EP0070002A1 - Strahlgerät, insbesondere für das Druckluftstrahlen - Google Patents

Strahlgerät, insbesondere für das Druckluftstrahlen Download PDF

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EP0070002A1
EP0070002A1 EP82106144A EP82106144A EP0070002A1 EP 0070002 A1 EP0070002 A1 EP 0070002A1 EP 82106144 A EP82106144 A EP 82106144A EP 82106144 A EP82106144 A EP 82106144A EP 0070002 A1 EP0070002 A1 EP 0070002A1
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EP
European Patent Office
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blasting
area
nozzle
blasting device
joint parts
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EP82106144A
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English (en)
French (fr)
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EP0070002B1 (de
Inventor
Karl Christian Ing. Glaeser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ernst Peiniger GmbH Unternehmen fur Bautenschutz
Original Assignee
Ernst Peiniger Unternehmen fur Bautenschutz GmbH
Ernst Peiniger GmbH Unternehmen fur Bautenschutz
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Publication of EP0070002A1 publication Critical patent/EP0070002A1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/14—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas designed for spraying particulate materials
    • B05B7/1481—Spray pistols or apparatus for discharging particulate material
    • B05B7/1486—Spray pistols or apparatus for discharging particulate material for spraying particulate material in dry state
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C5/00—Devices or accessories for generating abrasive blasts
    • B24C5/02—Blast guns, e.g. for generating high velocity abrasive fluid jets for cutting materials
    • B24C5/04—Nozzles therefor

Definitions

  • the invention relates to a blasting device, in particular for compressed air blasting, with a hose-like feed line that can be connected on the input side to a source for a mixture of compressed inert air and a blasting agent and that has an essentially constant internal cross-section, and with a nozzle area that can be connected to the feed line on the output side elongated, GF, starting from the internal cross-section of the supply line to a nozzle throat narrowing tapered area and g. having a subsequent thereto extension area.
  • a granular blasting agent usually sand
  • a blasting device against a surface to be treated with the aid of a carrier air stream.
  • the aim is to achieve high speeds of impact of the granular abrasive on the surface to be treated.
  • the exit velocity of the grains of the blasting medium emerging from the nozzle area is frequently above 100 m / sec.
  • the mixture of the carrier air and the blasting medium is under high pressure in relation to the atmosphere in the feed line, but the speed of the flight promotion of the granular blasting medium is low.
  • the pressure of the air in the nozzle area is converted into kinetic energy in a known manner, as described in the Bernoulli equation. Due to the high velocity of the air flow forced in the nozzle constriction, the individual grains of the abrasive are also accelerated at this point. Inevitably, however, the speed of the grains of the abrasive is never greater than the speed of the air flow and in practice is actually much lower than the speed of the air flow.
  • a high exit velocity of the grains of the abrasive from the nozzle area is achieved in that the veining area, i.e. the area in which the pressure of the air stream is converted into kinetic energy, is relatively long (cf. DE-OS 28 43 013).
  • the distance available to accelerate the grains of the blasting medium is so great that the speed of the grains at the end of this acceleration path, ie behind the nozzle constriction, is in the range of the speed of the air. If the speed of the air flow emerging from the nozzle area is to be in the range or above the speed of sound of the air, an expansion area must be provided so that a Laval nozzle is formed overall.
  • the grains of the abrasive also accelerate further.
  • the constriction area is made relatively long, the nozzle area is given a considerable overall length. This disadvantage has already been recognized.
  • the blasting device according to the invention in which the above-mentioned object is achieved, is characterized in that the nozzle area is poly g onzu g at least on a portion of its total length of several rigid and straight pipe sections connected to one another via joint parts.
  • the nozzle area is poly g onzu g at least on a portion of its total length of several rigid and straight pipe sections connected to one another via joint parts.
  • the deflection of the carrying air stream loaded with blasting agent takes place practically only in the area of the joint parts.
  • These and the adjacent end regions of the straight pipe sections can, however, be made from a very abrasion-resistant material, for example tungsten carbide or boron carbide, so that they have a sufficient service life.
  • the joint parts can advantageously be effectively protected against wear by having their inner surfaces outside the actual path of the air flow.
  • a very effective combination is thus achieved, since very abrasion-resistant material can be used for the parts that come into direct contact with the abrasive and the joint parts can also be abrasion-resistant or can be designed in such a way that they are protected from the abrasive .
  • a particularly advantageous embodiment of the blasting device according to the invention is provided in that an expansion area is connected to the constriction area and this expansion area has 2 to 3 times, preferably 2.5 times the length of the constriction area.
  • the blasting device it may be advisable to produce at least a portion of the constriction area that is connected to the feed line from a resilient material, for example, to form it in one piece with the feed line.
  • a resilient material for example, to form it in one piece with the feed line.
  • the speed of the grains of the blasting medium is still so low that the abrasive effect can be neglected.
  • the advantages of the section of the nozzle area which is designed like a polygonal pull are thus particularly evident in the areas of high speed of the grains of the blasting medium, that is to say in the vicinity of the outlet end of the nozzle area.
  • the adjacent to the nozzle throat part of the throat region and the entire civilsbereict from polygonzugarti g s sections should therefore be established.
  • the joint parts of the blasting device according to the invention can be designed as ball joints, the individual balls each have an inner passage for the air stream loaded with the blasting agent.
  • simple joints are possible with a fixed swivel axis arranged transversely to the direction of flight of the blasting medium, it being advisable to offset successive swivel axes by 90 ° so that movement in space is also possible.
  • elastic or resilient sleeves are available for connecting two rigid pipe sections. These do not have to be made from a material that is sufficiently abrasion-resistant if they are completely outside the trajectory of the abrasive.
  • a feed line 1 is connected to a nozzle area 2.
  • the supply line 1 is connected on the input side to a source (not shown) for a mixture of compressed inert air and an abrasive. They. is made of a resilient material and is therefore flexible.
  • the inner cross section of the feed line 1 is constant over the entire length and is designed so that the blasting medium is promoted at low speed by the grains of this blasting medium.
  • the feed line 1 is connected to the nozzle area 2, which is composed of an elongated narrowing area 3 and an extension area 4 that continues this. Between the two is a nozzle constriction 5, the point of the smallest internal cross section of the entire arrangement.
  • the nozzle area 2 consists of a total of ten individual, rigid and straight pipe sections 6, 7 and 8, the inner wall of which is shaped and which are arranged such that they limit a uniformly tapering and subsequently widening imaginary body when the nozzle area 2 is straight.
  • this body is composed of two truncated cones, which lie against one another with their circular area of smaller diameter - namely the diameter of the nozzle constriction 5.
  • This imaginary body contains the trajectories of the grains of the abrasive.
  • the individual pipe sections 6, 7 and 8 are arranged one behind the other such that an annular space 9 remains free.
  • the length of the intermediate space 9 is approximately 20% of the length of an individual pipe section 6, 7, 8. This creates free spaces for articulated movement between the rigid pipe sections 6, 7, 8.
  • the total of ten pipe sections 6, 7, 8 are coated on the outside with a jacket 10, which ensures the relative arrangement of the individual pipe sections 6, 7, 8.
  • the jacket 10 merges in one piece into the feed line 1.
  • the material of the jacket 10 thus has the same elastic and resilient properties as the feed line 1.
  • the regions of the jacket 10 located outside the annular spaces 9 allow articulation between adjacent pipe sections 6, 7, 8 and thus form the articulated parts 11.
  • each Such joint part 11 is limited in that the annular space 9 closes at one point when adjacent pipe sections 6, 7, 8 abut.
  • the front edges of opposite pipe sections 6, 7, 8 are bevelled so that the annular space 9 widens outward in a V-shape. As a result, the edges of smaller diameter initially come into contact with opposite pipe sections 6, 7, 8 at the maximum bending angle.
  • the annular spaces 9 form a discontinuity and thus disrupt the passage of the air stream loaded with the abrasive, but they enable the joint parts 11, which are formed from a relatively inexpensive and less abrasion-resistant material, to lie in the shadow areas of the air stream and thus are largely protected from the abrasive effect of the abrasive.
  • the annular spaces 9 fill more or less with grains of the blasting agent as deposits 12; these deposits 12 of the blasting agent protect the joint parts 11 of the jacket 10 against directly impacting, fast-flying granules of the blasting agent.
  • the tube pieces 6 of the constriction area 3 are designed as conical jacket rings converging in the direction of flight (arrow 13).
  • the pipe sections 8 of the extension area 4 are conical casing rings.
  • the pipe section 7, in which the nozzle constriction 5 is formed, is both part of the constriction area 3 and part of the expansion area 4 and accordingly consists of a conically narrowing conical jacket ring and a conically expanding conical jacket ring.
  • the pipe sections 6, 7, 8 are made of a very abrasion-resistant material.
  • the jacket 10 is connected in a suitable manner to the outer walls of the tube pieces 6, 7, 8; for example, it has shrunk.
  • the jacket 10 in particular its hinge parts 11, it may be advisable to arrange short coil springs between the individual pipe sections 6, 7, 8, which push the adjacent pipe sections 6, 7, 8 apart and thereby always keep the entire nozzle area 2 in its straight line Press shape.
  • the feed line 1 is shrunk onto the first pipe section 6 seen in the direction of flight (arrow 13) of the grains of the abrasive, so that the transition area between the feed line 1 and the nozzle area 2 is smooth is and therefore practically does not affect the air flow.
  • the individual pipe sections 6 of the nozzle area 2 according to FIG. 2, which has only one constriction area 3, are connected to one another via joint parts 14 designed as bellows.
  • the inlet ends 15 of the pipe sections 6 are rounded, so that when the joint parts 14 bend, there are no sharp edges opposite the air flow.
  • the joint parts 11 and 14 are each outside the actual path of the flying abrasive grains.
  • the material for the joint parts 11, 14, only the elasticity or resilience is decisive, but not the abrasion resistance. Rather, it is to be regarded as a particular advantage of these two exemplary embodiments that both mechanical functions (Flexibility and abrasion resistance) are separated.
  • the joint part 16 in the exemplary embodiment according to FIG. 3 comes into direct contact with the accelerated abrasive and must therefore be made of an abrasion-resistant material at least in the area of these contact points.
  • the joint part 16 is designed as a ball joint and is composed of a spherical body 17 with an inner passage 18, spherical shells 19 on the adjacent pipe pieces 6 and a capsule 20.
  • the ball body 17 forms the innermost part of this arrangement, its inner passage 18 narrows approximately diabolically towards the center of the ball and has two openings 21 remains free.
  • the diameter of the mouths 22 is - as will be explained later - so coordinated with the maximum swivel angle of each individual pipe piece 6 and the diameter of the opening 21 that the mouth 22 can never be outside the opening 21.
  • the right pipe section 6 in FIG. 3 is deflected as far down as possible, the left pipe section 6 is in its central position.
  • Fine angular braking is achieved in that the front outer surfaces of the spherical shell 19 abut a stop 23 of the capsule 20.
  • the capsule 20 has holding areas 24 which press the spherical shells 19 against the spherical body 17 and thus hold the joint part 16 together.
  • the total length of the constriction area 3 of a blasting device according to the invention is approximately 50 to 100 cm. Together with an expansion region 4 which is approximately 2.5 times longer, the entire nozzle region 2 thus has a considerable length of approximately 1.75 m to 3.50 m. Such long nozzle areas 2 can, however, be handled if, as proposed here, they are designed in the manner of a polygon.

Landscapes

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Abstract

Das Strahlgerät ist versehen mit einer eingangsseitig an eine Quelle für ein Gemisch aus komprimierter Tragluft und einem Strahlmittel anschließbaren, schlauchartigen Zuleitung (1), die einen im wesentlichen konstanten Innenquerschnitt hat, und mit einem ausgangsseitig an die Zuleitung (1) anschließbaren Düsenbereich (2), der einen langgestreckten, sich vom Innenquerschnitt der Zuleitung (1) zu einer Düsenengstelle (5) verjüngenden Verengungsbereich (3) und einen sich hieran anschließenden Erweiterungsbereich (4) aufweist. Um einerseits die Vorteile eines langgestreckten Verengungsbereichs (3) nutzen zu können, um andererseits die Abnutzung trotz praxisgerechter Handhabbarkeit des Düsenbereichs (2) in Grenzen halten zu können, ist der Düsenbereich (2) zumindest auf einem Teilstück seiner Gesamtlänge polygonzugartig aus mehreren, über Gelenkteiie (11) miteinander verbundenen, starren und vorzugsweise geraden Rohrstücken (6, 7, 8) ausgeführt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Strahlgerät, insbesondere für das Druckluftstrahlen, mit einer eingangsseitig an eine Quelle für ein Gemisch aus komprimierter lragluft und einem Strahlmittel anschließbaren, schlauchartigen Zuleitung, die einen im wesentlichen konstanten Innenquerschnitt hat und mit einem ausgangsseitig an die Zuleitung anschließbaren Düsenbereich, der einen langgestreckten, sich ausgehend vom Innenquerschnitt der Zuleitung zu einer Düsenengstelle verjüngenden Verengungsbereich und ggf. einen sich hieran anschließenden Erweiterungsbereich aufweist.
  • Beim Druckluftstrahlen, das früher auch als Sandstrahlen bezeichnet worden ist und heute gelegentlich Freistrahlen genannt wird, wird ein körniges Strahlmittel, zumeist Sand, mit Hilfe eines.Tragluftstromes aus dem Düsenbereich eines Strahlgerätes gegen eine zu behandelnde Oberfläche gefördert. Dabei werden hohe Auftreffgeschwindigkeiten des körnigen Strahlmittels auf der zu behandelnden Oberfläche angestrebt. Demzufolge liegt die Austrittsgeschwindigkeit der aus dem Düsenbereich austretenden Körner des Strahlmittels häufig über 100 m/sec.
  • In der Zuleitung befindet sich das Gemisch aus der Tragluft und dem Strahlmittel unter hohem Druck gegenüber der Atmosphäre, die Geschwindigkeit der Flugförderung des körnigen Strahlmittels ist jedoch gering. In bekannter Weise wird der Druck der Tragluft im Düsenbereich in kinetische Energie umgesetzt, wie dies die Bernoulli-Gleichung beschreibt. Aufgrund der in der Düsenengstelle erzwungenen hohen Geschwindigkeit des Tragluftstromes werden auch die einzelnen Körner des Strahlmittels an dieser Stelle beschleunigt. Zwangsläufig ist jedoch die Geschwindigkeit der Körner des Strahlmittels nie größer als die Geschwindigkeit'des Tragluftstroms und in der Praxis sogar wesentlich niedriger als die Geschwindigkeit des Tragluftstroms. Der Grund hierfür ist im sehr unterschiedlichen Massenverhältnis zwischen der Masse eines Kornes des Strahlmittels und der Masse eines entsprechend großen Luftteilchens zu sehen. Aufgrund ihrer deutlich höheren Masse haben die Körner des Strahlmittels eine Trägheit. Trotz gleicher Beschleunigungskräfte ist die tatsächliche Beschleunigung eines Korns des Strahlmittels deutlich geringer als die Beschleunigung eines gleich großen Luftteilchens.
  • Bei einem bekannten Strahlmittelgerät der eingangs genannten Art wird dadurch eine hohe Austrittsgeschwindigkeit der Körner des Strahlmittels aus dem Düsenbereich erreicht, daß der Verenaungsbereich, also der Bereich, in der sich der Druck des Tragluftstromes in kinetische Energie umsetzt, relativ lang ausgebildet ist (vgl. die DE-OS 28 43 013). Dadurch wird die zur beschleunigung der Körner des Strahlmittels zur Verfügung stehende Wegstrekke so groß, daß die Geschwindigkeit der Körner am Ende dieser Beschleunigungsstrecke, also hinter der Dusenengstelle, im Bereich der Geschwindigkeit der Tragluft liegt. Wenn die Geschwindigkeit des aus dem Düsenbereich austretenden Tragluftstroms im Bereich oder oberhalb der Schallgeschwindigkeit der Luft liegen soll, muß ein Erweiterungsbereich vorgesehen werden, so daß insgesamt eine Laval-Düse gebildet wird. Auch in diesem Erweiterungsbereich findet eine weitere Beschleunigung der Körner des Strahlmittels statt. Bildet man jedoch den Verengungsbereich relativ lang aus, erhält der Düsenbereich eine beträchtliche Gesamtlänge. Dieser Nachteil ist bereits erkannt worden. Um ihn zu mindern, ist bereits vorgeschlagen worden, den Verengungsbereich zumindest teilweise aus dem Material zu fertigen, aus dem auch die nachgiebige Zuleitung, die meist als Schlauch ausgeführt ist, gefertigt ist. Dadurch wird erreicht, daß zumindest ein Teilstück des langen Verengungsbereichs biegsam ist, auch wenn diese Biegsamkeit geringer ist als die Biegsamkeit der Zuleitung.
  • Insgesamt hat die Fachwelt die Vorteile von relativ lang ausgebildeten Verengungsbereichen zwar erkannt, eine von der Praxis angenommene Ausführung dieser Lehre fehlt jedoch noch. Starr ausgebildete Düsenbereiche, bei denen ein langer Verengungsbereich verwirklicht ist, sind in der Praxis zu unhandlich. Die bislang vorgeschlagenen Düsenbereiche mit nachgiebigem Verengungsbereich weisen immer.dann einen sehr hohen Verschleiß auf, wenn der Düsenbereich im praktischen Einsatz gekrümmt wird, weil dann zwangsläufig körniges Strahlmittel gegen einen Teilbereich der Innenwand des Düsenbereichs prallt und diesen abrasiv abträgt.
  • Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des bekannten Strahlgeräts zu vermeiden und ein Strahlgerät zu schaffen, das von der Praxis angenommen wird, bei dem also einerseits die Vorteile eines langgestreckten Verengungsbereichs weitgehend genutzt werden, andererseits die Abnutzung trotz praxisgerechter Handhabbarkeit des Düsenbereichs in Grenzen bleibt.
  • Das erfindungsgemäße Strahlgerät, bei dem die zuvor aufgezeigte Aufgabe gelöst ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß_der Düsenbereich zumindest auf einem Teilstück seiner Gesamtlänge polygonzugartig aus mehreren, über Gelenkteile miteinander verbundenen, starren und geraden Rohrstücken ausgeführt ist. Im Gegensatz zu dem bekannten Strahlgerät, bei dem sich der Düsenbereich bogenförmig krümmen läßt, findet also bei dem erfindungsgemäßen Strahlgerät eine Umlenkung des mit Strahlmittel beladenen Tragluftstromes praktisch nur im Bereich der Gelenkteile statt. Diese und die angrenzenden Endbereiche der geraden Rohrstücke können jedoch aus einem sehr abriebfestem Material, beispielsweise Wolframcarbid oder Borcarbid gefertigt werden, so daß sie ausreichende Standzeit haben. Die Gelenkteile lassen sich vorteilhafter Weise auch dadurch wirksam gegen Verschleiß schützen, daß sich ihre Innenflächen außerhalb des eigentlichen Weges des Tragluftstromes befinden. Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung des Düsenbereichs wird somit eine sehr wirkungsvolle Kombination erreicht, da für die unmittelbar mit dem Strahlmittel in Berührung gelangenden Teile sehr abriebfestes Material verwendet werden kann und sich die Gelenkteile ebenfalls abriebfest oder aber so ausbilden lassen, daß sie vor dem Strahlmittel geschützt sind.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausbildung des erfindungsgemäßen Strahlgeräts ist dadurch gegeben, daß sich an den Verengungsbereich ein Erweiterungsbereich anschließt und dieser Erweiterungsbereich die 2- bis 3-fache, vorzugsweise die 2,5-fache Länge des Verengungsbereichs aufweist. Mit derartigen Düsenbereichen werden Austrittsgeschwindigkeiten der Körner des Strahlmittels erzielt, die der Geschwindigkeit des Tragluftstroms weitgehend angenähert sind. Dennoch bleibt der Düsenbereich praktisch handhabbar, weil sowohl der Erweiterungsbereich als auch der Verengungsbereich Gelenkstellen aufweist und somit auch in räumlich beengten Verhältnissen gearbeitet werden kann.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Strahlgerät kann es sich empfehlen, zumindest ein Teil stück des Verengungsbereichs, das mit der Zuleitung verbunden ist, aus einem nachgiebigem Material herzustellen, beispielsweise einstückig mia der Zuleitung auszubilden. In diesem Teilstück ist die Geschwindigkeit der Körner des Strahlmittels noch so gering, daß die abrasive Wirkung vernachlässigt werden kann. Die Vorzüge des polyaonzugartig ausgebildeten Teilstücks des Düsenbereichs zeigen sich somit insbesondere in den Bereichen hoher Geschwindigkeit der Körner des Strahlmittels, also in der Nähe des Austrittsendes des Düsenbereichs. Zweckmäßig sollte deshalb der an die Düsenengstelle angrenzende Teil des Verengungsbereichs und der gesamte Erweiterungsbereict aus polygonzugartigen Teilstücken aufgebaut sein.
  • Für die Gelenkteile des erfindungsgemäßen Strahlgeräts sind verschiedenartige Ausführungen möglich. Sie können als Kugelgelenke ausgebildet sein, webei die einzelnen Kugeln jeweils einen inneren Durchlaß für den mit dem Strahlmittel beladenen Tragluftstrom aufweisen. Weiterhin sind einfache Gelenke rit einer ortsfesten, quer zur Flugrichtung des Strahlmittels angeordneten Schwenkachse möglich, wobei es sich empfiehlt, aufeinanderfolgende Schwenkachsen um 90° zu versetzen, so daß auch eine Bewegung im Raum möglich ist. Schließlich bieten sich elastische oder nachgiebige Muffen für die Verbindung zweier starrer Rohrstücke an. Diese müssen nicht aus einem Material gefertigt werden, das ausreichend abriebfest ist, wenn sie sich vollständig außerhalb der Flugbahn des Strahlmittels befinden. Dies führt zwar zu ringartigen Kammern zwischen den Stirnenden zweier durch eine derartige Muffe verbundener Rohrstücke und somit zu einer Abweichung von dem gewünschten, ununterbrochenen Verlauf der Innenwand des Düsenbereichs mit der Folge von Wirbelbildung etc., hat aber auch den Vorteil, daß sich in diesen ringartigen Kammern Strahlmittel ansammeln kann, daß seinerseits die empfindlichen Muffen gegen Abrieb durch das in Bewegung befindliche Strahlmittel schützt.
  • Drei Ausführungsbeispiele eines Düsenbereichs eines erfindungsgemäßen Strahlgerätes werden im folgenden näher erläutert und unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben; es zeigt
    • Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Strahlgerät mit einem Düsenbereich, der mit einem nachgiebigen Mantel überzogen ist,
    • Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Strahlgerät mit einem Düsenbereich, dessen Gelenkteile jeweils durch einen Faltenbalg gebildet sind, und
    • Fig. 3 einen Längsschnitt durch zwei über ein als Kugelgelenk ausgebil- detes Gelenkteil miteinander verbundene Rohrstücke eines erfindungsgemäßen Strahlgerätes.
  • Bei'dem in Fig. 1 gezeigten Strahlgerät ist eine Zuleitung 1 mit einem Düsenbereich 2 verbunden. Die Zuleitung 1 ist eingangsseitig an eine (nicht dargestellte) Quelle für ein Gemisch aus komprimierter lragluft und einem Strahlmittel angeschlossen. Sie. ist aus einem nachgiebigen Material gefertigt und dadurch biegsam. Der Innenquerschnitt der Zuleitung 1 ist auf der gesamten Länge konstant und so ausgelegt, daß eine Flugförderung des Strahlmittels bei geringer Geschwindigkeit der Körner dieses Strahlmittels stattfindet. Ausgangsseitig ist die Zuleitung 1 an den Düsenbereich 2 angeschlossen, der sich aus einem langgestreckten Verengungsbereich 3 und einem diesen fortsetzenden Erweiterungsbereich 4-zusammensetzt. Zwischen beiden befindet sich eine Düsenengstelle 5, die Stelle geringsten Innenquerschnitts der gesamten Anordnung.
  • Der Düsenbereich 2 besteht aus insgesamt zehn einzelnen, starren und geraden Rohrstücken 6, 7 und 8, deren Innenwand so geformt und die so angeordnet sind, daß sie bei geradlinig gestrecktem Düsenbereich 2 einen sich gleichmäßig verjüngenden und sich anschließend wieder erweiternden gedachten Körper begrenzen. In der konkreten Ausführung ist dieser Körper aus zwei Kegelstümpfen zusammengesetzt, die mit ihrer Kreisfläche kleineren Durchmessers - nämlich dem Durchmesser der Düsenengstelle 5 - aneinanderliegen. Dieser gedachte Körper beinhaltet die Flugbahnen der Körner des Strahlmittels.
  • Die einzelnen Rohrstücke 6, 7 und 8 sind so hintereinander angeordnet, daß jeweils ein ringförmiger Zwischenraum 9 freibleibt. Die Länge des Zwischenraums 9 beträgt etwa 20 % der Länge eines einzelnen Rohrstücks 6, 7, 8. Dadurch werden zwischen den starren Rohrstücken 6, 7, 8 Freiräume für eine Gelenkbewegung geschaffen. Die insgesamt zehn Rohrstücke 6, 7, 8 sind außen mit einem Mantel 10 überzogen, der die relative Anordnung der einzelnen Rohrstücke 6, 7, 8 sichert. Im gezeigten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 geht der Mantel 10 einstückig in die Zuleitung 1 über. Damit hat das Material des Mantels 10 dieselben elastischen und nachgiebigen Eigenschaften wie die Zuleitung 1. Die außerhalb der ringförmigen Zwischenräume 9 befindlichen Bereiche des Mantels 10 erlauben eine Gelenkbewegung zwischen benachbarten Rohrstücken 6, 7, 8 und bilden somit die Gelenkteile 11. Der maximale Biegewinkel jedes derartigen Gelenkteils 11 ist dadurch begrenzt, daß der ringförmige Zwischenraum 9 sich an einer Stelle schließt, wenn benachbarte Rohrstücke 6, 7, 8 aneinanderstoßen. Um den Biegewinkel jedes einzelnen Gelenkteils 11 so groß wie möglich zu machen, sind die stirnseitigen Kanten gegenüberliegender Rohrstücke 6, 7, 8 so angeschrägt,.daß der ringförmige Zwischenraum 9 sich V-förmig nach außen erweitert. Dadurch kommen bei maximalem Biegewinkel zunächst die Kanten kleineren Durchmessers mit gegenüberliegenden Rohrstücken 6, 7, 8 in Kontakt. Die ringförmigen Zwischenräume 9 bilden zwar eine Diskontinuität und stören somit den Durchlauf des mit dem Strahlmittel beladenen Tragluftstroms, sie ermöglichen es jedoch, daß die Gelenkteile 11, die aus einem relativ preiswerten und wenig abriebfesten Material gebildet sind, in den Schattenbereichen des Tragluftstromes liegen und somit weitgehend vor der abrasiven Wirkung des Strahlmittels geschützt sind. Je nach Konfiguration des biegsamen Düsenbereichs 2 füllen sich die ringförmigen Zwischenräume 9 mehr oder weniger mit Körnern des Strahlmittels als Ablagerungen 12 an; diese Ablagerungen 12 des Strahlmittels schützen die Gelenkteile 11 des Mantels 10 gegen direkt auftreffende, schnellfliegende Körnchen des Strahlmittels.
  • Wie Fig. 1 zeigt, sind die Rohrstücke 6 des Verengungsbereichs 3 als in Flugrichtung (Pfeil 13) konvergierende Kegelmantelringe ausgebildet. Ebenso sind auch die Rohrstücke 8 des Erweiterungsbereichs 4 Kegelmantelringe.
  • Das Rohrstück 7, in dem die Düsenengstelle 5 ausgebildet ist, ist sowohl ein Teil des Verengungsbereichs 3 als auch ein Teil des Erweiterungsbereichs 4 und besteht dementsprechend aus einem sich konisch verengenden Kegelmantelring und einem sich konisch erweiternden Kegelmantelring. Die Rohrstücke 6, 7, 8 sind aus einem sehr abriebfesten Material gefertigt.
  • Der Mantel 10 ist in geeigneter Weise mit den Außenwänden der Rohrstücke 6, 7, 8 verbunden; er ist beispielsweise aufgeschrumpft. Zur mechanischen Aussteifung des Mantels 10, insbesondere seiner Gelenkteile 11 kann es sich empfehlen, zwischen den einzelnen Rohrstücken 6, 7, 8 jeweils kurze Schraubenfedern anzuordnen, die die aneinandergrenzende Rohrstücke 6, 7, 8 auseinanderdrücken und dadurch den gesamten Düsenbereich 2 stets in seine geradlinige Form drücken.
  • Wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist auch im Ausführungsheisprel nach Fig. 2 die Zuleitung 1 auf das in Flugrichtung (Pfeil 13) der korner des Strahlmittels gesehen erste Rohrstück 6 aufgeschrumpft, so daß der übergangsbereich zwischen der Zuleitung 1 und dem Düsenbereich 2 moglienst glatt ist und den Tragluftstrom somit praktisch nicht beeinflußt. Die einzelnen Rohrstücke 6 des Düsenbereichs 2 nach Fig. 2, der lediglich einen Verengungsbereich 3 aufweist, sind über als Faltenbälge ausgebildete Gelenkteile 14 miteinander verbunden. Die insbesondere als metallische Faltenbälge ausge bildeten Gelenkteile 14 haben eine gewisse Federcharakteristik, so daß sich in Ruhelage des Düsenbereichs 2 die gezeigte, geradlinige Form einstellt. Innenseitig sind die Eintrittsenden 15 der Rohrstücke 6 abgerundet, so daß bei einer Biegung der Gelenkteile 14 keine scharfen Kanten dem Tragluftstrom gegenüberstehen.
  • In den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 und 2 befinden sich die Gelenkteile 11 und 14 jeweils außerhalb des eigentlichen Wegs der fliegenden Strahlmittelkörner. Dadurch ist bei der Wahl des Materials für die Gelenkteile 11, 14 lediglich die Elastizität bzw. Nachgiebigkeit, nicht aber die Abriebfestigkeit ausschlaggebend. Vielmehr ist es als besonderer Vorteil dieser beiden Ausführungsbeispiele anzusehen, daß beide mechanischen Funktionen (Biegsamkeit und Abriebfestigkeit) voneinander getrennt sind. Im Gegensatz hierzu kommt das Gelenkteil 16 im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 unmittelbar mit dem beschleunigten Strahlmittel in Berührung und ist deshalb zumindest im Bereich dieser Berührungsstellen aus einem abriebfesten Material zu fertigen. Das Gelenkteil 16 ist als Kugelgelenk ausgebildet und setzt sich aus einem kugelkorper 17 mit einem inneren Durchlaß 18, aus Kugelschalen 19 an den angrenzenden Rohrstücken 6 und aus einer Kapsel 20 zusammen. Der Kugelkorper 17 bildet das innerste Teil dieser Anordnung, sein innerer Durchlaß 18 verengt sich zur Kugelmitte hin etwa diaboloförmig und hat zwei Öffnungen 21. Auf der Außenflache des Kugelkörpers 17 gleiten die Innenflächeder Kugelschalen 19, die zentrisch in Rohrstücke übergehen, wobei jeweils eine Mündung 22 freibleibt. Der Durchmesser der Mündungen 22 ist - wie noch erläutert wird - so mit dem maximalen Schwenkwinkel jedes einzelnen Rohrstucks 6 und dem Durchmesser der Öffnung 21 abgestimmt, daß sich die Mündung 22 nie außerhalb der Öffnung 21 befinden kann. Das rechte Rohrstück 6 in Fig. 3 ist weitestmöglich nach unten ausgelenkt, das linke Rohrstück 6 befindet sich in seiner Mittelstellung. Fine Winkelbearenzung wird dadurch erreicht, daß die stirnseitigen Außenflächen der Kugelschale 19 gegen einen Anschlag 23 der Kapsel 20 stoßen. Die Kapsel 20 schließlich hat Haltebereiche 24, die die Kugelschalen 19 gegen den Kugelkörper 17 drücken und dadarch das Gelenkteil 16 zusammenhalten.
  • Die Gesamtlange des Verengungsbereichs 3 eines erfindungsgemäßen Strahlgerates liegt bei etwa 50 bis 100 cm. Zusammen mit einem erfindungsgemäßen etwa 2,5 fach längeren Frweiterungsbereich 4 hat der gesamte Düsenbereich 2 somit eine erhebliche Länge von etwa 1,75 m bis 3,50 m. Derartig lange Düsenbereiche 2 lassen sich jedoch handhaben, wenn sie, wie hier vorgeschlagen, polygonzugartig ausgebildet sind.

Claims (10)

1. Strahlgerät, insbesondere für des Druchluftstrahlen, mit einer eingangsseitig an eine Quelle für ein Gemisch aus komprimierter Tragluft und einem Strahlmittel anschließbaren, schlauctiartigen Zuleitung, die einen im wesentlichen konstanten lnnenquerschnitt hat, und mit einem ausgangsseitig an die Zuleitung anschließbaren Düsenbereich, der einen langgestreckten, sich aus- gehend vom Innenquerschnitt der Zuleitung zu einer Düsenengstelle verjüngenden Verengungsbereich und ggf. einen sich hieran anschließenden Erweiterungsbereich aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenbereich (2) zumindest auf einem Teilstück seiner Gesamtlänge polygonzugartig aus mehreren, über Gelenkteile (11, 14, 16) miteinander verbundenen, starren und vorzugsweise geraden Rohrstücken (6, 7, 8) ausgeführt ist.
2. Strahlgerät nach Anspruch 1 mit einem Erweiterungsbereich, dadurch gekennzeichnet, daß der Erweiterungsbereich (4) die 2-fache bis 3-fache, vorzugsweise die 2,5 fache länge des Verengungsbereichs (3) aufweist.
3. Strahlgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verengungsbereich (3) im wesentlichen gleichmäßig konvergierend, insbesondere konisch konvergierend, ausgebildet ist.
4. Strahlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Erweiterungsbereich (4) im wesentlichen gleichmäßig divergierend, insbesondere konisch divergierend, ausgebildet ist.
5. Strahlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit geradlinig gestrecktem Düsenbereich, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenflächen der Rohrstücke (6, 7, 8) einen gedachten, sich verjüngenden und wieder erweiternden Körper begrenzen und die Gelenkteile (11, 14, 16) sich außerhalb des gedachten Körpers befinden und durch einen ringförmigen Zwischenraum (9) von ihm getrennt sind.
6. Strahlgerat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Innenflächen der Gelenkteile (16) im Bereich der Fluglinien der Korner des Strahlmittels befinden und zumindest die Innenflächen der Gelenkteile (16) aus einem abriebesten Material bestehen.
7. Strahlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkteile (11, 14, 16) eine Einrichtung zur Winkelbegrenzung, z- B. einen Anschlag (23), aufweisen.
8. Strahlgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die in Flugrichtung der Körner des Strahlmittels vorn liegenden Einlaßenden der Rohrstücke (6, 7, 8) verstärkt abriebfest ausgebildet sind.
9. Strahlgerat nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkteile (16) Kugelkörper (17) mit einem inneren Durchlaß (18) aufweisen und der innere Durchlaß (18) der Kugelkorper (17) mit Mündungen (22) an mit den angrenzenden Rohrstücken (6, 7, 8) befestigten Kugelschalen (19) fluchtet.
10. Strahlgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Offnung (?1) des inneren Durchlasses (18) der Kugeikörper (17) der Summe aus dem Durchmesser der Mündung (22) der Kugelschalen (19) und der Bogenlänge auf dem Kugelkorper (17) beim Verschwenken eines Rohrstücks (6) um den
Figure imgb0001
Schwendwinkel entspricht.
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