STRAHLVERFAHREN UND -VORRICHTUNG BLASTING METHOD AND DEVICE
Die Erfindung betrifft ein Strahlverfahren zum Reinigen von Oberflächen, bei dem in einen Strom eines Strahlmediums, der ein abrasives Strah nittel rnit- führt, mit Hilfe eines Adapters ein zusätzliches Strahlmedium aus einer Druckquelle zugeführt wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a blasting method for cleaning surfaces, in which an additional blasting medium is fed from a pressure source into a stream of a blasting medium which carries an abrasive blasting medium, and an apparatus for carrying out the method.
Strahlvorrichtungen dienen zum Reinigen von Oberflächen mit Hilfe eines zumeist gasförmigen Strahlmediums, dem ein abrasives Strahlmittel wie Sand oder dergleichen zugesetzt sein kann. Es ist auch bekannt, als Strahlmittel Trockeneis oder Trockenschnee zu verwenden. Dies hat den Vorteil, daß keine aufwendigen Vorkehrungen zur Entsorgung des Strahlmittels getroffen zu werden brauchen, da das Strahlmittel nach Gebrauch verdampft. Außerdem kommt es aufgrund der niedrigen Temperatur des Strahlmittels von etwa -78°C zu einer Ver- sprödung der abzureinigenden Schichten und durch Folgewirkungen, etwa durch Verdampfung der Trockeneispartikel, die in die abzureinigende Schicht eingedrungen sind, zu einer intensiven Reinigungswirkung.Blasting devices are used to clean surfaces using a mostly gaseous blasting medium, to which an abrasive blasting agent such as sand or the like can be added. It is also known to use dry ice or dry snow as a blasting agent. This has the advantage that no expensive precautions need to be taken to dispose of the abrasive, since the abrasive evaporates after use. In addition, due to the low temperature of the blasting medium of approximately -78 ° C., the layers to be cleaned become brittle and subsequent effects, such as evaporation of the dry ice particles that have penetrated into the layer to be cleaned, result in an intensive cleaning effect.
In EP 1 035 947 Bl werden Strahlverfahren und -Vorrichtungen beschrieben, die zur Innenreinigung von Rohren dienen. Bei einer dieser Vorrichtungen ist als Strahldüse eine Laval-Düse vorgesehen, die durch das zu reinigende Rohr bewegt wird. In der Laval-Düse wird das Strahlmedium auf annähernd Schallgeschwindigkeit oder auf Überschallgeschwindigkeit beschleunigt. Durch einen der Laval-Düse nachgeordneten Ablenkkörper wird der austretende Strahl konisch aufgeweitet, so daß er auf die umgebende Rohrwand trifft. Bei einem anderen in dieser Druckschrift beschriebenen Verfahren wird nur ein Ablenkkörper durch das Innere des Rohres bewegt, und das Strahlmedium, dem Trockeneis als Strahlmittel zugesetzt ist, wird über einen an das Rohrende angesetzten Adapter in das Rohr eingespeist und durch das Rohr geleitet. Der Adapter bietet auch die Möglichkeit, über einen seitlichen Anschluß ein zusätzliches Strahknittel zuzuführen, das mit Hilfe eines von einer Druckquelle gelieferten zusätzlichen Strahlmediums in den Adapter transportiert wird. In den Fällen, in denen die abrasive Wirkung des Trockeneises nicht ausreichend ist, soll durch die Zufuhr des zusätzlichen Strahlmittels, beispielsweise Sand oder Granulat, die Reinigungswir- kung gesteigert werden.EP 1 035 947 B1 describes blasting methods and devices which are used for cleaning the inside of pipes. In one of these devices, a Laval nozzle is provided as the jet nozzle, which is moved through the pipe to be cleaned. In the Laval nozzle, the blasting medium is accelerated to almost the speed of sound or to supersonic speed. The emerging jet is conically expanded by a deflecting body arranged downstream of the Laval nozzle, so that it strikes the surrounding pipe wall. In another method described in this document, only one deflector is moved through the interior of the tube, and the blasting medium, to which dry ice is added as the blasting medium, is fed into the tube via an adapter attached to the tube end and passed through the tube. The adapter also offers the possibility of supplying an additional blasting medium via a side connection, which is transported into the adapter with the aid of an additional blasting medium supplied by a pressure source. In cases where the abrasive effect of dry ice is not sufficient, the cleaning effect should be increased by adding the additional blasting agent, for example sand or granulate.
Im Hinblick auf eine schnelle und intensive Reinigung größerer Flächen ist es
wünschenswert, daß der von einer Strahldüse abgegebene Strahl bei hoher Geschwindigkeit des Strahlmediums, z.B. Luft, möglichst weit aufgefächert wird. Zu diesem Zweck sind diverse Düsen bekannt, die einen fächerartig bzw. konisch aufgeweiteten Strahl erzeugen. Herkömmliche Strahlanlagen, in denen das Strahlmedium (Druckluft) mit dem Strahlmittel, insbesondere Trockeneis, versetzt wird, können jedoch nur begrenzte Luftleistungen erzeugen, und auch die zur Zufuhr des Strahlmediums und des Strahlmittels zur Strahldüse dienenden Schläuche können nur begrenzte Luftleistungen aufnehmen. Durch diese Begrenzung sind die Leistungen der gebräuchlichen Strahldüsen eingeschränkt. Außerdem erweist es sich als schwierig, mit Hilfe bekannter Strahlvorrichtungen einen fächerförmigen Strahl zu erzeugen, der eine hohe Leistung hat und genügend weit aufgefächert ist. Die Verwendung mechanischer Mittel zur Aufweitung des Strahls hat den Nachteil, daß sie insbesondere bei Trockeneis zu einer. Schädigung der Strahlmittelpartikel führen, so daß die Reinigungswirkung abnimmt.In terms of quick and intensive cleaning of larger areas, it is it is desirable that the jet emitted by a jet nozzle be fanned out as far as possible at high speed of the jet medium, for example air. For this purpose, various nozzles are known which generate a fan-like or conically widened jet. Conventional blasting systems in which the blasting medium (compressed air) is mixed with the blasting medium, in particular dry ice, can only produce limited air outputs, and the hoses used to supply the blasting medium and the blasting medium to the blasting nozzle can only absorb limited air outputs. This limitation limits the performance of the usual jet nozzles. In addition, it has proven difficult to produce a fan-shaped beam with the aid of known beam devices, which beam has a high output and is sufficiently fanned out. The use of mechanical means for widening the jet has the disadvantage that it becomes one, particularly in the case of dry ice. Damage to the abrasive particles, so that the cleaning effect decreases.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Strahlverfahren und eine Strahlvorrichtung zu schaffen, die eine hohe Strahlleistung und/oder eine weite Auffächerung des Strahls gestatten, ohne daß es zu einer übermäßigen Schädigung des Strahlmittels kommt.The object of the invention is therefore to provide a blasting method and a blasting device which allow a high blasting power and / or a wide fanning out of the blasting without causing excessive damage to the blasting medium.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Zufuhr des zusätzlichen Strahlmediums stromaufwärts einer Strahldüse erfolgt, die eine Engstelle aufweist, und daj3 die Druck- und Volumenleistungen für die Strahlmedien so aufeinander abgestimmt werden, daß das Strahlmedium an der Engstelle der Düse zumindest annähernd Schallgeschwindigkeit erreicht.This object is achieved in a method of the type mentioned at the outset in that the supply of the additional blasting medium takes place upstream of a blasting nozzle which has a constriction, and the pressure and volume outputs for the blasting media are coordinated with one another in such a way that the blasting medium is at the constriction the nozzle reaches at least approximately the speed of sound.
Bei diesem Verfahren hat die Zufuhr des zusätzlichen Strahlmediums unmittelbar vor der Düse nicht, zumindest nicht in erster Linie, den Zweck, ein weiteres Strahlmittel zuzuführen, sondern sie dient vielmehr dazu, den Strahl vor und in der Düse zu beschleunigen. Durch diese zusätzliche Beschleunigung des Mediums vor und in der Strahldüse wird eine weite Auffächerung des Strahls ermöglicht, ohne daß das Strahlmittel geschädigt wird.In this method, the supply of the additional blasting medium directly in front of the nozzle does not, at least not primarily, serve to supply a further blasting medium, but rather serves to accelerate the jet in front of and in the nozzle. This additional acceleration of the medium in front of and in the blasting nozzle enables a wide fanning out of the jet without the blasting agent being damaged.
Durch dieses Verfahren gelingt es, trotz begrenzter Leistung der Strahlanlage, die das mit dem Strahlmittel versetzte Strahlmedium liefert, sehr hohe Strömungsgeschwindigkeiten und Luftleistungen in der Düse zu erzeugen. Darüber
hinaus kommt es bei der Zudosierung des zusätzlichen Strahlmediums zur Bildung von Turbulenzen, die die Strahlgeometrie günstig beeinflussen und die Geschwindigkeit sowie die Reinigungswirkung weiter steigern. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das zusätzliche Strahlmedium über einen separaten Schlauch getrennt bis zur Düse zugeführt wird, so daß insgesamt sehr hohe Luftleistungen erreicht werden. Sofern das zusätzliche Strahlmedium nicht seinerseits mit einem zusätzlichen Strahlmittel versetzt ist, bestehen bei der Zufuhr dieses zusätzlichen Strahlmediums auch weniger strikte Beschränkungen hinsichtlich der beherrschbaren Druck- und Volumenleistung. Durch Abstim- mung-der Druck- und Volumenleistungen des primären, direkt von der Strahlanlage gelieferten Strahlmediums mit Strahlmittel einerseits und des zusätzlichen Strahlmediums andererseits läßt sich die Strahlgeometrie und damit die Reinigungswirkung optimieren.With this method it is possible to produce very high flow velocities and air outputs in the nozzle despite the limited output of the blasting system which supplies the blasting medium mixed with the blasting medium. About that In addition, the addition of the additional blasting medium leads to the formation of turbulence, which has a favorable effect on the blasting geometry and further increases the speed and the cleaning effect. Another advantage is that the additional blasting medium is fed separately to the nozzle via a separate hose, so that overall very high air outputs are achieved. If the additional blasting medium is not itself mixed with an additional blasting medium, there are also less strict restrictions with regard to the controllable pressure and volume output when this additional blasting medium is supplied. The blasting geometry and thus the cleaning effect can be optimized by coordinating the pressure and volume outputs of the primary blasting medium supplied directly from the blasting system with blasting medium on the one hand and the additional blasting medium on the other hand.
Eine zweckmäßige Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens umfaßt einen Adapter mit mindestens einem ersten Einlaß, der mit einer Strahlanlage verbunden ist und dem aus der Strahlanlage ein Primärstrom eines mit einem Strahlmittel versetzten Strahlmediums zuführbar ist, und mindestens einem zweiten Einlaß, dem ein zusätzliches Strahlmedium aus einer Druckquelle zuführbar ist, sowie mit einem Auslaß, über den der Primärstrom und das zusätzliche Strahlmedium austreten, und eine sich direkt an den Auslaß des Adapters anschließende, eine Engstelle aufweisende Strahldüse.An expedient device for carrying out the method comprises an adapter with at least a first inlet, which is connected to a blasting system and to which a primary stream of a blasting medium mixed with a blasting medium can be fed from the blasting system, and at least a second inlet, to which an additional blasting medium from a Pressure source can be supplied, as well as with an outlet, through which the primary stream and the additional blasting medium emerge, and a blasting nozzle which directly adjoins the outlet of the adapter and has a constriction.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous refinements and developments of the invention result from the subclaims.
Als Strahlmittel im Primärstrom wird bevorzugt Trockeneis oder Trockenschnee verwendet. Mit dem zusätzlichen Strahlmedium kann wahlweise auch ein zusätzliches Strahlmittel zugeführt werden. Es ist auch möglich, daß der Adapter noch mehrere Anschlüsse aufweist, über die weitere Strahlmedien und Strahlmittel zugegeben werden können.Dry ice or dry snow is preferably used as the blasting agent in the primary stream. With the additional blasting medium, an additional blasting medium can optionally be supplied. It is also possible for the adapter to have a plurality of connections via which further blasting media and blasting media can be added.
Die Strahldüse kann als Laval-Düse oder Venturi-Düse gestaltet sein. Sie kann rotationssyrnmetrisch zu ihrer Längsachse ausgebildet sein oder wahlweise auch abgeflacht sein, damit ein fächerförmig aufgeweiteter Strahl erzeugt wird. Bevorzugt ist die Strahldüse unmittelbar hinter dem Adapter angeordnet. Sie kann je-
doch auch über eine längere Leitung mit dem Adapter verbunden sein.The jet nozzle can be designed as a Laval nozzle or a Venturi nozzle. It can be designed to be rotationally symmetrical with respect to its longitudinal axis or, alternatively, can also be flattened, so that a fan-shaped expanded beam is generated. The jet nozzle is preferably arranged directly behind the adapter. She can but also be connected to the adapter via a longer line.
In einer Ausführungsform ist der Adapter so gestaltet, daß der Primärstrom über ein Innenrohr zugeführt wird, das koaxial zum Auslaß des Adapters ange- ordnet ist und das mit dem Gehäuse des Adapters einen Ringraum bildet, in den der zweite Anschluß des Adapters mündet und der mit dem Auslaß des Adapters in Verbindung steht. Die Mündung des Innenrohres, die vorzugsweise düsenför- mig verengt ist, wird dann von dem zusätzlichen Strahlmedium umströmt, so daß der Primärstrom wirksam aber schonend und ohne Schädigung des Strahl- mittels beschleunigt wird. Wahlweise kann der Ringraum auch über einen Kranz von in Strömungsrichtung konvergierenden Kanälen stromaufwärts der Mündung mit dem Innenrohr verbunden sein.In one embodiment, the adapter is designed in such a way that the primary current is supplied via an inner tube which is arranged coaxially with the outlet of the adapter and which forms an annular space with the housing of the adapter, into which the second connection of the adapter opens and which coexists communicates with the outlet of the adapter. The mouth of the inner tube, which is preferably narrowed in the shape of a nozzle, is then flowed around by the additional blasting medium, so that the primary stream is accelerated effectively but gently and without damaging the blasting medium. Optionally, the annular space can also be connected to the inner tube via a ring of channels converging in the flow direction upstream of the mouth.
In einer derzeit als besonders bevorzugt angesehenen Ausführungsform bildet der Adapter mindestens eine Engstelle für die Strömung des zusätzlichen Strahlmediums. Diese Engstelle kann an einer oder mehreren der folgenden Stellen ausgebildet sein:In an embodiment currently regarded as particularly preferred, the adapter forms at least one constriction for the flow of the additional blasting medium. This constriction can be formed at one or more of the following locations:
am zweiten Einlaß des Adapters, beispielsweise dadurch, daß dieser Einlaß einen kleineren Querschnitt aufweist als der zur Zufuhr des zusätzlichen Strahlmediums dienende Schlauch;at the second inlet of the adapter, for example in that this inlet has a smaller cross section than the hose used to supply the additional blasting medium;
im Ringraum zwischen Innenrohr und Gehäusewand des Adapters;in the annular space between the inner tube and the housing wall of the adapter;
- zwischen der Mündung des Innenrohres und einer Verengung des Adaptergehäuses im Übergangsbereich zwischen dem Ringraum und dem Auslaß. In diesem Fall läßt sich der Querschnitt der Engstelle variieren, indem das Innenrohr axial verstellbar ausgebildet wird. Für die Abstimmung der Druck- und Vo- lu enleistungen ist bevorzugt am zweiten Einlaß des Adapters ein Drosselor- gan, beispielsweise in der Form eines Kugelhahns angeordnet.- Between the mouth of the inner tube and a narrowing of the adapter housing in the transition area between the annular space and the outlet. In this case, the cross section of the constriction can be varied by making the inner tube axially adjustable. A throttle device, for example in the form of a ball valve, is preferably arranged at the second inlet of the adapter for coordinating the pressure and volume outputs.
Der Aggregatzustand des oder der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Strahlmittel kann fest, flüssig oder gasförmig oder auch eine Kombination dieser Aggregatzustände sein. Es hat sich gezeigt, daß bereits die Zugabe von sehr geringen Mengen Wasser in den Primär- oder Sekundärstrom dazu führt, daß ein sehr guter Reinigungserfolg erzielt wird. Der Reinigungseffekt ist zum einen auf den kinetischem Effekt zurückzuführen. Die extrem hohe Strömungsge-
schwindigkeit des Strahlmediums führt zu einer stark erhöhten kinetischem Wirkung - ggf. auch bereits ohne Strahlmittelzugabe. Speziell bei der Zugabe von Wasser - hier gleichzeitig als zusätzliches Strahlmedium wie auch als Strahknittel - kommt die bei der hier beschriebenen Bauart des Adapters und der Strahldüse entstehende Kavitationswirkung des Wassers hinzu.The state of aggregation of the abrasive or abrasives used in the method according to the invention can be solid, liquid or gaseous or a combination of these states of aggregation. It has been shown that the addition of very small amounts of water to the primary or secondary stream leads to very good cleaning results. The cleaning effect is due on the one hand to the kinetic effect. The extremely high flow Speed of the blasting medium leads to a greatly increased kinetic effect - possibly even without the addition of blasting medium. Especially when water is added - here at the same time as an additional blasting medium as well as a blasting agent - the cavitation effect of the water that occurs with the design of the adapter and the blasting nozzle described here is added.
Aufgrund der äußerst hohen Strömungsgeschwindigkeiten, die mit der erfindungsgemäßen Strahlvorrichtung erreicht werden, tritt bei der Handhabung der Strahlvorrichtung ein hoher Rückstoß auf, der es für das Bedienungspersonal unter Umständen schwierig macht, die Strahlvorrichtung in einer geeigneten Position relativ zu der zu reinigenden Oberfläche zu halten. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist deshalb die Kombination aus Adapter und Strahldüse auf einem nach Art einer Sackkarre ausgebildeten Fahrgestell montiert, das über die zu reinigende Oberfläche geschoben oder gezogen wird und die Mün- düng der Strahldüse in einem angemessenen Abstand zu der zu reinigenden Oberfläche hält. Aufgrund der Hebelwirkung des Fahrgestells läßt sich auch der optimale Anstellwinkel der Strahldüse relativ zur zu reinigenden Oberfläche besser und leichter einhalten.Due to the extremely high flow velocities that can be achieved with the blasting device according to the invention, a high recoil occurs when handling the blasting device, which may make it difficult for the operating personnel to keep the blasting device in a suitable position relative to the surface to be cleaned. According to a further development of the invention, the combination of adapter and blasting nozzle is therefore mounted on a chassis designed in the manner of a hand truck, which is pushed or pulled over the surface to be cleaned and which keeps the nozzle of the blasting nozzle at a suitable distance from the surface to be cleaned , Due to the leverage effect of the chassis, the optimal angle of attack of the jet nozzle can be maintained better and more easily relative to the surface to be cleaned.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawing.
Es zeigen:Show it:
Figur 1 eine schematische Darstellung des Gesamtaufbaus der Strahlvorrichtung;Figure 1 is a schematic representation of the overall structure of the blasting device;
Figur 2 einen Schnitt durch einen Adapter der Strahlvorrichtung;FIG. 2 shows a section through an adapter of the blasting device;
Figur 3 einen Schnitt durch einen Adapter gemäß einer abgewandelten Ausführungsform;Figure 3 shows a section through an adapter according to a modified embodiment;
Figuren 4 und 5 Schnitte durch Adapter gemäß weiteren Ausführungsformen;Figures 4 and 5 sections through adapters according to further embodiments;
Figur 6 eine schematische Darstellung des Gesamtaufbaus ei-
ner Strahlvorrichtung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel;FIG. 6 shows a schematic illustration of the overall structure of a ner blasting device according to another embodiment;
Figur 7 und 8 eine Seitenansicht und eine Frontansicht einer Düsen- einheit der Strahlvorrichtung;FIGS. 7 and 8 show a side view and a front view of a nozzle unit of the blasting device;
Figuren 9 und 10 Schnitte durch Adapter gemäß weiteren Ausführungsformen; undFigures 9 and 10 sections through adapters according to further embodiments; and
'Figur 11 einen Schnitt durch eine Einheit aus Adapter und11 shows a section through a unit consisting of an adapter and
Strahldüse.Jet nozzle.
Die in Figur 1 gezeigte Strahlvorrichtung umfaßt eine Druckquelle 10, eine Strahlanlage 12 und eine Düseneinheit 14, bestehend aus einem Adapter 16 und einer fest damit verbundenen Strahldüse 18.The blasting device shown in FIG. 1 comprises a pressure source 10, a blasting system 12 and a nozzle unit 14, consisting of an adapter 16 and a blasting nozzle 18 firmly connected to it.
Bei der Druckquelle 10 handelt es sich zum Beispiel um einen Kompressor, der die Strahlanlage 12 über eine Leitung 20 mit Druckluft versorgt. Die Strahlanlage 12 ist in bekannter Weise dazu ausgebildet, der als Strahlmedium dienenden Druckluft ein Strahlmittel, beispielsweise Trockeneis, zuzusetzen, so daß ein Primärstrom aus dem Strahlmedium und dem Strahlmittel über eine beispielsweise durch einen Schlauch gebildete Leitung 22 dem Adapter 16 zugeführt wird. Weiterhin liefert die Druckquelle 10 einen Sekundärstrom des Strahlmediums (Druckluft) über eine ebenfalls als Schlauch ausgebildete Leitung 24 direkt an einen zweiten Einlaß des Adapters 16. Im Adapter 16 werden der Primärstrom und der Sekundärstrom vereinigt. Der vereinigte Strom aus Sl ahlmedi- um und Strahlmittel wird mit erhöhter Strömungsgeschwindigkeit über einen Auslaß des Adapters 16 an die direkt angeschlossene Strahldüse 18 ausgegeben, die den Strahl fächerfömig aufweitet, so daß eine zu reinigende Oberfläche (nicht gezeigt) auf einer relativ großen Arbeitsbreite mit dem Strahlmittel bestrahlt und dadurch gereinigt werden kann. Die Strahldüse 18 ist beispielsweise als Venturi-Düse oder Laval-Düse ausgebildet und weist eine Engstelle auf, die den Strahl des Strahlmediums auf nahezu Schallgeschwindigkeit oder auch auf Überschallgeschwindigkeit beschleunigt.The pressure source 10 is, for example, a compressor which supplies the blasting system 12 with compressed air via a line 20. The blasting system 12 is designed in a known manner to add a blasting agent, for example dry ice, to the compressed air serving as the blasting medium, so that a primary stream of the blasting medium and the blasting medium is fed to the adapter 16 via a line 22 formed, for example, by a hose. Furthermore, the pressure source 10 supplies a secondary stream of the blasting medium (compressed air) via a line 24, which is also designed as a hose, directly to a second inlet of the adapter 16. The primary stream and the secondary stream are combined in the adapter 16. The combined stream of sl medium and blasting medium is output at an increased flow rate via an outlet of the adapter 16 to the directly connected blasting nozzle 18, which expands the jet in a fan-shaped manner, so that a surface to be cleaned (not shown) has a relatively large working width the blasting medium can be irradiated and thereby cleaned. The blasting nozzle 18 is designed, for example, as a Venturi nozzle or Laval nozzle and has a constriction that accelerates the jet of the blasting medium to almost the speed of sound or also to supersonic speed.
Eine mögliche Ausbildung des Adapters 16 ist in Figur 2 im Schnitt dargestellt. Der Adapter weist ein rohrförmiges Gehäuse 26 auf, dessen Innenquerschnitt
sich in einem konisch ausgebildeten Abschnitt 28 zum Auslaß 30 hin verjüngt. In diesem Gehäuse 26 ist koaxial ein Innenrohr 32 angeordnet, das mit dem Gehäuse 26 einen am rückwärtigen Ende geschlossenen Ringraum 34 bildet. Ein aus dem Gehäuse 26 herausragendes Ende des Innenrohres 32 bildet einen er- sten Einlaß 36 des Adapters, der über die Leitung 22 mit der Strahlanlage 12 verbunden ist. In der Umfangswand des Gehäuses 26 ist ein rechtwinklig zur Achse des Gehäuses orientierter zweiter Einlaß 38 ausgebildet, der über die Leitung 24 mit der Druckquelle 10 verbunden ist. Das stromabwärtige Ende des Innenrohres 32 liegt im Bereich des konischen Abschnitts 28 des Gehäuses und ist zu einer Düse 40 verengt.A possible design of the adapter 16 is shown in section in FIG. 2. The adapter has a tubular housing 26, the inner cross section tapers in a conical section 28 towards the outlet 30. In this housing 26, an inner tube 32 is arranged coaxially, which forms with the housing 26 an annular space 34 closed at the rear end. An end of the inner tube 32 protruding from the housing 26 forms a first inlet 36 of the adapter, which is connected to the blasting system 12 via the line 22. A second inlet 38, which is oriented at right angles to the axis of the housing and is connected to the pressure source 10 via the line 24, is formed in the peripheral wall of the housing 26. The downstream end of the inner tube 32 lies in the region of the conical section 28 of the housing and is narrowed to form a nozzle 40.
Der Primärstrom aus Strahlmedium und Strahlmittel tritt über die Düse 40 aus dem Innenrohr 32 aus und wird mit dem über den zweiten Einlaß 38 unver- drallt zugeführten Sekundärstrom des Strahlmediums vereinigt. Der vereinigte Strom tritt über den Auslaß 30 mit erhöhter Geschwindigkeit in die Strahldüse 18 ein.The primary stream of blasting medium and blasting medium emerges from the inner tube 32 via the nozzle 40 and is combined with the secondary stream of the blasting medium which is supplied without swirling via the second inlet 38. The combined stream enters the jet nozzle 18 via the outlet 30 at increased speed.
Figur 3 zeigt einen Adapter 16' gemäß einer abgewandelten Ausführungsform. Der zweite Einlaß 38 ist hier zum rückwärtigen Ende des Gehäuses 26 verlagert, und das Innenrohr 32 ist in einen Block 42 eingesetzt, der den Ringraum 34 stromabwärts des zweiten Einlasses 38 weitgehend abschließt. In dem Block 42 ist ein Kranz von in Strömungsrichtung konvergierenden Kanälen 44 ausgebildet, die den Ringraum 34 mit dem Inneren des Innenrohres 32 verbinden. Der Sekundärstrom wird hier über die Kanäle 44 (Einzeldüsen) bereits stromauf- wärts der Düse 40 in das Innere des Strahlrohres 32 zugeführt.Figure 3 shows an adapter 16 'according to a modified embodiment. The second inlet 38 is here shifted to the rear end of the housing 26, and the inner tube 32 is inserted into a block 42 which largely closes the annular space 34 downstream of the second inlet 38. In the block 42, a ring of channels 44 converging in the direction of flow is formed, which connect the annular space 34 to the interior of the inner tube 32. The secondary flow is here already supplied upstream of the nozzle 40 into the interior of the jet pipe 32 via the channels 44 (individual nozzles).
Figur 4 zeigt eine Düseneinheit 14' mit einem Adapter 16", der ein im wesentlichen rohrförmiges Gehäuse aufweist. Der erste Einlaß 36 und der zweite Einlaß 38 werden hier durch Y-förmig angeordnete Rohre gebildet, die in das rückwärti- ge Ende des Adaptergehäuses münden. Der erste Einlaß 26 ist koaxial zum Adaptergehäuse angeordnet, während der zweite Einlaß 38 schräg eintritt. Der Innenquerschnitt des rohrförmigen Adaptergehäuses ist größer als der Innenquerschnitt jedes der ersten und zweiten Einlasse 36, 38.FIG. 4 shows a nozzle unit 14 ′ with an adapter 16 ″, which has an essentially tubular housing. The first inlet 36 and the second inlet 38 are formed here by Y-shaped tubes which open into the rear end of the adapter housing The first inlet 26 is coaxial with the adapter housing, while the second inlet 38 enters at an angle. The inner cross section of the tubular adapter housing is larger than the inner cross section of each of the first and second inlets 36, 38.
Figur 5 zeigt einen Adapter 16'" mit einem topfförmigen Gehäuse 26. Der erste Einlaß 36 ist hier mittig und koaxial zum Auslaß 30 angeordnet, während der zweite Einlaß 38 seitlich versetzt und schräg in die Rückwand des Gehäuses 26
eintritt.FIG. 5 shows an adapter 16 ′ ″ with a cup-shaped housing 26. The first inlet 36 is here arranged centrally and coaxially to the outlet 30, while the second inlet 38 is offset laterally and obliquely into the rear wall of the housing 26 entry.
Figur 6 zeigt eine Strahlvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, bei der zusätzlich zu der ersten Strahlanlage 12 eine zweite Strahlanlage 46 vor- gesehen ist, mit der es möglich ist, dem über die Leitung 24 zur Düseneinheit 14 zugeführten Sekundärstrom ein weiteres Strahlmittel zuzugeben. Beispielsweise kann so über die erste Strahlanlage 12 Trockeneis und über die zweite Strahlanlage 46 ein Stralilmittel mit höherer AbrasMtät, z.B., Granulat, zugeführt werden. Beide Strahlanlagen 12, 46 werden über Leitungen 20, 48 aus der Druck- quelle'' 10 gespeist. Die Düseneinheit 14 kann jede der in den übrigen Ausführungsbeispielen beschriebenen Gestaltungen aufweisen.FIG. 6 shows a blasting device according to a further exemplary embodiment, in which, in addition to the first blasting system 12, a second blasting system 46 is provided, with which it is possible to add a further blasting medium to the secondary stream supplied to the nozzle unit 14 via the line 24. For example, dry ice can be supplied via the first blasting system 12 and a stralil agent with a higher abrasion rate, for example granules, can be supplied via the second blasting system 46. Both blasting systems 12, 46 are fed via lines 20, 48 from the pressure source ' ' 10. The nozzle unit 14 can have any of the configurations described in the other exemplary embodiments.
Da im Adapter 16 der Primärstrom und der Sekundärstrom vereinigt und auf höhere Geschwindigkeit beschleunigt werden und in der Strahldüse 18 eine wei- tere Beschleunigung des vereinigten Stromes stattfindet, weist die Düseneinheit 14 beim Arbeiten mit der Strahlvorrichtung einen hohen Rückstoß auf. Zur Verbesserung der Handhabung ist es deshalb zweckmäßig, die Strahleinheit 14 auf einem sackkarrenartigen Fahrgestell zu montieren, wie in Figuren 7 und 8 gezeigt ist. Die Düseneinheit 14 ist hier mit Klemmschienen 50 auf einem längli- chen Gestell 52 befestigt, das am unteren Ende mit zwei Laufrollen 54 versehen ist, die im Betrieb auf der zu reinigenden Oberfläche abrollen. Die fächerförmig aufgeweitete Strahldüse 18 ist so angeordnet, daß der Reinigungsstrahl 18 über die Laufrollen 54 hinweg auf die zu reinigende Oberfläche abgegeben wird. DerSince the primary stream and the secondary stream are combined in the adapter 16 and accelerated to a higher speed and the combined stream is accelerated further in the jet nozzle 18, the nozzle unit 14 has a high recoil when working with the jet device. To improve handling, it is therefore expedient to mount the jet unit 14 on a sack-cart-like chassis, as shown in FIGS. 7 and 8. The nozzle unit 14 is fastened here with clamping rails 50 to an elongated frame 52 which is provided at the lower end with two rollers 54 which roll on the surface to be cleaned during operation. The fan-shaped widened jet nozzle 18 is arranged such that the cleaning jet 18 is emitted over the rollers 54 onto the surface to be cleaned. The
, erste Einlaß 36 des Adapters 16 ist zu einem Rohr verlängert, das über das Ende des Gestells 52 hinausragt. Die durch Schläuche gebildeten Leitungen 22, 24 sind hier nicht gezeigt. Die Leitung 22 wird an das rückwärtige Ende des rohrförmigen ersten Einlasses 36 angeschlossen. Ein Handgriff 56 zur Handhabung der Vorrichtung kann am rückwärtigen Ende des Gestells 52 oder am rückwärtigen Ende des ersten Einlasses 36 ausgebildet sein., First inlet 36 of the adapter 16 is extended to a tube which protrudes beyond the end of the frame 52. The lines 22, 24 formed by hoses are not shown here. The line 22 is connected to the rear end of the tubular first inlet 36. A handle 56 for handling the device may be formed at the rear end of the frame 52 or at the rear end of the first inlet 36.
Figur 9 zeigt eine spezielle Ausgestaltung des in Figur 2 gezeigten Adapters 16. Das Innenrohr 32 ist hier mit einem Außengewinde 58 längsverstellbar in der Rückwand des Gehäuses 26 gehalten. Damit ist es möglich, die lichte Weite des Durchlasses zwischen der Düse 40 und dem konischen Abschnitt 28 des Ge- häuses 26 zu variieren und so eine variable Engstelle zur Einstellung der Strömungsgeschwindigkeit des Sekundärstromes zu schaffen. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn bei dieser Ausführungsform der zweite Einlaß 38
rechtwinklig und zentral in den Ringraum 34 mündet.FIG. 9 shows a special embodiment of the adapter 16 shown in FIG. 2. The inner tube 32 is held longitudinally adjustable in the rear wall of the housing 26 by means of an external thread 58. It is thus possible to vary the clear width of the passage between the nozzle 40 and the conical section 28 of the housing 26 and thus to create a variable constriction for setting the flow rate of the secondary flow. It has proven to be advantageous if, in this embodiment, the second inlet 38 opens at right angles and centrally into the annular space 34.
Zur Dosierung des Sekundärstromes ist es zweckmäßig, am ersten Einlaß 38 ein Drosselventil 60, beispielsweise einen Kugelhahn, anzuordnen, wie in Figur 10 gezeigt ist.To meter the secondary flow, it is expedient to arrange a throttle valve 60, for example a ball valve, at the first inlet 38, as shown in FIG.
Figur 11 zeigt die Düseneinheit 14 mit dem wie in Figur 10 ausgebildeten Adapter 16 und einer fächerförmig erweiterten Strahldüse 18, die eine Engstelle 62 zur Beschleunigung des vereinigten Stromes aus Strahlmedium und Strahlmit- tel aufweist. Die Leitung 24 wird hier durch einen Schlauch mit einem Querschnitt von 1 1/4 " gebildet, während der zweite Einlaß 38 nur einen Querschnitt von 3/4 " aufweist. Für den Sekundärstrom wird so am Übergang zwischen der Leitung 24 und dem ersten Einlaß 38 eine erste Engstelle gebildet, deren Querschnitt sich mit Hilfe des Drosselventils 60 weiter verringern läßt. Eine zweite Engstelle zur weiteren Beschleunigung des Sekundärstromes wird durch den hier relativ geringen Querschnitt des Ringraumes 34 gebildet. Schließlich erfolgt eine nochmalige Beschleunigung des Sekundärstromes an der variablen Engstelle, die zwischen der Düse 40 und dem konischen Abschnitt 28 des Adaptergehäuses gebildet wird. Bei der Vereinigung mit dem Primärstrom weist somit der Sekundärstrom einen hohen Druck und eine hohe Strömungsgeschwindigkeit auf, möglicherweise sogar schon Überschallgeschwindigkeit. Durch die Engstelle 62, die beispielsweise einen Durchmesser von 14 mm hat, wird der vereinigte Strom auf weiter nahezu Schallgeschwindigkeit oder Überschallgeschwindigkeit beschleunigt. Durch diese hohe Strömungsgeschwindigkeit wird eine wirksame Aufweitung des von der Strahldüse 18 abgegebenen Strahls erreicht. An der Mündung weist die Strahldüse 18 beispielsweise eine Breite von 160 mm auf. Die in Figur 11 gezeigte Strahldüse 18 kann wahlweise auch mit jedem der Adapter 16', 16" und 16"' kombiniert werden.FIG. 11 shows the nozzle unit 14 with the adapter 16 designed as in FIG. 10 and a fan-shaped blasting nozzle 18 which has a constriction 62 for accelerating the combined stream of blasting medium and blasting medium. The line 24 is formed here by a hose with a cross section of 1 1/4 ", while the second inlet 38 has only a cross section of 3/4". For the secondary current, a first constriction is formed at the transition between the line 24 and the first inlet 38, the cross section of which can be further reduced using the throttle valve 60. A second constriction for further acceleration of the secondary current is formed by the relatively small cross section of the annular space 34 here. Finally, the secondary flow is accelerated again at the variable constriction that is formed between the nozzle 40 and the conical section 28 of the adapter housing. When combined with the primary flow, the secondary flow thus has a high pressure and a high flow velocity, possibly even a supersonic velocity. Through the constriction 62, which has a diameter of 14 mm, for example, the combined current is accelerated to almost the speed of sound or supersonic. Due to this high flow velocity, an effective expansion of the jet emitted by the jet nozzle 18 is achieved. At the mouth, the jet nozzle 18 has a width of 160 mm, for example. The jet nozzle 18 shown in FIG. 11 can optionally also be combined with each of the adapters 16 ', 16 "and 16"'.
In Versuchen hat sich gezeigt, daß mit der in Figur 11 gezeigten Anordnung eine wirksame Aufweitung des Strahls und eine extrem hohe Reinigungswirkung erzeugt werden kann. Dabei hat sich gezeigt, daß in der Strömung so starke Turbulenzen auftreten, daß es bei ersten Versuchsmodellen sogar zu Ausbrüchen an der aus 2 mm dickem Edelstrahl bestehenden Wandung der Strahldüse 18 kam. Diese starken Turbulenzen in Verbindung mit der hohen Strömungsgeschwindigkeit führen zu einer intensiven Reinigungswirkung. Überraschend hat sich dabei gezeigt, daß auch bei Verwendung von Trockeneis als Strahlmittel
keine Zerschlagung oder sonstige Schädigung der Trockeneispartikel eintritt, so daß diese ihre Reinigungswirksamkeit behalten. Durch Längsverstellung des Innenrohres 34 und durch Einstellung des Drosselventils 60 lassen sich die Strahlgeometrie und die Stömungsgeschwindigkeit optimieren. Bevorzugt wird der Sekundärstrom des Strahlmediums über die Leitung 24 mit höherem Druck und höherer Volumenleistung zugeführt als der Prirnärstrom, der über den ersten Einlaß 36 zugeführt wird. Beispielsweise stehen die Volumenleistungen im Verhältnis 3:2. Eine noch intensivere Reinigungswirkung konnte erzielt werden, wenn in den Sekundärstrom eine geringe Menge an Wasser eingesprüht wurde.
Experiments have shown that the arrangement shown in FIG. 11 can produce an effective expansion of the jet and an extremely high cleaning effect. It has been shown that such strong turbulence occurs in the flow that in the first test models there were even breakouts on the wall of the jet nozzle 18, which wall consisted of a 2 mm thick noble jet. This strong turbulence in connection with the high flow rate leads to an intensive cleaning effect. Surprisingly, it has been shown that even when using dry ice as the blasting agent no breakage or other damage to the dry ice particles occurs, so that they retain their cleaning effectiveness. By adjusting the length of the inner tube 34 and by adjusting the throttle valve 60, the jet geometry and the flow rate can be optimized. The secondary flow of the blasting medium is preferably supplied via line 24 with a higher pressure and higher volume output than the primary flow which is supplied via first inlet 36. For example, the volume outputs are in a ratio of 3: 2. An even more intensive cleaning effect could be achieved if a small amount of water was sprayed into the secondary stream.