DE19623387C1 - Verfahren und Anordnung zur thermoabrasiven Bearbeitung von Oberflächen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur thermoabrasiven Bearbeitung von Oberflächen fester Materialien zur Reinigung von verschiedenen Korrosionsprodukten, alten Farbresten, Stuckresten, Gummiflächen u. ä., und der Realisierung der notwendigen angerauhten Oberflächen zur Vorbereitung für den Auftrag neuer Schichten.

Es sind verschiedene Verfahren zur thermoabrasiven Bearbeitung von Oberflächen bekannt, bei denen die Beschleunigung und Formierung des zweikomponentigen Hochtemperaturultraschallstrahles mit Hilfe der Eingabe einer abrasiven Luftmischung in die thermoabrasive Anordnung und die Treibstoffmischung in die Brennkammer gegeben werden, wobei die abrasive Luftmischung in die Zone des Anbrennens der Treibstoffmischung in Eingaberichtung der letzteren durch das Oxydationsmittel, das am Brennprozeß teilnimmt, realisiert wird (UdSSR-PS 967144).

Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß der energiereiche, zweikomponentige Hochtemperaturultraschallstrahl nicht regulierbar ist. Dadurch kommt es zu einer geringen Qualität der Vorbereitung der Treibstoffmischung und zu einer nichthomogenen Ausgabe des Abrasives. Das ist dadurch begründet, daß es bei der Eingabe des kalten abrasiven Luftgemisches in die Anbrennzone der Treibstoffmischung (wo keine homogene Verbrennung stattfindet) zu einem Abriß der Zündung des Treibstoffgemisches in der Brennkammer kommt und somit das Arbeitsregime der Anordnung häufig unterbrochen wird, was zu einer schlechten Qualität der Oberflächenbearbeitung führt.

Ebenfalls bekannt sind ein Verfahren und eine Anordnung zur thermoabrasiven Bearbeitung von Oberflächen (UdSSR-PS 1 145 575).

Beim Verfahren erfolgt die Eingabe des Oxydationsmittels und des Brennstoffes in die Brennkammer des reaktiven Brenners. Es findet eine Brennstoffmischung mit nachfolgender Verbrennung und eine Beschleunigung der Brennprodukte in der Brennkammer und in der Überschalldüse statt. Die Eingabe des Abrasivmaterials erfolgt aus dem Vorratsbehälter über eine Zwischenkammer und durch einen Materialschlauch in die Brennkammer durch das Oxydationsmittel, das am Brennprozeß teilnimmt. Die Beschleunigung des Abrasives erfolgt durch die Brennprodukte nacheinander in der Brennkammer, der Überschalldüse und des Hochtemperaturultraschallstrahles. Auf dem Querschnitt der Überschalldüse formiert sich ein zweikomponentiger Hochtemperaturultraschallstrahl, welcher die Oberfläche bearbeitet. Die Eingabe des Abrasives aus der Vorratskammer in die Mischkammer gestattet die Bildung eines stabilen Arbeitsregimes, das die Bearbeitungseftektivität erhöht. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß die Eigenschaft des Abrasives zur Klumpenbildung nicht berücksichtigt wird. Dadurch kommt es zum Aussetzen des Strahles. Außerdem kann es zu inhomogenen Materialflüssen kommen. Zusätzlich wirkt sich negativ aus, daß die Eingabe des kalten Abrasiv-Luftgemisches in die Zone der inhomogenen Brennung die Energiekapazität des Strahles, und somit auch die Effektivität der Bearbeitung der Oberfläche, verringert. Die Anordnung besteht aus einer Druckluftquelle und aus Transportleitungen für die Zugabe des Treibstoffes, des Oxydationsmittels und des abrasiven Luftgemisches mit einer regulierenden Anordnung, die wiederum direkt den reaktiven Brenner mit dem Treibstoffbehälter und dem Vorratsbehälter verbinden und durch den Kollektor, der als Verteiler der Druckluft dient, mit der Druckluftquelle verbunden sind. Der Vorratsbehälter besitzt eine Aufnahmekammer, eine Mischkammer und einen Kollektor. Der reaktive Brenner besitzt einen Metallmantel, in dem koaxial voll einer Seite die Überschalldüse mit dem kritischen Querschnitt und von der anderen Seite der Verteilerkopf, der in Form einer Hülse mit einer zentralen Öffnung gefertigt ist, befestigt ist. Zwischen Überschalldüse und Verteilerkopf befindet sich die Vorkammer. Sie ist ein Lochzylinder mit einer in der Wand angeordneten radialen Öffnung, wobei die innere Oberfläche die Brennkammer bildet. Weiterhin sind eine Regenerationsröhre und eine Wirbeleinrichtung angeordnet. Der Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß die Mischkammer des Vorratsbehälters so angeordnet ist, daß sie ein Zusammenkleben des Sandes nicht berücksichtigt. Das führt zu einer instabilen Abgabe des Abrasives in den reaktiven Brenner. Außerdem fehlt eine Schutzeinrichtung für den Fall, daß das Abrasiv in die Leitung für die Eingabe des Oxydationsmittels kommt. Wird letztere verstopft und somit die Zufuhr des Oxydationsmittels verhindert, fällt das Gerät aus. Die Anordnung des Ausgangskegels für die Materialleitung in die Brennkammer ist so ausgeführt, daß sie nicht effektiv arbeiten kann. Sie befindet sich direkt hinter der Wirbeleinrichtung. Dadurch ist das Anschalten der Anordnung äußerst schwierig. Außerdem wird dadurch die Vorbereitung der Treibstoffmischung erschwert.

Die oben beschriebenen Verfahren und Anordnungen gestatten somit keine effektive Oberflächenbearbeitung, aufgrund von schlechter Qualität der Vorbereitung des Treibstoffgemisches wird aufgrund von Schwierigkeiten bei einer homogenen Abgabe des Abrasives.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Anordnung zur thermoabrasiven Bearbeitung von Oberflächen anzugeben, die eine Erhöhung der Effektivität der Oberflächenbearbeitung aufgrund der Verbesserung der Qualität der Treibstoffgemischvorbereitung und der Gewährleistung einer homogenen, gleichmäßigen Ausgabe des Abrasives zulassen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einem Verfahren gemäß Patentanspruch 1 und mit einer Anordnung nach Patentanspruch 5 gelöst. Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt.

Die Vorteile der Erfindung bestehen in der Erhöhung der Effektivität der Oberflächenbearbeitung bei geringerem Materialverbrauch. Es wird die Qualität der Treibstoffgemischvorbereitung verbessert und eine homogene, gleichmäßige Ausgabe des Abrasives durch Zugabe des Abrasiv Luftgemisches unter einem Winkel von 0,50 bis 290 bezüglich der Eintrittsbewegung des Abrasives aus der Vorratskammer in die Mischkammer gewährleistet. Die Effektivität der Oberflächenbearbeitung wird weiterhin erhöht durch die Regulierbarkeit des Hochtemperaturultraschallstrahles und dadurch, daß der Brennprozeß ohne zusätzliche Eingabe von Treibstoff durch die eingebaute Flammglühkerze gezündet werden kann. Eine bessere Oberflächenhaftung der aufgetragenen Schicht wird durch die Erhitzung der bearbeiteten Oberfläche durch den Hochtemperaturultraschallstrahl und eine darauffolgende Weiterbehandlung für den Korrosionsschutz, vorzugsweise Metallisieren, möglich. Damit steigt die Beständigkeit der Schutzschicht. Es wird ein direkt vom Bediener regulierbares Arbeitsregime am Brenner in drei Varianten möglich:

• a) Betrieb mit Hochtemperaturultraschallstrahl mit und ohne Sand,
• b) Betrieb nur mit Druckluft und Sand und
• c) Betrieb nur mit Druckluft.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in einer Zeichnung in vereinfachter Weise dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1: das Blockschaltbild einer Anordnung zur thermoabrasiven Bearbeitung von Oberflächen und

Fig. 2: die schematische Darstellung eines reaktiven Brenners.

In Fig. 1 ist das Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Anordnung abgebildet, in Fig. 2 ein in Fig. 1 enthaltener reaktiver Brenner 1. Die Anordnung bestellt aus einem reaktiven Brenner 1, einer Vorratskammer 2 und einem Treibstoffbehälter 3. Die Anordnung ist an eine Druckluftquelle 4, über einen Kollektor 5 an die Vorratskammer 2 angeschlossen, welche als Verteiler der Druckluft dient. Vom Kollektor 5 wird die Druckluft über Druckluftleitung 6 mit einer Reguliereinrichtung Druckluft 46, Druckluftleitungen 7 und 8 entsprechend in den reaktiven Brenner 1, in die Vorratskammer 2 und den Treibstoffbehälter 3 eingelassen. Der reaktive Brenner 1 ist zur Eingabe des Treibstoffes über eine Treibstoffleitung 9 an den Treibstoffbehälter 3 und zur Eingabe des abrasiven-Teilchen-Luftgemisches, kurz Abrasiv-Luftgemisches, über eine Leitung 10 für Abrasiv-Luftgemisch mit einer Reguliereinrichtung Abrasiv/Druckluftgemisch 47 am reaktiven Brenner 1 an die Vorratskammer 2 angeschlossen. Die Vorratskammer 2 beinhaltet eine Eingangskammer 11, eine Mischkammer 12 und den Kollektor 5. Zwischen der Eingangskammer 1 1 und der Mischkammer 12 ist zur Regulierung des Abrasivverbrauches eine Reguliereinrichtung 13 angebracht. Die Mischkammer 12 ist unter einem Winkel von 75° zur Eingangskammer 11 angeordnet. Der Kollektor 5 ist mit einer Sicherungseinrichtung ausgerüstet, die eine Kugel 14, ein Netz 15, ein Nippel 16 und eine Buchse 17 enthält. Die Kugel 14 ist auf der inneren Oberfläche des Kollektors 5, der in Form eines Kegels ausgeführt ist, befestigt, seine Basis ist über das Netz 15 mit dem Nippel 16 befestigt. Letzterer verbindet den Kollektor 5 mit der Mischkammer 12. Die Buchse 17 liegt am Ausgang des Nippels 16 und am Eingang in die Mischkammer 12. Das Verhältnis der Flächen des Durchgangsquerschnittes der Buchse 17 zur Fläche des Durchgangsquerschnittes der Mischkammer 12 ist 1 : 11. Zwischen dem Kollektor 5 und der Druckluftquelle 4 ist ein pneumatisch gesteuertes Hauptventil 18 angebracht. Der reaktive Brenner 1 beinhaltet einen Mantel 19, in dem koaxial von der einen Seite eine Überschalldüse 20 mit einem kritischen Querschnitt 21 befestigt ist von der anderen Seite ein Verteilungskopf 22, der in Form einer Hülse mit einer zentralen Öffnung 23 ausgeführt ist. Zwischen der Überschalldüse 20 und dem Verteilungskopf 22 ist eine Vorkammer 24 angeordnet, ein Lochzylinder 25 mit einer radialen Öffnung 26 in seiner Wand. Die innere Oberflache des Lochzylinders 25 bildet eine Brennkammer 27, die entsprechend der Intensität des Brennens des Treibstoffgemisches in drei Zonen eingeteilt wird:

• A) Die Zone des Brennbeginnens
• B) Die Zone der homogenen Brennung
• C) Die Zone der Nachbrennung

In der Brennkammer 27 ist eine Wirbeleinrichtung 28 angeordnet, durch die die Leitung 10 für Abrasiv-Luftgemisch mit einer Materialeingabeleitung 29 zur Eingabe des Abrasiv-Luftgemisches eingelassen ist. Die Materialeingabeleitung 29 ist in der Brennkammer 27 in der Zone B der homogenen Brennung angeordnet, mit einem Abstand des 6- bis 7fachen Durchmessers des kritischen Querschnittes 21 der Überschalldüse 20. Im Mantel 19 ist eine Regenerationsröhre 30 angebracht, deren innere und äußere Oberfläche jeweils mit der äußeren Oberfläche des Lochzylinders 25 und der inneren Oberfläche des Mantels 19 Ringspalte 31 und 32 zum Durchlassen des Oxydationmittels bilden. Der Ausgangsquerschnitt der Regenerationsröhre 30 ist fest auf dem Verteilungskopf 22 befestigt. Der Ausgangsquerschnitt ist frei und befindet sich im Mantel 19 vom kritischen Querschnitt 21 der Überschalldüse 20 auf einer Entfernung des 1,5- bis 1,8fachen Durchmessers des kritischen Querschnittes 21 der Überschalldüse 20. Die Überschalldüse 20 ist mit Hilfe eines Gewindes mit dem Ausgangsquerschnitt des Lochzylinders 25 verbunden. In der zentralen Öffnung 23 einer Reguliereinheit 33 ist zur Eingabe des Treibstoffes ein Kegel 34 befestigt. Dessen Basis bildet mit dem Verteilungskopf 22 einen Ringspalt 48 am Eingang in die Vorkammer 24. Auf dem Mantel 19 befinden sich ein Temperatursensor 44 und ein Schallsensor 45.

Die Realisierung der thermoabrasiven Bearbeitung von Oberflächen ist ausführlich in der Beschreibung der Anordnung dargestellt. Die Anordnung arbeitet folgendermaßen: Der reaktive Brenner 1 wird in den Arbeitszustand versetzt. Ein am Handgriff angebauter Sicherheitshandhebel 42 wird geschlossen und öffnet über die Steuerleitungen 43 das pneumatisch gesteuerte Hauptventil 18 die Druckluftzufuhr auf den Kollektor 5. Durch einen Schalter 39 wird der Stromkreislauf der Stromleitungen 38 für eine Flammglühkerze 35 geschlossen. Diese heizt sich auf und zündet bei Öffnen einer Reguliereinrichtung 41 für die Luft durch den Luftbeipaßstutzen 36 und eines regulierbaren Feindosierventiles 40 den in den reaktiven Brenner 1 eindringenden Treibstoff. Der Betriebszustand der Flammglühkerze 35 wird durch eine Anzeige-/Steuerelektronik 49 dem Bediener optisch signalisiert. Von der Druckluftquelle 4 wird über das pneumatisch gesteuerte Hauptventil 18 die Druckluft in den Kollektor 5 eingegeben, welcher als Verteiler der Druckluft dient. Entlang der Druckluftleitungen 7 und 8 tritt die Druckluft jeweils in die Vorratskammer 2 und den Treibstoffbehälter 3, wo ein zusätzlicher Druck erzeugt wird, der notwendig ist zur Eingabe des Abrasiv-Luftgemisches und des Treibstoffes in den reaktiven Brenner 1.

Eine zweite Möglichkeit zur Eingabe des Treibstoffes besteht in der Druckerzeugung über eine Treibstoffpumpe. In dieser Ausführung entfällt die Verteilung von Druckluft auf den Treibstoffbehälter 3. Der Antrieb der Treibstoffpumpe kann sowohl pneumatisch über die Druckluftquelle 4, als auch elektrisch über eine vorhandene Stromquelle 37 erfolgen. Entlang der Druckluftleitung 6 wird ein Teil der Druckluft in die zentrale Öffnung 23 des Verteilungskopfes 22 in die Vorkammer 24 eingegeben. Hierin fließt auch der Treibstoff aus dem Treibstoffbehälter 3, entlang der Treibstoffleitung 9, über die Reguliereinrichtung 33. In der zentralen Öffnung der Reguliereinrichtung 33 ist der Kegel 34 befestigt, dessen Basis mit diesem den Ringspalt 48 am Eingang in die Vorkammer 24 bildet. Dieses gewährleistet die Eingabe des Treibstoffes in die Vorkammer 24 in Form des verbreiterten Kegels 34. Der dünne Film des Treibstoffes in Form des sich erweiternden Kegels 34 wird durch die Druckluft zerkleinert, mit ihr vermischt und tritt über die Wirbeleinrichtung 28 in die Brennkammer 27 und in die Zone A (trifft der zur Verbrennung vorbereitete Treibstoff). Der größte Teil des Oxydationsmittels aus der Druckluftleitung 6 bewegt sich über den Ringspalt 32 in Richtung der Überschalldüse 20. Indem das Oxydationsmittel durch den Ringspalt 32 hindurchgeht, kühlt es den Mantel 19 und die äußere Oberfläche der Regenerationsrohre 30. Es umspult weiterhin die äußere Oberfläche der Überschalldüse 20 und tritt in den Ringspalt 31 ein. Die Lage des freien Endes der Regenerationsröhre 30 im Mantel 19 befindet sich auf einer Entfernung vom kritischen Querschnitt 21 der Überschalldüse 20, der das 1,5 bis 1,8fache des Durchmessers des kritischen Querschnittes 21 der Überschalldüse 20 beträgt. Dadurch wird die optimale Menge des Oxydationsmittels gewährleistet, die zur Kühlung der Einrichtung im reaktiven Brenner 1 notwendig ist und die notwendig ist, um den Vorbrennprozeß und den Brennprozeß aufrechtzuerhalten. Nachdem das Oxydationsmittel durch den Ringspalt 31 hindurchgegangen ist, kühlt es die innere Oberfläche der Regenerationsröhre 30 und die äußere Oberfläche des Lochzylinders 25, in deren Wand die radiale Öffnung 26 angeordnet ist, durch die das vorgewärmte Oxydationsmittel in die Brennkammer 27 eintritt. In Nähe der inneren Oberfläche des Lochzylinders 25 formiert sich aus dem Oxydationsmittel eine Schutzschicht, die die Wand des Lochzylinders 25 vor Zerstörung schützt. Das vorgewärmte Oxydationsmittel trifft sich in der Zone A der Brennkammer 27 mit dem Treibstoffgemisch. Es verbrennt den Treibstoff und verwirbelt die Treibstoffmischung, die in der Brennkammer 27 verbrennt. Die Brennprodukte werden in der Brennkammer 27 in den Zonen A, B und C beschleunigt. Danach treten sie in der Überschalldüse 20 mit dem kritischen Querschnitt 21 an den Ausgang, aus dem sich aus den Brennprodukten ein Hochtemperaturultraschallstrahl bildet. Die Verbesserung der Vorbereitung des Treibstoffgemisches gestattet es, den Regulierungsbereich der Energiekapazität des Hochtemperaturultraschallstrahles zu erweitern, was sehr wichtig für die Auswahl eines optimalen Regimes zur Erhöhung der Effektivität der Bearbeitung von Oberflächen ist. Nun können das regulierbare Feindosierventil 40 und die Reguliereinrichtung für den Luftbeipaß 41 geschlossen werden, die Flammglühkerze 35 wird außer Betrieb gesetzt.

Für die Formierung eines zweikomponentigen Hochtemperaturultraschallstrahles mit einer regulierbaren Energiekapazität ist es erforderlich, daß die abrasiven Teilchen, kurz das Abrasiv, homogen gleichmäßig eingegeben werden. Die Eingabe des Abrasives erfolgt aus der Vorratskammer 2 über die Mischkammer 12 in die Leitung 10 für Abrasiv-Luftgemisch unter einem Winkel von 75° hinsichtlich der Eintrittsbewegung des Abrasives aus der Vorratskammer 2, wobei das Abrasiv Luftgemisch in die Brennkammer 27 eintritt (in die homogene Brennzone B), wobei die Beschleunigungslänge des abrasiven Materials in der Brennkammer 27 den 6- bis 7fachen Durchmesser des kritischen Querschnittes 21 der Überschalldüse 20 besitzt. Der Anteil des Abrasives in der Leitung 10 für Abrasiv-Luftgemisch zur Zugabe des Abrasiv-Luftgemisches, beträgt 0,3 bis 0,5 (bei einer kleinen Korngröße, beispielsweise ( 1 mm) bzw. 0,1 bis 0,3 (bei einer maximalen Korngröße) im Verhältnis zum Oxydationsmittel.

Zur Gewährleistung einer homogenen Eingabe des Abrasives in den reaktiven Brenner 1 sind folgende technische Lösungen vorgesehen:
Entlang der Druckluftleitung 7 tritt die Preßluft in die Eingangskammer 11 der Vorratskammer 2. Bei Öffnung der Reguliereinrichtung 13 wird das Abrasiv durch das Oxydationsmittel in die Mischkammer 12 gepreßt, welche unter einem Winkel voll 75° zur Eingangskammer 11 angeordnet ist. Dies gestattet die Eingabe des Abrasiv-Luftgemisches in einem ausgewogenen Zustand, was wiederum ein Zusammenkleben, Klumpenbildung und Zusammenbacken verhindert. Zur Verhinderung des Auftreffens des Abrasiv-Luftgemisches in den Kollektor 5, welcher als Verteiler der Druckluft dient, sowie in die Druckluftleitungen 6 und 8 zur Eingabe des Oxydationsmittels in den reaktiven Brenner 1 und den Treibstoffbehälter 3, ist der Kollektor 5 mit einer Sicherungseinrichtung ausgerüstet. Im Falle einer Verringerung des Druckes im Kollektor 5 bezüglich der Eingangskammer 11 wird der Teil des Abrasiv-Luftgemisches aus der Mischkammer 12 in den Kollektor 5 geschickt, dessen innere Oberfläche kegelförmig ausgeführt ist, dessen Basis über das Netz 15 mit dem Nippel 16 befestigt ist, wobei im Ausgangsteil des Nippels 16 und am Eingang an der Mischkammer 12 die Buchse 17 angeordnet ist. Das Abrasiv-Luftgemisch bewegt sich in entgegen gesetzte Richtung des reaktiven Brenners 1, fällt auf die Kugel 14, welche den Durchgangsquerschnitt des Kollektors 5 schließt und somit die Druckluftleitungen 6 und 8 vor dem Verbrennen schützt. Bei Angleichen des Druckes im Kollektor 5 und der Mischkammer 12 befindet sich die Kugel 14 unter Wirkung der Druckluft, die aus dem pneumatisch gesteuerten Hauptventil 18 austritt, im Gleichgewichtszustand, wo bei der Durchlaßquerschnitt der Mischkammer 12 nicht schließt, da sich hier das Netz 15 befindet. Die optimale Menge des Oxydationsmittels, die für die Beschleunigung des Abrasiv-Luftgemisches entlang der Mischkammer 12 und der Leitung 10 für Abrasiv-Luftgemisch notwendig ist, wird durch das Verhältnis der Flächen des Durchlaßquerschnittes der Buchse 17 zur Fläche des Durchlaßquerschnittes der Mischkammer 12 bestimmt, welches 1 : 11 beträgt. Dieses Verhältnis wurde experimentell bestimmt. Das Abrasiv-Luftgemisch tritt in die Brennkammer 27 (in die Zone B) ein, da der Auslaß der Materialeingabeleitung 29 in der Zone B angeordnet ist. In der Zone B wird sich die Druckluft, die das Abrasiv transportiert, nicht negativ auf die Arbeit der Anordnung auswirken. Im Gegenteil, sie verstärkt die Intensität des Brennprozesses des Treibstoffgemisches in der homogenen Brennzone B und der Nachbrennzone C der Brennkammer 27. Das abrasive Luftgemisch wird durch die Brennprodukte in der Brennkammer 27 beschleunigt, wobei die Beschleunigungslänge des abrasiven Materials das 6- bis 7fache des Durchmessers des kritischen Querschnittes 21 der Überschalldüse 20 besitzt. Auf dem Querschnitt der Überschalldüse 20 formiert sich der zweikomponentige Hochtemperaturultraschallstrahl mit einer regulierbaren Energiekapazität. Eine wesentliche Bedeutung besitzt der Anteil des Abrasives in der Leitung 10 für Abrasiv-Luftgemisch in Abhängigkeit von der verwendeten Korngröße, die zwischen 0,5 und 2 mm liegt. Das beste Ergebnis wird erreicht, wenn der Anteil des Abrasives in der Leitung 10 für Abrasiv-Luftgemisch für die Eingabe des Abrasiv-Luftgemisches am Gesamtanteil des Abrasiv-Luftgemisches bei einer minimalen Korngröße 0,4 bis 0,5, bei einer maximalen Korngröße 0,2 bis 0,3 beträgt.

Die gesamte Anordnung wird mit Diesel, Kerosin oder Benzin als Treibstoff betrieben. Zur Verbesserung des Zündvorganges wird durch die Flammglühkerze 35 ein Gemisch aus Diesel und Benzin gedrückt. Nach der Zündung wird dieser Zulauf abgedreht, die Dieselzufuhr erfolgt über die Reguliereinheit 33.

Claims (12)

1. Verfahren zur thermorabrasiven Bearbeitung von Oberflächen mittels abrasiver Teilchen, bei dem eine durch Oxydationsmittel und Treibstoff gebildete Treibstoffmischung in eine Brennkammer eines reaktiven Brenners eingegeben wird, anschließend die Verbrennung unter gleichzeitiger Beschleunigung der Brennprodukte in der Brennkammer erfolgt und sich in der Überschalldüse ein zweikomponentiger abrasive Teilchen enthaltender Hochtemperaturullraschallstrahl mit einer regulierbaren Energiekapazität formiert, dadurch gekennzeichnet, daß die abrasiven Teilchen aus einer Vorratskammer (2) über eine Mischkammer (12) unter einem Winkel von 65° bis 85° bezüglich der Einfallsrichtung des Abrasives in eine Leitung (10) zur Eingabe des Abrasiv-Luftgemisches eingegeben wird, daß das abrasive Teilchen enthaltende Luftgemisch in die homogene Brennzone (B) der Treibstoffmischung in der Brennkammer (27) weitergeleitet wird, daß der Treibstoff in eine Vorkammer (24) gegeben wird, daß die abrasiven Teilchen in der Brennkammer (27) über eine das 5- bis 8fäche des Durchmessers des kritischen Querschnittes (21) einer Überschalldüse (20) betragende Länge drallförmig beschleunigt werden und daß während dieser Beschleunigung die abrasiven Teilchen kurzzeitig auf ihre Schmelztemperatur gebracht werden und anschließend auf die zu bearbeitende Oberfläche aufprallen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der abrasiven Teilchen in der Leitung (10) für abrasive-Teilchen-Luftgemisch zur Gesamtmenge des abrasiven-Teilchen-Luftgemisches 0,3 bis 0,5 bei einer kleinen Korngröße, und 0,1 bis 0,3 bei maximaler Korngröße beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Treibstoff Diesel, Kerosin oder Benzin ist und daß die Zündung durch ein Gemisch aus Diesel und Benzin erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß alle für die Anwendung erforderlichen Medien durch Druckluft zugeführt werden.

5. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Patentansprüche 1 bis 4 bestehend aus einer Druckluftquelle (4), Druckluftleitungen (6, 7, 8), einer Treibstoffleitung (9) und einer Leitung (10) für Abrasiv-Luftgemisch mit jeweils regulierenden Einrichtungen , einer Reguliereinrichtung (13) für das Abrasiv, einem pneumatisch gesteuerten Hauptventil (18), einer Reguliereinrichtung (33) für Treibstoff, einem regulierbaren Feindosierventil (40), einer Reguliereinrichtung für Luftbeipaß (41), einer Reguliereinrichtung für Druckluft (46), und einer Reguliereinrichtung für Abrasiv/Druckluftgemisch (47), zur Eingabe von Oxydationsmittel, Treibstoff und abrasiver Luftmischung, wobei der Ausgangsquerschnitt der Leitung (10) für Abrasiv-Luftgemisch für die Eingabe des Abrasiv-Luftgemisches im reaktiven Brenner (1) in der Brennkammer (27) innerhalb der Zone der homogenen Verbrennung (B) angeordnet ist, einem Treibstoffbehälter (3), einer Vorratskammer (2), die eine unter einem Winkel von 65° bis 85° angeordnete Eingangskaminer (11), eine Mischkammer (12) und einen Kollektor (5) besitzt, wobei der Kollektor mit einer Schutzeinrichtung ausgerüstet ist, welche eine Kugel (14), ein Netz (15), einen Nippel (16) und eine Buchse (17) besitzt, wobei die Kugel (14) in der inneren Oberfläche des Kollektors (5) befestigt ist, die der Form eines Kegels (34) entspricht, dessen Basis über das Netz (15) führt mit dem Nippel (16), der den Kollektor (5) mit der Mischkammer (12) verbindet, wobei die Buchse (17) im Ausgangsteil des Nippels (16) am Eingang der Mischkammer (12) angeordnet ist, einem reaktiven Brenner (1), der einen Mantel (19) besitzt, in dem koaxial von einer Seite eine Überschalldüse (20) mit einem kritischen Querschnitt (21) und in der anderen Seite ein m Form einer Hülse mit einer zentralen Öffnung ausgeführter Verteilungskopf (22) an geordnet ist, wobei zwischen der Überschalldüse (20) und dem Verteilungskopf (22) die Vorkammer (24), ein Lochzylinder (25) mit radialen Öffnungen (26) in ihrer Wand angeordnet ist und wobei die innere Oberfläche der Brennkammer (27) eine Regenerationsrohre (30) und eine Wirbeleinrichtung (28) bilden, und wobei der Eingangsquerschnitt der Regenerationsrohre (30) des reaktiven Brenners (1) fest auf dem Verteilungskopf (22) befestigt ist und die Überschalldüse (20 ) mit dem Ausgangsquerschnitt des Lochzylinders (25) verbunden ist, wobei in der zentralen Öffnung der Reguliereinrichtung (33) zur Eingabe des Treibstoffes ein Kegel (34) befestigt ist, dessen Basis mit ihm einen Ringspalt (48) am Ausgang in die Vorkammer (24) bildet, und daß in den Mantel (19) und die Regenerationsröhre (30) eine Flammmglühkerze (35) mit einer Treibstoffleitung (9), mit einem regulierbaren Feindosierventil (40) und mit separatem Luftbeipaßstutzen (36) zur Zündung eingelassen ist.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Flächen des Durchgangsquerschnittes der Buchse (17) zur Fläche des Durchgangsquerschnittes der Mischkammer (12)1 : 1 1 bis 1 : 6 beträgt.

7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Leitung (10) für Abrasiv-Luftgemisch für die Eingabe des Abrasiv-Luftgemisches in der Brennkammer (27) vom kritischen Querschnitt der Überschalldüse (20) in einer Entfernung des 5-8fachen des Durchmessers des kritischen Querschnittes (21) der Überschalldüse (20) liegt.

8. Anordnung nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich der freie Querschnitt der Regenerationsröhre (30) im Mantel vom kritischen Querschnitt der Überschalldüse (20) in einer Entfernung des 1,2- bis 2,2fachen Durchinessers des kritischen Querschnittes (21) der Überschalldüse (20) befindet.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des notwendigen Eingabedruckes für den Treibstoff in den reaktiven Brenner (1) die gemeinsame Druckluftquelle (4) zur Erzeugung des Druckluftpolsters über den Kollektor (5) mit dem Treibstoffbehälter 3 verbunden ist.

10. Anordnung nach einem der Anspruche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zuführung des Treibstoffes eine Pumpe vorgesehen ist.

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß am Mantel (19) ein oder mehrere Temperatursensoren (44) und ein selektiver Schallsensor (45) angeordnet sind, daß diese mit einer Anzeige - oder Steuerelektronik (49) verbunden sind und daß die Temperatursensoren (44) jeweils an der Zone des Brennbeginns (A), der Zone der homogenen Brennung (B) und der Zone der Nachbrennung (C) angeordnet sind.

12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatursensoren (44) für 500°C bis 2000°C ausgelegt sind.