EP4685424A1 - Einstückig ausgebildeter, erweiterbarer luftstossgerätekörper und erweiterbares luftstossgerät - Google Patents

Einstückig ausgebildeter, erweiterbarer luftstossgerätekörper und erweiterbares luftstossgerät

Info

Publication number
EP4685424A1
EP4685424A1 EP25190398.5A EP25190398A EP4685424A1 EP 4685424 A1 EP4685424 A1 EP 4685424A1 EP 25190398 A EP25190398 A EP 25190398A EP 4685424 A1 EP4685424 A1 EP 4685424A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
air blast
blast device
expandable
connection
device body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP25190398.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Roth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Agrichema Schuettguttechnik & Co Kg GmbH
Original Assignee
Agrichema Schuettguttechnik & Co Kg GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Agrichema Schuettguttechnik & Co Kg GmbH filed Critical Agrichema Schuettguttechnik & Co Kg GmbH
Publication of EP4685424A1 publication Critical patent/EP4685424A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D25/00—Devices or methods for removing incrustations, e.g. slag, metal deposits, dust; Devices or methods for preventing the adherence of slag
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B5/00—Cleaning by methods involving the use of air flow or gas flow
    • B08B5/02—Cleaning by the force of jets, e.g. blowing-out cavities
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B9/00—Cleaning hollow articles by methods or apparatus specially adapted thereto
    • B08B9/08—Cleaning containers, e.g. tanks
    • B08B9/093—Cleaning containers, e.g. tanks by the force of jets or sprays

Definitions

  • the invention relates to a one-piece, expandable air blast device body according to the preamble of claim 1, and to an expandable air blast device.
  • Air blast device bodies are used in air blast devices designed to generate strong air blasts, particularly in applications to loosen material build-up from surfaces of a process chamber or to convey material in a process chamber.
  • Air blast devices are based on the principle that a medium stored in a pressure chamber, such as air or inert gases, is suddenly vented through a discharge opening.
  • a compressed air jet is forcefully applied via a valve unit, so that compressed air is suddenly blown from the air jet device to a discharge point, generally formed by a discharge nozzle, from where the compressed air then enters the process chamber.
  • the exiting air jet is blown into the interface between a wall of the process chamber and the deposit, as the adhesive forces are lowest there.
  • Air blast devices are frequently used in process chambers with high operating temperatures, e.g., up to 1200°C, where an aggressive chemical atmosphere typically prevails inside the chambers.
  • process chambers are also referred to as combustion chambers.
  • the discharge nozzle is made of a heat-resistant cast material (hot-firing nozzle). Installing a discharge nozzle in existing wall openings is possible at any time and can, in particular, be carried out subsequently from the outside using a suitable core drilling process.
  • long discharge nozzles can be provided to protect the valve unit, especially the piston assembly of the air blast device, from the effects of heat.
  • the invention is based on the objective of proposing an air blast unit body and an air blast unit that can be manufactured cost-effectively, in particular without welding.
  • the air blast unit should be low-complexity and adaptable to different process chamber sizes.
  • a further objective of the invention is to provide a particularly maintenance-friendly air blast unit.
  • a one-piece, expandable air blast device body with a pressure chamber surrounding a piston guide for receiving a piston and a valve seat for the piston, a connection for a pressure vessel, a connection for a control unit for controlling the position of the piston, an air outlet opening and with at least one, preferably three, connections for further air blast device bodies to form a common pressure chamber.
  • an expandable air blast device that includes at least one such expandable air blast device body.
  • the "one-piece, expandable air blast unit body” is referred to below as the “expandable air blast unit body.”
  • the expandable air blast unit body is very compact due to the combination of the piston-valve assembly necessary for the air blast unit's operation with connections for additional air blast unit bodies, thus reducing the air blast unit's volume. Thanks to its distribution functionality, an air blast unit incorporating the expandable air blast unit body is itself expandable, adaptable to various process chamber sizes, and particularly suitable for use in confined spaces. The reduction in individual parts and the integration of multiple functionalities into a single component significantly improve the maintenance of the air blast unit body.
  • the expandable air blast device body according to the invention is manufactured in one piece using a casting process. This eliminates the need for welding connecting parts to other components. Air blast device body.
  • One disadvantage of welding is that the welds sometimes have to undergo X-ray inspection to ensure their quality, which leads to additional costs.
  • the valve seat provided in the expandable air blast device body defines a stop surface for the piston.
  • the stop surface can be formed by an internal stop flange integrated into the expandable air blast device body itself.
  • the stop surface can be formed by an additional component, such as a screw-in ring, press-fit ring, or cast-in ring.
  • the expandable air blast device body is essentially cube-shaped or essentially cuboid-shaped, with the connection for the pressure vessel, the connection for the control unit, the air outlet opening and three connections for further air blast device bodies forming the sides of the cube or cuboid.
  • the expandable air blast device body has two connections for two further air blast device bodies, which are arranged opposite each other in alignment.
  • the air outlet opening and the connection for the control unit are preferably arranged opposite each other in alignment.
  • connection for the pressure vessel and a connection for one of the other air blast device bodies are preferably arranged opposite each other in alignment.
  • axes which each connect two connections or the air outlet opening and a connection for the control unit, form a double cross with each other and are preferably perpendicular to each other.
  • a first axis connects two of the connections for the additional air blast device bodies.
  • a second axis connects one of the connections for the additional air blast device bodies. and the connection for the pressure vessel.
  • a third axis connects the air outlet opening and the connection for the control unit.
  • connection of components to be attached such as covers, pipes, pipe flanges, blind flanges, etc.
  • connections and the air outlet opening can be achieved through positive and/or non-positive locking, by means of screwing, clamping, external and/or internal threads, clamping, shrinking, or the like, with or without additional fasteners, whereby reference may be made to the relevant specialist knowledge.
  • the connections of the air blast unit body can be designed in a variety of ways accordingly. Preferably, they are designed as connection flanges.
  • connection of the components can be made in any way; however, detachable connections are preferred, especially screw connections, pin connections, or threaded connections, i.e., a direct screwing of the component to be connected to the respective connection, e.g., a connecting flange. Screw connections are preferred, however, due to their accessibility and ease of maintenance.
  • the body, and thus the air blast unit is equally accessible from all sides, which simplifies maintenance and parts replacement.
  • the air blast unit body is easy to calculate and model, allowing for the optimization of the specific internal dimensions of the flow channels, the location of blind holes, burrs, edges, and similar features for foundry applications.
  • One optimization goal can be to minimize turbulence during the air blast to reduce energy losses.
  • connection for the control unit, the connections for additional air blast device bodies, and/or the air outlet are designed as block flanges, since this results in a particularly compact design of the body and, furthermore, the fasteners used to connect the other components are accessible from the outside.
  • the block flanges are provided with receptacles for fasteners, preferably with four to twelve, and more preferably eight.
  • the receptacles for fasteners are They are designed as screw receptacles and have a corresponding internal thread. Blind holes in the block flanges can be provided as screw receptacles.
  • the flanges are designed as pipe flanges to provide the receptacles for fastening means.
  • connection for the pressure vessel is designed as a pipe flange.
  • the pipe flange comprises a pipe stub and an outwardly projecting projection for providing mounting points for fasteners.
  • the expandable air blast unit is compatible with a pressure vessel with a block flange.
  • the pipe stub can have a suitable length for this purpose, for example, from 5 cm to 30 cm, preferably from 10 cm to 15 cm.
  • the expandable air blast units are sufficiently spaced apart from one another via the pipe stub.
  • a diameter of a connection for a further air blast device body is similar in size, preferably the same size, as a diameter of the connection for the pressure vessel, and that the connection for the further air blast device body has receptacles for fastening means which are designed to be compatible with corresponding receptacles for fastening means of the connection for the pressure vessel.
  • the diameter of the connection for the control unit is similar to, preferably the same as, the diameter of a connection for a further air blast device body. Furthermore, it is preferably provided that the diameter of a connection for a further air blast device body is similar to, preferably the same as, the diameter of the air outlet opening. Alternatively or additionally, it is provided that the diameter of the connection for the control unit is similar to, preferably the same as, the diameter of the air outlet opening.
  • connection dimensions are understood to mean a deviation of up to 20%, preferably up to 10%, and even more preferably up to 5%. Standardizing the connection dimensions allows for the use of uniform components, such as valve covers, pipe flanges, or blind flanges. In this context, it is further advantageous if the connections each have the same number of mounting openings for fasteners. Due to potentially differing nominal pressures in the pressure chamber and the piston pre-chamber, different numbers of mounting openings for fasteners may also exist between the connection for the control unit and the connection for additional air blast device components.
  • An expandable air blast device comprises at least one of the described expandable air blast device bodies.
  • the expandable air blast device has several air blast device bodies that are coupled to one another directly and/or by means of connecting pieces, forming a common pressure chamber.
  • the additional air blast device bodies can also be expandable air blast device bodies or non-expandable air blast device bodies.
  • non-expandable air blast device bodies are defined as air blast device bodies that have a connection to an external pressure source and, generally, but not limited to the invention, usually in the form of a T-piece, from which the valve-piston assembly with the air outlet opening extends perpendicularly.
  • an external pressure source generally, but not limited to the invention, usually in the form of a T-piece, from which the valve-piston assembly with the air outlet opening extends perpendicularly.
  • EP 2 272 776 A1 are known to those skilled in the art, e.g., from EP 2 272 776 A1 .
  • the air blast device body can be expanded by means of blind flanges to form an air blast device comprising one to four air blast device bodies.
  • the expandable air blast device can have exactly one expandable have air blast body and connected to it one to three non-expandable air blast body bodies, which are directly connected to the expandable air blast body at the connections for further air blast body bodies.
  • the invention is not limited to a specific number of air blast bodies in the air blast device, since the air blast device is expandable.
  • the expandable air blast device can have at least two expandable air blast device bodies, wherein a connection for a further air blast device body of a first expandable air blast device body is directly connected to the connection for the pressure vessel of a second air blast device body, forming a common pressure chamber.
  • the expandable air blast device can have several non-expandable air blast device bodies, which are directly connected to the expandable air blast device bodies at the connections for further air blast device bodies, forming a common pressure chamber.
  • each expandable air blast device body up to three non-expandable air blast device bodies can be added to the expandable air blast device.
  • the volume of the pressure chamber of the air blast device consists of the volume of the pressure vessel, the volume of the pressure chambers of the air blast device bodies and, if present, the volume of connecting pieces.
  • every air blast unit body expandable or non-expandable, has a piston inserted in the piston guide and an attached control unit.
  • the expandable air blast unit may also include valve covers or blanking flanges attached to the ports.
  • the expandable air blast device comprises at least one connected pressure vessel, which preferably has a volume of 10 to 500 l, more preferably of 50 to 150 l.
  • the pressure vessel can be directly connected to the corresponding connection of the expandable air blast device body via a connection flange.
  • the expandable air blast device can It can also be used without a pressure vessel if the volume of the combined pressure chambers of the air blast device bodies is sufficient.
  • two air blast units e.g., two expandable air blast units, or one expandable air blast unit and one non-expandable air blast unit
  • connecting pieces such as pipes
  • the expandable air blast device bodies are each individually connected to control units via their connections, with the control units preferably being interconnected via connecting hoses.
  • Suitable hoses are, for example, 1/2-inch hoses.
  • the piston pre-chamber is filled via the control unit.
  • Fig. 1 shows a perspective view of an expandable air blast device 8 according to an embodiment of the invention.
  • Fig. 2 and Fig. 3 show a side view and a front view of the expandable air blast device 8.
  • the expandable air blast device 8 comprises an expandable air blast device body 4 and, by way of example, two non-expandable air blast device bodies 5 connected thereto, which can be configured in a known manner with respect to the position of their connections in a T-shape, with compressed air connection and piston/control unit, e.g. as shown in EP 2 272 776 A1 , Fig. 1 it is known.
  • a pressure vessel 6 is connected to the expandable air blast unit 4 at a connection 18 designed as a pipe flange.
  • the two non-expandable air blast unit bodies 5 are connected to opposite sides of the expandable air blast unit body 4.
  • a control unit 30 is connected to the front of the expandable air blast unit body 4.
  • the non-expandable air blast unit bodies 5 are also equipped with control units 30.
  • the expandable air blast device body 4 accordingly comprises a connection 10 for the control unit 30 and an air outlet opening 14, which is arranged opposite the connection 10 for the control unit 30.
  • the connection 10 for the control unit 30 is, by way of example, but preferably, cylindrically designed as a block flange, as is the air outlet opening 14.
  • the expandable air blast device body 4 comprises, as illustrated In this embodiment, there are also three connections 12 for further air blast device bodies 4, 5, which are likewise, but preferably, designed as block flanges.
  • the control unit 30 includes a cover 32 which has a central bore as a supply channel 31 for pre-chamber air (see e.g. Fig. 5 ).
  • the cover 32 is fastened to the connection 10 for the control unit 30 by means of eight fastening screws 36, which engage in corresponding blind holes (not shown).
  • the control unit comprises, by way of example but not limiting to the invention, a 3/2-way valve assembly 34.
  • the control units 30 are interconnected by means of connecting hoses 47 for the pre-chamber air.
  • the connecting hoses 47 are appropriately designed according to the required pressure and sealing requirements, e.g. as 1/2 inch hoses.
  • the connecting hoses 47 are shown joined at a filling assembly 35.
  • the filling assembly 35 is known per se and is not the subject of the present invention, so a detailed description is unnecessary.
  • the expandable air blast device body 4 is closed at the connection 12 for a further air blast device body 4, 5 with a blind flange 44.
  • a further, i.e., in the illustrated case a third, non-expandable air blast unit 5 can be connected via the connection 12.
  • the third non-expandable air blast unit 5 is, for example, identical in design to the two other non-expandable air blast unit bodies 5 shown.
  • a connection 18 for a pressure vessel 6 of a second expandable air blast unit 4 can also be connected to the connection 12 of the expandable air blast unit 4, thus extending the expandable air blast unit 8 by a second expandable air blast unit 4.
  • the second expandable air blast unit 4 can be identical to the expandable air blast unit 4 shown. After connecting two expandable air blast unit 4s, up to seven air blast units 4, 5 can be compactly connected. Due to the compatibility of the connections 12, 18, the air blast unit 8 can therefore be expanded in a variety of ways.
  • connection 18 for the pressure vessel 6 and the connection 12 for the additional air blast unit body 4, 5, as well as the number of mountings 38 provided there for fastening elements, are coordinated with each other, as will be explained in more detail below.
  • the connection 18 for the pressure vessel 6 is thus advantageously used to extend the air blast unit 8 by directly coupling two extendable air blast unit bodies 4.
  • FIG. 4 Figure 4 shows the expandable air blast device body 4 according to an embodiment of the invention.
  • the expandable air blast device body 4 comprises a pressure chamber 3 with an air intake volume.
  • the expandable air blast device body 4 is suitable for use in an expandable air blast device 8, as in Fig. 1 - 3 depicted, to be used.
  • eight receptacles 38 are preferably provided on the end face, but this is not a limiting feature of the invention, which may be equipped with internal threads for receiving screws.
  • connection 18 for the pressure vessel 6 which is designed as a pipe flange with a pipe stub 40 and an adjoining projection 42.
  • the projection 42 has eight receptacles 38 for fastening elements.
  • the connection 18 is compatible with the opposite connection 12, which is designed as a block flange.
  • Fig. 5 shows a sectional view through the air blast device body 4 with a piston assembly inserted therein and part of the control unit 30 connected to it.
  • the piston 22 is shown in its closed position and, in the drawing, is movably mounted to the left and right in a tubular piston guide 20.
  • the piston guide 20 is formed by a pipe stub that extends into the interior of the pressure chamber 3 of the air blast device body 4. As shown, a pipe section can be inserted into the piston guide 20, which is in direct contact with the piston 22. This is not part of the invention, so a more detailed description is unnecessary.
  • the cover 32 and/or the piston guide 20 may have overflow openings that allow a pressure-conducting connection from the piston pre-chamber 24 to the pressure chamber 3.
  • the piston guide 20 ends sufficiently far in front of a valve seat 15 for the piston 22, so that when the valve is open, i.e. with the piston 22 in the open position, a connecting channel 16 is available between the connections 12 for the further air blast device bodies and the air outlet opening 14 to allow the compressed air blast to pass through.
  • the piston 22 is formed from a central disk 26 and a piston disk 27 adjoining it, which together with two heat protection disks 28 (exemplarily) are connected to form a clamping package by means of a connecting screw 21.
  • a piston pre-chamber 24 is formed between the piston 22 and the cover 32 of the control unit 30.
  • the piston pre-chamber 24 is connected to the 3/2-way valve assembly 34 via a feed channel 31 running through the cover 32.
  • a first axis A connects the connection 10 for the control unit 30 and the air outlet opening 14.
  • a second axis B runs perpendicular to the first axis A (see Fig. 6 ), which form two of the connections 12 for the further air blast device bodies 4, 5.
  • the first axis A and the second axis B form, by way of example, but preferably, a right-angled cross with each other.
  • a third axis C passing through the connection 18 for the pressure vessel 6 and the third connection 12 for the further air blast device body 4, 5 is, by way of example but preferably, perpendicular to the first axis A and to the second axis B.
  • the expandable air blast device 8 is based on the principle that the medium stored in the pressure vessel 6, the pressure chambers 3 and, if applicable, in connecting pieces, in particular air or an inert gas, is suddenly blown out via the air outlet opening 14.
  • the air blast device body 4 is filled with compressed air via the pressure vessel 6.
  • the piston pre-chamber 24 is filled with pre-chamber air.
  • the pressure of the pre-chamber air in the piston pre-chamber 24 causes the piston 22 to be pressed against the valve seat 15 provided at the air outlet opening 14. This closes the air outlet opening 14, as shown in Fig. 5 depicted.
  • the blow-off process is controlled by the 3/2-way valve assembly 34.
  • the 3/2-way valve assembly 34 allows the air outlet opening 14 to be closed by the piston 22 resting in the valve seat 15, and in the other position, it allows the piston pre-chamber 24 to be vented, i.e., the air outlet opening 14 to be opened, which triggers a sudden retraction of the piston 22 and a stop against a damping ring 25, thus generating the air blast by releasing the pressure from the pressure chamber 3.
  • the piston pre-chamber 24 is vented. This causes the medium stored in the pressure chambers 3 and in any connecting pieces to act on the piston 22 and push the piston 22 against the cover 32. This allows the compressed air from inside the air blast device body 4 to escape suddenly through the air outlet opening 14.
  • the air blast device body 4 is refilled with compressed air via the external compressed air connection.
  • the piston pre-chamber 24 is refilled with pre-chamber air.
  • the expandable air blast device 8 is then ready for use again.
  • Fig. 6 shows a perspective view of an expandable air blast device body 4 according to an embodiment of the invention.
  • Fig. 7 shows a cross-sectional view of it.
  • the expandable air blast device body 4 is essentially cube-shaped.
  • D4 denotes an inner diameter of the valve seat 15.
  • the inner diameter D4 of the valve seat 15 is the smallest flow cross-section for the discharge of compressed air.
  • the cross-sectional area of the valve seat 15 is smaller than the cross-sectional area in the region of the connecting channel 16.
  • the diameter D3 of the air outlet opening 14 is advantageously, but not limitingly for the invention, the same size as the diameter D1 of the connection 10 for the control unit 30 and the same size as the diameters D2 of the connections 12 for the further air blast device bodies 4, 5 in the illustrated embodiment.
  • the diameter D5 of the connection 18 for the pressure vessel 6 is advantageously, but not limitingly, the same size as the diameter D2 of the connection 12 for the further air blast device body 4, 5, which is located opposite it, in the illustrated embodiment. It is evident that several expandable air blast device bodies 4 can thus be connected to one another and spaced apart by the length of the pipe stub 14 plus the flange width.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen einstückig ausgebildeten, erweiterbaren Luftstoßgerätekörper (4) mit einer Druckkammer (3), die eine Kolbenführung (20) zur Aufnahme eines Kolbens (22) und einen Ventilsitz (15) für den Kolben (22) umgibt, einem Anschluss (18) für einen Druckbehälter (6), einem Anschluss (10) für eine Steuereinheit (30) zur Steuerung der Stellung des Kolbens (22) und mit einer Luftaustrittsöffnung (14). Dabei ist vorgesehen, dass der erweiterbare Luftstoßgerätekörper (4) außerdem mindestens einen, bevorzugt drei, Anschlüsse (12) für weitere Luftstoßgerätekörper (4, 5) zur Ausbildung eines gemeinsamen Druckraumes umfasst.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Luftstoßgerät (8), umfassend zumindest einen derartigen erweiterbaren Luftstoßgerätekörper (4).

Description

  • Die Erfindung betrifft einen einstückig ausgebildeten, erweiterbaren Luftstoßgerätekörper gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein erweiterbares Luftstoßgerät.
    • STAND DER TECHNIK
  • Luftstoßgerätekörper werden in Luftstoßgeräten verwendet, die zur Erzeugung starker Luftstöße ausgebildet sind, insbesondere in der Anwendung, um Materialanbackungen von Oberflächen eines Prozessraums zu lösen oder um Material in einem Prozessraum zu fördern.
  • Luftstoßgeräte basieren auf dem Prinzip, dass ein in einem Druckraum gespeichertes Medium, etwa Luft oder Inertgase, schlagartig über eine Ausblasöffnung abgeblasen wird. Dabei wird über eine Ventileinheit zwangsgesteuert schlagartig ein Druckluftstoß ausgeübt, so dass Druckluft schlagartig vom Luftstoßgerät zu einer Ausblasstelle, die im Allgemeinen durch eine Ausblasdüse gebildet ist, geblasen wird, von wo dann die Druckluft in den Prozessraum gelangt. Bevorzugt wird der austretende Luftstrahl in die Trennfläche zwischen einer Wandung des Prozessraums und der Anbackung eingeblasen, da dort die geringsten Haftkräfte vorliegen.
  • Luftstoßgeräte werden häufig in Prozessräumen eingesetzt, in denen hohe Betriebstemperaturen, z.B. bis zu 1200°C herrschen, wobei im Inneren der Prozessräume in der Regel auch eine aggressive chemische Atmosphäre herrscht. Derartige Prozessräume werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch als Brennkammern bezeichnet. Die Ausblasdüse besteht dabei aus einem hitzebeständigen Gusswerkstoff (Heißbranddüse). Der Einbau einer Ausblasdüse in vorhandene Wandungsausbrüche ist jederzeit möglich und kann insbesondere auch nachträglich von außen in einem entsprechenden Kernbohrverfahren erfolgen. Bei Anlagen mit besonders großer Hitzeentwicklung können lange Ausblasdüsen vorgesehen sein, um die Ventileinheit, insbesondere die Kolbenbaugruppe des Luftstoßgeräts vor der Hitzeeinwirkung zu schützen.
  • Aus EP 1 528 013 A1 ist ein Luftstoßgerät mit einer innenliegenden, oben angeordneten Ventileinheit bekannt, mit einem Druckbehälter zum Aufbewahren von gasförmigem Medium unter Druck und einer Ventileinheit mit Zylinder und darin beweglichem Kolben zum schlagartigen Ausblasen eines gespeicherten Mediums. Die Ventileinheit ist im Wesentlichen innerhalb des Druckbehälters angeordnet. Derartige Luftstoßgeräte sind aufwendig in der Herstellung und schränken die konstruktive Variabilität und Wartbarkeit ein, da die Ventileinheit und das Ausblasrohr in dem Druckbehälter im Allgemeinen schwer zugänglich sind.
  • Aus EP 2 272 776 A1 ist ein einstückig ausgebildeter Luftstoßgerätekörper gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Der Luftstoßgerätekörper umfasst eine Druckkammer, die eine Kolbenführung zur Aufnahme eines Kolbens und einen Ventilsitz für den Kolben umgibt. Der Körper weist einen Anschlussflansch für eine Steuereinheit auf, welche zur Entlüftung eines Kolbenvorraums und damit zum Abschießen der Druckluft über einen Luftaustrittsflansch dient.
    • AUFGABE DER ERFINDUNG
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Luftstoßgerätekörper und ein Luftstoßgerät vorzuschlagen, welche kostengünstig, insbesondere unter Vermeidung von Schweißarbeiten herstellbar sind. Das Luftstoßgerät soll eine geringe Komplexität aufweisen und an verschiedene Größen eines Prozessraums adaptierbar sein. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein besonders wartungsfreundliches Luftstoßgerät bereitzustellen.
    • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Die Aufgabe wird gelöst durch einen einstückig ausgebildeten, erweiterbaren Luftstoßgerätekörper mit einer Druckkammer, die eine Kolbenführung zur Aufnahme eines Kolbens und einen Ventilsitz für den Kolben umgibt, einem Anschluss für einen Druckbehälter, einem Anschluss für eine Steuereinheit zur Steuerung der Stellung des Kolbens, einer Luftaustrittsöffnung und mit mindestens einem, bevorzugt drei Anschlüssen für weitere Luftstoßgerätekörper zur Ausbildung eines gemeinsamen Druckraumes.
  • Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein erweiterbares Luftstoßgerät, das zumindest einen derartigen erweiterbaren Luftstoßgerätekörper umfasst.
  • Der "einstückig ausgebildete, erweiterbare Luftstoßgerätekörper" wird im Folgenden als "erweiterbarer Luftstoßgerätekörper" bezeichnet. Der erweiterbare Luftstoßgerätekörper ist durch die Kombination der für den Betrieb des Luftstoßgeräts notwendigen Kolben-Ventil-Baugruppe mit Anschlüssen für weitere Luftstoßgerätekörper sehr kompakt ausgebildet und reduziert hierdurch das Volumen des Luftstoßgeräts. Durch seine Verteilerfunktionalität ist ein den erweiterbaren Luftstoßgerätekörper aufweisendes Luftstoßgerät ebenselbst erweiterbar, an verschiedene Größen eines Prozessraums adaptierbar und insbesondere auch bei geringem Platzangebot einsetzbar. Durch die Verringerung von Einzelteilen und Integration mehrerer Funktionalitäten in einem einzigen Bauteil ist die Wartung des Luftstoßgerätekörpers erheblich verbessert.
  • Der erfindungsgemäße erweiterbare Luftstoßgerätekörper ist einstückig mittels eines Gussverfahrens hergestellt. Dadurch entfallen Schweißarbeiten für Verbindungsteile an andere Luftstoßgerätekörper. Ein Nachteil des Schweißens besteht darin, dass die Schweißnähte teilweise einer Röntgenprüfung unterzogen werden müssen, um deren Qualität zu gewährleisten, was zu zusätzlichen Kosten führt.
  • Der im erweiterbaren Luftstoßgerätekörper vorgesehene Ventilsitz definiert eine Anschlagsfläche für den Kolben. Die Anschlagsfläche kann in einer Ausführungsform durch einen innenliegenden Anschlagsflansch ausgebildet sein, der am erweiterbaren Luftstoßgerätekörper selbst ausgebildet ist. Alternativ kann die Anschlagsfläche durch ein Zusatzbauteil ausgebildet sein, etwa durch einen Einschraubring, Einpressring oder eingegossen Ring. Der Anschlag des Kolbens an den Ventilsitz verschließt die Luftaustrittsöffnung.
  • Bevorzugt, da besonders kompakt und zugänglich, ist der erweiterbare Luftstoßgerätekörper im Wesentlichen würfelförmig bzw. im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet, wobei der Anschluss für den Druckbehälter, der Anschluss für die Steuereinheit, die Luftaustrittsöffnung und drei Anschlüsse für weitere Luftstoßgerätekörper die Seiten des Würfels bzw. Quaders ausbilden.
  • Als vorteilhaft erweist sich, wenn der erweiterbare Luftstoßgerätekörper zwei Anschlüsse für zwei weitere Luftstoßgerätekörper aufweist, welche in Fluchtung einander gegenüberliegend angeordnet sind.
  • Die Luftaustrittsöffnung und der Anschluss für die Steuereinheit sind bevorzugt in Fluchtung einander gegenüberliegend angeordnet.
  • Der Anschluss für den Druckbehälter und ein Anschluss für einen der weiteren Luftstoßgerätekörper sind bevorzugt in Fluchtung einander gegenüberliegend angeordnet.
  • Nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass Achsen, welche jeweils zwei Anschlüsse bzw. die Luftaustrittsöffnung und einen Anschluss für die Steuereinheit miteinander verbinden, miteinander ein Doppelkreuz ausbilden und bevorzugt senkrecht zueinanderstehen.
  • Eine erste Achse verbindet dabei zwei der Anschlüsse für die weiteren Luftstoßgerätekörper. Eine zweite Achse verbindet dabei einen der Anschlüsse für die weiteren Luftstoßgerätekörper und den Anschluss für den Druckbehälter. Eine dritte Achse verbindet dabei die Luftaustrittsöffnung und den Anschluss für die Steuereinheit miteinander.
  • Die Verbindung anzuschließender Bauteile, etwa Deckel, Rohre, Rohrflansche, Blindflansche, usw. an den Anschlüssen und der Luftaustrittsöffnung kann form- und/oder kraftschlüssig, mittels Verschraubung, Verspannung, Außen- und/oder Innengewinde, Klemmung, Schrumpfung, oder dgl., mit oder ohne zusätzliche Befestigungsmittel erfolgen, wobei auf das Fachwissen verwiesen werden darf. Die Anschlüsse des Luftstoßgerätekörpers können entsprechend auf vielfältige Weise ausgestaltet sein. Bevorzugt sind sie als Anschlussflansche ausgebildet.
  • Obwohl die Erfindung im Zusammenhang mit Schraubenverbindungen, d.h. Schrauben als Befestigungsmittel beschrieben wird, ist sie nicht darauf beschränkt. Die Verbindung der Bauteile, insbesondere zur Ausbildung eines gemeinsamen Druckraumes, kann beliebig erfolgen, bevorzugt sind allerdings lösbare Verbindungen, insbesondere Schraubenverbindungen, Stiftverbindungen, oder auch eine Gewindeverbindung, also eine direkte Verschraubung des anzuschließenden Bauteils mit dem jeweiligen Anschluss, z.B. Anschlussflansch. Schraubenverbindungen sind aufgrund der Zugänglichkeit und Wartungsfreundlichkeit allerdings bevorzugt.
  • Die symmetrische Anordnung der Anschlüsse zueinander hat mehrere Vorteile. Zum einen ist der Körper und somit das Luftstoßgerät von allen Seiten her gleichermaßen leicht zugänglich, was Vorteile bei der Wartung und beim Austausch von Teilen mit sich bringt. Zum anderen ist der Luftstoßgerätekörper einfach zu berechnen und zu modellieren, so dass die konkreten Innenabmessungen der Strömungskanäle, die Lage von Sacklochaugen, Graten, Kanten und dergleichen gießereitechnisch optimiert werden können. Ein Ziel der Optimierung kann es sein, beim Luftstoß möglichst wenig Verwirbelungen zu erzeugen, um Energieverluste gering zu halten.
  • Besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn der Anschluss für die Steuereinheit, die Anschlüsse für weitere Luftstoßgerätekörper und/oder die Luftaustrittsöffnung als Blockflansche ausgebildet sind, da dies zum einen eine besonders kompakte Bauform des Körpers darstellt und da zum anderen die zum Anschluss der weiteren Bauteile verwendeten Befestigungsmittel von außen her zugänglich sind. Die Blockflansche sind dabei mit Aufnahmen für Befestigungsmittel versehen, bevorzugt mit vier bis zwölf, insbesondere bevorzugt acht Aufnahmen für Befestigungsmittel. Bevorzugt, da wartungsfreundlich, sind die Aufnahmen für Befestigungsmittel als Schraubenaufnahmen ausgebildet und weisen ein entsprechendes Innengewinde auf. Als Schraubenaufnahmen können Sacklöcher in den Blockflanschen vorgesehen sein.
  • Alternativ zu der Ausführungsform als Blockflansch kann vorgesehen sein, dass die Flansche als Rohrflansche zur Bereitstellung der Aufnahmen von Befestigungsmitteln ausgebildet sind.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist der Anschluss für den Druckbehälter als ein Rohrflansch ausgebildet. Der Rohrflansch umfasst einen Rohrstutzen und eine nach außen ragende Abkragung zur Bereitstellung von Aufnahmen von Befestigungsmitteln. Vorteilhaft ist der erweiterbare Luftstoßgerätekörper kompatibel zu einem Druckbehälter mit einem Blockflansch. Des Weiteren ist es möglich, über den Rohrflansch mehrere erweiterbare Luftstoßgerätekörper aneinander zu schließen und somit das Luftstoßgerät zu erweitern. Der Rohrstutzen kann hierzu eine zweckmäßige Länge aufweisen, beispielsweise von 5 cm bis 30 cm, bevorzugt von 10 cm bis 15 cm. Über den Rohrstutzen sind die erweiterbaren Luftstoßgerätekörper ausreichend voneinander beabstandet.
  • In Bezug auf die Außendurchmesser gilt: Um mehrere erweiterbare Luftstoßgerätekörper aneinanderzuschließen ist bevorzugt vorgesehen, dass ein Durchmesser eines Anschlusses für einen weiteren Luftstoßgerätekörper ähnlich groß, bevorzugt gleich groß, wie ein Durchmesser des Anschlusses für den Druckbehälter ist, und dass der Anschluss für den weiteren Luftstoßgerätekörper Aufnahmen für Befestigungsmittel aufweist, welche mit entsprechenden Aufnahmen für Befestigungsmittel des Anschlusses für den Druckbehälter kompatibel ausgebildet sind.
  • Nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein Durchmesser des Anschlusses für die Steuereinheit ähnlich groß, bevorzugt gleich groß, ist wie ein Durchmesser eines Anschlusses für einen weiteren Luftstoßgerätekörper. Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass ein Durchmesser eines Anschlusses für einen weiteren Luftstoßgerätekörper ähnlich groß, bevorzugt gleich groß, ist wie ein Durchmesser der Luftaustrittsöffnung. Alternativ oder zusätzlich hierzu ist vorgesehen, dass ein Durchmesser des Anschlusses für die Steuereinheit ähnlich groß, bevorzugt gleich groß, ist wie ein Durchmesser der Luftaustrittsöffnung.
  • Unter "ähnlich groß" wird eine Abweichung von bis zu 20%, bevorzugt bis zu 10% und noch weiter bevorzugt bis zu 5% verstanden. Die Vereinheitlichung der Anschlussdimensionen der Anschlüsse ermöglicht es, einheitliche Bauteile, beispielsweise Ventildeckel, Rohrflansche oder Blindflansche, zu verwenden. In diesem Sinne ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die Anschlüsse jeweils die gleiche Anzahl von Aufnahmeöffnungen für Befestigungsmittel aufweisen, wobei aufgrund ggf. vorhandener unterschiedlicher Nenndrücke in der Druckkammer und in der Kolbenvorkammer auch zwischen dem Anschluss für die Steuereinheit und dem Anschluss für weitere Luftstoßgerätekörper auch unterschiedliche Anzahlen von Aufnahmeöffnungen für Befestigungsmittel vorliegen können.
  • In der Druckkammer ist bevorzugt vorgesehen, dass ein kleinster Strömungsquerschnitt für die Abgabe der Druckluft durch den Innendurchmesser des Ventilsitzes gebildet ist. Unabhängig davon ist der Innendurchmesser an den Anschlüssen für das weitere Luftstoßgerät bevorzugt ähnlich groß oder zumindest gleich groß oder größer ausgebildet als der Innendurchmesser des Ventilsitzes.
  • Ein erweiterbares Luftstoßgerät umfasst zumindest einen der beschriebenen erweiterbaren Luftstoßgerätekörper. Bevorzugt weist das erweiterbare Luftstoßgerät mehrere Luftstoßgerätekörper auf, die direkt und/oder mithilfe von Verbindungsstücken unter Ausbildung eines gemeinsamen Druckraumes aneinandergekoppelt sind. Die weiteren Luftstoßgerätekörper können ebenfalls erweiterbare Luftstoßgerätekörper sein oder nicht erweiterbare Luftstoßgerätekörper.
  • Als "nicht erweiterbare Luftstoßgerätekörper" werden im Sinne der vorliegenden Offenbarung Luftstoßgerätekörper bezeichnet, die einen Anschluss an eine externe Druckquelle und im Allgemeinen, aber nicht einschränkend für die Erfindung, zumeist in Form eines T-Stücks davon senkrecht abgehend die Ventil-Kolben Baugruppe mit der Luftaustrittsöffnung aufweisen. Der Fachperson sind eine Vielzahl von Ausführungsformen bekannt z.B. aus EP 2 272 776 A1 .
  • Da der erfindungsgemäße erweiterbare Luftstoßgerätekörper mindestens einen, bevorzugt drei Anschlüsse für weitere Luftstoßgerätekörper aufweist, kann der Luftstoßgerätekörper mittels Blindflanschen zu einem ein bis vier Luftstoßgerätekörper umfassenden Luftstoßgerät erweitert werden. Insbesondere kann das erweiterbare Luftstoßgerät genau einen erweiterbaren Luftstoßgerätekörper aufweisen und daran angeschlossen einen bis drei nicht erweiterbare Luftstoßgerätekörper, welche an den Anschlüssen für weitere Luftstoßgerätekörper direkt mit dem erweiterbaren Luftstoßgerätekörper verbunden sind.
  • Die Erfindung ist nicht auf eine bestimmte Anzahl von Luftstoßgerätekörpern im Luftstoßgerät beschränkt, da das Luftstoßgerät erweiterbar ist.
  • Insbesondere kann das erweiterbare Luftstoßgerät zumindest zwei erweiterbare Luftstoßgerätekörper aufweisen, wobei ein Anschluss für einen weiteren Luftstoßgerätekörper eines ersten erweiterbaren Luftstoßgerätekörpers mit dem Anschluss für den Druckbehälter eines zweiten Luftstoßgerätekörpers unter Ausbildung eines gemeinsamen Druckraumes direkt verbunden sind.
  • Das erweiterbare Luftstoßgerät kann dabei mehrere nicht erweiterbare Luftstoßgerätekörper aufweisen, welche an den Anschlüssen für weitere Luftstoßgerätekörper unter Ausbildung eines gemeinsamen Druckraumes direkt mit den erweiterbaren Luftstoßgerätekörpern verbunden sind.
  • Pro erweiterbaren Luftstoßgerätekörper können dabei jeweils bis zu drei nicht erweiterbare Luftstoßgerätekörper im erweiterbaren Luftstoßgerät hinzukommen.
  • Im Allgemeinen setzt sich das Volumen des Druckraums des Luftstoßgeräts aus dem Volumen des Druckbehälters, dem Volumen der Druckkammern der Luftstoßgerätekörper und, falls vorhanden, aus dem Volumen von Verbindungsstücken zusammen.
  • Im Allgemeinen weist jeder Luftstoßgerätekörper, erweiterbar oder nicht erweiterbar, einen in der Kolbenführung eingesetzten Kolben und eine angeschlossene Steuereinheit auf. Das erweiterbare Luftstoßgerät kann weiterhin etwaig an die Anschlüsse befestigte Ventildeckel oder Blindflansche umfassen.
  • Das erweiterbare Luftstoßgerät umfasst zumindest einen angeschlossenen Druckbehälter, der ein Volumen von bevorzugt 10 bis 500 l, bevorzugt von 50 bis 150 l aufweist. Der Druckbehälter kann über einen Anschlussflansch direkt mit dem entsprechenden Anschluss des erweiterbaren Luftstoßgerätekörpers verbunden werden. Alternativ kann das erweiterbare Lufstoßgerät auch ohne Druckbehälter verwendet werden, wenn das Volumen der zusammengeschlossenen Druckkammern der Luftstoßgerätekörper ausreicht.
  • Es kann z.B. aus Platzgründen erforderlich sein, dass zwei Luftstoßgerätekörper, z.B. zwei erweiterbare Luftstoßgerätekörper, oder ein erweiterbarer Luftstoßgerätekörper und ein nicht erweiterbarer Luftstoßgerätekörper, über Verbindungsstücke, etwa Rohre, miteinander verbunden sind.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass die erweiterbaren Luftstoßgerätekörper über ihre Anschlüsse bevorzugt jeweils einzeln mit Steuereinheiten verbunden sind, wobei die Steuereinheiten bevorzugt über Verbindungsschläuche miteinander verbunden sind. Geeignete Schläuche sind beispielsweise 1/2-Zoll-Schläuche. Über die Steuereinheit wird die Kolbenvorkammer befüllt.
  • Obwohl die Erfindung im Zusammenhang mit "Luft"-Stößen beschrieben wird, ist sie nicht darauf beschränkt. Als Medien können alternativ zur Umgebungsluft zweckmäßigerweise andere Gase verwendet werden, insbesondere inerte Gase, je nach Anwendungsfall.
  • Obwohl die Erfindung im Zusammenhang mit einem 3/2-Wegeventil beschrieben wird, ist diese nicht darauf beschränkt. Ebenso ist der Einsatz anderer Mechanismen möglich, welche bewirken, dass der Kolben schlagartig aus dem Ventilsitz in eine Offenstellung gebracht und aus der Offenstellung wieder in die Schließstellung zurückgebracht werden kann, insbesondere unter Verwendung von z.B. 2/2-Wegeventilen oder Schnellentlüftungsventilen und einer Feder im Kolbenvorraum.
    • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren näher beschrieben und dargestellt.
  • Dabei zeigen:
    • Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erweiterbaren Luftstoßgeräts nach einer Ausführungsform der Erfindung,
    • Fig. 2 eine Seitenansicht des erweiterbaren Luftstoßgeräts von Fig. 1,
    • Fig. 3 eine Frontansicht des erweiterbaren Luftstoßgeräts von Fig. 1,
    • Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines erweiterbaren Luftstoßgerätekörpers nach einer Ausführungsform der Erfindung mit angeschlossener Steuereinheit,
    • Fig. 5 eine Schnittansicht durch den erweiterbaren Luftstoßgerätekörper von Fig. 4,
    • Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines erweiterbaren Luftstoßgerätekörpers nach einer Ausführungsform der Erfindung und
    • Fig. 7 eine Schnittansicht durch den Luftstoßgerätekörper von Fig. 6.
    AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
  • Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erweiterbaren Luftstoßgeräts 8 nach einer Ausführungsform der Erfindung. Fig. 2 und Fig. 3 zeigen eine Seitenansicht und eine Frontansicht des erweiterbaren Luftstoßgeräts 8.
  • Das erweiterbare Luftstoßgerät 8 umfasst einen erweiterbaren Luftstoßgerätekörper 4 und beispielhaft zwei daran angeschlossene nicht erweiterbare Luftstoßgerätekörper 5, die in bekannter Weise bezüglich der Lage ihrer Anschlüsse T-förmig, mit Druckluftanschluss und Kolben-/Steuereinheit ausgestaltet sein können, z.B. wie aus EP 2 272 776 A1 , Fig. 1 darin, bekannt.
  • An einem als Rohrflansch ausgeführten Anschluss 18 ist an dem erweiterbaren Luftstoßgerätekörper 4 ein Druckbehälter 6 angeschlossen. Die zwei nicht erweiterbaren Luftstoßgerätekörper 5 sind an gegenüberliegenden Seiten des erweiterbaren Luftstoßgerätekörpers 4 angeschlossen. Vorderseitig ist am erweiterbaren Luftstoßgerätekörper 4 eine Steuereinheit 30 angeschlossen. Auch die nicht erweiterbaren Luftstoßgerätekörper 5 sind mit Steuereinheiten 30 versehen.
  • Der erweiterbare Luftstoßgerätekörper 4 umfasst dementsprechend einen Anschluss 10 für die Steuereinheit 30 und eine Luftaustrittsöffnung 14, welche dem Anschluss 10 für die Steuereinheit 30 gegenüberliegend angeordnet ist. Der Anschluss 10 für die Steuereinheit 30 ist beispielhaft, aber bevorzugt zylinderförmig als ein Blockflansch ausgebildet, ebenso wie die Luftaustrittsöffnung 14. Der erweiterbare Luftstoßgerätekörper 4 umfasst in der dargestellten Ausführungsform außerdem drei Anschlüsse 12 für weitere Luftstoßgerätekörper 4, 5, die ebenso beispielhaft, aber bevorzugt als Blockflansche ausgebildet sind.
  • Die Steuereinheit 30 umfasst einen Deckel 32, der eine mittige Bohrung als Zuführkanal 31 für Vorkammerluft aufweist (siehe z.B. Fig. 5). Der Deckel 32 ist mithilfe von beispielhaft, aber nicht einschränkend für die Erfindung, acht Befestigungsschrauben 36 an dem Anschluss 10 für die Steuereinheit 30 befestigt, die in entsprechende Sacklöcher eingreifen (nicht dargestellt). Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Steuereinheit beispielhaft, aber nicht einschränkend für die Erfindung, eine 3/2-Wegeventil-Baugruppe 34.
  • Die Steuereinheiten 30 sind untereinander mittels Verbindungsschläuchen 47 für die Vorkammerluft verbunden. Die Verbindungsschläuche 47 sind je nach benötigtem Druck und Dichtigkeitsanforderungen zweckmäßig ausgelegt, z.B. als 1/2 Zoll-Schläuche. Wie in Figur 4 ersichtlich sind die Verbindungschläuche 47 an einer Befüllgarnitur 35 zusammengeführt. Die Befüllgarnitur 35 ist an sich bekannt und nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung, sodass auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet werden darf.
  • Unterseitig ist der erweiterbare Luftstoßgerätekörper 4 an dem Anschluss 12 für einen weiteren Luftstoßgerätekörper 4, 5 mit einem Blindflansch 44 verschlossen.
  • Anstelle des Blindflanschs 44 kann über den Anschluss 12 ein weiterer, also im dargestellten Fall ein dritter, nicht erweiterbarer Luftstoßgerätekörper 5 (nicht dargestellt) angeschlossen werden. Der dritte nicht erweiterbare Luftstoßgerätekörper 5 ist beispielsweise identisch zu beiden anderen dargestellten nicht erweiterbaren Luftstoßgerätekörpern 5 ausgebildet.
  • Anstelle des Blindflanschs 44 kann aber auch ein Anschluss 18 für einen Druckbehälter 6 eines zweiten erweiterbaren Luftstoßgerätekörpers 4 (nicht dargestellt) mit dem Anschluss 12 des erweiterbaren Luftstoßgerätekörpers 4 verbunden werden, was das erweiterbare Luftstoßgerät 8 um einen zweiten erweiterbaren Luftstoßgerätekörper 4 erweitert. Der zweite erweiterbare Luftstoßgerätekörper 4 kann identisch zu dem dargestellten erweiterbaren Luftstoßgerätekörper 4 ausgebildet sein. Nach der Verbindung zweier erweiterbarer Luftstoßgerätekörper 4 sind bereits bis zu sieben Luftstoßgerätekörper 4, 5 kompakt miteinander verbunden bereitstellbar. Durch die Kompatibilität der Anschlüsse 12, 18 ist das Luftstoßgerät 8 also auf vielfältige Weise erweiterbar.
  • Insbesondere sind die Dimensionierung (insbesondere Durchmesser) des Anschlusses 18 für den Druckbehälter 6 und des Anschlusses 12 für den weiteren Luftstoßgerätekörper 4, 5, sowie die Anzahl dort vorgesehenen Aufnahmen 38 für Befestigungsmittel aufeinander abgestimmt, wie im Folgenden noch näher erläutert wird. Der Anschluss 18 für den Druckbehälter 6 wird also vorteilhaft zur Erweiterung des Luftstoßgeräts 8 unter direkter Kopplung zweier erweiterbarer Luftstoßgerätekörper 4 eingesetzt.
  • Fig. 4 zeigt den erweiterbaren Luftstoßgerätekörper 4 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Der erweiterbare Luftstoßgerätekörper 4 umfasst eine Druckkammer 3 mit einem Luftaufnahmevolumen.
  • Das erweiterbare Luftstoßgerätekörper 4 ist dazu geeignet, um in einem in einem erweiterbaren Luftstoßgerät 8, wie in Fig. 1 - 3 dargestellt, eingesetzt zu werden.
  • An den Anschlüssen 12 für die weiteren Luftstoßgerätekörper 4, 5 sind stirnseitig bevorzugt, aber nicht einschränkend für die Erfindung, jeweils acht Aufnahmen 38 vorgesehen, die mit inneren Gewindegängen zur Aufnahme von Schrauben ausgestattet sein können.
  • An der verbleibenden Seite des Würfels bzw. in diesem Fall Quaders befindet sich der Anschluss 18 für den Druckbehälter 6, welcher als ein Rohrflansch mit einem Rohrstutzen 40 und einer daran anschließenden Abkragung 42 ausgebildet ist. An der Abkragung 42 sind wiederum acht Aufnahmen 38 für Befestigungsmittel vorgesehen. Der Anschluss 18 ist zu dem gegenüberliegenden, als Blockflansch ausgebildeten Anschluss 12 kompatibel.
  • Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht durch den Luftstoßgerätekörper 4 mit einer darin eingesetzten Kolbenbaugruppe und einem Teil der daran angeschlossenen Steuereinheit 30.
  • Der Kolben 22 ist in seiner Schließstellung dargestellt und in der Zeichnung nach links und rechts beweglich in einer rohrförmigen Kolbenführung 20 gelagert. Die Kolbenführung 20 ist durch einen Rohrstutzen gebildet, der sich in das Innere der Druckkammer 3 des Luftstoßgerätekörpers 4 erstreckt. In die Kolbenführung 20 kann wie dargestellt ein Rohrabschnitt eingesetzt sein, der im direkten Kontakt mit dem Kolben 22 steht. Dies ist nicht Gegenstand der Erfindung, sodass auf eine nähere Beschreibung verzichtet werden kann.
  • In nicht dargestellten Ausführungsformen, die ebenfalls von der Erfindung umfasst sind, können der Deckel 32 und/oder die Kolbenführung 20 Überströmöffnungen aufweisen, die eine druckleitende Verbindung von der Kolbenvorkammer 24 in die Druckkammer 3 ermöglichen.
  • In etwa auf Höhe der zweiten Achse B bzw. dritten Achse C (siehe Fig. 6) , was aber nicht einschränkend für die Erfindung ist, endet die Kolbenführung 20 ausreichend entfernt vor einem Ventilsitz 15 für den Kolben 22, so dass bei geöffnetem Ventil, also mit dem Kolben 22 in Offenstellung, ein Verbindungskanal 16 zwischen den Anschlüssen 12 für die weiteren Luftstoßgerätekörper und der Luftaustrittsöffnung 14 vorhanden ist, um den Druckluftstoß durchzuleiten.
  • Der Kolben 22 ist in der dargestellten Ausführungsform, nicht einschränkend für die Erfindung, aus einer Mittelscheibe 26 und einer daran anschließenden Kolbenscheibe 27 gebildet, die gemeinsam mit hier beispielhaft zwei Hitzeschutzscheiben 28 mittels einer Verbindungsschraube 21 zu einem Klemmpaket verbunden sind.
  • Zwischen dem Kolben 22 und dem Deckel 32 der Steuereinheit 30 ist eine Kolbenvorkammer 24 ausgebildet. Die Kolbenvorkammer 24 ist über einen durch den Deckel 32 verlaufenden Zuführkanal 31 an die 3/2-Wegeventil-Baugruppe 34 angeschlossen.
  • Den Anschluss 10 für die Steuereinheit 30 und die Luftaustrittsöffnung 14 verbindet eine erste Achse A. Senkrecht zur ersten Achse A verläuft eine zweite Achse B (siehe Fig. 6), welche zwei der Anschlüsse 12 für die weiteren Luftstoßgerätekörper 4, 5 miteinander ausbilden. Die erste Achse A und die zweite Achse B bilden in der dargestellten Ausführungsform beispielhaft, aber bevorzugt, ein rechtwinkliges Kreuz miteinander.
  • Eine durch den Anschluss 18 für den Druckbehälter 6 und den dritten Anschluss 12 für den weiteren Luftstoßgerätekörper 4, 5 verlaufende dritte Achse C steht in der dargestellten Ausführungsform beispielhaft, aber bevorzugt, senkrecht zur ersten Achse A und zur zweiten Achse B.
  • Das erweiterbare Luftstoßgerät 8 basiert auf dem Prinzip, dass das in dem Druckbehälter 6, den Druckkammern 3 und ggf. in Verbindungsstücken gespeicherte Medium, insbesondere Luft oder ein Inertgas, schlagartig über die Luftaustrittsöffnung 14 abgeblasen wird.
  • Der Luftstoßgerätekörper 4 wird über den Druckbehälter 6 mit Druckluft befüllt. Ebenso wird die Kolbenvorkammer 24 mit Vorkammerluft befüllt.
  • Der Druck der Vorkammerluft in der Kolbenvorkammer 24 führt dazu, dass der Kolben 22 gegen den am der Luftaustrittsöffnung 14 vorgesehenen Ventilsitz 15 gepresst wird. Dadurch ist die Luftaustrittsöffnung 14 verschlossen, wie in Fig. 5 dargestellt.
  • Die Steuerung des Ausblasvorgangs erfolgt im dargestellten Ausführungsbeispiel durch die 3/2-Wegeventil-Baugruppe 34. Die 3/2-Wegeventil-Baugruppe 34 ermöglicht in einer Stellung das Schließen der Luftaustrittsöffnung 14 durch Anlage des Kolbens 22 im Ventilsitz 15, und in der anderen Stellung die Entlüftung der Kolbenvorkammer 24, das heißt Öffnen der Luftaustrittsöffnung 14, was eine schlagartige Zurückbewegung des Kolbens 22 und Anschlag an einen Dämpfungsring 25 und damit die Erzeugung des Luftstoßes durch Entladung des Drucks aus der Druckkammer 3 auslöst.
  • Wenn das 3/2-Wegeventil betätigt wird, entlüftet die Kolbenvorkammer 24. Dadurch wirkt das in den Druckkammern 3 und in den ggf. vorgesehenen Verbindungsstücken gespeicherte Medium auf den Kolben 22 und schiebt den Kolben 22 gegen den Deckel 32. Dadurch kann die Druckluft aus dem Inneren des Luftstoßgerätekörpers 4 schlagartig über die Luftaustrittsöffnung 14 entweichen.
  • Nach der Abgabe des Luftstoßes wird der Luftstoßgerätekörper 4 wiederum über den externen Druckluftanschluss mit Druckluft befüllt. Ebenso wird die Kolbenvorkammer 24 wieder mit Vorkammerluft befüllt. Das erweiterbare Luftstoßgerät 8 ist wieder einsatzbereit.
  • Fig. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erweiterbaren Luftstoßgerätekörpers 4 nach einer Ausführungsform der Erfindung. Fig. 7 zeigt eine Schnittansicht davon.
  • Der erweiterbare Luftstoßgerätekörper 4 ist im wesentlichen würfelförmig ausgebildet.
  • D4 bezeichnet einen Innendurchmesser des Ventilsitzes 15. In der Druckkammer 3 ist der Innendurchmesser D4 des Ventilsitzes 15 der kleinste Strömungsquerschnitt für die Abgabe der Druckluft. Insbesondere ist der Flächenquerschnitt des Ventilsitzes 15 kleiner als der Flächenquerschnitt im Bereich des Verbindungskanals 16.
  • Die Anschlüsse 12 für die weiteren Luftstoßgerätekörper 4, 5 weisen in der dargestellten Ausführungsform vorteilhaft, aber nicht einschränkend für die Erfindung, einen identischen Durchmesser D2 auf. Zwei der Anschlüsse 12 für die weiteren Luftstoßgerätekörper 4, 5 sind einander gegenüberliegend in Fluchtung angeordnet. An den Stirnseiten befinden sich die bereits beschriebenen Aufnahmen 38 die Befestigungsmittel.
  • Der Durchmesser D3 der Luftaustrittsöffnung 14 ist in der dargestellten Ausführungsform vorteilhaft, aber nicht einschränkend für die Erfindung, ebenso groß wie der Durchmesser D1 des Anschlusses 10 für die Steuereinheit 30 und gleich groß wie die Durchmesser D2 der Anschlüsse 12 für die weiteren Luftstoßgerätekörper 4, 5 ausgebildet.
  • Der Durchmesser D5 des Anschlusses 18 für den Druckbehälter 6 ist in der dargestellten Ausführungsform vorteilhaft, aber nicht einschränkend für die Erfindung, ebenso groß wie der Durchmesser D2 des Anschlusses 12 für den weiteren Luftstoßgerätekörper 4, 5, welcher ihm gegenüber liegt. Ersichtlich sind auf diese Weise mehrere erweiterbare Luftstoßgerätekörper 4 aneinander ansetzbar und durch die Länge des Rohrstutzens 14 zuzüglich Flanschbreite voneinander beabstandet.
    • BEZUGSZEICHEN
    • 3 Druckkammer; 4 erweiterbarer Luftstoßgerätekörper; 5 nicht erweiterbarer Luftstoßgerätekörper; 6 Druckbehälter; 8 erweiterbares Luftstoßgerät; 10 Anschluss Steuereinheit; 12 Anschluss weiterer Luftstoßgerätekörper; 14 Luftaustrittsöffnung; 15 Ventilsitz; 16 Verbindungskanal; 18 Anschluss Druckbehälter; 20 Kolbenführung; 21 Verbindungsschraube; 22 Kolben; 24 Kolbenvorkammer; 25 Dämpfungsring; 26 Mittelscheibe; 27 Kolbenscheibe; 28 Hitzeschutzscheibe; 30 Steuereinheit; 31 Zuführkanal Vorkammerluft; 32 Deckel; 34 3/2-Wegeventilbaugruppe; 35 Befüllgarnitur; 36 Befestigungsschraube; 38 Aufnahme; 40 Rohrstutzen; 42 Abkragung; 44 Blindflansch; 47 Verbindungsschlauch Vorkammerluft;
    • A erste Achse; B zweite Achse; C dritte Achse; D1 Durchmesser Anschluss Steuereinheit; D2 Durchmesser Anschluss weiterer Luftstoßgerätekörper; D3 Durchmesser Luftaustrittsöffnung; D4 Innendurchmesser Ventilsitz; D5 Durchmesser Anschluss Druckbehälter.

Claims (12)

  1. Einstückig ausgebildeter, erweiterbarer Luftstoßgerätekörper (4) mit einer Druckkammer (3), die eine Kolbenführung (20) zur Aufnahme eines Kolbens (22) und einen Ventilsitz (15) für den Kolben (22) umgibt, einem Anschluss (18) für einen Druckbehälter (6), einem Anschluss (10) für eine Steuereinheit (30) zur Steuerung der Stellung des Kolbens (22) und mit einer Luftaustrittsöffnung (14),
    dadurch gekennzeichnet, dass der erweiterbare Luftstoßgerätekörper (4) außerdem mindestens einen, bevorzugt drei, Anschlüsse (12) für weitere Luftstoßgerätekörper (4, 5) zur Ausbildung eines gemeinsamen Druckraumes umfasst.
  2. Einstückig ausgebildeter, erweiterbarer Luftstoßgerätekörper (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erweiterbare Luftstoßgerätekörper (4) im Wesentlichen würfelförmig oder quaderförmig ausgebildet ist, wobei der Anschluss (18) für den Druckbehälter (6), der Anschluss (10) für die Steuereinheit (30), die Luftaustrittsöffnung (14) und drei Anschlüsse (12) für weitere Luftstoßgerätekörper (4, 5) die Seiten des Würfels oder Quaders ausbilden.
  3. Einstückig ausgebildeter, erweiterbarer Luftstoßgerätekörper (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass zwei der Anschlüsse (12) für die weiteren Luftstoßgerätekörper (4, 5) in Fluchtung einander gegenüberliegend angeordnet sind.
  4. Einstückig ausgebildeter, erweiterbarer Luftstoßgerätekörper (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass Achsen, welche jeweils
    - zwei der Anschlüsse (12) für die weiteren Luftstoßgerätekörper (4, 5),
    - einen der Anschlüsse (12) für die weiteren Luftstoßgerätekörper (4, 5) und den Anschluss (18) für den Druckbehälter (6), und
    - die Luftaustrittsöffnung (14) und den Anschluss (10) für die Steuereinheit (30) miteinander verbinden,
    miteinander ein Doppelkreuz ausbilden, wobei die Achsen bevorzugt senkrecht zueinanderstehen.
  5. Einstückig ausgebildeter, erweiterbarer Luftstoßgerätekörper (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Anschluss (10) für die Steuereinheit (30), die Anschlüsse (12) für die weiteren Luftstoßgerätekörper (4, 5) und/oder die Luftaustrittsöffnung (14) als Blockflansche ausgebildet sind.
  6. Einstückig ausgebildeter, erweiterbarer Luftstoßgerätekörper (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Anschluss (18) für den Druckbehälter (6) als ein Rohrflansch ausgebildet ist.
  7. Einstückig ausgebildeter, erweiterbarer Luftstoßgerätekörper (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchmesser (D2) zumindest eines Anschlusses (12) für einen weiteren Luftstoßgerätekörper (4, 5) ähnlich groß, bevorzugt gleich groß, ist wie ein Durchmesser (D5) des Anschlusses (18) für den Druckbehälter (6),
    und dass der Anschluss (12) für den weiteren Luftstoßgerätekörper (4, 5) Aufnahmen (38) für Befestigungsmittel aufweist, welche mit entsprechenden Aufnahmen (38) für Befestigungsmittel des Anschlusses (18) für den Druckbehälter (6) kompatibel ausgebildet sind.
  8. Einstückig ausgebildeter, erweiterbarer Luftstoßgerätekörper (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass in der Druckkammer (3) ein kleinster Strömungsquerschnitt für die Abgabe der Druckluft durch einen Innendurchmesser (D4) des Ventilsitzes (15) gebildet ist.
  9. Erweiterbares Luftstoßgerät (8), umfassend zumindest einen erweiterbaren Luftstoßgerätekörper (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  10. Erweiterbares Luftstoßgerät (8) nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass das erweiterbare Luftstoßgerät (4) genau einen erweiterbaren Luftstoßgerätekörper (4) und ein bis drei nicht erweiterbare Luftstoßgerätekörper (5) aufweist, welche an den Anschlüssen (12) für weitere Luftstoßgerätekörper (4, 5) direkt mit dem erweiterbaren Luftstoßgerätekörper (4) insbesondere unter Ausbildung eines gemeinsamen Druckraumes verbunden sind.
  11. Erweiterbares Luftstoßgerät (8), umfassend zumindest zwei erweiterbare Luftstoßgerätekörper (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei ein Anschluss (12) für einen weiteren Luftstoßgerätekörper (4, 5) eines ersten erweiterbaren Luftstoßgerätekörpers (4) mit dem Anschluss (18) für den Druckbehälter (6) eines zweiten Luftstoßgerätekörpers (4) unter Ausbildung eines gemeinsamen Druckraumes direkt verbunden sind.
  12. Erweiterbares Luftstoßgerät (8) nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass das erweiterbare Luftstoßgerät (4) mehrere nicht erweiterbare Luftstoßgerätekörper (5) aufweist, welche an den Anschlüssen (12) für weitere Luftstoßgerätekörper (4, 5) unter Ausbildung eines gemeinsamen Druckraumes direkt mit den erweiterbaren Luftstoßgerätekörpern (4) verbunden sind.
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