DE1245793B - Process for cleaning and fine finishing of solid surfaces - Google Patents

Description

Verfahren zum Reinigen und Feinstbearbeiten Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Ein- fester Oberflächen richtung zum Reinigen und Feinstbearbeiten fester Oberflächen. Ausgangspunkt der Erfindung ist eine Drehströmung, wie sie zur Abscheidung staubförmiger Partikeln aus einem gasförmigen Medium früher bereits vorgeschlagen worden ist.Methods of Cleaning and Finishing The invention relates to a method and a single surface device for cleaning and fine machining solid surfaces. The starting point of the invention is a rotary flow, as it is used for Separation of dusty particles from a gaseous medium was done earlier has been proposed.

Bei der Drehströmung handelt es sich um die Kombination einer äußeren schraubenförmig verlaufeiiden Potentialumlaufströmung und einer inneren Rotationsströmung. Dabei wird in einem rotationssymmetrischen Hohlraum im wandnahen Bereich eine Potentialumlaufströmung derart angeregt und aufrechterhalten, daß sie zusätzlich zur Umlaufbewegung auch noch eine Axialbewegung ausführt. Über der Grundfläche des Hohlraumes, einem sogenannten festen Grund, strömen die Medien nach Ausbildung einer Wirbelsenke auf spiralförmigen Bahnen zur Achse des rotationssymmetrischen Hohlraumes. Von dieser Wirbelsenke aus bildet sich im- Innern der Potentialumlaufströmung eine koaxial und gleichsinnig um- laufende Rotationsströmung aus, jedoch mit entgegengesetzter axialer Fortschreitungsrichtung, An det anderen Stirnseite des rotationssymmetrischen Hohlraumes geht nach'Ausbildung einer Wirbelquelle7 ein Teil der Rotationsströmung wieder in die Potentialumlaufströmung über.At the rotational flow is the combination of an outer helically verlaufeiiden potential circulating flow and an inner rotational flow. In this case, a potential circulating flow is excited and maintained in a rotationally symmetrical cavity in the area close to the wall in such a way that it also executes an axial movement in addition to the circulating movement. After the formation of a vertebral depression, the media flow over the base of the cavity, a so-called solid base, on spiral paths to the axis of the rotationally symmetrical cavity. From this vortex sink from the potential circulatory flow is formed im- inside a coaxial and in the same direction environmentally current rotational flow out, but with the opposite axial direction of propagation, at det other end face of the rotationally symmetrical cavity is nach'Ausbildung a Wirbelquelle7 a part of the rotating flow again in the potential circulatory flow through.

Bei der früher vorgeschlagenen Abscheidung für staubförmige, Partikeln wird das staubbeladene. Medium in Richtung der Rotationsströmung zugeführt. Die auszuscheidenden Partikeln werden dabei durch die zwischen Potential- und Rotationsströmung auftretenden Relativ- bzw. Corioliskräfte radial aus der Rotationsströmung heraus in eine sogenannte Mischzone zwischen Potential- und Rotationsströmung geschleudert und bilden dort sichtbare Anreicherungen in Form von rotierenden Staubringen. Diese Staubringe treten auch auf, wenn die staubförmigen Partikeln z. B. durch die Anregungszuführungen für die Potentialumlaufströmung zugeführt werden.With the previously proposed separation for dusty particles becomes the dust-laden. Medium supplied in the direction of the rotational flow. the The particles to be separated are thereby caused by the flow between the potential and the rotational flow occurring relative or Coriolis forces radially out of the rotational flow hurled into a so-called mixing zone between potential and rotational flow and there form visible accumulations in the form of rotating dust rings. These Dust rings also occur when the dust-like particles z. B. by the excitation supplies for the potential circulation flow.

Die Erfindung geht nun von der Überlegung aus, daß diese rotierenden Anreicherungen zur Oberflächenbehandlung fester Oberflächen ausgenutzt werden können. Erfindungsgemäß wird dabei nach Erzeugen der Drehströmung. einerseits der feste Grund durch die zu bearbeitende feste Oberfläche gebildet, und andererseits enthält das strömende, Medium zur Oberflächenbehandlung geeignete feinkörnige, insbesondere staubförmige Partikeln.The invention is based on the idea that this rotating Enrichments can be used for the surface treatment of solid surfaces. According to the invention, after the rotary flow has been generated. on the one hand the fixed one Ground formed by the solid surface to be processed, and on the other hand contains the flowing, fine-grained medium suitable for surface treatment, in particular dusty particles.

Nach Zuführen von zum Boden des Hohlraumes hin -schräg tangential gerichteten strömenden Medien wird durch die Drehströmung aus -den feinkörnigen, insbesondere staubförmigen Partikeln im Übergangsgebiet von der Potential- zur Rotationsströmung mindestens eine rotierende, vorzugsweise ringförrnige Anreicherung von Partikeln gebildet.After feeding in towards the bottom of the cavity - obliquely tangential directed flowing media is produced by the rotary flow from -the fine-grained, especially dust-like particles in the transition area from potential to rotational flow at least one rotating, preferably annular, accumulation of particles educated.

An Hand der Zeichnung soll das Prinzip der Erfindung näher erläutert werden.The principle of the invention is to be explained in more detail with reference to the drawing will.

F i g, 1 dient der Erklärung der bekannten Drehströmung, während F i g. 2 die Ausbildung der Anreicherungsgebiete zeigt.F i g, 1 serves to explain the known rotary flow, while F i g. 2 shows the formation of the enrichment areas.

F i g. 1 zeigt zunächst eine auf etwa wendelförmigen Bahnen umlaufende Potentiahimlaufströmung 1, die in bekannter Weise mit I-Elfe einer Einströmung 2 angeregt und mit Hilfe eines festen Grundes 3 nach Ausbildung einer Wirbelsenke in eine zur Potentialumlaufströmung koaxial und gleichsinnig umlaufende Rotationsströmung 4 übergeführt wird. Die Rotationsströmung 4 läuft über eine Wirbelquelle in die Potentialumlaufströmung 1 zurück. Dabei wird unter einer Potentiahimlaufströmung eine Strömung verstanden, in der die Teilchen keiner inneren Reibung ausaesetzt sind und sich infolgedessen nicht um ihre eigene Achse drehen. In der Rotationsströmung drehen sich die Teilchen uni ihre eigene Achse. Die Potentialumlaufströmung stellt eine Zone hohen, die Rotationsströmung eine Zone niedrigen Druckes dar. Eine derartig zusammengesetzte Strömung wird als »Drehströmung« bezeichnet.F i g. 1 initially shows a potential in-flow flow 1 circulating on approximately helical paths, which is excited in a known manner with I-Elfe of an inflow 2 and, with the help of a solid base 3, after the formation of a vortex sink, is converted into a rotating flow 4 circulating coaxially and in the same direction as the potential circulating flow. The rotational flow 4 runs back into the potential circulation flow 1 via a vortex source. A potential in-flow flow is understood to mean a flow in which the particles are not exposed to any internal friction and consequently do not rotate around their own axis. In the rotational flow, the particles rotate on their own axis. The potential circulation flow represents a zone of high pressure, the rotary flow a zone of low pressure. Such a composite flow is called a "rotary flow".

F i g. 2, in der für gleiche Teile dieselben Bezugszeichen wie in F i g. 1 verwendet sind, veranschaulicht die Ausbildung der Mischzone, in der die Anreicherung von staubförmigen Partikeln erfolgt. Zwischen der Potentialunilaufströmung 1: und der Rotationsströmung 4 befindet sich die aus einer Wirbelquelle entstehende, durch eine strichpunktierte Linie angedeutete Mischzone 5. In diesem Bereich treten infolge von Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen Potential- und Rotationsströmung Relativkräfte bzw.. Coriolisbeschleunigungen auf, die die spezifisch schwereren Medien, soweit sie sich in der Potentialumlaufströmung 1 befinden, radial nach innen, soweit sie sich in der Rotationsströmung 4 befinden, radial nach außen der Mischzone 5 zuführen. Die'in der Mischzone 5 zusammengeführten Teilchen, z. B. ,Staub, bilden sichtbare Staubringe. Die Strömung in der Mischzone verläuft etwa folgendermaßen: Von der Rotationsströmung 4 spaltet sich bei 6 ein Strömungsast 7 ab (Wirbelquelle), der auf einer wendelförmigen Bahn mit sich vergrößerndem Durchmesser zunächst in Richtung der Rotationsströmung 4 verläuft. Dieser Strömungsast 7 läuft entsprechend der Bahn 8 in Richtung der Potentialumlaufströin-una 1 etwa bei 6 -wieder in die Rotationsströmung 4 hinein. Die Mischzone 5 besitzt etwa die Gestalt eines Hohlkegels, aus dem sich gegebenenfalls Staubwen-del 9 abspalten, in denen das spezifisch schwerere Medium aus der Drehströmung heraus nach außen transportiert und abgeführt werden kann.F i g. 2, in which the same reference numerals as in FIG. 1 , illustrates the formation of the mixing zone in which the accumulation of dusty particles takes place. Between the potential unilateral flow 1: and the rotational flow 4 there is the mixing zone 5 , which arises from a vortex source and is indicated by a dash-dotted line. as far as they are in the potential circulation flow 1 , feed radially inwards, as far as they are in the rotational flow 4, radially outwards to the mixing zone 5 . Die'in the mixing zone 5 brought together particles, z. B., dust, form visible dust rings. The flow in the mixing zone runs roughly as follows: A flow branch 7 splits off from the rotary flow 4 at 6 (vortex source), which initially runs in the direction of the rotary flow 4 on a helical path with an increasing diameter. This flow branch 7 runs corresponding to the path 8 in the direction of the potential circulating flow - una 1 approximately at 6 - back into the rotational flow 4. The mixing zone 5 has approximately the shape of a hollow cone, from which dust spirals 9 may split off, in which the specifically heavier medium can be transported outwards from the rotary flow and carried away.

Wenn die Potentialumlaufströmung durch zum Mantel des Hohlraumes schräg tangential angeordnete Zuführungen angeregt wird, so läßt sich die Lage und Größe der rotierenden Anreicherungen in der Mischzone, die sich als Staubringe darstellen, beliebig variieren. Bei gleichmäßigem Anregen der Potentialumlaufströmung durch Zuführungen, die in einer Ebene senkrecht zur Achse des rotationssymmetrischen liohlraumes angeordnet sind, besitzt die Anreicherung in der Mischzone die Gestalt eines als kreisender Staubring erkennbaren Zylindermantels. Erfolgt die Zuführung der gasförmigen Medien durch die Einströmungen in verschiedener Stärke, so läßt sich dieser Staubring beliebig verformen, also etwa schräg stellen oder einseitig zusammendrücken. Es ist damit eine lokale Bearbeitung der festen Oberfläche möglich. Werden die Zuführungen unsymmetrisch angeordnet oder einige Zuführungen ganz geschlossen, so kann man erreichen, daß der Staubring an einer Stelle schließlich aufreißt und alle Teilchen aus der Anreicherungszone mit der Strömung abgeführt werden können. Dadurch kann erreicht werden, daß sowohl die feinkörnigen P#grtikeln, die zur Be'arbeitung der festen Oberflit che-.,'herangezogen werden, als auch die abgeriebenen Teilchen von der Oberfläche ständig abgeführt werden können.If the potential circulation flow is excited by feeds arranged obliquely tangentially to the shell of the cavity, the position and size of the rotating accumulations in the mixing zone, which are represented as dust rings, can be varied as desired. With uniform excitation of the potential circulation flow through feeds which are arranged in a plane perpendicular to the axis of the rotationally symmetrical liohlraumes, the enrichment in the mixing zone has the shape of a circular dust ring recognizable cylinder jacket. If the gaseous media are fed in through the inflows in different strengths, this dust ring can be deformed as desired, that is, it can be placed at an angle or compressed on one side. Local machining of the solid surface is thus possible. If the feeds are arranged asymmetrically or if some feeds are completely closed, one can achieve that the dust ring finally tears open at one point and all particles can be carried away from the enrichment zone with the flow. In this way it can be achieved that both the fine-grain particles which are used to process the solid surface and the abraded particles can be constantly removed from the surface.

Die Anregung der Potentieumlaufströmung kann übrigens außer durch schräg angeordnete Zuführungen auch durch Rührvorrichtungen, wie z. B. Propeller oder Schaufeln, sowie rotierende Wandungsteile erzeugt werden.Incidentally, the excitation of the potential circulation flow can except through inclined feeds also by stirring devices, such as. B. Propeller or blades, as well as rotating wall parts are generated.

Claims (2)

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Reinigen und Feinstbearbeiten fester Oberflächen, - -d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß in einem rotationssymmetrischen Hohlraum eine Drehströmung erzeugt wird, indem eine Potentialumlaufströmung im wandnahen Bereich des Hohlraumes angeregt und nach Umlenken der in axialer Richtung fortschreitenden Potentialumlaufströmung über einem fästen Grund in eine Rotationsströmung übergeführt wird, die innerhalb der Potentialumlaufströmung koax ' ial und gleichsinnig umläuft, jedoch in entgegengesetzter Richtung axial fortschreitet, und daß einerseits der feste Grund durch die zu bearbeitende feste Oberfläche gebildet ist und daß andererseits das strömende Medium zur Oberflächenbehandlung geeignete feinkörnige, insbesondere staubförmige Partikeln enthält. Claims: 1. A method for cleaning and fine machining of solid surfaces, - -da d urch g e k enn -z eichnet that a rotational flow is generated in a rotationally symmetrical cavity by stimulating a potential circulation flow in the area of the cavity near the wall and after deflecting the axial direction progressive potential circulating flow is guided over a fästen base into a rotational flow within the potential circulatory flow koax 'ial and the same direction rotates, but progresses axially in the opposite direction, and in that one side of the fixed base is formed by the solid surface to be machined and on the other hand, the flowing Medium for surface treatment contains suitable fine-grained, in particular dust-like particles. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß - unter Anregung der Drehströmung mittels schräg-tangentialer Einströmung zum festen Grund hin - im Übergangsbereich von der Potential- zur Rotationsströmung mindestens eine rotierende, im wesentlichen ringförmige Anreicherung von Partikeln gebildet wird. 3. Verfahren nach Ansprach 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein rotierender Schwebezustand der Partikelanreicherung aufrechterhalten wird. 4. Verfahren nach Ansprach 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anreicherungen strähnenartig aufgerissen und insbesondere ähnlich einer Staubwendel abgebaut werden.2. The method according to claim 1, characterized in that - with the excitation of the rotary flow by means of oblique-tangential inflow to the solid base - at least one rotating, substantially annular accumulation of particles is formed in the transition region from the potential to the rotational flow. 3. The method according spoke 2, characterized in that a rotating state of suspension of the particle enrichment is maintained. 4. The method according spoke 2 or 3, characterized in that the enrichments are torn up like strands and in particular broken down like a dust coil.