DE3015393A1

DE3015393A1 - Mixing block for thermal deburring - with cyclone type mixing chamber for fuel gas and oxygen

Info

Publication number: DE3015393A1
Application number: DE19803015393
Authority: DE
Inventors: hans-Jürgen 7255 Rutesheim Conrad; Wolfgang Dipl.-Ing. Dr. 7022 Leinfelden-Echterdingen Mauz; Walter 7012 Fellbach Schildhorn; Wolfgang 7146 Tamm Ulbricht
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1980-04-22
Filing date: 1980-04-22
Publication date: 1981-10-29

Abstract

The mixing block for the admission of a combustible gas mixt. into the treatment chamber, esp. of a plant for the thermal deburring of workpieces, has at least two inlets to a mixing chamber for the gas components and one outlet for the mixt. The latter is arranged axially to the mixing chamber and the gas inlet bores terminate tangentially in it. The cyclone action of the mixing chamber results in an intensive mixt. between fuel gas and oxygen. A conical outlet of the mixing chamber increases the flow velocity in the gas outlet bore.

Description

Nischblock zum Einlassen eines brennbaren GasgemischesNiche block for admitting a flammable gas mixture

in einem Brennraum Stana der Technik Die Erfindung geht aus von einem Mischblock nach der Gattung des.Hauptanspruchs. Bei den besonders in Bezug genommenen, bekannten Maschinen zum thermischen Entgraten findet unter dem Einfluß von Wärme ein chemischer Prozeß statt. Beim thermischen Entgraten wird der abzutragende Werkstoff mit Sauerstoff oxidiert bzw. verbrannt. Der zum Entgraten notwendige Hitzeschock wird durch das Abbrennen eines Brenngas-Sauerstoff-Gemisches erzeugt, wobei Wasserstoff oder Erdgas bzw. Methan als Brenngas verwendet werden. Um die notwendige Energie freisetzen zu können, muß das Gasgemisch vor dem Entzünden komprimiert werden. Dies geschieht mit Hilfe von Dosierzylindern und Gaseinstoßzylindern. Die Vermischung und Zündung des Brenngas-Sauerstoff-Gemisches erfolgt in einem separaten Mischblock. Die Kompression der Gaskomponenten ist etwa gleich groß und entspricht gegen Ende der Füllung des Brennraums dem Druck, der für den jeweils optimalen Brennvorgang erforderlich ist.in a combustion chamber Stana der Technik The invention is based on one Mixing block according to the genre of the main claim. In the case of the particularly referenced, known machines for thermal deburring takes place under the influence of heat a chemical process takes place. With thermal deburring, the material to be removed becomes oxidized or burned with oxygen. The heat shock necessary for deburring is produced by burning off a fuel gas-oxygen mixture, with hydrogen or natural gas or methane can be used as fuel gas. To get the energy you need To be able to release, the gas mixture must be compressed before ignition. this happens with the help of dosing cylinders and gas injection cylinders. The mixing and ignition of the fuel gas-oxygen mixture takes place in a separate mixing block. The compression of the gas components is about the same and corresponds towards the end the filling of the combustion chamber the pressure required for the optimal combustion process in each case is required.

Bei bekannten Einrichtungen erfolgte die Mischung der Gaskomponenten dadurch, daß die Gaskomponenten in frontal aufeinander zugeführten Bohrungen zusammentreffen und in einer gemeinsamen, senkrecht aazu angeordneten, gleich großen Bohrung in die Brennkammer geführt werden. Hierdurch wird jedoch eine unzureichende Vermischung der Gaskomponenten erreicht.In known devices, the gas components were mixed in that the gas components in frontal fed to each other Bores meet and in a common, perpendicular aazu arranged, hole of the same size in the combustion chamber. However, this creates a insufficient mixing of the gas components achieved.

Vorteile der Erfindung Die erfindunggemäße Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß eine verbesserte Vermischung von Brenngas und Sauerstoff beim Dosieren in der Brennkammer erreicht wird. Dies geschieht insbesondere dadurch, daß eine Mischkammer vorgesehen ist, die nach dem Zyklonprinzip arbeitet. Infolge der tangentialen Zuleitung der Gaskomponenten entsteht eine starke Drallströmung und somit eine intensive Vermischung der Gaskomponenten. Die Strömung in der Mischkammer läßt sich als eine Überlagerung einer Rotationsströmung mit einer Durchflußströmung darstellen.Advantages of the invention The inventive arrangement with the characterizing Features of the main claim has the advantage that an improved Mixing of fuel gas and oxygen achieved during dosing in the combustion chamber will. This is done in particular in that a mixing chamber is provided, which works on the cyclone principle. As a result of the tangential supply of the gas components there is a strong swirl flow and thus an intensive mixing of the gas components. The flow in the mixing chamber can be seen as a superimposition of a rotational flow represent with a flow through flow.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ist eine vorteilhafte Weiterbildung und Verbesserung des im Hauptanspruch angegebenen Mischblocks möglich.The measures listed in the subclaims are advantageous Further development and improvement of the mixing block specified in the main claim are possible.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Gaszuführungsbohrungen im gleichen Drehsinn und gegenüberliegend in die Mischkammer tangential einmünden. Hierdurch wirkt die Mischkammer als "Zyklonenmischer" und bewirkt eine intensive Vermischung der Gaskomponenten.It is particularly advantageous if the gas supply bores are the same Direction of rotation and opposite tangentially open into the mixing chamber. Through this the mixing chamber acts as a "cyclone mixer" and causes intensive mixing the gas components.

Weiterhin vorteilhaft ist es, die Mischkammer zylindrisch mit einem konisch verjüngten Anschlußteil auszubilden.It is also advantageous to have the mixing chamber cylindrical with a to form conically tapered connecting part.

Hierdurch wird die Strömungsgeschwindigkeit in der Gasabführungsbohrung erhöht. Durch die konische Ausbildung der Mischkammer entsteht ein Staudruck am Übergang der Mischkammer zur GasabSührungsbohrul!g, was ebenfalls zur besseren Vermischung der Gaskomponenten beiträgt.This increases the flow velocity in the gas discharge hole elevated. Due to the conical design the mixing chamber is created Dynamic pressure at the transition from the mixing chamber to the gas discharge hole, which is also contributes to better mixing of the gas components.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist selbstverständlich nicht auf eine Anlage zum thermischen Entgraten von Werkstücken beschränkt, da eine derartige Anlage zahlreiche Anwendungsgebiete hat. So kann mit der in der Beschreibung näher dargestellten Anlage ebenso z. B. das "Retikulieren von Schaunistofftl nach DE-Patent 1 504 096 oder das "Verfahren zum Entfernen von zusammenhängenden porösen Formen" nach dem DE-Patent 2 322 760 durchgeführt werden. Maßgeblich ist der Bearbeitungsvorgang an einem Werkstück mittels eines explosiven Gasgemisches in einer abgeschlossenen Kammer.The device according to the invention is of course not on a system for thermal deburring of workpieces is limited, as such Plant has numerous areas of application. So can with that in the description closer illustrated system also z. B. the "reticulation of Schaunistofftl according to DE patent 1 504 096 or the "Procedure for Removing Connected Porous Shapes" according to DE patent 2,322,760. The processing process is decisive on a workpiece by means of an explosive gas mixture in a closed Chamber.

Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung mit Angabe weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen näher erläutert; Es zeigen Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Gesamtanlage zur Durchführung z. B. des Verfahrens zum thermischen Entgraten von Werkstücken, Fig. 2 einen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Kischblock.Drawing An embodiment of the invention is shown in the drawing shown and in the following description with details of further advantageous Refinements explained in more detail; 1 shows a schematic representation a complete system to carry out z. B. the method of thermal deburring of workpieces, FIG. 2 shows a section through the Kischblock according to the invention.

Beschreibung der Erfindung Die in Fig. 1 dargestellte Anlage zum thermischen Entgraten von Werkstücken besteht aus einer Entgratkammer 10, in die das zu entgratende Werkstück 11 eingebracht ist. In der Entgratkammer 10 kann bei der Explosion des Gasgemisches ein Druck von ca. 700 bar und Temperaturen von 2 500 bis 3 500 OC auftreten.Description of the invention The system shown in Fig. 1 for thermal Deburring workpieces consists of a deburring chamber 10 into which the deburring Workpiece 11 is introduced. In the deburring chamber 10 can in the explosion of Gas mixture a pressure of approx. 700 bar and temperatures of 2,500 to 3,500 OC occur.

Zur Erreichung des hohen Fülldrucks von z. B. 40 bar in der Kammer 10 werden die Gaskomponenten mittels eines Dosierzylinders 12 für Brenngas und eines Dosierzylinders 13 für Sauerstoff und einer Gaseinstoßvorrichtung 14 in die Brennkammer 10 eingebracht. Zwischen die Entgratkammer 10 und der Dcsier- und Druckeinrichtung 15 ist der erfindungsgemäße Mischblock 16 angeordnet. Der Mischblock 16 dient zur intensiven Vermischung der Gaskomponenten, wobei die Zündung und Überwachung des Gasgemisches ebenfalls im Mischblock 16 erfolgt.To achieve the high filling pressure of z. B. 40 bar in the chamber 10 are the gas components by means of a metering cylinder 12 for fuel gas and a Dosing cylinder 13 for oxygen and a gas injector 14 into the combustion chamber 10 introduced. Between the deburring chamber 10 and the printing and printing device 15, the mixing block 16 according to the invention is arranged. The mixing block 16 is used for intensive mixing of the gas components, with the ignition and monitoring of the Gas mixture also takes place in the mixing block 16.

Der in Fig. 1 und 2 dargestellte Mischblcck 16 besteht im wesentlichen aus den langen Gaszuführungsbohrungen 17, 18, die von Ventilen 19, 2C von der Dosier- und Druckeinrichtung 15 abgeschlossen sina. Wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, verlaufen die langen Gaszuführungsbohrungen 17, 18 für das Brenngas bzw. den Sauerstoff jeweils zweimal längs durch den Mischblock, wobei die Längsbohrungen durch jeweils eine Verbindungsbohrung 17 lo'verbunden sind. Die Bohrungen sind am Ende des Mischblockgehäuses durch Stopfen verschlossen.The mixing block 16 shown in FIGS. 1 and 2 consists essentially from the long gas supply bores 17, 18, which are controlled by valves 19, 2C from the metering and printing device 15 completed sina. As shown in Figs. 1 and 2, run the long gas supply bores 17, 18 for the fuel gas and the oxygen, respectively twice lengthways through the mixing block, with the longitudinal bores through one each Connecting hole 17 are lo 'connected. The holes are at the end of the mixing block housing closed by stopper.

Diese langen Gaszuführungsbohrungen sind notwendig zum Schutz der Ventile 19, 20 gegen Abbrand und Verunreinigungen.These long gas supply holes are necessary to protect the Valves 19, 20 against burn-off and contamination.

Die von der Dosier- und Druckeinrichtung 15 kommenden Gaszuführungsbohrungen 17, 18 münden in eine Mischkammer 21, die erfindungsgemäß nach dem Zyklonprinzip ausgebildet ist. Die Mischkammer 21 besteht aus einer zylindrischen Bohrung 22 Im Mischblock 16 die mit Hilfe eines nicht näher dargestellten Stopfens von der einen Seite her verschließbar ist. Die Mischkammer 21 hat in ihrem breitesten Querschnitt einen Durchmesser, der ein Vielfaches der Durchmesser der Gaszuführungsbohrungen beträgt Vorzugsweise beträgt das Verhältnis der Durchmesser 1 : 2. Die Mischkammer 2r ist zylindrisch aufgebaut, wobei sich er der Gasabführungsbohrung zugewandte Teil konisch verjüngt.The gas supply bores coming from the metering and pressure device 15 17, 18 open into a mixing chamber 21, which according to the invention is based on the cyclone principle is trained. The mixing chamber 21 consists of a cylindrical bore 22 Im Mixing block 16 with the help of a plug not shown in detail from the one Is lockable from the side. The mixing chamber 21 has its widest cross section a diameter, which is a multiple of the diameter of the gas supply holes The ratio of the diameters is preferably 1: 2. The mixing chamber 2r has a cylindrical structure, facing the gas discharge bore Part conically tapered.

Der den Konus einschließende Winkel beträgt vorzugsweise 900. Die thischkammer kann jedoch auch insgesamt konusartlg ausgebildet sein. Die Übergangsbohrung 24 von der Mischkammer 21 zur Gasabführungsbohrung 23 ist vorzugsweise verjüngt ausgeführt, um einen Staudruck in der rlischkammer 21 zu erzeugen. In die Gasabführungsbohrung 23 mündet die Zündkerze 25 sowie weitere nicht dargestellte Kontrolleinrichtungen wie Temper2turmeßfühler und dergleichen. Der Anschluß des Mischblocks zur Entgratkammer erfolgt über die Bohrung 26. Der Durchmesser der Gasabfü.hrungsbohrung 23 liegt zwischen demjenigen der Gaszuführungsbohrungen 17, 18 und dem der Mischkammer 21.The angle enclosing the cone is preferably 900 The table chamber can, however, also have a conical shape as a whole. The transition hole 24 from the mixing chamber 21 to the gas discharge bore 23 is preferably tapered designed to generate a back pressure in the hydraulic chamber 21. In the gas discharge hole 23 opens the spark plug 25 and other control devices, not shown like temperature sensors and the like. The connection of the mixing block to the deburring chamber takes place via the bore 26. The diameter of the gas discharge bore 23 is located between that of the gas supply bores 17, 18 and that of the mixing chamber 21.

Die Gaszuführungsbohrungen 17, 18 für Brenngas bzw.The gas supply holes 17, 18 for fuel gas or

Sauerstoff münden tangential in die Mischkammer 21 ein. Die Einmündung in die Mischkammer 21 erfolgt dabei vorzugsweise in gleichem Drehsinn und gegenüberliegend.Oxygen flow tangentially into the mixing chamber 21. The confluence in the mixing chamber 21 takes place preferably in the same direction of rotation and opposite.

Maßgebend ist die tangential& Einmündung in die Mischkammer zur Erreichung einer zyklonartigen Vermischung der Gaskomponenten in der Mischkammer 21. Infolge der tangentialen Zuleitung der Gaskomponenten entsteht eine starke Drallströmung. Es kommt zu einer Überlagerung einer Rotationsströmung mit einer Durchflußströmung, wobei durch die enge Übergangsbohrung 24 (Durchmesser # Durchmesser der Gaszuführungsbohrungen ;7, 18) ein Staudruck in der Mischkammer erzielt wird. Dies sammeln ergibt eine intensive Vermischung von Brenngas und Sauerstoff und somit ein zündfählges Gemisch. Durch die enge Übergangsbohrung 24 wird außerdem erreicht, daß bei Zündung des Gasgemisches durch die Zündkerze 25 eine Drosselstelle in Richtung Mischkammer 21 für das gezündete Gas vorhanden ist.The decisive factor is the tangential & confluence with the mixing chamber Achieving a cyclonic mixing of the gas components in the mixing chamber 21. The tangential supply of the gas components creates a strong swirl flow. A rotational flow is superimposed on a flow-through flow, where through the narrow transition bore 24 (diameter # diameter of the gas supply holes ; 7, 18) a dynamic pressure is achieved in the mixing chamber. Collecting this results in a intensive mixing of fuel gas and oxygen and thus a ignitable mixture. The narrow transition bore 24 also achieves that when the gas mixture is ignited by the spark plug 25, a throttle point in the direction Mixing chamber 21 for the ignited gas is present.

Claims

Claims 1. Mixing block for admitting one of at least two womponer, th existing combustible gas appliance in a combustion chamber, in particular the combustion chamber. a machine for thermal deburring of workpieces, with a housing with at least two gas supply bores for the gas components and at least one Gas guide hole for forwarding the combustible mixture to the combustion chamber, thereby characterized in that the gas supply bores (17, 18) enter a mixing chamber tangentially (21) open out and that the gas discharge bore connected to the mixing chamber (21) (23) is arranged axially to the mixing chamber (21).

2. Mixing block according to claim 1, characterized in that the mixing chamber (21) is designed as a cylindrical Eohrung (22) with a conical taper (27).

3. Mixing block according to claim 1 or 2, characterized in that that the gas supply bores (17, 18) in the same direction of rotation into the mixing chamber (21) merge.

4. Mixing block according to one of the preceding claims 1 to 3, characterized characterized in that the gas supply bores (17, 18) opposite in the Open into the mixing chamber (21).

5. Mixing block according to one or more of the preceding claims 1 to li, characterized in that the diameter of the Ivlischkammer (21) a Multiple, preferably twice, the diameter of the gas supply (17, 18) and / or the gas discharge hole (23).

6. Mixing block according to one or more of the preceding claims 1 to 5, characterized in that the mixing chamber (21) is in the form of a cyclone is trained.

7. Mixing block according to one or more of the preceding claims 1 to 6, characterized in that the transition from the mixing chamber (21) to the gas discharge bore (23) is designed in the form of a cone (27).

8. wiper block according to one or more of the preceding claims 1 to 7, characterized in that between the mixing chamber (21) and the gas discharge line (23) there is a throttle point (24).