SE530787C2 - Ejektoranordning med luftningsfunktion - Google Patents

Description

530 78? därigenom möjliggöra korta arbetscykler. Sådana luftningsfilnktioner innefattar vanligtvis en elektriskt aktiverad ventil som vid öppning släpper in atmosfärtryck eller tryckluft till det evakuerade utrymmet under sugkoppen.

UPPFINNINGEN I KORTHET I föreliggande uppfinning anvisas en ejektoranordning med en vidareutvecklad luft- ningsfunktion, vilken dels har till syfte att reducera ejektoranordningens energiför- brukning och dels syftar till en luftning som är snabb men ändå skonsam mot det gripna föremålet.

Ovanstående syften möts i en ejektoranordning inrättad enligt patentkrav 1. För- delaktiga utföringsformer anges i underordnade patentkrav.

Uppfinningen innefattar i korthet att en ejektoranordning är inrättad med en tryckluftkontrollerad luftningsventil genom vilken atmosfärtryck kan inmatas till griporganet i luftningsventilens öppna läge. Ejektoranordningen år närmare bestämt inrättad på sådant sätt att luftningsventilen påläggs ett stängande luft- tryck oberoende av en i förekommande fall intermittent drivning av ejektorn i syfte att upprätthålla ett förbestämt undertryck i griporganet.

I en utföringsform inbegriper uppfinningen en ejektoranordning vilken är inrättad för att alstra ett undertryck med hjälp av tryckluft som via en tryckluftkanal matas till en i anordningen ingående ejektor, ett i tryckluftkanalen anordnat ventilorgan vilket är kontrollerbart för att i öppet läge medge tryckluftflöde till ejektorn, vidare en sugluftkanal anordnad mellan ejektorn och ett av undertryck drivet griporgan, samt en i flödesförbindelse med sugluftkanalen anordnad luftningsventil vilken i ett öppet läge ställer griporganet i förbindelse med atmosfär. Utföringsformen utmärks av att ventilorganet omfattar - en i tryckluftens flödesriktning anordnad primär ventil; - en i flödesriktningen nedströms om densamma anordnad sekundär ventil; - ett mellan primärventil och sekundärventil löpande längdavsnitt av tryckluftka- nalen, genom vilket längdavsnitt tryckluft flödar i ventilernas öppna lägen, varvid - luftningsventilen står i flödesförbindelse med nämnda lângdavsnitt för att i pri- mârventilens öppna läge kontinuerligt påläggas ett stängande lufttryck, oberoende av sekundärventilens öppna eller stängda läge. 530 787 Prirnärventilen är företrädesvis inrättad att vid stängning ställa luftningsventilen i flödesförbindelse med atmosfär via nämnda längdavsnitt av tryckluftkanalen.

Vidare är luftningsventilen förspänd mot sitt öppna läge. För detta ändamål kan luftningsventilen i ett fördelaktigt utförande omfatta en fjädrande ventilkropp vilken i primärventilens stängda läge bringas att täta mot ett säte vilket öppnar sig mot sugluftkanalen. Ventilkroppens fiädringskraft år därvid bestämd för att mot under- trycket i sugluftkanalen lyfta ventilkroppen från sätet vid atrnosfärtryck i nämnda längdavsnítt. Ventilkroppen kan med fördel vara utförd av ett flexibelt material, och i detta fall uppvisa en inneboende förspänningskraft riktad från sätet. Ventilkrop- pen är företrädesvis utformad så att den är formstabil vid ett ensidigt pålagt tryck eller en tryckskillnad om åtminstone 1 bar, företrädesvis upp till åtminstone 2 bar, för att vid högre tryckskillnad uppvisa en reversibel böjningsdeformation.

Luftningsventilen innefattar företrädesvis en i planvy cirkulär ventilkropp med en mot sätet vänd konisk yta, vilken bringas att täta mot en motsvarande konisk ände av en cylindrisk mynning till en med sugluftkanalen förbunden luftningskanal.

Radiellt utvändigt om nämnda koniska yta kan ventilkroppen vara formad med ett ringformat avsnitt av jämförelsevis mindre tjocklek vars periferiområde är förankrat i ett hus av ejektoranordníngen. Åtminstone en mot atmosfär öppen inloppskanal kan vara anordnad att med sin ena ände mynna i området av luftningskanalens cylindriska mynning, och via vil- ken sugluftkanalen bringas i flödesförbindelse med atmosfär när ventilkroppen lyf- ter från luftningskanalens mynning. Inloppskanalen kan alternativt omfatta ett flertal diskreta kanaler vilka jämnt fördelade runt luftningskanalen mynnar i nivå med luftningskanalens mynning. I ett annat utförande kan inloppskanalen vara ringformad och mynna koncentriskt omkring luftningskanalens mynning.

Ejektoranordningens sekundärventil är företrädesvis inrättad att växla mellan öppet och stängt läge i beroende av rådande tryck i sugluftkanalen. Prirnärventilen kan å andra sidan vara tillordnad en styrventil som kontrollerar primärventilens växling mellan öppet och stängt läge som svar på kommando från integrerat eller externt 530 78? styrorgan. Styrventilen kan till exempel innehålla en elektromagnet eller ett piezo- elektriskt element.

Ytterligare detaljer och fördelar med uppfinningen framgår av den detaljerade beskrivningen.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGAR Uppfinningen beskrivs närmare nedan med hänvisning till bifogade ritningar, vari FIG 1 är ett elektriskt/ pneumatiskt blockdiagram av en ejektoranordning enligt uppfinningen; FIG 2 är ett schematiskt visat tvärsnitt genom ett utförande av en ejektoranordning enligt FIG 1; FIG 3 är en planvy av en i ejektoranordningen ingående ventílkropp, och FIG 4 är ett tvärsnitt i planet IV-IV av FIG 2, visande ventilsätet av ett utförande av en i ejektoranordningen ingående luftningsventil.

DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSEXEMPEL Med hänvisning till FIG l visas en ejektoranordning enligt uppfinningen i form av ett förenklat elektriskt/ pneumatiskt blockdiagram. I diagrammet anger hänvis- ningsbeteckningen 1 en ejektor vilken via en tryckluftkanal 2 drivs av en extern tryckluftkälla P för att alstra ett undertryck. Undertrycket matas från ejektorn via en sugluftkanal 3 till ett griporgan, exempelvis till en sugkopp 4. I tryckluftkanalen är ett ventilorgan anordnat och styrt för öppning respektive stängning av tryckluft- flödet till ejektorn 1. Ventilorganet innefattar en i tryckluftens flödesriktning primär ventil 5 och en nedströms om densamma anordnad sekundär ventil 6. I ventilernas öppna lägen öppnas förbindelsen med tryckluftkällan för tryckluftflöde genom ejektorn, via tryckluftkanalen 2 av vilken ett längdavsnitt 2' löper mellan primär- ventilen och sekundärventilen. En luftningsventil 7 står via en avlänkning 8 i för- bindelse med nämnda längdavsnitt och påläggs via detsamma ett lufttryck i pri- märventilens öppna läge, varmed luftningsventilen 7 bringas till det i FIG l visade 530 78? stängda läget. Luftningsventilen 7 står i sin tur i flödesförbindelse med sugluftka- nalen 3 via en luftningskanal 9. Vid stängning av primärventilen 5 öppnas nämnda längdavsnitt av tryckluftkanalen mot atmosfär, med resultat att luftningsventilen 7 öppnar för att via luftningskanalen 9 förbinda sugluftkanalen 3 med atmosfär.

Luftningsventilen 7 är förspänd i riktning mot det öppna läget. För fullständighets skull skall nämnas att en backventíl 10 kan vara infogad i sugluftkanalen 3 för att förhindra returflöde från ejektorn när denna är avstängd.

Sekundärventilen 6 är verksam för att upprätthålla ett önskat undertryck i gripor- ganet 4. Den i FIG 1 streckade linjen ll illustrerar att sekundärventilen 6 för detta ändamål är inrättad att växla mellan öppet och stängt läge i beroende av rådande tryck i sugluftkanalen 3. Sekundärventilens växling påverkar emellertid inte luft- ningsventilen 7, vilken via tryckluftkanalens längdavsnitt 2' mellan ventilerna sarnt via avlänkningen 8 påläggs ett stängande lufttryck oberoende av sekundärventilens läge, så länge primärventilen 5 befinner sig i det öppna läget.

Prirnärventilen 5 styrs på kommando för öppning och stängning av tryckluftkanalen 2. För ändamålet är primärventilen 5 tillordnad en styrventil 12 vilken kontrolleras genom styrsignaler alstrade i externt eller integrerat styrorgan.

Med hänvisning till FIG 2 visas ejektoranordningen realiserad i ett utföringsexempel av uppfinningen. Ejektoranordningen av FIG 2 innefattar ett hus 100 vilket är utformat för att uppbära åtminstone en ejektor 1 och ett eller flera griporgan, här i form av en schematiskt illustrerad enstaka sugkopp 4. Utföringsexemplets hus 100 uppvisar ett ejektorsåte 101 för en i huset monterad ejektor, men kan altemativt vara utformat för att bära en vid husets utsida kopplad ejektor. Ejektorn l matas med tryckluft via tryckluftkanalen 2, vilken mynnar på husets utsida med en anslutning 13 varmed ejektorn kan ställas i flödesförbindelse med den externa tryckluftkällan. Tryckluften utmatas ur huset via ejektorns utlopp, i förekommande fall genom en ljuddämpare 14. Ejektom 1 kan vara av enstegstyp eller tlerstegstyp, innefattande ett enskilt eller flera i följd anordnade munstycken eller dysor. Ejek- torn l kan med fördel utgöras av den illustrerade flerstegsejektorn med rotations- symmetrisk kropp, och med en eller flera öppningar 15 anordnade i dess mantel för evakuering av luft från sätet 101. Från sätet 101 sträcker sig sugluftkanalen 3 till sugkoppen 4 (i FIG 2 inåt från ritningsplanet) för att försörja denna med under- 530 78? tryck. Huset 100 kan vara format i ett stycke eller sammansatt av ett antal husde- lar, och innefattar vanligtvis här ej visade medel för koppling av huset till ett rörligt bärorgan, såsom en robotarm eller annan rörlig maskindel.

Tryckluftflödet till ejektorn l regleras via ett ventilorgan vilket i flödesriktningen p sett är anordnat i tryckluftkanalen uppströms om ejektorn. Utföringsexemplets i ventilorgan innefattar en i flödesriktningen primär ventil 50 och en nedströms om densamma anordnad sekundär ventil 60. Primärventilen 50 innefattar en kolv 51 vilken i änden av en stång 52 uppbär en ventílkropp 53, vilken vid öppning av pri- märventilen bringas att lyfta från ett säte 54. Primärventilen öppnar för flöde i tryckluftkanalen 2 vid stängning av ett begränsat läckflöde via kolven och via en läckflödeskanal 55. Läckflödet kontrolleras med hjälp av en styrventíl 12. Styrven- tilen 12 drivs företrädesvis elektriskt på kommando från ett inte närmare visat styr- organ 20 enligt ett internt eller externt lagrat arbetsschema och/ eller i enlighet med en fortlöpande övervakning av ejektoranordningens drift. Styrventilen 12 kan inne- fatta en känd elektromagnetisk ventil eller en känd piezoventil innehållande ett pie- zoelektriskt element. Vid stängning av läckflödeskanalen 55 ökar trycket på kolven så att denna bringas till i det i FIG 2 visade, öppna läget. I primärventilens öppna läge stänger ventilkroppen 53 ett avlopp 56 från primärventilen.

Sekundärventilen 60 är på nedan beskrivet sätt tryckstyrd för att under en arbets- cykel, vid behov, intermittent mata tryckluft till ejektorn i och för upprätthållande av ett förbestâmt och i förekommande fall instållbart underttyck. För ändamålet innefattar sekundän/entilen 60 en kolv 61 vilken i änden av en ihålig stång 62 upp- bär en ventílkropp 63, vilken vid öppning av sekundärventilen bringas att lyfta från ett säte 64. Sekundärventilen öppnar för flöde i tryckluftkanalen 2 vid stängning av ett begränsat läckflöde via ventilstången, kolven och via en läckflödeskanal 65.

Läckflödet kontrolleras i beroende av rådande tryck i sugkanalen 3/ sugkoppen 4.

För ändamålet är sekundärventilen tillordnad en tryckstyrventil 66, innehållande ett flexibelt, lufttätt membran 67. Membranet 67 är íjäderförspänt till ett stängande läge och på sin förspända sida exponerat för trycket i sugluftkanalen 3, och på motstående sida via läckflödeskanalen 65 exponerat för trycket i tryckluftkanalen 2.

Vid uppnått undertryck i sugluftkanalen övervinns kraften hos förspänningsíj ädern 68 med resultat att membranet böjer undan för trycket i tryckluftkanalen 2, och Öppnar för läckflöde via läckflödeskanalen 65 och via ett utlopp 68, varigenom ven- 530 787' tilkroppen 63 bringas att täta mot sätet 64. I det stängda läget är tryckluftflödet genom ejektorn l avbrutet. Vid en tryckökning i sugluftkanalen 3, över ett förbe- stämt undertryck, stängs läckflödeskanalen 65 med resultat att ventilkroppen 63 bringas till det i FIG 2 visade, öppna läget. F jåderns förspänningskraft är lämpligen inställbar med hjälp av en reglerskruv 69, åtkomlig från husets utsida.

Utförandet av FIG 2 utmärks av en hög grad av integrering av funktioner i en ejek- toranordning ingående i ett decentraliserat vakuumsystem. Isynnerhet utmärks ejektoranordningen av en tryckluftkontrollerad luftningsventil 70 genom vilken atmosfärtryck kan inmatas till sugkoppen vid lösgörande av ett gripet föremål.

Ejektoranordningen är närmare bestämt inrättad på sådant sätt att luftningsventi- len under en arbetscykel kontinuerligt påläggs ett stängande lufttryck oberoende av en intermittent drivning av ejektorn för att upprätthålla ett förbestämt undertryck i griporganet.

Med hänvisning även till FIG 3 och 4 visas en luftningsventil 70 innefatta en ventil- kropp 71 och ett ventilsäte 72. Ventilkroppen 71 står via en avlånkningskanal 73 i flödesförbindelse med ett längdavsnitt 2' av tryckluftkanalen 2, och närmare bestämt ett längdavsnitt 2' som är avgränsat mellan primärventilens säte 54 och sekundärventilens säte 64. Ventilsätet 72 är format i mynningen av en cylindrisk luftníngskanal 74 vilken står i flödesförbindelse med sugluftkanalen 3. I luftnings- kanalens cylindriska mynning uppvisar ventilsåtet 72 en konisk kontaktyta i mot- svarighet till en motstående konisk kontaktyta 75 formad på ventilkroppen 7 1.

Ventilkroppens kontaktyta 75 är anordnad på en central upphöj ning 76 av en i planvy cirkulär ventilkropp. Radiellt utvändigt om den koniska kontaktytan 75 löper ett ringformat avsnitt 77 av jämförelsevis mindre tjocklek, vars periferiområde 78 är förankrat i ejektoranordníngens hus 100, eller i en i ett sammansatt hus lOO ingående del.

Ventilkroppen 7 1 är förspänd till öppet läge. Ventilkroppen 71 är lämpligen tillver- kad av ett flexibelt material med en inneboende formstabilitet som är dimensione- rad för att motstå ett ensidigt pålagt tryck eller en tryckskíllnad om åtminstone 1 bar, företrädesvis upp till åtminstone 2 bar. Vid en ensidig påläggning av högre tryck via avlänkningskanalen 73 genomgår ventilkroppen en reversibel böjningsde- formation för tätning mot ventilsätet 72. Nödvändigt tåtningstryck upprätthålls 530 787 kontinuerligt via avlänkningskanalen när primärventilen 50 står i sitt öppna läge, oberoende av sekundärventilens 60 öppna eller stängda läge. Vid stängning av pri- märventilen förbinds ventilkroppen 71 med atmosfär via primärventilens avlopp 56, varmed ventilkroppen återgår till sin ursprungliga form och den koniska ytan 75 lyfter från luftningskanalens säte 72.

Ventilkroppen 71 kan vara framställd av naturgummi, blandgummi eller polymer- material med eller utan förstärkning av organiskt material, metall eller annat oor- ganiskt material, i form av fibrer, remsor, plattor, vilka kan vara integrerade i mate- rialet eller anbringade på ventilkroppens utsida. Utan att detta särskilt visas inses, att luftningsventilens ventílkropp kan vara inrättad att samverka med ett inställbart förspänningsorgan väsentligen enligt samma eller liknande konstruktionsprincip som visats ovan i förening med sekundärventilens tryckstyrventil 66.

I luftningsventilens öppna läge förbinds sugluftkanalen 3 med atmosfär via luft- ningskanalen 74. För ändamålet kan luftningskanalen vara tillordnad åtminstone en mot atmosfär öppen inloppskanal 79, vilken löper parallellt med luftningskana- len för att i sin ena, inre ände mynna i området av luftningskanalens cylindriska mynning. Företrädesvis är såsom illustreras i FIG 4 ett antal inloppskanaler 79 koncentriskt jämnt fördelade runtom luftningskanalen 74 för att med sina inre ändar mynna i nivå med luftningskanalens mynning, och med sina motstående, yttre ändar mynnande i ett gemensamt inlopp 80. Alternativt kan inloppskanalen 79 vara ringformad och mynna koncentriskt omkring luftningskanalens mynning.

Ovanstående utförande är beskrivet som exempel på realisering av uppfmningen.

Detaljer i utföringsexemplet kan enskilt eller í olika kombinationer bidra på ett för- tjänstfullt sätt till den lösning som anvisas i bifogade patentkrav. Det inses även att detaljer i utföringsexemplet kan realiseras på annat sätt utan att avsteg sker från den i patentkravet anvisade principlösningen.

BETECKN IN GSLI STA 1 Ejektor 2 Tryckluftkanal 2' Längdavsnitt ingående i tryckluft- kanalen Sugluftkanal Griporgan / sugkopp Primärventil Sekundâwnetíl Luftningsventil Avlänkning Luftningskanal 10 Backventil ll Tryckstyrledning 12 Styrventil 13 Tryckluftanslutníng 14 Ljuddämpare \OOO\IO\U'IJ>W 15 Öppning 20 Styrorgan 50 Primärventil 51 Kolv 52 Stäng 53 Ventilkropp 54 Säte 55 Läckflödeskanal 530 78? 56 Avlopp 60 Sekundärventil 61 Kolv 62 Stäng 63 Ventílkropp 64 Såte 65 Läckflödeskanal 66 Tryckstyrventíl 67 Membran 68 Fjäder 69 Reglerskruv 70 Luftningsventíl 71 Ventilkropp 72 Ventilsäte 73 Avlänkningskanal 74 Luftningskanal 75 Kontaktyta 76 Upphöjning 77 Ringformat avsnitt 78 Periferiområdc 79 Inloppskanal 80 Inlopp 100 Hus 10 1 Ej ektorsäte

Claims (14)

530 73? lb PATENTKRAV

1. l. Ejektoranordning verksam för att alstra ett undertryck med hjälp av tryckluft vilken via en tryckluftkanal (2) matas till en i anordningen ingående ejektor (l), innefattande ett i tiyckluftkanalen anordnat ventilorgan vilket är kontrollerbart för att i öppet läge medge tryckluftflöde till ejektorn, en sugluftkanal (3) anordnad mellan ejektorn och ett av undertiyck drivet griporgan, samt en i flödesförbindelse med sugluftkanalen anordnad luftningsventil (7;70) vilken i ett öppet läge ställer griporganet i förbindelse med atmosfär, kännetecknad av att ventilorganet omfattar - en i tryckluftens flödesriktning (p) anordnad primär ventil (5;50); - en i flödesriktningen nedströms om densamma anordnad sekundär ventil (6;60) ; - ett mellan primärventil och sekundärventil avgränsat längdavsnitt (2') av tryck- luftkanalen, genom vilket längdavsnitt tryckluft flödarí i ventilemas öppna lägen, varvid - luftningsventilen står i flödesförbindelse med nämnda längdavsnitt för att i pri- märventilens öppna läge kontinuerligt påläggas ett stängande lufttryck, oberoende av sekundärventilens öppna eller stängda läge.

2. Ejektoranordning enligt krav 2, av att primärventilen (5;50) i stängt läge förbinder luftningsventilen (7 ;70) med atmosfär via nämnda längdav- snitt (21.

3. Ejektoranordning enligt krav l eller 2, kännetecknad av att luftningsventilen är förspänd mot sitt öppna läge.

4. Ejektoranordning enligt krav 3, kännetecknad av att luftningsventilen innefattar en fjädrande ventilkropp (71) tätande mot ett säte (72) vilket öppnar sig mot sug- luftkanalen, varvid ventilkroppens fiâdringskraft är bestämd för att mot under- trycket i suglufflkanalen lyfta ventilkroppen frän sätet vid atmosfärtryck i nämnda längdavsnitt (QX).

5. Ejektoranordning enligt krav 4, kännetecknad av att ventilkroppen är utförd av flexibelt material och formad med en inneboende förspänningskraft riktad från sätet. 530 'F87 ll

6. Ejektoranordning enligt krav 5, kännetecknad av att ventilkroppen är formstabil vid ett ensidigt pålagt tryck eller en tryckskillnad om åtminstone 1 bar, företrädes- vis upp till åtminstone 2 bar, för att vid högre tryckskillnad uppvisa en reversibel böjningsdeformation.

7. Ejektoranordning enligt något av kraven 4-6, kännetecknad av att luftningsven- tilen innefattar en i planvy cirkulär ventilkropp med en mot sätet vänd konisk yta (75), vilken bringas att täta mot en motsvarande konisk ände av en cylindrisk myn- ning (72) till en med sugluftkanalen förbunden luftningskanal (74).

8. Ejektoranordning enligt något av kraven 7, kännetecknad av att ventilkroppen, radiellt utvändigt om nämnda koniska yta, omfattar ett ringformat avsnitt (77) av jämförelsevis mindre tjocklek vars periferiområde (78) år förankrat i ejektoranord- ningens hus, eller i en med nämnda hus förbunden del.

9. Ejektoranordning enligt krav 7 eller 8, kännetecknad av åtminstone en mot atmosfär öppen inloppskanal (79) vilken i sin ena ände mynnar i området av luft- ningskanalens cylindriska mynning (72), och via vilken sugluftkanalen bringas i flödesförbindelse med atmosfär när ventilkroppen lyfter från luftningskanalens mynning.

10. Ejektoranordning enligt krav 9, kännetecknad av att inloppskanalen omfattar ett flertal diskreta kanaler vilka jämnt fördelade runt luftningskanalen mynnar i nivå med luftningskanalens mynning.

11. ll. Ejektoranordning enligt krav 9, kännetecknad av att inloppskanalen är ringfor- mad och mynnar koncentriskt omkring luftningskanalens mynning.

12. Ejektoranordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att sekun- därventilen (60) är inrättad att växla mellan öppet och stängt läge i beroende av rådande tryck i sugluftkanalen.

13. Ejektoranordning enligt något av föregående krav, kärmetecknad av att primär- ventilen (50) är tillordnad en styrventil som kontrollerar prirnärventilens växling mellan öppet och stängt läge. 530 78? F21,

14. Ejektoranordning enligt krav 13, av att styrventilen innehåller ett piezoelektriskt element.