DD229871A1

DD229871A1 - BEAM PROCESS AND DEVICE FOR CARRYING OUT THE PROCESS

Info

Publication number: DD229871A1
Application number: DD27104284A
Authority: DD
Inventors: Wolfgang Brucksch; Wolfgang Herzig
Original assignee: Inst Energieversorgung
Priority date: 1984-12-18
Filing date: 1984-12-18
Publication date: 1985-11-20

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Strahlverfahren und eine Einrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens, insbesondere zur Reinigung und/oder Verfestigung von Strahlgutoberflaechen mittels Schleuderradstrahlen. Ziel der Erfindung ist eine Verbesserung des energetischen Wirkungsgrades und eine Standzeitverlaengerung des Strahlmittels bei gleichzeitiger Kostensenkung. Die Erfindung hat die Aufgabe, den Nachteil der fuer alle Kornfraktionen eines Betriebsgemisches nahezu gleichen Auftreffgeschwindigkeit zu vermeiden. Erfindungsgemaess wird das Strahlmittel von der Zufuehrung zum Strahlmittelbeschleuniger in mehrere Kornfraktionen getrennt und im Strahlmittelbeschleuniger auf unterschiedliche Abwurfgeschwindigkeiten beschleunigt. Vorzugsweise werden zwecks Angleichung der kinetischen Energien der einzelnen Kornfraktionen untereinander die Auftreffgeschwindigkeiten der Kornfraktionen mit den schweren Koernern gesenkt und die mit den leichteren Koernern angehoben.The invention relates to a blasting method and to a device for carrying out the method, in particular for cleaning and / or solidifying blasting material surfaces by means of blasting wheel blasting. The aim of the invention is to improve the energy efficiency and a service life of the blasting abrasive while reducing costs. The invention has the object to avoid the disadvantage of almost identical for all grain fractions of an operating mixture impact velocity. According to the invention, the blasting agent is separated from the feed to the blasting agent accelerator into a plurality of grain fractions and accelerated to different discharge speeds in the blasting medium accelerator. Preferably, for the purpose of approximating the kinetic energies of the individual grain fractions with each other, the impact velocities of the grain fractions with the heavy grains are lowered and those with the lighter grains are raised.

Description

-2- 710 42-2- 710 42

Explanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Strah!verfahren und die dazugehörige Einrichtung zu entwickeln, die den Nachteil der für alle Komfraktionen eines Betriebsgemisches nahezu gleichen Auftreffgeschwindigkeit, der den bekannten Verfahren und Einrichtungen anhaftet, vermeidet. Dazu ist es notwendig, den einzelnen sich nach den Massen der Einzelkörner unterscheidenden Komfraktionen unterschiedliche Beschleunigungen zu erteilen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Strahlmittel als Betriebsgemisch vorliegend vor der Zuführung zum Strahlmittelbeschleuniger in mehrere Komfraktionen getrennt wird, diese getrennten Komfraktionen dem Strahlmittelbeschleuniger getrennt zugeführt und weiterhin getrennt auf unterschiedliche Abwurfgeschwindigkeiten und damit auf unterschiedliche Auftreffgeschwindigkeiten beschleunigt werden. Vorzugsweise werden zwecks Angleichung der kinetischen Energien der einzelnen Komfraktionen untereinander die Auftreffgeschwindigkeiten der Komfraktionen mit den schweren Körnern gesenkt und die mit den leichteren Kömern angehoben. Dabei sind die Auftreffgeschwindigkeiten und die Strahlmitteldurchsätze während des Betriebes entweder nahezu konstant oder variierbar.The object of the invention is to develop a radiation method and the associated device which avoids the disadvantage of the impact speed which is almost the same for all the fractions of an operating mixture and which adheres to the known methods and devices. For this it is necessary to impart different accelerations to the individual fractions differing according to the masses of the individual grains. According to the invention, the object is achieved in that the blasting agent is present as operating mixture before being fed to the blasting accelerator separated into several Komfraktionen, these separate Komfraktionen the blasting agent accelerator fed separately and further separately to different discharge speeds and thus accelerated to different impact speeds. Preferably, in order to approximate the kinetic energies of the individual fractions with each other, the impact velocities of the heavy grain fractions are lowered and those with the lighter grains are increased. The impact velocities and the abrasive mean throughput during operation are either almost constant or variable.

Die Strahlbilder und insbesondere die intensiven Strahlzonen unterschiedlicher Komfraktionen decken sich annähernd. Die Auftreffwinkel aller Körner eines Punktes der Strahlgutoberfläche weichen nur gering voneinander ab, vorzugsweise geringer als 10°. Die vom Strahlmittelbdschleuniger beschleunigten Komfraktionen können sowohl als Kornfraktionspakete zeitlich nacheinander im Sinne kurzzeitig pulsierender Ströme oder als kontinuierliche Ströme und damit gleichzeitig strahlen. Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens ist für das Schleuderradstrahlen mit mechanischer Vorbeschleunigung und mit geschlossenem Strahlmittelkreislauf dadurch gekennzeichnet, daß die Trennung des Betriebsgemisches in mehrere Komfraktionen mittels bekannter Strahlmittelaufbereitungsgeräte erfolgt und daß das Schleuderrad aus einem Vorbeschleunigungsrad mit mehreren voneinander getrennten Vorbeschleunigungsräumen, aus einem mehrteiligen Einlaufstück mit mehreren Durchtrittsöffnungen-und mehreren aufgrund ihrer unterschiedlichen Bauform das Strahlmittel unterschiedlich beschleunigenden Schleuderschaufeln besteht. Die Anzahl der einzelnen, getrennten Komfraktionen ist identisch mit der Anzahl der Vorbeschleunigungsräume, der Anzahl der Durchtrittsöffnungen und der Anzahl der verschiedenen Schaufelbauformen.The spray patterns and in particular the intense beam zones of different fractions almost coincide. The angle of incidence of all grains of a point of Strahlgutoberfläche differ only slightly from each other, preferably less than 10 °. The accelerated from the Strahlmittelbdschleuniger Komfraktionen can both as a grain fraction packets in chronological succession in terms of short-term pulsating currents or as continuous streams and thus radiate simultaneously. The device according to the invention for carrying out the aforementioned method is characterized for the centrifugal blasting with mechanical pre-acceleration and closed blasting medium cycle, that the separation of the operating mixture into several Komfraktionen done by means of known blasting equipment and that the blast from a Vorbeschleunigungsrad with several separate Vorbeschleunigungsräumen, from a multi-part Inlet piece with a plurality of passage openings and a plurality of due to their different design, the blasting agent different accelerating centrifugal blades. The number of individual separate Komfraktionen is identical to the number of Vorbeschleunigungsräume, the number of passages and the number of different blade designs.

Die erfindungsgemäße Einrichtung für das Schleuderrad mit pneumatischer Strahlmittelvorbeschleunigung wird bei den zugehörigen Einrichtungen wie üblicherweise Vorbeschleuniger und Übergabe als Injektordüse ausgebildet, und entsprechend der Anzahl der getrennten Komfraktionen ist eine entsprechende Anzahl von Injektordüsen angeordnet. Die Schaufeifüße der verschiedenen Schaufelbauformen laufen in verschiedenen Rotationsebenen und ermöglichen damit die getrennte Übernahme der einzelnen vorbeschleunigten Komfraktionen. Die Bauartunterschiede der Schaufelformen zwecks unterschiedlicher Beschleunigung der einzelnen Komfraktionen bestehen in den bekannten Merkmalen wie konvexe, gerade oder konkave Form der Beschleunigungsfläche sowie hauptsächlich in ihrem unterschiedlichen Abwurfradius resultierend aus dem unterschiedlichen Außenradius.The device according to the invention for the blast wheel with pneumatic blast medium pre-acceleration is designed as an injector nozzle at the associated devices, such as, for example, pre-accelerator and transfer, and a corresponding number of injector nozzles are arranged corresponding to the number of separate fractions. The bucket feet of the different bucket types run in different planes of rotation and thus enable separate takeover of the individual pre-accelerated fractions. The design differences of the blade shapes for different acceleration of the individual Komfraktionen exist in the known features such as convex, straight or concave shape of the acceleration surface and mainly in their different discharge radius resulting from the different outer radius.

embodiment

An einem nachfolgend dargelegten Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt ein Schleuderrad mit mechanischer Vorbeschleunigung des Strahlmittels. Auf der Antriebswelle 1 ist die Schleuderradnabe 2 mit den Schaufelbefestigungen 3 und den Wurfschaufeln 4,5 und 6 sowie das Vorbeschleunigungsrad 7 gelagert. Die drei Zuführungsrohre 8,9 und 10 ragen bis in die jeweiligen Vorbeschleunigungsräume hinein. Diese drei Vorbeschleunigungsräume sind untereinander mittels der Trennwände 11 abgegrenzt. Das dreiteilige Einlaufstück 12 ist verdrehbar an dem Gehäuse 13 befestigt.In an embodiment set forth below, the invention will be explained in more detail. The drawing shows a blast wheel with mechanical pre-acceleration of the blasting medium. On the drive shaft 1, the bladed wheel hub 2 with the blade fasteners 3 and the throwing blades 4, 5 and 6 as well as the pre-acceleration wheel 7 are mounted. The three supply pipes 8, 9 and 10 protrude into the respective pre-acceleration spaces. These three Vorbeschleunigungsräume are separated from each other by means of the partitions 11. The three-piece inlet piece 12 is rotatably attached to the housing 13.

Bei Betrieb wird das in die drei Kornfraktionen 14,15 und 16 getrennte Betriebsgemisch durch die Rohre 8, 9 und 10 in die getrennten Vorbeschleunigungsräume eingegeben. Die Antriebswelle 1 treibt die Wurfschaufeln 4, 5 und 6 und das Vorbeschleunigungsrad 7 mit der Betriebsdrehzahl an. Die somit vom Vorbeschleunigungsrad 7 beschleunigten Komfraktionen treten getrennt durch die jeweiligen Durchtrittsöffnungen des Einlaufstückes 12 aus und werden auf die entsprechende Wurfschaufel aufgegeben. Die Wurfschaufeln 4, 5 und 6 beschleunigen infolge ihrer unterschiedlichen Abwurfradien die. einzelnen Komfraktionen auf verschiedene Abwurfgeschwindigkeiten. Die Wurfschaufel 4 hat den großen, die Wurfschaufel 5 den mittleren und die Wurfschaufel 6 den kleinen Abwurfradius. Infolgedessen wird die Kornfraktion 16 höherund die Kornfraktion 14 niedriger als die Kornfraktion 15 beschleunigt. Da die kinetischen Energien der einzelnen Körner außer von der gegebenen Kornmasse auch von ihrer Geschwindigkeit abhängig sind, erfolgt eine Variation der kinetischen Energien mittels der unterschiedlichen Abwurfradien der Wurfschaufeln. Mit der Komfraktion 14 als der schwereren und der Kornfraktion 16 als der leichteren gegenüber der Komfraktion 15 wird eine Annäherung der bei den bekannten Schleuderrädern sehr stark differierenden kinetischen Energien der einzelnen Komfraktionen erreicht. Die Deckung der Strahlbilder der einzelnen Komfraktionen wird in Querrichtung dadurch erreicht, daß die äußeren Wurfschaufeln 5 und 6 leicht zu den mittleren Wurfschaufeln 4 geneigt sind und daß weiterhin die Beschleunigungsflächen der Wurfschaufeln derart geringfügig verwunden sind, daß eine zusätzliche geringe axiale Beschleunigung der Kornfraktionen 14 und 15 erfolgt. Nach dem Lösen der Klemmschrauben 17 können die drei einzelnen Teile des Einlaufstückes 12 untereinander unabhängig verdreht werden zwecks Deckung der einzelnen Strahlbilder in ihrer Längsausdehnung. Das Verdrehen des gesamten Einlaufstückes 12 ist nach Lösen der Klemmschraube 18 möglich und gestattet eine gemeinsame Korrektur aller Strahlbilder. Die beschleunigten Komfraktionen 19,20 und 21 bilden beim Auftreffen auf das Strahlgut ein annähernd einheitliches Strahlbild und vermischen sich dabei gleichzeitig erneut zu dem Betriebsgemisch. Die Ventile 22, 23 und 24 ermöglichen eine untereinander unabhängige Variation der Massenströme der Komfraktionen während des Betriebes.In operation, the operating mixture separated into the three grain fractions 14, 15 and 16 is introduced through the pipes 8, 9 and 10 into the separate pre-acceleration spaces. The drive shaft 1 drives the throwing blades 4, 5 and 6 and the pre-acceleration wheel 7 at the operating speed. The thus accelerated from Vorbeschleunigungsrad 7 Komfraktionen occur separately through the respective openings of the inlet piece 12 and are abandoned on the corresponding throwing blade. The throwing blades 4, 5 and 6 accelerate due to their different discharge radii. individual Komfraktionen on different discharge speeds. The throwing blade 4 has the large, the throwing blade 5 the middle and the throwing blade 6 the small throw radius. As a result, the grain fraction 16 becomes higher and the grain fraction 14 is accelerated lower than the grain fraction 15. Since the kinetic energies of the individual grains are also dependent on their speed, apart from the given grain mass, the kinetic energies are varied by means of the different throwing radii of the throwing blades. With Komfraktion 14 as the heavier and the grain fraction 16 as the lighter compared to the Komfraktion 15 an approximation of the very strong differing in the known spin wheels kinetic energies of the individual Komfraktionen is achieved. The coverage of the jet images of the individual Komfraktionen is achieved in the transverse direction, that the outer throwing blades 5 and 6 are slightly inclined to the middle throwing blades 4 and that further the acceleration surfaces of the throwing blades are so slightly twisted that an additional low axial acceleration of the grain fractions 14 and 15 takes place. After loosening the clamping screws 17, the three individual parts of the inlet piece 12 can be rotated independently with each other for the purpose of covering the individual jet images in their longitudinal extent. The rotation of the entire inlet piece 12 is possible after loosening the clamping screw 18 and allows a common correction of all the beam images. The accelerated Komfraktionen 19,20 and 21 form when hitting the blasting material an approximately uniform spray pattern and mix at the same time again to the operating mixture. The valves 22, 23 and 24 allow for independent variation of the mass flows of Komfraktionen during operation.

Claims

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Invention claim:

1. blasting method for cleaning and / or solidification of Strahlgutoberflächen, characterized in that the individual grain fractions of the blasting agent used are accelerated separately to different discharge speeds and thus different impact speeds are achieved.

2. blasting method according to item 1, characterized in that the operating mixture of the blasting agent used is separated before being fed to the blasting agent accelerator into a plurality of grain fractions and these separate grain fractions are fed to the blasting agent accelerator separately.

3. blasting method according to item 1 and 2, characterized in that the impact velocities and the abrasive mean throughput of the individual grain fractions during operation are either constant or variable.

4. blasting method according to item 1 to 3, characterized in that the jet images, in particular the intense beam zones of the raised grain fractions almost cover each other.

5. penalty method according to item 1 to 4, characterized in that the angles of incidence of all incident on a point of Strahlgutoberfläche Strahlmittelteilchen are almost equal, preferably less than 10 °.

6. means for carrying out the blasting method according to item 1 to 5, wherein the blasting agent is mechanically pre-accelerated and accelerated by throwing wheel to discharge speed, characterized in that the impeller from a Vorbeschleunigungsrad (7) with a plurality of separate Vorbeschleunigungsräumen, from a multipart inlet piece (12) and a plurality of passage openings and of a plurality of differently shaped, in particular equipped with different discharge radii throwing blades (4, 5 and 6), wherein the number of Vorbeschleunigungsräume, the number of passages and the number of different throwing blade shapes, the number of separate grain fractions corresponds ,

7. A device for carrying out the blasting method according to item 1 to 5, wherein the blasting agent is pneumatically pre-accelerated and accelerated by means of blast wheel on discharge speed, characterized in that the blast wheel from a plurality of injector nozzles and a plurality of differently shaped, in particular equipped with different discharge radiating throwing blades ( 4, 5 and 6), the number of injector nozzles and the number of different blade shapes corresponding to the number of separate grain fractions.

8. Device according to item 6 and 7, characterized in that the throwing blade feet of the different blade shapes run in different planes of rotation.

9. Device according to item 6, characterized in that the multipart inlet piece consists of one of the number of separate grain fractions corresponding number Einzeiniaufstücke, each with a passage opening, each individual piece and thus each passage opening can be rotated individually about the Schleuderradachse.

10. Device according to item 7, characterized in that the injector nozzles can be rotated individually about the blower wheel axis.

For this 1 page drawing

Field of application of the invention

The invention relates to a blasting method and a device for carrying out the method, in particular for cleaning and / or hardening blasting material surfaces by means of blasting wheel blasting.

Characteristic of the known technical solutions

The energy efficiency of the surface treatment of blasting material by means of blasting media is determined primarily by the efficiency of the blasting agent accelerator, such as blast wheel or free jet gun on compressed air, the efficiency of the abrasive medium cycle and the action of the blasting medium directly on the surface to be processed. When blasting with circulating metallic blasting agent turns with continuous operating time a only within narrow limits changing, so almost stable operating mixture of the various Komfraktionen. The various Komfraktionen in the sense of the resource mixture are due to the design of the known blasting accelerators accelerated to almost the same speed and therefore have a nearly same impact velocity immediately upon acting on the Strahlgutoberfläche so that the different grain sizes according to their different masses with different energy impinge on the Strahlgutoberfläche. Thus, an independent variation of the kinetic energies of the individual Komfraktionen is not possible and it eliminates the possibility of independent optimization of the action of the individual Komfraktionen on the Strahlgutoberfläche. A modeling or mathematical interpenetration of the effect of the different grain sizes on the blasting material surface, for example the removal of old paint, rust and scale or the targeted change of Strahlgutoberfläche is due to the previously unsolvable problem of detecting a variety of simultaneously acting processes and impact factors impossible. In particular, the differences and variety of grain shapes and grain spins, strength, toughness, and elasticity of paint, rust, and scale, theoretically provide shock, cut, pinch, shear, kick, and brush effects that are difficult to detect. A further energetic optimization of the action of the abrasive on the Strahlgutoberfläche is therefore not feasible with the known blasting agent accelerators.

Another disadvantage of the known blasting agent accelerator is given in blasting work, in which a certain allowable roughness, surface deformation and certain material structure changes of the blasting material must not be exceeded. For this purpose, blasting with only a narrow grain fraction is possible in part. This is countered by the desire to use as large as possible feed grain sizes because of their longer and thus more cost-effective life until retirement and because of the mass-related low price.

Object of the invention ~ - '

The object of the invention is to provide a blasting method and the device which is suitable for this purpose, which improve the energy efficiency when using conventional blasting agents and, as a result of extended grain fraction ranges, prolong the life of the blasting abrasive and thus reduce costs.