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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Sandstrahlvorrichtung, die mindestens
einen Sandbehälter,
eine Röhre,
in die der mit unter Druck stehender Luft gemischte Sand eingeleitet
wird, eine Sandstrahldüse,
Einrichtungen zur Erzeugung von Eis, wobei die Einrichtungen aus
einer Wasserversorgung und einer Versorgung mit unter Druck stehendem
Gas bestehen, und eine Eiszerkleinerungsvorrichtung aufweist.
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Es
sind mehrere Arten von Partikelblasmaschinen vorhanden, die zur
Behandlung von Oberflächen
bestimmt sind. Die internationale Veröffentlichung WO 94 23896 betrifft
insbesondere ein System zum Transportieren und Zerkleinern von Eispartikeln, welches
angeordnet ist, eine Vorrichtung der Art auszurüsten, wie sie in der Veröffentlichung
WO 94 1686 beschrieben ist, die zur Behandlung von Oberflächen mittels
Blasen von Eispartikeln bestimmt ist. Bei diesen Vorrichtungen erfolgt
die Eiszerkleinerung zwischen zwei Rollen, wobei die Größe der Partikel
und der Durchsatz dieser Partikel in Abhängigkeit von der zu behandelnden
Oberfläche
reguliert werden kann.
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Der
Gegenstand des Patentes
US 4
924 643 ist eine weitere Teilebehandlungsvorrichtung, bei
der auf das zu behandelnde Teil gleichzeitig Kiespartikel und Kohlensäuregaspartikel
geblasen werden. Diese Vorrichtung ist insbesondere für aus Kunststoff
bestehende Teile, oder für
mit einem Kunststoff überzogene
Teile bestimmt.
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Die
europäische
Veröffentlichung
EP 0316 264 betrifft eine
Vorrichtung zum Entfernen von Farbe und zur Beseitigung von Oberflächenschichten, bei
der Eispartikel mittels eines Wasserstrahles beschleunigt werden,
der unter Druck aus einer Düse austritt,
und die mit dem Wasser abtransportiert werden. Zusätze verhindern
die Verschmelzung der Partikel in dem Wasserstrahl.
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Es
sind ebenfalls Sandstrahlvorrichtungen vorhanden, bei denen Sand
mit Eis gemischt wird, bevor er unter Druck ausgestoßen wird.
Dieses Eis wird produziert, indem Wasser in eine Röhre eingeleitet
wird, in welcher der Sand umläuft,
und indem dann ein Gas wie zum Beispiel Co2 unter
starkem Druck in die Röhre
eingeleitet wird. Durch die Ausdehnung des Gases wird eine plötzliche
Abnahme der Temperatur und des Gefrierens von Wasser produziert.
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Bei
der Verwendung von Sandstrahlvorrichtungen wird der Ausstoß von Sand
oftmals durch den Benutzer unterbrochen. Während der Unterbrechungszeiträume sammelt
sich Eis in der Röhre
an, bis diese vollständig
verstopft ist. Dadurch wird die Vorrichtung so lange stillgelegt,
bis das Eis vollständig
geschmolzen oder mechanisch entfernt worden ist.
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Außerdem kommt
es oftmals vor, dass sich dann, wenn die Röhre noch nicht vollständig verstopft ist,
Eisblöcke
unter der Einwirkung des in der Röhre umlaufenden Sandes lösen. Diese
Eisblöcke
schmelzen, nachdem sie ausgestoßen
wurden, und benetzen den Träger
oder seine Umgebung, was bei bestimmten Anwendungen nicht wünschenswert
ist.
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Schließlich ist
die Mischung aus Sand und Eis nicht homogen. Es kommt somit oftmals
vor, dass Sand ohne Eis oder Eis ohne Sand ausgestoßen wird,
wodurch die Ausbeute des Verfahrens verringert wird.
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Mit
der vorliegenden Erfindung wird die Beseitigung dieser Unannehmlichkeiten
durch die Verwirklichung einer Sandstrahlvorrichtung vorgeschlagen,
bei der die Mischung aus Sand und Eis homogen ist, und bei der sich
das Eis nicht in der Röhre
ansammelt.
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Diese
Aufgaben werden durch eine Vorrichtung erreicht, wie sie im Oberbegriff
definiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Eiszerkleinerungsvorrichtung
ein Gestell aufweist, welches mit einer Öffnung versehen ist, die mit
dem Inneren der Röhre in
Kontakt steht, und dass ein konisches Teil in der Öffnung angeordnet
ist.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform weist
das konische Teil eine große Öffnung auf
der Seite des Behälters
und eine kleine Öffnung
auf der Seite der Sandstrahldüse
auf.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform weist
die Eiszerkleinerungsvorrichtung mindestens zwei Eiszerkleinerungselemente
auf. Die Eiszerkleinerungselemente sind jeweils vorteilhafterweise
aus einer mit Zerkleinerungseinrichtungen fest verbundenen Drehachse
gebildet. Die Zerkleinerungseinrichtungen können Stangen sein.
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Die
Zerkleinerungselemente weisen vorzugsweise Einrichtungen zum Schwenken
um die Achsen auf. Diese Schwenkeinrichtungen umfassen vorteilhafterweise
ein fest mit jeder Achse verbundenes Rad und einen Antriebsmotor
für die
Räder.
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Die
Röhre kann
auch mindestens einen Lufteinlass zwischen dem Äußeren und dem Inneren der Röhre in der
Nähe des
konischen Teils aufweisen.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform weist
die Röhre
mehrere auf ihren Umfang verteilte Lufteinlässe auf.
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Die
Wasserversorgung weist vorteilhafterweise einen Wasserzulauf und
einen Heizkörper
auf, der angeordnet ist, um das Gefrieren des Wassers in dem Wasserzulauf
zu verhindern.
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Die
Röhre kann
eine Kälteflüssigkeitsversorgung
aufweisen.
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Die
vorliegende Erfindung und ihre Vorteile werden unter Bezugnahme
auf die Beschreibung einer Ausführungsform
der Erfindung und die beigefügten
Zeichnungen besser verständlich,
wobei:
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1 eine
schematische Teilschnittansicht einer Sandstrahlvorrichtung gemäß der Erfindung
ist, und
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2 eine
Vorderansicht eines Details der Vorrichtung von 1 ist.
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Unter
Bezugnahme auf diese Figuren weist die Vorrichtung 10 im
Wesentlichen einen Sandbehälter 11,
eine Röhre 12,
eine Sandstrahldüse 13 und eine
Eiszerkleinerungsvorrichtung 14 auf.
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Auf
herkömmliche
Art und Weise werden Sand und unter Druck stehende Luft von dem
Behälter 11 in
die Röhre 12 eingeleitet,
und werden durch die Sandstrahldüse 13 ausgestoßen.
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Die
Eiszerkleinerungsvorrichtung 14 ist auf der Röhre angeordnet.
Sie weist ein Gestell 15 auf, in dem die Zerkleinerungselemente 16 untergebracht sind,
wovon in dem veranschaulichten Beispiel eine Anzahl von vier vorhanden
ist. Jedes Zerkleinerungselement 16 ist aus einer Achse 17 gebildet,
auf der die Zerkleinerungs einrichtungen wie zum Beispiel die Stangen 18 oder
Schaufeln befestigt sind. Die Achsen 17 und die Stangen 18 der
Gesamtheit der Zerkleinerungselemente 16 sind so angeordnet,
dass sich die Stangen eines Elementes 16 in der Nähe der Stangen
der angrenzenden Elemente befinden.
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Die
Achsen 17 der Zerkleinerungselemente durchqueren das Gestell 15 und
sind jeweils fest mit einem Rad wie zum Beispiel einer Rolle 19 oder
einem Zahnrad verbunden. Die Rollen werden durch einen Motor 20 so
angetrieben, dass die Inbetriebsetzung des Motors die Drehung der
Zerkleinerungselemente und ihrer Stangen bewirkt.
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Das
Gestell weist einen Wasserzulauf 21 auf, der oben im Gestell
angeordnet ist, und weist einen Zulauf 22 für Gas wie
zum Beispiel für
unter Druck stehendes CO2-Gas auf. Ein Heizkörper 28 ist um
den Wasserzulauf 21 herum angeordnet und hält diesen Zulauf auf einer über Null
Grad liegenden Temperatur.
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Das
Gestell weist eine Öffnung 23 auf,
die mit dem Inneren der Röhre
in Kontakt steht. Das Innere der Röhre weist ein konisches Teil 24 auf,
welches eine große Öffnung 25 auf
der Seite des Behälters 11,
und eine kleine Öffnung 26 auf
der Seite der Düse 13 aufweist.
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Die
Röhre 12 weist
außerdem
mehrere in der Nähe
der großen Öffnung 25 des
konischen Teils angeordnete Lufteinlässe 27 auf. Diese
Lufteinlässe verbinden
das Äußere der
Röhre mit
der Außenseite des
konischen Teils. Die Röhre 12 kann
auch eine Kälteflüssigkeitsversorgung 29 mit
Kühlflüssigkeit wie
zum Beispiel mit CO2-Flüssigkeit aufweisen, die stromabwärts der
Zerkleinerungsvorrichtung 14 angeordnet ist. Die Funktion
von diesem CO2 besteht darin, die Anlagen
selbst dann auf einer ausreichend niedrigen Temperatur zu halten,
wenn die Zerkleinerungsvorrichtung nicht benutzt wird.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
arbeitet wie folgt. Sand und unter Druck stehende Luft werden von
dem Behälter 11 in
die Röhre 12 eingeleitet. Der
Sand und die Luft durchqueren das konische Teil 24 in Richtung
der Düse 13.
Wasser wird in das Gestell 15 der Zerkleinerungsvorrichtung 14 oben
in demselben über
den Wasserzulauf 21 eingeleitet. Unter Druck stehendes
Gas wird über
den Gaszulauf 22 ebenfalls in das Gestell eingeleitet.
Bei diesem Gas kann es sich um CO2 mit einem
Druck von ungefähr
zum Beispiel 25 Bar handeln, oder es kann sich um Flüssigstickstoff
oder jede andere Zusammensetzung handeln, deren Kühlung ausreichend
ist, um Wasser zum Gefrieren zu bringen. Bei seiner Ankunft in dem
Gestell dehnt sich das Gas aus und veranlasst eine Abkühlung, wodurch
das Gefrieren des Wassers herbeigeführt wird. Der Heizkörper 28 hält die in
der Nähe
des Wasserzulaufes 21 befindliche Zone auf einer über Null
Grad liegenden Temperatur, so dass das Wasser in dieser Zone nicht
gefriert und der Wasserzulauf nicht verstopft wird. Außerdem wird
dann, wenn kein Wasser in die Zerkleinerungsvorrichtung eingespritzt
wird, Luft über
den Wasserzulauf 21 in diesel be eingeleitet um zu verhindern, dass
Wasser in dem Zulauf stillsteht.
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Das
sich bildende Eis fällt
auf diese Weise in Richtung der Röhre in die Zerkleinerungsvorrichtung. Dieses
Eis wird zwischen den Stangen 18 zerkleinert, die mittels
des Motors 20, der Rollen 19 und der Achsen 17 in
Drehung versetzt werden. Dadurch lagert sich das Eis nicht ab, und
die Eisstücke
weisen eine unter dem Abstand der Stangen zueinander liegende Größe auf.
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Die
Lufteinlässe 27 treiben
das in die Röhre fallende
Eis in Richtung der Düse 13 und
verhindern dessen Ablagerung auf dem konischen Teil 24.
Das Eis wird dann besonders homogen mit Sand gemischt. Die Mischung
wird nachfolgend auf den zu sandstrahlenden Träger gerichtet.
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Auf
Grund ihrer besonders geringen Größe sublimieren sich die Eispartikel,
wenn sie mit dem Träger
in Kontakt kommen. Auf diese Weise werden der Träger oder seine Umgebung überhaupt
nicht, oder nur sehr leicht benetzt.
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Es
ist offensichtlich, dass die Anzahl von Zerkleinerungselementen
variabel sein kann, wobei gleiches für die Anzahl von Stangen und
ihren Abstand gilt. Die Stangen 18 sind in 1 als
vertikale Stangen dargestellt. Sie könnten auch horizontal sein
und sich um Vertikalachsen drehen. Es ist auch möglich, Kühlflüs sigkeit wie zum Beispiel CO2 in den Behälter 11 einzuspritzen.