DD246475A1

DD246475A1 - METHOD AND DEVICE FOR INCREASING THE RANGE OF PRESSURE FLUID CUTTING BEAMS

Info

Publication number: DD246475A1
Application number: DD28785686A
Authority: DD
Inventors: Dietmar Rath
Original assignee: Volkswerft Stralsund Veb
Priority date: 1986-03-13
Filing date: 1986-03-13
Publication date: 1987-06-10

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reichweitenvergroesserung von Druckfluidschneidstrahlen auf allen Anwendungsgebieten der Druckfluidschneidetechnik, insbesondere fuer die Bearbeitung von Meerestieren vorzugsweise in fluessigen Medien. Ausgehend von der gestellten Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reichweitenvergroesserung zu entwickeln, das eine unabhaengigkeit der Strahlausbildung von den Einfluessen des Umgehungsmediums bei gleichzeitiger Vergroesserung der technisch nutzbaren Reichweite ermoeglicht, wurde im oertlich begrenzten Austrittsbereich eines Druckfluidschneidstrahles ein zusaetliches gasfoermiges oder fluessiges Medium mit einer Stroemungsgeschwindigkeit zugefuehrt , die im Bereich von 50 prozent bis 90 Prozent der Stroemungsgeschwindigkeit des Druckfluidschneidstrahles betraegt. Das zusaetzliche Medium huellt den Druckfluidstrahl allseitig ein und verhindert die Verkuerzung der technisch nutzbaren Strahllaenge durch die starke Abbremsung des Druckfluidstrahles im ruhenden Umgehungsmedium. Beim Auftreten auf das zu bearbeitende Material wird das zusaetzliche Medium ohne Einwirkung auf das Material vom Druckfluidschneidstrahl abgetrennt. Fig.1 zeigt eine Schnittdarstellung der Druckfluidschneidduese Fig.1The invention relates to a method and a device for increasing the range of Druckfluidschneidstrahlen in all fields of application of Druckfluidschneidetechnik, in particular for the processing of marine animals, preferably in liquid media. On the basis of the object to develop a method and a device for increasing the range, which allows an independent of the beam formation of the influences of the bypass medium while increasing the technically usable range, was in the localized exit region of a Druckfluidschneidstrahles an additional gaseous or liquid medium with a Flow rate supplied, which is in the range of 50 percent to 90 percent of the flow rate of the pressure fluid cutting jet. The additional medium hollets the pressure fluid jet on all sides and prevents the shortening of the technically usable jet length by the strong deceleration of the pressure fluid jet in the quiescent bypass medium. Upon occurrence of the material to be processed, the additional medium is separated from the pressure fluid cutting jet without affecting the material. 1 shows a sectional view of the Druckfluidschneidduese Fig.1

Description

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Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reichweitenvergrößerung von Druckfluidschneidstrahlen auf allen Anwendungsgebieten der Druckfluidschneidtechnik, insbesondere für die Bearbeitung von Meerestieren, vorzugsweise in flüssigen Medien.The invention relates to a method and a device for increasing the range of Druckfluidschneidstrahlen in all fields of application of pressure fluid cutting technology, in particular for the processing of marine animals, preferably in liquid media.

Characteristic of the known technical solutions

Die technisch nutzbare Reichweite und die Strahlausbildung von Druckfluidfreistrahlen wird durch die Eigenschaften des Umgebungsmediums stark beeinflußt. Nach Verlassen der Düse erfolgt ein starkes Abbremsen des Druckfluides durch das Umgebungsmedium. Dadurch zerwellt der Strahl, und die technisch nutzbare Reichweite wird stark verringert. Insbesondere bei der Bearbeitung von Materialien in Medien größerer Dichte, vorzugsweise flüssigen Medien, beschränken die Eigenschaften des Umgebungsmediums die Zuverlässigkeit des Bearbeitungsergebnisses auf eine kurze Reichweite des Strahles. Technisch realisierbare Lösungen dieses Problems sind aus der Literatur nicht bekannt.The technically usable range and the jet formation of pressurized fluid free jets is strongly influenced by the properties of the ambient medium. After leaving the nozzle, a strong deceleration of the pressure fluid through the surrounding medium takes place. As a result, the beam disintegrates, and the technically usable range is greatly reduced. Especially when processing materials in media of higher density, preferably liquid media, the properties of the ambient medium limit the reliability of the processing result to a short range of the beam. Technically feasible solutions to this problem are not known from the literature.

Insbesondere im DD-WP Nr.217977, internationale Klasse A22C25/14, mit dem Titel „Verfahren und Vorrichtung zum Bearbeiten von Fischen und anderen Meerestieren" wird ein Verfahren beschrieben, bei dem die Schneiddüse zur Erzeugung eines technisch nutzbaren Schnitteffektes unmittelbar auf der FischoBerfläche bzw. im Nahbereich bewegt werden muß. Nachteilig ist die Behinderung des Schnittprozesses durch Oberflächenübergänge, rauhe Oberflächen und lockere Deckschichten. Die Bewegung des Arbeitsmittels im Nahbereich der Oberfläche führt zu Beschädigungen der Druckfluidschneiddüse.In particular, in DD-WP Nr.217977, international class A22C25 / 14, entitled "Method and apparatus for processing fish and other marine animals", a method is described in which the cutting nozzle to produce a technically usable cutting effect directly on the FischoBerfläche or The obstruction of the cutting process due to surface transitions, rough surfaces and loose cover layers is disadvantageous The movement of the working medium in the vicinity of the surface leads to damage of the pressure fluid cutting nozzle.

Die Anwendung des Schneidstrahles in Umgebungsmedien größerer Dichte, insbesondere in Flüssigkeiten, führt zu einer starken Abbremsung des Schneidstrahls und zur Verringerung der technisch nutzbaren Reichweite des Strahles. Die Vorrichtung besteht aus einer Schneiddüse, die über eine Konturenführung und eine Programmsteuerung entlang der Fischoberfläche bewegt wird.The application of the cutting jet in ambient media of greater density, especially in liquids, leads to a strong deceleration of the cutting beam and to reduce the technically usable range of the beam. The device consists of a cutting nozzle, which is moved over a contour guide and a program control along the fish surface.

Nachteilig ist der hohe technische Aufwand für die konturengerechte Steuerung der Schneiddüse im Nahbereich der Fischoberfläche.A disadvantage is the high technical complexity for the contour-oriented control of the cutting nozzle in the vicinity of the fish surface.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist die Verringerung des technischen Aufwandes.The aim of the invention is to reduce the technical complexity.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues Verfahren mit Vorrichtung zur Reichweitenvergrößerung von Druckfluidschneidstrahlen für den vorzugsweisen Einsatz in flüssigen Medien zu entwickeln, das die Verringerung der Abhängigkeit der Strahlausbildung von den Einflüssen des Umgebungsmediums bei gleichzeitiger Vergrößerung dertechnisch nutzbaren Reichweite ermöglicht.The invention has for its object to develop a new method with device for increasing the range of Druckfluidschneidstrahlen for the preferred use in liquid media, which allows reducing the dependence of the beam formation of the influences of the surrounding medium while increasing the technically usable range.

Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabenstellung durch die Zuführung eines gasförmigen oder flüssigen Mediums in den Austrittsbereich des Druckfluidstrahles mit hoher Strömungsgeschwindigkeit. Nachfolgend umhüllt das Medium allseitig den austretenden Druckfluidschneidstrahl. Anschließend dehnt sich die Umhüllung über die gesamte Strahllänge aus und wird abschließend beim Auftreffen auf das Material vom Druckfluidstrahl ohne Eiwirkung auf das Material abgetrennt. Die Strömungsgeschwindigkeit des zugeführten Mediums liegt im Bereich von 50 bis 90% der Strömungsgeschwindigkeit des Druckfluidstrahles.According to the invention, the solution of the task is carried out by the supply of a gaseous or liquid medium in the outlet region of the pressurized fluid jet at a high flow rate. Subsequently, the medium enveloped on all sides the emerging pressure fluid cutting beam. Subsequently, the envelope expands over the entire beam length and is finally separated on impact with the material from the pressurized fluid jet without any effect on the material. The flow rate of the supplied medium is in the range of 50 to 90% of the flow velocity of the pressurized fluid jet.

In weiterer Ausbildung der Erfindung werden als Medium insbesondere Luft oder Wasser eingesetzt.In a further embodiment of the invention, in particular air or water are used as a medium.

Weiterhin erfolgt die Regelung der Strömungsgeschwindigkeit des Mediums in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit des Druckfluidschneidstrahles, der Dichte des Umgebungsmediums und der Druckfestigkeit des Materials.Furthermore, the regulation of the flow velocity of the medium takes place as a function of the flow velocity of the pressure fluid cutting jet, the density of the surrounding medium and the compressive strength of the material.

embodiment

Die Erfindung wird durch ein Ausführungsbeispiel näher erläutertThe invention is explained in more detail by an embodiment

Fig. 1 zeigt eine Schnittdarstellung der Druckfluidschneiddüse. Fig. 1 shows a sectional view of the pressure fluid cutting nozzle.

Die Druckfluidschneiddüse als Arbeitsorgan eines nicht dargestellten Bearbeitungsroboters besteht aus einem Düsenrohr 1, einem Mantelrohr 2, einer Medienzuführung 3, einem Düsengrundkörper 4, einer Düsenrohrschaltung 5 und einem Mantelrohrinnenraum 6.The pressure fluid cutting nozzle as a working member of a processing robot, not shown, consists of a nozzle tube 1, a jacket tube 2, a media supply 3, a nozzle body 4, a nozzle tube circuit 5 and a jacket tube interior. 6

Das Düsenrohr 1 ist axial im Mantelrohr 2 angeordnet.The nozzle tube 1 is arranged axially in the jacket tube 2.

Der Durchmesser des Mantelrohres 2 muß 1,5 · D_D betragen. Die Länge des Mantelrohrinnenraumes 6 von dem Ende des Düsenrohres 1 bis zum Ende des Mantelrohres 2 ist gleich oder größer 5 D₀.The diameter of the jacket tube 2 must be 1.5 · D _D. The length of the jacket tube interior 6 from the end of the nozzle tube 1 to the end of the jacket tube 2 is equal to or greater 5 D ₀ .

Eine teleskopartige Ausbildung des Mantelrohres 2 ermöglicht eine flexible Anpassung an stark unterschiedliche Bearbeitungsabstände.A telescopic design of the jacket tube 2 allows flexible adaptation to widely varying machining distances.

operation

Die in Arbeitsposition dargestellte Druckfluidschneiddüse befindet sich mit dem Mantelrohr 2 in einem flüssigen Medium, insbesondere Wasser bzw. das zu bearbeitende, nicht dargestellte Material befindet sich in einem flüssigen Medium, und die Druckfluidschneiddüse befindet sich außerhalb des Mediums. Der aus dem Düsenrohr 1 austretende, konzentrierte Druckfluidschneidstrahl hoher Strömungsgeschwindigkeit wird durch das zwischen dem zu bearbeitenden Material und der Druckfluidschneiddüse befindliche Umgebungsmedium entsprechend seiner Dichte stark abgebremst. Besonders flüssige Umgebungsmedien führen zu einer starken Verkürzung dertechnisch nutzbaren Strahllänge und verringern die Strahlintensität im nutzbaren Bereich. Deshalb wird über die Medienzuführung 3 ein Druckfluid oder ein gasförmiges Medium mit geringerer Strömungsgeschwindigkeit als der Druckfluidschneidstrahl aufweist, im Bereich des Mantelrohrinnenraumes 6 zugeführt. Das über die Medienzuführung 3 in den Bereich der Austrittsöffnung des Düsenrohres 1 eingeführte Medium bildet eine Gleitschicht, die den Druckfluidschneidstrahl vor den Einwirkungen des Umgebungsmediums bis zum Auftreffen auf das Material schützt. Durch die geringere Differenz der Strömungsgeschwindigkeiten des Druckfluidschneidstrahles und des Mediums im Gegensatz zur großen Strömungsgeschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Druckfluidschneidstrahl und dem Umgebungsmedium tritt nur eine geringe Abbremsung auf.The pressure fluid cutting nozzle shown in working position is located with the jacket tube 2 in a liquid medium, in particular water or the material to be processed, not shown material is in a liquid medium, and the Druckfluidschneiddüse located outside the medium. The high-velocity concentrated pressurized fluid cutting jet emerging from the nozzle tube 1 is strongly decelerated by the surrounding medium located between the material to be processed and the pressurized fluid cutting nozzle, in accordance with its density. Particularly liquid ambient media lead to a strong reduction of the technically usable beam length and reduce the beam intensity in the usable range. For this reason, a pressure fluid or a gaseous medium having a lower flow velocity than the pressure fluid cutting jet is supplied via the media feed 3 in the region of the jacket tube interior 6. The introduced via the media supply 3 in the region of the outlet opening of the nozzle tube 1 medium forms a sliding layer which protects the Druckfluidschneidstrahl from the effects of the ambient medium to impinge on the material. Due to the smaller difference in the flow velocities of the pressure fluid cutting jet and the medium in contrast to the large flow velocity difference between the pressure fluid cutting jet and the surrounding medium, only a slight deceleration occurs.

Das zusätzlich zugeführte Medium hat keinen Einfluß auf den Schnittprozeß, da seine Strömungsgeschwindigkeit nicht ausreicht, um auf das Material einzuwirken.The additionally supplied medium has no influence on the cutting process, since its flow velocity is insufficient to act on the material.

Vorteilhaft wird über die Medienzuführung 3 druckreduziertes Druckfluid als Medium in den Mantelrohrinnenraum 6 zugeführt. Um eine ausreichende Schichtbildung um den Druckfluidschneidstrahl durch das Medium zu erreichen, muß der Mantelrohrinnenraum 6 einen Durchmesser von 1,5 · D₀ und eine Länge von oder größer 5 · D₀ aufweisen. Das Mantelrohr 2 schützt zusätzlich das Düsenrohr 1 vor mechanischen Beanspruchungen bei der Durchführung des Bearbeitunsprozesses.Advantageously, pressure-reduced pressure fluid is fed as medium into the jacket tube interior 6 via the media feed 3. In order to achieve sufficient layer formation around the pressurized fluid cutting jet through the medium, the jacket tube interior 6 must have a diameter of 1.5 × D ₀ and a length of or greater than 5 × D ₀ . The jacket tube 2 additionally protects the nozzle tube 1 against mechanical stresses during the execution of the Bearbeitungsunsprozesses.

Claims

1. A method for increasing the range of Druckf luidschneidstrahlen for the preferred use in liquid media, characterized in that at one, in a spatially delimited, only in the beam direction of the outlet region with a pressure of more than 5MPa and a beam diameter less than 3 mm outflowing Druckfluidschneidstrahl first a gaseous or liquid medium is supplied at such a flow rate, which is equal to or less than the flow rate of the Druckfluidschneidstrahles and substantially greater than the flow rate of the ambient medium, subsequently the supplied medium the exiting Druckfluidschneidstrahl in the free jet area wrapped on all sides, then the envelope of the pressurized fluid jet over the expands entire beam length and is finally separated when hitting the material from the pressurized fluid jet without affecting the material.

2. The method according to claim 1, characterized in that the flow velocity of the gaseous or liquid medium in the range of 50 to 90% of the flow velocity of the Druckfluidschneidstrahles.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the medium is preferably applied accelerated ambient medium or pressure-reduced pressure fluid.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that in particular air as a gaseous medium or water as a liquid medium are supplied to the Druckfluidschneidstrahl.

5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that the flow rate and the pressure intensity of the supplied medium are adjusted to the material so that no influence on the surface of the material takes place.

6. The method according to claim 1 to 5, characterized in that the regulation of the flow rate of the medium in dependence on the flow rate of the Druckfluidschneidstrahles and the compressive strength of the material to be processed takes place.

7. The method according to claim 1 to 6, characterized in that the regulation of the supplied amount of the medium takes place in dependence on the density of the ambient medium.

8. The method according to claim 1 to 7, characterized in that the regulation of the flow rate and the amount of the medium supplied and the distribution of the medium to the Druckfluidschneidstrahl depending on the working position and the flow conditions in the working range of Druckf luidschneidstrahls takes place.

9. Apparatus for carrying out the method according to claim 1 to 8, characterized in that the spatial delimitation of the outlet region of the pressurized fluid jet by a cylindrical, in the jet direction open jacket tube (2) with a diameter of 1.5 · D _{0 of} the nozzle tube (1) and a length equal to or greater than 5 D _{0 is} formed.

10. Apparatus according to claim 9, characterized in that the jacket tube (2) in the region of the nozzle tube (1) has a lateral media supply (3).

11. The device according to claim 9 and 10, characterized in that the outer wall of the jacket tube (2) in the form and training is independent of the cylindrical configuration of the inner wall.

12. The device according to claim 9 to 11, characterized in that the jacket tube (2) outside of the nozzle main body (4) has a substantially larger material thickness than in the region of the nozzle main body (4).