JPH0738977B2 - エアブラストカートリッジ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は概して給水及び排水技術に関し、さらに詳細に
はエアブラストカートリッジに関する。

発明の背景 従来技術のエアブラストカートリッジ（ソビエト連邦、
A130454）として、ハウジングを具備し、このハウジン
グがハウジングの長手軸線に沿って配置されるピストン
によって入口室と出口室とに分割されてなるものが知ら
れている。入口室はピストンに設けた軸方向のポートを
通る空気導入管を介して圧縮空気源に連通する。出口室
はピストンと空気導入管との間の環状隙間を介して入口
室に連通する。さらに、出口室は放出時に周囲の大気に
連通する。

圧縮空気源からの圧縮空気は空気導入管に沿って入口室
に送られ、ピストンの入口室に隣接する端部に圧力を与
え、よってピストンをそのシート部に対して押付ける。
圧縮空気はピストンと空気導入管との間の環状隙間を介
して自由に出口室へ流れる。公知のエアブラスト室を作
動させるために、バルブが設けられ、空気導入管と連通
する空気ダクトがこのバルブを介して大気に連通され
る。

オペレータが一旦空気ダクトを大気に連通させると、圧
縮空気は空気ダクト、空気導入管、及び入口室から自由
に逃げる。その結果、入口室内の空気が低下し、ピスト
ンが出口室側の部分の硬い表面にかかる圧力によって押
されて入口室へ向かって動き、よってエアブラストカー
トリッジのハウジングの貫通ポートを開放し、圧縮空気
を大気にリリースする。

上記した公知のエアブラストカートリッジは岩や石炭を
破壊するために設計されたものであるが、次の理由によ
って、産業用パイプラインや、容器や、船当において固
まったカスやケーキの掃除に使用することができなかっ
た。

バルブ（ディスチャージヘッド）があるのでエアブラス
トカートリッジの予め設定された作動モードを長い間自
動的に維持することができないこと。

高圧用に設計されたバルブ（ディスチャージヘッド）は
実際に複雑な構造であり、長い間の連続的な使用内でエ
アブラストカートリッジに必要な信頼性を提供すること
ができないこと（即ち、それはエアブラストのみで岩や
石炭を破壊するのがやっとである）。

空気ダクトがエアブラストカートリッジからバルブ操作
のオペレータまでかなり長く延び、大気へ逃げる圧縮空
気のかなりの損失を招き、入口室の圧力低下が比較的に
ゆっくりとなるのでエアブラストカートリッジ内でのピ
ストンの運動速度に悪影響を与え、さらに空気ダクト、
空気導入管、及び入口室に合計して多くの圧縮空気を必
要とし、エアブラストの動力を低下させる。

発明の開示 本発明の目的はエアブラストカートリッジの予め設定さ
れた作動モードを長い間自動的に維持することができ、
エアブラストカートリッジの作動を中断することなく作
動状態を調節することができ、固体の懸濁物を過飽和さ
せた液体媒体内でエアブラストカートリッジを作動可能
にすることができ、簡単な構造で信頼性よく作動し、エ
アブラストカートリッジの動力消費をかなり低減できる
ような、構造のピストンを有するエアブラストカートリ
ッジを提供することである。

この目的は、ハウジングを具備し、該ハウジングがハウ
ジングの長手軸線に沿って長手方向に配置されるピスト
ンによって該ピストンに設けた軸方向のポートを通る空
気導入管を介して圧縮空気源に連通する入口室と、該空
気導入管と該ピストンの間の環状隙間を介して入口室に
連通し且つ放出時に周囲の大気と連通するのに適した出
口室とに分割されるエアブラストカートリッジにおい
て、該ピストンの出口室を向いた端面の面積が、該ピス
トンの該入口室を向いた端面の面積よりも大きいが、該
ピストンのカラーの該出口室を向いた端面の面積よりも
小さく、該カラーが該ハウジングとともに該入口室を向
いた側に追加の室を形成することを特徴とするエアブラ
ストカートリッジという事実によって達成される。

エアブラスト時及びピストンが初期位置に戻る時にピス
トンとハウジングの衝突から生じる動的力を緩衝する目
的でピストンにダンピング装置を設けるのが必要であ
り、ダンピング装置はカラーの追加の室を向いた側に位
置する。

ダンピング装置は支承リングとともにダンパーを収容し
ている円形のハウジングからなり、該支承リングが出口
室の放出時に入口室の領域内においてハウジングと協働
するようにすることがのぞましい。

追加の室が出口室の放出時にハウジングの入口室の近く
に設けられた少なくとも１つの開放通路を介して周囲の
大気に連通し、圧力リリーフバルブが開放通路の出口に
設けられるようにするのが好ましい。

この特徴は追加の室の空気によって生成されるダンピン
グ効果をかなり低減させ、且つ汚染に対して追加の室を
保護する。

本発明によってここに提案されたエアブラストカートリ
ッジは種々のパルプを含む固体の懸濁物を過飽和させた
液体を移送するために使用される産業用パイプラインを
清掃するために応用可能であり、且つ調節可能なエブラ
ストのパラメータを自動的に使用して広い範囲の圧縮空
気の圧力内で作動可能である。本発明によるエアブラス
トカートリッジは構造が簡単で作動が信頼性があるもの
である。さらに、ここに提案されたエアブラストカート
リッジの構造は最大可能なエアブラスト力（即ち、圧縮
空気の放出力）を提供し、且つパイプラインを清掃する
ときに清掃すべき表面に沿って自己推進することができ
る。

図面の簡単な説明 以下添付図面を参照してエアブラストカートリッジの実
施例について説明する。添付図面においては、本発明に
よるエアブラストカートリッジの縦断面図が示される。

発明を実施するための最良の形態 エアブラストカートリッジは（添付図面に示されるよう
に）ハウジング１からなり、ハウジング１はハウジング
１の長手軸線に沿って配置されるピストン２によって入
口室３と出口室４とに分割される。入口室３はピストン
２に設けた軸方向のポートを通る空気導入管６の穴５を
介して圧縮空気源（図示せず）に連通し、空気導入管６
はピストン２とともに環状隙間７を形成する。入口室３
は環状隙間７を介して出口室４に連通する。

カラー８がピストン２に設けられる。カラー８はハウジ
ング１とともに入口室３を向いた側に追加の室９を形成
する。

ピストン２の出口室４を向いた端面10の面積は、ピスト
ン２の入口室３を向いた端面11の面積よりも大きいが、
カラー８の出口室４を向いた端面12の面積よりも小さ
い。

ピストン２はカラー８の追加の室９に向いた側に位置す
るダンピング装置を備えている。ダンピング装置はカラ
ー８に螺着された円形のハウジング13からなる。円形の
ハウジング13は支承リング15とともにダンパー14を収容
している。ダンパー14はポリウレタン等の弾性材料から
作られる。

ハウジング１の入口室３の領域内には少なくとも１つの
貫通通路16が形成される。このエアブラストカートリッ
ジの実施例においては、４個のそのような貫通通路16が
設けられる。各貫通通路16の出口は圧力リリーフバルブ
が設けられ、この圧力リリーフバルブは閉鎖部材17から
なり、ボール18がこの閉鎖部材17の下に設けられる。ボ
ール18がばね19によって貫通通路16の出口ポートに対し
て押圧される。

貫通通路20がハウジング１の出口室４の領域内でハウジ
ング１の長手軸線に対して所定の角度で設けられ、これ
は作動の再のエアブラストカートリッジの移動を保証す
る。

径違いユニオン21がハウジング１の圧縮空気供給側の端
部に嵌着され、エアブラストカートリッジを圧縮空気源
（図示せず）に接続することができるようになってい
る。リングボルト22がロープを保持するために径違いユ
ニオン21に設けられ、エアブラストカートリッジを作動
中にこのロープで安全に保護し、パイプライン（図示せ
ず）から引き出される。

本発明のエアブラストカートリッジの作動は次の通りで
ある。

圧縮空気が圧縮空気源（図示せず）から高圧導管（図示
せず）に沿って径違いユニオン21、空気導入管６及びそ
の穴５を通って入口室３へ供給され、それから圧縮空気
は環状の隙間７を介して出口室４に流入する。その結
果、ピストン２の端面11に加えられる圧縮空気の圧力は
ピストン２をそのシートに対して押圧し、よって貫通通
路20を閉じる。

ピストン２の端面10は端面11よりも大きいので、出口室
２内の圧力が予め設定された圧力に到達した後で端面10
にかかる圧力の力はピストン２とハウジング１との間の
摩擦力と等しい値の分だけ端面11にかかる圧力の力より
も大きくなる。その結果、ピストン２が入口室３に向か
って移動し始める。ピストン２がシートを離れるやいな
や、圧縮空気の圧力がピストン２のカラー８の端面12に
かかる。よって、出口室４側からピストン２にかかる圧
縮空気の圧力による力が急に上昇し、それによってピス
トン２が実質的に一度に入口室３に向かって押し出さ
れ、よって瞬間的に貫通通路20を開放し、出口室４内の
圧縮空気を貫通通路20から周囲の大気へ排出し、エアブ
ラストを生成する。

入口室３の領域内でのピストン２のハウジング１への衝
撃はダンパー14によって支承リング15を通して緩和され
る。よって、ダンパー14は圧縮せしめられ、ポテンシャ
ルエネルギーを蓄積し、それがピストン２に伝達されて
ピストン２を初期位置へ戻す。

低い過剰圧力が追加の室９に維持され、これは貫通通路
16の出口に設けた圧力リリーフバルブの流体圧抵抗によ
って設定される。

出口室４の排気が行われると、ピストン２の端面11にか
かる圧縮空気の圧力及びピストン２にかかるダンパー14
の弾性力がピストン２を初期位置へ戻らせる。このよう
にして全体のサイクルが繰り返される。

留意すべきは、入口室３内の圧縮空気の圧力はピストン
２がこの入口室３に向かって移動するときにわずかでは
あるが上昇し、ピスストン２が停止すると空気導入管６
の圧縮空気の圧力値まで急速に低下する。さらに、貫通
通路20を閉じるためにピストン２が出口室４へ向かって
移動するのに消費する経過時間は、貫通通路20を開くた
めにピストン２が入口室３へ向かって移動するの時間よ
りも大きい。これは、貫通通路20を開くためにピストン
２がピストン２のカラー８の端面12に加えられる圧縮空
気の圧力によって動くが、貫通通路20を閉じるためのピ
ストン２の移動はピストン２の端面11に加えられる圧縮
空気の圧力の力によって行われ、ピストン２の端面11の
面積が端面12の面積よりもかなり小さいという事実によ
って説明される。このために、出口室４はほとんど完全
に放出する時間をもつことになり、それによってさらに
エアブラストカートリッジの作動効率を向上させる。

本発明によるエアブラストカートリッジでは圧縮空気の
損失が起こらない。何となれば、エアブラストカートリ
ッジを作動させるために従来のエアブラストカートリッ
ジのように圧力を低下させるために入口室で圧縮空気を
大気に逃がす必要がないからである。

比較的に高い速度で貫通通路20を開くことは、出口室４
の圧縮空気を周囲の大気に比較的に速い速度で放出でき
ることであり、よって高いパワーの衝撃波を得ることが
できる。

産業上の利用可能性 本発明は種々のパルプを含む汚染した液体を移送する産
業用パイプラインを清掃するため、あるいは沈澱池の固
定物を解除するため、あるいは種々の硬いものを破壊す
るために使用されるときに多くの有用性を見出すことが
できる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジング（１）を具備し、該ハウジング
   （１）がハウジング（１）の長手軸線に沿って長手方向
   に配置されるピストン（２）によって該ピストン（２）
   に設けた軸方向のポートを通る空気導入管（６）を介し
   て圧縮空気源に連通する入口室（３）と、該空気導入管
   （６）と該ピストン（２）の間の環状隙間（７）を介し
   て入口室（３）に連通し且つ放出時に周囲の大気と連通
   するのに適した出口室（４）とに分割されるエアブラス
   トカートリッジにおいて、該ピストン（２）の出口室
   （４）を向いた端面（10）の面積が、該ピストン（２）
   の該入口室（３）を向いた端面（11）の面積よりも大き
   いが、該ピストン（２）のカラー（８）の該出口室
   （４）を向いた端面（12）の面積よりも小さく、該カラ
   ー（８）が該ハウジング（１）とともに該入口室（３）
   を向いた側に追加の室（９）を形成することを特徴とす
   るエアブラストカートリッジ。
2. 【請求項２】前記ピストン（２）が前記カラー（８）の
   前記追加の室（９）を向いた側にダンピング装置を備え
   ていることを特徴とする請求項１に記載のエアブラスト
   カートリッジ。
3. 【請求項３】前記ダンピング装置は支承リング（15）と
   ともにダンパー（14）を収容している円形のハウジング
   （13）からなり、該支承リング（15）が前記出口室
   （４）の放出時に前記入口室（３）の領域内において前
   記ハウジング（１）と協働することを特徴とする請求項
   ２に記載のエアブラストカートリッジ。
4. 【請求項４】前記追加の室（９）が前記出口室（４）の
   放出時に前記ハウジング（１）の前記入口室（３）の近
   くに設けられた少なくとも１つの開放通路（16）を介し
   て周囲の大気に連通し、圧力リリーフバルブが該開放通
   路（16）の出口に設けられることを特徴とする請求項１
   に記載のエアブラストカートリッジ。