DE10243855A1 - Jet nozzle used in a jet-cleaning device for cleaning tubes with dry ice comprises an inner body and an outer body forming a flow path with a convergent section and a divergent section - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Strahldüse mit einem Außenkörper, der eine erste Zuführung für ein Strahlmittel aufweist und durch den ein Abschnitt mit sich in Strömungsrichtung erweiterndem Querschnitt begrenzt wird, und mit einem Innenkörper, der zumindest teilweise in den von dem Außenkörper begrenzten Abschnitt hineinragt. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Abstrahlen eines Strahlmittels mit einer solchen Strahldüse.The invention relates to a jet nozzle with a Outer body, the a first feed for an abrasive has and through which a section with itself in the direction of flow expanding cross-section is limited, and with an inner body that protrudes at least partially into the section delimited by the outer body. The invention further relates to a method for blasting of an abrasive with such a blasting nozzle.
Beim Strahlreinigen mit Trockeneis wird Trockeneisgranulat in Reiskorngröße, sogenannte Pellets, in einen Druckluftstrom eindosiert, in einer Strahldüse beschleunigt und dann auf das abzustrahlende Objekt gerichtet. Die Pellets kühlen beim Auftreffen auf das Objekt die Oberfläche punktuell ab und verspröden diese. Die versprödeten Oberflächenschichten werden durch nachfolgende Pellets abgetragen.When blasting with dry ice is dry ice granules in the size of rice grains, so-called pellets, in dosed a stream of compressed air, accelerated in a jet nozzle and then aimed at the object to be blasted. The pellets cool when they hit on the object's surface at certain points and become brittle this. The embrittled surface layers are removed by subsequent pellets.
In der
In der Strahldüse wird der Luft-Trockeneisstrahl auf Geschwindigkeiten bis in den Überschallbereich beschleunigt. Beim Auftreffen des beschleunigten Trockeneisgranulats auf den Ablenkkörper wird das Granulat zu einem großen Teil zerstört. Dieses Problem tritt nicht nur bei der Verwendung von Trockeneispartikeln als Strahlmittel auf, sondern auch beim Einsatz anderer Partikel. Bei sehr harten Strahlmittelteilchen können umgekehrt auch Beschädigungen des Ablenkkörpers auftreten.The air dry ice jet is in the jet nozzle accelerated to speeds up to the supersonic range. When the accelerated dry ice granules hit the deflector the granules into a large one Part destroyed. This problem does not only occur when using dry ice particles as an abrasive, but also when using other particles. Conversely, damage can also occur with very hard abrasive particles of the deflector occur.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Abstrahlen eines Strahlmittels zu entwickeln, wobei die oben genannten Probleme möglichst vermieden werden.The object of the present invention is it, therefore, an apparatus and a method for blasting a To develop abrasive, the above problems as possible be avoided.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Strahldüse der eingangs genannten Art gelöst, wobei der sich zwischen dem Innenkörper und dem Außenkörper bildende Strömungsweg einen konvergenten und einen divergenten Abschnitt aufweist.This object is achieved by a jet solved the type mentioned, wherein which is between the inner body and forming the outer body flow has a convergent and a divergent section.
Erfindungsgemäß wird das Strahlmittel über eine erste Zuführung in die Strahldüse eingebracht, in der Strahldüse in die gewünschte Richtung abgelenkt und dann in dem konvergenten und dem divergenten Abschnitt beschleunigt. Beim Auftreffen auf die Spitze des Innenkörpers hat das Strahlmittel somit noch nicht seine maximale Strömungsgeschwindigkeit erreicht. Die kinetische Energie des Strahlmittels ist entsprechend niedriger, wodurch, im Vergleich zu der herkömmlichen Anordnung, bei der das Strahlmittel zuerst beschleunigt und dann mittels eines Ablenkkörpers abgelenkt wird, Beschädigungen des Ablenkkörpers und der Düse sowie Zerstörungen der Strahlmittelteilchen deutlich reduziert werden können.According to the blasting agent is a first feed into the jet nozzle introduced in the jet nozzle in the desired one Direction deflected and then in the convergent and divergent Section speeds up. When hitting the tip of the inner body the abrasive does not yet reach its maximum flow rate reached. The kinetic energy of the blasting medium is corresponding lower, which, compared to the conventional arrangement in which the abrasive is first accelerated and then deflected by means of a deflector will damage of the deflector and the nozzle as well as destruction the abrasive particles can be significantly reduced.
Die Ablenkung des anfänglich axialen Strahlmittelstromes erfolgt in dem Spalt zwischen dem Innen- und dem Außenkörper, wobei der Grad der Ablenkung durch den Winkel, den der Spalt zur ursprünglichen, axialen Strömungsrichtung besitzt, bestimmt wird. Der Querschnitt des Innenkörpers nimmt vorzugsweise in dem divergenten Abschnitt in Strömungsrichtung zu, um eine Strahlführung nach außen von der Symmetrieachse weg zu bewirken. Besonders bevorzugt ist der Innenkörper hierzu kegelstumpfförmig ausgeführt.The deflection of the initially axial Blasting media flow takes place in the gap between the inside and the outer body, where the degree of deflection by the angle that the gap to the original, axial flow direction owns, is determined. The cross section of the inner body preferably increases in the divergent section in the flow direction to follow a beam guidance Outside away from the axis of symmetry. Is particularly preferred the inner body for this purpose frustoconical executed.
Die Querschnittsverengung und die sich anschließende Querschnittserweiterung des Spalts bewirken eine Erhöhung der Strahlmittelgeschwindigkeit und damit eine Verbesserung der Reinigungswirkung.The cross-sectional narrowing and the subsequent Cross-sectional expansion of the gap cause an increase in Blasting media speed and thus an improvement in the cleaning effect.
Bei den bisher bekannten Vorrichtungen wird das Strahlmittel erst in einer Düse beschleunigt und anschließend mittels eines Ablenkkörpers abgelenkt. Die oben beschriebenen Probleme, die beim Auftreffen des hoch beschleunigten Strahls auf den Ablenkkörper auftreten, werden durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise vermieden. Die Erfindung eignet sich daher für das Abstrahlen von festem Strahlgut, welches mit einem Trägergasstrom befördert wird. Als Strahlgut haben sich insbesondere Trockeneispellets, Kohlendioxidschnee, Sand, Kunststoffgranulat, Wassereis ähnliches Strahlgut bewährt. Die Erfindung ist aber ebenso bei der Abstrahlung eines Trägergasstromes, der mit flüssigem Strahlgut, beispielsweise mit Wasser oder flüssigem Kohlendioxid, versetzt ist, von Vorteil.In the previously known devices the abrasive is first accelerated in a nozzle and then by means of a deflector distracted. The problems described above when encountering of the highly accelerated beam appearing on the deflector are caused by the procedure according to the invention avoided. The invention is therefore suitable for the blasting of solid Blasting material, which with a carrier gas stream promoted becomes. Dry ice pellets, carbon dioxide snow, Sand, plastic granulate, blasting material similar to water ice have been tried and tested. The However, the invention also applies to the radiation of a carrier gas stream, the one with liquid Blasting material, for example with water or liquid carbon dioxide is advantageous.
Die erfindungsgemäße Strahldüse besitzt einen Innen- und einen Außenkörper, die so ausgeführt und angeordnet sind, dass sich zwischen den beiden Körpern ein Spalt bildet, durch den das Strahlmittel strömt. Der Spalt weist einen konvergenten Abschnitt auf, in dem sich der Strömungsquerschnitt verringert, und einen sich anschließenden divergenten Abschnitt, in dem sich der Strömungsquerschnitt vergrößert. Der Strömungsweg ist somit in Form einer Lavaldüse ausgebildet, so dass eine Beschleunigung des durch die Strahldüse strömenden Strahlmittels erzielt wird.The jet nozzle according to the invention has an inner and an outer body that so executed and are arranged so that a gap is formed between the two bodies the blasting agent flows. The gap has a convergent section in which the Flow area reduced, and a subsequent divergent section, in which the flow cross section increased. The flow is therefore in the form of a Laval nozzle formed so that an acceleration of the blasting medium flowing through the blasting nozzle is achieved becomes.
Der durch den Außenkörper begrenzte Abschnitt ist in Strömungsrichtung divergent ausgeführt, d.h. dessen Querschnitt erweitert sich in Strömungsrichtung. Der Grad der Erweiterung sowie die Form des Innenkörpers bestimmen dabei, unter welchem Winkel zur Symmetrieachse der Strahldüse der Strahl austritt. Vorzugsweise ist die Strahldüse als Rotationskörper ausgeführt. Der sich erweiternde Abschnitt des Außenkörpers weist bevorzugt die Form eines Kegelstumpfes auf. Von Vorteil ist der Innenkörper im Bereich des divergenten Abschnitts so ausgebildet ist, dass das Strahlmittel von der Symmetrieachse der Strahldüse nach außen abgelenkt wird. Ist beispielsweise der Innenkörper als Kegel oder Kegelstumpf ausgeführt, so wird der Abstrahlwinkel wesentlich durch den Basiswinkel des Kegels bestimmt.The section delimited by the outer body is divergent in the direction of flow, ie its cross section widens in flow direction. The degree of expansion and the shape of the inner body determine the angle at which the jet emerges from the axis of symmetry of the jet nozzle. The jet nozzle is preferably designed as a rotating body. The widening section of the outer body preferably has the shape of a truncated cone. The inner body in the region of the divergent section is advantageously designed such that the blasting medium is deflected outward from the axis of symmetry of the blasting nozzle. If, for example, the inner body is designed as a cone or a truncated cone, the radiation angle is essentially determined by the base angle of the cone.
Von Vorteil sind stromaufwärts des Innenkörpers zwei Zuführungen vorgesehen. Dadurch ist es möglich, zwei verschiedene Strahlmittel, insbesondere festes oder flüssiges Strahlgut und ein Trägergas, getrennt der Strahldüse zuzuführen, in der Düse zusammenzubringen und gemeinsam abzustrahlen.Advantage are upstream of the inner body two feeders intended. This makes it possible two different blasting media, in particular solid or liquid blasting material and a carrier gas the jet nozzle supply, in the nozzle bring together and radiate together.
Beim Betrieb der Strahldüse nach dem Saugstrahlprinzip wird über die eine Zuführung ein Trägergas als Treibstrahl zugeführt, welches nach dem Austritt aus der Zuführung feste Strahlteilchen über die andere Zuführung ansaugt. Das Gemisch aus Strahlteilchen und Trägergas wird anschließend in dem konvergenten-divergenten Düsenteil nach dem Venturiprinzip beschleunigt und auf das zu behandelnde Objekt abgestrahlt. Die Strahldüse kann auch so betrieben werden, dass über die eine Zuführung das Trägergas eingebracht wird und über die andere Zuführung das Strahlgut nicht angesaugt, sondern mit Hilfe von weiterem Trägergas injiziert wird.When operating the jet nozzle after the suction jet principle is about the one feeder a carrier gas fed as a jet, which after the exit from the feed solid jet particles over the other feeder sucks. The mixture of jet particles and carrier gas is then in the convergent-divergent nozzle part accelerated according to the Venturi principle and on the one to be treated Object emitted. The jet nozzle can also be operated in such a way that the carrier gas is introduced and over the other feeder the blasting material is not sucked in, but is injected with the help of further carrier gas
Vorzugsweise ist die zweite Zuführung axialsymmetrisch mit der ersten Zuführung angeordnet. Auf diese Weise wird eine besonders gute Vermischung der beiden über die erste und die zweite Zuführung zugeführten Medien erzielt. Beim Einsatz der Strahldüse nach dem Saugstrahlprinzip wird die Saugwirkung optimiert.The second feed is preferably axially symmetrical with the first feed arranged. This is a particularly good mix of the two over the first and second feeders supplied Media achieved. When using the jet nozzle according to the suction jet principle the suction effect is optimized.
Es hat sich ferner als günstig erwiesen, die Strahldüse so auszuführen, dass der Abstand zwischen der Austrittsöffnung der zweiten Zuführung und dem stromaufwärtigen Ende des Innenkörpers verstellbar ist.It has also proven to be beneficial the jet nozzle to do so that the distance between the outlet opening of the second feed and the upstream Adjustable end of the inner body is.
Von Vorteil ist die Position des Innenkörpers relativ zum Außenkörper veränderbar, insbesondere in axialer Richtung, so dass der Spalt zwischen dem Innenkörper und dem Außenkörper verstellbar wird. Eine Lavaldüse hat abhängig von Druck, Dichte und Geschwindigkeit des Strahlgemisches einen optimalen Arbeitspunkt. Der Massendurchfluss durch die Düse kann zum Beispiel nur solange erhöht werden, bis im Bereich des minimalen Düsendurchmessers der Strahl Schallgeschwindigkeit erreicht hat. Durch die Verstellbarkeit des Spaltes zwischen Innen- und Außenkörper kann je nach den Erfordernissen entweder der minimale Düsenquerschnitt vergrößert und so der Massendurchfluss erhöht werden, oder der Düsenquerschnitt wird verkleinert, um größere Strahlgeschwindigkeiten zu erzielen.The position of the Inner body relative changeable to the outer body, in particular in the axial direction, so that the gap between the inner body and the outer body adjustable becomes. A Laval nozzle has been dependent of pressure, density and speed of the jet mixture optimal working point. The mass flow through the nozzle can for example only increased as long until the jet reaches the area of the minimum nozzle diameter Speed of sound has reached. The adjustability of the Gap between the inner and outer body can depending on the requirements, either the minimum nozzle cross-section enlarged and so the mass flow increases or the nozzle cross-section is reduced to higher jet speeds to achieve.
Die Erfindung hat sich besonders zum Abstrahlen von Trockeneispellets oder Kohlendioxidschnee mit einem Trägergas bewährt. Als Trägergas werden bevorzugt Luft, CO2 oder Stickstoff eingesetzt.The invention has proven particularly useful for blasting dry ice pellets or carbon dioxide snow with a carrier gas. Air, CO 2 or nitrogen are preferably used as the carrier gas.
Die Erfindung sowie weitere Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand von dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Hierbei zeigt dieThe invention and further details the invention are based on that in the drawing illustrated embodiment explained in more detail. in this connection show the
Figur eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Abstrahlen von Trockeneispellets.Figure an inventive device for Blasting dry ice pellets.
Die Strahldüse ist rotationssymmetrisch
aufgebaut und weist einen Außenkörper
Die Trägergaszuführung
Das Strahlgut kann auch in das über die
Trägergaszuführung
Die Außenwände des Außenkörpers
Die Ablenkung des Strahles wird durch
die Aufweitung des Außenkörpers
Bei der erfindungsgemäßen Strahldüse wird das
Strahlmittel beschleunigt, nachdem es aus der axialen Richtung abgelenkt
wurde. Die Spitze des Innenkörpers
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WO2009074294A1 (en) * | 2007-12-10 | 2009-06-18 | Kipp, Jens, Werner | Dry ice blasting device |
-
2002
- 2002-09-20 DE DE2002143855 patent/DE10243855A1/en not_active Withdrawn
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WO2009074294A1 (en) * | 2007-12-10 | 2009-06-18 | Kipp, Jens, Werner | Dry ice blasting device |
US8491354B2 (en) | 2007-12-10 | 2013-07-23 | Jens Werner Kipp | Dry ice blasting device |
CN101896314B (en) * | 2007-12-10 | 2013-11-06 | J·W·基普 | Dry ice spraying device |
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