EP0800440A1 - Vorrichtung zum dosieren von körnigen, rieselfähigen materialien, insbesondere strahlmittel - Google Patents

Vorrichtung zum dosieren von körnigen, rieselfähigen materialien, insbesondere strahlmittel

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EP0800440A1
EP0800440A1 EP96938116A EP96938116A EP0800440A1 EP 0800440 A1 EP0800440 A1 EP 0800440A1 EP 96938116 A EP96938116 A EP 96938116A EP 96938116 A EP96938116 A EP 96938116A EP 0800440 A1 EP0800440 A1 EP 0800440A1
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EP
European Patent Office
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blasting
screw
boiler
pitch
speed
Prior art date
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EP96938116A
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EP0800440B1 (de
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Heinz Ruholl
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Heinrich Schlick GmbH
Original Assignee
Heinrich Schlick GmbH
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Publication of EP0800440B1 publication Critical patent/EP0800440B1/de
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    • B24C7/00—Equipment for feeding abrasive material; Controlling the flowability, constitution, or other physical characteristics of abrasive blasts
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    • B24C7/0061—Equipment for feeding abrasive material; Controlling the flowability, constitution, or other physical characteristics of abrasive blasts the abrasive material being fed in a gaseous carrier with control of feed parameters, e.g. feed rate of abrasive material or carrier of feed pressure
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    • 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

Definitions

  • the invention relates to a device for dosing granular, free-flowing materials, in particular blasting media for processing workpieces, large areas or the like.
  • a device of the type mentioned is known from EP-A-0 578 132.
  • a blasting agent feed is arranged under a boiler that is filled with blasting agent.
  • the blasting agent feed consists of a screw tube in which a dosing screw is arranged.
  • the blasting agent conveyed by the dosing screw falls through a pipe arranged at the end of a delivery area.
  • a flow sensor is arranged on the tube and feeds the recorded measurement signals to an evaluation unit.
  • the evaluation unit evaluates the measurement signals and compares the evaluation result with target values.
  • the rotational speed of the dosing screw is set with the aid of the evaluation results.
  • a cleaning device is known from US Pat. No. 2,365,250, in which a mixing element is arranged under a blasting agent feed of a blasting agent funnel.
  • the mixing element consists of a transverse and a longitudinal bore, which are connected to a mixing chamber.
  • a nipple is mounted in the bore, the tip of which is arranged behind the connection point of the cross bore and thus 5 outside the mixing chamber and thus ends in front of an adapter.
  • a cable with a relatively large inner diameter is connected to the adapter.
  • the compressed air flowing into the mixing chamber only creates a vacuum compared to the blasting material flowing into the mixing chamber.
  • the blasting material is sucked in by the vacuum and pressed into the pipe.
  • the longitudinal bore must be directed downwards, because the delivery pressure exerted on the line is so low that the length of the line and thus the The effect of the blasting material is limited.
  • at least steam must be added.
  • a shot peening device which comprises a screw conveyor with an inlet which is supplied with granular medium via a funnel.
  • the screw conveyor is driven by a stepper motor to advance the medium fed into the inlet to an outlet line at a precisely controlled speed.
  • the engine is controlled by a computer so that a programmed flow rate exits the outlet line.
  • a capacitive proximity switch is provided in the outlet line to determine if the outlet is blocked.
  • EP-A-0 218 869 discloses a device for uniformly dosing granular abrasive in pneumatically operating abrasive systems.
  • blasting agent is kept in stock in a closed, pressure-resistant vessel.
  • a screw conveyor is arranged under an outlet funnel of the boiler and rotates in a horizontal screw tube.
  • the receiving area of the screw conveyor detects abrasive and delivers it to the delivery area.
  • the screw tube is connected to a pipe into which the blasting agent is fed becomes. Since the pipeline is pressurized with compressed air, the blasting agent is carried along to the feed circuit stream and guided to the blasting nozzle.
  • a device is provided to compensate for the pressure gradient from the inside of the closed boiler to the inside of the screw tube up to the delivery line.
  • the material in particular the blasting agent, is effectively mixed with the incoming compressed air. This prevents a different material concentration at the jet nozzle.
  • every single grain of the material is "exposed" and at high speed
  • Jet nozzle supplied The mixing chamber can be adapted to a wide variety of materials due to the adjustability of the driving nozzle. Depending on the material to be used, the driving nozzle is either rotated further into or out of the mixing chamber. This ensures a changeable mixing chamber.
  • the diffuser conveyor insert ensures that the material-compressed air mixture is given a high jet speed.
  • the metering device can be designed as a vibration conveyor or metering screw.
  • the metering screw is provided with a two-speed screw spiral, the pitch of which can be repositioned towards the delivery area and which tapers from the beginning of the two-speed spiral pitch to the end of the two-pitch spiral pitch.
  • the pitch of the two-speed screw spiral can be designed in two ways.
  • the pitch of the two-speed helical spiral continuously decreases from the two-speed spiral pitch end with the reduction of the first sections.
  • the pitch of the two-speed screw helix increases continuously from the beginning of the helix pitch to the end of the helix pitch with the enlargement of second sections.
  • the dosing screws in the screw tube can be rearranged from the start of the two-turn pitch to the end of the two-pitch pitch below the receiving area.
  • Dosing screw used By continuously reducing the size of the helix sections due to the tapering of the slope, the jet agent is compressed and the uniform metering in the delivery area is promoted.
  • a metering screw of the second embodiment with the two-speed helical pitch start is positioned below the receiving area. This repositioning of the incline compared to the first embodiment of the metering screw ensures that the incoming flour-like material, in particular blasting agent, falls onto the narrower sections of the metering screw. Due to the continuously increasing sections of the two-speed helix, the material lies ever flatter in the individual
  • the dosing screw of the first embodiment In order to also be able to effectively “wash out” the dosing screw of the first embodiment, it is used repositioned in the spiral housing. As a result, instead of the two-speed spiral pitch start, the two-speed spiral pitch end comes under the receiving area. Due to the enlarging sections of the two-speed screw turning device, there is essentially no resistance to the flushing compressed air. Rather, here too, the reverse course of the two-speed screw spiral ensures that the compressed air becomes more effective, so that all abrasive residues can be removed.
  • a pressure compensation line is connected to the first boiler, a pressure compensation line connection of the blasting agent supply and the driving nozzle of the mixing chamber.
  • the pressure compensation line ensures that the material, especially the blasting agent, flows evenly.
  • a second boiler is arranged above the first boiler. With the aid of the second boiler, it is possible to refill material, in particular blasting media, during an ongoing blasting process without affecting its quality or continuing the blasting process without interruption.
  • first boiler, the second boiler and the propellant nozzle are connected to a compressed air line.
  • the entire system can be operated with a compressed air source.
  • a threaded ring can be arranged on the rear wall of the chamber an external thread attached to the driving nozzle is adjustable.
  • the material connection point between the downpipe and chamber tube can be designed as a material feed connection. This ensures that the incoming abrasive can fall further into the mixing chamber of the mixing chamber in free fall.
  • the material connection point between the downpipe and chamber tube can also be designed as a material feed double funnel. This is. a desired concentration of the material arriving from the downpipe is possible. The narrower the cross section from the funnel inlet to the funnel outlet, the more likely it is that the material can be concentrated.
  • the use of the double funnel also has a metering function. If the blasting agent dosage fails via the dosing screw, dosing can be carried out for a transitional period.
  • the diffuser conveyor insert is divided into a diffuser and an adjoining mixing tube.
  • the diffuser is arranged behind the mixing space which can be changed by the driving nozzle. This ensures that the material and compressed air mixture produced in the mixing room is reliably forwarded to the jet nozzle at a corresponding speed.
  • the driving nozzle can be arranged interchangeably.
  • the evaluation unit consists of the following parts: a correlator with a choice of abrasive that is applied to the flow sensor, a syslin controller that is connected to the correlator i ⁇ t, - a control unit which is arranged bidirectionally on the sysline controller and in each case unidirectionally on the blasting agent selection of the correlator and the controllable drive of the repositionable metering screw.
  • the higher-level control unit has the option of automatically calling up these different blasting agents on the correlator.
  • the system controller ensures that the respective blasting process is started directly with the specified setpoint. This shortens the irradiation time by about 35 s.
  • SIEGEL discloses an injector sluice which consists of four parts.
  • a driving nozzle which is followed by a mixing chamber.
  • the driving jet emerging from the driving nozzle widens conically before it flows into a mixing tube.
  • the kinetic energy of the air is converted into pressure in a subsequent diffuser. If the back pressure in a subsequent delivery line is low, the injector sluice can act as a suction-pressure injector.
  • the injector sluice is only used as a pneumatic conveying system for conveying conveyed goods from containers.
  • FIG. 2 shows a mixing chamber for a jet device according to FIG. 1 in a sectional, schematic illustration
  • FIG. 3 shows a section through a mixing chamber according to FIG. 2 along the line III-III in a schematic representation
  • FIG. 4 shows an enlarged representation of a detail X from the mixing chamber shown in FIG. 3 and
  • FIG. 1 A beam device according to the invention is shown in FIG. 1
  • a boiler 1 denotes a lower boiler and 2 denotes an upper boiler.
  • the upper boiler 2 is closed by a shut-off valve 3 '.
  • a butterfly valve 3 is arranged between the upper boiler 2 and the lower boiler 1.
  • Both boilers have an essentially funnel-shaped shape and are hermetically sealed by a roof. In them there is a blasting medium 30 as a granular, free-flowing material.
  • a maximum fill level probe 4 ' is arranged on the side of the boiler 2 in order to be able to determine the maximum fill level of the blasting medium 30.
  • a max. Filling level probe 4 and a min. Filling level probe 5 are installed on the boiler 1, with their To be able to determine the maximum and minimum level of blasting agent in the boiler 1.
  • a blasting agent feed 6 is arranged underneath the boiler 1, interrupted by a further butterfly valve 3 ′′.
  • the blasting agent supply consists of a screw tube 66 and a metering screw 60, 60 'rotating therein.
  • the dosing screw 60 carries screw spirals 65 and 65 'on a screw shaft 61 which is connected to a rotary shaft 61'.
  • the worm coils 65 and 65 ' are integrally connected to the worm shaft 61.
  • the helical coils 65, 65 ' are relatively large at the beginning of the two-turn pitch 70, 70' compared to those at the end of the two-pitch pitch 71, 71 '. 5a and 5b, these diameters are defined as D1 and D2.
  • Screw tube 66 is a tube connection 69 which forms a delivery area for the blasting medium 30 conveyed by the dosing screw ::. It is essential to the invention that the two-pitch slope start 70 according to FIG. 5a is positioned under the boiler connection nozzle 67 and the two-pitch slope end 71 is positioned opposite the pipe connection 69 or, as shown in FIG. 5b, the two-pitch spiral pitch End 71 below the boiler connector 67 and the two-start spiral pitch 70 can be opposite the pipe connection 69.
  • the metering screw 60, 60 'of the abrasive feed 6 is driven by a DC motor 7.
  • the DC motor 7 is designed with a gear or a thyristor control or even as a geared motor.
  • the DC motor 7 is connected via a speedometer 8. This ensures that the rotational speed of the rotary screw 60 can be moved steplessly and with a set number of revolutions with almost 100% synchronism.
  • a downpipe 28 is arranged on the pipe connection 69. It consists of a lead section 9 to which a flow sensor 10 connects. After the flow sensor 10, a follow-up section 11 is arranged.
  • the flow sensor 10 uses a measured value capacitor for taking measured values.
  • the absolute change in capacity - caused by solid particles of the blasting agent 30 per unit space in the measuring capacitor - compared to the previously measured empty tube capacity is proportional to the blasting agent throughput.
  • the change in capacitance caused by the abrasive throughput is converted into an interference-free pulse-frequency modulation signal and passed on to a connected correlator 25.
  • a blasting agent selection S1,... S8 is connected to the correlator 25.
  • a control unit 24 connected to the blasting agent selection S1,... Has the possibility of automatically calling up these eight different blasting agents 30 at the correlator 25.
  • the control unit 24 is also connected to a Sysliner.
  • the sysliner controller is a microprocessor-controlled universal controller for controlled systems. It is also connected to the correlator 25 and to the DC motor 7 via a 4-quadrant controller 24.
  • the 4-quadrant controller 24 is connected to the network N via a transformer 23. It should be emphasized that the syslin controller immediately controls the specified setpoint when starting, so that the irradiation time is reduced by approx. 35 s.
  • a mixing chamber 12 connects to the trailing section 11 of the downpipe 28.
  • the mixing chamber 12 is shown in detail in FIGS. 2 and 3. It consists of a chamber pipe 123 on which there is a material feed connection 125 to which the run-on section 11 of the downpipe 28 is connected directly.
  • the chamber tube 123 is closed at one end with a chamber rear wall 130.
  • a threaded ring 122 is positioned on the chamber rear wall 130.
  • An adjustable driving nozzle 121 is guided through the threaded ring 122 and the chamber rear wall 130. In order to be able to ensure a continuous adjustment, it has an external thread 122 'on its outside. In order to make it easier to replace the driving nozzle after wear, the chamber rear wall 130 can be detached from the chamber tube 123 with locking screws 133, as also shown in FIG. 4.
  • a diffuser delivery insert 124 is arranged from the opposite end of the chamber tube 123, to which a blasting hose 13 with a blasting nozzle 14 connects. In order to facilitate replacement after wear, the diffuser conveyor insert 124 is detachably connected to the vacuum tube 123.
  • the mixing chamber 12 is divided into the following areas by the individual parts described:
  • a mixing chamber 126 which extends from the outlet of the driving nozzle 121 to the beginning of the diffuser conveying insert 124,
  • a diffuser 127 which conically reduces the inner cross section of the chamber tube 123 to the inner diameter of the jet hose 13,
  • a delivery pipe 129 which is realized by the blasting hose 13.
  • the mixing chamber 126 can be adjusted by the changeable driving nozzle 121. It is designed in such a way that the outflow losses are kept at zero. This makes it possible to convert the full pressure into speed energy. The kinetic energy is converted into pressure in the adjoining diffuser 127. In the subsequent section of the mixing tube 128, the compressed air and the blasting medium 30 are thoroughly mixed, so that a compressed air / blasting medium mixture leaves the mixing chamber 12, which reaches the blasting nozzle at high speed. By this mixing is ge ⁇ ichert that each grain of the abrasive can get full Z for validity.
  • the driving nozzle 121 of the mixing chamber 12 is connected to a compressed air line 29.
  • the compressed air line 29 also connects the boiler 1 via a ventilation valve 18 and the upper boiler 2 via a further ventilation valve 19 and an adjoining air throttle 21.
  • One after the branch to the boiler 2 vent valve arranged in the compressed air line 29 secures the area of the other lines per se.
  • a compressed air connection 17 is installed directly behind the driving nozzle 121 of the mixing chamber 12, which is guided via a pressure regulator 15. With the help of a manometer 16, the pressure of the compressed air flowing into the driving nozzle can be measured. A pressure manometer 16 ', on the other hand, measures the pressure of the compressed air arriving from the compressed air connection 17.
  • the pressure compensation line 28 ensures that the same pressure prevails at all the points at which blasting agent 30 flows. This prevents secondary blasting media from being conveyed by possible air movements.
  • Blasting agent 30 is introduced into the upper boiler 2 via the butterfly valve 3 '.
  • the blasting medium 30 flows to the funnel-shaped outlet of the boiler 2 and reaches the interior of the lower boiler 1 when the shut-off valve 3 is open.
  • the blasting medium flowing in exceeds the measuring space of the min filling probe 5 and then that of the max filling probe 6. If the If the measuring point of the max filling probe 4 is exceeded, the locking flap 3 is closed by a drive.
  • the blasting process begins by means of an opener, the shut-off valve 3 ". Blasting medium 30 flows towards the blasting medium feed 6.
  • the abrasive 30 reaches the two-start spiral pitch start 70 via the boiler connection piece 67.
  • the rotation means that the abrasive becomes the abrasive according to the speed of the dosing screw 60 and due to the first wider section 64.1 in the following sections up to section 64.n forward (to the left in Fig. 5a).
  • the abrasive begins to emerge in the last sections 64 and then completely leave the metering screw in the last section.
  • the conical tapering of the metering screw 60 at the end ensures that the two-speed screw spiral 25, 25 'runs out evenly.
  • an aluminum oxide 320 is used instead of a very granular, in particular round, and therefore very easily flowable blasting agent 30, which is hygroscopic and, moreover, not free-flowing due to the flour-like structure, positioning of the
  • Dosing screw 60 according to FIG. 5a for a clumping of the blasting medium 30 The aluminum oxide 320 striking the broader sections 61, ... is compressed more and more with decreasing volume towards the sections 64.n, so that the two-speed spiral pitch increases End 71 form coherent strips which, due to the rotation of the dosing screw 60 as clumps, are in no way suitable for further processing in this constellation.
  • the dosing screw 60 is removed and the dosing screw 6C, which is already covered and shown in FIG. 5b, is inserted.
  • the flour-like aluminum oxide 320 reaches the narrow sections 64 '.1 at the beginning of the two-turn helix 70'. Because the sections are becoming ever larger, the rotating dosing screw 60 'here loosens up and pulverizes, ie separates the individual aluminum oxide grains from a coherent pile.
  • the aluminum oxide 320 as the blasting agent 30 used lies ever further apart on the bottom of the screw shaft 61 of the metering screw 60'. In conjunction with the rotary movements of the dosing screw, the individual grains are separated from one another.
  • the positioned and isolated blasting agent 30 reaches the pipe connection 69.
  • the blasting agent 30 falls freely through the downpipe 28.
  • the reverse slope of the dosing screw 60 'releases the aluminum oxide 320 the flow rate is even given.
  • the blasting agent 30 receives a correspondingly uniform speed.
  • the latter adjusts the dosing screw 60 in such a way that the required amount of blasting agent m reaches the material feed connection 125 of the mixing chamber 12, in order to then fall freely into the mixing chamber 126 again.
  • the blasting agent 30 is entrained by the compressed air emerging from the driving nozzle 121 and into the diffuser
  • the compressed air and the blasting medium receive one in the diffuser 127 required speed, which can be regulated by the position of the driving nozzle 121 in the mixing space 126.
  • blasting agent and compressed air are effectively swirled together. Since there is no laminar, but a turbulent flow in this section, it is ensured that each grain of the abrasive 30, even if it has the negative flow properties of aluminum oxide 320, is fully isolated.
  • the compressed air / blasting agent mixture leaves the blasting nozzle 14 at a very high speed, which, as already explained, can be regulated by the position of the driving nozzle 121.
  • the pressure compensation line 27 ensures that the same pressure prevails in the boiler 1, the blasting agent feed 6 and the blasting chamber 12. If the blasting medium is removed, it can be refilled from the upper boiler 2 without interrupting the blasting process by opening the shut-off valve 3.
  • the dosing screw 60 is positioned in the screw tube 66 so that the two-turn helix slope end 71 is positioned opposite the boiler connecting piece ⁇ 7 and the two-turn helix slope start 70 at the pipe connection 67 (cf. FIG. 5b) the metering screw 60 'ensures that there is no resistance to the compressed air used in the flushing process. Rather, the reversely positioned slope of the two-speed screw spiral 65 promotes
  • the driving nozzle 121 is attacked in the course of the individual jet processes.
  • the angular ends shown in FIGS. 2 and 3 round off, as a result of which the speed
  • the driving nozzle 121 is either unscrewed and replaced by a new one.
  • the entire chamber rear wall 130 is loosened by loosening the locking screws 133 (see FIG. 4) from the mixing tube 128 and by a new chamber rear wall 130 with a threaded ring 122 attached thereto and one therein new propellant nozzle 121 replaced.
  • Such a general exchange can also be carried out if the
  • a driving nozzle 121 with a different inside diameter is required to generate other speed values.
  • a test run is carried out before using a new blasting agent 30. Based on empirical values, the metering screw 60 or 60 'is used and the expected speed of rotation is preset.
  • the driving nozzle is then brought into the correct position in order to give the mixing space 126 the desired size for driving the blasting medium 30. Once the correct position of the driving nozzle 121 has been determined, it is locked so that no adjustments can occur during series work.

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Description

Vorrichtung zum Dosieren von körnigen, rieselfähigen Materialien, insbesondere Strahlmittel
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Dosieren von körnigen, rieselfähigen Materialien, insbesondere Strahl- mittel für eine Bearbeitung von Werkstücken, großen Flächen oder dergleichen.
Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der EP-A-0 578 132 bekannt. Unter einem Kessel, der mit Strahlmittel gefüllt ist, ist eine Strahlmittelzuführung angeordnet. Die Strahlmittelzuführung besteht aus einem Schneckenrohr, in dem eine Dosierschnecke angeordnet ist. Das von der Dosierschnecke beförderte Strahlmittel fällt durch ein am Ende eines Abgabebereichs angeordne- tes Rohr. Am Rohr ist ein Durchflußaufnehmer angeordnet, der aufgenommene Meßsignale einer Auswerteeinheit zuführt. Die Auswerteeinheit wertet die Meßsignale aus und vergleicht das Auswerteergebnis mit Sollwerten. Mit Hilfe der Auswerteergebnisse wird die Drehgeschwindig- keit der Dosierschnecke eingestellt.
Diese Vorrichtung hat sich bewährt. Auch wenn die Dosier- schnecke eine Zweigang-Schneckenwendel aufweist, reicht das nicht aus, um alle körnigen, rieselfähigen Materia- lien für einen Bearbeitungsvorgang einzusetzen. Sehr feinkörnige Materialien weisen ein mehlähnliches Verhal¬ ten auf. Die Zweigang-Schneckenwendel der Dosierschnecke
ORIGINAL UNTERLAGEN sorgt mit ihrem εich verjüngenden Schneckenende bei die¬ sen Materialien nicht für eine gleichmäßige Dosierung, sondern drückt die mehlähnlichen Materialien zusammen, so daß das Strahlmittel klumpenweise das Fallrohr pas- ° siert. Hierdurch wird die Funktion des Durchflußaufneh¬ mers und der mit ihm zusammenarbeitenden Auswerteeinheit empfindlich gestört. Der Durchflußaufnehmer stellt höchste und niedrigste Materialdichten fest, so daß die Auswerteeinheit die Dosierschnecke auf Null-Umdrehungen (^ oder Maximal-Umdrehungen einstellt.
Verbesserungswürdig ist darüber hinaus der Transport des aus dem Fallrohr kommenden Materials zur Strahldüse. Da durch, daß die ankommenden Materialmengen einfach nur 5 weggeblasen werden, ist eine vereinzelte und gezielte Wirkung jedes einzelnen Korns nicht gegeben.
Aus der US 2,365,250 ist eine Reinigungseinrichtung bekannt, bei der unter einer StrahlmittelZuführung eineε 0 Strahlmitteltrichters ein Mischglied angeordnet ist. Das Mischglied besteht aus einer Quer- und einer Längs¬ bohrung, die mit einer Mischkammer verbunden sind. In die Bohrung ist ein Nippel montiert, der mit seiner Spitze hinter der Verbindungsstelle der Querbohrung und 5 damit außerhalb der Mischkammer angeordnet ist und so vor einem Adpater endet. Mit dem Adapter ist eine Leitung mit einem relativ großen Innendurchmesser verbunden.
0 Nachteilig ist, daß die in die Mischkammer einströmende Druckluft hier nur ein Vakuum gegenüber dem in die Mischkammer einströmenden Strahlgut erzeugt . Durch das Vakuum wird das Strahlgut angesaugt und in die Leitung gedrückt. Zur Unterstützung der Förderleistung der 5 Mischkammer muß die Längsbohrung nach unten gerichtet werden, denn der auf die Leitung ausgeübte Förderdruck ist so gering, daß die Länge der Leitung und damit die Wirkung deε Strahlgutε begrenzt iεt. Damit daε Strahlmittel εeine reinigende Wirkung auεüben kann, muß wenigstens Dampf hinzugesetzt werden.
Aus der GB-A-2 182 628 ist eine Kugelstrahlvorrichtung bekannt, die eine Förderschnecke mit einem Einlaß um¬ faßt, der mit granulatförmigem Medium über einen Trich¬ ter versorgt wird. Die Förderschnecke wird mittels eines Schrittmotors angetrieben, um das in den Einlaß zugeführte Medium mit einer genau geregelten Geschwindigkeit zu einer Auslaßleitung voranzuschieben. Der Motor wird durch einen Computer geregelt, damit eine programmierte Strömungsmenge aus der Auslaßleitung austritt. Ein kapazitiver Näherungsschalter ist in der Auslaßleitung vorgesehen, um zu ermitteln, ob der Auslaß blockiert ist.
Nachteilig ist, daß mit der bekannten Vorrichtung gleich¬ falls nicht sämtliche Materialien, also auch nicht mehl¬ ähnliche, ohne Funktionsstörungen verarbeitet werden können. Außerdem wird das Material nach dem Austritt aus der Förderschnecke ebenfalls nur weggeblasen, so daß das einzelne Korn nicht voll seine Wirkung entfalten kann, was aber bei z.B. Shot-Peening-Prozessen unverzichtbar ist.
Schließlich ist aus der EP-A-0 218 869 eine Vorrichtung zum gleichmäßigen Dosieren von körnigem Strahlmittel bei pneumatisch arbeitenden Strahlmittelanlagen bekannt. Bei dieser Vorrichtung wird Strahlmittel in einen geschlosse¬ nen druckfesten Kessel vorrätig gehalten. Unter einem Auslauftrichter des Kessels ist eine Förderschnecke an¬ geordnet, die sich in einem waagerechten Schneckenrohr dreht. Dabei erfaßt der Aufnahmebereich der Förder- Schnecke Strahlmittel und gibt es an den Abgabebereich ab. Das Schneckenrohr ist an seinem Ende mit einer Rohr¬ leitung verbunden, in die das Strahlmittel eingegeben wird. Da die Rohrleitung mit Druckluft beaufschlagt ist, wird das Strahlmittel zum Förderkreisεtrom mitgerissen und zur Strahldüse geführt . Zur Vergleichmäßigung des zu dosierenden Strahlmittels ist eine Vorrichtung zum Aus¬ gleich des Druckgefälles vom Inneren des geschloεsenen Kessels zum Inneren des Schneckenrohrs bis hin zur För¬ derleitung vorgesehen.
Um aber sämtliche Materialien verarbeiten zu können und deren Wirskamkeit voll zur Geltung zu bringen, sind die bisherigen Maßnahmen zur Vergleichmäßigung des Materials nicht ausreichend.
Es stellt sich demnach die Aufgabe, eine Vorrichtung zum Dosieren von körnigen, rieselfähigen Materialien, insbe¬ sondere Strahlmittel so weiter zu entwickeln, daß sämt¬ liche Materialkonfigurationen verarbeitbar sind und je¬ des Material seine Wirksamkeit voll zur Geltung bringen kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs l gelöst.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbe¬ sondere darin, daß das Material, insbesondere das Strahlmittel, wirksam mit der ankommenden Druckluft vermengt wird. Dadruch wird eine unterschiedliche Materialkonzentration an der Strahldüse vermieden. Außerdem wird jedes einzelne Korn des Materials "freigelegt" und unter hoher Geschwindigkeit der
Strahldüse zugeführt. Durch die Verstellbarkeit der Treibdüse läßt sich die Mischkammer unterschiedlichsten Materialien anpassen. Je nach dem einzusetzenden Mate¬ rial wird dabei die Treibdüse entweder weiter hinein in die oder weiter heraus aus der Mischkammer herausge¬ dreht. Hierdurch wird für eine veränderbare Mischkammer gesorgt. Der Diffusor-Förder-Einsatz sorgt dafür, daß dem Material-Druckluft-Gemiεch eine hohe Strahl-Geschwin- digkeit verliehen wird.
Die Dosiereinrichtung kann als Vibrationsförderer oder Dosierschnecke ausgebildet sein.
Vorteilhaft ist es, wenn die Dosierschnecke mit einer Zweigang-Schneckenwendel versehen ist, deren Steigung zum Abgabebereich hin umpositionierbar und die sich vom Zweigang-Wendelsteigungs-Anfang zum Zweigang-Wendelstei- gungs-Ende hin verjüngt.
Hierdurch ist es möglich, durch die umpositionierbare Steigung der Dosierschnecke körnige, rieselfähige Materialien sämtlicher Konfigurationen zu befördern. Die Steigung der Zweigang-Schneckenwendel kann auf zweierlei Art und Weise ausgebildet sein.
In der ersten Ausbildungsart nimmt die Steigung der Zweigang-Schneckenwendel vom Zweigang-Wendelsteigungs- Ende unter Verkleinerung von ersten Sektionen kontinuierlich ab.
In der zweiten Ausführungsform nimmt die Steigung der Zweigang-Schneckenwendel vom Wendelsteigungs-Anfang zum Wendelsteigungs-Ende unter Vergrößerung von zweiten Sektionen kontinuierlich zu.
Weiterhin können die Dosierschnecken im Schneckenrohr vom Zweigang-Wendelsteigungs-Anfang zum Zweigang-Wendel- steigungs-Ende unter dem Aufnahmebereich umanordnenbar sein.
Handelt es sich um übliche körnige und rieselfähige Materialien, wird die erste Ausführungsform der
Dosierschnecke eingesetzt. Durch die kontinuierliche Verkleinerung der Scheckenwendelsektionen, bedingt durch die Steigungsverjüngung, wird daε Strahimittel kompri¬ miert und die gleichmäßige Dosierung im Abgabebereich begünstigt.
Bei rieεelfähigen, körnigen Materialien, die εich mehlähnlich verhalten, wird eine Doεierschnecke der zweiten Ausführungsform mit dem Zweigang-Wendelstei- gungε-Anfang unter dem Aufnahmebereich positioniert. Durch diese Umpositionierung der Steigung gegenüber der ersten Ausführungsform der Dosierschnecke wird erreicht, daß das ankommende mehlänliche Material, insbesondere Strahlmittel auf die schmaleren Sektionen der Dosier¬ schnecke fällt. Durch die sich nun kontinuierlich vergrößernden Sektionen der Zweigang-Schneckenwendel liegt das Material immer flacher in den einzelnen
Sektionen auf, so daß bestehende Verklumpungen sicher aufgehoben werden. Von besonderer Bedeutung ist, daß hierdurch spezielle Strahlmittel für Feinstrahlarbeiten effektiv eingesetzt werden können. Von besonderem Vorteil ist darüber hinaus, daß sich mit der so umpositionierten Steigung der Zweigang-Schneckenwendel das gesamte Strahlmittel wirksam "auswaschen" läßt. Um durchgeführte Strahlungen sicher reproduzieren zu können, muß bei dem Einsatz eines neuen Strahlmittels -das vorherige vollständig aus der Einrichtung entfernt werden. Dieses Bespülen erfolgt mit Druckluft. Dadurch, daß der konisch verjüngte Schneckenanfang am Aufnahme¬ bereich und das konisch verbreiterte Schneckenende am Abgabebereich positioniert ist, wird der durch die Strahlmittelzuführung fließenden Druckluft kein Wider¬ stand entgegengesetzt. Vielmehr sorgt der umgekehrte Verlauf der Zweigang-Schneckenwendel für ein stärkeres Wirksamwerden der Druckluft. Dadurch werden sämtliche Strahlmittelreste entfernt.
Um die Dosierschnecke der ersten Ausführungsform gleichfalls wirksam "auswaschen" zu können, wird diese im Schneckenwendelgehause umpostioniert. Dadurch gelangt anstelle des Zweigang-Wendelsteigungs-Anfangs daε Zweigang-Wendelsteigungs-Ende unter den Aufnahmebereich. Durch die εich vergrößernden Sektionen der der Zweigang- Schneckenwendei wird auch hier der Spül-Druckluft im weεentlichen kein Widerstand entgegensetzt. Vielmehr sorg auch hier der umgekehrte Verlauf der Zweigang- Schneckenwendel für ein verstärkteε Wirksamwerden der Druckluft, so daß sämtliche Strahlmittelreεte entfernt werden können.
Welche Dosierschnecke beim Strahlbetrieb eingesetzt wird, wird bei einem Probelauf der Anlage durch den Betreiber bzw. anhand von Erfahrungswerten entschieden.
Vorteilhaft iεt eε, wenn eine Druckauεgleichεleitung mit dem ersten Kessel, einem Druckausgleichεleitungε-An- schluß der StrahlmittelZuführung und der Treibdüse der Mischkammer verbunden ist. Die Druckausgleichsleitung sorgt für ein gleichmäßiges Nachfließen des Materials, insbesondere des Strahlmittels.
Um einen kontinuierlichen Strahlmittelbetrieb zu ge¬ währleisten, ist über dem ersten Kessel ein zweiter Kessel angeordnet. Mit Hilfe des zweiten Kessels ist es möglich, Material, insbesondere Strahlmittel, während eines laufenden StrahlVorganges nachzufüllen, ohne daß desεen Qualität beeinflußt wird bzw. den Strahlvorgang ohne Unterbrechung fortzuführen.
Vorteilhaft iεt eε, wenn der erste Kessel, der zweite Kessel und die Treibdüse an einer Druckluftleitung ange¬ schlossen sind. Hierdurch kann die gesamte Anlage mit einer Druckluftquelle betrieben werden.
Um die Treibdüse verstellbar zu machen, kann an der Kammerrückwand ein Gewindering angeordnet sein, der mit einem auf der Treibdüse angebrachten Außengewinde ver¬ stellbar ist.
Die Material-Verbindungsstelle zwischen Fallrohr und Kammerrohr kann als Materialzuführungs-Anschluß ausgeführt sein. Hierdurch wird gewährleistet, daß das ankommende Strahlmittel im freien Fall weiter in den Mischraum der Mischkammer faller kann. Die Materialver¬ bindungsstelle zwischen Fallrohr und Kammerrohr kann aber auch als Materialzuführungs-Doppeltrichter ausgebildet werden. Hierdurch ist. eine gewollte Konzen¬ tration des aus dem Fallrohr ankommenden Materials möglich. Je enger der Querschnitt vom Trichtereingang zum Trichterausgang wird, um so eher eine Materialkon- zentration möglich. Der Einsatz des Doppeltrichters bewirkt darüberhinaus eine dosierende Funktion. Fällt die Strahlmitteldosierung über die Dosierschnecke aus, kann hierdurch für eine Übergangszeit eine Dosierung vorgenommen.
Der Diffusor-Förder-Einsatz iεt in einen Diffusor und ein sich daran anschließendes Mischrohr unterteilt. Der Diffusor ist hinter dem durch die Treibdüse veränderba¬ ren Mischraum angeordnet . Hierdurch wird ein sicheres Weiterleiten des im Mischraum hergestellten Material- Druckluftgemisches mit entsprechender Geschwindigkeit zur Strahldüse gewährleistet.
Um sich unterschiedlichen Einsatzbedingungen und Materi¬ alverschleißerscheinungen anpassen zu können, kann die Treibdüse auswechselbar angeordnet sein.
Vorteilhaft ist es, wenn die Auswerteeinheit aus folgen¬ den Teilen besteht: - einem Correlator mit einer Strahlmittelwahl, der an dem Durchflußaufnehmer anliegt, - einem Syslineregler, der mit dem Correlator verbunden iεt, - einer Steuereinheit, die bidirektional an dem Sysline- regler und jeweils unidirektional an der Strahlmittel- wähl des Correlators und dem regelbaren Antrieb der umpoεitionierbaren Doεierεchnecke angeordnet iεt. Hierdurch iεt es möglich, durch die Strahlmittelwahl un¬ terschiedliche Strahlmittel mit abweichenden Gewichten zu kalibrieren und zu programmieren. Die übergeordnete Steuereinheit hat die Möglichkeit, diese unterschied¬ lichen Strahlmittel automatisch am Correlator abzurufen. Der Syslineregier εorgt dafür, daß der jeweilige Strahl- Vorgang direkt mit dem vorgegebenen Sollwert geεtartet wird. Hierdurch verkürzt εich die Einεtrahlzeit um etwa 35 s.
An dieser Stelle sei angemerkt, daß SIEGEL, Wolfgang: Pneumatische Fcrdertechnik, l. Aufl. Vogel-Fachbuch Verfahrenstechnik, 1991, S. 187 ff. eine Injektorschleu¬ se beschreibt, die aus vier Teilen besteht. Eine Treib¬ düse, an die sich eine Mischkammer anschließt. In der Mischkammer erweitert sich der aus der Treibdüse aus¬ tretende Treibstrahl konisch, bevor er in ein Mischrohr einströmt. In einem sich daran anschließenden Diffusor wird die sich gebildete kinetische Energie der Luft in Druck umgesetzt. Ist der Gegendruck in einer sich an¬ schließenden Förderleitung gering, kann die Injektor¬ schleuse als Saug-Druck-Injektor wirken. Allerdings wird die Injektor-Schleuse lediglich als pneumatische Förder¬ anlage zum Befördern von Fördergütern aus Behältern ver- wendet. Mit Hilfe der nach dem beschriebenen Prinzip ar¬ beitenden Saug-Druck-Förderanlagen kann Getreide aus Schiffen entladen werden, PE-Pulver befördert oder Schaum-Polystyrol-Perlen und Styrophil gefördert werden. Außerdem ist die Injektorschleuεe im beschriebenen Auf- bau nicht für Strahlanlagen einsetzbar.
Ein Auεführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich- nung dargestellt und wird im folgenden näher beschrie¬ ben. Es zeigen
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Strahleinrichtung,
Fig. 2 eine Mischkammer für eine Strahleinrichtung ge¬ mäß Fig. 1 in einer geschnittenen, schematischen Darstellung,
Fig. 3 einen Schnitt durch eine Mischkammer gemäß Fig. 2 entlang der Linie III - III in einer schemati¬ schen Darstellung,
Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnittes X aus der in Fig. 3 dargeεtellten Miεchkammer und
Fig. 5a und 5b Einbauvarianten einer Strahlmitteldoεier- schnecke für eine Strahlmitteleinrichtung gemäß Fig. 1 in einer schematischen, geschnittenen
Darstellung.
Eine erfindungsgemäße Strahleinrichtung iεt in Fig. l dargestellt.
Mit 1 ist ein unterer Kessel und mit 2 ein oberer Kessel bezeichnet. Der obere Kessel 2 ist durch eine Absperr¬ klappe 3' abgeschlossen. Zwischen dem oberen Kessel 2 und dem unteren Kessel 1 ist eine Absperrklappe 3 ange- ordnet. Beide Kessel haben eine im wesentlichen trichter¬ förmige Gestalt und sind durch ein Dach luftdicht ver¬ schlossen. In ihnen befindet sich als körniges, riesel¬ fähiges Material ein Strahlmittel 30. An der Seite des Kessels 2 ist eine Max-Füllstandssonde 4' angeordnet, um den maximalen Füllstand des Strahlmittesl 30 ermitteln zu können. Am Kessel 1 ist eine Max-FüllStandssonde 4 und eine Min-FüllStandssonde 5 installiert, mit deren Hilfe der maximale und der minimale Füllstand an Strahlmittel im Kessel 1 feststellen zu können. Unterhalb des Kessels 1 ist durch eine weitere Absperrklappe 3" unterbrochen eine Strahlmittelzuführung 6 angeordnet.
Die Strahlmittelzuführung besteht, wie im Detail die Fig. 5a und 5b zeigen, aus einem Schneckenrohr 66 und einer darin rotierenden Dosierschnecke 60, 60'. Die Dosierεchnecke 60 trägt auf einer Schneckenwelle 61, die mit einer Drehwelle 61' verbunden ist, Schneckenwendeln 65 und 65'. Die Schneckenwendeln 65 und 65' εind einεtückig mit der Schneckenwelle 61 verbunden.
Die Schneckenwendeln 65, 65' εind am Zweigang-Wendel- steigungs-Anfang 70, 70' relativ groß, verglichen mit denen am Zweigang-Wendelsteigungs-Ende 71, 71' . In den Fig. 5a und 5b sind diese Durchmesser mit Dl und D2 definiert. Die Schneckenwendeln 65 und 65' begrenzen zwischen sich einen Schneckenwendelabstand 63.1, ...
63.n. Er wird bei einer Dosierεchnecke 60 gemäß Fig. 5a mit zunehmender Steigung und abnehmendem Durchmesser von Dl zu D2 in Förderrichtung immer schmaler. Bei einer Dosierεchnecke 60' gemäß Fig. 5b wird mit abnehmender Steigung und abnehmendem Durchmesser von Dl zu D2 der Schneckenwendelabstand 63' .1, ...63' .n immer größer. Hierdurch entstehen Sektionen 64.1, ... 64.n; 64' .l, ... 64' .n mit unterschiedlichem Volumen, die durch die Zweigang-Schneckenwendel 65, 65' eine Schneckenwendel 61 Und das Schneckenrohr 66 begrenzt sind. Die so beschriebene Dosierschnecke 60, 60' wird in Drehlagern im Schneckenrohr 66 drehbar gehalten.
Im Schneckenrohr befindet sich ein Kesselanschlußstutzen 67, der einen Aufnahmebereich für das aus dem Kessel l über die Absperrklappe 3" fließende Strahlmittel 30 bil¬ det. Am entgegengesetzten Ende befindet sich im Schneckenrohr 66 ein Rohranschluß 69, der einen Abgabe¬ bereich für daε von der Dosierschnecke beförderte Strahl- mittel 30 bilde:: . Erfindungswesentlich iεt, daß der Zweigang-Steigungs-Anfang 70 gemäß Fig. 5a unter dem Kesselanschlußεtutzen 67 und das Zweigang-Steigungs-Ende 71 gegenüber dem Rohranschluß 69 poεitioniert iεt oder ähnlich, wie in Fig. 5b dargestellt, das Zweigang-Wendel- steigungs-Ende 71 unterhalb deε Kesselanschlußstutzens 67 angeordnet und der Zweigang-Wendelsteigungs-Anfang 70 gegenüber dem Rohranschluß 69 werden kann.
Die Dosierschnecke 60, 60' der Strahlmittelzuführung 6 wird über einen Gleichstrommotor 7 angetrieben. Der Gleichεtrommotor 7 ist mit einem Getriebe oder einer Thyristor-Steuerung oder selbst als Getriebemotor ausgebildet. Außerdem ist der Gleichstrommotor 7 über ein Tacho 8 verbunden. Hierdurch wird gesichert, daß die Drehzahl der Dcsierschnecke 60 εtufenloε und bei eingestellter Umdrehungszahl mit einen nahezu 100 %igen Gleichlauf bewegbar ist.
Am Rohranεchluß 69 ist ein Fallrohr 28 angeordnet. Es besteht aus einer Vorlaufstrecke 9, an die sich ein Durchflußaufnehmer 10 anschließt. Nach dem Durchflu߬ aufnehmer 10 ist eine Nachlaufstrecke ll angeordnet. Der Durchflußaufnehmer 10 verwendet für eine Meßwertaufnahme einen Meßwertkondensator. Die absolute Kapazitätsände¬ rung - hervorgerufen durch Feststoffpartikel des Strahl- mittelε 30 pro Raumeinheit im Meßkondenεator - im Ver- gleich zu der vorher gemessenen Leerrohrkapazität ist proportional zum Strahlmitteldurchsatz. Die durch den Strahlmitteldurchsatz hervorgerufene Kapazitätsänderung wird in ein störsicheres Puls-Frequenz-Modulationssignal umgewandelt und an einen angeschlossenen Correlator 25 weitergegeben. Mit dem Correlator 25 ist eine Strahl- mittelwahl Sl, ... S8 verbunden. Hierdurch ist es mög¬ lich, insgesamt 8 unterschiedliche Strahlmittel 30 mit abweichenden Schüttgewichten zu kalibrieren und program¬ mieren. Eine mit der Strahlmittelwahl Sl, ... verbundene Steuereinheit 24 hat die Möglichkeit, diese acht unter¬ schiedlichen Strahlmittel 30 automatisch am Korrelator 25 abzurufen. Die Steuereinheit 24 ist weiterhin mit einem Syslineregler verbunden. Bei dem Syslineregler handelt eε εich um einen mikroporzessorgesteuerten Uni- verεalregler für Regelstrecken. Er ist ebenfalls mit dem Correlator 25 und über einen 4-Quadranten-Regler 24 mit dem Gleichstrommotor 7 verbunden. Der 4-Quadranten- Regler 24 liegt über einen Transformator 23 an Netz N. Hervorzuheben ist, daß der Syslineregler beim Starten sofort direkt zum vorgegebenen Sollwert regelt, so daß sich die Einstrahlzeit um ca. 35 s verringert.
Wesentlich ist, daß sich an die Nachlaufstrecke 11 des Fallrohrs 28 eine Mischkammer 12 anschließt.
Die Mischkammer 12 ist im Detail in den Figuren 2 und 3 wiedergegeben. Sie besteht aus einem Kammerrohr 123, auf dem sich ein Materialzuführungs-Anεchluß 125 befindet, mit dem die Nachlaufstrecke 11 des Fallrohrs 28 direkt verbunden ist. An einem Ende ist das Kammerrohr 123 mit einer Kammerrückwand 130 verschlossen. Auf der Kammer¬ rückwand 130 ist ein Gewindering 122 positioniert. Durch den Gewindering 122 und die Kammerrückwand 130 ist eine verstellbare Treibdüεe 121 geführt. Um eine εtufenlose Verstellung gewährleisten zu können, trägt sie auf ihrer Außenseite ein Außengewinde 122' . Um ein Auswechseln der Treibdüse nach einem Verschleiß erleichtern zu können, ist die Kammerrückwand 130 mit Feststellschrauben 133, wie auch Fig. 4 zeigt, von dem Kammerrohr 123 lösbar.
vom gegenüberliegenden Ende des Kammerrohrs 123, an das sich ein Strahlschlauch 13 mit einer Strahldüse 14 an¬ schließt ist ein Diffusor-Förder-Einsatz 124 angeordnet. Um auch hier ein Auswechseln nach einem Verschleiß zu erleichtern, iεt der Diffusor-Förder-Einsatz 124 lösbar mit dem Vakuumrohr 123 verbunden.
Durch die beschriebenen Einzelteile wird die Mischkammer 12 in folgende Bereiche unterteilt :
- einen Miεchraum 126, der vom Auεgang der Treibdüse 121 bis zum Beginn des Diffusor-Förder-Einsatzes 124 reicht,
- einen Diffusor 127, der im inneren Querschnitt des Kammerrohrs 123 konisch auf den inneren Durchmesεer des Strahlschlauchs 13 verringert,
- ein Mischrohr 128, das sich an den Diffusor 127 an¬ schließt und
- ein Förderrohr 129, das durch den Strahlschlauch 13 realisiert wird.
Der Miεchraum 126 kann durch die veränderbare Treibdüεe 121 verstellt werden. Sie ist so ausgebildet, daß die Ausströmverluεte gleich Null gehalten werden. Dadurch ist es möglich, den vollen Druck in Geschwindigkeits- energie umzusetzen. Im sich daran anschließenden Diffu¬ sor 127 wird die kinetische Energie in Druck umgesetzt. In der nachfolgenden Strecke des Mischrohrs 128 erfolgt eine gute Durchmischung der Druckluft und des Strahl- mittelε 30, so daß ein Druckluft-Strahlmittel-Gemisch die Mischkammer 12 verläßt, das mit hoher Geschwindig¬ keit die Strahldüse erreicht. Durch dieses Durchmischen wird geεichert, daß jedes Korn des Strahlmittels voll Zur Geltung gelangen kann.
Die Treibdüse 121 der Mischkammer 12 ist an einer Druck¬ luftleitung 29 angeschlossen. Mit der Druckluftleitung 29 ist gleichfallε über ein Belüftungsventil 18 der Kessel 1 und über ein weiteres Belüftungsventil 19 und eine sich daran anschließende Luftdrossel 21 der obere Kessel 2 angeschlossen. Ein nach dem Abzweig zum Kessel 2 in der Druckiuftleitung 29 angeordnetes Entlüftungs¬ ventil sichert den Bereich der übrigen Leitungen an sich.
Um einen möglichsc konεtanten und exakten Druck der
Druckluft zu erhalten, ist unmittelbar hinter der Treib¬ düse 121 der Mischkammer 12 ein Druckluftanschluß 17 installiert, der über einen Druckregler 15 geführt ist. Mit Hilfe eines Manometers 16 ist der Druck der in die Treibdüse strömenden Druckluft meßbar. Ein Druckmano¬ meter 16' hingegen mißt den Druck der von dem Druckluft- anschluß 17 ankommenden Druckluft.
Durch eine Druckausgleichsleitung 27 ist
- der Kessel l,
- die Strahlmittelzuführung 6 und
- die unmittelbar in die Treibdüse einmündende Druck¬ luftleitung 29 verbunden.
Durch die Druckausgleichsleitung 28 wird gesichert, daß an allen den Stellen, an denen Strahlmittel 30 fließt, ein gleicher Druck herrscht. So wird verhindert, daß durch eventuelle Luftbewegungen Sekundär-Strahlmittel gefördert wird.
Die Funktion der Strahleinrichtung, wie sie sich aus dem dargestellten Ausführungsbeispiel ergibt, sei erläutert:
Über die Absperrklappe 3' wird Strahlmittel 30 in den oberen Kessel 2 gegeben. Das Strahlmittel 30 fließt dabei zum trichterförmigen Ausgang des Kessels 2 und gelangt bei geöffneter Absperrklappe 3 in das Innere des unteren Kessels 1. Das nachströmende Strahlmittel über¬ steigt dabei den Meßraum der Min-Füllsonde 5 und danach den der Max-Füllsonde 6. Ist der Meßpunkt der Max-Füll¬ sonde 4 überschritten, wird durch einen Antrieb die Sperrklappe 3 geschlossen. Durch ein Öffner, der Absperrklappe 3" beginnt der Strahl* vorgang. Hierbei fließt Strahlmittel 30 auf die Strahl¬ mittelzuführung 6 zu.
Das Strahlmittel 30 gelangt bei einer gemäß Fig. 5a po¬ sitionierten Dosierschnecke 60 über den Kesselanschlu߬ εtutzen 67 auf den Zweigang-Wendelsteigungs-Anfang 70. Entsprechend der Drehzahl der Dosierschnecke 60 und bedingt durch die zuerst breitere Sektion 64.1 wird durch die Rotation das Strahlmittel in die darauf¬ folgenden Sektionen bis zur Sektion 64.n nach vorn (in Fig. 5a nach links) befördert. Beim Eintreffen am Zweigang-Wendelsteigungs-Ende 71 beginnt in den letzten Sektionen 64 bereits das Strahlmittel auszutreten, um dann in der letzten Sektion der Dosierschnecke diese dann vollständig zu verlassen. Die konische Verjüngung der Dosierschnecke 60 am Ende sorgt für ein gleich¬ mäßiges Auslaufen der Zweigang-Schneckenwendel 25, 25'.
Wird hingegen anstelle eines sehr körnigen, insbesondere runden und damit sehr leicht fließfähigen Strahlmittels 30 ein Aluminiumoxyd 320 eingesetzt, das hygroεkopisch und darüber hinaus durch die mehlänliche Struktur nicht rieselfähig ist, kommt es bei einer Positionierung der
Dosierschnecke 60 gemäß Fig. 5a zu einer Verklumpung deε Strahlmittels 30. Das auf die breiteren Sektionen 61, ... auftreffende Aluminiumoxyd 320 wird mit abnehmendem Volumen zu den Sektionen 64.n hin immer mehr zusammenge¬ drückt, so daß sich am Zweigang-Wendelsteigungs-Ende 71 zusammenhängende Streifen bilden, die durch die Rotation der Dosierschnecke 60 als Klümpchen abfallend sich in dieser Konstellation keinesfalls für eine weitere Ver¬ arbeitung eignen.
Damit Aluminiumoxyd 320 bzw. andere Strahlmittel 30 mit mehlähnlicher Konfiguration gut verarbeitet werden können, wird die Dosierschnecke 60 herausgenommen und die bereits bescnnebene und in Fig. 5b dargestellte Dosierεchnecke 6C eingesetzt In diesem Fall gelangt das mehlartige Alummiumoxyd 320 auf die engen Sektionen 64' .1 am Zweigang-Wendelsteigungs-Anfang 70'. Dadurch, daß die Sektionen immer großräumiger werden, übernimmt die rotierende Dosierschnecke 60' hier die Auflockerung und Pulverisierung, d. h. daε Trennen der einzelnen Korner des Alummiumoxyds aus einem zusammenhängenden Haufen. Durch die breiter werdenden Sektionen von 64' .1 zu 64'.n hm liegt das Alummiumoxyd 320 alε eingesetz¬ tes Strahlmittel 30 immer weiter auseinandergezogen auf den Grund der Schneckenwelle 61 der Dosierschnecke 60' . Verbunden mit den Drehbewegungen der Dosierεchnecke wird daε Trennen der einzelnen Korner voneinander vollzogen.
Daε poεitionierte und vereinzelte Strahlmittel 30 ge¬ langt zum Rohranεchluß 69. Hier fällt das Strahlmittel 30 im freien Fall durch das Fallrohr 28. Insbeεondere dadurch, daß durch die umgekehrte Steigung der Dosier- εchnecke 60' das Alummiumoxyd 320 entklumpt lεt, ist em gleichmäßiger Durchfluß gegeben. Gleiches gilt auch für fließfähige Strahlmittel. In der Vorlaufstrecke 9 erhält dabei das Strahlmittel 30 eine entsprechende gleichmäßige Geschwindigkeit. Beim Pasεieren des Durch¬ flußaufnehmers 10 wird ein entsprechendes Meßwertsignal durch die Kapazitatsanderung erzeugt und an den Korre- lator über den Syslineregler weitergegeben. Dieser stellt entsprechend der Strahlmittelwahl und anderer Parameter die Dosierschnecke 60 so em, daß die erfor¬ derliche Menge an Strahlmittel m den Materialzufüh- rungs-Anschluß 125 der Mischkammer 12 gelangt, um danach wieder frei in den Mischraum 126 zu fallen. Im Mischraum wird das Strahlmittel 30 von der aus der Treibdüse 121 austretenden Druckluft mitgerissen und in den Diffusor
127 des Diffusor-Förder-Emsatz 124 gegeben. Im Diffusor 127 erhält die Druckluft und das Strahlmittel eine erforderliche Geschwindigkeit, die durch die Stellung der Treibdüse 121 im Mischraum 126 geregelt werden kann. In dem daran anschließenden Mischrohr 128 werden Strahlmittel und Druckluft wirksam durcheinander gewirbelt. Da keine laminare, sondern eine turbulente Strömung in diesem Abschnitt vorhanden ist, wird dafür gesorgt, daß jedes Korn des Strahlmittels 30, selbst dann, wenn es die negativen Strömungs-Eigenschaften von Aluminiumoxyd 320 aufweist, voll vereinzelt wird. Das Druckluft-Strahlmittel-Gemisch gelangt mit einer sehr hohen und wie bereits erläutert durch die Stellung der Treibdüse 121 regelbaren Geschwindigkeit aus der Strahl¬ düse 14.
Die Druckausgleichsleitung 27 sorgt dabei dafür, daß im Kessel 1, der Strahlmittelzuführung 6 und der Strahlkammer 12 der gleiche Druck herrscht . Nimmt das Strahlmittel ab, kann es ohne Unterbrechung des StrahlVorgangs durch Öffnen der Absperrklappe 3 aus dem oberen Kessel 2 nachgefüllt werden.
Durch das Zusammenarbeiten der Kessel 1 und 2, die be¬ sondere Ausgestaltung und Positionierung der Dosier¬ schnecke 60 in der Strahlmittelzuführung 6, der Mengen- ermittlung und Steuerung in dem Fallrohr 28 und das gezielte Beschleunigen in der Mischkammer 12, die in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist, werden jederzeit repro¬ duzierbare Verarbeitungswerte gewährleistet.
um die Reproduzierbarkeit gewährleisten zu können, muß gesichert werden, daß bei einem Einsatz eines anderen Strahlmittels die Reste des Strahlmittels 30, die für den vorherigen Strahlungsvorgang eingesetzt wurden, restlos aus der Strahleinrichtung entfernt werden. Hier- 2U wird die Strahleinrichtung über einen Spülanschluß 32 mit Druckluft "bespült". Um den Spülvorgang auch in der StrahlmittelZuführung 6 wirksam durchführen zu können, wird die Dosierschnecke 60 im Schneckenrohr 66 εo poεitioniert, daß sich daε Zweigang-Wendelεteigungεende 71 gegenüber dem Kesselanschlußstutzen β"7 und der Zweigang-Wendelsteigungs-Anfang 70 am Rohranschluß 67 positioniert ist (vgl. Fig. 5b) . Hierdurch wird - ebenso wie bei der Dosierschnecke 60'- erreicht, daß der beim Spülvorgang eingesetzten Druckluft kein Widerstand entgegengeεetzt wird. Vielmehr fördert die umgekehrt poεitionierte Steigung der Zweigang-Schneckenwendel 65,
10 65' die Spülwirkung der Druckluft, so daß gesichert ist, daß sämtliche Reste des vorherigen Strahlmittels 30 auch aus der Dosierschnecke 60 entfernt sind. Das ist immer dann von Bedeutung, wenn mehlähnliche Strahlmittel zum Einsatz kommen. Auch wenn die einzelnen Sektionen bei !--- umgekehrt positionierter Dosierschnecke immer breiter werden, können in Eckbereichen Strahlmittelreste haftenbleiben. Das wirksame Ausspülen mit Druckluft verhindert ein Vermischen dieser Reεte mit einem anderen Strahlmittel anderer Konfiguration und εichert damit die
20 Reproduzierbarkeit der einzelnen Strahlwerte ab.
Im Laufe der einzelnen StrahlVorgänge wird die Treibdüεe 121 angegriffen. Die in den Figuren 2 und 3 gezeigten kantigen Abschlüsεe runden ab, wodurch sich die Geschwin-
25 digkeiten des Druckluft-Strahlmittel-Gemischeε verändern können. In dieεem Fall wird entweder die Treibdüse 121 herausgedreht und durch eine neue ersetzt. Ist darüber hinaus das Gewinde verschlissen, wird die gesamte Kammerrückwand 130 durch ein Lösen der Feststellschrau- 0 t>en 133 (vgl. Fig. 4) vom Miεchrohr 128 gelöst und durch eine neue Kammerrückwand 130 mit einem daran angebrach¬ ten Gewindering 122 und einer darin befindlichen neuen Treibdüse 121 ersetzt. Ein solcher genereller Austauεch kann auch dann vorgenommen werden, wenn durch den Ein-
35 satz einer Treibdüse 121 mit einem anderen Innendurch¬ messer zur Erzeugung anderer Geschwindigkeitswerte erforderlich ist . Damit die Strahleinrichtung bei einem industriellen Ein¬ satz wirksam und mit hoher Genauigkeit arbeiten kann, wird vor Einsatz eines neuen Strahlmittels 30 ein Probe¬ lauf durchgeführt. Hierbei wird anhand von Erfahrungs¬ werten die Dosierschnecke 60 oder 60' eingesetzt und ihre zu erwartende Umdrehungsgeschwindigkeit vorein¬ gestellt. Danach wird die Treibdüse in die richtige Position gebracht, um den Mischraum 126 die gewünschte Größe für das Treiben des Strahlmittels 30 zu geben. Ist die richtige Position der Treibdüse 121 festgestellt worden, wird sie arretiert, damit es während der Serienarbeiten zu keinen Verstellungen kommen kann.

Claims

Patentansprüche;
1. Vorrichtung zum Dosieren von körnigen, rieselfähigen Materialien, insbesondere Strahlmittel (30), welche durch einen Strahlmittelschlauch (13) mittels Druck¬ luft einer Strahldüse (14) zuführbar sind, mit folgenden weiteren Teilen:
- wenigstens einem geschlossenen Kessel (1, 2), in dem sich ein Vorrat an körnigen, rieselfähigen Materialien (30) befindet,
- eine durch einen regelbaren Antrieb (7) angetrie¬ bene StrahlmittelZuführung (6), die eine Dosierein¬ richtung (60, 60' umfaßt, die mit einem Aufnahme- bereich (67), der unter dem ersten Kessel (1) positioniert ist, und einem Abgabebereich (69), der mit einem Fallrohr (28) verbunden ist, versehen ist,
- einem Durchflußaufnehmer (10) für den Material¬ durchfluß im Fallrohr (28), der Meßsignale er¬ zeugt,
- einer Auswerteeinheit (24, 25, 26), die mit dem Durchflußaufnehmer (10) und dem regelbaren Antrieb (7) verbunden ist und nach Verarbeitung der emp¬ fangenen Meßsignale und einem Vergleich mit einem vorgegebenen Sollwert die Drehgeschwindigkeit der Dosiereinrichtung (60, 60/) so einstellt, daß ein gleichmäßiger und kontrollierter Durchsatz deε Materials (30) gewährleistet ist, und
- einer Mischkaπuner (12), die mit dem, dem Abgabe¬ bereich (69) der StrahlmittelZuführung (6) ent¬ gegengesetzten Ende des Fallrohrs (28) verbunden ist und die ein Kammerrohr (123) aufweist, das auf der einen Seite mit einer Kammerrückwand (130) verschlossen ist, durch die eine verstellbare, mit der Druckluft beaufschlagte Treibdüse (121) unter¬ halb der Verbindungsstelle (125) zwischen dem Fall¬ rohr (28) und dem Kammerrohr (123) in das Kammer- röhr (123) hineinragt, und in das auf der entgegen- gesetzen Seite, an der der Strahlmittelschlauch (13) angeschlossen ist, ein Diffusor-Förder-Ein- satz (124) angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiereinrichtung als eine Dosierschnecke (60, 60') mit einer Zweigang-Schneckenwendel ausge¬ bildet ist, deren Steigung zum Abgabebereich (69) hin umpositionierbar ist und die sich vom Zweigang-
Wendelsteigungs-Anfang (70, 70') zum Zweigang-Wendel¬ steigungs-Ende (71, 71') verjüngt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiereinrichtung als Vibrationsförderer ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Dosierschnecke (60) derart ausgebildet ist, daß die Steigung der
Zweigang-Schneckenwendel (65, 65') vom Zweigang- Wendelsteigungs-Anfang (70) zum Zweigang-Wendelstei¬ gungs-Ende (71) unter Verkleinerung von ersten Sektionen (64.1, ... 64.n) kontinuierlich abnimmt.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Dosier¬ schnecke (60') derart ausgebildet ist, daß die Steigung der Zweigang-Schneckenwendel (65, 65') vom Wendelsteigungs-Anfang (70') zum Wendelsteigungs-
Ende (71') unter Vergrößerung von zweiten Sektionen (64'.1, ... 64'.n) kontinuierlich zunimmt.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch geker-r.zeichnet, daß die Doεiεrschnecke (60, 60') im Scr.r.eckenrohr vom Zweigang-Wendelsteigungs- Anfang (70, 70') zum Zweigang-Wendelsteigungs-Ende
(71, 71') unter dem Aufnahmebereich (67) umanordnenbar ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckausgleichs- leitung (27} mit dem ersten Kessel (1) , einem Druckausgleichs-Anschluß (62) der Strahlmittelzu¬ führung (6) und der Treibdüse (121) der Mischkammer
1 c (12) verbunden ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß über dem ersten Kessel (1) ein zweiter Kessel (2) angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da¬ durch gekennzeichnet, daß der erste Kessel (1) , der zweite Kessel (2) und die Treibdüse (121) an einer Druckluftleitung (29) angeschlossen sind.
Λ O
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche l bis 9, da¬ durch gekennzeichnet, daß an der Kammerrückwand (130) ein Gewindering (122) angeordnet ist, in dem die Treibdüse (121) mit einem auf ihr eingebrachten Außengewinde (122') verstellbar ist.
11. Vorrichtung r.ach einem der Ansprüche 1 bis 10, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Materialverbindungs¬ stelle zwiεcr.er. Fallrohr (29) und dem Kammerrohr (123) als Materialzuführungs-Anschluß (125) oder
Materialzuführungs-Doppeltrichter ausgebildet ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da¬ durch gekennzeichnet, daß der Diffusor-Förder-Ein- satz (124) in einen hinter der durch die Treibdüse (121) veränderbaren Mischraum (126) angeordneten
Diffusor (127) und einen sich anschließenden Misch¬ rohr (128) unterteilt.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da- durch gekennzeichnet, daß die Treibdüse (121) aus¬ wechselbar ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit be¬ steht aus - einem Correlator (25) mit einer Strahlmittelwahl
(Sl, ... S8) , der an dem Durchflußaufnehmer (10) anliegt, - einem Syslineregler (26) , der mit dem Correlator (25) verbunden ist, - einer Steuereinheit (24) , die bidirektional an dem
Syslinerregler (26) und jeweils unidirektional an der Strahlmittelwahl (Sl, ... S8) des Correlators (25) und dem regelbaren Antrieb (7) der umpositionierbaren Dosierschnecke (60, 60') angeordnet ist.
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