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Strahlgerät für das Druckluftstrahlen.
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Zusatz zu Patent ..... (Patentanmeldung P 28 o7 727.2-14) Das Hauptpatent
betrifft ein Strahlgerät für das Druckluftstrahlen, mit einer Strahldüse mit einem
Strahlmittelanschluß und mit einem Strahlmittelaustritt, mit einem sich an den Strahlmittelaustritt
der Strahldüse anschließenden Strahlgerätaustritt, mit einem Druckluftanschluß und
mit einer Düsenplatte mit einer zentralen Strahlmittelausnehmung und mit einer Mehrzahl
von Druckluftdüsen,
wobei ein mit dem Druckluftanschluß in Verbindung
stehender Druckluf traum vorgesehen und im Druckluftraum die Düsenplatte im wesentlichen
orthogonal zur Strahlrichtung angeordnet ist. Bei dem Strahlgerät, von dem das Hauptpatent
ausgeht, ist im übrigen die Strahldüse von einem Strahlgehäuse umgeben und der Druckluftraum
zwischen der Strahldüse und dem Strahlgehäuse vorgesehen. Die Düsenplatte ist dabei
so angeordnet, daß der Strahlmittelaustritt der Strahldüse sich in der Strahlmittelausnehmung
der Düsenplatte befindet.
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Strahlgeräte für das Druckluftstrahlen sind in verschiedenen Ausführungsformen
bekannt, bei denen üblicherweise das Strahlmittel mit Hilfe eines Tragluftstromes
durch eine einzige Schlauchleitung dem Strahlgerät zugeleitet wird. Da der Tragluftstrom
sowohl dem Transport des Strahlmittels zum Strahlgerät als auch der Beschleunigung
des Strahlmittels in der Strahldüse dient, lassen sich bei derartigen Strahlgeräten
die Austrittsgeschwindigkeit und die je Zeiteinheit austretende Menge des Strahlmittels
nur gemeinsam beeinflussen.
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Eine wirkungsvolle und voneinander unabhängige Beeinflussung von Austrittsgeschwindigkeit
und Menge des Strahlmittels ist bei dem bekannten Strahlgerät möglich, von dem das
Hauptpatent ausgeht (vgl. die DE-OS 18 o9 677). Bei diesem Strahlgerät wird neben
dem durch den Tragluftstrom geförderten Strahlmittel dem Strahlgerät zusätzlich
ein Druckmittelstrom zugeführt, mit dem die Austrittsgeschwindigkeit des Strahlmittels
erhöht werden kann. Als Drucknittelstrom kommen hier Druckwasser oder Druckluft
in Frage. Da bei diesem Strahlgerät der Strahlmittelstrom mantelförmig von dem zusätzlichen
Druckmittelstrom umgeben ist, werden vor allem die Strahlmittelpartikel
im
Randbereich des Strahlmittelstromes beschleunigt, während die Strahlmittelpartikel
im Kernbereich des Strahlmittelstromes nur eine geringe zusätzliche Beschleunigung
erfahren. Mit zunehmendem Abstand vom Strahlmittelaustritt der Strahldüse wird also
die Geschwindigkeitsverteilung im Strahlmittelstrom vergleichsweise schnell breiter,
so daß die Austrittsgeschwindigkeit des Strahlmittels ungleichmäßig ist.
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Dem Hauptpatent lag folglich die Aufgabe zugrunde, das bekannte, zuvor
erläuterte Strahlgerät so auszugestalten und weiterzubilden, daß eine besonders
gleichmäßige Austrittsgeschwindigkeit des Strahlmittels, d.h. eine möglichst schmale
Geschwindigkeitsverteilung, erreicht wird.
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Das Strahlgerät nach der Lehre des Hauptpatentes ist zunächst und
im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluft düsen so angeordnet sind,
daß sie die zusätzliche Druckluft in das Innere des Strahlmittelstromes lenken.
Dadurch, daß zusätzlich Druckluft in das Innere des Strahlmittelstromes gelenkt
wird, ergibt sich eine intensive gegenseitige Durchsetzung von Strahlmittel und
zusätzlicher Druckluft, durch die die Strahlinittelpartikel in Kernbereich des Strahlmittelstromes
beinahe ebenso stark beschleunigt werden wie die Strahlmittelpartikel im Randbereich
des Strahlmittelstromes, so daß sich also tatsächlich eine besonders schmale Geschwindigkeitsverteilung
des Strahlmittels ergibt.
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Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung des Strahlgerätes nach der
Lehre des Hauptpatentes ist im übrigen dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine
Druckluftdüsenachse die Strahldüsenachse nicht schneidet. Bei dem so ausgestalteten
Strahlgerät kann ein mehr oder weniger starker Drall erzeugt werden,
was
die Möglichkeit gibt, auch bei einem verhältnismäßig großen Querschnitt des aus
dem Strahlgerät austretenden Strahlmittel/Luft-Gemisches einerseits eine hohe, andererseits
eine weitgehend gleichmäßige Austrittsgeschwindigkeit zu erreichen.
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Außerdem kann der so erzeugte Drall zu besonderen Effekten auf einer
Oberfläche führen, die unter Einsatz des Strahlgerätes nach der Lehre des Hauptpatentes
behandelt wird.
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In bezug auf Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Strahlgerätes
nach der Lehre des Hauptpatentes wird auf die Anmeldungsunterlagen des Hauptpatentes
verwiesen, deren Offenbarungsgehalt hiermit ausdrücklich auch zum Offenbarungsgehalt
der vorliegenden Patentanmeldung gemacht wird.
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Ausgehend von der Ausführungsform des Strahlgerätes nach der Lehre
des Hauptpatentes, bei der mindestens eine Druckluftdüsenachse die Strahldüsenachse
nicht schneidet, liegt der vorliegenden Erfindung nun die Aufgabe zugrunde anzugeben,
wie die Strahldüse und die Druckluftdüsen angeordnet und/oder dimensioniert sein
müssen, um eine besonders gleichmäßige Wirkung des Strahlmittels auf einer Oberfläche
- ein gleichmäßiges Strahlbild - zu erreichen.
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Das erfindungsgemäße Strahlgerät für das Druckluftstrahlen, bei dem
die zuvor aufgezeigte Aufgabe gelöst ist, ist zunächst dadurch gekennzeichnet, daß
der Mindestabstand der die Strahldüsenachse nicht schneidenden Druckluftdüsenachse
bzw. Druckluftdüsenachsen von der Strahldüsenachse etwa gleich dem halben Radius
des Strahinittelaustrittes ist. Mit anderen Worten wird die zusätzliche Druckluft
durch die entsprechenden Druckluftdüsen gleichsam tangential auf einen gedachten
Kreis mit dem
halben Durchmesser des Strahlmittelaustrittes gelenkt.
Neben einer sehr intensiven gegenseitigen Durchsetzung von Strahlmittel und zusätzlicher
Druckluft wird durch diese Maßnahme erreicht, daß das aus dem Strahlgerätaustritt
austretende Strahlmittel/Luft-Gemisch in kontrollierbarer Weise zu einem besonders
gleichmäßigen Strahlbild aufgeweitet wird. Das letztlich auf einer Oberfläche erreichbare
Strahlbild kann durch die Ausrichtung der Druckluftdüsenachsen, das Verhältnis von
zusätzlicher Druckluft zu Tragluft usw. in weiten Grenzen variiert werden.
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Das erfindungsgemäße Strahlgerät kann ohne weiteres ebenso aufgebaut
sein wie das bekannte Strahlgerät, von dem das Hauptpatent ausgeht und das Strahlgerät
nach der Lehre des Hauptpatentes, also mit einem die Strahldüse umgebenden Strahlgehäuse
usw.. Je nach der Ausrichtung der Druckluftdüsenachsen richtet sich dabei die Anordnung
der Düsenplatte, nämlich entweder die Strahldüse umgebend oder in Strahlrichtung
gesehen unmittelbar hinter dem Strahlmittelaustritt der Strahldüse.
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Der Druckluftanschluß kann im übrigen mit einer externen Druckluftquelle
verbunden sein, er kann aber auch mit dem Strahlmittelanschluß der Strahldüse verbunden
sein. Im letztgenannten Fall wird auf entsprechend zweckmäßige Weise ein Teil des
das Strahlmittel transportierenden Tragluftstromes abgezweigt und dem Strahlmittelstrom
dann als zusätzliche Druckluft über die Druckluftdüsen wieder zugeführt.
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Ist die normale Austrittsgeschwindigkeit des Strahlmittel/Luft-Gemisches
- ohne die Wirkung der zusätzlichen Druckluft -schon hoch genug, so ist es vorteilhaft,
wenn die die Strahldüsenachse nicht schneidende bzw. nicht schneidenden Druckluftdüsenachse
bzw.
Druckluftdüsenachsen im wesentlichen orthogonal zur Strahldüsenachse verläuft bzw.
verlaufen. Die Energie der zusätzlichen Druckluft steht hier praktisch vollständig
zur Drallerzeugung zur Verfügung.
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Im übrigen haben Versuche ergeben, daß optimale Ergebnisse dann erzielt
werden, wenn die Menge der über die Druckluftdüsen zugeführten zusätzlichen Druckluft
etwa 1o - 25 % der Menge der das Strahlmittel transportierenden Tragluft entspricht.
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Schließlich haben Versuche ergeben, daß eine vollständige gegenseitige
Durchsetzung von Strahlmittel und zusätzlicher Druckluft in Höhe des Strahlgerätaustrittes
dann gewährleistet ist, wenn der Abstand zwischen dem Strahlmittelaustritt und dem
Strahlgerätaustritt etwa dem 20-fachen Radius des Strahlmittelaustrittes entspricht.
Für den Fall, daß in das Strahlgehäuse - in Strahlrichtung gesehen - hinter dem
Strahlmittelaustritt noch eine Beschleunigungsdüse eingesetzt ist, gilt diese Bemaßung
selbstverständlich für den Abstand zwischen dem Strahlmittelaustritt und dem Austritt
der Beschleunigungsdüse.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung ausführlicher
erläutert; es zeigt Fig. 1 in schematischer Darstellung und im Schnitt ein Ausführungsbeispiel
eines Strahlgerätes für das Druckluftstrahlen und Fig. 2 in vergrößerter Darstellung
einen Schnitt durch den Gegenstand gemäß Fig. 1 entlang der Linie II - II.
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Das in Fig. 1 dargestellte Strahlgerät ist für das Druckluftstrahlen
bestimmt und weist zunächst eine Strahldüse 1 mit einem Strahlmittelanschluß 2 und
einem Strahlmittelaustritt 3, einen sich an den Strahlmittelaustritt 3 der Strahldüse
1 anschließenden Strahlgerätaustritt 4, einen Druckluftanschluß 5 und eine Düsenplatte
6 mit einer Strahlmittelausnehmung 7 und einer Mehrzahl von Druckluftdüsen 8 auf.
In Verbindung mit dem Druckluftanschluß 5 ist ein Druckluftraum 9 vorgesehen, in
dem die Düsenplatte 6 im wesentlichen orthogonal zur Strahlrichtung 1o angeordnet
ist, und zwar unmittelbar hinter dem Strahlmittelaustritt 3 der Strahldüse 1.
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Die Fig. 1 zeigt insoweit eine besondere Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Strahlgerätes, als ein die Strahldüse 1 umgebendes Strahlgehäuse 11 vorgesehen ist,
die Druckluftdüsen 8 auf einem zur Strahldüse 1 konzentrischen Kreis vorgesehen
sind und alle Druckluftdüsen 8 gleiche Druckluftdüsenquerschnitte aufweisen.
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Von besonderer Bedeutung ist, daß, wie sich aus Fig. 2 besonders deutlich
ergibt, die Druckluftdüsenachsen 12 die Strahldüsenachse 13 nicht schneiden. Dabei
sind die Druckluftdüsen 8 so ausgerichtet, daß der Mindestabstand der Druckluftdüsenachsen
12 von der Strahldüsenachse 13 gleich dem halben Radius des Strahlmittelaustrittes
3 ist. Auch das ist in Fig. 2 deutlich zu erkennen. Aus Fig. 1 ergibt sich weiter,
daß die Druckluftdüsenachsen 12 im wesentlichen orthogonal zur Strahldüsenachse
13 verlaufen.
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Die Druckluftdüsen 8 sind hinsichtlich der Druckluftdüsenquerschnitte
so dimensioniert bzw. die über dem Druckluftanschluß 5 zugeführte Menge zusätzlicher
Druckluft ist so bemessen, daß
die Menge der über die Druckluftdüsen
8 zugeführten zusätzlichen Druckluft etwa 10 - 25 % der Menge der das Strahlmittel
transportierenden Tragluft entspricht.
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Aus Fig. 1 ergibt sich schließlich, daß der Abstand zwischen dem Strahlmittelaustritt
3 und dem Strahlgerätaustritt 4 etwa dem 2o-fachen Radius des Strahlmittelaustrittes
3 entspricht, was eine vollständige gegenseitige Durchsetzung von Strahlmittel und
zusätzlicher Druckluft in Höhe des Strahlgerätaustrittes 4 gewährleistet.
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