ES2297642T3 - PRESSURE GRANULATE AND INJECTOR PROCEDURE FOR CARRYING OUT. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de granallado de pretensado de las paredes internas de una cavidad con un flujo de gas prácticamente laminar que transporta granalla en la tubería (9) aguas arriba de un inyector (1), que se transforma en flujo turbulento en la zona de eyección (4) del inyector (1) y se dirige a la abertura (10) de la cavidad a tratar, caracterizado porque la creación de turbulencia se realiza lo más cerca posible de la salida del inyector y de la entrada (10) de la cavidad a tratar.Prestress blasting procedure of the internal walls of a cavity with a practically laminar gas flow that carries shot blasting in the pipe (9) upstream of an injector (1), which is transformed into turbulent flow in the ejection zone (4 ) of the injector (1) and is directed to the opening (10) of the cavity to be treated, characterized in that the creation of turbulence is carried out as close as possible to the outlet of the injector and the inlet (10) of the cavity to be treated .
Description
Procedimiento de granulado de pretensado e inyector para su realización.Prestressing granulate procedure e injector for its realization.
La invención se refiere a un procedimiento de granallado de pretensado de pared de una cavidad.The invention relates to a method of Prestressing wall shot blasting of a cavity.
El granallado de pretensado es un tratamiento de superficie que permite aumentar la resistencia mecánica de piezas sometidas a tensiones dinámicas. Este aumento de la resistencia se obtiene comprimiendo la superficie, lo que evita o retrasa la aparición o la propagación de fisuras. La compresión se provoca mediante el bombardeo de la superficie a tratar, por ejemplo con granalla o micro-perlas duras que crean una deformación plástica superficial que a su vez genera la creación de tensiones de compresión por debajo de esta capa.Prestress blasting is a treatment of surface that increases the mechanical resistance of parts subjected to dynamic stresses. This increase in resistance is gets compressing the surface, which prevents or delays the appearance or spread of fissures. Compression is caused by bombarding the surface to be treated, for example with shot or hard micro-pearls that create a surface plastic deformation which in turn generates the creation of compression stresses below this layer.
Para realizar este bombardeo, la granalla se aspira y se suspende en un flujo de aire o de gas pulsado a gran velocidad para aumentar su energía cinética a la salida de un inyector, o se proyecta mediante una turbina, lo que es perfectamente adecuado para el tratamiento de una superficie externa, pudiendo seleccionarse el ángulo de incidencia del chorro que contiene la granalla para obtener un ángulo de impacto apropiado sobre la superficie a tratar.To carry out this bombardment, the shot aspirates and is suspended in a large or pulsed air or gas flow speed to increase your kinetic energy at the exit of a injector, or is projected by a turbine, which is perfectly suitable for surface treatment external, being able to select the angle of incidence of the jet which contains the shot to obtain an appropriate angle of impact on the surface to be treated.
Cuando se trata de granallar un mandrilado o la superficie interna de una pieza hueca, particularmente de gran longitud con respecto a su sección, el problema se complica ya que no se puede utilizar una turbina, ni un inyector de gas o de aire pulsado. En efecto, al presentar el gas a la salida del inyector un flujo prácticamente laminar, la granalla en suspensión en este flujo atraviesa la cavidad a tratar sin impactar correctamente contra su superficie, quedando las líneas de flujo prácticamente paralelas a las generatrices de las paredes de esta cavidad.When it comes to shot blasting a mandrel or the internal surface of a hollow piece, particularly large length with respect to its section, the problem is complicated since you cannot use a turbine or a gas or air injector pressed. Indeed, when presenting the gas at the outlet of the injector a virtually laminar flow, the shot in suspension in this flow through the cavity to be treated without impacting correctly against its surface, leaving the flow lines practically parallel to the generatrices of the walls of this cavity.
Para remediar este inconveniente, se utilizan deflectores situados en el extremo del inyector montado al final de una boquilla que penetra en la cavidad a tratar o dianas móviles (es decir obstáculos de forma apropiada situados en la trayectoria del gas en el interior de la cavidad a tratar) para desviar la granalla hacia las paredes.To remedy this problem, they are used baffles located at the end of the injector mounted at the end of a nozzle that penetrates the cavity to be treated or mobile targets (it is say obstacles properly placed in the trajectory of the gas inside the cavity to be treated) to deflect the shot Towards the walls
Estos sistemas presentan tres inconvenientes principales en términos de procedimiento y de costes de producción:These systems have three drawbacks. main in terms of procedure and costs of production:
- \bullet?
- En un mandrilado de diámetro reducido, crean una obstrucción que al limitar el caudal de granalla aumenta el tiempo de tratamiento (a pesar de que por debajo de cierta sección a tratar ya no es posible introducir una boquilla o una diana en la cavidad, particularmente si ésta es larga o curvada).In a bore of diameter reduced, create an obstruction that by limiting the flow of shot treatment time increases (even though below certain section to be treated is no longer possible to insert a nozzle or a target in the cavity, particularly if it is long or curved)
- \bullet?
- La desviación del chorro desgasta considerablemente la boquilla o la diana (aunque estén realizadas en materiales muy duros y costosos) mientras absorbe gran parte de la energía cinética destinada al tratamiento de la pieza, lo que conlleva un mayor consumo de energía.The deviation of the jet wear the nozzle or target considerably (even if they are made of very hard and expensive materials) while absorbing much of the kinetic energy destined to the treatment of piece, which implies greater energy consumption.
- \bullet?
- La granalla es deteriorada tanto por la diana o el deflector como por la superficie a tratar, lo que reduce su periodo de vida.The shot is deteriorated so much by the target or the baffle as by the surface to be treated, which Reduce your life span.
Estas diferentes técnicas existentes, además de su coste muy elevado debido al desgaste de las piezas y al elevado tiempo de cambio del equipo, no permiten tratar de forma correcta y homogénea mandrilados de gran longitud y/o de gran proporción de longitud/anchura. Ahora bien, existen numerosas piezas de sección inferior prácticamente cilíndrica, para las que el granallado de pretensado aporta una mejora sensible de su resistencia, cuando se someten a tensiones alternadas.These different existing techniques, in addition to its very high cost due to the wear of the pieces and the high equipment change time, do not allow to treat correctly and homogeneous mandrels of great length and / or large proportion of length / width Now there are numerous section pieces practically cylindrical bottom, for which the shot blasting of prestressed provides a sensible improvement of its resistance, when subject to alternating voltages.
En el documento GB 1236205 se describe un procedimiento de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.Document GB 1236205 describes a procedure according to the preamble of claim one.
La presente invención pretende aportar una solución sencilla y económica a los problemas planteados por la realización de los medios conocidos anteriormente. La presente invención consiste en un procedimiento de granallado de acuerdo con la reivindicación 1.The present invention aims to provide a simple and economical solution to the problems posed by the realization of the means known above. The present invention consists of a shot blasting process according to claim 1
El extremo de eyección del inyector se dispone frente a y cerca de la entrada de la cavidad a tratar. Debido al flujo turbulento, las partículas de granalla tienen trayectorias totalmente aleatorias, de las que la mayoría se vuelven incidentes con respecto a la superficie a tratar. Por lo tanto tenemos trayectorias quebradas que impactan perfectamente contra esta superficie y que producen el resultado previsto, es decir su compresión en todo el perímetro del flujo. Además estas trayectorias quebradas, después de rebotar contra las paredes, contribuyen al mantenimiento de la turbulencia en toda la longitud del perímetro del flujo en el interior de la cavidad.The ejector end of the injector is arranged in front of and near the entrance of the cavity to be treated. Due to the turbulent flow, the shotgun particles have trajectories totally random, of which most become incidents with respect to the surface to be treated. Therefore we have broken paths that impact perfectly against this surface and that produce the expected result, that is its compression on the entire perimeter of the flow. You are also broken paths, after bouncing against the walls, contribute to the maintenance of turbulence throughout the length of the perimeter of the flow inside the cavity.
Para la realización del procedimiento de acuerdo con la invención, el dispositivo comprende un inyector de granallado de tipo conocido, prolongado por una contera de eyección cuya forma interna modifica de forma local la sección de paso de la veta gaseosa que contiene la granalla en suspensión. A la salida de la tubería de llegada de la mezcla gas/granalla en el inyector, las modificaciones de velocidad y de gradiente de presión en esta zona de la contera de eyección producen el desprendimiento de las capas gaseosas y hacen turbulento al flujo, permitiendo obtener el resultado descrito anteriormente. Estas modificaciones de las secciones pueden ser continuas o discontinuas.To carry out the agreement procedure with the invention, the device comprises an injector of Shot blasting of known type, prolonged by an ejection tip whose internal form locally modifies the section of passage of the gaseous vein containing the shot blasting. At the exit of the inlet pipe of the gas / shot mixture in the injector, the speed and pressure gradient modifications in this area of the ejection count produce the shedding of the layers soda and turbulent flow, allowing to obtain the result described above. These modifications of the sections can be continuous or discontinuous.
De acuerdo con una realización del inyector, éste comprende una tubería de llegada de la mezcla seguida de una sección de eyección de sección creciente, lo que corresponde a una realización sencilla y que limita el desgaste, realizándose la creación de turbulencia de forma progresiva en dirección a la salida.According to an embodiment of the injector, This comprises an inlet pipe of the mixture followed by a ejection section of increasing section, which corresponds to a simple implementation and that limits wear, performing the creation of turbulence progressively in the direction of exit.
De acuerdo con una variante preferida, la tubería de llegada de la mezcla es cilíndrica y la sección de eyección es cónica divergente.According to a preferred variant, the mix arrival pipe is cylindrical and the section of Ejection is conical divergent.
De acuerdo con una característica suplementaria, el ángulo de la generatriz del cono está comprendido entre 15º y 45º; otros valores no cambiarían el alcance de la invención.According to a supplementary feature, the angle of the cone generatrix is between 15º and 45º; other values would not change the scope of the invention.
De acuerdo con otra característica, la sección de salida de eyección es idéntica a la sección de entrada de la cavidad a tratar.According to another feature, the section Ejection output is identical to the input section of the Cavity to be treated.
De acuerdo con otra característica de realización más, la proporción de las secciones entre la tubería de llegada del gas y la salida de la zona de eyección está comprendida entre 0,25 y 0,45.According to another feature of further embodiment, the proportion of the sections between the pipe of gas arrival and ejection zone exit is comprised between 0.25 and 0.45.
De acuerdo con otra característica más del inyector de acuerdo con la invención, la parte de la contera del inyector que comprende una sección de eyección creciente es amovible y desmontable. Esta característica se justifica por dos razones:According to another feature of the injector according to the invention, the part of the end of the injector comprising an increasing ejection section is removable and detachable. This feature is justified by two reasons:
- --
- la primera es la posibilidad de un mayor desgaste en esta zona, que permite cambiar la contera sin cambiar el cuerpo del inyector.the First is the possibility of increased wear in this area, which allows you to change the count without changing the body of the injector.
- --
- la segunda es la posibilidad de cambiar la contera en función de la sección de entrada de la cavidad a tratar.the second is the possibility of changing the count based on the entrance section of the cavity to be treated.
Las ventajas del procedimiento son evidentes: al no ser necesaria ninguna pieza para desviar el flujo de gas cargado de granalla, pueden granallarse cavidades cuya proporción longitud/sección sea grande, sin recurrir a dispositivos adjuntos (dianas, deflectores) que se desgastan rápidamente y son difíciles de emplear en un procedimiento de producción en serie. El inyector que permite obtener un flujo turbulento, es de realización particularmente sencilla, limitando además las sección divergente de la zona de eyección, el desgaste de este dispositivo.The advantages of the procedure are evident: no part is necessary to divert the flow of charged gas shot blasting, cavities whose proportion can be shot Length / section is large, without resorting to attached devices (targets, baffles) that wear out quickly and are difficult to be used in a serial production procedure. Injector which allows to obtain a turbulent flow, is of realization particularly simple, also limiting the divergent section of the ejection zone, the wear of this device.
Las características y ventajas de la invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción, que se proporciona con respecto a una realización preferida dada de la invención.The characteristics and advantages of the invention will be evident from the following description, which provides with respect to a given preferred embodiment of the invention.
La figura 1 es una vista en corte de un inyector de acuerdo con una realización preferida para la realización del procedimiento de acuerdo con la invención.Figure 1 is a sectional view of an injector according to a preferred embodiment for the realization of the procedure according to the invention.
De acuerdo con la figura 1, el inyector 1 comprende un vacío 2 en cuyo interior se montan:According to figure 1, the injector 1 It comprises a vacuum 2 inside which are mounted:
- --
- una contera 3, que comprende la zona de eyección 4 de sección creciente entre su entrada 5 del fluido cargado de granalla (cuyo sentido de circulación se representa mediante la flecha 7) y su salida 6. En este ejemplo, la zona de eyección es un cono de sección divergente.a count 3, which comprises the ejection zone 4 of increasing section between its inlet 5 of the fluid loaded with shot (whose sense of circulation is represented by arrow 7) and its exit 6. In this example, the ejection zone is a section cone divergent.
- --
- una pieza 8, que comprende una tubería 9, de sección idéntica a la sección de entrada 5 de la zona de eyección 4 practicada en la contera 3. En este ejemplo, la tubería 9 es cilíndrica.a piece 8, comprising a pipe 9, of identical section to the input section 5 of the ejection zone 4 practiced in the count 3. In this example, the pipe 9 is cylindrical.
Por supuesto, es preciso resaltar que el alcance y las características de la invención no se modifican si las piezas 3 y 8 se realizan en una sola pieza o si la sección de eyección 4 y la tubería 9 se perforan directamente en el cuerpo del inyector 1.Of course, it should be noted that the scope and the characteristics of the invention are not modified if the parts 3 and 8 are performed in one piece or if the ejection section 4 and the pipe 9 is drilled directly into the injector body one.
La realización descrita en la figura 1 permitirá intercambiar las zonas de eyección disminuyendo el precio de coste del dispositivo.The embodiment described in Figure 1 will allow exchange ejection zones by reducing the cost price Of the device.
La abertura de entrada 10 de la cavidad a granallar se coloca delante de la salida 6 de la zona de eyección 4.The inlet opening 10 of the cavity a Shot blasting is placed in front of exit 6 of the ejection zone Four.
En el inyector 1 puede añadirse una pieza suplementaria 11, con un mandrilado 12 para permitir hacer pasar la sección de entrada convencional 13 del inyector 1 a la sección de la tubería 9 de entrada de la contera 3.In the injector 1 a piece can be added supplementary 11, with a mandrel 12 to allow the conventional inlet section 13 of the injector 1 to the section of the inlet pipe 9 of the end piece 3.
El funcionamiento del dispositivo de acuerdo con la invención para permitir la realización del procedimiento que permite granallar el interior de la cavidad 10, sin recurrir a un deflector o a una diana en el interior de ésta, es el siguiente:The operation of the device according to the invention to allow the performance of the process that allows to blast the inside of cavity 10, without resorting to a deflector or a target inside it, is the next:
El fluido previamente cargado de granalla se introduce en la tubería 9 en un régimen prácticamente laminar. A partir de su entrada en la zona de eyección 4, la variación de sección provoca la creación de turbulencia en el flujo, que penetra de esta forma en la cavidad 10, provocando el granallado eficaz de sus paredes, es decir con trayectorias de granalla aleatorias e incidentes en la superficie de esta cavidad 10.The previously charged shotgun fluid is it introduces in the pipe 9 in a practically laminar regime. TO from its entry into ejection zone 4, the variation of section causes the creation of turbulence in the flow, which penetrates in this way in cavity 10, causing the effective blasting of its walls, that is, with random shot blast paths and incidents on the surface of this cavity 10.
Claims (1)
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