DE102005013965A1 - Thermische Entgratanlage - Google Patents

Abstract

In der Mischvorrichtung einer thermischen Entgratanlage ist eine Venturidüse 12 angeordnet, um Brennstoff mit Sauerstoff zu mischen.

Description

• Die Erfindung betrifft eine thermische Entgratanlage gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
• Derartige Entgratanlagen sind beispielsweise aus der DE 33 25 784 A1 und der DE 201 07 203 U1 bekannt. Dort werden die zu entgratenden Werkstücke in eine Entgratkammer eingebracht. Die verschlossene Entgratkammer wird anschließend mit einem Brennstoff-Sauerstoff-Gemisch gefüllt, wobei der Fülldruck bis zu 40bar beträgt. Das Gemisch wird mittels einer Zündkerze zur Explosion gebracht, wobei kurzzeitig Verbrennungstemperaturen von bis zu 3500 °C auftreten, die zum Verbrennen der Grate führen.
• Bei den bekannten thermischen Entgratanlagen werden aufwändige Mischvorrichtungen verwendet, um ein Brennstoff-Sauerstoff-Gemisch mit dem notwendigen Arbeitsdruck bereitzustellen. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Mischvorrichtung anzugeben, die einfach aufgebaut ist. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass in der Mischvorrichtung eine Venturidüse vorgesehen ist, die mit der Sauerstoffzuführung, der Brennstoffzuführung und der Gemischleitung verbunden ist.
• Venturidüsen zum Mischen von Brenngasen sind bei Verbrennungsmotoren beispielsweise aus der US 5809979 bekannt. Die Mischung findet dort bei Umgebungsdruck statt, wobei das Gasgemisch später mit einem Turbolader auf einen höheren Druck verdichtet werden kann. Die Herstellung einer Brenngasmischung mittels Venturidüse bei stark erhöhtem Druck, wie dies bei einer thermischen Entgratanlage erforderlich ist, ist jedoch nicht bekannt.
• Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben werden. Es stellt dar:
• 1 eine Schnittansicht des Mischblocks der Mischvorrichtung einer erfindungsgemäßen thermischen Entgratanlage.
• In 1 ist der Mischblock der Mischvorrichtung einer erfindungsgemäßen thermischen Entgratanlage mit 10 bezeichnet. Dieser Mischblock ersetzt die aus der DE 33 25 784 A1 bekannte Mischkammer. Die DE 33 25 784 A1 wird daher in vollem Umfang in Bezug genommen.
• Der Mischblock 10 ist als Stahl- oder Gusseisenblock mit mehreren Bohrungen ausgeführt. Er weist eine Gemischleitung 14 und eine Sauerstoffzuführung 16 auf, die auf einer gemeinsamen Achse liegen. Die beiden Bohrungen sind durch eine etwas dünnere Bohrung 28 miteinander verbunden, so dass sich ein Venturirohr 20 ergibt. Dadurch wird der durch die Sauerstoffzuführung 16 eintretende Sauerstoff in der dünneren Bohrung beschleunigt, wodurch dessen der Druck gemäß dem Bernoulli-Gesetz absinkt. Weiter ist eine Düse 22 vorgesehen, die in die dünne Bohrung 28 mündet. Die Düse 22 ist mit der Brennstoffzuführung 18 verbunden, wobei die Bohrung der Düse 22 mit einem Stopfen 30 nach außen hin verschlossen ist.
• Quer zur Gemischleitung sind noch je eine Zündkerzenbohrung 24 zur Aufnahme der Zündkerze und eine Zünderfassungsbohrung 26 zur Aufnahme eines Zünderfassungssensors vorgesehen. Die Gemischleitung 14 ist mit der Entgratkammer verbunden, wobei die Zünderfassungsbohrung 26 zwischen Zündkerzenbohrung 24 und Entgratkammer angeordnet ist, da nur in diesem Teil des Mischblocks eine Verbrennung stattfindet.
• Entscheidend für das Funktionieren der Mischvorrichtung ist, dass die Drücke in der Brennstoffzuführung und in der Sauerstoffzuführung exakt gleich sind. Nur in diesem Fall kann das Mischungsverhältnis durch die Geometrie der Venturidüse, nämlich der Querschnittsverengung im Venturirohr 20 und dem Durchmesser der Düse 22, vorbestimmt werden. Sobald der Druckunterschied in den Zuführungen 16, 18 größer ist als der Druckabfall im Venturirohr 20, funktioniert die Mischvorrichtung nicht mehr.
• Die Entgratkammer wird grundsätzlich in zwei Verfahrensschritten mit Brennstoff-Sauerstoff-Gemisch gefüllt. Während einer ersten Phase wird nur Sauerstoff in die Entgratkammer eingeleitet. Dadurch wird die Gemischleitung 14 von den Abgasen des vorherigen Prozesszyklus gereinigt. Weiter wird die Gemischleitung abgekühlt, damit es im Folgenden nicht zu einer Selbstentzündung des Gemisches kommt. In einer zweiten Verfahrensphase wird schließlich ein zündfähiges Brennstoff-Sauerstoff-Gemisch zugeführt, bis der gewünschte Fülldruck in der Entgratkammer erreicht ist. Am Ende dieser Verfahrensphase wird das Gemisch in der Gemischleitung 14 mittels der Zündkerze gezündet, so dass sich die Verbrennung bis in die Entgratkammer ausbreitet. Letztlich muss nur zu diesem Zeitpunkt ein zündfähiges Gemisch an der Zündkerze vorhanden sein. Im Übrigen ist es ausreichend, wenn des Brennstoff-Sauerstoff-Gemisch brennbar ist.
• Für den Fall, dass in der Entgratkammer ein Gemisch angestrebt wird, das einen größeren Brennstoffanteil enthält als es das obige Verfahren zulässt, kann der Entgratkammer zwischen der ersten und der zweiten Verfahrensphase nur Brennstoff zugeführt werden. Hierfür kann eine separate Brennstoffzuführung zur Entgratkammer vorgesehen sein. Es kann aber auch daran gedacht sein, die Sauerstoffzuführung des Mischblocks zeitweise abzusperren und den Brennstoff über die Venturidüse einzuleiten.

10

Mischblock

12

Venturidüse

14

Gemischleitung

16

Sauerstoffzuführung

18

Brennstoffzuführung

20

Venturirohr

22

Düse

24

Zündkerzenbohrung

26

Zünderfassungsbohrung

28

dünne Bohrung

30

Stopfen

Claims (6)

1. Thermische Entgratanlage mit einer Entgratkammer, die über eine Gemischleitung mit einer Mischvorrichtung verbunden ist, wobei die Mischvorrichtung eine Sauerstoffzuführung (16) und eine Brennstoffzuführung (18) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Mischvorrichtung eine Venturidüse (12) vorgesehen ist, die mit der Sauerstoffzuführung (16), der Brennstoffzuführung (18) und der Gemischleitung (14) verbunden ist.
2. Thermische Entgratanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Venturidüse (12) aus einem Venturirohr (20) und einer Düse (22) besteht, wobei die Sauerstoffzuführung (16) mit dem Venturirohr (20) und die Brennstoffzuführung (28) mit der Düse (22) verbunden ist.
3. Thermische Entgratanlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Gemischleitung (14) eine Zündquelle angeordnet ist.
4. Thermische Entgratanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Gemischleitung (14) zwischen der Zündquelle und der Entgratkammer eine Zünderfassungseinrichtung angeordnet ist.
5. Verfahren zum Betrieb einer thermischen Entgratanlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Entgratkammer in einer ersten Phase nur Sauerstoff und in einer anschließenden zweiten Phase ein zündfähiges Brennstoff-Sauerstoff-Gemisch zugeführt wird, wobei das zündfähige Brennstoff-Sauerstoff-Gemisch am Ende der zweiten Phase mittels der Zündquelle gezündet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Entgratkammer zwischen der ersten und der zweiten Phase nur Brennstoff zugeführt wird.