PL198806B1

PL198806B1 - Sposób i urządzenie do usuwania z powierzchni warstwy wierzchniej oraz/lub umacniania powierzchni przez zgniot oraz/lub nanoszenia powłok na powierzchnie ciał stałych

Info

Publication number: PL198806B1
Application number: PL362317A
Authority: PL
Inventors: Gerard Pieper
Original assignee: Pieper Innovationsgmbh
Priority date: 2001-01-23
Filing date: 2002-01-22
Publication date: 2008-07-31
Also published as: CZ20031957A3; JP2004520182A; WO2002058887A1; EP1353777A1; PL362317A1; CA2435567A1; US20040053561A1; BR0206523A; RU2288090C2; DE10102924C1; US6997780B2; RU2003125866A; DE50201284D1; ATE279301T1; EP1353777B1

Abstract

1. Sposób usuwania z powierzchni warstwy wierzchniej oraz/lub umacniania powierzchni przez zgniot oraz/lub nanoszenia pow lok na powierzchnie cia l sta lych, przyk ladowo usuwania z pow lok lakierni- czych lokalnych wad pow loki lakierowej, wyg ladzania spoin lutowa- nych i spawanych, zdejmowania zanieczyszczonych warstw wierzchnich betonu lub warstw rdzy, utwardzania, wyrównywania wzgl ednie nanoszenia pow lok na powierzchnie metalowe, w przypadku których materia l strumienia dozowany jest do strumie- nia powietrza no snego wytwarzanego w warunkach podci snienia z wykorzystaniem si ly ci ezko sci oraz/lub dzia lania in zektorowego, transportowany poprzez system przewodów elastycznych do lancy strumienia i kierowany przez komor e do obróbki strumieniowej w stron e powierzchni obrabianej z wytworzonym na niej podci snie- niem, odprowadzany z niej w strumieniu powietrza, czyszczony oraz odpowiednio do warunków kierowany na powrót do obiegu robocze- go, przy czym przyspieszanie materia lu strumienia roboczego uzyskiwane jest poprzez wytwarzanie podci snienia, a komora do obróbki strumieniowej przesuwana jest z jednego obszaru po- wierzchni obrabianej na nast epny jej obszar, znamienny tym, ze materia lowi strumienia udzielany jest co najmniej jeden dodatkowy impuls energii za po srednictwem strumienia gazu …………………. 12. Urz adzenie do usuwania z powierzchni warstwy wierzchniej oraz/lub umacniania powierzchni przez zgniot oraz/lub nanoszenie pow lok na powierzchnie cia l sta lych wed lug zastrz. 1 sk ladaj ace si e z co najmniej jednego zbiornika do gromadzenia roboczego materia- lu strumienia, przy laczonego do zbiornika urz adzenia dozuj acego oraz/lub urz adzenia in zektorowego s luzacego do dozowania mate- ria lu roboczego do strumienia powietrza o obni zonym ci snieniu wytwarzanego przez agregat ss acy, zespó l przewodów elastycz- nych po laczonych z urz adzeniem dozuj acym ……………………….. PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Wynalazek dotyczy sposobu usuwania oraz/lub umacniania warstwy wierzchniej oraz/lub nanoszenia powłok na powierzchnie ciał stałych, przykładowo usuwania lokalnych wad powierzchni z naniesioną na nią powłoką lakierowaną, wygładzania powierzchni spoin lutowanych i spawanych, usuwania uszkodzonych wierzchnich stref betonu względnie warstw rdzy, utwardzania względnie wyrównywania powierzchni metalowych w przypadku którego ścierniwo dostarczane jest, z zastosowaniem jego dozowania wraz z strumieniem nośnym rozprężanego powietrza na zasadzie działania siły ciężkości oraz/lub działania inżektorowego, z zastosowaniem systemu giętkich przewodów, do „lancy” wytwarzającej jego strumień, przez którą przechodzi ono do komory o obniżonym ciśnieniu, i następnie kierowane jest na obrabianą powierzchnię na której również panuje obniżone ciśnienie, skąd odprowadzane jest w strumieniu powietrza, poddawane jest oczyszczaniu oraz odpowiednio do konkretnych warunków kierowane do obiegu obróbczego, przy czym przyspieszanie strumienia materiału ścierniwa realizowane jest przez wytwarzanie podciśnienia, a komora do obróbki strumieniowo-ściernej przemieszczana jest z powierzchni obrabianej na następny jej obszar poddawany obróbce.

Wynalazek dotyczy również urządzenia do realizacji przedstawionego sposobu, wyposażonego w co najmniej jeden zbiornik służący do gromadzenia materiału ściernego, w urządzenie dozujące oraz/lub inżektorowe służące do dozowania materiału ściernego doprowadzanego do strumienia powietrza o obniżonym ciśnieniu wytwarzanego przez agregat ssący, w doprowadzenie za pomocą giętkiego przewodu połączonego z urządzeniem dozującym oraz/lub inżektorowym służące do transportu materiału ściernego w strumieniu powietrza do komory do obróbki strumieniowo-ściernej z wprowadzoną do niej lancą do obróbki strumieniowo-ściernej wyposaż oną w dyszę służącą do kierowania strumienia na obrabianą powierzchnię oraz z giętkiego przewodu odprowadzającego, przyłączonego do komory do obróbki strumieniowo-ściernej służącego do zasysania z niej materiału ściernego wraz z cząstkami zebranymi z powierzchni obrabianej do zbiornika osadnika (separatora) oraz do filtra, połączonego z agregatem ssącym.

Z DE 197 47 838 A1 znany jest sposób usuwania na sucho powłok, graffiti względnie innych zanieczyszczeń powierzchniowych występujących na powierzchniach płaskich lub też zakrzywionych. Działające erozyjnie względnie też łagodnie ścierniwo wprowadzane jest do strumienia powietrza będącego gazem nośnym znajdującego się w systemie giętkich przewodów, za pomocą którego jest ono transportowane, przyspieszane oraz uderza o obrabianą powierzchnię.

Następnie materiał ścierny zawracany jest wraz ze strumieniem powietrza, będącego nośnikiem, pod wpływem wytworzonego w nim podciśnienia wynoszącego 50 do 300 mbar do zespołu oczyszczalnika w którym jest on oczyszczany i ponownie dozowany do strumienia powietrza-nośnika, co umożliwia realizację jego transportu w obiegu zamkniętym. Mieszanina ścierniwa z powietrzem, przed jej zetknięciem się z obrabianą powierzchnią jest przyspieszana, poprzez wymuszenie w przewodzie prostoliniowego ruchu przyspieszonego, do prędkości przyjętej dla obróbki strumieniowej wynoszącej od 20 do 80 m/s, przy czym przyspieszenie to uzyskiwane jest przez zmniejszenie średnicy otworu przelotowego zastosowanej dla przewodu doprowadzającego strumień, do wymiaru przyjętego dla odcinka przewodu w którym osiąga się wymagane przyspieszenie.

Możliwa do osiągnięcia prędkość uzyskiwana poprzez zmniejszenie średnicy przewodu jest zasadniczo wystarczająca, aby można było tym sposobem uzyskać działanie erozyjne w zastosowaniu do graffiti względnie innych zanieczyszczeń powierzchniowych. Dla usunięcia wierzchnich stref względnie wyrównania powierzchni twardych materiałów jak przykładowo spoin lutowanych i spawanych możliwe do uzyskania prędkości są za małe, w związku z czym znany dotychczas sposób jest nieekonomiczny. Odnosi się to również do odrdzewiania powierzchni metalicznych względnie usuwania zanieczyszczonych głębiej wierzchnich stref betonu.

Doprowadzenie energii uzyskiwane według DE 197 47 838 A1 jest z drugiej strony o wiele za duże, o ile ma ono służyć do usuwania punktowych wtrąceń w powłokach lakierowych. Wielostrefowe powłoki lakierowe mają jak wiadomo grubość do 150 μm i składają się, poczynając od zewnątrz w kierunku do środka, z emalii prześwitującej oraz głębiej z powłoki lakieru podstawowego, wypełniacza i z powłoki farby podkładowej. W szczególności w przypadku powłok lakierowych typu metalic stosowanych do karoserii samochodowych podczas lakierowania występują wadliwe miejsca, które spowodowane są przez punktowe lub również powierzchniowe wtrącenia w powłoce emalii prześwitującej (przezroczystej) lub w powłoce lakieru podstawowego. Tego rodzaju wadliwe miejsca wymagają uciążliwego oraz kosztownego dodatkowego nakładu pracy, ponieważ zmniejszenie średnicy otworu

PL 198 806 B1 przelotowego umożliwia tylko ograniczoną regulację szybkości strumienia materiału ściernego, w związku z czym z jednej strony przy przyję tym za duż ym wydatku energii strumienia cząstek zniszczona względnie uszkodzona zostanie cała powłoka lakierowana, lub też przy za małej energii cząstek wykonywana dodatkowo praca będzie nieekonomiczna.

Według DE 196 14 555 A1 znane jest urządzenie do erozyjnej obróbki strumieniowo-ściernej elementów konstrukcyjnych wyposażone w komorę ze wszystkich stron zasadniczo szczelnie zamkniętą dla powietrza, z co najmniej jednym, a korzystnie z wieloma zamykanymi otworami, przy czym komora ta przystosowana jest do opróżniania jej, ze zbiornikiem do gromadzenia w nim materiału ściernego, z zespołem typu rury przez którą przechodzi strumień, który wprowadzić można przez otwory przystosowane do zamykania do komory oraz umożliwiającym dopływ materiału ściernego, doprowadzenie powietrza oraz otwór odlotowy dla materiału ściernego, przy czym otwór wlotowy dla materiału ściernego może być połączony poprzez przewód doprowadzający ze zbiornikiem materiału ściernego.

W rozwiązaniu tym zastosowano lancę do obróbki strumieniowo-ściernej s łużącą do doprowadzania materiału ściernego z otworem wlotowym dla powietrza, której działanie polega na zasysaniu materiału ściernego. Lanca do obróbki strumieniowo-ściernej ma stałą średnicę wewnętrzną jak również nie posiada dodatkowego inżektora wewnątrz jej korpusu. Dlatego też tego rodzaju znane rozwiązanie również nie jest odpowiednie dla zrealizowania odpowiednio dużych prędkości strumienia ściernego niezbędnych do usuwania warstwy wierzchniej oraz/lub jej umacniania oraz/lub do procesu nanoszenia powłok. W związku z tym wszystkie uprzednio wymienione wady odnoszą się również do przedstawionego tu znanego rozwiązania.

Przy takim poziomie znanych rozwiązań technicznych u podstaw wynalazku leży zadanie ulepszenia sposobu obróbki oraz konstrukcji urządzenia przedstawionego na wstępie w ten sposób, aby można było zwiększyć w znacznym stopniu szybkość strumienia materiału ściernego oraz, pomimo to, aby wielkość energii przenoszonej wraz z strumieniem masy materiału doprowadzonego do obrabianej powierzchni pozostawała w szerokich granicach dla najróżnorodniejszych dziedzin zastosowania na niskim poziomie jej oddziaływania, z zapewnieniem wysokiej elastyczności jej zmienności oraz z zapewnieniem możliwości odzyskiwania a także ponownego stosowania doprowadzanego materiału i możliwości efektywnej regulacji strumienia.

Zadanie to rozwiązywane będzie przy zastosowaniu sposobu o właściwościach wymienionych na wstępie oraz przy doborze materiałów o charakterystycznych cechach sformułowanych w zastrz. nr 1 i przy zastosowaniu urzą dzenia o charakteryzujących go cechach podanych w zastrz. nr 2.

Korzystne sformułowania sposobów obróbek oraz dotyczące konstrukcji urządzenia przedstawiono w zastrzeżeniach podporządkowanych.

Sposób według wynalazku odznacza się przede wszystkim tym, że szybkość strumienia materiału ściernego dobierana jest w szerokich granicach w zależności od rodzaju i kształtu obrabianej powierzchni oraz rodzaju materiału użytego do obróbki, od stopnia udziału materiału użytego do obróbki w strumieniu powietrza będącego nośnikiem, od wielkości podciśnienia panującego w strumieniu powietrza, w szerokim zakresie od czasu działania strumienia i jego temperatury, przykładowo istnieją możliwości regulacji prędkości strumienia materiału ściernego w zakresie od > 80 do 1000 m/s. W związku z tym sposób według wynalazku można stosować zarówno do usuwania wadliwych obszarów powłok lakierniczych, do wygładzania i wyrównywania spoin lutowniczych lub przykładowo do usuwania zniszczonych wierzchnich stref betonu jak i do umacniania przez zgniot strefy wierzchniej materiału lub w równej mierze nanoszenia powłok na powierzchnie obrabiane.

Urządzenie według wynalazku służące do realizacji przedstawionego sposobu jest proste, ale zarazem ma mocną konstrukcję. Pracuje ono z zastosowaniem strumienia nośnego powietrza o wydatku od 0,1 m³/h do 5000 m³/h.

Dalsze zalety oraz szczegóły wynikają z przedstawionego poniżej opisu z powołaniem się na załączony rysunek.

Wynalazek objaśniono bliżej w dalszym opisie z powołaniem się na liczne przykłady rozwiązań konstrukcyjnych.

Przedstawiają one:

fig. 1. Schemat działania sposobu według wynalazku, fig. 2. Przekrój przez inżektor w strefie elastycznego przewodu doprowadzającego, fig. 3. Koncepcja rozwiązania konstrukcyjnego urządzenia według wynalazku do usuwania lokalnych wad powłoki lakierniczej,

PL 198 806 B1 fig. 4. Widok komory do obróbki strumieniowej, lanca do obróbki strumieniowej, przesłona strumienia oraz folia magnetyczna wg fig. 3, fig. 5. Koncepcja rozwiązania konstrukcyjnego urządzenia według wynalazku do wygładzania spoin lutowniczych, fig. 6. Widok komory do obróbki strumieniowej, lanca do obróbki strumieniowej oraz przesłona wg fig. 5, oraz fig. 7 Przekrój przez spoinę lutowniczą łączącą dwa elementy z blachy z nałożoną komorą do obróbki strumieniowej.

Figura 1 pokazuje ideowy schemat działania sposobu według wynalazku dotyczącego obróbki strumieniowej usytuowanej pionowo płaskiej powierzchni 1 z zastosowaniem ścierniwa do obróbki strumieniowo-ściernej 2. Jako ścierniwo 2 stosowany jest proszek szklany, korund, piasek cyrkonowy, drobnoziarnisty żużel względnie śrut stalowy.

Za pomocą agregatu ssącego 3 wytwarzany jest nośny strumień powietrza nośnego 4 o wydajności wynoszącej do 0,1 do 5000 m³/h. Końcówka ssąca 5 agregatu ssącego 3 połączona jest za pomocą wyprowadzenia przewodu elastycznego 6, prowadzącego do komory służącej do obróbki strumieniowej 7. Za pomocą agregatu ssącego 3 wytwarzane jest podciśnienie wynoszące > 150 do 1000 mbar. W zbiorniku 8 znajdują się usytuowane pionowo jeden nad drugim leje zasypowe 9 i 10, oddzielone od siebie pneumatycznie. Materiał ścierny 2 dostaje się pod działaniem siły ciężkości z leja zasypowego 9 do leja zasypowego 10 i stamtąd do urządzenia dozującego 11 z usytuowanym poziomo inżektorem dozującym 12, który połączony jest z elastycznym przewodem doprowadzającym 13. W następstwie wytworzonego podciśnienia zassaniu ulega materiał ścierny 2, który wraz z strumieniem powietrza nośnego dopływa do elastycznego przewodu doprowadzającego 13 lancy strumienia 14, prowadzącej do komory do obróbki strumieniowej 7. Z komory do obróbki strumieniowej mieszanina materiału ściernego z powietrzem i cząstkami usuniętymi z powierzchni obrabianej doprowadzana jest przez przewód odprowadzający 6 do osadnika względnie cyklonu 22, w którym przeprowadzane jest rozdzielenie materiału ściernego od strumienia powietrza nośnego, zanim za pomocą filtra cząstki zebrane z powierzchni obrabianej wyodrębnione zostaną z strumienia powietrza nośnego i ten ostatni doprowadzony będzie do agregatu ssącego 3.

Figura 2 pokazuje przekrój przez przewód elastyczny 13 z umieszczonym w nim inżektorem 15, którego mieszalnik w kształcie rury prowadzi do komory do obróbki strumieniowej 7. Inżektor 15 składa się z korpusu dyszy 17 z zwężającym się stożkowo otworem wlotowym 18 prowadzącym do mieszalnika w kształcie rury 16. Końcówka 19 elastycznego przewodu doprowadzającego 13 usytuowana jest w środku w osi korpusu dyszy A - A oraz kończy się w strefie największego przewężenia przekroju korpusu dyszy 17. Współosiowo do elastycznego przewodu doprowadzającego 13 usytuowane są otwory zasysające w kształcie pierścienia zasysającego 20, służące do zasysania powietrza atmosferycznego. Mieszalnik w kształcie rury 16 ma około dwa razy większą średnicę D2 w porównaniu z ś rednicą d3 koń cówki 19 elastycznego przewodu doprowadzają cego 13, w zwią zku z czym strumień powietrza LVZ wytwarza podciśnienie, które dodatkowo zasysa przez otwory zasysające 20 i przyspiesza strumień mieszaniny powietrza noś nego z materiał em ś ciernym i tym samym przyspiesza dodatkowo strumień wypływający z przewodu doprowadzającego 13.

Strumień powietrza LVZ działa na mieszaninę powietrza nośnego i materiału ściernego jak impuls energetyczny, zwiększając jej prędkość. Dzięki temu osiąga się szybkości strumienia dochodzące do 1000 m/s.

Odpowiednio do tego, w zależności od materiału obrabianej powierzchni oraz rodzaju i kształtu cząstek roboczego materiału strumienia, przez regulację wydatku powietrza LVZ możliwe jest, przez zmianę wielkości zastosowanego podciśnienia, czasu obróbki strumieniowej, temperatury strumienia oraz zależności geometrycznych konstrukcji inżektora 15 możliwe jest wyregulowanie szybkości strumienia mieszaniny odpowiednio do zadań związanych z obróbką. Wszystkie istotne elementy konstrukcyjne urządzenia według wynalazku zestawiać można odpowiednio do przypadku zastosowania, korzystając z dostępnych typowych elementów.

P r z y k ł a d 1

Z powłoki lakierowej części karoserii samochodowej należy usunąć z zastosowaniem sposobu według wynalazku wadliwe jej miejsca. Fig. 3 pokazuje wariant konstrukcyjny urządzenia według wynalazku, przy wykorzystaniu którego można zrealizować sposób według wynalazku.

Urządzenie według fig. 3 składa się w istocie z komory do obróbki strumieniowej 7 wraz z umieszczoną w niej „lancą ” 14 strumienia materiał u ś ciernego, ś limaka dozującego 11, który poprzez

PL 198 806 B1 doprowadzenie w postaci elastycznego przewodu 13 połączony jest z lancą 14 strumienia materiału ściernego, ze zbiornika 44 gromadzącego zapas materiału ściernego 2, który połączony jest ze ślimakiem dozującym poprzez przewód zasilający 45, z końcówki odsysającej 21, która z jednego końca przyłączona jest do komory obróbki strumieniowej 7 oraz z drugiego końca za pomocą elastycznego przewodu odprowadzającego 6 prowadzi do osadnika 22 oraz z niego na zasadzie zasysania połączona jest z agregatem ssącym.

Komora do obróbki strumieniowej, jak pokazano na fig. 4, ukształtowana jest w postaci cylindrycznej tulei korpusu 23, która spełnia rolę wewnętrznej przestrzeni roboczej 24 oddzielonej od otoczenia. Do przestrzeni wewnętrznej 24 wprowadzona jest cienka lanca 14 strumienia roboczego usytuowana wzdłuż osi tulei B-B, przechodząca przez otwór 25 w górnej ściance tulei 26 oraz unieruchomiona jest za pomocą śruby. Przeciwległy do górnej ścianki tulei 26 koniec korpusu 23 jest otwarty oraz ma wybranie 28 wykonane w ściance tulei 27, w którym umieszczony jest korpus przesłony 29. Korpus przesłony 29 zamyka wewnętrzną przestrzeń roboczą 24 korpusu tulei 23. W przesłonie korpusu 29 wykonany jest okrągły otwór 30, który rozszerza się stożkowo w kierunku do wewnątrz. Korpus przesłony 29 wykonany jest z materiału odpornego na zużycie, oraz pokryty jest od zewnątrz folią magnetyczną 31. Z uzasadnionych względów folia magnetyczna 31 jest naklejona na korpus przesłony 29 i również ma ona otwór, którego usytuowanie pokrywa się z otworem 30 korpusu przesłony 29.

Lanca strumienia materiału roboczego 14 wsunięta jest do przestrzeni wewnętrznej 24 na tyle głęboko, aby otwór wylotowy 33 lancy strumienia materiału roboczego 14 sięgał w pobliże otworu 30 korpusu przesłony 29.

Końcówka ssąca 21 kończy się nieco poniżej górnej ścianki tulei 26 z zachowaniem wystarczającego odstępu do otworu wylotowego 33 lancy strumienia materiału roboczego 14 w korpusie tulei 23.

Napęd ślimaka dozującego 11 wyłączany jest za pomocą przekaźnika czasowego 34. W związku z tym ślimak dozujący 11 przenosi materiał ścierny ze zbiornika 44 tylko tak długo, aż przekaźnik czasowy ponownie wyłączy napęd.

Sposób według wynalazku realizowany jest, jak opisano poniżej. Na licznych lakierowanych próbkach wykonanych z blachy określono, po zmierzeniu grubości powłoki, taki czas oddziaływania strumienia ściernego oraz ilość substancji ściernej będącej miernikiem wymaganego wkładu energii doprowadzonej do obszaru wadliwej powłoki, niezbędnej do tego, aby przykładowo usunąć strefę przejrzystego (przezroczystego) lakieru oraz strefę lakieru podstawowego, aż do strefy wypełniacza. Długość cyklu włączenia przekaźnika czasowego 34 uruchamiającego ślimak dozujący 11 ustawiana jest na taki określony czas, który w konsekwencji umożliwi wprowadzenie do obróbki wraz z strumieniem powietrza nośnego wcześniej ustalonej masy substancji ściernej.

W odniesieniu do powł oki lakierowej typu metalic, sk ł adają cej się z ok. 18 μ m strefy podł o ż a, μm wypełniacza, 18 μm lakieru podstawowego oraz 35 μm lakieru prześwitującego (bezbarwnego), korzystny okazał się czas trwania cyklu włączenia wynoszący 14 sek. oraz wydatek materiału ściernego 7 g, o ziarnistości 80 μm.

Po upływie przyjętego czasu włączenia przekaźnik czasowy 34 wyłącza pracę ślimaka dozującego 11. Nie następuje wówczas doprowadzanie materiału ściernego do strumienia powietrza wytwarzanego przez agregat ssący 3, który podczas postoju ślimaka dozującego 11 jest podtrzymywany oraz odprowadza zużyty materiał ścierny przez przewód zasysający 46 do osadnika 22. W osadniku 22 cyklon 47 oddziela materiał ścierny 2 od zdjętego z powierzchni lakieru, który z kolei odprowadzany jest z agregatu ssącego do filtra 35.

Następnie wynik obróbki strumieniowo-ściernej oceniany jest wzrokowo oraz dzięki temu określa się, czy wtrącenie z powłoki lakierniczej zostało usunięte. Jeśli to nie nastąpiło, to wówczas ślimak dozujący 11 włączany jest powtórnie. Ślimak dozujący transportuje więc ponownie materiał ścierny do strumienia powietrza nośnego tak długo, aż przekaźnik czasowy 34 wyłączy ślimak dozujący 11.

Przez zmianę rodzaju materiału ściernego, czasu emisji strumienia oraz masy materiału ściernego możliwe jest bardzo dokładne dobranie wydatku energii oraz jej dozowanie niezbędne dla uwolnienia wtrącenia z powłoki lakierowanej.

P r z y k ł a d 2

Przy zastosowaniu sposobu według wynalazku wyrównać i wygładzić należy spoinę lutowaną 36 łączącą dwie wygięte blachy 48. Spoiny lutowane wykazują zawsze pewne nierówności, spowodowane przez proces krzepnięcia stopionego metalu zachodzący w obszarze spoiny, które podczas następnego lakierowania przyczyniają się do zakłócenia równomierności powłoki lakierowej w obszarze spoiny lutowanej.

PL 198 806 B1

Figura 5 pokazuje urządzenie według wynalazku przeznaczone do wygładzania tego rodzaju spoin lutowanych, które z punktu widzenia konstrukcji odpowiada opisanym już systemowym rozwiązaniom konstrukcyjnym.

Na fig. 6 pokazano komorę do obróbki strumieniowej 7, która od strony zwróconej w kierunku obrabianej powierzchni spoiny lutowanej 36 ma nakładany korpus 37, lancę 14 emitującą strumień materiału ściernego wsuwaną w korpus 37 ustawioną pod kątem α względem normalnej N do powierzchni spoiny lutowanej 36, umieszczoną w bezpośrednim sąsiedztwie spoiny lutowanej 36, maskę przesłaniającą 38, która zamyka korpus 37 oraz ma wykonany szczelinowy otwór wylotowy 39 dla materiału ściernego dobrany odpowiednio do kształtu spoiny, jak również rozszerzającą się lejkowato końcówkę odsysającą 40. Lanca strumienia ściernego 14 ma ukształtowaną szczelinowo końcówkę 41, której wzdłużne ukształtowanie odpowiada w przybliżeniu kształtowi obrabianej powierzchni spoiny lutowanej. Dzięki temu osiąga się pewność, że cała powierzchnia obrabiana spoiny lutowanej 36 poddana będzie równomiernemu działaniu materiału ściernego. Lanca strumienia ściernego 14 połączona jest, jak już uprzednio opisano, z doprowadzeniem w postaci elastycznego przewodu zasilającego 13, na którym usytuowany jest dokładniej opisany na wstępie dodatkowy inżektor 15.

Maska przesłaniająca 38 ułożona jest wraz z zamocowaniem na podłożu z spienionej gumy 42, które w tym przykładzie podzielone jest na dwie części, aby tym sposobem można było wyrównać różnice wysokości spoin lutowanych 36 przebiegających w miejscu styku krawędzi blach (patrz: fig. 7). W tym celu obie części 42a i 42b podłoż a z spienionej gumy mają różne grubości. Podłoże z spienionej gumy 42 zamocowane jest przykł adowo do elementów blaszanych za poś rednictwem folii magnetycznej, dzięki czemu możliwe jest przemieszczanie wzdłuż obrabianej spoiny lutowanej. Oczywiście możliwe jest również ustalanie położenia z zastosowaniem sił mechanicznych, z zastosowaniem próżni lub z wykorzystaniem sił adhezyjnych.

Podłoże z spienionej gumy 42, jako podłoże ścieralne, zapewnia w dużej mierze szczelne zamknięcie komory do obróbki strumieniowej 7 uniemożliwiające dostęp powietrza, przy czym zniwelowane zostają występujące nierówności powierzchni elementów obrabianych.

W tym przykł adzie sposobu wedł ug wynalazku stosowane jest podciś nienie wynoszą ce 320 mbarów, wydatek strumienia nośnego wynoszący 180 m³/h oraz prędkość materiału ściernego wynosząca ok. 180 m/s.

P r z y k ł a d 3

Istnieje potrzeba usunięcia zanieczyszczonej wierzchniej warstwy betonu z jego powierzchni z wykorzystaniem sposobu według wynalazku. Konstrukcja urządzenia według wynalazku odpowiada w tym przykł adzie uprzednio opisanej zasadzie jego dział ania. Zainstalowano agregat zasysają cy gaz (powietrze) 3 wytwarzający strumień powietrza nośnego o wydajności od ok. 3000 do 5000 m³/h z podziałem na szereg ujść oraz zastosowano liczne wachlarzowato względem siebie rozmieszczone lance strumienia roboczego 14 przechodzące przez odpowiednio rozmieszczone doprowadzenia w postaci elastycznych przewodów 13. Każ de z doprowadzeń 13 wyposażone jest w inżektor 15, który dostarcza strumieniowi mieszaniny powietrza nośnego z materiałem ściernym dodatkową dawkę energii w celu znaczącego zwiększenia prędkości strumienia. Wszystkie lance strumienia mieszaniny 14 doprowadzone są do wspólnej komory do obróbki strumieniowo-ściernej 7, którą przesuwać można po powierzchni betonu. Agregat ssący 3 wytwarza podciśnienie wynoszące od 400 do 500 mbarów oraz uzyskiwane są prędkości rzędu 300 m/s.

Mieszanina strumienia materiału ściernego z cząstkami betonu dociera poprzez przewód odprowadzający 6 do osadnika 22 w którym strumień materiału ściernego osadza się, jest przefiltrowany oraz na powrót wprowadzony zostaje do zamkniętego obiegu roboczego.

W dokładnym filtrze materiał ścierny oddzielany jest od usuniętych z powierzchni cząstek betonu. Oczyszczony strumień powietrza nośnego doprowadzany jest do agregatu ssącego 3.

Przy zastosowaniu sposobu według wynalazku uzyskiwać można bez trudu wydajności zdejmowania strefy powierzchniowej wynoszące 4,6 m²/h, przy grubości zdejmowanej strefy wynoszącej 10 mm.

Grubość zdejmowanej strefy można przy zastosowaniu sposobu według wynalazku wyregulować tak, że w przypadku uszkodzenia wierzchniej warstwy betonu zdejmowana będzie wyłącznie odpowiadająca wymaganiom jego masa.

Tym samym osiąga się pewność, że podczas obróbki usuwana jest tylko niezbędna do usunięcia możliwie mała masa betonu wzgl. materiału stanowiącego odpad o szczególnym charakterze.

PL 198 806 B1

P r z y k ł a d 4

Za pomocą sposobu według wynalazku należy zagęścić (umocnić przez zgniot) strefę wierzchnią materiału. W tym zastosowaniu sposób według wynalazku realizowany jest zgodnie z opisem przedstawionym powyżej. Jako materiał do obróbki strumieniowej zastosowano śrut stalowy, który przy styku z powierzchnią obrabianą powoduje jej zgniot i tym samym utwardza ją powierzchniowo.

Materiał do obróbki strumieniowej ma postać, w zależności od rodzaju zagęszczanego podłoża, przykładowo kulistych cząstek stalowych o średnicy w zakresie od 50 do 5000 μm. Prędkości strumienia materiału zastosowanego do obróbki wynoszą powyżej 250 m/s.

P r z y k ł a d 5

Na umocnioną przez zgniot powierzchnię opisaną uprzednio w przykładzie 4 należy nanieść sposobem według wynalazku powłokę cynkową. Jako materiał do obróbki strumieniowej stosowane będą cząstki cynku o wielkości ziarna wynoszącej 20 μm. Cząstki te przyspieszane są za pomocą inżektora do prędkości 180 m/s. Przy zetknięciu się cząstek cynku z powierzchnią energia ruchu przemienia się w energię cieplną, która wystarcza do wytworzenia na powierzchni powłoki cynkowej.

Zestawienie zastosowanych odnośników

Powierzchnia obrabiana 1

Materiał strumienia roboczego 2

Agregat ssący 3

Strumień nośny powietrza 4

Końcówka ssąca 5

Elastyczny przewód doprowadzający 6

Komora do obróbki strumieniowej 7

Pojemnik 8

Lej zasypowy w pojemniku 8 9, 10

Urządzenie dozujące, ślimak dozujący 11

Inżektor dozujący 12

Doprowadzenie z elastycznym przewodem 13

Lanca strumienia 14

Inżektor 15

Rura mieszania (mieszalnik) 16

Korpus dyszy wg poz. 15 17

Otwór wlotowy 18

Końcówka doprowadzenia z giętkim przewodem 13 19

Pierścień zasysający z otworami ssącymi 20

Końcówka odsysająca 21

Osadnik, cyklon 22

Cylindryczny korpus tulei 23

Wewnętrzna przestrzeń zbiorcza 24

Górna ścianka tulei 25

Otwór 26

Ścianka tulei 27

Wybranie 28

Korpus przesłony 29

Otwór 30

Folia magnetyczna 31

Otwór w poz. 31 32

Otwór wylotowy z poz. 14 33

Przekaźnik czasowy 34

Filtr

Spoina lutowana Korpus w poz. 7 Maskownica przesłony Otwór wylotowy w poz. 38 Końcówka zasysająca Końcówka w poz. 14

37 38

PL 198 806 B1

Podkładka ścierna, podkładka z gumy piankowej

Elementy w poz. 42

Podzielona folia magnetyczna

Pojemnik gromadzący materiał strumienia roboczego

Przewód zasilający

Przewód odsysający

Cyklon w osadniku

Oś korpusu dyszy

Oś korpusu tulei

Średnica rury mieszania

Średnica końcówki doprowadzenia przewodu

Normalna do powierzchni obrabianej

Dodatkowe podciśnienie w inżektorze 15

Kąt pochylenia lancy strumienia

42a, 42b

A-A

B-B ^d2 ^d3

N

PUI

Claims

1. Sposób usuwania z powierzchni warstwy wierzchniej oraz/lub umacniania powierzchni przez zgniot oraz/lub nanoszenia powłok na powierzchnie ciał stałych, przykładowo usuwania z powłok lakierniczych lokalnych wad powłoki lakierowej, wygładzania spoin lutowanych i spawanych, zdejmowania zanieczyszczonych warstw wierzchnich betonu lub warstw rdzy, utwardzania, wyrównywania względnie nanoszenia powłok na powierzchnie metalowe, w przypadku których materiał strumienia dozowany jest do strumienia powietrza nośnego wytwarzanego w warunkach podciśnienia z wykorzystaniem siły ciężkości oraz/lub działania inżektorowego, transportowany poprzez system przewodów elastycznych do lancy strumienia i kierowany przez komorę do obróbki strumieniowej w stronę powierzchni obrabianej z wytworzonym na niej podciśnieniem, odprowadzany z niej w strumieniu powietrza, czyszczony oraz odpowiednio do warunków kierowany na powrót do obiegu roboczego, przy czym przyspieszanie materiału strumienia roboczego uzyskiwane jest poprzez wytwarzanie podciśnienia, a komora do obróbki strumieniowej przesuwana jest z jednego obszaru powierzchni obrabianej na następny jej obszar, znamienny tym, że materiałowi strumienia udzielany jest co najmniej jeden dodatkowy impuls energii za pośrednictwem strumienia gazu zasysanego przez co najmniej jedno kolejne obniżenie ciśnienia, przy ciśnieniu co najmniej niższym od ciśnienia atmosferycznego w celu osiągnięcia końcowej prędkości wyraźnie przekraczającej szybkość przepływu strumienia powietrza nośnego, wraz z którą dopływ energii do obrabianej powierzchni regulowany jest w zależności od rodzaju i kształtu powierzchni obrabianej oraz rodzaju zastosowanego materiału roboczego strumienia, stopnia wzbogacenia strumienia gazu nośnego w materiał roboczy stosowany do obróbki, od wielkości podciśnienia panującego w gazie nośnym, czasu obróbki strumieniowej i temperatury tej obróbki.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kolejny dodatkowy strumień gazu rozdzielany jest na poszczególne strumienie częściowe oraz wprowadzany do strumienia powietrza nośnego współosiowo z kierunkiem jego przepływu po zwężeniu się przekroju poprzecznego w lancy strumienia.

3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że podciśnienie dobierane jest w zakresie do > 150 do 1000 mbar., korzystnie od 400 do 700 mbar., a materiał roboczy strumienia przyspieszany jest do prędkości końcowej wynoszącej > 80 do 1000 m/s, a korzystnie 150 do 330 m/s.

4. Sposób według zastrz. 1 do 3, znamienny tym, że jako strumień gazu stosowane jest powietrze atmosferyczne, lub gaz ochronny, przykładowo gaz obojętny.

5. Sposób według zastrz. 1 do 3, znamienny tym, że natężenie przepływu strumienia powietrza nośnego wynosi od 0,1 do 5000 m³/h.

6. Sposób według zastrz. 1 do 6, znamienny tym, że doprowadzaniem energii do powierzchni obrabianej dodatkowo steruje się przez zastosowanie impulsowego działania dozowania oraz przez dobór czasu doprowadzania strumienia materiału roboczego do powierzchni obrabianej.

7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że dozowanie oraz czas działania strumienia materiału roboczego sterowane są za pomocą urządzenia dozującego wyposażonego w przekaźnik czasowy.

PL 198 806 B1

8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że strumień powietrza nośnego obciążonego materiałem tworzącym strumień roboczy przed dotarciem do powierzchni obrabianej podzielony jest na odrębne strumienie częściowe, a do każdego z wspomnianych strumieni częściowych doprowadzany jest impuls energii oraz wszystkie strumienie częściowe kierowane są równocześnie wachlarzowo na powierzchnię obrabianą.

9. Sposób według zastrz. 1 do 8, znamienny tym, że jako materiał strumienia obróbczego użyty do zdejmowania strefy wierzchniej stosowane są odłamki szkła, korund, piasek cyrkonowy, drobnoziarnisty żużel wzgl. śrut stalowy lub ich mieszaniny.

10. Sposób według zastrz. 1 do 8, znamienny tym, że jako materiał strumienia obróbczego stosowany do umacniania strefy wierzchniej stosowany jest kulisty granulat szklany, stalowy, staliwny, ceramiczny, korundowy względnie ich mieszaniny, o wielkości cząstek od 5 do 5000 μm.

11. Sposób według zastrz. 1 do 8, znamienny tym, że jako materiał strumienia obróbczego stosowane są cząstki metalu, przykładowo cynku, ołowiu, cyny, aluminium, magnezu względnie ich stopów.

12. Urządzenie do usuwania z powierzchni warstwy wierzchniej oraz/lub umacniania powierzchni przez zgniot oraz/lub nanoszenie powłok na powierzchnie ciał stałych według zastrz. 1 składające się z co najmniej jednego zbiornika do gromadzenia roboczego materiału strumienia, przyłączonego do zbiornika urządzenia dozującego oraz/lub urządzenia inżektorowego służącego do dozowania materiału roboczego do strumienia powietrza o obniżonym ciśnieniu wytwarzanego przez agregat ssący, zespół przewodów elastycznych połączonych z urządzeniem dozującym oraz/lub urządzeniem inżektorowym służących do przenoszenia mieszaniny roboczego materiału obróbczego w strumieniu powietrza do komory obróbczej z wytworzonym w niej obniżonym ciśnieniem z wprowadzoną do jej wnętrza lancą strumienia obróbczego wyposażoną w dyszę do kierowania strumienia na powierzchnię obrabianą oraz z elastycznego przewodu odprowadzającego przyłączonego do komory obróbczej służącego do odsysania materiału strumienia roboczego oraz cząstek zdjętych z powierzchni z komory do obróbki strumieniowej do osadnika oraz do filtra, który połączony jest z agregatem ssącym, znamienne tym, że lanca strumienia (15) przed jej wejściem do komory do obróbki strumieniowej (7) wraz z elastycznym doprowadzeniem (13) tworzy co najmniej jeden kolejny dodatkowy inżektor (15) służący do wytwarzania oraz doprowadzania dodatkowego impulsu energii poprzez zasysanie co najmniej jednego strumienia gazu o ciśnieniu poniżej ciśnienia atmosferycznego do strumienia materiału obróbczego.

13. Urządzenie według zastrz. 12, znamienne tym, że lanca strumienia roboczego (14) wraz z pierścieniem zasysającym (20) zawierającym otwory ssące, umieszczonym współosiowo z elastycznym doprowadzeniem przewodem (13) oraz z umieszczonym wewnątrz korpusem dyszy (17) wykazującym zwężenie przekroju poprzecznego wyposażona jest w rurę mieszania (mieszalnik) (16) w której koniec (19) doprowadzenia przewodu elastycznego (13) usytuowany jest w środku na osi korpusu dyszy (A-A) oraz sięga do strefy maksymalnego zwężenia przekroju korpusu dyszy (17).

14. Urządzenie według zastrz. 12 albo 13, znamienne tym, że stosunek wewnętrznej średnicy doprowadzenia za pomocą przewodu elastycznego (13) oraz korpusu dyszy (17) wynosi > 1do 1000.

15. Urządzenie według zastrz. 12, znamienne tym, że komora strumienia (7) ukształtowana jest w postaci korpusu o kształcie tulei (23) wewnątrz którego w kierunku poosiowym (B-B) usytuowana jest lanca strumienia (14), sięgająca w pobliże korpusu przesłony (29) zamykającego korpus tulei (23) na jego końcu, wewnątrz którego u wylotu lancy strumienia (14) przewidziano wykonanie otworu wylotowego (30) o małym przekroju, rozszerzającego się w kierunku do wnętrza korpusu tulei (23), przy czym korpus przesłony (29) umieszczony jest względem powierzchni obrabianej (1) w ten sposób, że położenie otworu wylotowego (30) jest zgodne z pozycją powierzchni obrabianej oraz że odprowadzenie przewodu elastycznego (6) ustawione jest prostopadle do kierunku osi tulei (B-B) powyżej otworu wylotowego (30).

16. Urządzenie według zastrz. 15, znamienne tym, że otwór wylotowy (30) w korpusie przesłony (29) ma przekrój wynoszący od 1 do 20 mm².

17. Urządzenie według zastrz. 15 albo 16, znamienne tym, że otwór wylotowy (30) rozszerza się lejkowato do wewnątrz.

18. Urządzenie według zastrz. 17, znamienne tym, że kąt otworu wylotowego (30) w korpusie przesłony (29) wynosi 90°.

PL 198 806 B1

19. Urządzenie według zastrz. 15 do 18, znamienne tym, że korpus przesłony (29) wykonany jest z materiału odpornego na zużycie, np. z ceramiki, względnie ze stali.

20. Urządzenie według zastrz. 15 do 19, znamienne tym, że korpus przesłony (29) umieszczony jest rozłącznie w otworze skrajnym (32).

21. Urządzenie według zastrz. 15, znamienne tym, że korpus przesłony (29) wraz z folią magnetyczną (31) utrzymywany jest na obrabianej powierzchni.

22. Urządzenie według zastrz. 15, znamienne tym, że korpus przesłony (29) utrzymywany jest na obrabianej powierzchni pod wpływem podciśnienia (próżni) względnie sił mechanicznych.

23. Urządzenie według zastrz. 15, znamienne tym, że korpus przesłony (29) przylega do obrabianej powierzchni pod działaniem sił adhezyjnych, przykładowo sklejania.

24. Urządzenie według zastrz. 12 albo 15, znamienne tym, że zespół dozujący (11) ma kształt ślimaka, który sprzężony jest z przekaźnikiem czasowym (34) służącym do włączania i wyłączania urządzenia dozującego.

25. Urządzenie według zastrz. 12, znamienne tym, że komora strumieniowa (7) uformowana jest w postaci korpusu (37) o kształcie prostopadłościanu umieszczanego na powierzchni obrabianej, wewnątrz którego lanca strumienia (14) jest usytuowana pod kątem od 5 do 179^o względem normalnej N do powierzchni obrabianej (1) oraz doprowadzona jest prawie do maskownicy przesłony (38) powierzchni obrabianej wraz z szczelinowym otworem (39) o kształcie dopasowanym odpowiednio do powierzchni obrabianej oraz ma otwór wylotowy (33) pokrywający się z otworem (39) oraz że otwór zasysający odprowadzenia z giętkim przewodem (6) usytuowany jest w normalnej do powierzchni (N) powyżej powierzchni obrabianej.

26. Urządzenie według zastrz. 25, znamienne tym, że maskownica (38) umieszczona jest na zużywającej się podkładce (42), która ze swej strony utrzymywana jest na powierzchni obrabianej (1) z wykorzystaniem podciśnienia, sił działających mechanicznie, sił magnetycznych względnie adhezji.

27. Urządzenie według zastrz. 26, znamienne tym, że zużywająca się podkładka (42) odgranicza od otoczenia obszar działania strumienia.

28. Urządzenie według zastrz. 26, znamienne tym, że zużywająca się podkładka (42) podzielona jest na dwie części, przy czym jej części rozmieszczone są wzdłuż otworu (39).

29. Urządzenie według zastrz. 26, znamienne tym, że części zużywającej się podkładki (42) mają różne grubości.

30. Urządzenie według zastrz. 26, znamienne tym, że zużywająca się podkładka (42) wykonana jest z gumy, przykładowo z gumy piankowej.