskanal abzweigenden Verbindungskanäle in das Druckreservoir strömt, während gleichzeitig Medium vom Druckreservoir durch einen oder mehrere andere Verbindungskanäle in jenen oder jene Strömungskanäle fließt, deren Ventil geschlossen ist.
Vorzugsweise wird von jedem Strömungskanal einer erfindungsgemäßen Vorrichtung genau ein Verbindungskanal abzweigen und es werden alle Strömungskanäle einer Vorrichtung einen Verbindungskanal aufweisen. Es ist aber auch denkbar, dass nur einige Strömungskanäle solch einen Verbindungskanal aufweisen. Unabhängig davon könnten auch mehrere Verbindungskanäle pro Strömungskanal vorgesehen sein, die in das gleiche Druckreservoir münden. Oder es könnten verschiedene Verbindungskanäle eines Strömungskanals in verschiedene Druckreservoire münden.
Durch die Verbindung der einzelnen Strömungskanäle über Verbindungskanäle und ein gemeinsames Druckreservoir wird etwa ein Druckluft-Teilstrom von jenen Strömungskanälen, die gerade mit Druckluft beaufschlagt sind, abgezweigt und in das Druckreservoir geleitet, das somit als Druckluftreservoir dient. Wird das Magnetventil der zuvor mit Druckluft beaufschlagten Strömungskanäle geschlossen, wird durch das dadurch entstehende Vakuum bzw. den Unterdruck reine Druckluft aus dem Druckreservoir durch die Verbindungskanäle gesaugt und nicht mehr verunreinigte Umgebungsluft durch den Düsenmund. Dadurch steigt die Lebensdauer der Magnetventile.
Da bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Sortieren die Magnetventile oftmals schalten, ist auch dafür gesorgt, dass das Druckreservoir immer wieder mit Druckluft aufgefüllt wird. Ab einer bestimmten Einschaltzeit der Magnetventile pro Minute wird die Sättigung erreicht, der Druck im Druckreservoir wird nicht weiter ansteigen, durch den Gegendruck strömt weniger Medium aus den Strömungskanälen in die Verbindungskanäle, das Volumen des abgezweigten Mediums sinkt also.
Es ist kein zusätzlicher Steuerungsaufwand für den Betrieb der Verbindungskanäle bzw. des Druckreservoirs notwendig, bei Stillstand verbraucht das Druckreservoir keine Druckluft, es ist nur bei Ventilaktivität in Betrieb. Es muss - mangels beweglicher Teile - auch keine Wartung der Verbindungskanäle oder des Druckreservoirs erfolgen.
Für einen guten erfindungsgemäßen Effekt ist gesorgt, wenn die Querschnittsfläche der Verbindungskanäle 5-10%, insbesondere etwa 6,5%, der Querschnittsfläche des Düsenmundes der Anblasdüsen beträgt. Dadurch gehen weniger als 10% der Luft, welche das Magnetventil in den Strömungskanal durchlässt, in den Verbindungskanal und in das Druckreservoir.
Das Volumen des Druckreservoirs ist in der Regel größer als das gemeinsame Volumen aller Strömungskanäle. Wenn das Druckreservoir als einfache Bohrung ausgeführt ist, dann ist sein Durchmesser in der Regel um ein Vielfaches größer als der Durchmesser eines Strömungskanals.
Es kann vorgesehen sein, dass der Strömungskanal eine, insbesondere lediglich eine einzige, Umlenkung des gasförmigen Mediums bewirkt und der Verbindungskanal im Bereich dieser Umlenkung vom Strömungskanal abzweigt, insbesondere in Richtung des Mediums vor der Umlenkung (bezogen auf die Strömungsrichtung des Mediums im Betriebszustand, wenn es von den Ventilen zu den Anblasdüsen strömt). So kann etwa vorgesehen sein, dass der Strömungskanal aus einem ersten geraden Abschnitt, beginnend beim Ventilsitz des Ventils, besteht sowie aus einem zweiten geraden Abschnitt, der in einem Winkel zwischen 0 und 180°, insbesondere in einem Winkel von 90°, an den ersten Abschnitt anschließt, und die Längsachse des Verbindungskanals mit der Längsachse des ersten geraden Abschnitts zusammenfällt. Das heißt, der erste gerade Abschnitt beginnt beim Ventilsitz, folgt der Längsachse des Ventilsitzes und endet bei der Umlenkung. Der zweite Abschnitt beginnt bei der Umlenkung und endet beim Düsenmund der Anblasdüse. Die Umlenkung ist dabei so gestaltet, dass der zweite Abschnitt im Bereich der Umlenkung zumindest über die Längsachse des Ventilsitzes bzw. des ersten Abschnittes hinausgeht.
Wenn die Längsachse des Verbindungskanals mit der Längsachse des ersten geraden Abschnitts zusammenfällt, also der Verbindungskanal im Bereich der Umlenkung sozusagen gegenüber dem Ventil angeordnet ist, hat dies den Vorteil, dass dort der größte Unterdruck herrscht, wenn das Ventil geschlossen wird. Nach dem Schließen des Ventils kann daher das Medium aus dem Druckreservoir über den Verbindungskanal direkt an diese Stelle strömen, wo der größte Unterdruck herrscht.
Bei dieser bevorzugten Ausführungsform mit einem Winkel von 90° zwischen erstem und zweiten Abschnitt des Strömungskanals wäre dann der Ventilstössel des Ventils, falls dieses etwa in die Vorrichtung eingeschraubt wird, im Wesentlichen rechtwinkelig zur Anblasdüse bzw. zum zweiten Abschnitt des Strömungskanals angeordnet. Sonst wird der Ventilstössel des Ventils mit der Achse der Anblasdüse bzw. mit dem zweiten Abschnitt des Strömungskanals einen spitzen Winkel einschließen.
Die Ausführung, dass das Druckreservoir neben den Verbindungskanälen einen verschließbaren Anschluss für die Zufuhr von gasförmigem oder flüssigem Medium aufweist, könnte dazu verwendet werden, das Druckreservoir von außerhalb der Vorrichtung mit Medium zu füllen und sicherzustellen, dass der Druck im Druckreservoir immer groß genug ist. Dabei würde man allerdings auf den erfindungsgemäßen Vorteil verzichten, dass keine zusätzliche Zufuhr von Medium, etwa Druckluft, notwendig ist.
Die erfindungsgemäße Anblasvorrichtung kann mit Druckluft betrieben werden.
Vorzugsweise kann jedem Ventil eine Anblasdüse zugeordnet sein. Diese Ausführungsvariante ermöglicht, bei gegebener Anblasdüsenanzahl, die höchste Auflösung bzw. Anblasgenauigkeit. Es wäre aber auch möglich, dass ein Ventil mehrere Anblasdüsen versorgt. Durch die Ansteuerung mehrerer Anblasdüsen mittels eines Ventils ist eine vereinfachte Ansteuerung möglich.
Eine besonders kompakte Bauweise für eine erfindungsgemäße Vorrichtung wird erreicht, wenn die Anblasdüsen, der Ventilstössel samt Ventilsitz, die mindestens eine Anschlussöffnung, die Strömungskanäle, die Verbindungskanäle und das Druckreservoir in einem einzigen Gehäuse untergebracht sind. Das Gehäuse kann etwa die Form eines Quaders aufweisen.
Eine andere Ausführungsform für eine erfindungsgemäße Vorrichtung sieht vor, dass die Anblasdüsen, die mindestens eine Anschlussöffnung, die Strömungskanäle, die Verbindungskanäle und das Druckreservoir in einem einzigen Gehäuse untergebracht sind, während sich der Ventilstössel samt Ventilsitz der Ventile außerhalb des Gehäuses befinden.
Das Druckreservoir kann am einfachsten als zylindrische Bohrung ausgeführt sein, es können aber auch anderen Formen und Herstellungsmethoden eines Hohlraumes zur Anwendung kommen.
Die gegenständliche Erfindung ist grundsätzlich bei allen gattungsbildenden Vorrichtungen zum Anblasen (Ventilblöcken) einsetzbar.
Ein mögliches Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass das Druckreservoir über die Verbindungskanäle durch jenes Medium, welches durch die den Anblasdüsen zugeordneten Ventile, vorzugsweise Magnetventile, geströmt ist, beaufschlagt wird. Dabei ist nicht ausgeschlossen, dass dem Druckreservoir zumindest zeitweise zusätzlich Medium durch einen - von den Verbindungskanälen verschiedenen - verschließbaren Anschluss zugeführt wird.
Das Verfahren ist aber erfindungsgemäß so ausgestaltet, dass das Druckreservoir bis auf die Verbindungskanäle gasdicht und/oder flüssigkeitsdicht verschlossen ist und das Druckreservoir lediglich über die Verbindungskanäle durch jenes Medium, welches durch die den Anblasdüsen zugeordneten Ventile, vorzugsweise Magnetventile, geströmt ist, beaufschlagt wird.
Im Anschluss erfolgt nun eine detaillierte Beschreibung der Erfindung anhand von Zeichnungen. Dabei zeigt

Fig. 1: eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Anblasvorrichtung mit außerhalb des Gehäuses angeordneten Ventilen,
Fig. 2: eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Anblasvorrichtung nach Fig. 1,
Fig. 3: eine perspektivische Ansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Anblasvorrichtung mit innerhalb des Gehäuses angeordneten Ventilen.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Anblasvorrichtung, bestehend aus einem quaderförmigen Gehäuse 12, dessen Wände hier durchsichtig sind, um die Anordnung der einzelnen Elemente im Inneren erkennen zu können. Das Gehäuse 12 ist vorzugsweise aus Aluminium gefertigt. Alternative Materialien wie beispielsweise Stahl, Edelstahl, Messing oder Kunststoff können jedoch ebenfalls zum Einsatz kommen.
Über die Anschlussöffnung 1 wird in diesem Fall Druckluft in das Gehäuse 12 eingebracht, welche in eine Versorgungskammer 2 mündet, die sich im Gehäuse quer zu allen - hier zwölf - Magnetventilen 3 erstreckt. Sechs Magnetventile 3 sind auf der Oberseite des Gehäuses angeordnet, sechs an der Rückseite. Der Ventilsitz und der Ventilstössel der Magnetventile 3 befinden sich hier außerhalb des Gehäuses. Dabei kann die Bewegungsrichtung der Ventilstössel zum Beispiel parallel zur Oberfläche des Gehäuses 12 sein, also normal zum anschließenden, im Gehäuse 12 befindlichen Strömungskanal 4. Die Bewegungsrichtung der Ventilstössel kann aber auch normal zur Oberfläche des Gehäuses 12 sein, also in Richtung zum anschließenden Strömungskanal 4.
Durch die Versorgungskammer 2 wird die Druckluft gleichmäßig auf alle Magnetventile 3 verteilt, indem jeweils eine Druckluftleitung 11 von der Versorgungskammer 2 zu einem Magnetventil 3 führt. Dieses kann öffnen, wodurch Druckluft in den jeweiligen Strömungskanal 4 gelangt.
Eine Art von Strömungskanälen 4, welche den Magnetventilen 3 auf der Rückseite zugeordnet sind, besteht aus einem geraden ersten Abschnitt (hier senkrecht von hinten nach vorne ausgerichtet), der in einem rechten Winkel in einen geraden zweiten Abschnitt (hier nach unten) übergeht, um in eine Anblasdüse 7 (hier nicht sichtbar) an der Unterseite des Gehäuses 12 zu münden. In Fortsetzung des geraden ersten Abschnitts geht jeweils ein Verbindungskanal 5 in das allen zwölf Strömungskanälen 4 gemeinsame Druckreservoir 6 über.
Die zweite Art von Strömungskanälen 4, welche den Magnetventilen 3 auf der Oberseite zugeordnet sind, geht gerade (hier von oben nach unten) in die Anblasdüse 7 an der Unterseite des Gehäuses 12 über, wobei etwa im letzten Viertel ein Verbindungskanal 5 rechtwinkelig in das gemeinsame Druckreservoir 6 abzweigt.
An das Druckreservoir 6 schließen aus fertigungstechnischen Gründen sechs Bohrungen 10 an, welche für die Erfindung ohne Belang sind und mittels Gewindestiften oder Metallkugeln dicht verschlossen sind, also keine Verbindung mit dem Außenraum darstellen.
Die Anblasdüsen 7 können als eigene, etwa einschraubbare, Bauteile ausgebildet sein, sie können aber auch einfach durch den letzten Teil des Strömungskanals 4 verwirklicht werden bzw. durch dessen Austritt aus dem Gehäuse, siehe Fig. 2.
In Fig. 3 ist ein Gehäuse 12 mit acht Magnetventilen 3 vorgesehen, deren Elektromagneten 3 an der Oberseite des Gehäuses angeordnet sind. Die Elektromagnete sind in das Gehäuse 12 eingeschraubt und betätigen die Ventilstössel, die sich in senkrechter Richtung (normal zur Oberfläche des Gehäuses 12) bewegen, hier aber nicht sichtbar sind. Der Ventilsitz ist im Gehäuse 12 vorgesehen. Die geraden Strömungskanäle 4 schließen hier einen spitzen Winkel mit der Bewegungsrichtung des Ventilstössels ein. Es ist für alle Strömungskanäle 4 ein gemeinsames Druckreservoir 6 in Form einer Bohrung vorgesehen, das auch hier normal zu den Strömungskanälen 4 verläuft, und zwar fast über die gesamte Länge des Gehäuses 12. An das Druckreservoir 6 schließen aus fertigungstechnischen Gründen Bohrungen 10 an, welche in diesem Ausführungsbeispiel mittels Gewindestiften oder Metallkugeln dicht verschlossen sind, also keine Verbindung mit dem Außenraum darstellen. Somit kann auch in Fig. 3 (wie in Fig. 1) das Druckreservoir 6 nur über die Verbindungskanäle 5 mit gasförmigem oder flüssigem Medium beaufschlagt werden, bzw. kann nur über die Verbindungskanäle 5 gasförmiges oder flüssiges Medium aus dem Druckreservoir 6 entweichen.
Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Anblasvorrichtung ist wie folgt:

Über die Anschlussöffnung 1 wird das Arbeitsmedium in das Gehäuse geleitet, wo es zuerst in die Versorgungskammer 2 gelangt, bis es den jeweiligen Ventilsitz der einzelnen Magnetventile 3 erreicht hat. Diese Ventile sind zu diesem Zeitpunkt geschlossen, d.h. jeder Ventilstössel schließt dicht mit dem Ventilsitz ab. In Abhängigkeit von einem Steuersignal einer zentralen Recheneinheit, welches wiederum auf einer Detektion von auszusortierenden Einzelstücken in dem Materialstrom basiert, werden die Elektromagnete aktiviert, wodurch sich die Ventilstössel bewegen und das Ventil öffnet. Das gasförmige Arbeitsmedium kann nun in die entsprechenden Strömungskanäle 4 strömen und aus deren Enden bzw. über die Anblasdüsen 7 austreten.

Ein Druckluft-Teilstrom wird von jenen Strömungskanälen 4, die gerade mit Druckluft beaufschlagt sind, abgezweigt und in das Druckreservoir 6 geleitet, das somit als Druckluftreservoir dient. Wird das Magnetventil 3 der zuvor mit Druckluft beaufschlagten Strömungskanäle 4 geschlossen, wird durch das dadurch entstehende Vakuum bzw. den Unterdruck reine Druckluft aus dem Druckreservoir 6 durch den Verbindungskanal 5 gesaugt und nicht mehr verunreinigte Umgebungsluft durch den Düsenmund der Anblasdüse 7. Ab einer bestimmten Einschaltzeit der Magnetventile 3 pro Minute wird die Sättigung erreicht, der Druck im Druckreservoir 6 wird nicht weiter ansteigen, durch den Gegendruck strömt weniger Medium aus den Strömungskanälen 4 in die Verbindungskanäle 5, das Volumen des abgezweigten Mediums sinkt also.
Es wird in Kauf genommen, dass ein Teil der Druckluft aus dem Druckreservoir 6 über jene Verbindungskanäle 5 entweicht, die von ihren Strömungskanälen 4 gerade nicht mit Druckluft beaufschlagt werden.

Bezugszeichenliste:

1: Anschlussöffnung
2: Versorgungskammer
3: Ventil (Magnetventil)
4: Strömungskanal
5: Verbindungskanal
6: Druckreservoir
7: Anblasdüse
8: erster Abschnitt des Strömungskanals 4
9: zweiter Abschnitt des Strömungskanals 4
10: Bohrungen für das Druckreservoir 6
11: Druckluftleitung zum Ventil 3
12: Gehäuse

Claims

Vorrichtung zum Anblasen von über eine Freifallstrecke oder ein Gliederband beförderte Einzelstücke eines Materialstroms mit einem gasförmigen oder flüssigen Medium, umfassend ein Gehäuse (12) mit
- mindestens einer Anschlussöffnung (1) für das gasförmige oder flüssige Medium,

- sowie mehreren Anblasdüsen (7), über welche das gasförmige oder flüssige Medium kontrolliert auf vorbestimmte Einzelstücke des Materialstroms blasbar ist,

- sowie den Anblasdüsen (7) zugeordneten Ventilen, vorzugsweise Magnetventilen (3), durch welche der Anblasvorgang ausgelöst bzw. gestoppt werden kann und die am oder zumindest teilweise im Gehäuse angeordnet sind,

- sowie jeweils einem Strömungskanal (4) zwischen jeder Anblasdüse (7) und dem Ventilsitz des einer Anblasdüse (7) zugeordneten Ventils (3), wobei von mehreren Strömungskanälen (4) jeweils zumindest ein Verbindungskanal (5) abzweigt, welcher in zumindest ein, den Verbindungskanälen (5) gemeinsames Druckreservoir (6) mündet, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckreservoir (6) bis auf die Verbindungskanäle (5) gasdicht und/oder flüssigkeitsdicht verschlossen ist und das Druckreservoir (6) lediglich über die Verbindungskanäle (5) durch jenes Medium, welches durch die den Anblasdüsen (7) zugeordneten Ventile, vorzugsweise Magnetventile (3), geströmt ist, beaufschlagt werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche der Verbindungskanäle (5) 5-10%, insbesondere 6,5%, der Querschnittsfläche des Düsenmundes der Anblasdüsen (7) beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (4) eine, insbesondere lediglich eine einzige, Umlenkung des gasförmigen oder flüssigen Mediums bewirkt und der Verbindungskanal (5) im Bereich dieser Umlenkung vom Strömungskanal abzweigt, insbesondere in Richtung des Mediums vor der Umlenkung.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (4) aus einem ersten geraden Abschnitt (8), beginnend beim Ventilsitz des Ventils (3), besteht sowie aus einem zweiten geraden Abschnitt (9), der in einem Winkel zwischen 0 und 180°, insbesondere in einem Winkel von 90°, an den ersten Abschnitt (8) anschließt, und die Längsachse des Verbindungskanals (5) mit der Längsachse des ersten geraden Abschnitts (8) zusammenfällt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem gasförmigen/flüssigen Medium um Druckluft/Wasser handelt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Ventil (3) eine Anblasdüse (7) zugeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anblasdüsen (7), der Ventilstössel samt Ventilsitz, die mindestens eine Anschlussöffnung (1), die Strömungskanäle (4), die Verbindungskanäle (5) und das Druckreservoir (6) in einem einzigen Gehäuse (12) untergebracht sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anblasdüsen (7), die mindestens eine Anschlussöffnung (1), die Strömungskanäle (4), die Verbindungskanäle (5) und das Druckreservoir (6) in einem einzigen Gehäuse untergebracht sind, während sich der Ventilstössel samt Ventilsitz der Ventile (3) außerhalb des Gehäuses befinden.
Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zum Anblasen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Druckreservoir (6) lediglich über die Verbindungskanäle (5) durch jenes Medium, welches durch die den Anblasdüsen (7) zugeordneten Ventile, vorzugsweise Magnetventile (3), geströmt ist, beaufschlagt wird und das Druckreservoir (6) bis auf die Verbindungskanäle (5) gasdicht und/oder flüssigkeitsdicht verschlossen ist.