EP0445104A2 - Method and device for entraining solid particles in a fluidic cutting stream - Google Patents

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EP0445104A2
EP0445104A2 EP91890037A EP91890037A EP0445104A2 EP 0445104 A2 EP0445104 A2 EP 0445104A2 EP 91890037 A EP91890037 A EP 91890037A EP 91890037 A EP91890037 A EP 91890037A EP 0445104 A2 EP0445104 A2 EP 0445104A2
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EP
European Patent Office
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solid particles
cavity
jet
cutting
carrier medium
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP91890037A
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German (de)
French (fr)
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EP0445104A3 (en
Inventor
Franz Trieb
Kurt Marchl
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Boehler GmbH
Boehler GmbH Germany
Original Assignee
Boehler GmbH
Boehler GmbH Germany
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Publication of EP0445104A3 publication Critical patent/EP0445104A3/en
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Classifications

    • 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 method for loading at least one flowable cutting jet with solid particles according to the preamble of claim 1 and a device, in particular for carrying out the method, according to the preamble of claim 9.
  • Flowable cutting jets are produced by forcing a flowable medium, in particular water, through a nozzle at high pressure, converting potential energy into kinetic energy and achieving jet speeds of more than twice the speed of sound.
  • Cutting beams of this type are used in particular for separating flat materials.
  • the cutting beam can be loaded with solid particles or abrasive particles. Solid particles are fed to the cutting device, introduced into a mixing chamber and carried along in the focusing nozzle by the jet passing through the mixing chamber. The solid particles are usually conveyed into the mixing chamber by a negative pressure caused by the jet passing through.
  • a storage container preferably at a higher level, is positioned near the cutting device or the cutting head, from which solid particles can be obtained with a short line can be fed to the lower-lying mixing room.
  • the disadvantage here is that the cutting beam is loaded only after it has flowed through the line and, after the cutting beam flow has been interrupted, gravity forces cause solid particles to enter the mixing chamber and to displace the bore of the focusing nozzle. Sucking in liquid or backing up the particle feed line can require complex cleaning of the system.
  • Such cutting systems are also mostly vertical for the above reasons, i.e. with the cutting jet directed largely vertically downwards, which represents a restriction of the possible application.
  • EP-0223433-A1 Another known method for introducing solid particles into a flowable cutting jet (EP-0223433-A1) uses a device in which the feed line for the particles is designed to be closable by suitable means directly in front of the mixing chamber. However, an interruption in the movement of the particles by closing the line causes it to sink and can lead to the supply line being moved.
  • the invention has for its object to provide a generic method in which immediately after a flowable cutting jet has emerged from a nozzle, the same is loaded with solid particles, and when the jet is switched off and on again, solid particles are fed into the mixing chamber for the latter Period of time is automatically interrupted and a new supply, even after longer downtimes, is carried out immediately and without interference and with a corresponding concentration and the cutting jet emerging from the cutting head can be used in any direction.
  • solid particles are provided in a carrier medium in a cavity in the cutting head and are essentially prevented from segregating by gravity.
  • This prevention of segregation is advantageously accomplished by moving the mixture.
  • the movement takes place in a preferably annular cavity, the mixture being supplied at one point and the mixture being discharged at a further point, in particular by means of negative pressure, essentially in such a way that a lower pressure in the cavity itself than in the environment of the cutting head.
  • Due to the negative pressure in the cavity for example, air is introduced through the channel of the focusing nozzle into the mixing room and flows through the supply channel (s) into the cavity. This prevents solid particles from being introduced into the mixing space.
  • the jet If the jet is now let out of the nozzle, passes through the mixing chamber and exits through the focusing nozzle, this causes a negative pressure or a lower pressure than the negative pressure prevailing in the cavity, and the solid particles pass from the cavity into the mixing chamber through the feed channels sucked and the cutting beam loaded.
  • the cutting jet is switched off, the lack of a suction effect increases the pressure in the mixing chamber and prevents the solid particles from passing through the feed channels.
  • the mixture of solid particles and carrier medium can move through the cavity of the cutting head until the next time the cutting beam is switched on maintained or it can be emptied and / or cleaned by interrupting the particle supply to the carrier medium, the supply line and the cavity.
  • Fig. 1 shows the section AB through the device in the axial direction.
  • a nozzle device 1 with high-pressure-proof walls 12, 13 and a nozzle body 11 for forming a cutting jet is adjustably and detachably connected to an upper housing part 2.
  • This housing part 2 has a bore 21 through which the cutting beam is directed.
  • a focusing nozzle 4 with a channel 41 is held by elements 42.
  • Under the nozzle device 1 is formed by cooperating recesses in the housing parts 2 and 3, a cavity 6 formed as an annular cavity, which is adjacent a feed line 61 and has a derivation 62 and is closed by means 63 between the inlet and outlet.
  • the cavity 6 is connected to a mixing space 33 formed in the upper region of the focusing nozzle 4 by at least one feed channel 12 and has at least one mouth surface 31.
  • Fig. 2 shows a plan view of the annular cavity 6 with lead 61, lead 62 and intervening closure means 63.
  • the cavity 6 has three mouth surfaces 31, 31 ', 31 ⁇ of the feed channels 32, 32', 32 ⁇ , which have a star-shaped connection with the Form mixing room 33.
  • solid particles are now introduced into the carrier medium through the feed line 61, moved further in the cavity 6 and discharged through the discharge line 62, and if the pressure in the cavity 6 is set lower than the ambient pressure of the cutting head, i.e. the discharge is carried out with a vacuum, e.g. Air sucked in through the channel 41 of the focusing nozzle 4 and through the mouth surfaces 31, 31 ', 31 ⁇ and prevents the particles from entering the feed channels 32, 32', 32 ⁇ .
  • a vacuum e.g. Air sucked in through the channel 41 of the focusing nozzle 4 and through the mouth surfaces 31, 31 ', 31 ⁇ and prevents the particles from entering the feed channels 32, 32', 32 ⁇ .

Abstract

The invention relates to a method and a device for entraining solid particles of a liquid-jet cutting device in a fluidic cutting jet. Solid particles are to be prepared directly for entraining in the cutting jet and, if the jet flow is interrupted, the introduction of the solid particles is to be automatically interrupted and a directionally independent use of the charged cutting jet is to be made possible. According to the invention, provision is made for solid particles to be moved in a hollow space (6) of a housing (2, 3) of a cutting head and, after a cutting jet is switched on, for the solid particles to be introduced into a mixing chamber (33) by the cutting jet and for the solid particles to be entrained in the jet. In the process, a lower pressure compared with the ambient pressure of the cutting head is set in the carrier medium containing the solid particles in the hollow space. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beladung mindestens eines fließfähigen Schneidstrahles mit Feststoffteilchen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und eine Vorrichtung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens, nach dem Oberbegriff des Anspruches 9.The invention relates to a method for loading at least one flowable cutting jet with solid particles according to the preamble of claim 1 and a device, in particular for carrying out the method, according to the preamble of claim 9.

Fließfähige Schneidstrahlen werden hergestellt, indem ein fließfähiges Medium, insbesondere Wasser, mit einem hohen Druck durch eine Düse gepreßt wird, wobei potentielle Energie in kinetische Energie umgewandelt und Strahlgeschwindigkeiten bis über das Doppelte der Schallgeschwindigkeiten erreicht werden. Derartige Schneidstrahlen werden insbesondere zum Trennen von flächigen Materialien eingesetzt. Zur Bearbeitung von Werkstoffen mit höherer Festigkeit kann eine Beladung des Schneidstrahles mit Feststoffteilchen oder Schleifpartikeln erfolgen. Dabei werden Feststoffteilchen der Schneideinrichtung zugeführt, in einen Mischraum eingeleitet und von dem aus der Düse austretenden den Mischraum durchsetzenden Strahl in der Fokussierdüse mitgeführt. Eine Förderung der Feststoffteilchen in den Mischraum erfolgt zumeist durch einen vom durchtretenden Strahl bewirkten Unterdruck.Flowable cutting jets are produced by forcing a flowable medium, in particular water, through a nozzle at high pressure, converting potential energy into kinetic energy and achieving jet speeds of more than twice the speed of sound. Cutting beams of this type are used in particular for separating flat materials. To process materials with higher strength, the cutting beam can be loaded with solid particles or abrasive particles. Solid particles are fed to the cutting device, introduced into a mixing chamber and carried along in the focusing nozzle by the jet passing through the mixing chamber. The solid particles are usually conveyed into the mixing chamber by a negative pressure caused by the jet passing through.

Ein derartiges Verfahren ist aus der EP-0110529-B1 bekannt; hierbei sollen im wesentlichen durch eine besondere Ausbildung des teilchenbeladenen Strahles aus Hochgeschwindigkeitsflüssigkeit, dessen Auftreffen auf einen vorgegebenen Punkt der Innenwand eines Kanales und danach Füllung des gesamten Kanalquerschnittes die Teilchen im Zentrum des austretenden Strahles konzentriert und auf wenigstens 80% der Geschwindigkeit der den Strahl bildenden Flüssigkeit beschleunigt werden.Such a method is known from EP-0110529-B1; In this case, the particles are concentrated in the center of the emerging jet and by at least 80% of the speed of the liquid forming the jet, essentially by special formation of the particle-laden jet of high-speed liquid, its impact on a predetermined point on the inner wall of a channel and then filling of the entire channel cross-section be accelerated.

Beim Eintrag von Feststoffteilchen in den Mischraum einer Schneideinrichtung, insbesondere bei einem Beginn und/oder einer Unterbrechung der Schneidstrahlströmung bzw. des Schneidstrahlflusses, kann es zu Störungen und/oder einer zeitlichen Verzögerung der Beladung des Strahles kommen. Feine Schleifmittel- bzw. Abrasiv-Zusätze aus Feststoffteilchen mit kleinem Durchmesser neigen zu einem Agglomerieren und zu einem Absetzen an den tiefsten Punkten der Zuführungsleitung.When solid particles are introduced into the mixing chamber of a cutting device, in particular when the cutting jet flow or the cutting jet flow begins and / or is interrupted, disturbances and / or a time delay in the loading of the jet can occur. Fine abrasive or abrasive additives made from solid particles with a small diameter tend to agglomerate and settle at the lowest points of the feed line.

Bei bekannten Verfahren ( TECH KOMMENTARY VOL. 5/No.1, 1988, Seite 1 bis 4, WATERJET CUTTING) wird in der Nähe der Schneideinrichtung bzw. des Schneidkopfes ein Vorratsbehälter, vorzugsweise mit höherem Niveau, positioniert, aus welchem mit kurzer Leitung Feststoffteilchen dem tiefer liegenden Mischraum zuführbar sind. Nachteilig dabei ist, daß eine Beladung des Schneidstrahles erst nach dem Durchströmen der Leitung erfolgt und nach Unterbrechung des Schneidstrahlflusses Feststoffteilchen durch die Schwerkraft in den Mischraum gelangen und die Bohrung der Fokussierdüse verlegen können. Ein Einsaugen von Flüssigkeit oder ein Rückstau in die Zuführungsleitung der Teilchen kann eine aufwendige Reinigung der Anlage erforderlich machen. Derartige Schneidanlagen werden auch aus obigen Gründen zumeist vertikal, d.h. mit weitgehend senkrecht nach unten gerichtetem Schneidstrahl, aufgestellt, was eine Einschränkung der Anwendungsmöglichkeit darstellt.In known methods (TECH KOMMENTARY VOL. 5 / No.1, 1988, pages 1 to 4, WATERJET CUTTING), a storage container, preferably at a higher level, is positioned near the cutting device or the cutting head, from which solid particles can be obtained with a short line can be fed to the lower-lying mixing room. The disadvantage here is that the cutting beam is loaded only after it has flowed through the line and, after the cutting beam flow has been interrupted, gravity forces cause solid particles to enter the mixing chamber and to displace the bore of the focusing nozzle. Sucking in liquid or backing up the particle feed line can require complex cleaning of the system. Such cutting systems are also mostly vertical for the above reasons, i.e. with the cutting jet directed largely vertically downwards, which represents a restriction of the possible application.

Für eine Regelung der Menge von sehr feinen Feststoffteilchen wurde vorgeschlagen ( US-PS-4 829 724), den Mischraum der Schneideinrichtung, in welchem durch den Schneidstrahl ein Unterdruck gebildet wird, mittels einer Leitung mit einem Beimischorgan an einen offenen Vorratsbehälter zu verbinden und durch regelbare Öffnungen am Beimischorgan die angesaugte Luftmenge und Teilchenmenge für eine Bereitstellung im Mischraum einzustellen. Nachteilig bei einer derartigen Regelung sind die hohen Transport- bzw. Bereitstellungszeiten und ein Absinken der Teilchen bei Unterbrechungen der Strömung.For regulating the amount of very fine solid particles, it has been proposed (US Pat. No. 4,829,724) to connect the mixing chamber of the cutting device, in which a vacuum is formed by the cutting jet, to an open storage container by means of a line and through Adjustable openings on the mixing element adjust the amount of air and particles sucked in to make it available in the mixing room. The disadvantages of such a control are the long transport and preparation times and a decrease in the particles when the flow is interrupted.

Bei einem anderen bekannten Verfahren zur Einführung von Feststoffteilchen in einen fließfähigen Schneidstrahl ( EP-0223433-A1) wird eine Vorrichtung verwendet, bei welcher die Zuführungsleitung für die Teilchen unmittelbar vor dem Mischraum durch geeignete Mittel verschließbar ausgeführt ist. Eine Unterbrechung der Bewegung der Teilchen durch Verschließen der Leitung bewirkt jedoch deren Absinken und kann zu einem Verlegen der Zuführung führen.Another known method for introducing solid particles into a flowable cutting jet (EP-0223433-A1) uses a device in which the feed line for the particles is designed to be closable by suitable means directly in front of the mixing chamber. However, an interruption in the movement of the particles by closing the line causes it to sink and can lead to the supply line being moved.

Im übrigen wurde auch vorgeschlagen ( US-PS-4 555 872), Feststoffteilchen in einem schaumförmigen Trägermedium einem Ringhohlraum zuzuführen und über Kanäle in den Mischraum und somit in den Schneidstrahl einzubringen. Dabei können jedoch Nachteile bei der Fokussierung des beladenen Schneidstrahles und große Schnittbreiten im Schnittgut entstehen.For the rest, it has also been proposed (US Pat. No. 4,555,872) to supply solid particles in a foam-like carrier medium to an annular cavity and to introduce them into the mixing space and thus into the cutting jet via channels. However, disadvantages in focusing the loaded cutting beam and large cutting widths in the clippings can arise.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren zu schaffen, bei welchem unmittelbar nach erfolgtem Austreten eines fließfähigen Schneidstrahles aus einer Düse eine Beladung desselben mit Feststoffteilchen erfolgt, und bei einem Abschalten und einem Wiedereinschalten des Strahles eine Zufuhr von Feststoffteilchen in den Mischraum für diese Zeitspanne selbsttätig unterbrochen und eine neuerliche Zufuhr, auch nach längeren Stillstandszeiten, unmittelbar störungsfrei und mit einer entsprechenden Konzentrationen bewerkstelligt wird und der aus dem Schneidkopf austretende Schneidstrahl richtungsunabhängig eingesetzt werden kann.The invention has for its object to provide a generic method in which immediately after a flowable cutting jet has emerged from a nozzle, the same is loaded with solid particles, and when the jet is switched off and on again, solid particles are fed into the mixing chamber for the latter Period of time is automatically interrupted and a new supply, even after longer downtimes, is carried out immediately and without interference and with a corresponding concentration and the cutting jet emerging from the cutting head can be used in any direction.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.This object is achieved in a method of the type mentioned by the characterizing features of claim 1. Advantageous refinements and developments are characterized in the subclaims.

Weiters ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Erzeugung eines mit Feststoffteilchen beladenen fließfähigen Schneidstrahles, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 8, zu schaffen, bei welcher eine Einleitung von Feststoffteilchen in den Mischraum nur bei Durchtritt des Schneidstrahles erfolgt und daß dieser richtungsunabhängig ausrichtbar ist.Furthermore, it is an object of the invention to provide a device for producing a flowable cutting jet loaded with solid particles, in particular for carrying out the method according to Claims 1 to 8, to create, in which an introduction of solid particles into the mixing space takes place only when the cutting beam passes and that this can be aligned regardless of direction.

Diese weitere Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 9 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den kennzeichnenden Merkmalen der Unteransprüche.This further object is achieved in a generic device by the characterizing features of claim 9. Preferred developments of the invention result from the characterizing features of the subclaims.

Erfindungsgemäß werden in einem Hohlraum im Schneidkopf Feststoffteichlchen in einem Trägermedium bereitgestellt und im wesentlichen an einem Entmischen durch die Schwerkraft gehindert. Diese Entmischungsverhinderung wird vorteilhaft durch Bewegung des Gemisches bewerkstelligt. Die Bewegung erfolgt dabei in einem, vorzugsweise ringförmigen Hohlraum, wobei an einer Stelle eine Zuführung des Gemisches und an einer weiteren Stelle ein Austrag des Gemisches, insbesondere durch Unterdruck, im wesentlichen derart vorgenommen wird, daß im Hohlraum selbst ein geringerer Druck als in der Umgebung des Schneidkopfes herrscht. Durch den Unterdruck im Hohlraum wird zum Beispiel Luft durch den Kanal der Fokussierdüse in den Mischraum eingebracht und strömt durch den (die) Zuführungskanal(kanäle) in den Hohlraum. Dies bewirkt eine Verhinderung einer Einleitung von Feststoffteilchen in den Mischraum. Wird nun der Strahl aus der Düse austreten gelassen, durchsetzt den Mischraum und tritt durch die Fokussierdüse aus, so bewirkt dieser einen Unterdruck bzw. einen geringeren Druck als der im Hohlraum herrschende Unterdruck, und es werden die Feststoffteilchen durch die Zuführungskanäle vom Hohlraum in den Mischraum gesogen und der Schneidstrahl beladen. Bei einem Abschalten des Schneidstrahles wird infolge Fehlens einer Sogwirkung der Druck im Mischraum erhöht und ein Durchtritt der Feststoffteilchen durch die Zuführungskanäle verhindert. Eine Bewegung des aus Feststoffteilchen und Trägermedium bestehenden Gemisches durch den Hohlraum des Schneidkopfes kann bis zum nächsten Anschalten des Schneidstrahles aufrechterhalten oder es kann durch Unterbrechung der Teilchenzufuhr zum Trägermedium, die Zuführungsleitung und der Hohlraum entleert und/oder gereinigt werden.According to the invention, solid particles are provided in a carrier medium in a cavity in the cutting head and are essentially prevented from segregating by gravity. This prevention of segregation is advantageously accomplished by moving the mixture. The movement takes place in a preferably annular cavity, the mixture being supplied at one point and the mixture being discharged at a further point, in particular by means of negative pressure, essentially in such a way that a lower pressure in the cavity itself than in the environment of the cutting head. Due to the negative pressure in the cavity, for example, air is introduced through the channel of the focusing nozzle into the mixing room and flows through the supply channel (s) into the cavity. This prevents solid particles from being introduced into the mixing space. If the jet is now let out of the nozzle, passes through the mixing chamber and exits through the focusing nozzle, this causes a negative pressure or a lower pressure than the negative pressure prevailing in the cavity, and the solid particles pass from the cavity into the mixing chamber through the feed channels sucked and the cutting beam loaded. When the cutting jet is switched off, the lack of a suction effect increases the pressure in the mixing chamber and prevents the solid particles from passing through the feed channels. The mixture of solid particles and carrier medium can move through the cavity of the cutting head until the next time the cutting beam is switched on maintained or it can be emptied and / or cleaned by interrupting the particle supply to the carrier medium, the supply line and the cavity.

Es hat sich gezeigt, daß eine einwandfreie Beladung des Strahles nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auch dann sichergestellt ist, wenn die Richtung des Schneidstrahles beliebig gewählt und/oder während eines Schnittes dreidimensional geändert wird.It has been shown that proper loading of the beam is ensured by the method according to the invention even if the direction of the cutting beam is chosen arbitrarily and / or is changed three-dimensionally during a cut.

Überraschend dabei war, daß die auf die Feststoffteilchen wirkende Schwerkraft weitgehend keinen Einfluß auf die regelbare Beladung des Schneidstrahles hat.It was surprising that the gravity acting on the solid particles largely has no influence on the controllable loading of the cutting beam.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung werden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Further refinements and advantages of the invention are explained in more detail with reference to drawings.

Es zeigen

  • Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Schneideinrichtung ( Schneidkopf)
  • Fig. 2 eine Draufsicht bei abgenommenem Oberteil des Schneidkopfgehäuses
Show it
  • 1 shows a longitudinal section through a cutting device according to the invention (cutting head)
  • Fig. 2 is a plan view with the upper part of the cutting head housing removed

Fig. 1 zeigt den Schnitt AB durch die Einrichtung in Achsrichtung. Eine Düseneinrichtung 1 mit hochdrucksicheren Wandungen 12, 13 und einem Düsenkörper 11 zur Bildung eines Schneidstrahles ist mit einem oberen Gehäuseteil 2 justierbar und lösbar verbunden. Dieser Gehäuseteil 2 besitzt eine Bohrung 21, durch welche der Schneidstrahl gerichtet ist. In einem unteren Gehäuseteil 1, welcher mit Befestigungselementen 5 am oberen Gehäuseteil 2 fixiert ist, ist eine Fokussierdüse 4 mit einem Kanal 41 durch Elemente 42 gehalten. Unter der Düseneinrichtung 1 ist durch kooperierende Ausnehmungen in den Gehäuseteilen 2 und 3 ein als Ringhohlraum ausgebildeter Hohlraum 6 gebildet, der benachbart eine Zuleitung 61 und eine Ableitung 62 aufweist und durch ein Mittel 63 zwischen der Zu- und Ableitung verschlossen ist. Der Hohlraum 6 ist mit einem im oberen Bereich der Fokussierdüse 4 gebildeten Mischraum 33 durch mindestens einen Zuführungskanal 12 verbunden und weist mindestens eine Mündungsfläche 31 auf.Fig. 1 shows the section AB through the device in the axial direction. A nozzle device 1 with high-pressure-proof walls 12, 13 and a nozzle body 11 for forming a cutting jet is adjustably and detachably connected to an upper housing part 2. This housing part 2 has a bore 21 through which the cutting beam is directed. In a lower housing part 1, which is fixed with fastening elements 5 on the upper housing part 2, a focusing nozzle 4 with a channel 41 is held by elements 42. Under the nozzle device 1 is formed by cooperating recesses in the housing parts 2 and 3, a cavity 6 formed as an annular cavity, which is adjacent a feed line 61 and has a derivation 62 and is closed by means 63 between the inlet and outlet. The cavity 6 is connected to a mixing space 33 formed in the upper region of the focusing nozzle 4 by at least one feed channel 12 and has at least one mouth surface 31.

Fig. 2 zeigt in Draufsicht den ringförmigen Hohlraum 6 mit Zuleitung 61, Ableitung 62 und dazwischenliegendem Verschlußmittel 63. Der Hohlraum 6 weist drei Mündungsflächen 31, 31′, 31˝ der Zuführungskanäle 32, 32′, 32˝, die eine sternförmige Verbindung mit dem Mischraum 33 bilden, auf.Fig. 2 shows a plan view of the annular cavity 6 with lead 61, lead 62 and intervening closure means 63. The cavity 6 has three mouth surfaces 31, 31 ', 31˝ of the feed channels 32, 32', 32˝, which have a star-shaped connection with the Form mixing room 33.

Werden nun erfindungegemäß Feststoffteilchen in einem Trägermedium durch die Zuleitung 61 eingebracht, im Hohlraum 6 weiterbewegt und durch die Ableitung 62 ausgetragen und wird im Hohlraum 6 dabei der Druck niedriger als der Umgebungdruck des Schneidkopfes eingestellt, also der Austrag mit Unterdruck vorgenommen, so wird Umgebungsgas, z.B. Luft, durch den Kanal 41 der Fokussierdüse 4 und durch die Mündungsflächen 31, 31′, 31˝ eingesaugt und ein Eintritt der Teilchen in die Zuführungskanäle 32, 32′, 32˝ verhindert. Bei Einschalten des Hochdruckschneidstrahles bildet sich durch dessen Durchtritt durch den Kanal 41 der Fokussierdüse 4 im Mischraum (33) ein geringerer Druck aus als der im Hohlraum herrschende, so daß Feststoffteilchen durch die Zuführungskanäle 32, 32′,32˝ in den Mischraum 33 eingebracht werden und der Schneidstrahl beladen wird. Eine Unterbrechung des Schneidstrahlflusses bewirkt auch eine Unterbrechung der Zufuhr von Feststoffteilchen. Weiters ist es möglich, den beladenen Schneidstrahl dreidimensional auszurichten, weil für eine Teilchenbereitstellung keinerlei Nutzung der Schwerkraft erfolgt.If, according to the invention, solid particles are now introduced into the carrier medium through the feed line 61, moved further in the cavity 6 and discharged through the discharge line 62, and if the pressure in the cavity 6 is set lower than the ambient pressure of the cutting head, i.e. the discharge is carried out with a vacuum, e.g. Air sucked in through the channel 41 of the focusing nozzle 4 and through the mouth surfaces 31, 31 ', 31˝ and prevents the particles from entering the feed channels 32, 32', 32˝. When the high-pressure cutting jet is switched on, through its passage through the channel 41 of the focusing nozzle 4 in the mixing space (33), a lower pressure is formed than that prevailing in the cavity, so that solid particles are introduced into the mixing space 33 through the feed channels 32, 32 ', 32' and the cutting beam is loaded. An interruption in the cutting jet flow also causes an interruption in the supply of solid particles. Furthermore, it is possible to align the loaded cutting beam three-dimensionally because gravity is not used for particle provision.

Claims (14)

Verfahren zur Beladung mindestens eines fließfähigen Schneidstrahles mit Feststoffteilchen, zum Beispiel Schleifpartikeln, in einem Schneidkopf, wobei in mindestens einen Strahl, nach dem Austreten aus einer Düse, in einem Mischraum vor oder bei Strahleintritt in eine Fokussierdüse, im wesentlichen tangential, Feststoffteilchen eingeleitet und vom Strahl mitgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß in zumindest einem Hohlraum im Schneidkopf Feststoffteilchen in einem Trägermedium bereitgestellt und im wesentlichen an einem Absinken und/oder einem Verdichten und/oder einem Entmischen auf Grund eines unterschiedlichen spezifischen Gewichtes gehindert werden und aus diesem Hohlraum durch mindestens einen Zuführungskanal zumindest ein Teil der Feststoffteilchen dem Mischraum zugeführt und der Schneidstrahl beladen wird.Process for loading at least one flowable cutting jet with solid particles, for example abrasive particles, in a cutting head, wherein in at least one jet, after emerging from a nozzle, in a mixing space before or when the jet enters a focusing nozzle, essentially tangential, solid particles are introduced and from Beam are carried, characterized in that solid particles are provided in a carrier medium in at least one cavity in the cutting head and are substantially prevented from sinking and / or compacting and / or segregation due to a different specific weight and from this cavity by at least one Feed channel at least some of the solid particles are fed to the mixing chamber and the cutting jet is loaded. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststoffteilchen und das Trägermedium im Hohlraum im Schneidkopf bewegt werden.A method according to claim 1, characterized in that the solid particles and the carrier medium are moved in the cavity in the cutting head. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Feststoffteilchen und Trägermedium durch mindestens ein Zuführungsmittel, zum Beispiel einen Kanal und/oder eine Leitung, in den Hohlraum im Schneidkopf eingebracht, in diesem bewegt, gegebenenfalls zumindest teilweise dem Mischraum zugeführt und zumindest teilweise durch ein weiteres Mittel aus dem Hohlraum ausgetragen werden.Method according to Claims 1 and 2, characterized in that solid particles and carrier medium are introduced into the cavity in the cutting head by at least one feed means, for example a channel and / or a line, moved therein, optionally at least partially fed to the mixing space and at least partially through another agent can be discharged from the cavity. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Austreten von im Trägermedium bereitgehaltenen Feststoffteilchen aus dem Hohlraum und deren Eintreten in den Mischraum durch den(die) Zuführungskanal(kanäle) bei abgeschaltetem Flüssigkeitsstrahl verhindert und bei der Bildung eines Schneidstrahles durch diesen bewirkt wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that an escape of solid particles held ready in the carrier medium from the cavity and their entry into the Mixing space is prevented by the supply channel (s) when the liquid jet is switched off and is caused by this when a cutting jet is formed. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im die Feststoffteilchen enthaltenden Trägermedium im Hohlraum ein gegenüber dem Außendruck bzw. dem Umgebungsdruck des Schneidkopfes geringerer Druck eingestellt wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that a lower pressure is set in the cavity in the carrier medium containing the solid particles compared to the external pressure or the ambient pressure of the cutting head. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Trägermedium für Feststoffteilchen ein Gas verwendet wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that a gas is used as the carrier medium for solid particles. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Trägermedium für Feststoffteilchen eine Flüssigkeit verwendet wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that a liquid is used as the carrier medium for solid particles. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schwerflüssigkeit mit einem Auftrieb, der im wesentlichen dem Gewicht der Feststoffteilchen entspricht bzw. diese in Schwebe hält, verwendet wird.Method according to Claim 7, characterized in that a heavy liquid with a buoyancy which essentially corresponds to the weight of the solid particles or keeps them in suspension is used. Vorrichtung zur Erzeugung eines mit Feststoffteilchen beladenen fließfähigen Schneidstrahles, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 8, mit im wesentlichen einer Düseneinrichtung (1) zur Bildung eines Schneidstrahles mit einem mit dieser lösbar verbundenen ein- oder mehrteiligen Gehäuse (2,3) mit Vorrichtungen ( 61, 32) zur Einbringung von Feststoffteilchen in einen Mischraum (33) zur Beladung des Strahles und mit einer mit dem Gehäuse lösbar verbundenen Fokussierdüse (4), dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (2,3) ein Hohlraum (6), welcher mittels mindestens eines Zuführungskanals (32) mit dem Mischraum (33), der von mindestens einem Schneidstrahl durchsetzt wird, in Verbindung steht, gebildet ist, welcher Hohlraum (6) mit mindestens einer Zuleitung (61) und mindestens einer Ableitung (62) für in einem Trägermedium befindliche Feststoffteilchen verbunden ist.Device for producing a flowable cutting jet loaded with solid particles, in particular for carrying out the method according to claims 1 to 8, with essentially a nozzle device (1) for forming a cutting jet with a one-part or multi-part housing (2, 3) detachably connected to it Devices (61, 32) for introducing solid particles into a mixing space (33) for loading the jet and with a focusing nozzle (4) detachably connected to the housing, characterized in that a cavity (6) in the housing (2, 3), which is connected by means of at least one feed channel (32) to the mixing space (33), which is penetrated by at least one cutting jet, which cavity (6) has at least one feed line (61) and at least one discharge line (62) for in one Carrier medium located solid particles is connected. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (6) im wesentlichen zumindest teilweise als Ringraum ausgebildet ist.Apparatus according to claim 9, characterized in that the cavity (6) is essentially at least partially designed as an annular space. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (6) zwischen Zuleitungskanal (61) und Ableitungskanal (62), vorzugsweise im Bereich des kürzesten Abstandes der Eintrittsstellen der Kanäle in den Hohlraum, verschlossen ist oder daß ein Ringraum (6) im gleichen Bereich eine Öffnung geringerer Querschnittsfläche oder ein im wesentlichen gas- oder flüssigkeitsdichtendes Verschlußmittel (63) aufweist.Apparatus according to claim 9 or 10, characterized in that the cavity (6) between the inlet channel (61) and the outlet channel (62) is closed, preferably in the region of the shortest distance between the entry points of the channels into the cavity, or in that an annular space (6) in the same area has an opening of smaller cross-sectional area or an essentially gas- or liquid-sealing closure means (63). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum oder Ringraum (6) und der Mischraum (33) mit zwei oder mehreren Kanälen (32), vorzugsweise mit zueinander im wesentlichen gleichen Winkelabständen, miteinander verbunden sind.Device according to one of claims 9 to 11, characterized in that the cavity or annular space (6) and the mixing space (33) are connected to one another by two or more channels (32), preferably at substantially equal angular distances. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündungsfläche(n) (31,31′,31˝) des Kanales ( der Kanäle) ( 32, 32′, 32˝) in den Hohlraum (6) kleiner gebildet sind als die Querschnittsfläche des Hohlraumes und/oder die Querschnittsfläche des (der) Ableitungskanales(kanäle) (62).Device according to one of claims 9 to 12, characterized in that the opening area (s) (31, 31 ′, 31˝) of the channel (s) (32, 32 ′, 32˝) in the cavity (6) is made smaller are the cross-sectional area of the cavity and / or the cross-sectional area of the discharge channel (s) (62). Verwendung einer Vorrichtung zur Erzeugung eines mit Feststoffteilchen beladenen fließfähigen Schneidstrahles, insbesondere nach Anspruch 9 bis 13, zum Bearbeiten oder Trennen von gegebenenfalls nicht bewegbaren, insbesondere unlösbar fixierten, Teilen mit drei-dimensional einstell- und regelbarer Strahlrichtung.Use of a device for producing a flowable cutting jet loaded with solid particles, in particular according to claims 9 to 13, for processing or separating parts which may not be movable, in particular permanently fixed, with three-dimensionally adjustable and controllable jet direction.
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