JPH11514938A - 圧力平衡型真空ブラストヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 真空ブラスト作業用のブラストヘッドに於いて、砥粒は圧縮空気流で工作物の表面に送り込まれ、且つ真空圧によってそこから除去される。真空圧によるブラストヘッドと工作物の表面の間の摩擦力を減少させるために、外気が工作物の表面の上流でブラストヘッド内に導入される。外気はバネでバイアスされた一方向弁を通過して導入される。ブラストヘッドへの外気の流入量は、弁のバネ力を調整することによって制御することが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】 圧力平衡型真空ブラストヘッド 発明の背景 本発明は真空ブラスト(vacuum-blasting)に関し，特に砥粒と剥離片を回収す るための真空ブラスト装置用ブラストヘッドに関する。 当業者には周知のことであるが、真空ブラストは比較的高速の空気流で送り込 まれた砥粒を工作物の表面にブラストしてこれを研掃・研摩し、同時に砥粒と剥 離片を真空圧で吸い出す改良された技術のことである。真空ブラストヘッドに於 いて、ブラストノズルを囲んでいる小さなフードと前記ノズルに隣接した前記フ ード内に設けられている真空口が、ブラストされている工作物の表面から放たれ た剥離片と砥粒とを吸い上げる。この砥粒と剥離片の混合物はホースを通って分 離器に到達し、そこで剥離片は砥粒から分離される。その分離された剥離片はブ ラスト作業中に大気圧以下に維持されている密閉した集塵室に集められる。剥離 片から分離された砥粒は、ホッパーに回収され、再びブラスト作業に使われる。 真空ブラスト装置は、ブラストヘッドを効果的に小型の容器構造とすることによ って、閉じたシステムのブラストを提供している。処理されている工作物の表面 から取り除かれた塗装物及び／又は腐食物、及び使い果たされた砥粒は密閉した 集塵室に集められる。作業中に前記システムは殆ど粉塵が出ないので、鉛や放射 性の汚染物のような潜在的に危険である物で覆われた工作物の表面をブラストす る時でさえ、作業する人や環境に比較的安全である。 従来の真空ブラストヘッドに関連した問題は、圧縮空気流（ブラスト圧）と真 空源の効果が加えられた時のブラストヘッド内の正味の真空圧のために処理され るべき工作物の表面と、ブラストヘッドに隣接した開口端上のシール又はブラシ との間の剪断力や摩擦力である。大きなブラストヘッドを使うと、吸引力による 摩擦力は強すぎて、処理されるべき工作物の表面でブラストヘッドを動かすのが 難しくなる。例えば、直径２０．３２ｃｍ（８ｉｎｃｈ）の開口部を持つブラス トヘッドの場合、６．８９５ｋＰａ（１ｐｓｉ）のブラストヘッドの正味の真空 圧は、工作物の表面に対してブラストヘッドを維持する約２２．６８ｋｇ （５０ｐｏｕｎｄ）の吸引力となってしまう。 上述の問題に対する従来の解決策は、ブラストヘッド内の圧力差を最小限にす るように真空圧とブラスト圧を調整することである。この方法は、ブラスト圧と 真空圧が変動しないときにのみ働く。ブラスト圧が，オフの時は働かない。従来 の２番目の解決策は、ブラストヘッドの開口端に据え付けられた車輪やローラー を使い、研掃・研磨される工作物の表面からブラストヘッドを一定の距離に保つ ことである。この方法は、平坦または凹凸の無い表面でのみ働く。これは少なく ともある程度まで殆どの工作物の表面に当てはまるのだか、凹凸のある表面には この方法は適切には働かない。更に車輪は表面を引っ掻いて傷つけることもあり うる。 発明の概要 本発明によって、ブラストヘッド内の真空圧によるブラストヘッドと工作物の 表面との間の摩擦から生じる障害を最小限度にして、工作物の表面に沿って移動 させることが出来る真空ブラストヘッドが提供された。このブラストヘッドは、 ブラストヘッドのいかなる動作条件に於いても上述の障害無しに、且つ工作物の 表面を引っ掻いたり又は損傷を与えるような装置を用いないで、移動させること が出来る。 上記の利点は、外気を制御しながらブラストヘッドに導入させ、これによって 工作物の表面に対してブラストヘッドを引っ張る真空力を減少させることによっ て可能となる。外気は、圧縮空気流内の砥粒の流れに対して、ブラストヘッドの 上流側で、ブラストジャケットの内室に導入される。ブラストヘッド開口端の下 流側でなく上流側の１点で外気を導入させることが、真空圧によって砥粒と剥離 片を除去する効果への影響を最小とする。外気は、ブラストヘッドの内部と外気 をつなぐ圧力平衡口に据え付けられたバネでバイアスされた一方向弁を通って導 入される。バイアス力は、一般的な条件に従って、導入される外気の流量が変化 させられるように調節できる。その調節機構は手動で操作可能なものであり、従 って、導入される外気の流量はブラストヘッドのオペレーターによって必要な時 に調節できる。 図面の簡単な説明 前述ならびに他の目的や態様及び利点は図面を参照して、本発明の好ましい実 施例の詳細な説明からより容易に理解されるであろう。 図１は従来の真空ブラストヘッドの断面図である。 図２は本発明に係るブラストヘッドの断面図である。 図３は本発明に係るブラストヘッドの圧力平衡弁の他の実施例を示す断面図で ある。 好ましい実施例の詳細な説明 図１から分かるように、従来のブラストヘッド１は工作物の表面４を研掃・研 磨する物である。その工作物の表面は代表的なものに、橋、ビル、船等の部材で ある。ブラストヘッド１はブラストジャケット５、研掃・研磨するための工作物 の表面に当接させるためにブラストジャケットを通って圧縮空気流で砥粒７を送 り込むノズル６、ブラストジャケットを囲んでいる真空ジャケット８、及び工作 物の表面から除去された砥粒と剥離片を回収するために真空源に接続された真空 ジャケット内の排出口９を含む。砥粒の一般的な軌跡は矢印７ａによって示され ている。工作物の表面に当接し砥粒７が漏出するのを防ぐために、ゴム等のシー ル８ａが真空ジャケット８の先端に取り付けられている。真空の大きさはブラス トヘッド１の先端の圧縮空気の圧力の大きさよりも大きい。その結果、工作物の 表面４にブラストヘッド１を強力に当接し、工作物の表面でブラストヘッドの移 動を困難にする真空圧が存在する。 図２から分かるように、本発明に係るブラストヘッド１０は、ブラストジャケ ット１４及びブラストジャケットを囲んでいる真空ジャケット１５を含むブラス トヘッド本体１２を指す。ブラストヘッド本体１２の閉塞端に固着されたノズル １６は、研掃・研磨されるべき工作物の表面１８に吹きつけられるようにブラス トジャケット１４を経て圧縮空気流で砥粒を送り込む。排出口２０はブラストヘ ッド本体１２の閉塞端に隣接した真空ジャッケット１５を指しており、工作物の 表面１８から除去された砥粒と剥離片を回収するために真空源に接続されている 。例えば弾力性のある材質の可撓性ベローズ２２が、平らな面は勿論のこと湾曲 した表面でも真空のシールを維持するために工作物の表面１８に隣接した真空ジ ャ ッケット１５の開口端に固着されている。工作物の表面の小さな凹凸に整合させ 、工作物の表面でブラストヘッド１０の滑動を緩めるために工作物の表面１８に 隣接したベローズの端縁にベローズ２２の全周にわたって、刷毛２４が取り付け られてもよい。ブラストジャケット１４は、真空ジャッケット１５の開口端に届 かない軸方向の位置に開口端を有する。そのため、ベローズ２２が完全に圧縮さ れた時でさえ、ブラストジャケット１４から工作物の表面１８まで、そしてブラ ストジャケット１４と真空ジャッケット１５の間に戻ってくる砥粒の適切な流路 が維持される。 圧縮空気流による砥粒のブラスト本体への流入にもかかわらず、真空源はブラ スト本体内を全体として真空状態を維持している。工作物の表面に当接する開口 が直径２０．３２ｃｍ（８ｉｎｃｈ）であるブラストヘッド１０内の真空圧が６ ．８９５ｋＰａ（１ｐｓｉ）の真空の場合、工作物の表面に対するブラストヘッ ド１０の保持力は２２．６８ｋｇ（５０ｐｏｕｎｄ）である。本発明は、この保 持力を管理出来る大きさに減少させるために、調整ないし制御可能にして外気を ブラストヘッド本体１２に導入するようにした。外気はブラストジャケット１４ の１つの開口内に取り付けられた圧力平衡口２６によって、ブラストジャケット １４の内室に導入される。圧力平衡口２６は、真空ジャケット１５内の一つの開 口を通って延び、更にその真空ジャケットを越えた位置に突き出しており、バネ でバイアスされた一方向圧力平衡弁の弁本体を形成している。圧力平衡口２６は 内側シリンダー２８を含む。前記内側シリンダーは外側シリンダー３０と一体に 形成してもよい。外側シリンダー３０は真空ジャケット１５とブラストジャケッ ト１４の間の隙間に調整されない外気の流入を防ぐために、真空ジャケット１５ 内の一つの開口にしっかりと取り付けられている。弁座は内側シリンダー２８の 上端で形成されており、これにはボルト３４の上端に取り付けられた内弁が係合 する。ボルト３４は内側シリンダー２８内に固着されているスパイダー３６のハ ブの一つの開口内で動くように案内されている。ナット３８はボルト３４の雄ネ ジと螺合しており、コイル状の圧縮バネ４０はナット３８とスパイダー３６との 間のボルトの回りに配置されている。このような構成によって、バネ４０は内弁 ３２を弁座に対して係合させるようにバイアスされている。ブラストヘッド本体 １２内の真空圧と外気圧との間の圧力差は、内弁３２を弁座から離すように動か して、 バネ４０を圧縮させる。その結果、外気が矢印４２に示すように、圧力平衡口２ ６を経てブラストヘッド本体１２内に流入する。 工作物の表面１８に対してブラストヘッド本体１２を保持する真空圧の力は、 ナット３８を回転させることによって、調節出来る。ナット３８を回転させると 、ボルト３４の軸方向に沿ってナットが移動し圧縮バネ４０を圧縮させたり延長 させたりする。それによって、弁座に対する内弁３２を移動し易くするバイアス 力を増加減少させる。バイアス力は、ブラストヘッド本体１２への外気の流入量 を減少させ、バイアス力は減少するが、増加すると外気の流入量が増加する。ブ ラストヘッド本体１２に圧力平衡弁を配置する場合、ブラストヘッド本体のオペ レーターによってブラストヘッド本体１２を保持あるいは移動させながら手で操 作し易い位置に弁を配置する。 図３は圧力平衡弁の他の実施例の拡大図である。圧力平衡弁４６は、圧力平衡 口であるシリンダー状の弁本体４８を有する。弁本体４８はブラストジャケット １４の一つの開口内に固着され、真空ジャケット１５の一つの開口を通過して外 側に突出している。真空ジャケットの中に弁本体４８が漏出しないようにしっか りと取り付けられている。シリンダー状弁本体４８はブラストジャケット１４の 内部へ突出し、その突出端部である内側端部には弁座となる弾力性のあるシール 用リング５０が固着されている。シール用リング５０に係合するように配置され ている内弁５２は、雄ネジ５６のついたシャフト５４の上端に固着されている。 シャフト５４は、スパイダー６０のハブの中で軸方向に移動するように案内され ている。スパイダーは放射状に延びた脚６２を有し、かつ通常の方法で弁本体４ ８に固着されている。雄ネジ５６を備えたシャフト５４の下端は、ノブ６６の孔 ６４内に受け入れられている。雌ネジ６８が、雄ネジ５６と螺合されるように孔 ６４に設けられてもよい。代わりにノブ６６と係合する雄ネジはノブ６６の内側 に取り付けられたナット７０の中に設けられてもよいし、又はナット７０と孔６ ４の両方に設けてもよい。圧力バネ７２はシャフト５４の周囲に設置され、又ノ ブ６６の上端とスパイダー６０の間に圧縮した状態で保持されている。ノブ６６ が回されるときにシャフト５４が回転しないようにする機構を設けてもよい。例 えば、スパイダー６０のハブ５８の溝と協働するように、リブ７２をシャフト５ ４上に設けることも出来る。ノブ６６は図２の実施例に示したナット３８が回転 される のと同じ方法で回転されて、ブラストヘッド本体１２への外気の流入量を調整す る。図３に於いて、弁本体４８を経て、かつスパイダー６０の脚６２の間を通過 する外気の流入は、矢印７４で示される通りである。 本発明を好ましい実施例によって記述したが、本発明は添付の請求の範囲の精 神と範囲内で種々変更して実施できることが当業者には理解されるであろう。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．下記から構成された真空ブラスト装置用ブラストヘッド。 内室と１つの開口端を有する本体、 前記本体を経て前記開口端に砥粒を圧力で送り込む砥粒送り込み手段、 前記本体の内室を真空圧に維持する真空圧維持手段、及び、 前記本体内の真空圧を制限する制限手段であって前記本体内に外気を導入する 外気導入手段を構成する制限手段。 ここで、前記外気導入手段は入口と出口を有する弁であって前記入口から出口 への第１の圧力差によって開くことができる弁を含む。 ２．前記入口から出口への前記第１の圧力差とは異なる圧力差によって開くこと ができるように前記弁を調整する調整手段を更に備えた請求項１の真空ブラスト 装置用ブラストヘッド。 ３．前記調整手段が手動操作手段を含むものである請求項２の真空ブラスト装置 用ブラストヘッド。 ４．下記から構成された真空ブラスト装置用ブラストヘッド。 内室と１つの開口端を有する本体、 前記本体を経て前記開口端に砥粒を圧力で送り込む砥粒送り込み手段、 前記本体の内室を真空圧に維持する真空圧維持手段、及び、 前記本体内の真空圧を制限する制限手段であって前記本体内に外気を導入する 外気導入手段を構成する制限手段。 ここで、前記本体は前記開口端に砥粒を送り込む第１流路と前記開口端から砥 粒を送り出す第２流路を形成しており、且つ前記外気導入手段は外気を前記第１ 流路内に導入する。 ５．下記から構成された真空ブラスト装置用ブラストヘッド。 内室と１つの開口端を有する本体、 前記本体を経て前記開口端に砥粒を圧力で送り込む砥粒送り込み手段、 前記本体の内室を真空圧に維持する真空圧維持手段、及び、 前記本体内の真空圧を制限する制限手段であって前記本体内に外気を導入する 外気導入手段を構成する制限手段。 ここで、前記本体はブラストジャケットとこれを包む真空ジャケットを含み、 前記砥粒送り込み手段は前記ブラストジャケットを経て前記本体の開口端に砥粒 を送り込む手段を含み、更に前記真空圧維持手段は前記真空ジャケットに形成さ れた真空口を含む。また、砥粒を前記開口端に送り込む第１流路は前記ブラスト ジャケットによって形成されており、且つ前記開口端から砥粒を運び出す第２流 路は前記ブラストジャケットと前記真空ジャケットとの間に形成されている。更 に、前記本体内に外気を導入する外気導入手段は外気を前記ブラストジャケット 内に導入する手段を含む。 ６．前記外気導入手段は入口と出口を有する弁であって前記入口から前記出口へ の第１の圧力差によって開くことができる弁を含むものである請求項５の真空ブ ラスト装置用ブラストヘッド。 ７．前記入口から前記出口への前記第１の圧力差とは異なる圧力差によって開く ことができるように前記弁を調整する調整手段を更に備えた請求項６の真空ブラ スト装置用ブラストヘッド。 ８．前記調整手段が手動操作手段を含むものである請求項７の真空ブラスト装置 用ブラストヘッド。