DE19738572A1 - Metering valve with housing, through-hole and membrane - Google Patents
Metering valve with housing, through-hole and membraneInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Dosierventil, insbesondere für ein Druckstrahlge rät, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein mit einem Dosier ventil ausgerüstetes Druckstrahlgerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 17 und ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Druckstrahlgeräts.The invention relates to a metering valve, in particular for a pressure jet advises, according to the preamble of claim 1, and one with a dosing valve-equipped pressure blasting device according to the preamble of the claim 17 and a method for operating such a pressure jet device.
Druckstrahlgeräte dienen zum Freistrahlen und Reinigen von Oberflächen. Dabei wird im allgemeinen ein Strahlmittel aus einem Strahlmittelkessel über eine Förderleitung zu einem Strahlapparat mit einer Strahldüse gelenkt, aus der es in einem von einem Kompressor erzeugten und in einer Druckluft leitung herangeführten Druckluftstrom unter einem bestimmten Strahldruck austritt. Ein bekanntes Anwendungsbeispiel ist das Sandstrahlen von Ge bäudefassaden.Pressure blasters are used for blasting and cleaning surfaces. In this case, an abrasive is generally made from a blast pot directed to a blasting apparatus with a blasting nozzle via a delivery line, from which it is generated in a compressor and in compressed air line brought in compressed air flow under a certain jet pressure exit. A well-known application example is the sandblasting of Ge building facades.
Je nach der Größe der zu bearbeitenden Fläche gibt es größere und kleinere Druckstrahlgeräte. Die sogenannten Kompaktgeräte sind mobile, leicht zu transportierende Geräte mit relativ kleinem Strahlmittelkessel. Bei den gat tungsgemäßen Druckstrahlgeräten ist ein Druckkessel vorgesehen, aus dem das Strahlmittel herausgepreßt wird. Die Menge des in die Förderleitung ab gegebenen Strahlmittels wird dabei durch den auf den Druckkessel wirken den Förderdruck geregelt. Die an der Strahldüse austretende Strahlgutmenge wird durch ein in der Verbindungsleitung vorgesehenes Dosierventil gere gelt. Das Dosierventil ist ein handreguliertes Ventil, beispielsweise ein Na delventil oder ein Membranventil.Depending on the size of the area to be processed, there are larger and smaller ones Pressure blasters. The so-called compact devices are mobile, easy to transporting devices with a relatively small blasting medium boiler. With the gat a pressure vessel is provided, from which the abrasive is pressed out. The amount of that in the delivery line given blasting agent will act on the pressure vessel regulated the delivery pressure. The amount of blasting material exiting at the blasting nozzle is cleaned by a metering valve provided in the connecting line The metering valve is a hand-regulated valve, for example a Na delventil or a diaphragm valve.
Ein Membranventil ist beispielsweise aus der EP 0 183 342 und der WO 92/09835 bekannt. Dabei dient eine Membran zum Verschließen der Lei tung. Durch Betätigen eines Drehknopfes wird die Membran mittels eines Kolbens oder dergleichen zum Verschließen bzw. zum Öffnen in die Leitung gepreßt.A membrane valve is for example from EP 0 183 342 and WO 92/09835 known. A membrane is used to close the lei tung. By pressing a rotary button, the membrane is opened by means of a Piston or the like for closing or opening in the line pressed.
Diese Konstruktion hat mehrere Nachteile. Mit einem handregulierten Ventil kann die Strahlmittelmenge nicht präzise dosiert werden. Das hat zur Folge, daß zumeist zuviel Strahlmittel verbraucht wird. Bei teuren Strahlmitteln wie beispielsweise Korund ist dies aber ein wesentlicher Kostenfaktor. Außer dem ist eine einmal gefundene optimale Dosierung nur sehr schlecht zu re produzieren.This construction has several disadvantages. With a hand-regulated valve the amount of abrasive cannot be dosed precisely. As a result, that mostly too much abrasive is used. With expensive abrasives like for example corundum, this is an essential cost factor. Except once an optimal dosage has been found, it is very difficult to determine to produce.
Ferner rieselt nach dem Schließen des Dosierventils und dem Abstellen des Drucks das Strahlmittel relativ lange in die Förderleitung nach, bis der Druck im Druckkessel vollständig abgebaut ist. Dadurch kann die Förderlei tung verstopfen. Nimmt man das Gerät später wieder in Betrieb, so kann das angesammelte Strahlmittel auch auf einmal in einem unkontrollierten Nebel aus der Strahldüse ausgeblasen werden. Das ist besonders nachteilig, wenn empfindliche Oberflächen behandelt werden, da diese dadurch Schaden nehmen können. Furthermore trickles after closing the metering valve and turning off the Presses the abrasive into the delivery line for a relatively long time until the Pressure in the pressure vessel is completely reduced. This enables the funding agency clog. If you put the device back into operation later, it can Accumulated abrasives suddenly in an uncontrolled fog be blown out of the jet nozzle. This is particularly disadvantageous if sensitive surfaces are treated as this will damage them can take.
Darüber hinaus muß der bei Kompaktgeräten recht kleine Druckkessel des öfteren mit Strahlmittel aufgefüllt werden. Dazu muß das Gerät abgeschaltet, der Kesseldruck abgebaut, der Kessel befüllt, der Kesseldruck wieder auf gebaut und das Gerät wieder eingeschaltet werden. Dies ist im laufenden Betrieb sehr umständlich und zeitraubend. Druckkessel sind außerdem technisch relativ aufwendig. Der jeweils herrschende Druck beeinflußt nachteilig die Funktion des Dosierventils und die mit dem Ventil erzielte Dosierung.In addition, the quite small pressure vessel of the compact devices can be filled up with abrasive more often. To do this, the device must be switched off, the boiler pressure is reduced, the boiler is filled, the boiler pressure is back up built and the device can be switched on again. This is ongoing Operation very cumbersome and time consuming. Pressure vessels are also technically relatively complex. The prevailing pressure affects disadvantageous the function of the metering valve and that achieved with the valve Dosage.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Dosierventil und ein Druckstrahlge rät der vorstehend benannten Art bereitzustellen, mit denen eine präzise Dosierung der Strahlmittelmenge möglich ist. Aufgabe der Erfindung ist es ferner, ein Druckstrahlgerät und ein Verfahren zum Betreiben eines Druck strahlgeräts bereitzustellen, bei denen sich in der Verbindungsleitung kein überschüssiges Strahlmittel sammeln kann. Des weiteren soll ein Druck strahlgerät bereitgestellt werden, dessen Strahlmittelkessel einfach zu befül len ist.The object of the invention is therefore a metering valve and a Druckstrahlge advises to provide the type mentioned above, with which a precise Dosage of the amount of abrasive is possible. The object of the invention is a pressure jet device and a method for operating a print to provide blasting equipment in which there is no connection cable can collect excess abrasive. Furthermore, there should be a print blasting device can be provided, the blasting agent tank is easy to fill len is.
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Dosierventil mit den Merkmalen des An spruches 1 und ein Druckstrahlgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 17 bzw. 18 sowie ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Druckstrahlge räts mit den Merkmalen des Anspruchs 27 vorgeschlagen.To solve the problem, a metering valve with the features of the An award 1 and a pressure jet device with the features of claim 17 or 18 and a method for operating such a pressure jet advised with the features of claim 27.
Mit dem erfindungsgemäßen Dosierventil kann die Strahlmittelmenge sehr präzise und reproduzierbar reguliert werden. Die Konstruktion des erfin dungsgemäßen Dosierventils mit einem druckbeaufschlagten verschiebbaren Regelelement erlaubt eine sehr feine Regulierung des Öffnungsgrades. With the metering valve according to the invention, the amount of blasting agent can be very high can be regulated precisely and reproducibly. The construction of the invent dosing valve according to the invention with a pressurized displaceable Control element allows a very fine regulation of the degree of opening.
Das erfindungsgemäße Druckstrahlgerät ist aufgrund der Verwendung des erfindungsgemäßen Ventils sehr kompakt ausgestaltet und gestattet ein be sonders bequemes und einfaches Arbeiten.The pressure jet device according to the invention is due to the use of Valve according to the invention designed very compact and allows a be particularly convenient and simple work.
Ein erfindungsgemäßes Druckstrahlgerät ist ferner mit einem drucklosen Strahlmittelkessel ausgestattet, der über einen Anschluß mit einem örtlich verringerten Durchmesser an die Druckluftleitung angeschlossen ist. Da durch wird die Förderluft beschleunigt und nach dem Bernoulli-Prinzip ein Unterdruck erzeugt, so daß das Strahlmittel mitgenommen wird. Dies er möglicht ein einfaches Befüllen des Kessels auch während des laufenden Betriebs. Ein druckloser Kessel ist ferner technisch einfach gestaltet. Es wird kein veränderlicher Einfluß auf das Dosierventil mehr ausgeübt. Dar über hinaus ist keine Abnahme des drucklosen Kessels durch den TÜV not wendig.A pressure jet device according to the invention is also equipped with an unpressurized one Abrasive boiler equipped with a local connection reduced diameter is connected to the compressed air line. There through the conveying air is accelerated and according to the Bernoulli principle Vacuum generated so that the blasting agent is taken away. This he enables easy filling of the boiler even while it is running Operating. An unpressurized boiler is also technically simple. It there is no longer any variable influence on the metering valve. Dar Furthermore, there is no acceptance of the pressure-free boiler by the TÜV agile.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb eines Druckstrahlgeräts mit tels einer Steuerungselektronik sieht vor, daß beim Abschalten der Strahlpi stole oder Strahldüse zuerst das Dosierventil geschlossen wird und erst da nach alle anderen Betriebsparameter heruntergefahren werden, so daß die Verbindungsleitung stets frei von Strahlmittel bleibt. Bei einem erneuten Betätigen der Strahlpistole bzw. Strahldüse fahrt das Gerät in umgekehrter Reihenfolge wieder hoch, so daß kein Strahlmittel unkontrolliert austreten kann.The inventive method for operating a pressure jet device with Control electronics provides that when the beam pi stole or jet nozzle the metering valve is closed first and only then after all other operating parameters are shut down so that the Connection line always remains free of abrasive. With another Operating the blasting gun or blasting nozzle moves the device in reverse Order up again, so that no blasting agent escapes uncontrolled can.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous further developments result from the subclaims.
Das Regelelement ist bevorzugt ein Stellzylinder mit einem druckbeauf schlagten Kolben. Dies entspricht einer Gasfeder, welche die Membran des Dosierventils in den Schließzustand drückt. Der Kolben kann pneumatisch entgegen der Wirkung der Gasfeder bewegt werden, so daß das Dosierventil geöffnet wird, was eine sehr feine und präzise Regelung des Öffnungsgrades des Dosierventils gestattet.The control element is preferably an actuating cylinder with a pressure hit pistons. This corresponds to a gas spring, which the membrane of the Dosing valve in the closed state. The piston can be pneumatic be moved against the action of the gas spring, so that the metering valve is opened, which is a very fine and precise control of the degree of opening of the metering valve allowed.
In besonders vorteilhafter Weise ist das Ventil mit einem Sicherheitsorgan, insbesondere in Form einer Nullagenfeder versehen, die in dieselbe Richtung wie die Gasfeder wirkt. Bei einem Druckabfall im erfindungsgemäßen Ventil bewirkt die Nullagenfeder, daß sich das Ventil sofort selbsttätig vollständig schließt. Bei der Bearbeitung empfindlicher Oberflächen kann es dann nicht zu Beschädigungen kommen.In a particularly advantageous manner, the valve is equipped with a safety device, in particular in the form of a zero-position spring provided in the same direction how the gas spring works. With a pressure drop in the valve according to the invention causes the zero position spring that the valve immediately completely automatically closes. When processing sensitive surfaces, it cannot damage.
Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße Ventil elektronisch steuerbar. Damit ist eine sehr feine und reproduzierbare Dosierung auf besonders ein fache Weise möglich.The valve according to the invention is preferably electronically controllable. This is a very fine and reproducible dosage in particular possible way.
Der Strahlapparat des erfindungsgemäßen Druckstrahlgeräts ist in besonders vorteilhafter Weise mit einem über einen Turbinendruck drehbaren Strahl rohr versehen. Damit kann das Strahlmittel in Form von Rotationsstrahlen austreten. Die Turbine bewirkt eine Reaktionskraftumlenkung bezüglich des Strahlmittels, so daß es nicht mit voller Wucht auf die zu bearbeitende Flä che prallt. Dies ermöglicht eine besonders sanfte Behandlung empfindlicher Oberflächen.The jet apparatus of the pressure jet device according to the invention is special advantageously with a jet that can be rotated via a turbine pressure pipe provided. The blasting agent can thus be in the form of rotating jets emerge. The turbine causes a reaction force redirection with respect to the Abrasive so that it does not hit the surface to be machined with full force che bounces. This enables a particularly gentle treatment more sensitive Surfaces.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn zumindest das erfindungsgemäße Ventil, insbesondere jedoch weitere Betriebsparameter wie Turbinendruck, Förder druck und Strahlmittelmenge, über eine an oder in der Nahe des Strahlappa rats angebrachte Fernbedienung regelbar sind. Dann kann die Dosierung im laufenden Betrieb geändert werden, obwohl der Strahlmittelkessel in eini gem Abstand zum Benutzer steht. Der Benutzer kann somit "vor Ort" die Betriebsparameter nach Bedarf einregulieren.Furthermore, it is advantageous if at least the valve according to the invention, but especially other operating parameters such as turbine pressure, delivery pressure and amount of abrasive, via a on or near the blasting apparatus advisable remote control are adjustable. Then the dosage in ongoing operation can be changed, even though the blasting agent boiler in one distance from the user. The user can thus "on site" the Adjust operating parameters as required.
Das erfindungsgemäße Betriebsverfahren ist vorzugsweise so ausgelegt, daß die Betriebsparameter gespeichert werden können. Beim Ingangsetzen des Druckstrahlgeräts fährt es dann auf die gespeicherten Werte hoch, d. h. es wird sofort mit präzise derselben Strahlmittelmenge und denselben Betriebs parametern weiter gearbeitet wie vor dem Abschalten.The operating method according to the invention is preferably designed such that the operating parameters can be saved. When starting the The blasting machine then starts it up to the stored values, i. H. it immediately with the same amount of abrasive and the same operation parameters continued to work as before switching off.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung an hand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.The following is an embodiment of the present invention hand described in more detail in the accompanying drawings.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung von Teilen eines Druckstrahl gerätes. Fig. 1 shows a schematic representation of parts of a pressure jet device.
Fig. 2 zeigt eine schematische, teilweise geschnittene Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Dosierventils. Fig. 2 shows a schematic, partially sectioned side view of an embodiment of a metering valve according to the invention.
Fig. 3 zeigt eine schematische Frontansicht des Ventils gemäß Fig. 2. FIG. 3 shows a schematic front view of the valve according to FIG. 2.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung der Funktionsweise des Ven tils gemäß den Fig. 2 und 3. Fig. 4 shows a schematic representation of the operation of the Ven valve according to FIGS . 2 and 3.
Fig. 5a und 5b zeigen den Ausschnitt V in Fig. 1 mit teilweise ge schnittenen schematischen Darstellungen zweier Ausführungsbei spiele für den Anschluß der Druckluftleitung an die Förderleitung. Fig. 5a and 5b show the detail V in Fig. 1 with partly cut ge schematic representations of two Ausführungsbei play for connecting the compressed air line to the feed line.
Fig. 6 zeigt eine schematische, teilweise geschnittene Seitenansicht eines drehbaren Strahlrohres. Fig. 6 shows a schematic, partially sectioned side view of a rotatable jet pipe.
Fig. 7 zeigt eine graphische Darstellung der Druckregelung gemäß dem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren. Fig. 7 shows a graph of pressure control in accordance with the operating method according to the invention.
In Fig. 1 sind schematisch Teile eines integrierten beweglichen Druck strahlgerätes 1, nämlich ein Strahlmittelkessel 2 für das Strahlmittel, eine Förderleitung 7 für das Strahlmittel, ein Dosierventil 20, ein Kompressor 8 zur Erzeugung von Druckluft mit einer Druckluftleitung 9 dargestellt. Das Druckstrahlgerät 1 ist an einem in Fig. 1 lediglich angedeuteten Gestell mit Rädern befestigt. Ferner ist ein Strahlapparat 50 mit einer drehbaren Strahl düse 60 schematisch dargestellt (vgl. Fig. 6).In Fig. 1, portions shown schematically of an integrated mobile jet-blaster device 1, namely, a blasting agent boiler 2 for the blasting agent, a transport line 7 for the blasting agent, a metering valve 20, a compressor 8 for generating pressurized air to a compressed air line 9. The pressure jet device 1 is attached to a frame with wheels, which is only indicated in FIG. 1. Furthermore, a jet apparatus 50 with a rotatable jet nozzle 60 is shown schematically (see FIG. 6).
Der Strahlmittelkessel 2 ist ein druckloser Kessel, d. h. er ist nicht mit einem Förderdruck zur Förderung des Strahlmittels in die Förderleitung 7 beauf schlagt. Der Strahlmittelkessel 2 weist einen etwa zylinderförmigen oberen Bereich 3 mit einem Deckel 4, sowie einen etwa trichterförmigen unteren Bereich 5 auf. An den unteren Bereich 5 schließt sich ein kurzes Rohr 6 an, an dem das Dosierventil 20 angebracht ist.The blasting agent boiler 2 is a pressureless boiler, ie it is not struck with a delivery pressure for conveying the blasting agent into the delivery line 7 . The blasting agent boiler 2 has an approximately cylindrical upper region 3 with a cover 4 , and an approximately funnel-shaped lower region 5 . A short pipe 6 , to which the metering valve 20 is attached, adjoins the lower area 5 .
Als Strahlmittel können beliebige Substanzen wie Sand, Korund, Soda, Glasperlen oder Gesteinsmehle eingesetzt werden. Das Strahlmittel rieselt von selbst in das Rohr 6 in Richtung des Dosierventils 2. Zur Unterstützung ist der Strahlmittelkessel 2 lediglich mit einer Rütteleinrichtung versehen (nicht dargestellt), die verhindern soll, daß sich die Partikel des Strahlmittels ineinander verhaken und sich im unteren Bereich 5 oder im Rohr 6 verkei len. Any substances such as sand, corundum, soda, glass beads or stone powder can be used as blasting media. The blasting agent trickles itself into the tube 6 in the direction of the metering valve 2 . To support the blasting agent boiler 2 is only provided with a vibrating device (not shown), which is intended to prevent the particles of the blasting agent from getting caught in one another and verkei len in the lower region 5 or in the tube 6 .
Die Druckluftleitung 9 verzweigt sich in zwei Leitungen 9' und 9''. Die Druckluftleitung 9, dient zur Aufrechterhaltung des Förderdrucks für die Förderleitung 7. Die Druckluftleitung 9'' mündet in einen Druckluftanschluß 56 des Strahlapparats 50 und dient zur Aufrechterhaltung des Turbinen drucks (siehe unten Fig. 6). Der Kompressor 8 und die Druckluftleitungen 9, 9', 9'' sind mit dem üblichen Zubehör, wie beispielsweise Druckluftmem brantrockner und Druckluftfilter, bzw. der üblichen Sicherheitsausstattung, wie beispielsweise Druckwächter ausgestattet, auf die hier nicht näher ein gegangen werden soll.The compressed air line 9 branches into two lines 9 'and 9 ''. The compressed air line 9 serves to maintain the delivery pressure for the delivery line 7 . The compressed air line 9 '' opens into a compressed air connection 56 of the jet apparatus 50 and serves to maintain the turbine pressure (see below Fig. 6). The compressor 8 and the compressed air lines 9 , 9 ', 9 ''are equipped with the usual accessories, such as, for example, compressed air membrane dryer and compressed air filter, or the usual safety equipment, such as, for example, pressure switches, which will not be dealt with in more detail here.
Ein Schenkel 11 eines T-Stücks 10 ist an das untere Ende 6' des Rohres 6 angeschlossen. Der zweite Schenkel 12 des T-Stücks 10 ist mit der Druck luftleitung 9' und der dritte Schenkel 13 ist mit der Förderleitung 7 für das Strahlmittel verbunden. Die Förderleitung 7 mündet in einen Strahlmittelan schluß 64 des Strahlapparats 50 (siehe unten Fig. 6).A leg 11 of a T-piece 10 is connected to the lower end 6 'of the tube 6 . The second leg 12 of the T-piece 10 is connected to the compressed air line 9 'and the third leg 13 is connected to the delivery line 7 for the blasting agent. The delivery line 7 opens into a blasting agent circuit 64 of the blasting apparatus 50 (see below Fig. 6).
Der Aufbau des Dosierventils 20 ist aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich. Fig. 2 zeigt eine schematische Seitenansicht, Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Dosierven tils 20. Das Rohr 6 tritt in Fig. 2 durch die Zeichenebene hindurch und ist nur mit gestrichelten Linien angedeutet. Das Dosierventil 20 weist ein Ven tilgehäuse 21 mit einem innerhalb des Ventilgehäuses 21 verschiebbaren Ventilkonus 22 und einen Ventilboden 23 auf. Der Ventilboden 23 ist mit einer mit dem Rohr 6 fluchtenden Durchgangsbohrung 24 und einer die Durchgangsbohrung 24 mittig anschneidenden Konusöffnung 25 versehen, die als Ventilsitz dient. Die Konusöffnung 25 weist in allen parallel zur Durchgangsbohrung 24 verlaufenden Schnittebenen einen Durchmesser auf der größer als der Durchmesser der Durchgangsbohrung 24 ist.The structure of the metering valve 20 can be seen from FIGS . 2 and 3. Fig. 2 shows a schematic side view, Fig. 3 is a schematic plan view of an embodiment of the Dosierven valve 20th The tube 6 passes through the plane of the drawing in FIG. 2 and is only indicated with dashed lines. The metering valve 20 has a Ven valve housing 21 with a valve cone 22 which is displaceable within the valve housing 21 and a valve base 23 . The valve base 23 is provided with a through bore 24 aligned with the tube 6 and a conical opening 25 which cuts the through bore 24 in the center and serves as a valve seat. The cone opening 25 has a diameter in all of the sectional planes running parallel to the through bore 24 , which is larger than the diameter of the through bore 24 .
Zwischen dem Ventilboden 23 und der Stirnfläche 21' des Ventilgehäuses 21 ist der Umfangsrand 27 einer Membran 26 eingespannt. Die Membran 26 weist einen zentrischen, sphärisch vorspringenden Wulst 28 auf. Der Wulst 28 ist dazu bestimmt, im Laufe der Ventilregelung vom Querschnitt der Durchgangsbohrung 24 einen mondsichelförmigen Öffnungsspalt 24' verän derbar freizulassen. Im Schließzustand ist der Wulst 28 an den unteren ge rundeten Abschnitt der Konusöffnung 25, also des konischen Ventilsitzes, abdichtend angepreßt. Dabei wird der Wulst 28 elastisch verformt. Damit ist der Querschnitt des Rohrs 6 vollständig verschlossen.The peripheral edge 27 of a membrane 26 is clamped between the valve base 23 and the end face 21 'of the valve housing 21 . The membrane 26 has a central, spherically projecting bead 28 . The bead 28 is intended to be 'changed leave a crescent-shaped opening gap 24 derbar over the control valve from the cross section of the through hole 24th In the closed state, the bead 28 is pressed onto the lower, rounded portion of the conical opening 25 , that is to say of the conical valve seat. The bead 28 is elastically deformed. The cross section of the tube 6 is thus completely closed.
Die Membran 26 und damit der Wulst 28 wird vom Ventilkonus 22 verstellt. Zu diesem Zweck ist in die Membran 26 ein von ihrer Rückseite 26' zen trisch vorstehender Gewindebolzen 29 eingeformt, der in einer Gewindeboh rung 30 an der Stirnseite 22' des Ventilkonus 22 ständig aufgenommen ist. Wird der Ventilkonus in Richtung des Pfeils A verschoben, wandert der Wulst in Fig. 2 nach links und der mondsichelförmige Öffnungsspalt 24' verkleinert sich. Umgekehrt wird der mondsichelförmige Öffnungsspalt 24' vergrößert, wenn der Ventilkonus 22 in Richtung des Pfeiles B gezogen wird.The membrane 26 and thus the bead 28 is adjusted by the valve cone 22 . For this purpose, a threaded bolt 29 protruding from its rear side 26 'is formed in the membrane 26 , which is constantly received in a threaded bore 30 on the end face 22 ' of the valve cone 22 . If the valve cone is displaced in the direction of arrow A, the bead moves to the left in FIG. 2 and the crescent-shaped opening gap 24 'is reduced. Conversely, the crescent-shaped opening gap 24 'is enlarged when the valve cone 22 is pulled in the direction of arrow B.
An die Rückseite 21'' des Ventilgehäuses 21 ist ein pneumatischer Stellzy linder 32 angeschlossen. Der Stellzylinder 32 ist mit dem Ventilgehäuse 21 und dem Ventilboden 23 über Schrauben 33, 34 fest verbunden. Die Rück seite 22' des Ventilkonus 22 ist mittels eines im Durchmesser verjüngten Zwischenstücks 31 mit der Kolbenstange 35 des Kolbens 34 des Stellzylin ders 32 ebenfalls fest verbunden. At the rear 21 '' of the valve housing 21 , a pneumatic Stellzy cylinder 32 is connected. The actuating cylinder 32 is firmly connected to the valve housing 21 and the valve base 23 via screws 33 , 34 . The rear side 22 'of the valve cone 22 is also fixedly connected by means of a tapered intermediate piece 31 to the piston rod 35 of the piston 34 of the Stellzylin 32 .
Ein das Zwischenstück 31 mit einer Bohrung aufnehmendes Übertragungs teil 36 ist mittels einer sich am Stellzylinder 32 abstützenden Druckfeder 38 gegen die Rückseite 22' des Ventilkonus 22 angepreßt und erstreckt sich mit einem stangenförmigen schlanken Abschnitt 37 durch einen Längsschlitz 39 des Ventilgehäuses 21 nach außen. Außerhalb des Ventilgehäuses 21 ist das Übertragungsteil 36 mittels Schrauben 40 auf einer Gewindestange 41 be festigt, die von einem Weggeber 42 (Potentiometer) ausgeht. Der Weggeber 42 ist außen am Ventilgehäuse 21 mittels eines Tragwinkels 43 gehalten und insgesamt einschließlich der Gewindestange 41 und des Übertragungsteils 36 durch eine Haube 44 abgedeckt.A the intermediate piece 31 with a bore receiving transmission part 36 is pressed against the rear 22 'of the valve cone 22 by means of a compression spring 38 which is supported on the actuating cylinder 32 and extends with a rod-shaped slim section 37 through a longitudinal slot 39 of the valve housing 21 to the outside. Outside the valve housing 21 , the transmission part 36 is fastened by means of screws 40 on a threaded rod 41 , which starts from a displacement sensor 42 (potentiometer). The displacement sensor 42 is held on the outside of the valve housing 21 by means of a support bracket 43 and is covered by a hood 44 , including the threaded rod 41 and the transmission part 36 .
Die Funktionsweise des Dosierventils 20 wird anhand der schematischen Darstellung in Fig. 4 deutlich. Der Stellzylinder 32 weist einen Anschluß 45 für Druckluft auf. Der Anschluß 45 liegt im Bereich 47 zwischen dem Kolben 34 und der Rückseite 21'' des Ventilgehäuses 21. Die andere Seite des Kolbens 34 ist ständig mit Druckluft beaufschlagt und stellt somit eine Gasfeder 48 dar, die mit der Druckfeder 38 in Richtung des Pfeiles A wirkt und das Ventil 20 somit ständig geschlossen hält. Wenn das Ventil 20 um einen bestimmten Betrag geöffnet werden soll, wird der Stellzylinder 32 über den Anschluß 45 mit Druckluft beaufschlagt. Gegen die Wirkung der Gasfeder 48 wird der Kolben 34 somit in Richtung des Pfeiles B bewegt und das Ventil 20, wie oben beschrieben, geöffnet. Diese Ventilsteuerung wirkt somit proportional gegen die Kraft der Gasfeder 48 und die Kraft der Druckfeder 38. Sie erlaubt eine äußerst präzise Einstellung des Dosierventils 20, so daß immer nur genau die benötigte Menge an Strahlmittel in die För derleitung eintritt. The mode of operation of the metering valve 20 is clear from the schematic illustration in FIG. 4. The actuating cylinder 32 has a connection 45 for compressed air. The connection 45 lies in the area 47 between the piston 34 and the rear 21 ″ of the valve housing 21 . The other side of the piston 34 is constantly pressurized with compressed air and thus represents a gas spring 48 which acts with the compression spring 38 in the direction of arrow A and thus keeps the valve 20 constantly closed. If the valve 20 is to be opened by a certain amount, the actuating cylinder 32 is pressurized with compressed air via the connection 45 . Against the action of gas spring 48 , piston 34 is thus moved in the direction of arrow B and valve 20 is opened , as described above. This valve control thus acts proportionally against the force of the gas spring 48 and the force of the compression spring 38 . It allows an extremely precise adjustment of the metering valve 20 , so that only the exact amount of blasting agent required in the feed line occurs.
Die Druckfeder 38 dient dabei als Sicherheitsorgan. Falls die Druckluftver sorgung ausfällt, bewirkt die Gasfeder 48 ein sofortiges Schließen des Ven tils 20. Die Druckfeder 38 hält das Ventil 20 dann ständig geschlossen.The compression spring 38 serves as a safety device. If the compressed air supply fails, the gas spring 48 causes the valve 20 to close immediately. The compression spring 38 then keeps the valve 20 constantly closed.
Die Fig. 5a und 5b zeigen zwei Ausgestaltungen der Druckluftzuführung in der Druckluftleitung 9. Dargestellt ist der Bereich des T-Stücks 10 aus Fig. 1. In Fig. 5a ist ein T-Stück 10 dargestellt, welchen im Bereich seiner Schenkel 12 und 13 im Querschnitt eine Einschnürung 14 aufweist. Damit ist der Durchmesser der Schenkel 12, 13 verringert. Im Bereich der Ein schnürung 14 ist der zum Ventil 20 mündende Schenkel 11 des T-Stücks 10 positioniert. Fig. 5b zeigt ein T-Stück 10, welches im Bereich seiner Schenkel 12, 13 einen Staurand 15 aufweist, der ebenfalls dazu dient, den Durchmesser zu verringern. FIGS. 5a and 5b show two embodiments of the delivery of compressed air in the compressed air line 9. The area of the T-piece 10 from FIG. 1 is shown . FIG. 5a shows a T-piece 10 which has a constriction 14 in the area of its legs 12 and 13 in cross section. The diameter of the legs 12 , 13 is thus reduced. In the area of a lacing 14 , the leg 11 opening to the valve 20 of the T-piece 10 is positioned. Fig. 5b shows a T-piece 10 which has in the region of its legs 12, 13 a jam edge 15, which also serves to reduce the diameter.
Die Vorrichtung funktioniert folgendermaßen: Bei geöffnetem Ventil 20 rie selt das Strahlmittel aus dem Rohr 6 in den Schenkel 11 des T-Stücks 10, gegebenenfalls unterstützt von einer Rütteleinrichtung. Die aus der Druck luftleitung 9' in Richtung der Pfeiles einströmende Luft wird im Bereich der Einschnürung 14 bzw. des Staurandes 15 beschleunigt. Dadurch wird gemäß dem Bernoulli'schen Gesetz ein Unterdruck erzeugt und das einrieselnde Strahlmittel in Richtung der Pfeile mitgerissen, so daß von oben weitere Körner nachrieseln können, ohne sich im Schenkel 11 des T-Stücks 10 zu stauen.The device works as follows: When the valve 20 is open, the blasting agent flows from the tube 6 into the leg 11 of the T-piece 10 , optionally supported by a vibrating device. The air flowing in from the compressed air line 9 'in the direction of the arrow is accelerated in the region of the constriction 14 or the storage edge 15 . This creates a vacuum according to Bernoulli's law and entrains the trickling blasting medium in the direction of the arrows, so that further grains can trickle in from above without jamming in the leg 11 of the T-piece 10 .
Der maximale Füllgrad des Strahlmittelkessels 2 hängt somit nur von Art und Zustand des Strahlmittels ab, beispielsweise von der Rieselfähigkeit. Zusätzliche Fördereiirrichtungen wie Druckbeaufschlagung des Kessels sind nicht notwendig. The maximum degree of filling of the blasting agent boiler 2 thus depends only on the type and condition of the blasting agent, for example on the flowability. Additional conveying devices such as pressurizing the boiler are not necessary.
Vorteilhafterweise ist an das andere Ende der Förderleitung 7 ein Strahlap parat, beispielsweise eine Strahlpistole, mit rotierender Strahldüse ange schlossen. Ein solcher Strahlapparat ist bereits in der DE 44 04 954 C2 be schrieben, die hiermit voll in die Offenbarung einbezogen wird. In Fig. 6 ist ein derartiger Strahlapparat 50 schematisch dargestellt (vgl. Fig. 1). Er be steht im wesentlichen aus einem Gehäuse 51, das eine Turbine 52 und einen Rotor 57 umschließt. Die Turbine 52 weist einen mit Spiralnuten 54 bzw. schraubenförmigen Nuten versehenen Läufer 53 auf und ist über eine Luft kanalbohrung 55 mit einem Druckluftanschluß 56 ausgestattet (vgl. DE 195 39 512 A1 desselben Anmelders). An den Druckluftanschluß 56 wird die Druckluftleitung 9'' angeschlossen (Fig. 1). Im Bereich 57 hinter der Tur bine 52 befinden sich die Lagerung für den Rotor 58 und Dichtungselemen te, auf die hier nicht näher eingegangen werden soll. Auf dem Rotor 58 sitzt eine Strahldüse 59 mit einer bezüglich zur Längsachse des Rotors 58 asym metrisch ausgebildeten Düsenöffnung 60. Ein Zufuhrkanal 61 erstreckt sich mittig über die gesamte Länge des Strahlapparats 50. Ein Ende 62 mündet in die Strahldüse 61. Das andere Ende 63 erstreckt sich durch den Bereich 57 des Strahlapparats 50 und endet in einem Förderanschluß 64, an den die För derleitung 7 angeschlossen wird (Fig. 1).Advantageously, a blasting apparatus, for example a blasting gun, with a rotating blasting nozzle is connected to the other end of the delivery line 7 . Such a jet apparatus is already described in DE 44 04 954 C2, which is hereby fully incorporated into the disclosure. Such a jet apparatus 50 is shown schematically in FIG. 6 (cf. FIG. 1). It consists essentially of a housing 51 which encloses a turbine 52 and a rotor 57 . The turbine 52 has a runner 53 provided with spiral grooves 54 or helical grooves and is equipped with an air duct bore 55 with a compressed air connection 56 (cf. DE 195 39 512 A1 by the same applicant). The compressed air line 9 ″ is connected to the compressed air connection 56 ( FIG. 1). In the area 57 behind the door bine 52 there are the bearings for the rotor 58 and sealing elements, which will not be discussed in more detail here. On the rotor 58 there is a jet nozzle 59 with a nozzle opening 60 which is asymmetrical with respect to the longitudinal axis of the rotor 58 . A feed channel 61 extends centrally over the entire length of the jet apparatus 50 . One end 62 opens into the jet nozzle 61 . The other end 63 extends through the region 57 of the jet apparatus 50 and ends in a conveyor connection 64 to which the conveyor line 7 is connected ( FIG. 1).
Im Betrieb strömt das zugeführte Strahlmittel durch den Zuführkanal 61 und tritt in einem Strahl aus, dessen genaue Geometrie von der Form der Dü senöffnung 60 abhängt. Gleichzeitig strömt Druckluft auf die Spiralnuten 54 des Läufers 53 der Turbine 52. Dadurch wird die Turbine 54 und damit der Rotor 58 in eine schnelle Drehung versetzt, wobei der Rotor 58 die Strahl düse 59 mitnimmt. Der aus der Düsenöffnung 60 austretenden Strahl rotiert somit um die Längsachse des Strahlapparats 50. Der resultierende Strahl ist in Fig. 6 gestrichelt angedeutet.In operation, the supplied abrasive flows through the feed channel 61 and emerges in a jet, the exact geometry of which depends on the shape of the nozzle opening 60 . At the same time, compressed air flows onto the spiral grooves 54 of the rotor 53 of the turbine 52 . As a result, the turbine 54 and thus the rotor 58 is rotated rapidly, the rotor 58 taking the jet nozzle 59 with it. The jet emerging from the nozzle opening 60 thus rotates about the longitudinal axis of the jet apparatus 50 . The resulting beam is indicated by dashed lines in FIG. 6.
Zur Förderdruckregelung dient ein hier nicht dargestellter schneller, pneu matischer Präzisionsdruckregler mit integriertem Drucksensor. Der Öff nungsgrad dieses Reglers bestimmt mit der Öffnungsstufe des Dosierventils den Durchfluß und die Geschwindigkeit des Strahlmittels. Zur Turbinen druckregelung wird ein weitere derartiger Druckregler eingesetzt. Der Öff nungsgrad dieses weiteren Reglers bestimmt die Rotationsgeschwindigkeit, mit der das Strahlmittel auf die zu bearbeitende Fläche rotierend aufgebracht wird.A faster, pneu, not shown here, serves to control the delivery pressure Matic precision pressure regulator with integrated pressure sensor. The public The degree of efficiency of this controller is determined with the opening level of the metering valve the flow and speed of the blasting medium. To the turbines pressure control another such pressure regulator is used. The public The degree of efficiency of this additional controller determines the speed of rotation, with which the abrasive is applied to the surface to be machined becomes.
Abschließend soll anhand der Fig. 1 und 7 noch auf die Steuerung des erfindungsgemäßen Druckstrahlgeräts 1 eingegangen werden.Finally, the control of the pressure jet device 1 according to the invention will be discussed with reference to FIGS. 1 and 7.
Das Druckstrahlgerät 1 weist eine elektronische Steuerung auf, die sowohl für stationäre als auch für bewegliche Geräte geeignet ist. Kernstück ist ein Steuergerät 70, das die Steuerelektronik enthält. Am Strahlapparat 50, vor zugsweise am Griff, ist ein Infrarot-Datenempfänger 17 angebracht. Dieser Datenempfänger 17 ist über eine oder mehrere Steuerleitungen mit dem Steuergerät verbunden. Die Steuerleitungen werden an einer Anschlußstelle 16 angeschlossen. Der Datenempfänger 17 kann Daten von einer Infrarot- Fernbedienung empfangen, diese aufbereiten und über die Steuerleitung an das Steuergerät senden. Über die Fernbedienung erfolgt die Einstellung der Betriebsparameter des Druckstrahlgeräts 1. Das Steuergerät und/oder die Fernbedienung weisen ein Display zur Anzeige der eingestellten Betriebspa rameter auf. Optional können Daten und Einstellung der Steuerung mittels sektionalen Datenverkehr zur Fernbedienung übermittelt werden, so daß an der Fernbedienung Arbeitsparameter abgelesen werden können. The pressure jet device 1 has an electronic control which is suitable for both stationary and movable devices. The centerpiece is a control unit 70 , which contains the control electronics. An infrared data receiver 17 is attached to the beam apparatus 50 , preferably on the handle. This data receiver 17 is connected to the control unit via one or more control lines. The control lines are connected to a connection point 16 . The data receiver 17 can receive data from an infrared remote control, process it and send it to the control unit via the control line. The operating parameters of the pressure jet device 1 are set via the remote control. The control unit and / or the remote control have a display for displaying the set operating parameters. Optionally, data and setting of the control can be transmitted to the remote control by means of sectional data traffic so that working parameters can be read on the remote control.
Vorteilhafterweise ist in der Steuerelektronik eine Kodierung vorgesehen, so daß mit einer Fernbedienung nur ein Steuergerät angesprochen werden kann. Auf diese Weise können mehrere Druckstrahlgeräte nebeneinander betrieben werden.A coding is advantageously provided in the control electronics, so that only one control unit can be addressed with a remote control. In this way, several pressure jet devices can be operated side by side become.
In der Fig. 7 ist die Regelung der Betriebsparameter beim Einschalt- und
Ausschaltvorgang dargestellt. Dabei bedeuten:
DF: Förderdruck (Förderung des Strahlmittels in der Förderleitung 7)
DT: Turbinendruck (Rotation der Strahldüse 60 des Strahlapparats 50)
DV Ventildruck (Öffnen des Dosierventils 20)
W: WartezeitIn FIG. 7, the control of the operating parameters is shown when switching on and off. Here mean:
D F : delivery pressure (delivery of the abrasive in the delivery line 7 )
D T : turbine pressure (rotation of the jet nozzle 60 of the jet apparatus 50 )
D V valve pressure (opening of metering valve 20 )
W: waiting time
Die Einstellung aller drei Parameter erfolgt über die Fernbedienung, d. h. an dem Ort, an dem der Benutzer das Druckstrahlgerät einsetzen will. Es ist nicht wie bisher nötig, einen oder mehrere Parameter direkt am Strahlmittel kessel einzustellen. Der Benutzer stellt die gewünschten Werte für den För derdruck DF, den Turbinendruck DT und den Ventildruck DV ein und schal tet das Gerät ein. Diese Werte können über die Fernbedienung neu gewählt werden. Es können aber auch aus dem Speicher der Steuerelektronik vorein gestellte Werte abgerufen werden, die sich beispielsweise bereits vorher als besonders vorteilhaft erwiesen haben.All three parameters are set using the remote control, ie at the location where the user wants to use the pressure blasting device. It is not necessary, as previously, to set one or more parameters directly on the blasting media boiler. The user sets the desired values for the discharge pressure D F , the turbine pressure D T and the valve pressure D V and switches the device on. These values can be selected again using the remote control. However, it is also possible to call up preset values from the memory of the control electronics which, for example, have already proven to be particularly advantageous beforehand.
Sobald das Druckstrahlgerät 1 eingeschaltet wird, wird zuerst der Förder druck DF aufgebaut. Kurz danach oder gleichzeitig wird der Turbinendruck DT aufgebaut. Während der Druck aufgebaut wird, bleibt das Dosierventil 20 geschlossen, d. h. es kann kein Strahlmittel in das T-Stück 10 oder die Förderleitung 7 eindringen. Erst wenn sowohl der Förderdruck DF als auch der Turbinendruck DT ihre Sollwerte erreicht haben, wird der Ventildruck DV auf den vorbestimmten Wert aufgebaut und so das Dosierventil exakt um den gewünschten Betrag geöffnet. Jetzt erst wird das Strahlmittel in die För derleitung 7 transportiert und vom Förderdruck DF zum Strahlgerät 50 ge fördert, wo es durch die Turbine 52 beschleunigt und durch die Strahldüse 60 rotierend an die zu bearbeitende Oberfläche gebracht wird.As soon as the pressure jet device 1 is switched on, the delivery pressure D F is built up first. Shortly thereafter or simultaneously, the turbine pressure D T is built up. While the pressure is being built up, the metering valve 20 remains closed, ie no blasting agent can penetrate into the T-piece 10 or the delivery line 7 . Only when both the delivery pressure D F and the turbine pressure D T have reached their target values, the valve pressure D V is built up to the predetermined value and the metering valve is opened exactly by the desired amount. Only now the abrasive is transported into the För derleitung 7 and from the delivery pressure D F to the blasting device 50 , where it is accelerated by the turbine 52 and brought by the blasting nozzle 60 rotating to the surface to be processed.
Das bedeutet, daß das Strahlmittel erst dann freigegeben wird, wenn sämtli che anderen Betriebsparameter ihren Sollwert erreicht haben. Das Strahlmit tel tritt also in der gewünschten Menge mit dem gewünschten Druck und der gewünschten Rotationsgeschwindigkeit aus. Ein unkontrolliertes Austreten größerer Mengen, die sich in der Förderleitung angestaut haben, wird ver mieden.This means that the blasting agent is only released when all che other operating parameters have reached their setpoint. The beam with tel occurs in the desired amount with the desired pressure and the desired rotation speed. An uncontrolled exit Larger quantities that have accumulated in the delivery line are ver avoided.
Von nun an läuft das Druckstrahlgerät 1 im geregelten Strahlbetrieb. Wäh rend des Betriebs des Druckstrahlgeräts 1 können die Betriebsparameter über die Fernbedienung kontinuierlich verändert werden, ohne daß der Be nutzer seinen Arbeitsplatz verlassen muß. Die zuletzt eingestellten Parame ter werden dabei automatisch gespeichert. Andere, ältere Parameter können selbstverständlich auch gespeichert werden. Die gespeicherten Daten wer den beim Wiedereinschalten des Druckstrahlgeräts 1 abgerufen und wieder verwendet.From now on, the pressure blasting device 1 runs in the regulated blasting mode. During the operation of the pressure jet device 1 , the operating parameters can be changed continuously via the remote control without the user having to leave his workplace. The last set parameters are saved automatically. Other, older parameters can of course also be saved. The stored data who retrieved and used again when the pressure jet device 1 is switched on again.
Beim Abschalten wird der oben beschriebene Vorgang in genau umgekehr ter Reihenfolge wiederholt. Wenn der Benutzer das Druckstrahlgerät aus schaltet, wird zuerst der Ventildruck DV abgebaut und das Dosierventil 20 möglichst schnell geschlossen. Der Turbinendruck DT und der Förderdruck DF verbleiben während einer Wartezeit W auf ihren Sollwerten. Dadurch werden das T-Stück 10, die Förderleitung 7 und der Strahlapparat 50 von Strahlmittelresten gereinigt und über den Strahlapparat 50 nach außen beför dert. Erst danach werden der Turbinendruck DT und der Förderdruck DF gleichzeitig oder kurz nacheinander abgebaut.When switching off, the process described above is repeated in exactly the opposite order. When the user switches the pressure jet device off, the valve pressure D V is first reduced and the metering valve 20 is closed as quickly as possible. The turbine pressure D T and the discharge pressure D F remain at their desired values during a waiting time W. As a result, the T-piece 10 , the delivery line 7 and the blasting apparatus 50 are cleaned of blasting agent residues and are conveyed to the outside via the blasting apparatus 50 . Only then will the turbine pressure D T and the discharge pressure D F be reduced simultaneously or in quick succession.
Mit dieser Steuerung wird also sichergestellt, daß es im Rohr 6, im Dosier ventil 20, im T-Stück 10 oder in der Förderleitung 7 nicht zu einem Strahl mittelstau kommt.With this control it is thus ensured that there is no medium jam in the tube 6 , in the metering valve 20 , in the T-piece 10 or in the delivery line 7 .
Mit dem erfindungsgemäßen Druckstrahlgerät läßt sich, insbesondere beim Einsatz der elektronischen Regelung, das Strahlverhalten so einstellen, daß auch feinste Materialien bearbeitet werden können. Außerdem sind die bei der elektronischen Regelung eingestellten Werte ablesbar bzw. speicherbar und somit jederzeit reproduzierbar.With the pressure jet device according to the invention, in particular when Use of electronic control, adjust the blasting behavior so that even the finest materials can be processed. They are also at The values set in the electronic control can be read or saved and therefore reproducible at any time.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8131 | Rejection |