BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft eine Verteileinrichtung für Gase und Flüssigkeiten, nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 und Anspruchs 2.
Die Automatisierung der technischen Prozesse, der Apparatenbau etc. benötigen diverse Einrichtungen zur Verteilung der Medien. Zu diesem Zwecke werden hauptsächlich elektromagnetische, pneumatische und anders gesteuerte Ventile, nockengesteuerte Systeme und ähnliche Einrichtungen eingesetzt. Diese Einrichtungen haben relativ viele mechanische Teile, Dichtungen usw., die verhältnismässig schnell abgenützt werden und damit störanfällig, wartungsanspruchsvoll und kostenintensiv sind. Die Vielfalt der einzelnen benötigten mechanischen Teile, der bis heute bekannten Verteileinrichtungen, hat auch ein Einfluss auf Grösse dieser Geräte.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Anzahl der mechanischen Teile zu vermindern, die Dimensionen der Verteileinrichtung zu verkleinern, die Zuverlässigkeit zu verbessern, die Lebensdauer zu erhöhen, die Wartung zu verringen und dadurch kostengünstige Lösung gegenüber dem heutigen Stand zu bringen.
Dies wird erfindungsgemäss durch die in kennzeichnenden Teilen der Ansprüche 1 und 2 angegebenen Massnahmen erreicht.
Das Wesen der Erfindung ist nachstehend an Hand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung in Variante als Druckluftverteiler näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Verteileinrichtung für Gase und Flüssigkeiten in einer schematischen Gesamtdarstellung
Fig. 2 ein Beispiel der konstruktiven Ausführung der Verteileinrichtung mit einer rotierenden Verteildüse
Fig. 3 ein Beispiel der Verteileinrichtung mit geradliniger Bewegung der Verteildüse
Fig. 4 Variante der Ausführung der Verteildüse und Entnahmekanäle.
In Figur 1 und 2 weist die Verteileinrichtung einen Stator 25 auf, der mit symmetrisch angeordneten Entnahmekanälen 0 bis 11 versehen ist. In dem, in die freie Atmosphäre ge öffneten, Verteilraum 251 des Stators 25 ist eine rotierend bewegliche Verteildüse 12 angeordnet.
Die Verteildüse 12 ist im Kupplungsraum 253 des Stators 25 mittels einer Kupplung 16 mit der Welle 181 des Schrittmotors 18 verbunden. Der Schrittmotor 18 ist mechanisch mit dem Stator 25 durch die Befestigungselemente 26 verbunden.
Der Entnahmekanal 0 ist als Referenzkanal mit Hilfe des Verbindungsrohres 13 an den Indikator 14 der Referenzstellung angeschlossen. Die Entnahmekanäle 1 bis 11 sind mit den Stellen verbunden, wo die zu verteilende Druckluft benötigt wird.
Die Verteildüse 12 hat einen Durchgangskanal 122 mit der Eingangsöffnung 123 und der Mündung 121. Die Eingangsöffnung 123 der Verteildüse 12 liegt im Hohlraum 252 des Stators 25. Der Hohlraum 252 ist durch die Zuleitung 15 an die Druckluftquelle 23 angeschlossen. Die Eingangsöffnung 123 der rotierend beweglichen Verteildüse 12 und der Hohlraum 252 sind gegenüber den anderen Räumen des Stators 25 mit den Dichtungen 24 abgedichtet. Die Mündung 121 der Verteildüse 12 ist so angeordnet, dass die Mittelpunkte der Öffnungen der Entnahmekanäle 0 bis 11 in der gleichen Ebene, wie die Achse durch den Mittelpunkt der Mündung 121 senkrecht zur Rotationsachse 124 der Verteildüse 12 liegen. Der Abstand A zwischen der Oberfläche des Verteilraumes 251 und der Mündung 121 der Verteildüse 12 ist durch den erlaubten Druckverlust, die Strömungsgeschwindigkeit und die Druckluftmenge gegeben.
Der Indikator 14 der Referenzstellung, z.B. in Ausführung als Druckfühler oder Mikrofon, führt mittels einer Signalleitung 17 ein Signal an die Steuereinheit 20. Die Steuereinheit 20 steuert über die Steuerleitung 19 den Schrittmotor 18 und über die Steuerleitung 22 die Druckluftquelle 23. Die Funktion der Steuereinheit 20 kann über den Steuereingang 21 bestimmt werden.
In Fig. 3 ist eine Variante der Verteileinrichtung in der Ausführung mit einer sich geradlinig bewegenden Verteildüse 12 dargestellt. Bei dieser Variante ist der Schrittmotor 18 so ausgeführt, dass die mit dem Schrittmotor 18 gekuppelte Stange 182 eine geradlinige Bewegung durchführt.
Die der Verteildüse 12 zugewandte Oberfläche des Stators 25 ist in diesem Falle eben. Die Öffnungen der Entnahmekanäle 0 bis 11 und die Mündung 121 der Verteildüse 12 liegen voneinander im Abstand A.
Die Verteildüse 12 ist in diesem Falle direkt mittels einer flexiblen Zuleitung 15 an die Druckluftquelle 23 angeschlossen.
In der Fig. 4 wird eine mögliche Ausführung der Verteildüse 12 und der Entnahmekanäle 0 bis 11 mit konisch ausgeführten Öffnungen gezeigt.
Der Verteiler in der Ausführung gemäss Fig. 1 und 2 funktioniert folgendermassen:
Beim Einschalten der Verteileinrichtung oder nach Bedarf wird der Schrittmotor 18 und die Druckluftquelle 23 eingeschaltet. In diesem Anfahrzyklus ist die Druckluftquelle 23 so gesteuert, dass sie nur einen Luftdruck liefert, der gerade das sichere Ansprechen des Indikators 14 der Referenzstellung bewirkt und ohne Folge an die mit den Entnahmekanälen 1 bis 11 zu verbindende Stellen ist. Nach dem Einschalten wird die Verteildüse 12 über die Welle 181 und die Kupplung 16 in Bewegung gebracht. Wenn die Mündung 121 der Verteildüse 12 die Stellung der Öffnung des Entnahmekanals 0 erreicht und der Indikator 14 der Referenzstellung das Drucksignal erkennt, wird von diesem ein Signal über die Signalleitung 17 an die Steuereinheit 20 ausgegeben.
Die Steuereinheit 20 bewirkt damit die Einhaltung des Schrittmotors 18 so, dass die Mündung 121 der Verteildüse 12 gegenüber der Öffnung des Entnahmekanals 0 stehen bleibt, gleichzeitig wird auch dann die Druckquelle 23 abgeschaltet. Durch diesen Anfahrzyklus wird die eindeutige Ausgangslage für die weitere Funktion des Verteilers definiert. Die gewünschte Verteilung findet folgendermassen statt: zuerst erfolgt die Positionierung der Verteildüse 12 zu dem entsprechenden Entnahmekanal 1 bis 11 mittels Bewegungen des Schrittmotors 18, der die Steuerbefehle über die Steuerleitung 19 von der Steuereinheit 20 enthält. Erst nach der Erreichung der gewünschten Position wird von der Steuereinheit 20 über die Steuerleitung 22 die Druckluftquelle 23 eingeschaltet und die von der Steuereinheit 20 vorgegebene Druckluftzufuhr in einen von den Entnahmekanälen 1 bis 11 beginnt.
Die restlichen Entnahmekanäle sind mit der freien Atmosphäre verbunden.
Der Verteiler in der Ausführung gemäss Fig. 3 arbeitet identisch wie die obenbeschriebene Ausführung nach Fig. 1 und 2 mit dem Unterschied, dass die Verteildüse 12 anstatt einer rotierenden, eine geradlinige Bewegung durchführt.
Die in Fig. 4 dargestellte Ausführung der Verteildüse 12 und der Entnahmekanäle 0 bis 11 arbeitet nach dem Ejektor.
prinzip. Bei dieser Variante stellt sich die bekannte Saugwirkung ein, die dem Verlust des zu verteilenden Mediums entgegen wirkt.
Für die Verteilung der Flüssigkeiten und Gase wird anstatt der beschriebenen Luftdruckquelle eine Quelle eingesetzt, die das entsprechende Medium unter Druck liefert.
Die obenbeschriebenen Beispiele zeigen die Ausführungen mit zwölf Entnahmekanälen. Es sind Ausführungen mit einer beliebigen Anzahl der Kanäle möglich.
Der Indikator der Referenzstellung kann auch auf einem anderen Prinzip wie fotoelektrischen, magnetischen, mechanischen usw. arbeiten.
Für die Bewegung der Verteildüse kann nicht nur ein Schrittmotor, sondern auch sämtliche bekannte Antriebe eingesetzt werden, die eine Rückmeldung der Position der Verteildüse durch eine Rückmeldeeinrichtung 27 an die Steuereinheit abgeben. Bei diesen Ausführungen kann der Referenzkanal und der Indikator der Referenzstellung entfallen.
Die Verteileinrichtung kann auch so modifiziert werden, dass verschiedene Medien von diversen Verteilstellen auf eine Entnahmestelle verteilt werden.
Die Verteileinrichtung findet hauptsächlich eine Anwendung bei der Automatisierung der technischen Prozesse, in der Industrie, bei dem Apparatenbau und überall wo eine Medien-Verteilung benötigt wird.