DE69007787T2

DE69007787T2 - Inline-venturi für pneumatische fördersysteme.

Info

Publication number: DE69007787T2
Application number: DE69007787T
Authority: DE
Inventors: Frank Van Oirschot
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-07-24
Filing date: 1990-02-01
Publication date: 1994-08-25
Anticipated expiration: 2010-02-02
Also published as: DE69007787D1; DK0466699T3; CA1273380A; EP0466699A1; US5002092A; EP0466699B1; WO1991011379A1; ATE103568T1

Description

Erfindungsgebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine einstellbare Inline-Venturi-Vorrichtung, welche einen Luftzug in einem pneumatischen System erzeugt und ebenfalls als ein Inline-Luftlader in diesem pneumatischen System verwendbar ist. Der neue Aspekt der Venturi-Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung beruht auf der bei ihr vorgesehenen Möglichkeit, diese im Hinblick auf eine maximale leistung entsprechend der Kapazität des in dem pneumatischen System verwendeten Gebläses einzustellen.

Hintergrund der Erfindung

Es sind verschiedene Arten von Systemen bekannt, welche Venturi-Vorrichtungen benutzen. Der Zweck dieser Venturi-Vorrichtung besteht darin, einen Luftzug oder Sog zu schaffen, um verschiedene Arten von Produkten, die durch ein pneumatisches Fördersystem hindurchgehen, anzuziehen.
Gemäß einer bekannten Ausführungsart besitzt die Venturi-Vorrichtung einen starren Aufbau und ist deshalb nicht entsprechend der Kapazität des speziellen, in dem pneumatischen Fördersystem verwendeten Gebläses einstellbar. Darüber hinaus ist die bekannte Venturi-Vorrichtung nicht für eine Einstellung variabler Luftzüge bestimmt, die man entsprechend dem Produkt, das in das pneumatische Fördersystem hineingezogen werden soll, auswählen kann.
Die französische Patentanmeldung Nr. 2 416 857 (GOGNEAU) beschreibt einen Beschleuniger für Fluide und Materialien gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1

Zusammenfassung der vorliegenden Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine einstellbare Inline-Venturi-Vorrichtung zur Benutzung in einem gebläsebetriebenen Pneumatiksystem, welche für eine effiziente Nutzung bei Gebläsen unterschiedlicher Kapazität bestimmt ist. Die Venturi-Vorrichtung nach der Erfindung umfaßt
eine durch ein Gebläse speisbare Überdruck-Luftkammer, welche einen konischen Bereich aufweist, der in einem Luftauslaß der Kammer endet;
ein axial bewegliches Unterdruck-Lufteinlaßrohr in der Kammer, welches von dem konischen Bereich umgeben ist und auf den Luftauslaß der Kammer gerichtet ist;
einen Rohrabschnitt, welcher an den Luftauslaß der Kammer angeschlossen ist, wobei der Durchmesser des Rohrabschnittes über seine länge konstant ist und wobei der Rohrabschnitt mit dem Lufteinlaßrohr fluchtet und einen gleichgroßen Durchmesser wie dieses aufweist, dadurch gekennzeichnet:
daß das Lufteinlaßrohr ein sich nicht verjüngendes, äußeres Stromab-Ende besitzt,
daß der Luftauslaß der Kammer einen gleichgroßen Durchmesser wie das Stromab-Ende des Einlaßrohres besitzt,
daß die länge des Rohrabschnittes 3,5 bis 4 mal größer als sein Durchmesser ist und
daß der Rohrabschnitt in einer nach außen divergierenden Expansionskammer zur Wiedergewinnung des statischen Druckes endet.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Die vorerwähnten und weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden in größerer Ausführlichkeit in Verbindung mit den bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Venturi-Vorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und für eine Verwendung in einem gebläsebetriebenen pneumatischen Fördersystem zeigt;
Fig. 2 eine Seitenansicht auf einen sich erweiternden Luftzug-Rohrabschnitt, der in Verbindung mit der Venturi-Vorrichtung nach Fig. 1 benutzbar ist;
Fig. 3 eine Stirnansicht mit Blick in die Venturi-Vorrichtung nach Fig. 1 hinein;
Fig. 4 eine Seitenansicht der Venturi-Vorrichtung nach Fig. 1 mit einer mechanischen Einrichtung zur Bewegung des teleskopartigen Abschnittes gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 eine Stirnansicht, welche den Anschluß der mechanischen Einrichtung an den Rohrabschnitt nach Fig. 4 veranschaulicht.
Fig. 1 zeigt eine insgesamt mit der Positionsziffer 1 versehene Venturi-Vorrichtung. Diese Venturi-Vorrichtung paßt unmittelbar in ein pneumatisches System, wie z.B. in ein pneumatisches Fördersystem für verschiedene Arten von Produkten. Diese Produkte können den gesamten Bereich von festen bis gasförmigen und auch flüssigen Produkten umfassen.
Die Venturi-Vorrichtung 1 besitzt eine positive Hochdruck-Lufteinspeisung, die insgesamt mit der Positionsziffer 3 versehen ist und die mit einem Gebläse für das pneumatische Fördersystem koppelbar ist. Ein insgesamt mit der Positionsziffer 5 versehener Unterdruck-Lufteinlaß erstreckt sich unter im wesentlichen rechten Winkeln zur Lufteinspeisung 3. Die Stärke des Luftzuges am Lufteinlaß 5 wird durch seine Freigabe relativ zum gebläsegespeisten Hochdruck-Luftdurchgang bestimmt und nachfolgend im Detail beschrieben.
Die Gesamt-Venturi-Vorrichtung umfaßt einen Hauptkörperteil 7 mit einem Luftströmungsbereich, welcher einen sich verjüngenden und speziell konischen Teil 9 aufweist. Der konische Teil 9 verjüngt sich nach vorne hin vorzugsweise unter einem Winkel von etwa 20º. Wie unmittelbar aus den Zeichnungen ersichtlich ist, ändert dieser konische Teil seinen Durchmesser, und speziell nimmt er im Durchmesser in Richtung vorwärts zu dem stärker verjüngten Förderende hin ab.
Die Lufteinlaßpassage umfaßt ein langes Rohr 15, welches sich durch den Körperteil 7 und zu dem konischen Teil 9 hin erstreckt. Das Rohr 15 ist teleskopartig innerhalb des Körperteiles 17 und relativ zum konischen Teil 9 verstellbar. Fig. 1 zeigt das Rohr 15 in zwei verschiedenen Stellungen. In einer dieser Stellungen liegt das äußere Ende des Rohres 15, welches in der Figur an der linken Seite gezeigt ist, weiter außerhalb und weg vom Körperteil 7. Dies bewirkt offensichtlich die Positionierung des inneren Endes des Rohres, welches bei dieser zurückgezogenen Einstellung in die Stellung B relativ zum konischen Teil 9 bewegt ist.
Bei der anderen Einstellung ist das äußere Ende des Rohres 9 nicht zurückgezogen, so daß das innere Ende des Rohres auf die Position A relativ zum konischen Teil 9 eingestellt ist.
Wie aus Fig. 3 der Zeichnungen ersichtlich ist, ist die Venturi-Vorrichtung mit inneren Leitwänden 47 versehen, welche das Rohr 15 innerhalb der Venturi-Vorrichtung ausrichten und führen.
Die Verstellbarkeit des Rohres 15 relativ zum konischen Teil 9 erbringt sich verändernde Freigaben, d.h. eine Freigabe unterschiedlicher Durchmesser des konischen Teils, durch welchen die Luft hohen Überdruckes geführt werden kann. Das Rohr 15 besitzt einen starren Aufbau. Das Rohr kann entweder mechanisch oder von Hand bewegt werden. Es kann in Fig. 1 nach links in eine Stellung wie die Stellung A bewegt werden, wo es sehr eng an dem Bereich kleineren Durchmessers des konischen Teiles 9 liegt, und es kann in der Tat in Anlage mit dem konischen Teil gestoßen werden, um jedwede Freigabe des Lufteinlasses relativ zur Überdruck-Lufteinspeisung durch die Venturi-Vorrichtung abzuschneiden. Das Rohr 15 kann jedoch auch zurückgezogen werden, derart, daß sein inneres Ende sich weg von dem Bereich kleineren Durchmessers zu einem Bereich größeren Durchmessers des konischen Teiles 9 bewegt. Dies ist durch die Position B angezeigt, bei der eine beträchtliche Freigabe vollständig um das Rohr herum wie bei C gezeigt von dem Lufteinlaß 5 zu der Hochdruck-Lufteinspeisung durch den konischen Teil 9 gegeben ist.
Wenn die Venturi-Vorrichtung mit einem Gebläse höherer Kapazität benutzt wird, wird das Rohr 15 weiter nach links zurückgezogen, wobei es eine größere Öffnung zwischen seinem inneren Ende und dem konischen Teil 9 beläßt. Wenn es mit einem Gebläse geringerer Kapazität benutzt wird, dann wird das Rohr weiter nach rechts bewegt, wobei der Spalt zwischen seinem inneren Ende und einem Bereich kleineren Durchmessers an dem konischen Teil eingeschlossen ist. Darüber hinaus kann, wie bereits erwähnt, das Rohr 15 nach rechts bis zu dem Punkt verschoben werden, an dem sein inneres Ende tatsächlich die Innenfläche des konischen Teiles berührt, um vollständig die Luftzugströmung durch das Rohr abzuschneiden.
Im Betrieb wird ein Gebläse an den Hochdruckeinlaß 3 der Venturi-Vorrichtung angeschlossen. Wenn sich das Rohr 15 in einer zurückgezogenen Stellung befindet, d.h. das innere Ende des Rohres ist vom konischen Teil 9 weggezogen, strömt die Hochdruckluft von dem Gebläse aus aufwärts und um das Rohr 15 vorwärts hinter das innere Ende des Rohres und durch den konischen Teil 9 in einen weiteren Rohrabschnitt 17, der später im Detail noch beschrieben wird. Hierdurch wird eine konische oder trichterförmige Luftströmung erzeugt, welche das innere Ende des Rohres 15 umschließt und nach vorne aus dem konischen Teil 9 ausbläst. Die tatsächliche Form der Konizität des Luftstromes variiert abhängig davon, in welchem Maß das Rohr 15 zurückgezogen ist. In einer beispielsweise relativ nicht-zurückgezogenen Stellung, in der das innere Ende des teleskopartigen Rohres nur wenig vom konischen Teil 9 getrennt ist, ergibt sich eine Luftströmung von verhältnismäßig dünner Konusform, welche hinter dem inneren Ende des Rohres 15 abbläst. Dieser dünne Luftströmungskonus, der bei Verwendung eines Gebläses verhältnismäßig geringer Kapazität erzeugt worden ist, ist sehr wirksam zur Erzeugung eines maximalen Sogs innerhalb des Rohres 15 durch die Verwendung dieses Gebläses geringer Kapazität.
Wenn zu einem Gebläse höherer Kapazität übergegangen wird, wird das Rohr relativ zum konischen Teil 9 weiter zurückgezogen. Dies führt zu einer Vergrößerung der inneren Oberfläche des konischen Luftstromes, welcher für einen Sog rund um das Ende des Rohres 15 sorgt. Infolgedessen kann die Lageeinstellung des teleskopartigen Rohres für eine Maximierung der Effizienz von Gebläsen unterschiedlicher Kapazität eingestellt werden, welche Gebläse bei Venturi-Vorrichtungen einsetzbar sind. Die aktuelle Einstellung der lage des Rohres 15 wird durch Benutzung genauer Druckmesser bestimmt.
Fig. 1 zeigt einen weiteren Rohrabschnitt 15, der an seinem inneren Ende 19 an die Venturi-Vorrichtung stromab des konischen Teiles 9 angeschlossen ist. Dieser Rohrabschnitt wird benutzt, um den Luftstrom zu glätten, welcher, wie bereits erwähnt, von dem konischen Teil aus als eine konische oder trichterförmige Luftströmung abgeht. Um den gewünschten Glättungseffekt beim Luftstrom zu erreichen, d.h. um Luftturbulenzen zu reduzieren, besitzt der Rohrabschnitt 17 eine Länge L, das ist der Abstand zwischen seinem inneren Ende 19 und dem äußeren Ende 21 des Rohrabschnittes 17, welcher 3 1/2 bis 4 mal größer als der Durchmesser D des Rohrabschnittes 17 ist. Diese Proportionen sind besonders wirkungsvoll beim Glätten und Reduzieren von Turbulenzen des von dem Rohrabschnitt 17 abgehenden Luftstromes
Fig. 2 zeigt einen weiteren Rohrabschnitt 23, der an das äußere Ende des Rohrabschnittes 17 angeschlossen ist. Wie Fig. 2 zeigt, erweitert sich der Rohrabschnitt 23 nach außen hin, vorzugsweise um einen Winkel von etwa 4 Grad von der Horizontalen, und erbringt eine Wiedergewinnung eines statischen Druckes, wodurch die Venturi-Wirkung der Venturi-Vorrichtung 1 vergrößert wird.
Wie vorher bereits erwähnt worden ist, kann die Venturi-Vorrichtung 1 bei verschiedenen Arten von pneumatischen Fördersystemen verwendet werden. Ein besonders brauchbares System ist die Handhabung von leichtem, porigem Polystyrol, welches in kleinen Partikelgrößen verpackt wird und für Möbel und dgl. oder für die Herstellung von Styroschaum-Folien benutzt wird, falls die STYROFOAM-Folien aus kleinen Kügelchen von leichtem, porigem Polystyrol hergestellt werden. Bei der üblichen Praxis führt das Verpacken von leichtem Polystyrol unglücklicherweise zu einem heftigen Auftreffen auf das Produkt längs der Verpackungsstrecke, wodurch seine Dichte ansteigt und sein Volumen beträchtlich abnimmt. Bei der vorliegenden Erfindung kann jedoch durch die Vorsehung eines einstellbaren Luftzuges die Venturi-Vorrichtung auf einen sehr spezifischen Luftzug mit einem Niveau und mit einer im wesentlichen geraden Bahn eingestellt werden, um eine viel schonendere Handhabung des leichten Polystyrol zu erreichen, wodurch seine geringe Dichte und sein großes Volumen aufrecht erhalten werden, was sowohl vom Gesichtspunkt der Herstellung als auch der Kosteneinsparung gewünscht ist.
Die Venturi-Vorrichtung nach der Erfindung ist ferner besonders geeignet zur Handhabung von langen faserigen Materialien als auch von großen Teilen wie Plastikflaschen und Schaumstoffstreifen, welche generell nicht durch Luftschleusensysteme gehandhabt werden können, da diese Materialien die Tendenz haben, sich um die Luftschleusenschaufeln herumzuwickeln und deren Verstopfung zu verursachen. Die Venturi-Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung macht es deshalb möglich, viele Materialien zu handhaben, welche gegenwärtig noch nicht durch übliche Luft-Pick-up-Systeme handhabbar sind.
Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, ist die Venturi-Vorrichtung, d.h. der Unterdruckdurchgang durch das Rohr 15, nicht eingeengt für den Materialfluß, da der Unterdruckdurchgang einen gleichmäßigen Durchmesser vom äußeren Ende des Rohrabschnittes 15 bis zu dem Ende 21 des Rohrabschnittes 17 aufweist. Von hier aus divergiert der Rohrabschnitt 23 tatsächlich nach außen, um jegliche Restriktion längs der Luftzugpassage zu eliminieren, und das trotz Verwendung eines konischen Abschnittes 9 zur Erzeugung des Venturi-Effektes.
In einer anderen Einstellung ist die Venturi-Vorrichtung zur Handhabung von Chemikalien und insbesondere von ätzenden Gasen oder dgl. geeignet. Um diese Produktarten handzuhaben, wird die Venturi-Vorrichtung aus einem korrosionsbeständigen Material wie z.B. rostfreiem Stahl hergestellt.
Wie bereits erwähnt, kann die Einstellung des teleskopartigen Rohres, sowohl einwärts als auch auswärts, entweder manuell oder mechanisch erfolgen. Sie kann ebenfalls pneumatisch erfolgen. Eine besonders gute Einstellvorrichtung ergibt sich bei einer Ausführungsform mit einem Hebel, der an dem Rohr angreift. Eine andere Einstellungsart benutzt eine Gewindeverbindung des Rohres in der Vorrichtung, welche eine sehr genaue Einstellung des Rohres ermöglicht. Diese stellt ebenfalls eine sehr effektive Abdichtung und Abschließung zwischen dem Rohr und dem Hauptkörper der Venturi-Vorrichtung her. Um die Abdichteigenschaften zu verbessern, können O-Ring Dichtungen usw. rund um das Rohr innerhalb der Vorrichtung vorgesehen werden.
Die Fig. 4 und 5 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform einer mechanischen Einrichtung, insgesamt mit 25 bezeichnet, zur Einstellung der Lage des Rohres 15. Diese Einrichtung umfaßt eine gabelförmige Armatur 27 mit einem Paar abwärts sich erstreckender Armabschnitte 28, die mittels abstehender Lager 30 an den Rohrabschnitt 15 angeschlossen sind. Die abstehenden Lager erlauben eine Schwenkung der Gabel 27 relativ zum Rohr 15, wie nachfolgend noch ausführlicher beschrieben wird.
Von der Gabel 27 erstreckt sich eine Stange 31 nach oben, welche bei 33 schwenkbar an einem Träger 39 gelagert ist und zur mechanischen Einstellung dient. Das Drehlager 33 kann beispielsweise mittels einer Bolzen- und Sicherungssplint- Anordnung verwirklicht werden.
Ein Steuerkolben 35 ist schwenkbar an einem Ende 38 an der Stange 31 und an seinem anderen Ende 37 an dem Träger 39 befestigt. Sein Zylinder kann entweder expandieren oder zusammengezogen werden, was entweder zu einer Einwärts- oder einer Auswärts-Bewegung des Rohres 15 führt, wie unmittelbar hiernach noch beschrieben wird.
Bei einem Expandieren oder Ausfahren des Kolbens 35 wird das obere Ende der Stange 31 belastet, um sich in Fig. 4 nach links hin zu bewegen. Wegen der drehbaren Lagerung der Stange 31 bei 33 am Träger 39 führt dieses Ausfahren des Kolbens dazu, daß das untere Ende der Stange 31, wo diese mit der Gabel 27 verbunden ist, sich in Fig. 4 nach rechts hin bewegt und das Rohr 15 dadurch einwärts in die Venturi-Vorrichtung geschoben wird. Um die verschiedenen Winkelstellungen der Stange 31 relativ zum Rohr 15 zu kompensieren, ist es der Gabel 27 möglich, um die Drehlager 30 zu schwenken, und ist für sie genügend Abstand gegenüber dem Rohr 15 gegeben, so daß eine Berührung mit dem Rohr vermieden wird. Zusätzlich sind die Arme 28 der Gabel 27 mit vertikalen Schlitzen 29 versehen, wie aus Fig. 4 zu ersehen ist, wobei diese Arme es der Gabel erlauben, sich aufwärts und abwärts relativ zu den Drehlagern 30 zu bewegen, wie dies aufgrund der unterschiedlichen Winkelstellungen geschieht, während aber der erforderliche Eingriff der Drehlager in die Arme 28 erhalten bleibt.
Wenn das Rohr 15 in eine stärker zurückgezogene Stellung außerhalb der Venturi-Vorrichtung bewegt werden soll, wird der Kolben 35 eingefahren, d.h. verkürzt, wobei das Ende der Stange 31 in Fig. 4 nach rechts bewegt wird und bewirkt wird, daß sein unteres Ende auswärts weg von der Venturi-Vorrichtung schwenkt, wobei das Rohr 15 auswärts geschoben wird in der gleichen, zuvor beschriebenen Weise, aber in entgegengesetzter Richtung.
Wenn auch verschiedene bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben worden sind, so ist es für einschlägige Fachleute offensichtlich, daß Abänderungen getroffen werden können, ohne daß der Rahmen der anhängenden Patentansprüche verlassen wird.

Claims

1. Gebläsebetriebene Venturi-Vorrichtung (1) zur effizienten Benutzung mit Gebläsen unterschiedlicher Kapazität, wobei die Venturi-Vorrichtung umfaßt

eine durch ein Gebläse speisbare Überdruck-Luftkammer, welche einen konischen Bereich (9) aufweist, der in einem Luftauslaß der Kammer endet;

ein axial bewegliches Unterdruck-Lufteinlaßrohr (15) in der Kammer, welches von dem konischen Bereich umschlossen ist und auf den Luftauslaß der Kammer gerichtet ist;

einen Rohrabschnitt (17), welcher an den Luftauslaß der Kammer angeschlossen ist, wobei der Durchmesser des Rohrabschnittes (17) über seine Länge konstant ist und wobei der Rohrabschnitt (17) mit dem Lufteinlaßrohr (15) fluchtet und einen gleichgroßen Durchmesser wie dieses aufweist,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Lufteinlaßrohr (15) ein sich nicht verjüngendes, äußeres Stromab-Ende besitzt,

daß der Luftauslaß der Kammer einen gleichgroßen Durchmesser wie das Stromab-Ende des Einlaßrohres besitzt,

daß die länge des Rohrabschnittes (17) 3,5 bis 4 mal größer als sein Durchmesser ist und

daß der Rohrabschnitt (17) in einer nach außen divergierenden Expansionskammer (23) zur Wiedergewinnung des statischen Druckes endet.

2. Gebläsebetriebene Venturi-Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Expansionskammer (23) zur Wiedergewinnung des statischen Druckes unter einem Winkel von etwa 4º vom Rohrabschnitt (17) aus divergiert.