DE3742489C2 - Luftstoßgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Luftstoßgerät gemäß dem Ober­ begriff des Patentanspruches 1.

Luftstoßgeräte werden zum Auflösen bzw. Beseitigen von Materialaufstauungen und Materialanbackungen von Schütt­ gütern in Bunkern, Trichtern, Silos u. dgl. verwendet. Dies wird durch starke, schlagartig durch eine Ausblas­ öffnung des Gerätes entweichende Druckluftstöße erreicht, wobei im Bruchteil einer Sekunde die im Speicherbehälter des Luftstoßgerätes gespeicherte Druckluft über die Aus­ blasöffnung entweicht. Es werden hierbei erhebliche Stoß­ kräfte entwickelt.

Da je nach Stärke der Materialaufstauungen die schlagartig vom Luftstoßgerät auf das Schüttgut geblasene Luft mehr oder weniger infolge Rückstoßwirkung wieder zurückgeführt wird und über die Ausblasöffnung in das Innere des Speicher­ behälters gelangen kann, ist es erforderlich, nach dem Ausstoßen der Luft blitzschnell die Ausblasöffnung über den Schließkolben des Gerätes zu verschließen, um Zerstörungen innerhalb des Luftstoßgerätes zu vermeiden. Bei bekannten Geräten wird dies dadurch erreicht, daß das Mehrwegeventil nach dem Abschießen blitzartig von der Ent­ lüftungsstellung in die Schaltstellung umgestellt wird, in der Druckluft dem Speicherbehälter zugeführt wird. In dieser Stellung des Mehrwegeventil s wird der Kolben der Ventilein­ heit in seine Schließstellung gedrückt und dort gehalten. Kommt es jedoch zu einem Abfall des Drucks im Druckluft­ versorgungsnetz oder zu einem Ausfall der Druckluftver­ sorgung, so wird die Ausblasöffnung nicht mehr oder nicht ausreichend vom Kolben verschlossen. Beim Abschießen des Luftstoßgerätes kann dann die Luft infolge Rückstoß über die Ausblasöffnung in das Geräteinnere gelangen, was mit einer erheblichen Gefährdung des Gerätes verbunden ist. Muß das Luftstoßgerät von der Druckluftversorgung demontiert werden, etwa wegen anfälliger Wartungsarbeiten oder wegen Umsetzarbeiten des Luftstoßgerätes selber, so ist es aus Sicherheitsgründen erforderlich, das Luftstoßgerät noch einmal abzuschießen, wobei jedoch nach dem Abschießvorgang aufgrund des Absperrens der Druckluftzufuhr kein Druck mehr auf den Kolben wirkt, so daß dieser nicht in seine Schließstellung gestellt wird.

Aus dem Dokument EP 0 248 265 ist ein Luftstoßgerät zur Auflösung von Materialaufstauungen in Lagersilos für Schüttgut bekannt, dem ein Druckbehälter, der ein Schnellauslaßventil aufweist, über ein Mehrwegventil an einen Druckluftspeicher angeschlossen ist, wobei das Mehrwegventil an ein Differenzdruckventil angeschlossen ist, dessen eine Ventilkammer mit dem Druckluftbehälter und dessen andere Ventilkammer mit dem Druckluftspeicher in Verbindung steht. Der Nachteil dieser Vorrichtung ist darin zu sehen, daß eine Rückführung der auf das Stützgut geblasenen Luft über die Ausblasöffnung in das Innere des Druckluftbehälters nicht vermieden werden kann, wenn es in der Druckluftversorgung zur Speisung des Gesamtsystems des Luftstoßgerätes zu Druckschwankungen oder zu einem Druckabbau kommt. Ein derartiger Druckabfall in dem Druckluftversorgungssystem und die damit verbundene Möglichkeit der Rückführung von Druckluft in den Druckbehälter aufgrund der Rückstoßwirkung bewirkt aber erhebliche Zerstörungsgefahren innerhalb des Luftstoßgerätes selbst, was wiederum aufwendige Reparaturen notwendig macht.

Des weiteren ist aus dem Dokument DE-PS 6 53 621 eine Luftstoßanlage entnehmbar, bei der vor und hinter einem Druckluftbehälter jeweils ein Ventil angeordnet ist, bei dem es sich jedoch nicht um ein Rückschlagventil handelt. Bei der Luftstoßanlage nach dem Dokument DE-PS 6 53 621 handelt es sich um eine extrem einfach strukturierte Vorrichtung, wobei die Problematik des schnellen Schließens eines Abschlußkolbens im Rahmen eines pneumatisch komplexen Luftstoßgerätes keinerlei Erwähnung findet.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Luftstoßgerät derart weiterzubilden, daß selbst bei Störungen in der Druckluftversorgung eine sichere Rückstellung des Kolbens des Luftstoßgerätes in seine Schließstellung gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 enthaltenen Merkmale gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind durch die in den Unteransprüchen enthaltenen Merkmale gekennzeichnet.

Nach Maßgabe der Erfindung sind ein Druckluftspeicher und ein Rückschlagventil vor dem Mehrwegeventil angeordnet, wobei das Rückschlagventil die Druckluft in Richtung auf den Speicherbehälter durchläßt, jedoch eine Druckluftrückströmung in der anderen Richtung sperrt. Dadurch wird innerhalb des Druckluftspeichers ein Überschuß an Druckluft bereit gehalten, so daß selbst dann, wenn Störungen in der Druckluftversorgung auftreten oder die Druckluftversorgung ganz ausfällt, der Kolben der Ventileinheit des Luftstoßgerätes nach dem Abschießen mit Druckluft be­ aufschlagt und damit sicher und schnell in seine Schließ­ stellung zurückgestellt wird, in der durch den Kolben die Ausblasöffnung des Luftstoßgerätes verschlossen ist. Dadurch ist nach dem Abschießen ein Rückstoß der Luft in das Innere des Luftstoßgerätes verhindert.

Die Größe des Druckluftspeichers wird hierbei so bemessen, daß abhängig von der beaufschlagten Kolbenfläche eine Ausreichende Sehließkraft vorhanden ist. In einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung be­ trägt das Volumen des als Speichertopf ausgebildeten Druckluftspeichers etwa 0,3 Liter, wodurch eine Schließ­ kraft von etwa 40 kp auf den Kolben ausgeübt wird. Fer­ ner wird infolge dieser Kolbenrückstellung über einen Speichertopf ein zuverlässiges Schließen eines Kolbens auch bei Schwankungen in der Druckluftversorgung sicher­ gestellt.

Eine baulich kompakte Ausführungsform zeichnet sich da­ durch aus, daß der Speichertopf in den Speicherbehälter integriert ist. Dazu kann der Speichertopf in eine ent­ sprechende Öffnung des Mantels des Speicherbehälters eingesetzt sein, wobei die Befestigung des Speichertopfes in geeigneter Weise erfolgen kann, insbesondere durch eine dichte Schraub- oder Schweißverbindung.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigen

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht durch ein Luftstoßgerät sowie

Fig. 2 eine Einzelheit einer Abwandlung der Anordnung eines Speichertopfes an einem Speicherbehälter.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Speicher­ behälter 1, der über eine Druckluftzuführleitung 2 mit Druckluft von einer nicht dargestellten externen Druck­ luftquelle gespeist wird. In der Druckluftzuführleitung 2 ist ein mit 3 bezeichnetes Mehrwegeventil angeordnet, welches in der mit A-R bezeichneten Schaltstellung die Druckluftzufuhr über die Leitung 2 in den Speicherbe­ hälter 1 sicherstellt und in der mit A-P bezeichneten Schaltstellung die Verbindung zur externen Druckluft­ quelle sperrt und die Druckluftfzuführleitung 2 und da­ mit dem Speicherbehälter 1 entlüftet.

Von einem Anschluß 4 am oberen Ende des Speicherbehälters 1 reicht in das Innere des Speicherbehälters ein mit 5 be­ zeichnetes Verbindungsrohr, welches sich bis zu einer Führungsbuchse 6 erstreckt, in welcher ein Kolben 7 ver­ schieblich geführt ist. Der Raum VR oberhalb des Kolbens 7 steht über ein nicht dargestelltes Überdruckventil, insbe­ sondere ein Überdruckmembranventil mit dem Inneren des Speicherbehälters 1 in Verbindung. In der in Fig. 1 darge­ stellten Stellung verschließt der Kolben 7 infolge Auf­ lage an einem Ventilsitz 8 die Ausblasöffnung 9 des Luftstoßgerätes.

Die Funktionsweise des Luftstoßgerätes ist die folgende. Nach entsprechender Füllung des Speicherbehälters 1 über die Druckluftzufuhrleitung (Ventilstellung AR) erfolgt das Abschießen des Luftstoßgerätes dadurch, daß das Mehr­ wegeventil 3 auf Entlüftungsstellung (Stellung A-P des Ventiles) umgeschaltet wird. Dies hat eine Entlüftung der oberen Kammer VR der mit 10 bezeichneten Ventilein­ heit zur Folge. Da über eine an der Führungsbuchse 6 ausgebildete Öffnung 11 der Druck innerhalb des Spei­ cherbehälters 11 auf den Kolben 7 wirkt und zwar insbe­ sondere auf dessen freiliegende, kreisringförmige untere Stirnfläche, wird der Kolben 7 blitzschnell nach oben bewegt, so daß schlagartig die Ausblasöffnung 9 freige­ geben wird und die im Speicherbehälter 1 komprimierte Druckluft schlagartig in Richtung Ausblasstelle expan­ diert.

Durch Umschalten des Mehrwegeventiles 3 in die Stellung A-R erfolgt die Druckluftzufuhr und wird der Kolben 7 auf den Ventilsitz 8 gedrückt, so daß der Speicherbe­ hälter 8 über das Überdruck-Membranventil in der Führungs­ buchse 6 bzw. der Ventileinheit 10 wieder gefüllt wird und somit für einen weiteren Abschießvorgang bereit steht.

Entsprechend der Darstellung in Fig. 1 ist vor dem Mehr­ wegeventil 3 ein Druckluftspeicher angeordnet, der im dargestellten Ausführungsbeispiel durch einen zylinder­ förmigen Speichertopf 12 gebildet ist. In Richtung der Druckluftzufuhr zum Speicherbehälter 1 ist vor dem Speichertopf 12 ein Sperrventil angeordnet, welches ver­ hindert, daß Druckluft nach rückwärts wieder in Rich­ tung der Druckluftquelle strömen kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist dieses Sperrventil durch ein mit 13 bezeichnetes Rückschlagventil gebildet, welches die Druckluftzufuhr zum Speicherbehälter 1 ungehindert zu­ läßt, jedoch entgegen der Richtung-der Druckluftzufuhr sperrt, wie symbolisch aus der Zeichnung des Ventils 13 entnommen werden kann.

Durch diesen Druckluftspeicher 12 wird gewährleistet, daß in jedem Betriebszustand eine gewisse Druckluftmenge vor dem Mehrwegeventil 3 bereitgestellt ist. Sollte es somit zu einem Ausfall am Druckluftnetz kommen bzw. das Luftstoßgerät vom Druckluftnetz abgeschaltet werden und dann ein Abschießvorgang des Luftstoßgeräts erfolgen, so ist stets gewährleistet, daß infolge der im Druckluft­ speicher 12 gespeicherten Druckluft der Kolben 7 wieder in seine Schließstellung nach unten auf den Ventilsitz 8 gedrückt und damit in seine Schließstellung rückgestellt wird. Dadurch wird auch ein Rückstoß der in einen Bunker abgeschossenen Luft in Richtung des Inneren des Luft­ stoßgerätes infolge des auf dem Ventilsitz 8 fest aufsitzenden Kolbens 7 verhindert.

Das Volumen des Speichers ist in der erforderlichen Schließ­ kraft angepaßt. Nach einer zweckmäßigen Ausbildung beträgt das Volumen des Speichertopfes 12 etwa 0,3 Liter, wodurch auf dem Kolben eine Rückstellkraft in Höhe von 40 kp ausge­ übt wird, die als Schließkraft völlig ausreicht. Der Speichertopf 12 und das Rückschlagventil 3 sind über Schraubanschlüsse, die in Fig. 1 mit 15 bezeichnet sind, an die Leitung 2 anschließbar. Dadurch ist ein einfaches Nachrüsten vorhandener Luftstoßgeräte mit dieser Einheit ohne weiteres möglich.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform, bei der der Speicher­ topf 12 unmittelbar in den Speicherbehälter 1 integriert ist. Entsprechend der Darstellung ist der Topf 12 zum größten Teil in den Speicherbehälter 1 eingelassen und über eine dichte Schraub- oder Schweißverbindung 16 mit dem Speicherbehälter 1 fest verbunden.

Claims (7)

1. Luftstoßgerät zum Beseitigen von Materialaufstauungen von Schüttgütern in Bunkern, Trichtern oder Silos, mit einer Leitung zur Zuführung von Druckluft zu einem Speicherbehälter, einem Rückschlagventil, einem Mehrwegeventil mit einer Schaltstellung für die Druckluftzufuhr zum Speicherbehälter und einer Entlüftungsstellung, und mit einem über die Druckluftzuführleitung beaufschlagbaren Kolben, der in einer innerhalb des Speicherbehälters angeordneten Buchse einer Ventileinheit geführt ist und in seiner untersten Stellung die Ausblasöffnung des Luftstoßgerätes schließt, dadurch gekennzeichnet, daß in der Druckluftzuführleitung (2) vor dem Mehrwegeventil (3) ein Druckluftspeicher (12) vorgesehen ist, vor dem in Richtung Druckluftzufuhr das Rückschlagventil (13) angeordnet ist, welches entgegen der Richtung der Druckluftzufuhr sperrt.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckluftspeicher (12) durch einen topf­ artigen Behälter gebildet ist.

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter zylindrisch ist.

4. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckluftspeicher (12) ein Volumen von etwa 0,3 Liter aufweist.

5. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckluftspeicher (12) und das Rückschlag­ ventil (13) Schraubanschlüsse für den Anschluß an die Druckluftzuführleitung (2) aufweisen.

6. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Speichertopf (12) in den Mantel des Speicherbehälters (1) integriert, insbesondere mindestens teilweise eingelassen angeordnet ist.

7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Speichertopf (12) mit dem Speicherbehälter (1) verschraubt oder verschweißt ist.