DE10243040B3 - Fluidic pressure pulse generation method e.g. for handling or packaging plant for cigarettes or rice, using timed switching of electrically-operated valves - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines fluidischen Druckimpulses am Ausgang eines eingangsseitig von einer Druckquelle gespeisten Fluidkanals.The invention relates to a method to generate a fluidic pressure pulse at the outlet of an inlet fluid channel fed by a pressure source.
Üblicherweise werden Fluidimpulse am Ausgang eines Fluidkanals dadurch erzeugt, dass man ein zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung umschaltbares Ventil in den Verlauf des Fluidkanals einschaltet und das Ventil nur kurzzeitig aus der Schließstellung in die Offenstellung umschaltet. Die minimal erreichbare Impulszeit hängt dabei von der Schaltzeit des Ventils ab. Wenn sehr kurze Druckimpulse gefordert sind, geht daher das bisherige Betreben regelmäßig dahin, die Schaltzeiten der Ventile durch entsprechende konstruktive Ausgestaltung zu verringern. Als Beispiel für ein besonders schnell schaltendes Ventil kann das in der WO 00/60261 A1 beschriebene Ventil erwähnt werden.Usually fluid pulses are generated at the outlet of a fluid channel, that one is between an open position and a closed position switchable valve switches in the course of the fluid channel and the valve only briefly from the closed position to the open position switches. The minimum achievable pulse time depends on the switching time of the valve. If very short pressure pulses are required, it works hence the previous effort to switch the switching times to reduce the valves by appropriate design. As an example of a particularly fast switching valve can do that in WO 00/60261 A1 valve mentioned mentioned become.
Auf ähnliche Weise wird bei einem
in der
Es ist auch bereits bekannt, zur
Erzeugung pneumatischer Impulse einen speziellen Impulsgenerator
einzusetzen, wie er aus der
Aufgrund technologischer Zwänge wird es zunehmend schwieriger, die Schaltzeiten von Ventilen noch weiter zu minimieren. Andererseits existieren Anwendungsfälle, bei denen extrem kurze Druckluftimpulse wünschenswert sind. Ein solches Anwendungsgebiet ist die Handhabungs- und Verpackungstechnik, bei der leichte und kleine Teile, beispielsweise Zigaretten oder Reiskörner, mittels kurzer Druckluftimpulse sortiert und/oder ausgesondert werden sollen. Ist die Dauer des Druckimpulses zu lang, werden zu viele Teile ausgesondert oder die Arbeitsgeschwindigkeit der Anlage begrenzt.Due to technological constraints it is becoming increasingly difficult to increase valve switching times even further to minimize. On the other hand, there are use cases for where extremely short compressed air pulses are desirable. Such one The field of application is handling and packaging technology, at the light and small parts, for example cigarettes or rice grains, by means of short compressed air pulses should be sorted and / or discarded. If the duration of the pressure pulse is too long, too many parts are discarded or the working speed of the system is limited.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Maßnahmen vorzuschlagen, durch die auch sehr kurze fluidische Druckimpulse erzeugt werden können.It is therefore the object of the present invention activities to propose, through the very short fluidic pressure pulses can be generated.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Erzeugung eines fluidische Druckimpulses am Ausgang eines eingangsseitig von einer Druckquelle gespeisten Fluidkanals, in dessen Verlauf hintereinander zwei jeweils durch elektrische Betätigung zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung umschaltbare Ventile eingeschaltet sind, wobei ausgehend von einem Ausgangszustand, bei dem das eine Ventil die Schließstellung und das andere Ventil die Offenstellung einnimmt, beide Ventile so in Richtung der jeweils anderen Schaltstellung umgeschaltet werden, dass sich der Öffnungsvorgang des einen Ventils und der Schließvorgang des anderen Ventils zeitlich überschneiden.This task is solved by a method for generating a fluidic pressure pulse at the output a fluid channel fed on the inlet side by a pressure source, in the course of which two each one by electrical Operation between an open position and a closed position switchable valves are switched on, starting from an initial state, at which the one valve the closed position and the other valve is in the open position, both valves are switched in the direction of the other switching position, that the opening process of one valve and the closing of the other valve overlap in time.
Somit wird durch entsprechende Ansteuerung zweier hintereinander geschalteter Ventile die Zeitdauer, während der der Durchgarg durch den Fluidkanal offen ist, unter die Zeitdauer reduziert, während der ein einzelnes Ventil bei schnellem Umschalten offen sein kann. Ausgehend von einem Zustand, bei dem eines der Ventile die Schließstellung und das andere Ventil die Offenstellung einnimmt, werden beide Ventile so in die jeweils andere Schaltstellung umgeschaltet, dass sich die Umschaltvorgänge überschneiden. Während das eine Ventil öffnet, befindet sich das andere Ventil im Schließvorgang. Der Druckimpuls ist folglich bestimmt vom Überschneidungsbereich der beiden Ventile, während dem die beiden Ventile zumindest partiell noch offen sind.Thus, by appropriate control of two valves connected in series the time during which the through-flow through the fluid channel is open below the time period reduced while which a single valve can be open with quick switching. Assuming a condition in which one of the valves is in the closed position and the other valve is in the open position, both valves switched to the other switch position so that the switching operations overlap. While that opens a valve the other valve is in the closing process. The pressure pulse is hence determined by the area of overlap of the two valves while which the two valves are at least partially open.
Durch einen zeitlichen Versatz bei der Ansteuerung der beiden Ventile kann die Zeitdauer des Druckimpulses auf den gewünschten Wert optimiert werden. Zweckmäßigerweise wird der Öffnungs-Umschaltvorgang des einen Ventils zeitlich vor dem Schließ-Umschaltvorgang des anderen Ventils initiiert.By a time offset at The duration of the pressure pulse can be the control of the two valves to the desired one Value can be optimized. Conveniently, the opening switching process of one valve before the other's closing switching operation Valve initiated.
Zur Durchführung des Verfahrens werden zweckmäßigerweise Ventile mit gleichen Umschaltzeiten verwendet, so dass sich reproduzierbare Werte mit hoher Präzision erreichen lassen.To carry out the method are expedient Valves with the same switching times are used so that they are reproducible Values with high precision let achieve.
Als besonders zweckmäßig wird ein Verfahrensablauf angesehen, bei dem im Ausgangszustand das stromab angeordnete, näher am Ausgang liegende Ventil die Schließstellung und das stromauf angeordnete, näher zur Druckquelle liegende Ventil die Offenstellung einnimmt.Being particularly useful viewed a process flow in which in the initial state the downstream arranged, closer valve at the outlet, the closed position and the upstream, closer to Pressure valve lying in the open position.
Wird das Verfahren lediglich für Anwendungen eingesetzt, bei denen ausgehend vom Ausgang des Fluidkanals zu keiner Zeit eine Fluidrückströmung erforderlich ist, verwendet man zur Durchführung des Verfahrens zweckmäßigerweise 2/2-Wegeventile. Ist hingegen ein Zurückströmen von Fluid gewünscht, beispielsweise zum Zwecke der Entlüftung eines angeschlossenen Verbrauchers, verwendet man zweckmäßigerweise wenigstens eines der Ventile in einer Ausgestaltung als 3/2-Wegeventil.The procedure is only for applications used in which starting from the outlet of the fluid channel to none Fluid backflow time required is used to carry out the procedure expediently 2/2-way valves. If, on the other hand, a backflow of fluid is desired, for example for the purpose of venting a connected consumer is used appropriately at least one of the valves in a configuration as a 3/2-way valve.
Durch die überschnittene Ansteuerung der beiden Ventile lassen sich durch geeignete Ansteuerung Druckimpulse erzeugen, die fast unabhängig von der Reaktionszeit des jeweils einzelnen Ventils sind. Durch die überschnittene Ansteuerung kann man zudem am Ausgang eine Frequenzverdoppelung erreichen. Die minimale Pulsdauer wird eher von den pneumatischen Zeitkonstanten als von der Reaktionszeit der einzelnen Ventile begrenzt.Due to the overlapping control of the two valves, pressure pulses can be generated by suitable control, which are almost independent of the reaction time of the individual valve are. Due to the overlapped control, frequency doubling can also be achieved at the output. The minimum pulse duration is limited by the pneumatic time constants rather than the reaction time of the individual valves.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen im einzelnen:The invention is explained below the attached drawing closer explained. The individual shows:
Die
Die Schaltung
Der Fluidkanal
In den Verlauf des Fluidkanals
Die beiden Ventile
Für
die elektrische Betätigung
ist jedes Ventil
Die fluidtechnische Schaltung
Um eine hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit beim
Aussortieren der Kleinteile
Die Anordnung ist zunächst so
getroffen, dass im Ausgangszustand der Schaltung
Im Ausgangszustand ist folglich der
Fluidkanal
Um nun am Ausgang
Diese Umschaltvorgänge sind
zeitlich so aufeinander abgestimmt, dass sie sich wenigstens zeitweise überschneiden.
Die Zeitdauer der Überschneidung
bestimmt die Zeitdauer, in der der Durchgang durch den Fluidkanal
Durch eine solche Betriebsweise kann
der Zeitraum, während
dem der Fluiddurchgang durch den Fluidkanal
Um mit hoher Präzision reproduzierbare Schaltvorgänge zu erzielen, verwendet man zweckmäßigerweise zwei Ventile, die über die gleichen Umschaltzeiten verfügen.In order to achieve reproducible switching operations with high precision, is used expediently two valves that over have the same switching times.
Das zeitliche Fenster, innerhalb
dessen der Durchlaß durch
den Fluidkanal
Die Wirkungsweise und Vorteile der
Erfindung werden anhand der
Das zuoberst angeordnet Teildiagramm
zeigt die elektrische Betätigung
des ersten Ventils
Die sich nach unten anschließenden beiden weiteren
Teildiagramme zeigen die entsprechenden Daten des zweiten Ventils
Ein Vergleich der bisher erwähnten Teildiagramme
verdeutlicht die erwähnte
vorteilhafte Betriebsweise, bei der der Öffnungsvorgang des ersten Ventils
In dem sich nach unten anschließenden fünften Teildiagramm
ist der effektiv freigegebene Kanalquerschnitt Aeff in
Abhängigkeit
von der Zeit aufgetragen. Die zeitlichen Grenzen werden vom Beginn
des Öffnungsvorganges
des ersten Ventils
Erkennbar steigt der Öffnungsquerschnitt zunächst an, um nach Überschreiten eines Maximums wieder bis auf Null abzufallen.The opening cross-section is clearly increasing first to to go after a maximum to fall back to zero.
Schließlich geht aus dem zuunterst
angeordneten Teildiagramm der am Ausgang
Zur Verdeutlichung des vorteilhaften Effektes der erfindungsgemäßen Ansteuerung ist im zweiten Teildiagramm in strichpunktierten Linien bei 18 der Verlauf des freigegebenen Öffnungsquerschnittes bei einem einzelnen Ventil eingetragen, das schnellstmöglich zunächst geöffnet und anschließend sofort wieder geschlossen wird. Ersichtlich ist hier die Zeitdauer t0, während der der Fluiddurchgang ganz oder teilweise freigegeben ist, wesentlich größer als die Freigabe-Zeitdauer teff bei der geschilderten erfindungsgemäßen Betriebsweise (vgl. zweitletztes Teildiagramm). Daraus resultiert dann eine im untersten Teildiagramm bei 19 strichpunktiert angedeuteter Druckimpuls, dessen Zeitdauer erheblich länger ist als derjenige, der durch die erfindungsgemäße Betriebsweise erzielt werden kann.In order to clarify the advantageous effect of the control according to the invention, the course of the released opening cross-section for a single valve is entered in dash-dotted lines at 18 in the second partial diagram, which is first opened as quickly as possible and then immediately closed again. It can be seen here that the time period t 0 , during which the fluid passage is fully or partially released, is significantly greater than the release time period t eff in the described mode of operation according to the invention (cf. second last partial diagram). This then results in a pressure pulse indicated by dash-dotted lines in the bottom part diagram at 19, the duration of which is considerably longer than that which can be achieved by the mode of operation according to the invention.
Abweichend von der in
Es ist im übrigen nicht notwendigerweise
erforderlich, dass die Ventile
In
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE10243040A DE10243040B3 (en) | 2002-09-12 | 2002-09-12 | Fluidic pressure pulse generation method e.g. for handling or packaging plant for cigarettes or rice, using timed switching of electrically-operated valves |
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DE (1) | DE10243040B3 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3530787A1 (en) * | 1985-08-26 | 1987-03-05 | Ifs Ing Gmbh | Method and device for producing hydraulic or pneumatic pressure flows of constant characteristic at variable frequency |
WO2000060261A1 (en) * | 1999-03-31 | 2000-10-12 | Festo Ag & Co. | Electromagnetic drive |
DE69808608T2 (en) * | 1998-07-08 | 2003-05-22 | Idr Holding Sa | A pneumatic pulse generator |
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2002
- 2002-09-12 DE DE10243040A patent/DE10243040B3/en not_active Expired - Fee Related
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