EP0445103A2 - Verfahren und Vorrichtung zur Förderung von Feststoffteilchen zu Abrasivschneideinrichtungen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Förderung von Feststoffteilchen zu Abrasivschneideinrichtungen Download PDF

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EP0445103A2
EP0445103A2 EP91890036A EP91890036A EP0445103A2 EP 0445103 A2 EP0445103 A2 EP 0445103A2 EP 91890036 A EP91890036 A EP 91890036A EP 91890036 A EP91890036 A EP 91890036A EP 0445103 A2 EP0445103 A2 EP 0445103A2
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EP
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solid particles
cutting
particles
loading
transport medium
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Franz Ing. Trieb
Kurt Ing. Marchl
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Boehler GmbH
Boehler GmbH Germany
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Boehler GmbH
Boehler GmbH Germany
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C7/00—Equipment for feeding abrasive material; Controlling the flowability, constitution, or other physical characteristics of abrasive blasts
    • B24C7/0092—Equipment for feeding abrasive material; Controlling the flowability, constitution, or other physical characteristics of abrasive blasts the abrasive material being fed by mechanical means, e.g. by screw conveyors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T83/00—Cutting
    • Y10T83/04—Processes
    • Y10T83/0591—Cutting by direct application of fluent pressure to work
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T83/00—Cutting
    • Y10T83/364—By fluid blast and/or suction

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for conveying solid particles and the like to a device, in particular a remote device for loading flowable cutting jets with such particles, for example liquid jet abrasive cutting devices, particles being removed from a container, preferably in a certain amount a transport medium is introduced and fed to the cutting device and provided for loading the cutting beam.
  • Liquid jet cutting devices in which a thin, flowable jet with high kinetic energy is used as the cutting means, are used for separating flat materials.
  • abrasive cutting is required, in which the high-speed cutting jet is loaded with solid particles or cutting particles.
  • the jet emerging from a nozzle ultimately flows through a focusing nozzle, as a result of which a negative pressure is formed in the mixing chamber of the device, through which solid particles are sucked out of a container, preferably provided with a metering device.
  • Containers for the provision of the solid particles are connected to the cutting head by means of transport, for example a hose or a line, the conveyance of the particles being brought about by the negative pressure formed in the cutting head.
  • transport for example a hose or a line
  • the disadvantage here is that there is sufficient transport of solid particles the transport line is short and thus the distance of the container from the cutting head is essentially limited to a maximum of 5 m and that, in particular when the flow movement of the particles is interrupted, they can settle in the transport medium due to their higher specific weight and can lay the connecting line.
  • small containers or intermediate containers are also arranged above the cutting head in order to improve the supply of the solid particles. When the cutting bar is switched off, the particles can be unwanted to be fed into the mixing chamber due to their weight.
  • a controlled, consumption-dependent filling of the intermediate container from a remote storage container is required, with an interrupted refill with pneumatic pumping of the transport lines having to take place during pneumatic transport.
  • EP-0152223-A2 discloses a method and a device for producing cutting jets loaded with abrasive particles, wherein cutting particles can be conveyed over a distance of 100 m and more. It is provided that a carrier medium, in particular air, is fed to a Venturi device, in which abrasive particles are mixed with it from a storage container, the mixture is transported and the particles are cut off in a separator, and with a Venturi device by means of a small-diameter pipe to deliver a high pressure liquid jet.
  • a carrier medium in particular air
  • the disadvantages here are that a long time is required at the beginning, during which the solid particles are transported from the storage container to the separator, and that the cutting jet can only be switched off sensibly when the pipe and feed line are largely cleared of solid particles, because otherwise there is a risk of laying this line.
  • the invention seeks to remedy the problem and to provide a method with which, while avoiding the above disadvantages, solid particles and Abrasive particles of the same type can be fed from a supply device to a remotely located liquid cutting head and can be provided for loading a flowable cutting jet.
  • This object is achieved according to the invention in that solid particles are moved in a circuit between a supply device and a loading or intermediate storage device of a cutting device and a quantity of particles serving to load the cutting beam is removed from the circuit.
  • the advantages achieved by the invention are essentially to be seen in the fact that the solid particles can be provided for loading the cutting jet in the cutting head at any time and can be carried out independently of the operation of the cutting device or of the start of flow and the flow duration of the cutting jet.
  • the concentrations of the solid particles in the feed line to the cutting head are carried out by metered addition to a particle-free transport medium and, if appropriate, recycled particles are separated off and made available for further introduction in the supply device.
  • concentrations of the solid particles in the feed line to the cutting head are carried out by metered addition to a particle-free transport medium and, if appropriate, recycled particles are separated off and made available for further introduction in the supply device.
  • the cutting jet is switched off, it is possible to stop or prevent the metering or supply of the solid particles and to clean the lines using the transport medium. It is it is important that a pressure is adjusted at the sampling point that is lower than the ambient pressure prevailing at this point.
  • the invention is based on the further object of providing a device for conveying solid particles to a device, in particular a distant one, for loading flowable cutting jets.
  • solid particles are provided in a supply device 2.
  • the particles are fed to a mixing element 4 by means of a metering device 3, for example a chord-type conveyor 33, and are transported from the carrier medium entering through a feeder 51 through a feed line 5 to a loading device of a cutting device 1.
  • a metering device for example a chord-type conveyor 33
  • the required amount of particles is removed from the transport medium in a cavity or bypass by the action of the cutting jet or by suitable means and the transport medium with any particles remaining in this in a return line 6 of a separating and / or Utilities 2 fed.
  • This separating device 2 can be designed as a cyclone, it being advantageous if a pump 21 sucks the carrier medium, which is essentially free of solid particles, from the cyclone by means of a line 22. This makes it possible to use simpler pumps and / or to reduce pump wear. Furthermore, it is advantageous if the pressure of the transport medium in the region of the cavity of the loading device or the bypass at the intermediate storage device can be regulated and is also kept lower than the ambient pressure. In this case, in particular in the case of long and / or thin lines, the transport medium can be pressed into the feed 51 by means of a pump (not shown) and sucked off by means of a further pump 21 and the return line 6, in particular from the separating device 2.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Förderung von Feststoffteilchen von einer Versorgungseinrichtung zu einer Einrichtung zur Beladung von fließfähigen Schneidstrahlen. Es soll eine Beladung von Schneidstrahlen in größerer Entfernung von der Versorgungseinheit sichergestellt werden. Hierzu ist erfindungegemäß vorgesehen, Feststoffteilchen in einem Kreislauf zwischen einer Versorgungs- und einer Beladungs- oder Zwischenlagerungseinrichtung zu bewegen und dem Kreislauf eine jeweils für ein Beladen des Schneidstrahles dienende Teilmenge zu entnehmen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Förderung von Feststoffteilchen und dergleichen zu einer, insbesondere entfernt liegenden Einrichtung zur Beladung von fließfähigen Schneidstrahlen mit derartigen Teilchen, zum Beispiel von Flüssigstrahl-Abrasivschneideinrichtungen, wobei aus einem Behälter Teilchen, vorzugsweise in bestimmter Menge entnommen, in ein Transportmedium eingebracht und mit diesem der Schneideinrichtung zugeführt und zur Beladung des Schneidstrahles bereitgestellt werden.
  • Flüssigstrahl-Schneideinrichtungen, in welchen als Schneidmittel ein dünner, fließfähiger Strahl mit hoher kinetischer Energie angewendet wird, werden zum Trennen von flächigen Materialien eingesetzt. Für eine derartige Bearbeitung von Werkstoffen mit hoher Festigkeit ist ein Abrasivschneiden erforderlich, bei welchem der hohe Geschwindigkeit aufweisende Schneidstrahl mit Feststoffteilchen bzw. Schneidpartikeln beladen wird. In einer Abrasivschneideinrichtung durchströmt der aus einer Düse austretende Strahl letztlich eine Fokussierdüse, wodurch im Mischraum der Einrichtung ein Unterdruck gebildet wird, durch welchen Feststoffteilchen aus einem, vorzugweise mit einer Dosiereinrichtung versehenen, Behälter angesaugt werden.
  • Behälter für die Bereitstellung der Feststoffteilchen sind durch Transportmittel, z.B. einen Schlauch oder eine Leitung, mit dem Schneidkopf verbunden, wobei die Förderung der Teilchen durch den im Schneidkopf gebildeten Unterdruck bewirkt wird Nachteilig dabei ist, daß für einen ausreichenden Transport von Feststoffteilchen die Transportleitung kurz und somit die Entfernung des Behälters vom Schneidkopf, im wesentlichen auf maximal 5m, begrenzt ist und daß, insbesondere bei einer Unterbrechung der Fließbewegung der Teilchen, diese auf Grund ihres höheren spezifischen Gewichtes sich im Transportmedium absetzen und die Verbindungsleitung verlegen können. Vielfach werden auch kleine Behälter oder Zwischenbehälter über dem Schneidkopf angeordnet, um die Zuführung der Feststoffteilchen zu verbessern Dabei kann es bei einem Abschalten des Schneidstrables zu einem ungewollten Nachfördern der Teilchen, durch deren Gewicht, in den Mischraum kommen. Weiters ist eine gesteuerte vom Verbrauch anhängige Füllung des Zwischenbehälters aus einem entfernt liegenden Vorratsbehälter erforderlich, wobei bei pneumatischem Transport ein unterbrochener Nachfüllvorgang mit einem zwischengeschalteten Leerpumpen der Transportleitungen erfolgen muß.
  • Aus der EP-0152223-A2 ist ein Verfahren und eine Einrichtung zur Herstellung von mit Abrasivteilchen beladenen Schneidstrahlen bekannt, wobei eine Förderung von Schneidpartikeln über eine Distanz von 100m und mehr erfolgen kann. Dabei ist vorgesehen, ein Trägermedium, insbesondere Luft, einer Venturi- Einrichtung zuzuführen, in welcher diesem aus einem Vorratsbehälter Abrasivteilchen beigemischt werden, das Gemisch zu transportieren und in einem Separator die Teilchen abzuschneiden und mittels einer einen geringen Durchmesser aufweisenden Rohrleitung einer Venturi- Einrichtung mit einem hochdruck- Flüssigkeitsstrahl zuzuleiten. Nachteilig dabei ist, daß am Beginn eine lange Zeit erforderlich ist, in welcher die Feststoffteilchen vom Vorratsbehälter zum Separator transportiert werden und daß ein Abschalten des Schneidstrahles erst dann sinnvoll vorgenommen kann, wenn die Rohr- und Zuführungsleitung weitgehend von Feststoffteilchen freigemacht sind, weil sonst auch eine Gefahr einer Verlegung dieser Leitung besteht.
  • Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen und ein Verfahren angeben, mit welchem bei Vermeidung obiger Nachteile Feststoffteilchen und dergleichen Schleifpartikel von einer Versorgungseinrichtung einem entfernt angeordneten Flüssigkeitsschneidkopf zugeführt und für eine Beladung eines fließfähigen Schneidstrahles bereitgestellt werden können.
  • Diese Aufgabe wird erfindugsgemäß dadurch gelöst, daß Feststoffteilchen in einem Kreislauf zwischen einer Versorgungs- und einer Beladungs- oder Zwischenlagerungseinrichtung einer Schneideinrichtung bewegt werden und dem Kreislauf eine für ein Beladen des Schneidstrahles dienende Teilchenmenge entnommen wird.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß eine Bereitstellung der Feststoffteilchen für eine Beladung des Schneidstrahles im Schneidkopf jederzeit unmittelbar erfolgen kann und diese unabhängig vom Betrieb der Schneideinrichtung bzw. vom Strömungsbeginn und der Strömungsdauer des Schneidstrahles durchführbar ist.
  • Werden in einem Kreislauf zwischen einer Versorgungseinrichtung und einer Beladungs- oder Zwischenlagerungseinrichtung Feststoffteilchen mit bestimmter konzentration in einem Trägermedium bewegt, so ist durch geeignete Mittel jederzeit einer erforderliche Teilchenmenge dem Strom entnehmbar.
  • Es ist vorteilhaft, wenn die konzentrationen der Feststoffteilchen in der Zuleitung zum Schneidkopf durch eine dosierte Zugabe zu einem teilchenfreien Transportmedium erfolgt und gegebenenfalls rückgeführte Teilchen abgeschieden und für eine weitere Einbringung in der Versorgungseinrichtung bereitgestellt werden. Dadurch ist es bei der Abschaltung des Schneidstrahles möglich, die Dosierung bzw. Zufuhr der Feststoffteilchen zu stoppen bzw. zu unterbinden und die Leitungen durch das Transportmedium zu reinigen. Dabei ist es wichtig, daß ein Druck an der Entnahmestelle eingeregelt wird, der geringer ist als der an dieser Stelle herrschende Umgebungsdruck.
  • Der Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Förderung von Feststoffteilchen zu einer, insbesondere entfernt liegenden, Einrichtung für die Beladung von fließfähigen Schneidstrahlen zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens dadurch gelöst, daß das Verbindungsmittel zwischen Versorgungseinrichtung und Einrichtung für eine Beladung von fließfähigen Schneidstrahlen aus mindestens zwei rohrförmig ausgebildeten Leitungen, z.B. Kanäle, Schläuche und dergleichen gebildet ist.
  • Weiters bevorzugte Ausführungsformen der erfindungegemäßen Vorrichtung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, den Patentansprüchen und der Zeichnung.
  • Es zeigt Fig. 1 einen prinzipiellen Aufbau der Vorrichtung.
  • Bei der in Fig. 1 schematisch dargestellten Anlage zur Versorgung einer Schneideinrichtung 1 mit Feststoffteilchen zur Beladung eines Schneidstrahles 11 werden Feststoffteilchen in einer Versorgungseinrichtung 2 bereitgestellt. Mittels einer Dosiereinrichtung 3, z.B. ein Sehneckenförderer 33, werden die Teilchen einem Mischorgan 4 zugeführt und vom durch eine Zuführung 51 eintretenden Trägermedium durch eine Zuleitung 5 zu einer Beladungseinrichtung einer Schneideinrichtung 1 transportiert. In der Beladungseinrichtung oder im Bereich einer Zwischenlagerungseinrichtung wird in einem Hohlraum oder einer Umführung durch die Wirkung de Schneidstrahles oder durch geeignete Mittel dem Transportmedium die jeweils erforderliche Teilchenmenge entnommen und das Transportmedium mit gegebenenfalls in diesem verbleibenden Teilchen in einer Rückleitung 6 einer Abscheide- und/oder Versorgungseinrichtung 2 zugeführt. Diese Abscheideeinrichtung 2 kann als Zyklon ausgebildet sein, wobei es vorteilhaft ist, wenn eine Pumpe 21 mittels einer Leitung 22 Trägermedium, welches im wesentlichen frei von Feststoffteilchen ist, aus dem Zyklon absaugt. Dadurch ist es möglich, einfachere Pumpen einzusetzen und/oder den Pumpenverschleiß zu senken. Weiters ist es vorteilhaft, wenn der Druck des Transportmediums im Bereich des Hohlraumes der Beladungseinrichtung oder der Umführung an der Zwischenlagerungseinrichtung regelbar ist und gesebenenfalls geringer gehalten wird als der Umgebungdruck. Dabei kann insbesondere bei langen und/oder dünnen Leitungen Transportmedium mittels einer nicht dargestellten Pumpe in die Zuführung 51 gedrückt und mittels einer weiteren Pumpe 21 und der Rückleitung 6, insbesondere aus der Abscheideeinrichtung 2, abgesaugt werden. Bei einer derartigen Vorrichtung ist es auch möglich, insbesondere für die Einbringung von Feststoffieilchen in eine Zwischenlagerungseinrichtung, zeitweise den Druck an der Umführung größer als den Umgebungsdruck einzuregeln und somit die Pulverentnahme zu erleichtern. Bei einer Inbetriebnahme der Flüssigstrahleinrichtung können vorher, zur Förderung der Feststoffteilchen, der Kreislauf des Trägermediums in Gang gesetzt und die Teilchen zugegeben bzw. im Mischorgan eingebracht werden. Wird der Schneidstrahl abgeschaltet, so kann die Pulverzugabe abgesetzt werden, wonach durch das strömende Trägermedium eine vollkommene Entleerung bzw. Reinigung der Leitungen 5, 6 erfolgt. Dadurch werden auf einfache Weise eine Funktionssicherheit der Vorrichtung zur Förderung von Feststoffteilchen verbessert und der Ausnutzungsgrad der Teilchen erhöht.

Claims (15)

  1. Verfahren zur Förderung von Feststoffteilchen und dergleichen Schneidpartikeln von einer Versorgungseinrichtung zu einer, insbesondere entfernt liegenden, Einrichtung zur Beladung von fließfähigen Schneidstrahlen mit derartigen Teilchen, zum Beispiel von Flüssigkeitsstrahl-Abrasivschneideinrichtungen, wobei aus einem Behälter Teilchen, vorzugsweise in bestimmter Menge entnommen, in ein Transportmedium eingebracht und mit diesem der Schneideinrichtung zugeführt und zur Beladung des Schneidstrahles bereitgestellt werden, dadurch gekennzeichnet, daß Feststoffteil-, chen in einem Kreislauf zwischen einer Versorgungs- und einer Beladungs- oder Zwischenlagerungseinrichtung einer Schneideinrichtung bewegt werden und dem Kreislauf eine jeweils für ein Beladen des Schneidstrahles dienende Teilchenmenge entnommen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Regelung der Strömung im Kreislauf derart erfolgt, daß an der Entnahmestelle der Feststoffteilchen bzw. im Bereich der Beladungs-einrichtung für den Schneidstrahl ein Druck im Transportmedium eingestellt wird, der gleich oder geringer ist als der herrschende Umgebungsdruck.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration der Feststoffteilchen im Medium in der Zuleitung von der Versorgungseinrichting zur Beladungseinrichtung durch eine Dosiereinrichtung geregelt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Versorgungseinrichtung rückgeführten Feststoffteilchen, vorzugsweise in einem Zyklon, abgeschieden und für eine weitere Einbringung in das Transportmedium verfügbar gemacht werden.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zwischenlagerungseinrichtung die jeweils verfügbare Feststoffteilchenmenge ermittelt und entsprechend der Entnahme durch die Beladungseinrichtung ergänzt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Transport von Feststoffteilchen ein gasförmiges Medium verwendet wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Transport der Feststoffteilchen ein flüssiges Medium, gegebenenfalls eine Schwerflüssigkeit, verwendet wird.
  8. Vorrichtung zur Förderung von Feststoffteilchen und dergleichen Schneidpartikeln zu einer, insbesondere entfernt liegenden, Einrichtung ( 1) zur Beladung von fließfähigen Schneidstrahlen mit derartigen Teilchen, zum Beispiel von Flüssigstrahl,Abrasivschneid, einrichtungen, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 7, mit einer Versorgungseinrichtung (2), in welcher Feststoffteilchen gespeichert und in ein Transportmedium eingebracht werden, mit einem Verbindungsmittel zur Zuleitung und einer Einrichtung zur Bereitstellung der Feststoffteilchen für deren Verwendung zur Beladung mindestens eines fließfähigen Schneidstrahles (11), dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsmittel aus mindestens zwei rohrfömig ausgebildeten Leitungen ( 5,6), zum Beispiel durch Kanäle, Schläuche und dergleichen, gebildet ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsmittel aus mindestens einer Zuleitung (5) und einer Rückleitung (6) gebildet ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückleitung (6) mit einer Einrichtung (2) zur Abscheidung der Feststoffteilchen aus dem Transportmedium verbunden ist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekenn, zeichnet, daß die Einrichtung (2) zur Abscheidung der Feststoff, teilchen im wesentlichen als Zyklon ausgebildet ist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Fortbewegung der in einem Transportmedium befindlichen Feststoffteilchen eine oder mehrere Pumpen (21), vor, zugsweise im Bereich der Versorgungseinrichtung, vorgesehen sind.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe(n) (21) an jenen Stellen der Fördereinrichtung angeordnet ist(sind), an denen das Transportmedium im wesentlichen frei von Feststoffteilchen ist.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Mischorgan (4) zur Einbringung einer von der Dosiereinrichtung (3) geförderten Menge von Feststoffteilchen in das durch eine Leitung (51) zugeführte Transportmedium im Bereich der Versorgungseinrichtung angeordnet ist und gegebenenfalls mit einer Strahldüse gebildet ist.
  15. Verwendung einer Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 bis 14 zur Bereitstellung von Feststoffteilchen für eine Beladung eines fließfähigen Schneidstrahles in einer Schneideinrichtung mit einem in einem Hohlraum bewegten Feststoffteilchenstrom.
EP19910890036 1990-02-27 1991-02-22 Method and device for feeding particles to an abrasive cutting device Withdrawn EP0445103A3 (en)

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EP0445103A3 EP0445103A3 (en) 1992-10-21

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