CH256295A - Sandblasting nozzle. - Google Patents

Sandblasting nozzle.

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CH256295A
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Morel Stanislas
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Morel Stanislas
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24CABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C5/00Devices or accessories for generating abrasive blasts
    • B24C5/02Blast guns, e.g. for generating high velocity abrasive fluid jets for cutting materials
    • B24C5/04Nozzles therefor

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Nozzles (AREA)

Description

  

  Buse de sablage.    Dans les installations de sablage, la sor  tie du mélange d'air ou autre fluide com  primé et: d'abrasif a lieu par la buse, dans       laquelle    ce mélange, par suite de 1a réduction  de section du passage, atteint la vitesse maxi  mum capable de lui être donnée par la source  d'air ou autre fluide comprimé.  



  Le:, buses ont intérieurement la     forme     d'un tube dont l'orifice d'entrée est la base  d'un tronc de cône convergent qui se raccorde  un alésage cylindrique régn  à ant jusqu'à.  l'orifice de sortie; il existe également des  buses à alésage de section transversale uni  forme sur toute leur longueur, ainsi que des       buses    légèrement tronconiques.  



  Les proportions du cône convergent et     l'a.     longueur de l'alésage des buses par rapport       ;,    leur diamètre ne sont pas déterminées, ce  qui explique la, diversité des modèles de     buses     pour un diamètre donné.  



  Dans     l'installation    de .sablage, l'a buse est  l'organe où se fait sentir l'action érosive de  l'abrasif avec le plus de violence. La rapi  dité de     l'usure    de l'a buse varie suivant le  genre d'abrasif employé et elle augmente  avec la pression du fluide. comprimé utilisé.  L'usure la plus faible se produit à l'orifice  d'entrée, car la. divergence naturelle du jet       d'abrasif    ne commence à produire avec puis  sance son effet érosif qu'en aval.  



  On donne -à     l'alésage    des buses une forme  cylindrique pour prolonger au maximum leur  durée, mais la. forme cylindrique gêne les    grains d'abrasif dans leur trajet et crée une  perte de charge; au fur et à mesure que  l'usure forme<B>la</B> cône     divergent,    le rendement  commence par s'améliorer, car la perte de  charge diminue. Toutefois, lorsque la. diver  gence du cône atteint environ     3 ,    le fluide  comprimé est trop     détendu    pour donner assez  de     puissance    au jet d'abrasif à moins qu'une  faible projection soit suffisante.  



  Une buse en fonte aciérée de, 100 mm de  longueur et 6 mm de diamètre, utilisée sous  une pression de 3 kg/cm, est usée en une  heure environ, car elle forme alors un cône  divergent dont les orifices ont des diamètres  approximatifs de 7 et 12 mm respectivement,  ce qui représente l'enlèvement par frottement  de 40 g de fonte environ.  



  A dimensions et pressions égales, une  buse en carbure de tungstène dure 700 heures  et une     buoe    en     carbure    de bore 2000 heures,  ce qui économise du temps pour changer les       buses,    mais la,     perte    de charge subsiste pen  dant une grande partie de la durée de     oer-          vice    par suite du peu de divergence que pren  nent ces buses malgré l'action érosive du jet  d'abrasif.  



  Le demandeur s'est proposé de réaliser  une buse nécessitant moins de matière et       plus    durable.  



  Gomme la buse est tenue à une certaine  distance de l'ouvrage à sabler et que le jet  d'abrasif, dès la sortie de la buse, prend la  forme d'un cône divergent de 3 à. $ , suivant      la pression de l'air comprimé et l'usure de la  buse; il a pensé qu'il était possible d'aug  menter brusquement le diamètre intérieur de  la. buse à partir du col ou petite base du cône  d'entrée, de façon à     réduire    l'usure et à aug  menter la durée de la buse, sans affecter la       puissance-    du jet     d'une    façon     prohibitive,     malgré le décollement que l'on pouvait crain  dre des filets     -d'air    le long de l'alésage de  la buse, entre le col et l'orifice de sortie.  



  Or, contrairement à toute attente, il s'est  avéré que     cette    forme, non     seulement    n'affec  tait pas la     puissance    du jet,     mais    que celle-ci,  à consommation égale d'air     comprimé,    se  trouvait augmentée de 15 % au     moins    par  rapport     aux    buses. de     profil    connu, la brus  que augmentation de section immédiatement  après le col paraissant exercer un effet favo  rable sur la puissance du jet.  



  L'invention consiste donc en une buse -de  sablage comportant un cône d'entrée conver  gent, suivi d'une partie aval qui peut être       cylindrique    ou conique se raccordant au cône       d'entrée    par une     brusque    augmentation de sec  tion immédiatement en aval du col.  



  De nombreuses buses . de     cette    nouvelle  forme, ayant     diverses    dimensions et     propor-          Lions    et essayées     dans    les mêmes conditions,  ont confirmé à chaque essai     l'augmentation    de  rendement     susindiquée    de 15 % au minimum.  



       L'explication        théorique        @de    ce fait expéri  mental -est     probablement    la     suivante:    le jet       d'abrasif;

      après avoir franchi le col, où il  acquiert son     maximum    de vitesse, débouche  dans un conduit dont les formes et dimension,  lui permettent un écoulement en parfaite       liberté,    alors que dans- les buses classiques, le  jet ne pouvant pas diverger, des grains d'abra  sif     frottent    sur la paroi du conduit et perdent  de la vitesse, ce qui se traduit par une dimi  nution     de-        puissance    ou perte de charge.  



  La buse suivant l'invention a . en outre,  comme le demandeur le recherchait, une usure       sensiblement    moindre que les buses classiques.  En     construisant        cette    buse en matériaux très  durs, tels que le carbure de     tungstène    ou de  bore, l'usure     réduite    de la buse permet de bé-         néficier    de cet avantage pendant toute la du  rée du     service,    laquelle se trouve notablement  augmentée.  



  Le dessin annexé montre, à titre d'exem  ple, différentes -formes de réalisation de l'in  vention.  



  Les     fig.1    à 4 sont. des -coupes .axiales de  différents     types    de buses suivant l'invention.  Les     fig.    5 à 7 montrent .différents types  d'embouts, et  les     fig.    8 à 11 montrent différents types  d'ajutages d'entrée.  



  En se référant à la     fig.    1, on voit que la  buse 1 comporte intérieurement un cône d'en  trée convergent 2, dont l'angle :d'ouverture a  est de 27 à 35  -et aboutit .à un col d'un dia  mètre d. Ce     col    est suivi d'une brusque aug  mentation de     section,        le    diamètre passant à D.  L'alésage d'aval 3 peut être cylindrique ou  légèrement convergent ou divergent. Sa lon  gueur<I>L</I> est égale à 8 à 10<I>d</I> et le diamètre  de sortie est égal à 1,2 à 1,4 d.  



  On a représenté en 4 l'épaulement d'ap  pui d'une bague de raccordement usuelle pour  la fixation de la buse sur le pistolet.  



  Dans l'exemple -de la     fig.    2, la. buse se com  pose -d'un corps 5 en acier et d'un chemisage 6  en carbure de tungstène ou de bore, ou autre  matière dure, reliée au corps par une couche  de plomb. La forme intérieure du chemisage  est celle décrite en se référant à la     fig.    1.  



  Dans l'exemple de la     fig.    3, la buse est  en deux parties, un ajutage 8 et un embout 9.  l'ajutage 8 pouvant être seul en matériau très  dur et l'embout 9 en acier. Après usure, il  peut être remplacé facilement ou retourné bout  pour bout (l'usure ayant pour effet de l'évaser  vers la sortie sans affecter le diamètre D prés  du col lequel, après retournement, devient le  diamètre de     sortie    de la buse).  



  La     fig.    4 montre un mode d'assemblage -des  ,éléments -à     l'aide,    d'une bague-raccord 10 se  vissant, d'une part, sur l'embout 9 et, d'autre  part, sur un épanouissement 11 du pistolet 1?  dans lequel se loge l'ajutage en matériau dur 8.  



  Il peut être utile, pour     redonner    .de la vi  tesse au jet d'air, de donner à l'embout une       certaine    conicité; comme représenté à la     fig.    5,      -lei cas il est préférable de chemiser la  <B>f</B>     fluq'     buse avec une matière dure.  



  On peut aussi     (fig.    6) disposer à, cet effet,       vers    la     sortie    de la buse, une bague à     coni-          cité    convergente en matière dure 13. On peut  encore (fi-. 7) disposer une ou plusieurs ba  gues de ce genre, telles que 14, en des points  intermédiaires de la longueur de la. buse, ser  rées chacune dans une     cuvette    15 se vissant  sur un élément 16 de l'embout.  



  Les diamètres minima des parties coniques  vont en augmentant de l'amont vers l'aval, le  diamètre .du col étant toujours le plus petit.  



  Les     fig.    8 à 11 montrent diverses formes  d'ajutage 8; celle de la     fig.    8 comporte un  court cône divergent de sortie 17, celle de la .  <B>fi-.</B> 9 une surface de révolution concave 18  et celle de la     fig.    10 une surface de révolu  tion convexe 19 remplaçant le cône 17 de la       fig.    8; celle de la     fig.    11 enfin comporte une  courte partie     cylindrique    20.  



  Les indications données ci-dessus sur les  formes et proportions sont celles qui corres  pondent au fonctionnement optimum avec un  pistolet fonctionnant par aspiration, et des  buses destinées à être utilisées avec des sa  bleuses fonctionnant par pression toléreraient  d'assez importants écarts en dehors des limites  indiquées. Il est préférable cependant d'obser  ver celles-ci pour pouvoir utiliser la même  buse indifféremment sur les deux classes de  sableuses.



  Sandblasting nozzle. In sandblasting installations, the mixture of air or other compressed fluid and abrasive exits through the nozzle, in which this mixture, due to the reduction in the section of the passage, reaches the maximum speed. capable of being given to it by the source of air or other compressed fluid.



  The :, nozzles have internally the shape of a tube whose inlet is the base of a converging truncated cone which connects a cylindrical bore reign to ant until. the outlet port; there are also nozzles with a bore of uniform cross section along their entire length, as well as slightly frustoconical nozzles.



  The proportions of the cone converge and a. length of the bore of the nozzles in relation; their diameter is not determined, which explains the diversity of nozzle models for a given diameter.



  In the sandblasting installation, the nozzle is the organ where the erosive action of the abrasive is felt most violently. The rate of wear of the nozzle varies with the type of abrasive employed and increases with fluid pressure. tablet used. The least wear occurs at the inlet port because the. the natural divergence of the abrasive jet does not begin to produce its erosive effect with force until downstream.



  The bore of the nozzles is given a cylindrical shape in order to prolong their duration as much as possible, but the. cylindrical shape hinders the abrasive grains in their path and creates a pressure drop; As the wear forms <B> the </B> cone diverge, the efficiency begins to improve, as the pressure drop decreases. However, when the. divergence of the cone reaches about 3, the compressed fluid is too relaxed to give enough power to the abrasive jet unless a small projection is sufficient.



  A steel nozzle, 100 mm long and 6 mm in diameter, used at a pressure of 3 kg / cm, is worn out in about an hour, as it then forms a diverging cone, the orifices of which have approximate diameters of 7 and 12 mm respectively, which represents the frictional removal of about 40 g of cast iron.



  At equal dimensions and pressures, a tungsten carbide nozzle lasts 700 hours and a boron carbide nozzle 2000 hours, which saves time to change the nozzles, but the pressure drop remains for a large part of the time. of operation due to the little divergence that these nozzles take despite the erosive action of the abrasive jet.



  The applicant has proposed to produce a nozzle requiring less material and more durable.



  As the nozzle is held at a certain distance from the work to be sanded and the jet of abrasive, as soon as it leaves the nozzle, takes the form of a cone diverging from 3 to. $, depending on the pressure of the compressed air and the wear of the nozzle; he thought that it was possible to suddenly increase the internal diameter of the. nozzle from the neck or small base of the inlet cone, so as to reduce wear and increase the life of the nozzle, without affecting the power of the jet in a prohibitive manner, despite the detachment that the air streams could be created along the nozzle bore, between the neck and the outlet.



  However, contrary to all expectations, it turned out that this form not only did not affect the power of the jet, but that the latter, with equal consumption of compressed air, was increased by at least 15%. compared to the nozzles. of known profile, the sudden increase in section immediately after the neck appears to exert a favorable effect on the power of the jet.



  The invention therefore consists of a sandblasting nozzle comprising a convergent inlet cone, followed by a downstream part which may be cylindrical or conical connecting to the inlet cone by a sudden increase in section immediately downstream of the collar.



  Many nozzles. of this new shape, having various dimensions and proportions and tested under the same conditions, confirmed at each test the above-mentioned increase in efficiency of at least 15%.



       The theoretical explanation of this experiential fact is probably as follows: the abrasive blast;

      after having crossed the neck, where it acquires its maximum speed, opens into a duct whose shapes and dimensions allow it a flow in perfect freedom, while in the conventional nozzles, the jet not being able to diverge, grains of Abrasives rub against the wall of the duct and lose speed, which results in a reduction in power or pressure drop.



  The nozzle according to the invention a. in addition, as the applicant sought, significantly less wear than conventional nozzles. By constructing this nozzle from very hard materials, such as tungsten or boron carbide, the reduced wear of the nozzle enables this advantage to be enjoyed throughout the life of service, which is considerably increased.



  The accompanying drawing shows, by way of example, different embodiments of the invention.



  Figs. 1 to 4 are. -Cuts .axial of different types of nozzles according to the invention. Figs. 5 to 7 show .different types of end caps, and fig. 8 to 11 show different types of inlet nozzles.



  Referring to fig. 1, it can be seen that the nozzle 1 internally has a converging inlet cone 2, the opening angle of which a is from 27 to 35 -and leads to a neck of a diameter d. This neck is followed by a sudden increase in section, the diameter passing to D. The downstream bore 3 may be cylindrical or slightly converging or diverging. Its length <I> L </I> is equal to 8 to 10 <I> d </I> and the outlet diameter is equal to 1.2 to 1.4 d.



  4 shows the support shoulder of a usual connecting ring for fixing the nozzle to the gun.



  In the example of FIG. 2, the. Nozzle consists of a body 5 of steel and a liner 6 of tungsten or boron carbide, or other hard material, connected to the body by a layer of lead. The internal shape of the liner is that described with reference to FIG. 1.



  In the example of FIG. 3, the nozzle is in two parts, a nozzle 8 and a nozzle 9. the nozzle 8 can be alone in very hard material and the nozzle 9 in steel. After wear, it can be easily replaced or turned end to end (the wear having the effect of flaring it towards the outlet without affecting the diameter D near the neck which, after turning, becomes the outlet diameter of the nozzle).



  Fig. 4 shows a method of assembly -of the elements -with the aid of a connection ring 10 screwed, on the one hand, on the nozzle 9 and, on the other hand, on a spreading 11 of the gun 1? in which is housed the nozzle made of hard material 8.



  It may be useful, to restore speed to the air jet, to give the nozzle a certain taper; as shown in fig. 5, -lei case it is preferable to line the <B> f </B> fluq 'nozzle with a hard material.



  It is also possible (fig. 6) to place for this purpose, towards the outlet of the nozzle, a ring with converging taper of hard material 13. It is also possible (fig. 7) to place one or more batches of this kind, such as 14, at intermediate points along the length of the. nozzle, each tightened in a bowl 15 which is screwed onto an element 16 of the nozzle.



  The minimum diameters of the conical parts increase from upstream to downstream, the diameter of the neck always being the smallest.



  Figs. 8 to 11 show various forms of nozzle 8; that of FIG. 8 has a short diverging cone output 17, that of the. <B> fi-. </B> 9 a concave surface of revolution 18 and that of FIG. 10 a convex surface of revolution 19 replacing the cone 17 of FIG. 8; that of FIG. 11 finally has a short cylindrical part 20.



  The indications given above on the forms and proportions are those which correspond to the optimum operation with a gun operating by suction, and nozzles intended for use with blowers operating by pressure would tolerate quite large deviations outside the limits. indicated. However, it is preferable to observe them in order to be able to use the same nozzle indifferently on the two classes of sandblasting machines.

 

Claims (1)

REVENDICATION Buse de sablage, caractérisée en ce qu'elle comporte un cône d'entrée convergent, suivi d'une partie aval se raccordant au cône d'en trée par une brusque augmentation de section immédiatement en aval du col. <B>SOUS-REVENDICATIONS:</B> 1. Buse suivant la revendication, caracté risée en ce que la partie aval raccordée au cône d'entrée par une brusque augmentation de section est cylindrique. 2. Buse suivant la revendication, caracté risée en ce que la partie aval raccordée au cône d'entrée par une brusque augmentation de sec tion est conique et divergente. 3. CLAIM Sandblasting nozzle, characterized in that it comprises a converging inlet cone, followed by a downstream part connecting to the inlet cone by a sudden increase in section immediately downstream of the neck. <B> SUB-CLAIMS: </B> 1. Nozzle according to claim, characterized in that the downstream part connected to the inlet cone by a sudden increase in section is cylindrical. 2. Nozzle according to claim, character ized in that the downstream part connected to the inlet cone by a sudden increase in section is conical and divergent. 3. Buse de sablage suivant la revendica tion et la. sous-revendication 2, caractérisée en ce que l'angle d'ouverture du cône convergent d'entrée est de 27 à 35 , la hauteur de ladite partie aval .de huit à .dix fois le diamètre du col et le diamètre de sortie de la buse supé rieur de 20 à 40 % au diamètre du col. 4. Buse de sablage suivant la revendica tion, caractérisée en ce qu'elle est en deux pièces démontables et agencées de manière que l'embout qui forme la partie aval peut être retourné bout pour bout après usure vers l'aval. 5. Sandblasting nozzle according to the claim and the. sub-claim 2, characterized in that the opening angle of the converging inlet cone is 27 to 35, the height of said downstream portion eight to ten times the diameter of the neck and the outlet diameter of the nozzle 20 to 40% greater than the diameter of the neck. 4. Sandblasting nozzle according to claim, characterized in that it is in two removable parts and arranged so that the end piece which forms the downstream part can be returned end to end after wear downstream. 5. Buse de sablage suivant la revendica tion et la sous-revendication 4, caractérisée en ce que l'ajutage d'entrée convergent est en carbure métallique, l'embout situé en aval du col étant en acier. 6. Buse de sablage suivant la revendica tion, caractérisée en ce qu'elle comporte des parties en matière dure constituant un chemi sage relié à une partie extérieure protectrice en acier par une couche de plomb. 7. Buse de sablage suivant la revendica tion, caractérisée en ce que la partie aval com porte à l'orifice de sortie une bague en ma tière dure comportant une partie conique dont le diamètre minimum est plus grand que le diamètre dudit col. 8. Sandblasting nozzle according to claim and sub-claim 4, characterized in that the converging inlet nozzle is made of metal carbide, the end piece located downstream of the neck being made of steel. 6. Sandblasting nozzle according to claim, characterized in that it comprises parts of hard material constituting a chemi wise connected to a protective outer steel part by a layer of lead. 7. Sandblasting nozzle according to claim, characterized in that the downstream part carries at the outlet orifice a ring made of hard material comprising a conical part, the minimum diameter of which is greater than the diameter of said neck. 8. Buse de sablage suivant la revendica tion et la sous-revendication 7, caractérisée en ce que la partie aval comporte, outre la. bague d'extrémité, au moins en un point intermé diaire, une autre bague en matière dure com portant une partie conique dont le diamètre minimum est compris entre le diamètre dudit col et le diamètre minimum de la bague pla cée à l'orifice de sortie de la buse. Sandblasting nozzle according to claim and sub-claim 7, characterized in that the downstream part comprises, in addition to the. end ring, at least at an intermediate point, another hard material ring comprising a conical part the minimum diameter of which is between the diameter of said neck and the minimum diameter of the ring placed at the outlet orifice of the nozzle.
CH256295D 1944-07-07 1946-12-02 Sandblasting nozzle. CH256295A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997009152A1 (en) * 1995-09-08 1997-03-13 Teodoro San Jose Aguilar Abrasive jet projection nozzles
ES2127665A1 (en) * 1995-09-08 1999-04-16 San Jose Aguilar Teodoro Nozzle for devices for spraying a wet and dry stream of sand for high- and low-pressure machines and cold or hot tasks

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