JPH0755450B2 - ブラスト装置の改良 - Google Patents

ブラスト装置の改良

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JPH0755450B2
JPH0755450B2 JP3508012A JP50801291A JPH0755450B2 JP H0755450 B2 JPH0755450 B2 JP H0755450B2 JP 3508012 A JP3508012 A JP 3508012A JP 50801291 A JP50801291 A JP 50801291A JP H0755450 B2 JPH0755450 B2 JP H0755450B2
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ラジョーイ、マイケル、スティーブン
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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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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は微細粒子を圧縮空気流で加工物に吹き付ける
装置の改良に関する。
発明の背景 標準のサンドブラスト装置は、砂のような噴射媒体の粒
子が入っている圧力容器、すなわちブラストポットを備
え、この容器はホースによって圧縮空気源に接続され、
ブラストポットから送られる噴射媒体を計量する手段を
具備し、この計量手段は前記輸送ホースの圧力と同じか
もしくはわずかに高い圧力で作動する。砂／圧縮空気混
合物はノズルから送られ、ノズルにおいて砂粒子が加速
されて加工物に吹き付けられる。砂などの噴射媒体の流
量は、装置の大きさによって決定される。市販されてい
るサンドブラスト装置は、一般に、20〜30ポンド／分の
媒体流量を採用している。一般に、約1.2ポンドの砂が
約1.0ポンドの空気とともに用いられ、その結果1.20の
レーションが得られる。
塗料のようなコーティングを除去するとか、またはアル
ミニウム、マグネシウム、プラスチック複合体などのよ
うな表面を清浄化する必要がある場合に、塩化ナトリウ
ムおよび炭酸水素ナトリウムのような無機塩を含む余り
侵食的でない研磨材を、従来のサンドブラスト装置に使
用することができる。上記の余り侵食的でない研磨材に
必要な媒体流量はサンドブラストに採用する流量よりか
なり低く、同じ装置を使って約0.5〜約10.0ポンド／分
の範囲内と決定されている。そのため媒体：空気の比率
は約0.05〜0.25の範囲内という、より低い比率にする必
要がある。
しかし、従来のサンドブラスト装置を使用する場合、こ
のような低流量で連続流を維持するには、いくつもの困
難に遭遇する。炭酸水素ナトリウムのような媒体の微細
粒子は、その本来の性質のために、空気装置で輸送する
ことは困難である。さらにこれらの粒子は、サンドブラ
ストに使用される圧縮空気にとっては一般的なことであ
るが、含水雰囲気に暴露されると凝集する傾向がある。
上記炭酸水素塩には、流動を改善するために疎水性シリ
カのような流動助剤が添加されているが、炭酸水素塩材
料のノズルに対する実質的に均一な流れは現在に至るま
で得ることはできなかった。噴射媒体の流れが変動する
と一定でない仕上りになり、さらに付着物除去時間が増
大し、いくぶん繊細な表面は損傷することもある。
したがって、従来市販されているサンドブラスト装置に
類似の形態を用い、約0.05〜0.25の媒体：空気重量比を
もたらす流量にて、予測可能な方式で制御可能な均一な
流量で噴射媒体を送ることができるブラスト装置を入手
することが要望されている。
発明の要約 従来のブラスト装置を改良して、圧力調整機を通じてブ
ラストポットへ送る管路空気の別個のソースを設け、輸
送ホースに与えられる圧力より高い圧力をブラストポッ
トに与えるようにする。この差圧は、ブラストポットと
輸送ホースの間に位置する予め決められた面積を有する
オリフィスで維持される。このオリフィスは、噴射媒体
と比較的少量の空気が、ブラストポットから、輸送ホー
スへ次いでノズルへ、最終的に加工物に至る出口を備え
ている。この空気差圧は、適切な面積を有するオリフィ
スによって一般に1.0〜5.0psiの間で作動するが、制御
された方式で許容できる媒体流量が得られる。
図面の簡単な説明 図１はこの発明によって改良されたブラスト装置を示
す。
図２と図３は媒体流量対圧力のグラフである。
発明の詳細な説明 平均粒径が50〜1000ミクロン、好ましくは約250〜300ミ
クロンの炭酸水素塩のような物質の微細粒子を均一な流
量で供給するためには、ブラストホース圧を含めてブラ
ストポット内の圧力はノズルに対して正の圧力でなけれ
ばならない。その圧力は一般に約20〜125psigの範囲内
にある。
ブラストポットと輸送ホースはほぼ同じ圧力で作動する
ので、従来のサンドブラスト装置内の噴射媒体の流量は
自然送りと計量弁によって制御される。本発明の発明者
らは、そのブラストポットがブラスト輸送ホース圧に対
して小さな差圧下にあり、その差圧が正と負の間を変動
していることを見出した。その結果噴射媒体の流量も差
圧の変動に応答して変動していた。さらに、この発明に
よれば、差圧計を輸送ホースとブラストポットの間に設
置して、その差圧が直接監視される。その差圧は、10〜
125psigもしくはそれ以上のホース圧において、供給空
気圧によって、圧力調整機を用いて厳密に制御すること
ができる。この発明は流量が変動する上記の原因を排除
し、また従来の装置を改良して、噴射媒体を、約0.5〜1
0ポンド／分、好ましくは約５ポンド／分までの低流量
で扱えるようにする。
この発明を図１を参照して説明する。例示した噴射媒体
は炭酸水素ナトリウムであるが、炭酸水素カリウム、炭
酸水素アンモニウム、塩化ナトリウムおよびその外の水
溶性塩のごとき他の噴射媒体もこの発明に含まれる。
図１において、ブラスト装置８はブラストポット10を備
え、このポットには噴射媒体12が部分的に充填されてい
る。ブラストポット10は約６立方フィートの空洞を適切
に備え、弁16によって制御される媒体出口管路14で終っ
ている。媒体制御面積は、一般にオリフィス板18に限定
されないが、媒体12の流量を所望の流量に制限する。管
路20は圧縮空気源（図示せず）に接続され、圧縮空気源
はモニタ22の入口で監視される。空気弁24は遠隔操作オ
ンオフ弁であり、空気流をノズルに送り、媒体カットオ
フ弁の開閉を行う。ノズル圧調整弁26は、装置が作動
中、モニタ28によってノズル圧を調整する。ノズル圧調
整弁26は所望のノズル圧を維持することができる。ノズ
ル圧モニタ28は、制御された圧力をノズル30にかけるこ
とができ、そのノズルののど部の直径は約0.5インチが
適切である。差圧ゲージ32が、ブラストポット10と輸送
ホース34との間の差圧を監視する。ポット圧調整機36
は、ゲージ38で測定されるが、輸送ホース34内の圧力よ
り高い圧力を与えるために使われ、したがって、差圧を
差圧ゲージ32によって監視することができる。加工物の
保護と冷却およびダストの制御を行うオプションの装置
が水注入管路40によって設けられその管路が水をノズル
30に注入する。
作動中、噴射媒体は媒体出口管路14と弁16を通じてオリ
フィス板18に送られ、このオリフィス板は圧縮空気管路
20への媒体の流量を調整する。そのオリフィスの開口は
直径を約0.063インチから約0.156インチまで変えること
ができ、すなわちその面積に相当する開口が0.063〜0.1
56インチの直径の円形オリフィスで与えられる。好まし
くは、その開口は、平均粒径が約70ミクロンの炭酸水素
ナトリウム媒体に対しては約0.125インチの開口が対応
し、および平均粒径が約250〜300ミクロンの媒体に対し
ては0.156インチの開口が対応している。媒体出口管路1
4と輸送ホース34の間には、約１〜5psig、好ましくは約
２〜4psigの正の圧力が常に維持される。圧縮空気源も
空気管路20に供給されるが、弁24と26によって所望の空
気圧とノズル圧にそれぞれ調整されるが、その圧力は約
15〜約125psigの範囲が好ましい。ポット圧調整機36
は、ブラストポット10の頂部への圧力を調整し、さらに
噴射媒体12の流量を確実に制御しかつ均一にする。マノ
メータなどの差圧ゲージ32は差圧を測定し、その差圧は
オリフィス18を通過して流れる媒体の量に比例してい
る。噴射媒体、圧縮空気および水がノズル30に送られ、
均一で制御可能な流量で、加工物（図示せず）に吹き付
けられる。
64psigの圧力および約２ポンド／分の供給流量の炭酸水
素ナトリウム媒体、60psigのノズル圧力ならびに200psi
の水圧の流れを、ノズルのオリフィスから18インチ離れ
て位置する２フィート×２フィートの大きさで、0.032
インチの厚みの塗装されたアルミニウムパネルに吹き付
けた。そのパネルは、４分間で塗料がはがれかつすべて
の腐食生成物が除去され、アルミニウムパネルには全く
損傷がなかった。
図２は、１〜５ポンド／分の媒体流量対1psiから5psiま
で変化する差圧（psi）のグラフである。そのデータ点
は、平均粒径が約65ミクロンの炭酸水素ナトリウムの媒
体、60psiのノズル圧および5/32インチのオリフィス開
口を用いて作成した。媒体の流量が差圧に対して直線的
に変化することは明らかである。
図３は，平均粒径が250ミクロンの炭酸水素ナトリウム
の媒体を用いた場合の媒体流量（ポンド／分）対異なる
差圧（psi）のグラフである。やはり媒体の流量は差圧
に対して直線的に変化している。
この発明の装置には、コーティングと同時に表面の腐食
生成物が除去されるので、別個の手動による研磨もしく
は溶媒にある溶解法が排除されるという追加の利点があ
る。さらにこの発明の装置は、従来、別個の特別の技法
を必要とした、継目、リベット、ねじなどのまわりの領
域を含む繊細な金属部分の表面から塗料などのコーティ
ングを効率的かつ有効に除去した。この発明の装置は、
ロボット工学で、効率的かつ制御可能に利用することが
できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スパイヤース、ウィリアム、イー．、ジュ ニアー 米国、テキサス 77043、ヒューストン、 トリウエイ 1927 (56)参考文献 実開 昭52−135591（ＪＰ，Ｕ)

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】噴射媒体が入っている圧力容器、 圧力容器と流体連通している、噴射媒体を同伴輸送する
    ための圧縮空気源、 圧縮空気源および圧力容器と流体連通し、噴射媒体と圧
    縮空気流を混合する輸送管路、 輸送管路に接続され、圧縮空気と噴射媒体の混合物を放
    出するノズル、 輸送管路と圧力容器を、圧縮空気源に接続する空気管
    路、および 圧力容器を輸送管路に接続する出口管路、 からなる、平均粒径が約50〜1000ミクロンの微細粒子で
    構成された噴射媒体を送るブラスト装置であって； センサ手段が出口管路と輸送管路に接続して設けられ、
    このセンサ手段が出口管路と輸送管路間の圧力差を監視
    し、 圧力調整手段が前記センサ手段に接続して設けられ、こ
    の圧力調整手段が、空気管路に接続している別個の圧力
    容器圧力調整手段、および輸送管路と接続している輸送
    管路圧力調整手段を備え、圧力容器内と輸送管路内の圧
    力を調整し、かつ圧力容器と輸送管路間の予め選択され
    た正の圧力差を維持する、 ことからなる改良がなされたブラスト装置。
  2. 【請求項２】センサ手段が、圧力容器を、この圧力容器
    に接続している出口管路において監視する請求項１記載
    のブラスト装置。
  3. 【請求項３】噴射媒体が約250〜300ミクロンの平均粒径
    を有する請求項１記載のブラスト装置。
  4. 【請求項４】噴射媒体が炭酸水素ナトリウムである請求
    項１記載のブラスト装置。
  5. 【請求項５】前記の予め選択された圧力差が1.0〜5.0ps
    igの範囲内にある請求項１記載のブラスト装置。
  6. 【請求項６】前記の予め選択された圧力差が2.0〜4.0ps
    igの範囲内にある請求項１記載のブラスト装置。
  7. 【請求項７】前記の予め選択された圧力差が、ノズルを
    通じて均一な流量を維持するために選択される請求項１
    記載のブラスト装置。
  8. 【請求項８】前記の均一な流量が、噴射媒体の0.5〜10.
    0ポンド／分の流量である請求項７記載のブラスト装
    置。
  9. 【請求項９】平均粒径が約50〜1000ミクロンの微細粒子
    からなる多量の噴射媒体を圧力容器内に入れ、 圧力容器と圧縮空気源との間を流体連通させることによ
    って前記圧力容器を加圧し、 前記噴射媒体を、出口管路を通じて前記圧力容器から、
    空気管路を通じて前記圧縮空気源と流体連通している輸
    送管路に送り、 前記噴射媒体を、前記輸送管路内を流れる圧縮空気流と
    混合し、 前記圧力容器と前記輸送管路間の圧力差を検出し、 前記圧力容器内の圧力レベルが前記輸送管路内の圧力よ
    り大きくなるように、前記圧力差を予め選択されたレベ
    ルの維持し、 噴射媒体と前記圧縮空気流の前記混合物を前記輸送管路
    の末端に位置するノズルを通じて放出する、 ステップからなるブラスト方法。
  10. 【請求項１０】前記の予め選択された圧力差が1.0〜5.0
    psigの範囲内にある請求項９記載のブラスト方法。
  11. 【請求項１１】前記の予め選択された圧力差が2.0〜4.0
    psigの範囲内にある請求項９記載のブラスト方法。
  12. 【請求項１２】前記の予め選択された圧力差が、前記ノ
    ズルを通じて均一な流量を維持するように選択される請
    求項９記載のブラスト方法。
  13. 【請求項１３】噴射媒体が約250〜300ミクロンの平均粒
    径を有する請求項９記載のブラスト方法。
  14. 【請求項１４】噴射媒体が炭酸水素ナトリウムである請
    求項９記載のブラスト方法。
  15. 【請求項１５】平均粒径が約50〜1000ミクロンの微細粒
    子からなる多量の噴射媒体を圧力容器内に入れ、 前記圧力容器と圧縮空気源とを流体連通にすることによ
    って前記圧力容器を加圧し、 前記噴射媒体を、出口管路を通じて前記圧力容器から、
    空気管路を通じて前記圧縮空気源と流体連通している輸
    送管路に送り、 前記噴射媒体の前記輸送管路への流量を、予め決められ
    た面積を有し前記出口管路内に配置されているオリフィ
    スを通じて、約0.5〜10ポンド／分の流量に制限し、 前記噴射媒体を、前記輸送管路内を流れる圧縮空気流と
    混合し、 前記圧力容器内と前記輸送管路内の圧力を検出し、 前記空気管路内と前記輸送管路内の圧力を制御して、前
    記圧力容器内の圧力レベルが前記輸送管路内の圧力より
    大きくなるように圧力差を与え、 前記圧力差を、前記オリフィスを通過する噴射媒体の流
    量に比例するよう調整して、輸送管内の噴射媒体対空気
    の重量比を約0.05〜0.25の範囲内にし、および 噴射媒体と前記圧縮空気流の前記混合物を、前記輸送管
    の末端に位置するノズルを通じて放出する、 ステップからなるブラスト方法。
  16. 【請求項１６】噴射媒体が約250〜300ミクロンの平均粒
    径を有する請求項15記載の方法。
  17. 【請求項１７】噴射媒体が、炭酸水素ナトリウム、炭酸
    水素カリウム、炭酸水素アンモニウム、塩化ナトリウム
    またはその混合物からなる請求項15記載の方法。
  18. 【請求項１８】圧縮空気の圧力が約20〜125psigの範囲
    内にある請求項15記載の方法。
  19. 【請求項１９】前記圧力差が約１〜5psiの範囲内にある
    請求項15記載の方法。
  20. 【請求項２０】圧力差が約２〜4psiの範囲内にある請求
    項19記載の方法。
  21. 【請求項２１】オリフィスを通過する噴射媒体の流量が
    約0.5〜５ポンド／分の範囲内にある請求項15記載の方
    法。
  22. 【請求項２２】オリフィスが、約0.063〜0.156インチの
    直径の円形オリフィスで与えられる面積に相当する開口
    を有している請求項15記載の方法。
  23. 【請求項２３】オリフィスが円形である請求項22記載の
    方法。
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