EP0069875B1 - Verfahren zum Druckluftstrahlen und Strahlgerät zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zum Druckluftstrahlen und Strahlgerät zur Durchführung des Verfahrens Download PDFInfo
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Definitions
- the invention relates to a method for compressed air blasting, in which a granular abrasive is introduced into a carrier air stream and conveyed by the carrier air stream, accelerated and blown against a surface to be treated, and an auxiliary air stream laden with an additive, in particular water, is added to the laden carrier air stream, and one Abrasive feed line is a downstream converging area.
- the blasting medium is moistened by adding the additional air stream laden with a liquid additive (cf. DE-OS No. 2724318).
- a liquid additive cf. DE-OS No. 2724318.
- This moistening can be metered in such a way that the amount of the liquid additive added is just sufficient to bind the developing dust or to prevent or at least reduce the development of dust when the abrasive hits the surface to be treated.
- the amount of additive added is not so large that the additive is deposited on the surface to be treated and runs off from it.
- the known method described above can thus be located between dry blasting, that is to say compressed air blasting with dry sand, for example, and between wet blasting and is referred to as wet blasting.
- the addition of the additional air stream laden with the liquid additive takes place at a nozzle constriction of the nozzle area of the blasting device with which this method is carried out.
- the highest possible impact speed of the blasting medium on the surface to be treated is aimed for.
- the blasting medium transported in a supply line by means of flight conveyance through the air flow is entrained in the nozzle area of the blasting device, in which the static pressure of the air flow is converted as much as possible into kinetic energy, by the air flow accelerated in this way, whereby the blasting medium should reach a speed that is as high as possible Range of the speed of the air flow is.
- the air flow is accelerated much more than the blasting medium carried by it.
- One tries to counteract this effect for example, by converting the static pressure of the air flow into kinetic energy in a relatively long way, in which the nozzle area has a relatively long constriction area.
- the speed of the blasting agent remains significantly behind the speed of the air flow.
- the speed of the blasting agent is further reduced by the fact that the blasting agent experiences a mass increase due to the liquid additive with which it is moistened, so that its actual acceleration is reduced even further.
- a disadvantage of the known, previously described method is, in particular, that the location of the addition of the additive conveyed with the additional air flow is at a point in the nozzle region of the blasting device in which a high acceleration of the blasting agent is to be achieved at the same time.
- the time available for wetting the blasting agent with the additive is very short; the desired, completely closed coating of the blasting agent with the liquid additive is not achieved under these circumstances. Accordingly, the dust binding on the surface to be treated is not always satisfactory unless an overdose of additive is used.
- the object of the invention is now to improve the method of the type described above and the blasting apparatus working according to this method in such a way that, on the one hand, a targeted, easily controllable and complete coating of the blasting medium with the preferably liquid additive is possible with the smallest amount of this additive, on the other hand but the acceleration of the abrasive is influenced as little as possible by the addition of the additive.
- the method according to the invention in which the above-mentioned object is achieved, is initially characterized in that the addition of the additional air stream laden with the additive takes place in a local area of the laden air flow, which is in the converging area, in which the blasting agent feed line is arranged, in which the Speed and the acceleration of the abrasive is low.
- the location at which the blasting agent is accelerated by the carrier air stream and the location at which the addition of the additional air stream loaded with the additive takes place are 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, that is to say both the acceleration and the addition of the additive, can be optimally designed for themselves.
- the addition of the additive takes place before the actual acceleration of the blasting medium, the blasting medium has already experienced a mass increase due to moistening when it enters the actual acceleration path and the blasting medium is accelerated in the moistened state. Since the acceleration takes place undisturbed by external influences, the greatest possible acceleration of the previously moistened abrasive is achieved. In particular, however, there are manageable areas at the local area of the additional air flow at which, according to the invention, the addition of the additional air flow loaded with the additive is to take place Conditions with regard to the trajectory of the blasting agent, so that the moistening of the blasting agent can take place at this point much more precisely than in the area of the nozzle constriction.
- the teaching of the invention thus enables an advantageous decoupling of moistening and accelerating, an optimal control of the two processes without mutual interaction, a more precise moistening of the blasting agent and an improved speed of impact of the blasting agent on the surface to be treated.
- the addition of the additional air stream laden with the additive advantageously takes place at the beginning of the acceleration path of the blasting agent.
- acceleration of the blasting medium there has already been a certain, but only slight, acceleration of the blasting medium, so that backflow of the following blasting medium due to the moistening of the blasting medium is avoided and clogging is prevented.
- the blasting agent in the injection area is given an inherent rotation and / or a rotary movement relative to the direction of flow of the carrier air stream, in particular a helical rotary movement. This facilitates all-round coating of the blasting medium with the additive.
- the intrinsic rotation of the blasting agent or the rotational movement of the blasting agent relative to the direction of flow of the carrier air stream can be caused in a simple manner by an off-center addition of the additional air stream.
- 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 for the addition of the additional air flow loaded with the additive is formed at the beginning of the constriction area of the nozzle area.
- the addition of the additional air stream loaded with the additive is preferably carried out via a slot which forms an angle of 45 ° with the axis of the nozzle region and is at a distance of a quarter of the total length of the constriction region from the entry end of the constriction region.
- a granular abrasive 2 is fed to the blasting device through a feed line 1 by means of flight promotion, in a stream of carrier air, the blasting device having a nozzle area 3; the direction of movement of the blasting medium 2 is indicated by an arrow 4.
- the nozzle area 3 of the blasting device consists essentially of an elongated, approximately 75 cm long narrowing area 5 and an adjoining extension area 6, which is approximately two and a half times the length of the narrowing area 5; the constriction area 5 and the expansion area 6 are conical, they merge into one another in the area of the smallest cross section of the nozzle area 3, the nozzle constriction 7.
- the static pressure of the carrier air stream conveying the blasting medium 2 is converted into kinetic energy in the constriction region 5 of the nozzle region 3; the accelerated air flow entrains the blasting medium 2, so that the blasting medium 2 also experiences an acceleration in the constriction region 5 of the nozzle region 3.
- an additional air flow is added to the carrying air stream loaded with the blasting agent 2 via a slot 8, which is loaded with a liquid additive, in particular water.
- the loaded additional air stream is fed via a connecting piece 9 and a (not shown) feed line under pressure into an annular chamber 10, from where it is injected at an angle of approximately 45 ° to the direction of flight of the blasting agent through the slot 8 into the carrying air stream loaded with the blasting agent 2 becomes.
- the dynamic pressure of the additional air flow is approximately twice as high as the dynamic pressure of the carrying air flow, so that the additional air flow can completely penetrate the carrying air flow. This ensures that the blasting agent 2 can be wetted with the liquid additive in a uniform and metered manner.
- the local area of the addition of the additional air flow into the air flow is approximately a quarter of the total length of the constriction area 5 of the nozzle area 3; the blasting agent 2 has therefore only experienced about a quarter of the acceleration that it experiences on the way to the nozzle constriction 7 of the nozzle region 3.
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Description
- 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 Zusatzstoff, insbesondere Wasser, beladener Zusatzluftstrom zugegeben wird und wobei einer Strahlmittelzuleitung ein konvergierender Bereich nachgeordnet ist.
- Bei einem bekannten Verfahren der zuvor beschriebenen Art wird durch Zugabe des mit einem flüssigen Zusatzstoff beladenen Zusatzluftstroms ein Anfeuchten des Strahlmittels erreicht (vgl. DE-OS Nr. 2724318). 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.
- Bei dem bekannten Verfahren, von dem die Erfindung ausgeht, erfolgt die Zugabe des mit dem flüssigen Zusatzstoff beladenen Zusatzluftstroms an einer Düsenengstelle des Düsenbereichs des Strahlgerätes, mit dem dieses Verfahren durchgeführt wird.
- 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 Strahlmittel wird im Düsenbereich des Strahlgerätes, in dem derstatische Druck des Tragl uftstroms 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.
- Aufgrund der unterschiedlichen spezifischen Gewichte des Tragluftstrorns 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.
- Nachteilig bei dem bekannten, zuvor beschriebenen Verfahren ist insbesondere, dass sich der Ort der Zugabe des mit dem Zusatzluftstrom 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 mit dem 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.
- 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 Umhüllung 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.
- Das erfindungsgemässe Verfahren, bei dem die zuvor aufgezeigte Aufgabe gelöst ist, ist zunächst dadurch gekennzeichnet, dass die Zugabe des mit dem Zusatzstoff beladenen Zusatzlufstroms in einem örtlichen Bereich des beladenen Tragluftstroms erfolgt, der im konvergierenden, der Strahlmittelzuleitung nach geordneten Bereich liegt, 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.
- 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 Zusatzluftstroms, 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.
- 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.
- Nach einer weiteren Lehre der Erfindung, der besondere Bedeutung zukommt, wird dem Strahlmittel im Injektionsbereich 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 Tragluftstroms kann in einfacher Weise durch eine aussermittig erfolgende Zugabe des Zusatzluftstroms hervorgerufen werden.
- 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.
- 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.
- 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 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.
- Bei dem dargestellten Strahlgerät wird der statische Druck des das Strahlmittel 2 fördernden Tragluftstroms im Verengungsbereich 5 des Düsenbereichs 3 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.
- 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 Zusatzluftstrom den Tragluftstrom vollständig durchdringen kann. Dadurch wird erreicht, dass das Strahlmittel 2 gleichmässig und dosiert mit dem flüssigen Zusatzstoff benetzt werden kann.
- 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.
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