AT519719B1 - Dosiereinrichtung für Abrasivmittel in Wasserstrahl-Schneidanlagen - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dosiereinrichtung für einen Zusatz von festen Abrasivmitteln in den Schneidstrahl von Wasserstrahl-Schneidanlagen. Um eine genaue Mengenregelung bei abgeschlossener Führung des Abrasivmittels zur Mischkammer der Wasserstrahl-Schneideinrichtung zu erreichen, ist erfindungsgemäß eine Verwendung mindestens eines steuerbaren Quetschventiles (1) vorgesehen.

Description

Beschreibung
DOSIEREINRICHTUNG FÜR ABRASIVMITTEL IN WASSERSTRAHL-SCHNEIDANLAGEN
[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Dosiereinrichtung für einen Zusatz von festen Abrasivmitteln in den Schneidstrahl von Wasserstrahl-Schneidanlagen.
[0002] Wasserstrahl-Schneidanlagen sind aus dem Stand der Technik dem Fachmann bekannt. Wasser wir dabei meist mittels Druckübersetzer auf Drücke von bis zu 6000 bar und höher gebracht und durch eine Düse getrieben. In der Düse wird dem Wasser eine hohe Geschwindigkeit vermittelt, so dass der austretende Wasserstrahl eine hohe Energie aufweist und zum Schneiden von Werkstücken verwendbar ist.
[0003] Ein Wasserstrahl kann grundsätzlich zum Schneiden der meisten Werkstoffe eingesetzt werden.
[0004] Für spröde und harte Werkstoffe ist es bekannt, dem Wasserstrahl ein Abrasivmittel beizumischen. Dabei wird der Austrittsdüse eine Mischkammer zur Einbringung von Abrasivmaterial in den Wasserstrahl nachgeordnet. Ein Einbringen von feinkörnigem Abrasivmaterial erfolgt im Wesentlichen durch ein Einsaugen in den beziehungsweise durch den Wasserstrahl aus einem Vorrat oder einem Zwischenbehälter.
[0005] Zum Schneiden einer Reihe von Materialien ist ein Zusatz von Abrasivmittel zum Schneidstrahl notwendig, wobei eine erforderliche Menge von Abrasivmittel auf die jeweilige Schneidanwendung auszurichten ist.
[0006] Eine Mengenregelung für Abrasivmittel in Sandform, beispielsweise feiner Granatsand, erfolgt zumeist durch übliche Einrichtungen mit bewegten Teilen. Dabei ist unvermeidbar, dass Sandteilchen in den Antriebsbereich derartiger Einrichtungen gelangen und Reibungsprobleme und/oder Verschleißprobleme der Komponenten verursachen. Weiters kann auch eine Überfüllung von Messvertiefungen der Einrichtung, insbesondere bei einer Inbetriebsetzung oder Unterbrechung der Mengenregelung zu Schwierigkeiten führen.
[0007] Aus der US 4,945,688 ist beispielsweise bekannt, um Verstopfungen im Düsenkörper von Wasserstrahl-Schneidanlagen zu verhindern, ein Absperr- bzw. Plungerventil im Zuführungsstrang des Abrasivgranulats im Düsenkörper anzuordnen. Ein Verstopfen des Mischrohres der Düse durch eindringendes Wasser soll mittels eines Absperrventiles, welches durch einen flexiblen Schlauch gebildet wurde, vermieden werden.
[0008] Eine Abrasivmittelzufuhr in der Wasserstrahlschneidtechnologie unter Wasser ist Gegenstand der WO 2014/052407.
[0009] Es ist nun Aufgabe der Erfindung, eine Dosiereinrichtung für den Zusatz von festen Abrasivmitteln in den Schneidstrahl von Wasserstrahl-Schneidanlagen zu schaffen, welche obige Nachteile überwindet und eine sichere Mengenregelung mit erforderlicher Dosiergenauigkeit gewährleistet.
[0010] Die Aufgabe wird bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art durch eine Verwendung mindestens eines steuerbaren Quetschventiles gelöst.
[0011] Quetschventile sind zum Stand der Technik zu zählen und werden gegebenenfalls als Absperrmittel in Flüssigtransportleitungen, in der chemischen Industrie, in der Lebensmittelverarbeitung, der Biotechnologie und dergleichen eingesetzt.
[0012] Es war jedoch für einen Fachmann überraschend, das Quetschventile für feste Abrasivmittel in Pulverform vorteilhaft verwendbar sind.
[0013] Es hat sich gezeigt, dass in günstigerWeise auch bei scharfkantigen harten Abrasivmittelkörnern ein Verschleiß beziehungsweise eine Abnützung des elastischen Werkstoffes im Quetschbereich des Schlauches äußerst gering ist.
[0014] Weiters tritt im Abdichtbereich und im Bereich der Zuführung des Abrasivmittels keine Verblockung auf, so dass unmittelbar nach einem Offenstellen des Quetschventiles ein gewünschter Durchfluss an Abrasivmittel erfolgt.
[0015] Gemäß der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn in Durchsatzrichtung vorgeordnet das/die Quetschventil(e) jeweils ein Mittel zur Kontrolle beziehungsweise Bestimmung der Durchsatzmenge an Abrasivmittel und nachgeordnet einen Schlauchkörper aus elastischem Werkstoff, welcher durch Druckstücke beziehungsweise Druckfläche in abdichtender Weise verformbar ist, aufweist(en).
[0016] Durch diese Gestaltung des(der) Quetschventiles(e) wird beim Öffnen dessel-ben(derselben) die vor dem Quetschteil angesammelte Menge an Abrasivkörnern unmittelbar freigesetzt, so dass eine vorgesehene Durchsatzmenge kurzzeitig erreichbar ist.
[0017] Wenn das(die) Quetschventil(e) nach Ausfall der Steuerung selbsttätig den geschlossenen Zustand aufweist(en), ist in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass kein Abrasivmittel zur Wasserstrahldüse gefördert wird und bei Rückschlag des Wassers dieses nicht in die Abrasivmittelkanäle eindringen kann. Eine Steuerung erfolgt üblicherweise elektrisch beziehungsweise elektronisch, so dass gegebenenfalls bei Steuer-Stromausfall und/oder Abschaltung der Schneidstrahlausbildung auch eine Zufuhr von Abrasivmittel in den Schneidbereich unterbrochen ist.
[0018] Bei Wasserstrahl-Schneideinrichtungen für unterschiedliche Dicken und Arten eines flächigen Schneidgutes kann es von Vorteil sein, wenn die Dosiereinrichtung zur mengenmäßigen Abstimmung aus mehreren parallel betreibbaren steuerbaren Quetschventilen mit unterschiedlichen Durchsatzmengen an Abrasivmittel gebildet ist. Derart kann eine Abrasivmittelbeaufschlagung des Schneidstrahles für optimale Schneidparameter eingestellt werden.
[0019] Anhand eines prinzipiell dargestellten Beispiels eines Quetschventiles soll eine erfindungsgemäße Verwendung desselben näher dargestellt werden.
[0020] Zur leichteren Zuordnung der Teile kann eine in Folge angegebene Bezugszeichenliste dienen: [0021] 1 Quetschventil 2 Mittel zur Kontrolle bzw. Bestimmung der Durchsatzmenge 3 Schlauchkörper 4 Quetschkörper 41 Druckstück 42 Druckfläche 411 Feder D Durchsatzrichtung 5 Steuerung des Ventiles F Federkraft [0022] Von einem Vorratsgefäß wird Abrasivmittel bereitgestellt und über ein oder mehrere Quetschventil(e) 1 in Durchsatzrichtung D einer Mischkammer einer Wasserstrahl - Schneiddüse zugeführt.
[0023] In Durchsatzrichtung D ist im Quetschventil 1 ein Mittel 2 zur Kontrolle beziehungsweise Bestimmung der Durchsatzmenge vorgeordnet.
[0024] Dieses Mittel 2 zur Erstellung der Durchsatzmenge ist einerseits an einen Vorratsbehälter oder einem Zwischengefäß für ein Abrasivmittel dicht angeschlossen und weist andererseits eine gesicherte Verbindung mit einem Schlauchkörper 3 im Quetschkörper 4 des Ventiles 1 auf, welcher Schlauchkörper 3 in der Weiterführung eine Verbindung zur Mischkammer einer Schneiddüse der Wasserstrahl-Schneidanlage hat.
[0025] Es soll festgehalten werden, dass erfindungsgemäß eine Führung oder Leitung des Abrasivmittels in Pulverform von einer Bereitstellung bis zur Mischkammer nach der Strahldüse in einem geschlossenen System erfolgt.
[0026] Eine Regelung oder Unterbrechung des Durchsatzes erfolgt durch eine Verengung oder Schließung des Innenquerschnittes des Schlauchkörpers 3.
[0027] Eine Verengung oder Schließung des Schlauchkörpers 3 kann mittels eines Quetschkörpers 4 durch Anstellung F eines Druckstückes 41 an eine Druckfläche 42 erfolgen.
[0028] Eine Anstellung F des Druckstückes 41 kann dabei durch eine Feder 411 bewirkt werden, wobei durch eine Steuerung S das Ausmaß der Anstellung regelbar ist. Somit kann bei einem Ausfall der Steuerung S des Ventiles dessen geschlossener Zustand erreicht werden.

Claims (4)

  1. Patentansprüche
    1. Dosiereinrichtung für einen Zusatz von festen Abrasivmitteln in den Schneidstrahl von Wasserstrahl-Schneidanlagen, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiereinrichtung mindestens ein steuerbares, an sich bekanntes Quetschventil enthält.
  2. 2. Dosiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Durchsatzrichtung (D) vorgeordnet das(die) Quetschventil(e) (1) jeweils ein Mittel (2) zur Kontrolle beziehungsweise Bestimmung der Durchsatzmenge an Abrasivmittel und nachgeordnet einen Schlauchkörper (3) aus elastischem Material, welcher durch Druckstücke (41) beziehungsweise Druckfläche (42) eines Quetschkörpers (4) in abdichtender Weise verformbar ist, aufweisen.
  3. 3. Dosiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das(die) Quetschventil(e) (1) nach Ausfall der Steuerung (S) selbsttätig, vorzugsweise durch Federkraft (F), den geschlossenen Zustand aufweisen.
  4. 4. Dosiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiereinrichtung aus mehreren parallel betreibbaren steuerbaren Quetschventilen (1) mit unterschiedlichen Durchsatzmengen an Abrasivmittel gebildet ist. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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