EP0573957B1 - Vorrichtung zur Strahlbearbeitung von Materialien - Google Patents

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EP0573957B1
EP0573957B1 EP93109199A EP93109199A EP0573957B1 EP 0573957 B1 EP0573957 B1 EP 0573957B1 EP 93109199 A EP93109199 A EP 93109199A EP 93109199 A EP93109199 A EP 93109199A EP 0573957 B1 EP0573957 B1 EP 0573957B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
nozzle
flow
section
nozzle element
liquid
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP93109199A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0573957A1 (de
Inventor
Günter Max Raml
Frank Löschmann
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP0573957A1 publication Critical patent/EP0573957A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0573957B1 publication Critical patent/EP0573957B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B05B7/149—Spray pistols or apparatus for discharging particulate material with separate inlets for a particulate material and a liquid to be sprayed
    • 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 device for beam processing of materials according to the preamble of patent claim 1.
  • Devices of this type are used, for example, as cleaning devices in the field of facade cleaning or monument conservation.
  • a mixture of air, water and abrasion particles for example sand
  • abrasion particles for example sand
  • relatively high pressure as a result of which the dirt particles adhering to the surface or rust and outer patina layers are removed from metal objects.
  • a problem with sandblasting is that there is often high water consumption, which increases the overall cost of the process.
  • high water consumption there are increased disposal problems, since the water enriched with dirt particles and possible additives must not get into the normal drain, but rather, for example, collected at the foot of the facade by means of suitable containers and in special facilities must be cleaned or reprocessed.
  • a blasting gun is known in which compressed air is used to generate a negative pressure within the blasting gun in order to suck in blasting material through an axially adjustable feed nozzle.
  • the cross section of the inflow openings for the compressed air is changed there by corresponding nozzle assemblies with different diameters.
  • a suction jet gun is known from CH-A-596 956, in which water is fed under pressure to a mixing chamber via a circumferential gap. The treatment agent is sucked in there by the negative pressure generated by the water.
  • the problem with this known device is that its service life is relatively short due to the high wear caused by friction.
  • the invention is therefore based on the object of creating a device according to the preamble of claim 1 which is as simple as possible to suit the respective conditions optimally adaptable admixture of the liquid over a wide setting range with the lowest possible liquid consumption and long service life of the device.
  • the amount of liquid is metered through the liquid inflow opening itself, so that upstream metering elements within the liquid supply line are dispensed with and the latter can be constructed very simply.
  • Another advantage is that the amount of liquid supplied can be adjusted over a wide range and very precisely, since the liquid inflow opening is immediately in front of the cavity in the direction of flow and there are no downstream elements or openings, the shape and size of the inflow conditions into the cavity determine.
  • the liquid inflow opening is designed as a circumferential gap, which enables a very simple manufacture of the liquid inflow opening and a uniform supply of the liquid into the cavity from all sides of the peripheral wall.
  • the liquid inflow opening is aligned in the region of its mouth parallel to the wall of the cavity lying behind the liquid inflow opening in the direction of flow of the blasting material.
  • the liquid supplied to the cavity is hereby deliberately guided along the circumferential wall of the cavity, so that a protective liquid layer forms between the wall of the cavity and the abrasion particles.
  • this layer of liquid the nozzle is significantly less worn by the abrasion particles, which increases its service life.
  • the liquid jacket protecting the peripheral wall of the cavity has a particularly advantageous effect on the life of the device when working at very high pressures. This is the case, for example, when the device is used for jet cutting materials, where, depending on the material to be cut, for example stone, steel, wood, fabrics or any other materials of all degrees of hardness, pressures of 1000 bar or more may be required.
  • the liquid jacket at least largely keeps the abrasion particles away from the peripheral wall of the cavity and considerably reduces the wear on the nozzle.
  • a nozzle element consists of a hollow-cylindrical insert part which is arranged to be axially movable within a nozzle shell, and the other nozzle element consists of a further hollow-cylindrical insert part which is immovably connected to the nozzle shell and which is arranged within the nozzle shell in alignment with the first insert part, the cavity inside the insert parts are designed.
  • the device according to the invention has, in addition to a high abrasion resistance to the blasting material, also a low weight, which improves the handling of the device.
  • only the insert parts can be replaced, while the nozzle jacket and the connection devices provided thereon can continue to be used.
  • flow guide elements are provided on at least one of the two walls of the nozzle elements delimiting the liquid inflow opening, in order to give the liquid flowing into the cavity a spiral flow direction around the central axis of the nozzle.
  • the jet emerging from the nozzle is thereby given a swirl with which the shape of the jet can be influenced in a favorable manner.
  • nozzle 1 shows a nozzle 1 with an elongated, hollow cylindrical nozzle jacket 2, in which two nozzle elements in the form of hollow cylindrical insert parts 3, 4 are provided.
  • the nozzle jacket is connected to a liquid inflow nozzle 5.
  • the nozzle jacket 2 has a continuous longitudinal bore 7, which is arranged centrally to its central axis 6, for receiving the insert parts 3, 4 and consists of a section 9 with an internal thread 8 with an enlarged diameter and a section 10 with a smaller diameter adjoining it in the direction of flow.
  • the two sections 9, 10 are connected to one another via a radial shoulder 11.
  • the insert parts 3, 4 are arranged one behind the other in the flow direction and in alignment with the central axis 6. They delimit with their inner circumferential walls a continuous cavity 12 which has an inlet opening 13 for abrasion particles, for example sand, at the inflow end and an outlet opening 14 for the blasting material at the outlet end.
  • the direction of flow of the abrasion particles entering via the inlet opening 13 is indicated by the arrow 15.
  • the insert part 3 which has the inlet opening 13 is inserted approximately up to the center of the nozzle shell 2 in its longitudinal bore 7 and is arranged to be axially movable therein.
  • the insert part 3 has a section 16 with an enlarged outer diameter, which carries an external thread 17 which can be screwed into the internal thread 8 of the nozzle casing 2.
  • the insert part 3 is provided with a downstream section 18 with a smaller diameter when viewed in the direction of flow, which section is guided axially displaceably within the section 10 of the longitudinal bore 7.
  • a lock nut 19 is screwed onto the section of the external part 17 of the insert part projecting beyond the end face of the nozzle casing 2, whereby the external thread 17 and the internal thread 8 of the nozzle casing 2 are braced against one another can be.
  • the insert 3 can be connected to a supply line (not shown) for the abrasion particles via an end region projecting axially via the lock nut 19.
  • the insert 4 lying in the flow direction behind the insert 3 consists of a tubular sleeve and is fixed within the section 10 of the longitudinal bore 7 by means of a screw, not shown, which is screwed into a radial threaded bore 20 of the nozzle casing 2 and against the outer peripheral wall of the insert 4 presses.
  • the insert parts 3, 4 are dimensioned such that the inside diameter of the insert part 4 is larger than the inside diameter of the insert part 3, but smaller than its outside diameter in an end section 21, which is adjacent to the insert part 4 and to the section 18 of the insert part 3 in the flow direction connects.
  • the insert part 3 is only screwed so far into the nozzle casing 2 that its end facing the insert part 4 still has a certain distance from the adjacent end region of the insert part 4, so that a circumferential, annular gap is present between the two insert parts 3, 4 represents a liquid inflow opening 22 for the liquid supplied via the liquid inflow nozzle 5.
  • the liquid inflow opening 22 is arcuate in longitudinal section and is delimited on the side of the insert 4 by a convex wall 23 which extends from the end of the insert 4 to the inner peripheral wall.
  • the liquid inflow opening 22 is delimited by a concave wall 24, which has approximately the same curvature as the convex wall 23 of the insert part 4 and is provided on the end of the end region 21 facing the insert part 4.
  • the liquid inflow opening 22 runs along and parallel to the inner peripheral wall of the insert part 4, so that the liquid flowing into the cavity 12 receives a flow direction which runs parallel to the inner peripheral wall of the insert part 4.
  • a liquid jacket is produced on this inner peripheral wall, which significantly reduces the wear of the insert 4 due to the blasting material.
  • the orientation of the liquid inflow opening 22 parallel to the circumferential wall can be effected in a simple manner by an axial projection 25 which connects to the concave wall 24 towards the end face of the insert part 3 and can be inserted into the insert part 4 at a radial distance.
  • the outer circumferential surface of the projection 25 runs parallel here to the inner peripheral surface of the insert part 4.
  • the convex wall 23 and / or the concave wall 24 can have inclined webs, not shown, which give the inflowing liquid a spiral flow direction around the central axis 6.
  • the liquid inflow opening 22 is connected to a circumferential annular chamber 26 which is delimited radially inwards by the end section 21 of the insert part 3 and radially outwards by the nozzle jacket 2.
  • the annular chamber 26 is in turn connected to a radial bore 27 of the nozzle casing 2, into which a fastening section of the liquid inflow nozzle 5 can be inserted.
  • the attachment of the liquid inflow nozzle 5 to the nozzle jacket 2 can be carried out, for example, in that the bore 27 is designed as a threaded bore and the fastening section of the liquid inflow nozzle 5 is screwed into the bore 27 until a flange 28 of the liquid inflow nozzle 5 rests on the outer surface of the nozzle jacket 2 .
  • elastic sealing means in the form of O-rings 29 are provided on both sides of the annular chamber, which are located in radial grooves of the nozzle casing 2 lie and are in sealing contact with the outer peripheral surfaces of the insert parts 3, 4.
  • FIG. 2 An embodiment variant of the invention is described in FIG. 2, in which the inflow direction of the wear particles is indicated by the arrow 30.
  • Fig. 1 In contrast to Fig. 1 is in the embodiment of 2 does not have the insert part having the inlet opening 13 axially movable within the nozzle casing 2, but rather the insert part following in the flow direction.
  • the corresponding insert parts are designated 3 ', 4' in FIG. 2.
  • the rest of the structure essentially corresponds to the exemplary embodiment in FIG. 1.
  • the insert parts 3, 3 ', 4, 4' are advantageously made of a wear-resistant material, for example hardened steel, while the casing 2, 2 'can be made of aluminum or plastic.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Nozzles (AREA)
  • Manufacturing Of Micro-Capsules (AREA)
  • Apparatuses For Bulk Treatment Of Fruits And Vegetables And Apparatuses For Preparing Feeds (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Cleaning In General (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Strahlbearbeitung von Materialien gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Derartige Vorrichtungen werden beispielsweise als Reinigungsgeräte im Bereich der Fassadenreinigung oder Denkmalpflege eingesetzt. Hierbei wird ein Gemisch aus Luft, Wasser und Abriebteilchen, beispielsweise Sand, mit relativ hohem Druck gegen die zu reinigenden Oberflächen gesprüht, wodurch die an der Oberflache haftenden Schmutzpartikel bzw. Rost- und äußere Patinaschichten bei Metallgegenständen abgetragen werden. Um dabei das gewünschte Arbeitsergebnis zu erhalten, ist es möglich, das Gemisch mit chemischen Zusatzstoffen anzureichern, Art und Form der Abriebteilchen sowie das Mengenverhältnis der Gemischkomponenten zu variieren und den Druck zu verändern.
  • Ein Problem liegt beim Sandstrahlen darin, daß häufig ein hoher Wasserverbrauch vorliegt, wodurch die Gesamtkosten des Verfahrens erhöht werden. Außerdem entstehen bei einem hohen Wasserverbrauch erhöhte Entsorgungsprobleme, da das mit Schmutzpartikeln und eventuellen Zusatzstoffen angereicherte Wasser nicht in den normalen Abfluß gelangen darf, sondern beispielsweise am Fuß der Fassade mittels geeigneter Behälter aufgefangen und in speziellen Einrichtungen gereinigt bzw. wiederaufbereitet werden muß.
  • Aus der AU-B-25 10 784 ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt, bei der die Flüssigkeitseinströmöffnung aus einzelnen Axialbohrungen besteht, die in Axialrichtung zur Austrittsseite hin konisch zusammenlaufen. Nachteilig ist hierbei jedoch, daß für verschiedene Einsatzzwecke verschiedene Einsatzteile mit unterschiedlichen Bohrungsdurchmessern verwendet werden müssen, je nachdem, welche Flüssigkeitsmengen und Drücke erforderlich sind. Der Austausch und die Bevorratung derartiger Einsätze ist jedoch mit einem erheblichen Zeit- und Kostenaufwand verbunden. Mit demselben Einsatzteil ist die Flüssigkeitsmenge dagegen lediglich über den Flüssigkeitsdruck und nicht in dem gewünschten weiten Bereich veränderbar. Weiterhin ist die Lebensdauer dieser bekannten Strahldüse verschleißbedingt relativ kurz.
  • Aus der DE-U-19 82 295 ist eine Strahlpistole bekannt, bei der Druckluft zum Erzeugen eines Unterdrucks innerhalb der Strahlpistole verwendet wird, um Strahlgut durch eine axial verstellbare Zuführdüse hindurch anzusaugen. Der Querschnitt der Einströmöffnungen für die Druckluft wird dort durch entsprechende Düsenzusammenstellungen mit verschiedenen Durchmessern verändert.
  • Weiterhin ist aus der CH-A-596 956 eine Saugstrahlpistole bekannt, bei der Wasser unter Druck über einen umlaufenden Spalt einer Mischkammer zugeführt wird. Das Behandlungsmittel wird dort durch den vom Wasser erzeugten Unterdruck angesaugt. Problematisch ist bei dieser bekannten Vorrichtung jedoch, daß ihre Lebensdauer aufgrund des reibungsbedingten hohen Verschleißes relativ kurz ist.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die auf möglichst einfache Weise eine den jeweiligen Verhältnissen optimal anpaßbare Zumischung der Flüssigkeit über einen weiten Einstellbereich bei möglichst geringem Flüssigkeitsverbrauch und langer Standzeit der Vorrichtung ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt die Dosierung der Flüssigkeitsmenge durch die Flüssigkeitseinströmöffnung selbst, so daß vorgeschaltete Dosierelemente innerhalb der Flüssigkeitsversorgungsleitung entfallen und diese sehr einfach aufgebaut sein kann. Von Vorteil ist weiterhin, daß die zugeführte Flüssigkeitsmenge über einen weiten Bereich und sehr genau eingestellt werden kann, da die Flüssigkeitseinströmöffnung in Strömungsrichtung unmittelbar vor dem Hohlraum liegt und keine nachgeschalteten Elemente oder Öffnungen vorhanden sind, die durch ihre Form und Größe die Einströmverhältnisse in den Hohlraum bestimmen.
  • Vorteilhaft ist dabei insbesondere, daß auch bei sehr niedrigen Flüssigkeitsdrücken von beispielsweise 5 bar und geringen Flüssigkeitsmengen gearbeitet werden kann, wodurch eine besonders schonende Oberflächenbehandlung ermöglicht wird. Hierdurch ist außerdem für die erfindungsgemäße Vorrichtung ein weiter Einsatzbereich gegeben und es können einerseits die Entsorgungsprobleme und andererseits die Kosten für die Bereitstellung der ungebrauchten Flüssigkeit und für die Entsorgung und Wiederaufbereitung der verschmutzten Flüssigkeit nach der Strahlbehandlung beträchtlich verringert werden. Dieser Aspekt ist gerade hinsichtlich der Umweltverträglichkeit von ganz wesentlicher Bedeutung.
  • Die Flüssigkeitseinströmöffnung ist als umlaufender Spalt ausgebildet, wodurch eine sehr einfache Herstellung der Flüssigkeitseinströmöffnung und eine gleichmäßige Zuführung der Flüssigkeit von allen Seiten der Umfangswand her in den Hohlraum ermöglicht wird.
  • Dabei ist es besonders vorteilhaft, daß die Flüssigkeitseinströmöffnung im Bereich ihrer Mündung parallel zur in Strömungsrichtung des Strahlguts gesehen hinter der Flüssigkeitseinströmöffnung liegenden Wand des Hohlraums ausgerichtet ist. Die dem Hohlraum zugeführte Flüssigkeit wird hierdurch gezielt entlang der Umfangswand des Hohlraums geführt, so daß sich eine Flüssigkeitsschutzschicht zwischen der Wandung des Hohlraums und den Abriebteilchen ausbildet. Aufgrund dieser Flüssigkeitsschicht wird die Düse durch die Abriebteilchen wesentlich weniger abgenutzt, wodurch ihre Lebensdauer erhöht wird.
  • Der die Umfangswand des Hohlraums schützende Flüssigkeitsmantel wirkt sich auf die Lebensdauer der Vorrichtung besonders vorteilhaft aus, wenn mit sehr hohen Drücken gearbeitet wird. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn die Vorrichtung zum Strahlschneiden von Materialien verwendet wird, wo in Abhängigkeit von dem zu schneidenden Material, beispielsweise Stein, Stahl, Holz, Stoffe oder beliebige andere Materialien aller Härtegrade, Drücke von 1000 bar oder mehr erforderlich sein können. Der Flüssigkeitsmantel hält auch hierbei die Abriebteilchen zumindest zum großen Teil von der Umfangswand des Hohlraums fern und vermindert die Abnutzung der Düse ganz erheblich.
  • Vorteilhafterweise besteht ein Düsenelement aus einem hohlzylinderförmigen Einsatzteil, das innerhalb eines Düsenmantels axial bewegbar angeordnet ist, und das andere Düsenelement aus einem weiteren, hohlzylinderförmigen, mit dem Düsenmantel unbewegbar verbundenen Einsatzteil, das innerhalb des Düsenmantels fluchtend zum ersten Einsatzteil angeordnet ist, wobei der Hohlraum innerhalb der Einsatzteile ausgebildet ist.
  • Bei einer derartigen Anordnung ist es möglich, nur die Einzsatzteile aus einem sehr verschleißfesten Material, beispielsweise gehärtetem Stahl, herzustellen, während der Düsenmantel aus einem relativ leichten Material, beispielsAluminium oder Kunststoff, bestehen kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist hierdurch neben einer hohen Abriebfestigkeit gegenüber dem Strahlgut auch ein geringes Gewicht auf, wodurch die Handhabbarkeit der Vorrichtung verbessert wird. Außerdem können gegebenenfalls lediglich die Einsatzteile ausgewechselt werden, während der Düsenmantel und die daran vorgesehenen Anschlußeinrichtungen weiterverwendet werden können.
  • Gemäß einer weiteren vorteihaften Ausführungsform sind an mindestens einer der beiden die Flüssigkeitseinströmöffnung begrenzenden Wände der Düsenelemente Strömungsleitelemente vorgesehen, um der in den Hohlraum einströmenden Flüssigkeit eine spiralförmige Strömungsrichtung um die Mittelachse der Düse herum zu verleihen. Der aus der Düse austretende Strahl erhält hierdurch einen Drall, mit dem die Form des Strahls in günstiger Weise beeinflußt werden kann.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind aus den Unteransprüchen ersichtlich.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise naher erläutert; in dieser zeigt:
    • Fig. 1
    einen teilweise geschnittenen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Düse und
    Fig. 2
    eine Ausbildungsvariante der Düse von Fig. 1.
  • Aus Fig. 1 ist eine Düse 1 mit einem länglichen, hohlzylindrischen Düsenmantel 2 ersichtlich, in dem zwei Düsenelemente in der Form von hohlzylindrischen Einsatzteilen 3, 4 vorgesehen sind. Der Düsenmantel ist mit einem Flüssigkeitseinströmstutzen 5 verbunden.
  • Der Düsenmantel 2 weist zur Aufnahme der Einsatzteile 3, 4 eine mittig zu seiner Mittelachse 6 angeordnete, durchgehende Langsbohrung 7 auf, die aus einem mit einem Innengewinde 8 versehenen Abschnitt 9 mit erweitertem Durchmesser und einem in Strömungsrichtung daran anschließenden Abschnitt 10 mit geringerem Durchmesser besteht. Die beiden Abschnitte 9, 10 sind über eine radiale Schulter 11 miteinander verbunden.
  • Die Einsatzteile 3, 4 sind in Strömungsrichtung hintereinander und fluchtend zur Mittelachse 6 angeordnet. Sie begrenzen mit ihren inneren Umfangswanden einen durchgehenden Hohlraum 12, der am einströmseitigen Ende eine Einlaßöffnung 13 für Abriebteilchen, beispielsweise Sand, und am auslaßseitigen Ende eine Austrittsöffnung 14 für das Strahlgut aufweist. Die Strömungsrichtung der über die Einlaßöffnung 13 eintretenden Abriebteilchen ist mit dem Pfeil 15 gekennzeichnet.
  • Das die Einlaßöffnung 13 aufweisende Einsatzteil 3 ist etwa bis zur Mitte des Düsenmantels 2 in dessen Langsbohrung 7 eingeführt und in dieser axial bewegbar angeordnet. Hierzu weist das Einsatzteil 3 einen Abschnitt 16 mit erweitertem Außendurchmesser auf, der ein in das Innengewinde 8 des Düsenmantels 2 einschraubbares Außengewinde 17 trägt. Weiterhin ist das Einsatzteil 3 mit einem in Strömungsrichtung gesehen nachfolgenden Abschnitt 18 mit geringerem Durchmesser versehen, welcher innerhalb des Abschnitts 10 der Längsbohrung 7 axial verschiebbar geführt.
  • Um die gewünschte relative Position des Einsatzteils 3 bezüglich des Düsenmantels 2 festlegen zu können, wird auf den über die Stirnseite des Düsenmantels 2 hinausstehenden Abschnitt des Einsatzteil-Außengewindes 17 eine Kontermutter 19 aufgeschraubt, wodurch das Außengewinde 17 und das Innengewinde 8 des Düsenmantels 2 gegeneinander verspannt werden können.
  • Über einen über die Kontermutter 19 axial vorstehenden Endbereich kann das Einsatzteil 3 an eine nicht dargestellte Versorgungsleitung für die Abriebteilchen angeschlossen werden.
  • Das in Strömungsrichtung gesehen hinter dem Einsatzteil 3 liegende Einsatzteil 4 besteht aus einer rohrförmigen Hülse und ist innerhalb des Abschnitts 10 der Längsbohrung 7 mittels einer nicht dargestellten Schraube festgelegt, welche in eine radiale Gewindebohrung 20 des Düsenmantels 2 eingeschraubt wird und gegen die äußere Umfangswand des Einsatzteils 4 drückt.
  • Die Einsatzteile 3, 4 sind so bemessen, daß der Innendurchmesser des Einsatzteils 4 größer als der Innendurchmesser des Einsatzteils 3, jedoch kleiner als dessen Außendurchmesser in einem Endabschnitt 21 ist, welcher dem Einsatzteil 4 benachbart ist und an den Abschnitt 18 des Einsatzteils 3 in Strömungsrichtung anschließt.
  • Das Einsatzteil 3 wird lediglich so weit in den Düsenmantel 2 eingeschraubt, daß sein dem Einsatzteil 4 zugewandtes Ende zum benachbarten Endbereich des Einsatzteils 4 noch einen gewissen Abstand aufweist, so daß zwischen den beiden Einsatzteilen 3,4 ein umlaufender, ringförmiger Spalt vorhanden ist, der eine Flüssigkeitseinströmöffnung 22 für die über den Flüssigkeitseinströmstutzen 5 zugeführte Flüssigkeit darstellt.
  • Die Flüssigkeitseinströmöffnung 22 ist im Längsschnitt bogenförmig ausgebildet und wird auf der Seite des Einsatzteils 4 durch eine konvexe Wand 23 begrenzt, die sich von der Stirnseite des Einsatzteils 4 bis zur inneren Umfangswand erstreckt. Auf der Seite des Einsatzteils 3 wird die Flüssigkeitseinströmöffnung 22 durch eine konkave Wand 24 begrenzt, welche etwa die gleiche Krümmung wie die konvexe Wand 23 des Einsatzteils 4 aufweist und an dem dem Einsatzteil 4 zugewandten Ende des Endbereichs 21 vorgesehen ist.
  • Im Bereich ihrer Mündung verläuft die Flüssigkeitseinströmöffnung 22 entlang der inneren Umfangswand des Einsatzteils 4 und parallel zu dieser, so daß die in den Hohlraum 12 einströmende Flüssigkeit eine Strömungsrichtung erhält, die parallel zur inneren Umfangswand des Einsatzteils 4 verläuft. Hierdurch wird an dieser inneren Umfangswand ein Flüssigkeitsmantel erzeugt, der den strahlgutbedingten Verschleiß des Einsatzteils 4 bedeutend herabsetzt.
  • Die umfangswandparallele Ausrichtung der Flüssigkeitseinströmöffnung 22 kann auf einfache Weise durch einen axialen Vorsprung 25 bewirkt werden, der an die konkave Wand 24 zur Stirnseite des Einsatzteils 3 hin anschließt und mit radialem Abstand in das Einsatzteil 4 einführbar ist. Die äußere Umfangsfläche des Vorsprungs 25 verläuft hierbei parallel zur inneren Umfangsfläche des Einsatzteils 4.
  • Die konvexe Wand 23 und/oder die konkave Wand 24 können nicht dargestellte, schrägstehende Stege aufweisen, die der einströmenden Flüssigkeit eine spiralförmige Strömungsrichtung um die Mittelachse 6 herum verleihen.
  • An ihrem einströmseitigen Ende steht die Flüssigkeitseinströmöffnung 22 mit einer umlaufenden Ringkammer 26 in Verbindung, die radial nach innen durch den Endabschnitt 21 des Einsatzteils 3 und radial nach außen durch den Düsenmantel 2 begrenzt wird. Die Ringkammer 26 ist wiederum mit einer radialen Bohrung 27 des Düsenmantels 2 verbunden, in die ein Befestigungsabschnitt des Flüssigkeitseinströmstutzens 5 eingeführt werden kann. Die Befestigung des Flüssigkeitseinströmstutzens 5 am Düsenmantel 2 kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß die Bohrung 27 als Gewindebohrung ausgeführt ist und der Befestigungsabschnitt des Flüssigkeitseinströmstutzens 5 so weit in die Bohrung 27 eingeschraubt wird, bis ein Flansch 28 des Flüssigkeitseinströmstutzens 5 an der Außenfläche des Düsenmantels 2 anliegt.
  • Um zu verhindern, daß Flüssigkeit von der Ringkammer 26 in die Fuge zwischen dem Düsenmantel 2 und dem Einsatzteil 3 bzw. 4 eintritt, sind beiderseits der Ringkammer 26 elastische Dichtungsmittel in der Form von O-Ringen 29 vorgesehen, die in radialen Nuten des Düsenmantels 2 liegen und mit den äußeren Umfangsflächen der Einsatzteile 3, 4 in Dichtkontakt stehen.
  • In Fig. 2 ist eine Ausführungsvariante der Erfindung beschrieben, bei der die Einströmrichtung der Abriebteilchen durch den Pfeil 30 gekennzeichnet ist.
  • Im Unterschied zu Fig. 1 ist beim Ausführungsbeispiel von Fig.2 nicht das die Einlaßöffnung 13 aufweisende Einsatzteil axial beweglich innerhalb des Düsenmantels 2 angeordnet, sondern das in Strömungsrichtung nachfolgende Einsatzteil. Die entsprechenden Einsatzteile sind in Fig. 2 mit 3', 4' bezeichnet.
  • Die axiale Festlegung des Einsatzteils 4 innerhalb des Düsenmantels 2' erfolgt hier mittels einer Überwurfmutter 31, die mit ihrem axialen Abschnitt 31a auf ein entsprechendes Außengewinde 17' des Düsenmantels 2' aufschraubbar ist und mit einem radial nach innen vorstehenden Abschnitt 31b an einer radialen Schulter 33 anliegt, die im abströmseitigen Endbereich des Einsatzteils 4' und an dessen Außenumfang vorgesehen ist.
  • Hierbei kann es genügen, das Einsatzteil 4' lediglich in Abströmrichtung festzulegen, da das Einsatzteil 4' durch den in der Ringkammer 26 bestehenden Überdruck lediglich in diese Richtung gedrängt wird.
  • Ein Dichtungsring 34 zwischen der Überwurfmutter 31 und dem Düsenmantel 2' verhindert, daß Schmutz von außen her in den Spalt zwischen dem Düsenmantel 2' und der Überwurfmutter 31 eindringen und zum Gewinde 32 gelangen kann.
  • Der übrige Aufbau entspricht im wesentlichen dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1.
  • Die Einsatzteile 3, 3', 4, 4' werden günstigerweise aus einem verschleißfesten Material, beispielsweise gehärteten Stahl, hergestellt, während der Mantel 2, 2' aus Aluminium oder Kunststoff bestehen kann.

Claims (11)

  1. Vorrichtung zur Strahlbearbeitung, insbesondere zum Strahlreinigen oder Strahlschneiden, von Materialien mittels eines mit einer Flüssigkeit vermischte, insbesondere granulatartige Abriebteilchen enthaltenden Strahlguts, bestehend aus einer Düse (1, 1') mit einem durchgehenden Hohlraum (12), welche an einem Ende eine Einlaßöffnung (13) aufweist, die mit einer der Düse (1, 1') die Abriebteilchen unter erhöhtem Druck zuführenden Versorgungseinheit verbunden ist, sowie am anderen Ende eine Austrittsöffnung (14) für das Strahlgut und eine zwischen der Einlaß- und Austrittsöffnung (13, 14) angeordnete, mit einer Versorgungsleitung für die Flüssigkeit in Verbindung stehende Flüssigkeitseinströmöffnung (22) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Flüssigkeitseinströmöffnung (22) als umlaufender Spalt ausgebildet ist und von zwei relativ zueinander axial bewegbaren und in verschiedenen Axiallagen feststellbaren Düsenelementen (3, 3', 4, 4') begrenzt und der durchflossene Querschnitt der Flüssigkeitseinströmöffnung (22) durch die Relativbewegung dieser Düsenelemente (3, 3', 4, 4') veränderbar ist, wobei der Hohlraum (12) im wesentlichen zylinderförmig ist und das eine Düsenelement (3, 3') in Strömungsrichtung gesehen vorne mit einem Abschnitt konstanten Außendurchmessers endet, der kleiner ist sowohl als derjenige des sich an ihm anschließenden Teils des einen Düsenelements (3, 3') als auch als derjenige des Hohlraums (12), so daß die Flüssigkeitseinströmöffnung (22) im Bereich ihrer Mündung parallel zur in Strömungsrichtung des Strahlguts gesehen hinter der Flüssigkeitseinströmöffnung (22) liegenden Wand des Hohlraums (12) ausgerichtet ist und ein diese Wand des Hohlraums (12) schützender Flüssigkeitsmantel gebildet wird.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Düsenelement (3, 3') im Anschluß an den vorderen Abschnitt konstanten Außendurchmessers eine im Längsschnitt geradlinige oder bogenförmige äußere Umfangs- oder Stirnfläche (24) aufweist, die zusammen mit einer hierzu beabstandeten, gegenüberliegenden Umfangs- oder Stirnfläche (23) des anderen Düsenelements (4, 4') die Flüssigkeitseinströmöffnung (22) begrenzt, wobei der vordere Abschnitt konstanten Außendurchmessers des einen Düsenelements (3, 3') zumindest teilweise in den Hohlraum (12) des anderen Düsenelements (4, 4') einführbar ist.
  3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Düsenelement aus einem hohlzylinderförmigen Einsatzteil (3, 4') besteht, das innerhalb eines Düsenmantels (2, 2') axial bewegbar angeordnet ist, und das andere Düsenelement entweder aus einem weiteren, hohlzylinderförmigen, mit dem Düsenmantel (2, 2') unbewegbar verbundenen Einsatzteil (4, 3') besteht, das innerhalb des Düsenmantels (2, 2') fluchtend zum ersten Einsatzteil (3, 4') angeordnet ist, oder aus dem Düsenmantel (2, 2') selbst, wobei der Hohlraum (12) innerhalb der Einsatzteile (3, 3', 4, 4') bzw. innerhalb des beweglichen Einsatzteils (3, 4') und des Düsenmantels (2, 2') ausgebildet ist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegbare Düsenelement (3) ein Außengewinde (17) aufweist und in eine im Düsenmantel (2) vorgesehene Längsbohrung (7) mit Innengewinde (8) einschraubbar ist, sowie vorzugsweise mittels einer auf ihr Außengewinde (17) aufschraubbaren und am Düsenmantel (2) zur Anlage bringbaren Kontermutter (19) feststellbar ist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegbare Düsenelement (4') in Strömungsrichtung hinter dem feststehenden Düsenelement (3') angeordnet und zumindest in Strömungsrichtung durch eine auf den Düsenmantel (2') aufschraubbare Überwurfmutter (31) gehaltert ist.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitseinströmöffnung (22) mit einer vorgeschalteten, umlaufenden Ringkammer (26) verbunden ist, die vorzugsweise um einen vorderen Endbereich (21) des in Strömungsrichtung gesehen hinteren Düsenelements (3, 3') herum ausgebildet ist.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einer der beiden die Flüssigkeitseinströmöffnung (22) begrenzenden Wände (23, 24) der Düsenelemente (3, 3', 4, 4') Strömungsleitelemente vorgesehen sind, um der in den Hohlraum (12) einströmenden Flüssigkeit eine spiralförmige Strömungsrichtung um die Mittelachse (6) der Düse (1) herum zu verleihen.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsleitelemente aus schräg zur Mittelachse (6) der Düse (1, 1') angeordneten, vorzugsweise über den gesamten Umfang der Flüssigkeitseinströmöffnung (22) herum gleichmäßig verteilten Stegen bestehen.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich das in Strömungsrichtung gesehen hintere Düsenelement (3, 3') bis etwa zur Mitte der Düse (1) erstreckt und einen ersten Hohlraumabschnitt mit konstantem kreisförmigem Querschnitt aufweist, der kleiner ist als ein zweiter Hohlraumabschnitt mit konstantem, kreisförmigem Querschnitt, der innerhalb des nachfolgenden Düsenelements (4, 4') vorgesehen ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das feststehende Düsenelement (4, 3') mittels einer Schraube innerhalb des Düsenmantels (2, 2') festgelegt ist, die in eine im Düsenmantel (2, 2') vorgesehene radiale Gewindebohrung (20) einschraubbar und mit der äußeren Umfangsfläche des Düsenelements (4, 3') in Kontakteingriff bringbar ist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenelemente (3, 3', 4, 4') aus einem harten Material, beispielsweise gehärtetem Stahl, und der Düsenmantel (2, 2') aus einem relativ leichten Material, beispielsweise Aluminium oder Kunststoff, bestehen.
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