CN101534988A - 用于对工件热去除毛刺的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于对工件(2)热去除毛刺的一个装置(1)，该装置包括至少一个去毛刺室(3)以及用于将燃料气体混合物引入该去毛刺室(3)中的一个送气装置(4)，其中至少对该去毛刺室(3)或对该送气装置(4)提供了一个补充气体供给(5)，这样至少位于该去毛刺室(3)中或该送气装置(4)中的燃料气体混合物可以至少部分地与补充气体相混合。而且，还提供了使用于对工件(2)热去除毛刺的装置(1)快速通风的一种方法。

Description

用于对工件热去除毛刺的装置

技术领域

本发明涉及一种用于对工件热去除毛刺的装置，该装置包括至少一个去毛刺室以及用于将燃料气体混合物引入该去毛刺室中的一个送气装置。

背景技术

在用于对工件热去除毛刺的设备中，发生了随机的材料去除，在此过程中整个工件经受一种热冲击。转角和边缘被优选除去，因为具有大的表面和小的体积的这些位置吸收了特别大量的热并因此而被氧化和燃烧。该热冲击是通过烧掉一个燃料气体混合物来实现的，该燃料气体混合物优选包括一种燃料气体(如氢气、天然气或甲烷)以及一种氧化气体(如，特别是氧气)。

为了进行这种方法，将至少一个工件插入去毛刺室中(例如用一个“闭合板”)，这样就使该去毛刺室形成一个封闭的燃烧室。然后，将该燃料气体混合物引入这个闭合的去毛刺室中。可将燃料气体混合物送入的方式是使各个单独的气体组分分别地引入该去毛刺室中；在这种情形中，至少在该送气过程的最后节段优选将这些燃料气体组分混合地送入。在该过程中，根据去毛刺室的大小或工件的数目，可以实现很高的正压力，例如高达50巴。

然后通过相应的点火装置将该燃料气体混合物点火，这样就产生在开始时所描述的热冲击，该点火装置如是一种火花塞，它可以安装在燃烧室的区域中或另外安装在通到该去毛刺室的一个送气通道中。

在已经进行了这种热去除毛刺的方法之后，并且特别是在异常情况发生时，例如，在没有实现点火时，那么以正压力位于燃烧室中的气体体积必须被再次释放掉。为此，它必须按照惯例开始来简单地打开去毛刺室，者就是说，例如，从去毛刺室移去闭合板。然而，对于这种方法已经发现，在闭合板与去毛刺室之间的整个区域中可能发生非常显著的污染，并且这种污染还有可能导致设在该去毛刺室与该闭合板之间的密封件的摩擦损耗。

在EP 1 232 822 A1中描述了一种进一步的改进。该文件提出了对去毛刺室分配一个快速动作的通气阀，经由该快速动作通气阀可以释放存在于去毛刺室中的气体。例如，这还提供了经由一个过滤器清洁该去除毛刺的氧化物和残渣的可能性。

然而，必须考虑到在燃烧室中仍然存在着可点燃的或爆炸性燃料气体混合物的情况，经由这种快速动作的通气阀的这种快速流出也许会是危险的。在这种情况下，应该特别牢记对于某些可点燃的燃料气体混合物，即使是低能量的送气也是足以有可能触发点火。出于这种原因，在这些快速动作的通气阀的情况下，定期地实现这种释放的方式为使经过该中央阀的流速保持得非常低以避免由于(例如)气体摩擦而引起的燃料气体混合物的点火。如果考虑到这些快速动作的通气阀设有很小的直径这一事实，则爆炸性燃料气体混合物从该去毛刺室的缓慢释放(特别是如果该去毛刺室具有大的体积)会导致设备的长的停工期。

发明内容

以此为起点，本发明的目的是要至少部分地解决参考现有技术所说明的这些问题。具体地说，将说明一种装置和方法，它们使得短的通风时间成为可能并同时排除自点火的危险。

这些目的是通过具有权利要求1的特征的一种用于热去除毛刺的装置、并且通过将爆炸性燃料气体混合物从根据权利要求7的特征的一种热去除毛刺的装置中除去的一种方法实现的。在从属权利要求中说明了本发明的其他的有利配置。应注意，在专利权利要求中个别描述的这些特征能够以任何希望的、在技术上适当的方式相互结合，并且显示出本发明的进一步的配置。此外，在说明书中进一步明确说明和解释这些特征，这样由此得出本发明的多个优选的改进。

根据本发明的用于对工件热去除毛刺的装置包括至少一个去毛刺室以及用于将燃料气体混合物引入该去毛刺室中的一个送气装置，至少对于该去毛刺室或该送气装置提供了一个补充气体送气，这样使至少位于该去毛刺室中或该送气装置中的燃料气体混合物能够至少部分地与补充气体相混合。

该装置优选确切地包括一个去毛刺室以及一个相应的送气装置；但尽管如此还可以对多个(特别是不同大小的)去毛刺室设置该送气装置。考虑到其中占优势的高压力，这种送气装置通常包括其中结合多个开孔的实体部件，可通过这些开孔可将一些燃料气体混合物或者全部燃料气体混合物引导至该去毛刺室。该送气装置和去除毛刺通常相互连接，其方式为(具体地说)形成一个合并的送气通道。在这种情况下，该送气装置的多个部件具体是压力生成器(例如传送泵)、线性致动或类似物、混合室、供应箱、以及类似物。

在此，现提出一种补充气体送气，当然原则上这也可以提供在多个位置上，但在此优选直接在该去毛刺室或者在该送气装置的一个部件提供这种补充气体送气。在本发明的范围之内，术语“补充气体”是指任何物质，它在其送入和混合以形成可燃气体混合物的过程中是气态的、减少不希望的点火的危险。就此意义而言，例如，水蒸汽也是一种补充气体。其他的措施，例如，冷却、去除可能的点火源等等，能够有助于补充气体的效果。在这种情况下，补充气体送气被定位或者被配置为使得一种补充气体因此而能够被送到该燃料气体混合物，其中特别是使得一个补充气体流有可能进入该装置的特定部分，燃料气体混合物通常在点火瞬间处于该部分中。这种补充气体送气通常包括至少一段管线，该段管线通入(例如)该送气装置的送气通道或者通入燃烧室或者用于该去毛刺室的快速排气的一个中央阀。

送入补充气体确保了除去可燃的燃料气体混合物的爆炸性环境。爆炸是由于点火源与爆炸性环境的同时存在。为了能够有效地防止爆炸，必须排除所有的点火源和/或除去爆炸性环境。由于通常不可能可靠地除去所有的点火源，所以必须由补充气体来影响燃料气体混合物的组成，其程度要使该混合物在爆炸极限之外，并且即使在混合物流出而进入环境大气中时(在这个过程中产生过量的氧)也不再能够点燃。

换言之，这意味着补充气体影响燃料气体混合物的组成的程度是(例如)显著地降低了燃料气体混合物自点火的趋势。在这种情况下，原则上燃料气体混合物的部分容积可与补充气体混合，例如位于快速动作通气阀的区域中或者流过该区域的燃料气体容积；然而，还有可能相应地使燃料气体混合物的整个容积惰性化。这种惰性化的结果是：首先，如果需要，提高去毛刺室中的正压力；其次，当释放燃料气体混合物和补充气体的气流时，能够实现更大的流速。这在总体上导致这种装置的停工期的显著减少。

根据该装置的一个优选的改进，至少对于该去毛刺室或该送气装置提供了一个中央阀，经由该中央阀能够将燃料气体混合物从去毛刺室或送气装置除去，在以燃料气体混合物的流出方向观察时，该补充气体送气被安排在该中央阀的上游。特别优选的是一种实施方案的变体，在这种变体中，去毛刺室有一个开孔，中央阀邻接该开孔。尤其是在该去毛刺室的这种配置中，优选该补充气体送气通向直接在该中央阀上游的开孔。这所具有的特别有益的效果是仅有相对较小的容积的燃料气体混合物(用补充气体这以更简单地使其惰性化)流经这个点。即使原则上该送气装置的相应安排是有可能的，但仍优选将该中央阀直接定位在该去毛刺室。

此外，还提出了至少对于该去毛刺室或该送气装置提供一个中央阀，经由该中央阀能够将燃料气体混合物从该去毛刺室或该送气装置除去，该中央阀具有大于2平方毫米的流动截面。这里提出的燃料气体混合物的惰性化使之有可能从该去毛刺室更快地释放该燃料气体混合物。通过具有大的流动截面的中央阀能够进一步增加这种效果。特别优选的是流动截面在大于10平方毫米的范围，特别是甚至大于至少20平方毫米。在基本上呈圆形的流动截面的情况下，优选至少2毫米的直径，特别是至少4毫米的直径。总而言之，应该使用尽可能大并且仅由这些现有部件的尺寸所确定的直径，以实现尽可能最短的通风时间。

根据该装置的一个改进，该送气装置具有一个混合块，该混合块带有一个中央送气通道，补充气体送气通向这个中央送气通道。这个中央送气通道具体与一个送气通道有关，其中该燃料气体混合物在点火动作的瞬间处于爆炸性状态，这就是说，例如，在混合单元与燃烧室之间的一个部分中。在这种构造中，进一步优选这个中央送气通道还至少部分地形成该点火通道，这样该点火装置就具体地安排在这个中央送气通道中。在这种情况下，优选该补充气体送气通向点火装置与混合室之间的中央送气通道的一部分之中。

此外，还提出了该点火装置包括用于该补充气体的至少一个传送装置以及一个停止阀。因此，特别做出了准备(例如)仅在发生异常情况时使送气装置被接通；这就是说，在进行点火时，例如经由该中央阀也可以快速地将排气释放而无需启动补充气体送气。在这种情况下，将该传送装置设计成使得即便是在开始所描述的去毛刺室中的正压力的情况下它也能够送入该补充气体；因此，所述传送装置特别是能够提供一个传送压力，该传送压力高于燃烧室中的正压力。

最后，就用于对工件热去除毛刺的装置而言，还认为有利的是至少对于该去毛刺室或该送气装置提供一个中央阀，经由该中央阀能够将燃料气体混合物从该去毛刺室或该送气装置除去，将该中央阀构造成带有一个冷却装置。在燃料气体混合物快速流出的过程中，提供这种冷却装置对中央阀的温度增加有影响，这样，用一个相应的冷却装置就能够进一步降低自点火的风险。虽然在某些情况下简单的对流冷却装置可能已足够，但优选具有热交换流体的冷却装置。如果根本不存在可燃混合物，则安全性当然是最高的，因为这时即使存在点火源也无害。因此，将该去毛刺室及其惰性化容积优选地设计为用于100℃的最高温度。

根据本发明的另一个方面，提出了一种将爆炸性燃料气体混合物从用于热去除毛刺的装置除去的方法，所述方法包括至少下列步骤：

-将一种燃料气体混合物送入用于热去除毛刺的一个装置中，并且

-将这种燃料气体混合物除去至少一些，在所述燃料气体混合物流出该装置之前，使一种补充气体至少部分地与所述燃料气体混合物相接触。

这种方法具体地能够用在此根据本发明所说明的装置来进行。

在这个程度上，在此具体地说明了一种方法，其中，由于异常情况或者不点火的出现，它必须将仍位于燃烧室中的爆炸性燃料气体混合物除去。为了能够在该进程中实现高流出速度并因此保持用于热去除毛刺的装置的短的停工期，使一种补充气体与离开该去毛刺室的燃料气体混合物中的至少一些相接触。此外，还能够将所有其他的关键性的小的流动截面(例如具有小于2厘米的一个直径)适当地惰性化。在该进程中，有利地将该补充气体送入，其方式为使得该燃料气体混合物均一地与补充气体进行混合和/或(例如)使该补充气体封闭流出的燃料气体混合物(就像一个封套射流)。在这个程度上，该补充气体能够被集中地送入该燃料气体混合物和/或以一种在圆周方向上分布的方式。

在这里所说明的方法中，优选将氮气和/或二氧化碳作为补充气体送入该燃料气体混合物。原则上，其他的许多补充气体也是适合的，如水蒸汽。使该气体混合物处于可点燃范围之外也许已足够。这甚至可以通过加入氧气来进行，直到该气体混合物通过稀释而降至爆炸下限以下，或通过增加燃料气体来进行，这就是说通过饱和而直到超过爆炸上限。因此，在本发明的范围之内，氧气或者燃料气体也可以起补充气体的作用。然而，如果在流出时将氧气加到环境中，利用燃料气体的饱和不一定是适当的，因为在流出时该混合物可以再次到达可点燃范围。因此，优选用氮气和/或二氧化碳的惰性化，所述惰性化的效果是该气体混合物不再是爆炸性的，因此，一个潜在的点火源无法引起爆炸。适用下列极限值：

 

燃料气体：	氮：	二氧化碳：
			甲烷	11	5
氢	17	12

在表格中说明的这些值适用于完全惰性化；所说明的数字值是对于补偿气体的摩尔分数与燃料气体的摩尔分数之比的最小值。有利的是，以约20℃的温度送入该补充气体。

根据该方法的一种改进，该燃料气体混合物在除去开始时在该去毛刺室中以一个充气压力存在，将该补充气体以一个送气压力引入，该送气压力远远大于该补偿压力以使快速送入补充气体成为可能。原则上保持送气压力恒定是可能的，但尽管如此仍可使该送气压力与在除去燃料气体混合物的过程中不断降低的充气压力相适配。

附图说明

此外，经由一个中央阀除去该燃料气体混合物被认为是有利的。以下参见附图对本发明进行更详细的说明。应注意，这些附图示出了本发明的优选的实施方案的多种变体，但并不仅限于此。在这些附图中：

图1示意性地示出了根据本发明的装置的一个第一实施方案变体，以及

图2示意性地示出了根据本发明的装置的另一个实施方案变体。

具体实施方式

图1示出了对工件2热去除毛刺的装置1的简化图示。所示出的装置1基本上被分成两个部分，即在图1的左侧区域中示出的一个去毛刺室3以及在图1的右半部分中示出的一个送气装置4，该送气装置用于将一种燃料气体混合物引入该去毛刺室3中。

在该装置1中，去毛刺室3与一个闭合板15一起形成一个燃烧室14，将工件2定位于其中以进行处理。为了在去毛刺室3中装载工件2并且从去毛刺室3中将工件2卸载，闭合板15可垂直移动，如在下面用双向箭头所指明的那样。现在燃烧室14设有用于燃料气体混合物的一个送气通道。该送气通道直接邻接该送气装置4，该送气装置位于一个直接邻接的位置中。在所示出的情形中，用一个混合块9形成送气装置4，该混合块直接位于该去毛刺室3处。在这种情况下，混合块9定向为与去毛刺室3相对，这样就形成一个连续的中央送气通道10。一个燃料气体开孔17和一个氧气开孔21通向混合块9内部的这个中央送气通道10，这样就在该中央送气通道10的端部形成一个混合室26。

在这种情况下，将燃料气体引入，其方式为使得该燃料气体从一个燃料气体罐19中流出并且经由一条燃料气体管线18而被传输到一个燃料气体填充单元20。还以一种相应的方式提供用于该燃料气体混合物的氧气。因此，经由一条氧气管线22将氧气从一个氧气罐23送至一个氧气填充单元24。此时，该燃料气体填充单元20与该氧气填充单元24提供所希望的量至以及(若有需要的话)压力，这样就可按照流入方向25经过中央送气装置通道10将所希望的燃料气体/氧气混合物引入燃烧室14中。

在这里所说明的实施方案变体中，一个火花塞16定位于该中央送气通道10中，以使该燃料气体混合物在该中央送气通道内被正常点火，并因此使火焰前缘经过该送气通道10传播一路通过燃烧室14并因此到达工件2。

此外，该去毛刺室3设有一个中央阀6，例如，在发生不点火的情况下，可以经由该中央阀快速地将燃料气体混合物从去毛刺室3或燃烧室14除去。为此，在已经打开该中央阀6之后，该燃料气体混合物在流出方向7上流动。在释放位于燃烧室14中的爆炸性燃料气体混合物的过程中，为了使得特别高的流速在此处成为可能，在燃烧室14与中央阀6之间提供了一个补充气体的送气5。这里，该补充气体送气5包括一个传送装置11以及一个停止阀12，该停止阀影响该补充气体送气5的运行。例如，在通过一个相关联的控制单元启动该补充气体送气5的情况下，将该停止阀12打开并通过该传送装置11将补充气体引入去毛刺室3中，这是有利地在去毛刺室3的出口孔附近进行的。因此，在流出方向7上排出的燃料气体混合物的至少部分体积被惰性化，这样就在流经这个出口孔或中央阀6的过程中避免了由于气体摩擦而导致的自点火。

图2示出了用于工件2的热去除毛刺的另一个实施方案的变体。该构造类似于来自图1的装置的构造，因此，在这方面特别参考关于去毛刺室3的配置以及送气装置4的配置。应注意，相同的附图标记已被用于指定相同的部件。

这个去毛刺室3也具有一个中央阀6，经由该中央阀能够从去毛刺室3除去该燃料气体混合物。为了能够在该过程中允许相当比例的燃料气体混合物以尽可能短的时间流出，将在这种情况下该中央阀6被设计成带有一个优选地大于5平方毫米的流动截面8。此外，将该中央阀6被构造成带有一个冷却装置13。

在这个实施方案变体中，与图1相反，该补充气体送气5被连接到该送气装置4。补充气体送气5在这种情况下通入中央送气通道10，准确地讲该中央通道是在火花塞16与燃料气体孔17的末端和氧气孔21的末端以及混合室26之间。这个补充气体送气5一样也具有一个停止阀12以及一个适当的用于这种补充气体的传送装置11。在补充气体送气5的这种安排中，若发生异常情况或者若该补充气体送气5被启动，则该补充气体首先被引入送气通道10中，发生这种情况的压力使补充气体一路经过该燃烧室14散布并因此而导致该燃料气体混合物被完全惰性化。只有在充分的惰性化发生之后，该中央阀6才被打开。这种装置尤其适合于以低充气压力进行用于热去除毛刺的工作时。由于补充气体的送入而造成的这种压力增加还导致燃料气体混合物/补充气体混合物能够经由该中央阀6更加快速地流出。

利用在此说明的本发明，有可能使一种补充气体(例如氮气)在打开该去毛刺室之前被送到该燃料气体混合物(例如经由该混合块中的一个中央阀)，直到该燃料气体混合物不再具有可点燃性。一旦实现这种状态，则可经由一个中央阀实现以尽可能最大的截面进行通气。此外，它有可能将一个位置部分地惰性化，在此位置预期气体摩擦的增加。因此，例如，可以替代地或者额外地将在中央阀的流出边缘惰性化，以允许此处的非爆炸性环境。因此，可以实现将爆炸性燃料气体混合物从去毛刺室特别快速的除去，这样，用于热去除毛刺的装置在短时间内即可供再次使用。

附图标记清单

1     装置

2     工件

3     去毛刺室

4     送气装置

5     补充气体送气

6     中央阀

7     流出方向

8     流动截面

9     混合块

10    送气通道

11    传送装置

12    停止阀

13    冷却装置

14    燃烧室

15    闭合板

16    火花塞

17    燃料气体开孔

18    燃料气体管线

19    燃料气体罐

20    燃料气体填充单元

21    氧气孔

22    氧气管线

23    氧气罐

24    氧气填充单元

25    流入方向

26    混合室

Claims (10)

1.一种用于对工件(2)热去除毛刺的装置(1)，该装置包括至少一个去毛刺室(3)以及用于将一种燃料气体混合物引入该去毛刺室(3)中的一个送气装置(4)，至少对于该去毛刺室(3)或该送气装置(4)提供了一个补充气体送气(5)，这样使至少位于该去毛刺室(3)中或者该送气装置(4)中的燃料气体混合物可以至少部分地与补充气体相混合。

2.如权利要求1所述的装置(1)，其中至少对于该去毛刺室(3)或该送气装置(4)提供了一个中央阀(6)，经由该中央阀(6)可以将该燃料气体混合物从该去毛刺室(3)或该送气装置(4)除去，在以该燃料气体混合物的一个流出方向(7)观察时，该补充气体送气(5)被安排在该中央阀(6)的上游。

3.如权利要求1或2所述的装置(1)，其中至少对于该去毛刺室(3)或该送气装置(4)提供了一个中央阀(6)，经由该中央阀(6)可以将该燃料气体混合物从该去毛刺室(3)或该送气装置(4)除去，该中央阀(6)具有一个流动截面(8)，该流动截面大于2平方毫米，优选大于10平方毫米。

4.如以上权利要求之一所述的装置(1)，其中该送气装置(4)具有一个混合块(9)，该混合块带有一个中央送气通道(10)，该补充气体送气(5)通入这个中央送气通道(10)。

5.如以上权利要求之一所述的装置(1)，其中该送气装置(4)包括用于该补充气体的至少一个传送装置(11)以及一个停止阀(12)。

6.如以上权利要求之一所述的装置(1)，其中至少对于该去毛刺室(3)或该送气装置(4)提供了一个中央阀(6)，经由该中央阀(6)可以将该燃料气体混合物从该去毛刺室(3)或该送气装置(4)除去，该中央阀(6)被构造成带有一个冷却装置(13)。

7.将一种爆炸性燃料气体混合物从一个用于热去除毛刺的装置(1)中除去的一种方法，该方法包括：

-将一种燃料气体混合物送入一种用于热去除毛刺的装置(1)中，并且

-将该燃料气体混合物的至少一些除去，在所述燃料气体混合物流出该装置(1)之前使一种补充气体至少部分地与所述燃料气体混合物相接触。

8.如权利要求7所述的方法，其中将氮气和/或二氧化碳作为补充气体送到该燃料气体混合物。

9.如权利要求7或8所述的方法，其中在去除开始时该燃料气体混合物是以一个充气压力存在于一个毛刺室(3)中，该补充气体以大于该充气压力的一个送气压力被引入。

10.如权利要求7至9之一所述的方法，其中该燃料气体混合物经由一个中央阀(6)被除去，排出的体积流量具有在爆炸极限之外的补充气体与燃料气体的一个摩尔比。

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