WO1998024592A1 - Einrichtung zum strahlen mit trockenem und feuchtem strahlmittel - Google Patents

Einrichtung zum strahlen mit trockenem und feuchtem strahlmittel Download PDF

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WO1998024592A1
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blasting
water
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Gerhard Kaeding
Horst Karpowsky
Original Assignee
Kaesch Optiblast-System Gmbh
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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24CABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C7/00Equipment for feeding abrasive material; Controlling the flowability, constitution, or other physical characteristics of abrasive blasts
    • B24C7/0084Equipment for feeding abrasive material; Controlling the flowability, constitution, or other physical characteristics of abrasive blasts the abrasive material being fed in a mixture of liquid and gas
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24CABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C7/00Equipment for feeding abrasive material; Controlling the flowability, constitution, or other physical characteristics of abrasive blasts

Definitions

  • the invention relates to a device for blasting according to the features of the preamble of claim l.
  • Such facilities are mainly used for the renovation of buildings and facilities made of steel, stone or concrete.
  • Dry blasting devices work effectively, but can have a significant impact on the health of those around and the environment.
  • Dry sandblasting devices with water injection are used to bind the dry dust, especially fine dust, of the blasting agent.
  • a water / sand metering device is known from EP 514 945 B1, which consists of a pressure vessel filled with water and with an abrasive with a connection to the Blasting hose, a water supply system for the pressure vessel and a propellant air supply system for the blasting hose.
  • the water supply system has a three-way valve for introducing the water into the upper area and into the outlet located at the bottom of the pressure vessel.
  • the water pump also has a connection to the blasting hose.
  • This wet blasting device has the disadvantage that the volume fractions of the blasting medium and the water directly influence the mixture regulation. This means that z. B. with the addition of water in the lower area of the pressure vessel reduce the volume fraction of the abrasive to the same extent. Less abrasive means less blasting power.
  • the ratio of water to abrasive is indefinite.
  • this device cannot be used for blasting with dry abrasive.
  • This blasting unit has an air supply system consisting of a compressor and supply lines for the upper area of the pressure vessel, for the outlet area of the pressure vessel and for the blasting hose.
  • a separate water supply line opens into the upper area of the pressure boiler.
  • This blasting unit also has an inadequate blasting capacity in the wet blasting process, since practically no controlled mixing of the blasting medium with the water is possible here. Dry sandblasting with water injection and a subsequent washing process are not planned.
  • the invention eliminates the disadvantages of the known solutions.
  • the device can be used in the area of dry and wet blasting as well as for washing. This advantage primarily affects the user of such facilities by being able to react flexibly to a wide variety of requirements with just one facility. It is particularly advantageous that the device works in the most frequently used operating mode, wet blasting, as a slurry blasting device and is infinitely variable in all common pressure and power ranges and works without problems, so that the device can be optimally adapted to the application.
  • the invention will be explained in more detail below on the basis of an exemplary embodiment.
  • FIG. 1 shows a circuit diagram of the invention.
  • the device for blasting has a blasting vessel 1 designed in a known manner.
  • This blasting vessel 1 is closed airtight to the outside and is equipped with a conical outlet connection 2 and with a closable filling funnel 3.
  • a check valve 4 In the upper area of the jet boiler 1 there is an overflow with a check valve 4.
  • the blasting boiler 1 also has a supply line 5 in the upper area.
  • the outlet connection 2 which opens into a shut-off valve 6, which on the other hand is connected to an air line 7 in the connection 8, which leads to a blasting nozzle 10 via a blasting agent hose 9 .
  • the supply line 5 is connected via a branch 11 on the one hand to a water supply system and on the other hand to an air supply system.
  • the air supply system has a compressor 12 which is connected via a branch 13 on the one hand via the air line 7 to the blasting agent hose 9 and on the other hand via an air line 14 and the branch 11 to the supply line 5 and thus to the blasting boiler 1.
  • a check valve 15 In the blast hose 9 leading to the air line 7 is a check valve 15 and in the Blasting boiler 1 leading air line 14, a check valve 16 is arranged.
  • a bypass line 17 with a pressure reducing valve 18 runs to the branch 13 and to the shutoff valve 15.
  • a shutoff valve 19 is located in the air line 7 behind the bypass line 17.
  • the water supply system has a water pump 20 with a water pressure line 21 which leads to a branch 22 with a four-way distribution.
  • a water pressure line 23 with an adjustable throttle valve 24 leads from this branch 22 via the supply line 5 to the jet boiler 1.
  • a water pressure line 25 leads via a water pressure line 26 to the air line 7 and opens into the air line 7 between the check valve 19 and the connection 8.
  • a check valve 27 is located in this water pressure line 25.
  • a further bypass line 28, which bypasses the check valve 27, leads from the branch 22 to the water pressure line 26.
  • the bypass line 28 there is a check valve 29 in the flow direction and then an adjustable throttle valve 30.
  • the bypass line 17 there is a branch 31 behind the pressure reducing valve 18, from which a compressed air line 32 leads to the water pump 20 via a check valve 33.
  • the compressor 12 and the water pump 20 are thus effectively coupled to one another.
  • the water pump 20 is used as a pressure booster with a preferably fixed pressure booster ratio, which realizes a water pressure that is higher than the air pressure.
  • the dry sandblasting mode there is a specially pretreated blasting agent in the blasting vessel 1. First of all, all valves are closed, including the shut-off valve 33, which separates the air supply system from the water supply system.
  • the shut-off valve 16 When the compressor 12 is started up, the shut-off valve 16 is opened, as a result of which compressed air enters the blasting pot 1 and pressurizes the blasting medium here.
  • the check valve 15 is also opened. Then, with the aid of the shutoff and control valve 6, the desired amount of blasting agent to be made available is set and subsequently the shutoff valve 19 is first opened.
  • the blasting agent entering the air line 7 in the connection 8 is accelerated and conveyed through the blasting agent hose 9 to the blasting nozzle 10.
  • the shut-off valve 33 is additionally opened and the water pump 20 is thus activated.
  • a determinable amount of water is conveyed via the bypass line 28, the throttle valve 30 and the water pressure line 26 into the air line 7 leading to the blasting agent hose 9.
  • the check valve 16 closed and thus the air supply to the jet boiler 1 interrupted.
  • the throttle valve 24 By actuating the throttle valve 24, water is conveyed into the blasting vessel 1 in a quantity that saturates the blasting agent.
  • a blowing agent is then produced from air and water in the air line 7, in which the check valve 29 in the bypass line 28 and the throttle valve 30 are opened.
  • the throttle valve 30 By actuating the throttle valve 30, a desired amount of water is mixed with the driving air in the air line 7.
  • This quantity of water additionally supplied to the blasting agent / water mixture via the air line 7 changes the mixing ratio of the mixture of blasting agent to water available at the blasting nozzle 10 to a new, desired value.
  • This desired mixing ratio of blasting agent and water at the blasting nozzle 10 depends on the one hand on the optimal degree of fine dust binding and on the other hand on the type (stone, concrete, steel) of the object to be processed and on the type of processing operation (coarse blasting, fine blasting).
  • a sensitive actuation of the throttle valve 30 in the bypass line 28 an effective mixing ratio of blasting agent and water can always be selected and kept constant over the processing time.
  • the throttle valve 24 is closed and thus the water supply for the jet boiler 1 is interrupted.
  • the check valve 29 located in the bypass line 28 is also closed and the check valve 27 in the water pressure line 25 is opened for this purpose. In this way, a sufficient amount of water can be provided to the air line 7 bypassing the sensitive throttle valve 30.

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Abstract

Die Einrichtung zum Strahlen mit trockenem und feuchtem Strahlmittel soll universell für alle Verfahren einsetzbar sein und besteht daher aus einer Wasserversorgungsanlage und einer Luftversorgungsanlage, wobei in der Wasserdruckleitung (21) ein Abzweig (22) mit einer Vier-Wege-Verteilung angeordnet ist, der mit dem Strahlkessel (1) und über zwei Wege mit der Luftleitung (7) verbunden ist. Dabei mündet die für beide Wege zuständige Wasserdruckleitung (26) vor dem Auslaß am Strahlkessel (1) in die Luftleitung (7). Die Wasserversorgungsanlage und die Luftversorgungsanlage sind weiterhin in besonderer Weise über eine Druckleitung (32) gekoppelt, wobei die Luftversorgungsanlage als Primärkreis ausgelegt ist.

Description

Beachreii hurιg
Einrichtung zum Strahlen mit trockenem und feuchtem Strahl- mittel
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Strahlen nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruch l. Derartige Einrichtungen werden hauptsächlich für die Sanierung von Gebäuden und Einrichtungen aus Stahl, Stein oder Beton verwendet .
Bekannt sind Einrichtungen zum Trockenstrahlen, bei denen trockenes Granulat aus einem Druckkessel mit Hilfe von Druckluft zu einer Austrittsdüse eines Strahlschlauches getrieben wird.
Trockenstrahleinrichtungen arbeiten effektiv, können aber im erheblichen Maße die Gesundheit der im Umfeld befindlichen Menschen und die Umwelt belasten.
Um den trockenen Staub, insbesondere Feinstaub, des Strahl- mittels zu binden, werden Trockensandstrahlgeräte mit Wasserinjektion benutzt.
Vielfach im Einsatz sind auch Einrichtungen zum Feuchtbzw Naßstrahlen.
So ist aus der EP 514 945 Bl ein Wasser/Sand-Dosiergerät bekannt, das aus einem mit Wasser und mit einem Strahlmittel gefüllten Druckkessel mit einer Verbindung zum Strahlschlauch, einer Wasserversorgungsanlage für den Druckkessel und einer Treibluftversorgungsanlage für den Strahl- schlauch besteht.
Die Wasserversorgungsanlage besitzt ein Dreiwegeventil zur Einleitung des Wassers in den oberen Bereich und in den unten am Druckkessel angeordneten Auslaß. Die Wasserpumpe hat ebenfalls Verbindung zum Strahlschlauch.
Diese Feuchtstrahleinrichtung hat den Nachteil, daß sich bei der Gemischregulierung die Volumenanteile des Strahlmittels und des Wassers direkt beeinflussen. Das bedeutet, daß sich z. B. bei der Zugabe von Wasser im unteren Bereich des Druckkessels die Volumenanteile des Strahlmittels im gleichen Umfange verringern. Weniger Strahlmittel bedeutet aber eine geringere Strahlleistung. Das Verhältnis von Wasser zu Strahlmittel ist unbestimmt.
Außerdem kann mit dieser Einrichtung nicht mit trockenem Strahlmittel gestrahlt werden.
Es ist aus der DE 43 35 382 AI auch schon ein Strahlgerät bekannt geworden, das zum Trockenstrahlen und zum Feucht- strahlen verwendet werden kann. Dieses Strahlgerät besitzt eine Luftversorgungsanlage bestehend aus einem Kompressor und Zuleitungen für den oberen Bereich des Druckkesselε, für den Auslaufbereich des Druckkessels und für den Strahl- schlauch. Eine separate Wasserzulaufleitung mündet in den oberen Bereich des Druckkessels.
Dieses Strahlgerät besitzt im Feuchtstrahlverfahren ebenfalls nur eine unzureichende Strahlleistung, da hier praktisch keine geregelte Vermischung des Strahlmittels mit dem Wasser möglich ist. Ein Trockensandstrahlen mit Wasserinjektion sowie ein nachträgliches Waschverfahren sind nicht vorgesehen.
Es besteht daher die Aufgabe, eine Einrichtung zum Strahlen mit trockenem und feuchtem Sand und zum anschließendem Waschen zu entwickeln, die universell für alle genannten Verfahren einsetzbar und dabei einfach und kompakt ausgeführt ist und die beim Feuchtsandstrahlen eine unabhängige Regulierung der Volumenanteile von Wasser und Strahlmittel ermöglicht, so daß immer ein Optimum an Feinstaubbindung und Strahlleistung erzielt werden kann.
Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Eine zweckdienliche Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen des Unteranspruchs 2.
Die Erfindung beseitigt die aufgezeigten Nachteile der bekannten Lösungen.
Die Einrichtung ist im Bereich des Trocken- und des Feucht- strahlens sowie zum Waschen einsetzbar. Dieser Vorteil wirkt sich in erster Linie beim Anwender solcher Einrichtungen aus, in dem er mit nur einer Einrichtung auf die unterschiedlichsten Anforderungen flexibel reagieren kann. Von besonderem Vorteil ist es, daß die Einrichtung in der am meisten verwendeten Betriebsart, dem Naßstrahlen, als Schlämmstrahlgerät arbeitet und in allen üblichen Druck- und Leistungsbereichen stufenlos regelbar ist und problemlos arbeitet, so daß das Gerät auf den Anwendungsfall optimal angepaßt werden kann. Die Erfindung soll nachstehend an Hand eines Ausführungsbei- spieles näher erläutert werden.
Dazu zeigt die Figur ein Wirkschaltbild der Erfindung.
Die Einrichtung zum Strahlen besitzt als zentrales Element einen in bekannter Weise ausgebildeten Strahlkessel 1. Dieser Strahlkessel 1 ist nach außen luftdicht verschlossen und mit einem konischen Auslaufanschluß 2 und mit einem verschließbaren Befülltrichter 3 ausgerüstet. Im oberen Bereich des Strahlkessels 1 befindet sich ein Überlauf mit einem Sperrventil 4.
Der Strahlkessel 1 besitzt ebenfalls im oberen Bereich eine Versorgungsleitung 5. Im unteren Bereich befindet sich der Auslaufanschluß 2, der in ein Sperrventil 6 mündet, das andererseits mit einer Luftleitung 7 im Anschluß 8 verbunden ist, die über einen Strahlmittelschlauch 9 zu einer Strahldüse 10 führt.
Die Versorgungsleitung 5 ist über einen Abzweig 11 einerseits mit einer Wasserversorgungsanlage und anderseits mit einer Luftversorgungsanlage verbunden.
Die Luftversorgungsanlage besitzt einen Kompressor 12, der über einen Abzweig 13 einerseits über die Luftleitung 7 mit dem Strahlmittelschlauch 9 und andererseits über eine Luftleitung 14 und den Abzweig 11 mit der Versorgungsleitung 5 und damit mit dem Strahlkessel 1 verbunden ist. In der zum Strahlmittelschlauch 9 führenden Luftleitung 7 ist ein Sperrventil 15 und in der zum Strahlkessel 1 führenden Luftleitung 14 ein Sperrventil 16 angeordnet. Zum Abzweig 13 und zum Sperrventil 15 verläuft eine Bypassleitung 17 mit einem Druckminderventil 18. In Strömungsrichtung hinter der Bypassleitung 17 befindet sich in der Luftleitung 7 ein Sperrventil 19.
Die Wasserverεorgungsanlage besitzt eine Wasserpumpe 20 mit einer Wasserdruckleitung 21, die zu einem Abzweig 22 mit einer Vier-Wege-Verteilung führt.
Von diesem Abzweig 22 führt einerseits eine Wasserdruckleitung 23 mit einem verstellbaren Drosselventil 24 über die Versorgungεleitung 5 zum Strahlkessel 1.
Andererseits führt eine Wasserdruckleitung 25 über eine Was- εerdruckleitung 26 zur Luftleitung 7 und mündet zwischen dem Sperrventil 19 und dem Anschluß 8 in die Luftleitung 7 ein. In dieser Wasserdruckleitung 25 befindet sich ein Sperrventil 27.
Vom Abzweig 22 führt eine weitere, das Sperrventil 27 umgehende, Bypassleitung 28 zur Wasserdruckleitung 26. In der Bypassleitung 28 befindet sich in Strömungsrichtung ein Sperrventil 29 und anschließend ein verstellbares Drosselventil 30.
In der Bypassleitung 17 befindet sich hinter dem Druckminderventil 18 ein Abzweig 31, von dem eine Druckluftleitung 32 über ein Sperrventil 33 zur Wasserpumpe 20 führt. Damit sind der Kompressor 12 und die Wasserpumpe 20 wirksam miteinander gekoppelt. Im Bedarfsfall ist die Wasserpumpe 20 als Druckübersetzer mit einem vorzugsweise feststehenden Druckübersetzungsverhältnis eingesetzt, die einen gegenüber dem Luftdruck erhöhten Wasserdruck realisiert. In der Betriebsart Trockensandstrahlen befindet sich ein besonders vorbehandeltes Strahlmittel im Strahlkessel 1. Zunächst sind alle Ventile geschlossen, so auch das Sperrventil 33, womit die Luftversorgungsanlage von der Wasserversorgungsanlage getrennt ist. Mit der Inbetriebnahme des Kompressers 12 wird das Sperrventil 16 geöffnet, wodurch Druckluft in den Strahlkessel 1 gelangt und hier das Strahl- mittel unter Druck setzt. Ebenfalls wird das Sperrventil 15 geöffnet. Danach wird mit Hilfe des Sperr- und Regelventiles 6 die gewünschte und bereitzustellende Menge an Strahlmittel eingestellt und nachfolgend zunächst das Sperrventil 19 geöffnet. Das in die Luftleitung 7 im Anschluß 8 gelangende Strahlmittel wird beschleunigt und durch den Strahlmittel- schlauch 9 zur Strahldüse 10 gefördert.
In der Betriebsart Trockensandstrahlen mit Wasserinjektion wird zusätzlich das Sperrventil 33 geöffnet und damit die Wasserpumpe 20 aktiviert. Durch Öffnen des Sperrventiles 29 wird eine bestimmbare Menge an Wasser über die Bypassleitung 28, das Drosselventil 30 und die Wasserdruckleitung 26 in die zum Strahlmittelschlauch 9 führende Luftleitung 7 gefördert. Damit entsteht in der Luftleitung 7 ein Treibmittel mit einer besonderen Luft -/Wasser-Mischung. Der definierte Wasseranteil in der Luftleitung 7 bestimmt in Verbindung mit dem aus dem Sperr- und Regelventil 6 austretenden Wasser/Strahlmittelgemisch das Mischungsverhältnis von Wasser zu Strahlmittel im Strahlmittelschlauch 9.
In der Betriebsart Naßstrahlen wird das Sperrventil 16 geschlossen und damit die Luftzufuhr zum Strahlkessel 1 unterbrochen. Durch Betätigung des Drosselventiles 24 wird Wasser in einer für das Strahlmittel sättigenden Menge in den Strahlkessel l gefördert.
So stellt sich beispielsweise ein Mischungsverhältnis von Strahlmittel und Wasser von 70 zu 30 ein, das eine erforderliche Fließfähigkeit des Strahlmittel- /Wasser-Gemisches garantiert .
Danach wird ein Treibmittel aus Luft und Wasser in der Luftleitung 7 hergestellt, in dem das Sperrventil 29 in der Bypassleitung 28 und das Drosselventil 30 geöffnet werden. Durch die Betätigung des Drosselventiles 30 wird eine jeweils gewünschte Menge an Wasser der in der Luftleitung 7 befindlichen Treibluft zugemischt.
Diese über die Luftleitung 7 dem Strahlmittel -/Wasser-Gemisch zusätzlich zugeführte Wassermenge verändert das Mischungsverhältnis des an der Strahldüse 10 verfügbaren Gemisches von Strahlmittel zu Wasser auf einen neuen, gewünschten Wert .
Dieses gewünschte Mischungsverhältnis von Strahlmittel und Wasser an der Strahldüse 10 richtet sich einerseits nach dem optimalen Grad der Feinstaubbindung und andererseits nach der Art (Stein, Beton, Stahl) des zu bearbeitenden Objektes und nach der Art des Bearbeitungsvorganges (Grobstrahlen, Feinstrahlen) . Durch eine feinfühlige Betätigung des Drosselventiles 30 in der Bypassleitung 28 kann so stets ein für den Anwendungsfall effektives Mischungsverhältnis von Strahlmittel und Wasser gewählt und über die Bearbeitungs- zeit konstant gehalten werden. In der Betriebsart Waschen wird das Drosselventil 24 geschlossen und damit die Wasεerzufuhr für den Strahlkessel 1 unterbrochen. Das in der Bypassleitung 28 befindliche Sperrventil 29 wird ebenfalls geschlossen und dafür das Sperrventil 27 in der Wasserdruckleitung 25 geöffnet. Auf diesem Wege kann der Luftleitung 7 unter Umgehung des feinfühligen Drosselventiles 30 eine aus- reichende Wassermenge bereitgestellt werden.
Aufstellung der Bezugszeichen
1 Strahlkessel
2 Auslaufanschluß
3 Befülltrichter
4 Überlauf mit Sperrventil
5 Versorgungsanschluß
6 Sperr- und Regelventil
7 Luftleitung
8 Anschluß
9 Strahlmittelschlauch
10 Strahldüse
11 Abzweig
12 Kompressor
13 Abzweig
14 Luftleitung
15 Sperrventil
16 Sperrventil
17 Bypassleitung
18 Druckminderventil
19 Sperrventil
20 Wasserpumpe
21 Wasserdruckleitung
22 Abzweig
23 Wasserdruckleitung
24 Drosselventil
25 Wasserdruckleitung
26 Wasserdruckleitung
27 Sperrventil
28 Bypassleitung
29 Sperrventil
30 Drosselventil
31 Abzweig
32 Druckluftleitung
33 Sperrventil

Claims

Patentansprüche
1. Einrichtung zum Strahlen mit trockenem und feuchtem Sand, bestehend aus einem Strahlkessel (1)
- mit einem Befülltrichter (3) für die Zuführung eines Strahlmittels,
- mit einem unteren Auslaufanschluß (2) für die Abführung eines Strahlmittelgemisches zu einem Strahlmittel- schlauch (9) und
- mit einem oberen Versorgungsanschluß (5) mit Verbindung zu einer Luftversorgungsanlage und einer WasServersorgungs- anlage, wobei
- die Luftversorgungsanlage aus einem Kompressor (12) mit zum Strahlkessel (1) und zum Strahlmittelschlauch (9) führenden Leitungen und
- die Wasserversorgungsanlage aus einer Wasserpumpe (20) mit einem verzweigten Leitungsεyεtem besteht, dadurch gekennzeichnet/
- daß das Leitungssystem der Wasserversorgungsanlage in der Wasserdruckleitung (21) einen Abzweig (22) mit einer Vier-Wege-Verteilung besitzt,
. der über eine erste Wasserdruckleitung (23) und einem Drosselventil (24) mit dem Strahlkessel (1) verbunden ist,
. der über eine zweite Wasserdruckleitung (25) und einem Sperrventil (27) mit einer zur Luftleitung (7) führenden Wasserdruckleitung (26) verbunden ist und
. der über eine Bypassleitung (28) , einem Sperrventil (29) und einem Drosselventil (30) ebenfalls mit der zur Luftleitung (7) führenden Wasserdruckleitung (26) verbunden ist, - die Wasserdruckleitung (26) in Strömungsrichtung vor dem Strahlmittelschlauch (9) und dem Anschluß (8) in die Luftleitung (7) einmündet und
- daß die Wasserversorgungsanlage mit der Luftversorgungε- anlage über eine Druckluftleitung (32) und einem Sperrventil (33) gekoppelt ist und daß der Kompressor (12) der Luftversorgungsanlage als primäres Antriebselement ausgelegt ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Druckluftleitung (32) ein Druckübersetzer mit vorzugsweise festeingestelltem Druckübersetzungsverhältnis eingesetzt ist, der den Druck der Wasserversorgungsanlage gegenüber dem Primärdruck des Kompressors (12) heraufsetzt.
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