NL2024659B1 - Spuiteenheid met een roteerbare spuitkop, alsmede straalinrichting - Google Patents

Abstract

Een straalinrichting heeft een spuiteenheid voor het spuiten van straalmiddel op het te behandelen oppervlak. De spuiteenheid heeft een inzetstuk 23’ waarin een spuitkop 13’ draaibaar aanwezig is. Deze spuitkop 13’ is voorzien van een aantal spuitkanalen 19’ die onder een hoek 21’ staan ten opzichte van de aanvoerinrichting 17 van het straalmiddel. Het straalmiddel wordt onder druk door de spuitkanalen 19’ geperst en oefent daarbij een kracht uit op de wand van de spuitkanalen 19’ waardoor de spuitkop 13’ gaat draaien. De uit de roterende spuitkop 13’ tredende stralen zullen een draaiende beweging maken. Het gezamenlijke oppervlak van de doorsneden van de spuitkanalen 19’ is groter dan éénderde van het oppervlak van de doorsnede van het cirkelcilindrische deel van de spuitkop. De hoek 21’ waaronder de spuitkanalen ten opzichte van de aanvoerrichting 17 van het straalmiddel staan groter is dan nul en kleiner is dan 10 graden.

Description

Spuiteenheid met een roteerbare spuitkop, alsmede straalinrichting BESCHRIJVING: Gebied van de uitvinding De uitvinding heeft betrekking op een spuiteenheid voor toepassing in een straalinrichting voor het behandelen van een oppervlak, door straalmiddel onder 0 druk te spuiten op het te behandelen oppervlak, welke spuiteenheid is voorzien van een behuizing, alsmede een draaibaar daarin aanwezige spuitkop, die draaibaar is om een denkbeeldige as parallel aan de aanvoerrichting van het straalmiddel, en is voorzien van een aantal spuitkanalen die onder een hoek staan ten opzichte van de aanvoerrichting van het straalmiddel, waarbij het grootste deel van de spuitkop een cirkelcilindrische vorm heeft, en waarbij de spuitkop is voorzien van een intredezijde waar het straalmiddel in de spuitkanalen gaat en een uittredezijde waar het straalmiddel de spuitkanalen verlaat.

Het straalmiddel zal bij een dergelijke spuiteenheid een kracht op de wand van het spuitkanaal uitoefenen waardoor de spuitkop gaat roteren. Hierdoor zullen ook de stralen uit de spuitkop een draaiende beweging maken waardoor een oppervlaktebehandeling verkregen wordt.

Stand van de techniek Een straalinrichting voorzien van een dergelijke spuitkop is bekend uitFR2876599A. Deze bekende straalinrichting is geschikt voor het natstralen van oppervlakken met een straalmiddel van keramische parels of glasparels vermengd met water. Doordat de spuitkop en daardoor ook de spuitstraal tijdens het spuiten continu roteert, wordt het oppervlak gelijkmatig gestraald.

Binnen de voedingsmiddelen- en farmaceutische industrie worden hoge eisen gesteld aan de reinheid en reinigbaarheid van het oppervlak van de productieapparatuur. Uit diverse onderzoeken is gebleken dat door natstralen (bijvoorbeeld met keramische of glasparels vermengd in water), als alternatief voor droogstralen (keramische of glasparels zonder water), aan deze eisen kan worden voldaan.

De reinheid en reinigbaarheid van een oppervlak wordt bepaald door de ruwheid en wordt gemeten en uitgedrukt in de R,-waarde (de gemiddelde oppervlakte ruwheid). Als de R,-waarde boven de 0,6 micrometer ligt dan hechten verontreinigingen makkelijker aan het oppervlak en kunnen ze zelfs worden ingesloten: Bij droogstralen vindt een inslag plaats door een keramisch deeltje of een glasparel. Op het oog ziet het oppervlak er na deze behandeling egaal uit, maar op microniveau zorgt de inslag voor relatief hoge pieken en dalen. Bij het natstralen vindt geen inslag plaats maar zorgt een stroom van vloeistof met daarin vaste deeltjes langs het oppervlak voor de oppervlaktebehandeling en haalt daarbij de hogere aanwezige pieken weg. Dit zorgt voor een beter resultaat. Echter, om vlekken te voorkomen, die veroorzaakt worden doordat niet gelijkmatig over het hele oppervlak wordt gestraald, dient met de spuiteenheid continu een draaiende beweging gemaakt te worden. Dit is zeer kritisch waardoor in de praktijk vlekvorming ten gevolge van verschillen in intensiteit van de behandeling vrijwel niet te voorkomen is.

Samenvatting van de uitvinding Een doel van de uitvinding is het verschaffen van een spuiteenheid van de in de aanhef omschreven soort waarmee de behandeling een nog gladder en beter oppervlak oplevert dan na behandeling met de bekende straalinrichting het geval is en waarbij vlekvorming doeltreffend voorkomen wordt. Hiertoe is spuiteenheid volgens de uitvinding gekenmerkt, doordat het gezamenlijke oppervlak van de doorsneden van de spuitkanalen haaks op de denkbeeldige as ter plaatse van de uittredezijde groter is dan éénderde van het oppervlak van de doorsnede van het cirkelcilindrische deel van de spuitkop haaks op de denkbeeldige as. Door de grotere spuitkanalen kan er meer straalmiddel per tijdseenheid bij gelijkblijvende druk gestraald worden hetgeen tot een beter reinigingsproces leidt.

Bij voorkeur is de hoek waaronder de spuitkanalen ten opzichte van de aanvoerrichting van het straalmiddel staan groter dan nul en kleiner dan 10 graden. Door de kleine hoek blijft de rotatiesnelheid beperkt hetgeen tot een nog beter reinigingsproces leidt.

De reinigbaarheid na behandeling van een oppervlak met de straalinrichting volgens de uitvinding is niet alleen beter, maar de reiniging gaat ook sneller, waardoor minder kostbare productietijd verloren gaat voor reiniging van productieapparatuur.

Een uitvoeringsvorm van de spuiteenheid volgens de uitvinding is gekenmerkt, doordat de spuitkop voorts 1s voorzien van een verder spuitkanaal dat in het midden van de spuitkop aanwezig is en dat parallel is aan de aanvoerinrichting van het straalmiddel. Door naast deze roterende stralen het straalmiddel tevens met een niet roterende rechte straal op het te behandelen oppervlak te spuiten zullen door deze extra straal ook hardnekkige verontreinigingen en oneffenheden verwijderd worden.

Om een minder storingsgevoelige werking van de spuitkop te verkrijgen, is de spuiteenheid voorzien van een inzetstuk dat in de behuizing is vastgezet, waarbij de spuitkop draaibaar in het inzetstak aanwezig is. Hierdoor kan volstaan worden met een precieze fabricage van het inzetstuk en hoeven aan de maatnauwkeurigheid van de behuizing geen hoge eisen gesteld te worden. Alleen aan de binnenzijde van het inzetstuk, waarin de spuitkop is opgenomen, hoeven hogen eisen ten aanzien van de nauwkeurigheid gesteld te worden.

Een verdere uitvoeringsvorm van de spuiteenheid volgens de uitvinding is gekenmerkt, doordat de spuitkop is voorzien van twee axiale eindvlakken en een zich daartussen uitstrekkend manteloppervlak, en dat het inzetstuk is voorzien van een doorgaand gat waarin de spuitkop draaibaar aanwezig is, welk gat is begrensd door een binnenzijde van het inzetstuk, waarbij tussen het manteloppervlak van de spuitkop en de binnenzijde van het inzetstuk speling aanwezig is om tijdens gebruik vastlopen van de spuitkop in het inzetstuk te voorkomen. Tijdens gebruik zal er straalmiddel tussen het manteloppervlak van de spuitkop en de binnenzijde van het inzetstuk raken. De speling tussen het manteloppervlak en de binnenzijde dient groot genoeg te zijn om te voorkomen dat het straalmiddel opgesloten raakt en de spuitkop tegen rotatie blokkeert.

Om te kunnen volstaan met een geringere speling tussen het inzetstuk en de spuitkop zonder het risico op vastlopen te vergroten, is nog een verdere uitvoeringsvorm van de spuiteenheid volgens de uitvinding gekenmerkt, doordat de binnenzijde van het inzetstuk is voorzien van uitsparingen die verdeeld over de omtrek op onderlinge afstand van elkaar aanwezig zijn en die zich over de gehele dikte van de spuitkop uitstrekken. Tijdens gebruik van de spuiteenheid wordt het straalmiddel uit de spleet tussen het inzetstak en de spuitkop in de uitsparingen gedrukt en via deze uitsparingen kan het straalmiddel uit het inzetstuk lopen, zodat het straalmiddel niet opgesloten kan raken tussen het inzetstuk en de spuitkop en derhalve de spuitkop niet tegen rotatie kan blokkeren.

Opgemerkt wordt dat een spuiteenheid waarbij zich over de hele dikte uitstrekkende uitsparingen in de binnenzijde van het inzetstuk aanwezig zijn met voordeel toegepast kan worden in combinatie met elke spuitkop ongeachte het aantal, grote van de doorsnede en hellingshoek van de spuitkanalen.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een straalinrichting voorzien van een hierboven beschreven spuiteenheid voor het behandelen van een oppervlak, door straalmiddel onder druk te spuiten op het te behandelen oppervlak, omvattende: - een houder voor het straalmiddel, - een straalmiddelleiding via welke de spuiteenheid is aangesloten op de houder, en - een toevoereenheid voor toevoer van het straalmiddel vanuit de houder naar de spuiteenheid, welke toevoereenheid op de straalmiddelleiding tussen de houder en de spuiteenheid is aangesloten.

In de uitvoering die geschikt is voor natstralen is de toevoereenheid bij voorkeur voorzien van een wateraansluiting waarop een waterleiding kan worden aangesloten en is de toevoereenheid voorzien van een mengeenheid voor het mengen van het straalmiddel met water. Voorts is de toevoereenheid bij voorkeur voorzien van een persluchtaansluiting waarop een persluchtleiding kan worden aangesloten, die het mengsel van straalmiddel en water in geval van natstralen of die in geval van droogstralen het droge straalmiddel naar de spuiteenheid voert.

Beknopte omschrijving van de tekeningen Hieronder zal de uitvinding nader worden toegelicht aan de hand van in de tekeningen weergegeven uitvoeringsvoorbeelden van de straalinrichting en de spuiteenheid. Hierbij toont: Figuur 1 een schematische weergave van een uitvoeringsvorm van de straalinrichting volgens de uitvinding welke geschikt is voor natstralen; Figuur 2 een uitvoeringsvorm van de straalinrichting volgens de uitvinding welke geschikt is voor droogstralen;

Figuur 3 een voorbeeld van een spuiteenheid voor een straalinrichting in perspectief; Figuur 4 de in figuur 3 weergegeven spuiteenheid in zijaanzicht; Figuur 5 een voorbeeld van een inzetstuk met daarin een spuitkop in 5 doorsnede; Figuur 6 het in figuur 5 weergegeven inzetstuk met daarin de spuitkop in bovenaanzicht; Figuur 7 het in figuur 5 weergegeven inzetstuk in doorsnede; Figuur 8 de in figuur 5 weergegeven spuitkop in zijaanzicht; Figuur 9 een uitvoeringsvorm van het inzetstuk met daarin de spuitkop van de spuiteenheid volgens de uitvinding in doorsnede; Figuur 10 het in figuur 9 weergegeven inzetstuk met spuitkop in bovenaanzicht; Figuur 11 het in figuur 9 weergegeven inzetstuk in doorsnede; en Figuur 12 de figuur 9 weergegeven spuitkop in zijaanzicht.

Gedetailleerde omschrijving van de tekeningen Figuur 1 is een schematische weergave van een uitvoeringsvorm van de straalinrichting volgens de uitvinding die geschikt is voor natstralen.

De straalinrichting 1 heeft een houder 3 waarin straalmiddel 2 aanwezig is.

Het straalmiddel 2 is gevormd door fijnkorrelig materiaal vermengd met water.

Het fijnkorrelige materiaal is bijvoorbeeld keramische korrels of glasparels.

De straalinrichting 1 heeft voorts een spuiteenheid 5 voor het onder druk spuiten van het straalmiddel op een te behandelen oppervlak.

Deze spuiteenheid 5 is via een straalmiddelleiding 7 aangesloten op de houder 3. Een tussen de houder en de spuiteenheid in de straalmiddelleiding 7 opgenomen toevoereenheid 9 zorgt voor de toevoer van het straalmiddel 2 vanuit de houder 3 naar de spuiteenheid 5. De toevoereenheid 9 heeft een mengeenheid 27 voor het mengen van het straalmiddel 2 met water en is hiertoe voorzien van een wateraansluiting 29 waarop een waterleiding 31 is aangesloten.

Deze waterleiding 31 is ook op de houder 3 aangesloten zodat een regeling ervoor kan zorgen dat in de houder een juiste verhouding vaste deeltjes en vloeistof aanwezig is om te voorkomen dat de vaste deeltjes een compacte massa gaan vormen waardoor deze niet meer via de straalmiddelleiding 7 maar de mengeenheid 27 zouden kunnen stromen. De toevoereenheid 9 heeft voorts een persluchtaansluiting 33 waarop een persluchtleiding 35 is aangesloten die het mengsel van straalmiddel en water naar de spuiteenheid 5 voert.

In figuur 2 is een andere uitvoeringsvorm van de straalinrichting 1’ volgens de uitvinding weergegeven. Deze uitvoeringsvorm is geschikt voor droogstralen. Het straalmiddel heeft dan enkel droog fijnkorrelig materiaal zoals keramische korrels of glasparels. De mengeenheid 27° is ook hier nabij de uitstroomopening van de houder 3’ aanwezig, echter hier wordt het straalmiddel door lucht afkomstig uit persluchtleiding 35’ meegenomen en via de straalmiddelleiding 7° naar de spuiteenheid 5 gevoerd.

In de figuren 3 en 4 is de spuiteenheid 5, die zowel voor natstralen (figuur 1) als voor droogstralen (figuur 2) geschikt is, in perspectief respectievelijk in zijaanzicht weergegeven. De spuiteenheid 5 heeft een behuizing 11 met een draaibaar daarin aanwezige spuitkop 13. Tijdens het spuiten draait de spuitkop om een denkbeeldige as 15 parallel aan de aanvoerrichting 17 van het straalmiddel. Op de behuizing 11 is een geleider 18 aanwezig die de stralen van het straalmiddel, die de spuitkop verlaten, geleiden en in een gewenste richting buigen. De spuitkop 13 is draaibaar in een inzetstuk 23 dat door middel van de in de behuizing 11 geschroefde geleider 18 in de behuizing 11 1s vastgeklemd.

Figuren 5 en 6 tonen een voorbeeld van het inzetstuk 23 met daarin de spuitkop 13 in doorsnede respectievelijk bovenaanzicht. De spuitkop 13 is voorzien van twee axiale eindvlakken 13a, 13b en een zich daartussen uitstrekkend manteloppervlak 13c. Het inzetstuk 23 is voorzien van een doorgaand gat 24 waarin de spuitkop 13 draaibaar aanwezig is. Het cilindrische manteloppervlak 13c van de spuitkop 13 glijdt tijdens het spuiten langs de cilindrische binnenwand 23a van het inzetstuk 23. Om wrijving en slijtage te beperken is het inzetstuk bij voorkeur van teflon of een ander geschikt materiaal en de spuitkop bij voorkeur van gehard staal of een ander hard metaal.

De spuitkop 13 is voorzien van een uitstekende richel 13B die, in de aanvoerrichting 17 van het straalmiddel, draaibaar opgesloten is tussen een rand 23b van het inzetstuk 23 en een borgring 26.

Om tijdens gebruik vastlopen van de spuitkop 13 in het inzetstuk 23 te voorkomen, is tussen het manteloppervlak 13c van de spuitkop en de binnenzijde 23a van het inzetstuk speling aanwezig. Voorts is hiertoe de binnenzijde 23a van het inzetstuk 23 voorzien van uitsparingen 25 die verdeeld over de omtrek op onderlinge afstand van elkaar aanwezig zijn. Deze uitsparingen strekken zich over de gehele dikte van het inzetstuk 23 uit en hebben in deze uitvoeringsvorm een half cirkelvormige dwarsdoorsnede.

In de figuren 7 en 8 zijn het inzetstuk 23 en de spuitkop 13 afzonderlijk weergegeven in respectievelijk doorsnede en onderaanzicht. De spuitkop 13 is voorzien van een aantal spuitkanalen 19 die onder een hoek 21 staan ten opzichte van de aanvoerinrichting 17 van het straalmiddel. Het straalmiddel wordt onder druk door de spuitkanalen 19 geperst en oefent daarbij een kracht uit op de wand van de spuitkanalen 19 waardoor de spuitkop 13 gaat draaien. Daar het inzetstuk 23 tegen rotatie geborgd is door de geleider 18 zal de spuitkop 13 in het inzetstuk 23 gaan draaien. De uit de roterende spuitkop 13 tredende stralen zullen ook een draaiende beweging maken waardoor een betere straalwerking verkregen wordt.

Om hardnekkige verontreinigingen en oneffenheden goed te kunnen verwijderen is de spuitkop 13 tevens voorzien van een verder spuitkanaal 20 dat in het midden van de spuitkop aanwezig is. Dit verdere spuitkanaal 20 strekt zich parallel aan de aanvoerinrichting van het straalmiddel uit.

In de figuren 9 en 10 is een uitvoeringsvorm van het inzetstuk 23° met daarin de spuitkop 13’ van de spuiteenheid volgens de uitvinding weergegeven in doorsnede respectievelijk bovenaanzicht. In figuur 11 is het inzetstuk 23’ afzonderlijk weergegeven in doorsnede en in figuur 12 is de spuitkop 13° afzonderlijk weergegeven in zijaanzicht. De spuitkop 13° is voorzien van twee axiale eindvlakken 13a’, 13b’ en een zich daartussen uitstrekkend manteloppervlak 13¢’. Het inzetstuk 23° is voorzien van een doorgaand gat 24’ waarin de spuitkop 13’ draaibaar aanwezig is. De spuitkop 13’ is voorzien van een uitstekende richel 13B° die, in de aanvoerrichting 17 van het straalmiddel, draaibaar opgesloten is tussen een rand 23b’ van het inzetstuk 23’ en een borgring 26.

Om tijdens gebruik vastlopen van de spuitkop 13° in het inzetstuk 23° te voorkomen, is tussen het manteloppervlak 13c van de spuitkop en de binnenzijde 23a van het inzetstuk speling aanwezig en is de binnenzijde 23a’ van het inzetstuk 23° voorzien van uitsparingen 25° die verdeeld over de omtrek op onderlinge afstand van elkaar aanwezig zijn. Deze uitsparingen strekken zich over de gehele dikte van het inzetstuk 23" uit en hebben in deze uitvoeringsvorm een half cirkelvormige dwarsdoorsnede.

De spuitkop 13° is voorzien van een aantal spuitkanalen 19° die onder een hoek 21° staan ten opzichte van de aanvoerinrichting 17 van het straalmiddel. Het straalmiddel wordt onder druk door de spuitkanalen 19° geperst en oefent daarbij een kracht uit op de wand van de spuitkanalen 19° waardoor de spuitkop 13° gaat draaien. De uit de roterende spuitkop 13° tredende stralen zullen ook een draaiende beweging maken waardoor een betere straalwerking verkregen wordt. Goede resultaten worden verkregen met een spuitkop waarbij de spuitkanalen 19° onder een hoek 21° van 1 tot 7 graden aanwezig zijn. In de getoonde uitvoeringsvorm zijn de spuitkanalen 19° onder een hoek 21° van 5 graden aanwezig.

Hoewel in het voorgaande de uitvinding is toegelicht aan de hand van de tekeningen, dient te worden vastgesteld dat de uitvinding geenszins tot de in de tekeningen getoonde uitvoeringsvormen is beperkt, De uitvinding strekt zich mede uit tot alle van de in de tekeningen getoonde uitvoeringsvormen afwijkende uitvoeringsvormen binnen het door de conclusies gedefinieerde Kader.

Claims (9)

CONCLUSIES:

1. Spuiteenheid (5) voor toepassing in een straalinrichting (1) voor het behandelen van een oppervlak, door straalmiddel (2) onder druk te spuiten op het te behandelen oppervlak, welke spuiteenheid (5) is voorzien van een behuizing (11), alsmede een draaibaar daarin aanwezige spuitkop (13°), die draaibaar is om een denkbeeldige as (15°) parallel aan de aanvoerrichting (17) van het straalmiddel, en is voorzien van een aantal spuitkanalen (19°) die onder een hoek (21°) staan ten opzichte van de aanvoerrichting (17) van het straalmiddel, waarbij het grootste deel van de spuitkop (13°) een cirkelcilindrische vorm heeft, en waarbij de spuitkop is voorzien van een intredezijde waar het straalmiddel in de spuitkanalen gaat en een uittredezijde waar het straalmiddel de spuitkanalen verlaat, met het kenmerk, dat het gezamenlijke oppervlak van de doorsneden van de spuitkanalen (19°) haaks op de denkbeeldige as (15°) ter plaatse van de uittredezijde groter is dan éénderde van het oppervlak van de doorsnede van het cirkelcilindrische deel van de spuitkop haaks op de denkbeeldige as (15).

2. Spuiteenheid volgens conclusie I, met het kenmerk, dat de hoek (217) waaronder de spuitkanalen ten opzichte van de aanvoerrichting (17) van het straalmiddel staan groter is dan nul en kleiner is dan 10 graden.

3. Spuiteenheid volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de spuitkop voorts is voorzien van een verder spuitkanaal (20) dat in het midden van de spuitkop aanwezig is en parallel is aan de aanvoerinrichting (17) van het straalmiddel.

4. Spuiteenheid volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat de spuiteenheid (5) voorts is voorzien van een inzetstuk (23) dat in de behuizing (11) is vastgezet, waarbij de spuitkop (13°) draaibaar in het inzetstuk (23’) aanwezig is.

35. Spuiteenheid volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de spuitkop (137) is voorzien van twee axiale eindvlakken (13a’, 13b’) en een zich daartussen uitstrekkend manteloppervlak (13°), en dat het inzetstuk (23°) is voorzien van een doorgaand gat (24°) waarin de spuitkop (13°) draaibaar aanwezig is, welk gat (24°) is begrensd door een binnenzijde (23a’) van het inzetstuk, waarbij tussen het manteloppervlak (13c¢’) van de spuitkop en de binnenzijde (23a’) van het inzetstuk speling aanwezig is.

6. Spuiteenheid volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de binnenzijde (23a’) van het inzetstuk (23°) is voorzien van uitsparingen (24°) die verdeeld over de omtrek op onderlinge afstand van elkaar aanwezig zijn en die zich over de gehele dikte van de spuitkop (13°) uitstrekken.

7. Straalinrichting (1) voorzien van een spuiteenheid (5) volgens een der voorgaande conclusies, voor het behandelen van een oppervlak door straalmiddel (2) onder druk te spuiten op het te behandelen oppervlak, omvattende: - een houder (3) voor het straalmiddel, - een straalmiddelleiding (7) via welke de spuiteenheid (5) is aangesloten op de houder (3), en - een toevoereenheid (9) voor toevoer van het straalmiddel vanuit de houder (3) naar de spuiteenheid (5), welke toevoereenheid (9) op de straalmiddelleiding (7) tussen de houder en de spuiteenheid is aangesloten.

8. Straalinrichting volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de toevoereenheid (9) is voorzien van een wateraansluiting (29) waarop een waterleiding (31) kan worden aangesloten en de toevoereenheid (9) een mengeenheid (27) omvat voor het mengen van het straalmiddel met water.

9. Straalinrichting volgens conclusie 7 of 8, met het kenmerk, dat de toevoereenheid (9) is voorzien van een persluchtaansluiting (33) waarop een persluchtleiding (35) kan worden aangesloten die het mengsel van straalmiddel en water naar de spuiteenheid (5) voert.