DE3127013A1 - METHOD FOR COMPRESSED AIR JET, AND JET FOR IMPLEMENTING THE METHOD - Google Patents
METHOD FOR COMPRESSED AIR JET, AND JET FOR IMPLEMENTING THE METHODInfo
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Abstract
Description
Gesthuysen & LeutweinGesthuysen & Leutwein
81.154.ne81.154.ne
Essen, den 8. OuIi 1981Essen, October 8th, 1981
der Firma betreffendconcerning the company
PatentanmeldungPatent application
Ernst Peiniger GmbH Unternehmen für BautenschutzErnst Peiniger GmbH Company for building protection
Am Funkturm 2At the radio tower 2
5090 Leverkusen 15090 Leverkusen 1
"Verfahren zum Druckluftstrahlen und Strahlgerät zur Durchführung des Verfahrens""Process for compressed air blasting and blasting device for carrying out the process"
Patentanwälte ■ Dipl.-lng. Hans Dieter Gesthuysen · Dipl.-Phys. Dr. Klaus Leutwein Essen 1, Huyssenaliee 15, Telefon: 02 01/23 3917, Telex: 08/57 9990Patent Attorneys ■ Dipl.-lng. Hans Dieter Gesthuysen · Dipl.-Phys. Dr. Klaus Leutwein Essen 1, Huyssenaliee 15, phone: 02 01/23 3917, telex: 08/57 9990
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Druckluftstrahlen, wobei ein körniges Strahlmittel in einen Tragluftstrom eingebracht und durch den Tragluftstrom gefördert, beschleunigt und gegen eine zu behandelnde Oberfläche geblasen wird und dem beladenen Tragluftstrom ein mit einem vorzugsweise flüssigen, vorzugsweise das Strahlmittel benetzenden Zusatzstoff, insbesondere Wasser, beladener Zusatzluftstrom zugegeben wird, insbesondere in den mit dem Strahlmittel beladenen Tragluftstrom injiziert wird, - sowie ein Strahlgerät zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for compressed air blasting, with a granular Blasting media are introduced into a flow of air and conveyed by the flow of air, accelerated and blown against a surface to be treated is and the laden air stream with a preferably liquid, preferably wetting the blasting agent additive, in particular Water, loaded additional air stream is added, in particular is injected into the carrying air stream loaded with the blasting agent, - as well as a blasting device to carry out this procedure.
Bei einem bekannten Verfahren der zuvor beschriebenen Art wird durch Zugabe des mit einem flüssigen Zusatzstoff beladenen Zusatzluftstroms ein Anfeuch- . ten des Strahlmittels erreicht (vgl. die DE-OS 27 Ά 318). Dieses Anfeuchten kann so dosiert werden, daß die Menge des zugegebenen flüssigen Zusatzstoffs gerade ausreicht, um beim Auftreffen des Strahlmittels auf die zu behandelnde Oberfläche den sich entwickelnden Staub zu binden bzw. die Entwicklung von Staub zu verhindern, zumindest aber zu reduzieren. Die zugegebene Menge an Zusatzstoff ist jedoch nicht so groß, daß der Zusatzstoff auf der zu behandelnden Oberfläche niederschlägt und von dieser abrinnt. Das zuvor beschriebene bekannte Verfahren ist somit zwischen einem "Trockenstrahlen", also Druckluftstrahlen beispielsweise mit trockenem Sand, und zwischen einem "Naßstrahlen" anzusiedeln und wird als "Feuchtstrahlen" bezeichnet.In a known method of the type described above, by adding the additional air stream loaded with a liquid additive, a humidifying. th of the blasting agent achieved (see. DE-OS 27 Ά 318). This moistening can be dosed in such a way that the amount of the added liquid additive is just sufficient to bind the developing dust or to prevent or at least reduce the development of dust when the blasting agent hits the surface to be treated. However, the amount of additive added is not so great that the additive precipitates on and runs off the surface to be treated. The known method described above is therefore to be located between “dry blasting”, that is to say compressed air blasting, for example with dry sand, and between “wet blasting” and is referred to as “wet blasting”.
Bei dem bekannten Verfahren, von dem die Erfindung ausgeht, erfolgt die Zugabe des mit dem flüssigen Zusatzstoff beladenen Zusatzluftstroms an einer Düsenengste!Ie des Düsenbereichs des Strahlgerätes, mit dein dieses Verfahren durchgeführt wird. Hier hat der Tragluftstrom seine höchste Geschwindigkeit und somit seinen geringsten statischen Druck. Dieser geringe statische Druck wird genutzt, um den Zusatzluftstrom anzusaugen. Dadurch wird die Zugabe des mit dem Zusatzstoff beladenen Zusatzluftstroms ausgesprochen einfach; sie läßt sich aber nicht im erforderlichen Maße steuern.In the known process from which the invention is based, the addition takes place of the additional air flow loaded with the liquid additive at a nozzle narrowing! Ie of the nozzle area of the blasting device, with this method is carried out. Here the air flow has its highest speed and thus its lowest static pressure. This low static pressure is used to suck in the additional air flow. This will stop the addition of the the additional air flow loaded with the additive is extremely simple; she but cannot be controlled to the required extent.
Beim Druckluftstrahlen wird eine möglichst hohe Auftreffgeschwindigkeit des Strahlmittels auf die zu behandelnde Oberfläche angestrebt. Das in einer Zuleitung mittels Flugförderung durch den Tragluftstrom transportierte Strahl-When blasting with compressed air, the highest possible impact speed of the Blasting media aimed at the surface to be treated. That in a supply line jet conveyed by means of flight conveyance through the air flow
mittel wird im Düsenbereich des Strahlgerätes, in dem der statische Druck des TragluftStroms möglichst weitgehend in kinetische Energie umgesetzt wird, durch den so beschleunigten Tragluftstrom mitgerissen, wobei das Strahlmittel eine Geschwindigkeit erreichen soll, die möglichst im Bereich der Geschwindigkeit des Tragluftstroms liegt.medium is in the nozzle area of the blasting device in which the static pressure the air flow is converted as much as possible into kinetic energy, entrained by the air flow accelerated in this way, whereby the blasting media should reach a speed that is as close as possible to the speed range of the carrying air flow.
Aufgrund der unterschiedlichen spezifischen Gewichte des Trag luftStroms und des Strahlmittels wird der Tragluftstrom jedoch ungleich stärker beschleunigt als das von ihm mitgeführte Strahlmittel. Diesem Effekt versucht man beispielsweise dadurch entgegenzuwirken, daß die Umwandlung des statischen Drucks des TragluftStroms in kinetische Energie auf einem relativ langen Weg erfolgt, in dem der Düsenbereich einen relativ lang ausgebildeten Verengungsbereich aufweist. Aber auch dann, wenn eine relativ lang ausgebildete Beschleunigungsstrecke in Form eines langen Verengungsbereichs vorgesehen wird, bleibt die Geschwindigkeit des Strahlmittels deutlich hinter der Geschwindigkeit des TragluftStroms zurück. Die Geschwindigkeit des Strahlmittels wird weiterhin dadurch vermindert, daß das Strahlmittel aufgrund des flüssigen Zusatzstoffs, mit dem es angefeuchtet wird, einen Massenzuwachs erfährt, so daß seine tatsächliche Beschleunigung noch weiter verringert wird.Due to the different specific weights of the air flow and of the abrasive, the air flow is accelerated much more than the abrasive it carries with it. One tries to achieve this effect to counteract, for example, that the conversion of the static pressure of the carrier air flow into kinetic energy over a relatively long period of time Path takes place in which the nozzle area has a relatively long constriction area having. But also when a relatively long acceleration section is provided in the form of a long narrowing area the speed of the abrasive remains significantly behind the speed of the air flow. The speed of the abrasive is further reduced by the fact that the abrasive experiences an increase in mass due to the liquid additive with which it is moistened, so that its actual acceleration is further reduced.
Nachteilig bei dem bekannten, zuvor beschriebenen Verfahren ist insbesondere, daß sich der Ort der Zugabe des mit dem Zusatz luftstrom herangeförderten Zusatzstoffs an einer Stelle des Düsenbereichs des Strahlgeräts befindet, in dem zugleich eine große Beschleunigung des Strahlmittels erreicht werden soll. Dadurch ist die für das Benetzen des Strahlmittels rrit de™ Zusatzstoff zur Verfügung stehende Zeit sehr kurz; die erwünschte, vollständig geschlossene Umhüllung des Strahlmittels mit dem flüssigen Zusatzstoff wird unter diesen Umständen nicht erreicht. Demzufolge ist auch die Staubbindung an der zu behandelnden Oberfläche nicht immer zufriedenstellend, falls nicht mit einer "Überdosis" an Zusatzstoff gearbeitet wird.The disadvantage of the known, previously described method is, in particular, that the place of addition of the air stream conveyed with the additive additive is located at a point of the nozzle area of the blasting device, in which a large acceleration of the blasting agent is to be achieved at the same time. This is the rrit de ™ additive for wetting the abrasive Available time very short; the desired, completely closed envelope of the blasting agent with the liquid additive is among these Circumstances not achieved. As a result, the dust binding is also to be treated Surface is not always satisfactory unless an "overdose" of additive is used.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, das Verfahren der eingangs beschriebenen Art und das nach diesem Verfahren arbeitende Strahlgerät dahingehend zu verbessern, daß einerseits eine gezielte, gut steuerbare und vollständige Um-The object of the invention is now the method described above To improve the type and the blasting device working according to this method, that on the one hand a targeted, easily controllable and complete conversion
hüllung 4«= des Strahlmittels mit dem vorzugsweise flüssigen Zusatzstoff bei geringster Menge dieses Zusatzstoffs möglich ist, andererseits aber die Beschleunigung des Strahlmittels durch den Tragluftstrom möglichst wenig durch die Zugabe des Zusatzstoffs beeinflußt wird.casing 4 "= of the blasting agent with the preferably liquid additive The smallest amount of this additive is possible, but on the other hand the acceleration of the blasting abrasive is influenced as little as possible by the addition of the additive by the air flow.
Das erfindungsgemäße Verfahren, bei dem die zuvor aufgezeigte Aufgabe gelöst ist, ist zunächst dadurch gekennzeichnet, daß die Zugabe des mit dem Zusatzstoff beladenen Zusatzluftstroms in einem örtlichen Bereich des beladenen Tragluftstroms erfolgt, in dem die Geschwindigkeit und die Beschleunigung des Strahlmittels gering ist. Erfindungsgemäß werden also der Ort, an dem , die Beschleunigung des Strahlmittels durch den Tragluftstrom erfolgt, und der Ort, an dem die Zugabe des mit dem Zusatzstoff beladenen Zusatzluftstroms erfolgt, räumlich voneinander getrennt. Dadurch wird erreicht, daß die Zugabe des Zusatzstoffs nicht den Beschleunigungsvorgang stört und umgekehrt, so daß die beiden Vorgänge, also sowohl die Beschleunigung als auch die Zugabe des Zusatzstoffs, für sich optimal ausgelegt werden können.The method according to the invention, in which the object indicated above is achieved is, is initially characterized in that the addition of the with the additive laden additional air flow in a local area of the laden Carrying air flow takes place in which the speed and acceleration of the abrasive is low. According to the invention, the location at which the acceleration of the blasting agent is carried out by the air flow, and the place at which the addition of the additional air stream loaded with the additive takes place, spatially separated from one another. This ensures that the addition of the additive does not interfere with the acceleration process and vice versa, so that the two processes, i.e. both the acceleration and the addition of the additive can be optimally designed for itself.
Da erfindungsgemäß die Zugabe des Zusatzstoffs zeitlich vor der eigentlichen Beschleunigung des Strahlmittels erfolgt, hat das Strahlmittel bereits beim Eintritt in die eigentliche Beschleunigungsstrecke den Massenzuwachs aufgrund des Anfeuchtens erfahren und wird das Strahlmittel im angefeuchteten Zustand beschleunigt. Da die Beschleunigung ungestört durch äußere Einflüsse abläuft, wird die größtmögliche Beschleunigung des zuvor angefeuchteten Strahlmittels erzielt. Insbesondere herrschen aber an dem örtlichen Bereich des Zusatz luftstroms, an dem erfindungsgemäß die Zugabe des mit dem Zusatzstoff beladenen Zusatzluftstroms erfolgen soll, überschaubare Verhältnisse hinsichtlich der Flugbahn des Strahlmittels, so daß an dieser Stelle das Anfeuchten des Strahlmittels wesentlich präziser erfolgen kann als im Bereich der Düsenengstelle. Die Lehre der Erfindung ermöglicht also eine vorteilhafte Entkopplung von Anfeuchten und Beschleunigen, ein optimales Steuern der beiden Vorgänge ohne gegenseitige Wechselwirkung, ein präziseres Anfeuchten des Strahlmittels und eine verbesserte Auftreffgeschwindigkeit des Strahlmittels auf die zu behandelnde Oberfläche.Since, according to the invention, the addition of the additive takes place before the actual If the blasting agent is accelerated, the blasting agent already has the increase in mass when it enters the actual acceleration section experience of moistening and the abrasive is accelerated in the moistened state. Since the acceleration is undisturbed by external influences expires, the greatest possible acceleration of the previously moistened blasting agent achieved. In particular, however, prevail in the local area of the additional air flow at which, according to the invention, the addition of the additive loaded additional air flow should take place, with respect to manageable proportions the trajectory of the abrasive, so that the moistening of the abrasive can take place much more precisely at this point than in the area the nozzle constriction. The teaching of the invention thus enables an advantageous one Decoupling of moistening and acceleration, optimal control of the two processes without mutual interaction, more precise moistening of the abrasive and an improved impact speed of the abrasive on the surface to be treated.
Vorteilhafterweise erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Zugabe des mit dem Zusatzstoff beladenen Zusatzluftstroms am Beginn der Beschleunigungsstrecke des Strahlmittels. An dieser Stelle hat bereits eine gewisse, jedoch nur kleine Beschleunigung des Strahlmittels stattgefunden, so daß ein Rückstau des nachfolgenden Strahlmittels aufgrund des Anfeuchtens des Strahlmittels vermieden und ein Verstopfen verhindert wird.The addition advantageously takes place in the process according to the invention of the additional air flow loaded with the additive at the beginning of the acceleration section of the abrasive. At this point, a certain, but only small acceleration of the abrasive has already taken place, so that a Backlog of the following blasting agent due to the moistening of the blasting agent avoided and clogging prevented.
Nach einer weiteren Lehre der Erfindung, der besondere Bedeutung zukommt, wird dem Strahlmittel im Iηjektionsbereich eine Eigendrehung und/oder eine-Drehbewegung relativ zur Strömungsrichtung des TragluftStroms, insbesondere eine schraubenlinienförmige Drehbewegung, gegeben. Dadurch wird eine allseitige Umhüllung des Strahlmittels mit dem Zusatzstoff erleichtert. Die Eigendrehung des Strahlmittels bzw. die Drehbewegung des Strahlmittels relativ zur Strömungsrichtung des Trag luftStroms kann in einfacher Weise durch eine außermittig erfolgende Zugabe des Zusatzluftstroms hervorgerufen werden.According to a further teaching of the invention, which is of particular importance, the blasting media becomes self-rotating and / or rotating in the injection area relative to the direction of flow of the air flow, in particular a helical rotary movement given. This becomes an all-round one Envelopment of the abrasive with the additive facilitated. The rotation of its own of the blasting agent or the rotary movement of the blasting agent relative to the direction of flow of the support air stream can easily be through a eccentrically occurring addition of the additional air flow can be caused.
Ein zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignetes Strahlgerät, mit einem zumindest einen Verengungsbereich aufweisenden Düsenbereich, ist dadurch gekennzeichnet, daß der örtliche Bereich der Zugabe des mit dem Zusatzstoff beladenen Zusatzluftstroms am Beginn des Verengungsbereichs des Düsenbereichs ausgebildet ist. Vorzugsweise erfolgt die Zugabe des mit dem Zusatzstoff beladenen Zusatzluftstroms über einen Schlitz, der mit der Achse des Düsenbereichs einen Winkel von 45° einschließt und sich in einer Entfernung von einem Viertel der Gesamtlänge des Verengungsbereichs vom Eintrittsende des Verengungsbereichs befindet. A blasting device suitable for carrying out the method according to the invention, with a nozzle area having at least one constriction area, is characterized in that the local area of the addition of the with the Additive-laden additional air flow is formed at the beginning of the narrowing area of the nozzle area. The addition is preferably carried out with the Additive-laden additional air flow through a slot which forms an angle of 45 ° with the axis of the nozzle area and is at a distance one quarter of the total length of the throat area from the entry end of the throat area.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung nochmals erläutert; die einzige Figur zeigt, teilweise in einem Längsschnitt, eine bevorzugte Ausführungsform eines Strahlgerätes für das erfindungsgemäße Verfahren.In the following the invention is based on only one embodiment illustrative drawing explained again; the single figure shows, partially in a longitudinal section, a preferred embodiment of a blasting device for the method according to the invention.
Dem Strahlgerät wird durch eine Zuleitung 1 mittels Flugförderung ein körniges Strahlmittel 2 in einem Tragluftstrom zugeführt, - wobei das Strahlgerät einen Düsenbereich 3 aufweist; die Bewegungsrichtung des Strahlmittels 2The blasting device is a granular through a feed line 1 by means of flight conveyance Blasting medium 2 is supplied in a flow of support air, - the blasting device having a nozzle area 3; the direction of movement of the abrasive 2
ist durch einen Pfeil 4 angedeutet. Der Düsenbereich 3 des Strahlgerätes besteht im wesentlichen aus einem langgestreckten, etwa 75 cm langen Verengungsbereich 5 und einem sich daran anschließenden Erweiterungsbereich 6, der etwa die zweieinhalbfache Länge des Verengungsbereichs 5 hat; der Verengungsbereich 5 und der Erweiterungsbereich 6 sind konisch ausgebildet, sie gehen im Bereich des kleinsten Querschnitts des Düsenbereichs 3, der Düsenengstelle 7, ineinander über.is indicated by an arrow 4. The nozzle area 3 of the blasting device is made essentially from an elongated, approximately 75 cm long narrowing area 5 and an adjoining widening area 6 which is approximately two and a half times the length of the narrowing area 5; the narrowing area 5 and the widening area 6 are conical, they go in the area of the smallest cross section of the nozzle area 3, the nozzle constriction 7, into each other over.
Bei dem dargestellten Strahlgerät wird der statische Druck des das Strahlmittel 2 fördernden Trag luftStroms im Verengungsbereich 5 des Düsenbereichs in kinetische Energie umgesetzt; der beschleunigte Tragluftstrom reißt das Strahlmittel 2 mit, so daß auch das Strahlmittel 2 im Verengungsbereich 5 des Düsenbereichs 3 eine Beschleunigung erfährt.In the case of the blasting device shown, the static pressure of the blasting agent is used 2 conveying air flow in the constriction area 5 of the nozzle area converted into kinetic energy; the accelerated air flow breaks that Blasting agent 2 with, so that the blasting agent 2 in the narrowing area 5 of the nozzle area 3 is accelerated.
Erfindungsgemäß wird im Anfangsbereich der durch den Verengungsbereich 5 des Düsenbereichs 3 gebildeten Beschleunigungsstrecke dem mit dem Strahlmittel 2 beladenen Tragluftstrom über einen Schlitz 8 ein Zusatzluftstrom zugegeben, der mit einem flüssigen Zusatzstoff, insbesondere Wasser, beladen ist. Der beladene Zusatzluftstrom wird über einen Anschlußstutzen 9 und eine - nicht dargestellte - Zuleitung unter Druck in eine Ringkammer 10 eingespeist, von wo er unter einem Winkel von etwa 45° zur Flugrichtung des Strahlmittels durch den Schlitz 8 in den mit dem Strahlmittel 2 beladenen Tragluftstrom injiziert wird. Im Injektionsbereich ist der Staudruck des Zusatzluftstroms etwa doppelt so hoch wie der Staudruck des Tragluftstroms, so daß der Zusatzlu-ftstrom den Tragluftstrom vollständig durchdringen kann. Dadurch wird erreicht, daß das Strahlmittel 2 gleichmäßig und dosiert mit dem flüssigen Zusatzstoff benetzt werden kann.According to the invention, in the initial area of the through the narrowing area 5 of the The acceleration section formed by the nozzle area 3 is added an additional air flow to the carrying air flow loaded with the blasting agent 2 via a slot 8, which is loaded with a liquid additive, in particular water. The loaded additional air flow is via a connection piece 9 and one - not - Feed line fed under pressure into an annular chamber 10, from where it is at an angle of about 45 ° to the direction of flight of the blasting medium through the slot 8 into the carrying air flow loaded with the blasting medium 2 is injected. In the injection area the dynamic pressure of the additional air flow is about twice as high as the dynamic pressure of the supporting air flow, so that the additional air flow can completely penetrate the air flow. This achieves that the blasting agent 2 can be wetted with the liquid additive uniformly and in doses.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel liegt der örtliche Bereich der Zugabe des Zusatzluftstroms in den Tragluftstrom bei etwa einem Viertel der Gesamtlänge des Verengungsbereichs 5 des Düsenbereichs 3; das Strahlmittel 2 hat also etwa erst ein Viertel der Beschleunigung erfahren, die es insgesamt auf dem Weg bis zur Düsenengstelle 7 des Düsenbereichs 3 erfährt.In the exemplary embodiment shown, the local area of the addition is located of the additional air flow in the supporting air flow at about a quarter of the total length the throat area 5 of the nozzle area 3; the blasting agent 2 has thus only experienced about a quarter of the acceleration that it has in total the way to the nozzle constriction 7 of the nozzle area 3 experiences.
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EP0069875A3 (en) | 1983-04-06 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8130 | Withdrawal |