DE2064003A1 - - Google Patents

Description

Dr.-Ιηπ. f{X',!;· kUSCHKE
D:pi.-Ing. K3 Z AGULARDr.-Ιηπ. f {X ',!; · KUSCHKE
D: pi.-Ing. K3 Z AGULAR

C München 8U. ΓΊ ;nzenaueretr. 2
Unser Zeichen Έ 627C Munich 8U. ΓΊ; nzenaueretr. 2
Our symbol Έ 627

Norton Company, Worcester, Massachusetts / V.St.A·Norton Company, Worcester, Massachusetts / V.St.A.

»Sandstrahldüse»»Sandblasting nozzle»

Die Erfindung bezieht sich auf Düsen, wie sie für Strahlmittel in sogenannten Sandstrahlverfahren verwendet werden. Die Erfindung betrifft Düsen, wie sie in derartigen Sandstrahlverfahren mit Sand oder Strahlmitteln unter Verwendung von Gas, insbesondere Luft als Träger für die zu fördernden Strahlmittelteilchen verwendet werden.The invention relates to nozzles such as those used for blasting media in so-called sandblasting processes will. The invention relates to nozzles as they are used in such sandblasting processes with sand or blasting media using gas, in particular air, as a carrier for the abrasive particles to be conveyed be used.

Die biuher verwendeten Düsen variieren in weiten Grenzen in ihrer Ausbildung von relativ einfacher Ausbildung bis zu sehr komplexer Ausbildung. Ein BeiapioL für die aehr einf'aone AusblLdung ist die Düse gemäosThe nozzles used earlier vary within wide limits in their training from relatively simple training to very complex training. A BeiapioL for the very simple cover the nozzle is in accordance with

109829/1170109829/1170

der US-Pä 1 393 562, 3 032 930 und 2 669 809. Beispiele für komplexere Ausbildungen sind in den US-PS 990 409, 3 102 368 und 3 469 642 enthalten* Die Schweiz. PS 131 161 und brit.PS 392 826 beschreiben Düsen mit konvergierender Eintrittszone und divergierender Austritts zone·U.S. Patents 1,393,562, 3,032,930 and 2,669,809. Examples for more complex training are in US-PS 990 409, 3 102 368 and 3 469 642 contain * Switzerland. PS 131 161 and British PS 392 826 describe nozzles with converging Entry zone and diverging exit zone

Alle diese bekannten Strahldüsen sind offensichtlich willkürlich oder aufgrund von Versuchen und irrtümlichen AusgangsÜberlegungen entworfen» Das hat dazu geführt, daß die Eintrittszonen der bekannten Düsen einen Beschleunigungsgrad auf die Strahlmittelteilcheri übertragen, der von relativ niederer Beschleunigung an der Eintrittsöffnung der Düse zu einem extrem hohen Wert am Eintritt in den engsten Querschnitt variiert. Die Änderung des Beschleunigungsgrades ist in etwa bestimmt durch den Winkel der Seitenwände der Eintrittszone. Die am häufigsten verwendeten Düsen mit konisch geformter Eintrittszone haben Wandflächen, die in ihrem eingeschlossenen Winkel zwischen 15 und 36 Grad variieren, wobei 3o Grad der gebräuchlichste Wert zu sein scheint. Eine Eintrittszone, deren Wand einen Winkel von 3o Grad bildet, erzeugt einen Beschleunigungagrad im Bereich des engsten Querschnittes, der etwa sechsmal grosser ist als die Be-All of these known jet nozzles are obviously arbitrary or trial and error Initial considerations »This has led to that the entry zones of the known nozzles one Transfer the degree of acceleration to the abrasive particles, that from a relatively low acceleration at the inlet opening of the nozzle to an extremely high value at Entry into the narrowest cross-section varies. The change the degree of acceleration is roughly determined by the angle of the side walls of the entry zone. The most common Nozzles used with a conically shaped entry zone have wall surfaces that are enclosed in their Angles vary between 15 and 36 degrees, being 3o degrees seems to be the most common value. An entry zone, the wall of which forms an angle of 30 degrees, is created a degree of acceleration in the area of the narrowest cross-section, which is about six times larger than the

. 109829/1170. 109829/1170

schleunigung an der gleieken Stelle» die "bei einer exakt geformten Eintrittszolle erzeugt wird, liegt. Dieser koke Beschleunigungsgrad der Strahlmittelteilohen, wenn sie sich dem engsten Querschnitt nähern, ergibt einen extrem hohen Verschleiß. Darüberhinaus ist die Austrittszone in den üblicherweise benutzten !Düsen nicht so ausgebildet, daß sich eine ideale Expansion des Gemisches aus Luft und Strahlmittelteilchen ergibt, und daher liegt die Geschwindigkeit der Strahlmittelteilehen beim Austritt aus der Austrittsöffnung unterhalb der Schallgeschwindigkeit. Der Wirkungsgrad derartiger Strahldüsen ist selbstverständlich direkt proportional der Geschwindigkeit, mit welcher die Strahlmittelteilchen die Düse verlassen.Acceleration at the same point "the" with one exactly shaped entry tariff is generated. This koke The degree of acceleration of the abrasive parts when they approach the narrowest cross-section results in an extreme high wear. In addition, the exit zone is in The nozzles usually used are not designed in such a way that an ideal expansion of the mixture of air and Blasting medium particles results, and therefore the speed of the blasting medium particles is at the exit from the outlet opening below the speed of sound. The efficiency such jet nozzles is of course directly proportional to the speed with which the Particles of abrasive leave the nozzle.

Es besteht daher die Aufgabe, eine Sandstrahldüse so auszubilden, daß die die Düse verlassenden Strahlmittelteilchen Überschallgeschwindigkeit haben.The task is therefore to design a sandblasting nozzle in such a way that that the abrasive particles leaving the nozzle have supersonic speed.

Es besteht eine weitere Aufgabe für derartige Sandstrahldüsen, eine längere Betriebsdauer als bei den bekannten Arten von Düsen zu erreichen.There is a further object for such sandblasting nozzles, a longer service life than the known types of nozzles to reach.

109829/1170109829/1170

— Δ. —- Δ. -

Gemäß der Erfindung wird eine Sandstrahldüse zum Richten und Beschleunigen eines Strahlmittel enthaltenden Druckluftatromes geschaffen, die eine konvergierende Eintrittszone aufweist, deren Kontur in einer Kurve konstanter Beschleunigung verläuft und ferner einen engsten Querschnitt und eine divergierende Austrittszone aufweist, wobei der Querschnittsbereich der Austrittszone in einem solchen Verhältnis zum engsten Querschnitt steht, daß eine im wesentlichen isentropische Expansion des die Strahlmittelteilchen enthaltenenen Luftstromes erreicht wird.According to the invention, a sandblasting nozzle is used for straightening and accelerating a compressed air atmosphere containing blasting media is created which has a converging Has entry zone, the contour of which runs in a curve of constant acceleration and also a narrowest one Has cross-section and a diverging exit zone, the cross-sectional area of the exit zone in one such a relationship to the narrowest cross-section is that an essentially isentropic expansion of the blasting agent particles contained air flow is achieved.

Diese Sandstrahldüsen haben überragende Verschleißeigenschaften und bewirken, daß die Strahlmittelteilchen die Düse mit etwa Schallgeschwindigkeit verlassen, wenn der Druck in der Eintrittsöffnung der Düse im Bereich von etwa 2,1 kg/cm. (30 psi) oder darüber liegt. Dies wird durch eine speze]ille Konstruktion des Austrittsabschnittes der Düse auf der Basis der isentropischen Strömung eines Gasstromes durch die Düse erreicht. Die Eintrittszone hat eine Ausbildung, daß eine lineare Erhöhung der Geschwindigkeit der Strahlmittelteilchen von dem Eintritt in die Eingangszone bis.zu dem engsten Querschnitt erreicht wird, wobei die Austrittszone, die auf diesen engsten Querschnitt folgt,These sandblasting nozzles have outstanding wear properties and cause the abrasive particles to exit the nozzle at about the speed of sound when the Pressure in the inlet opening of the nozzle in the range of about 2.1 kg / cm. (30 psi) or above. This is going through a special construction of the outlet section of the nozzle on the basis of the isentropic flow of a gas stream reached through the nozzle. The entry zone has a design that a linear increase in speed of the abrasive particles from the entry into the entry zone to the narrowest cross-section is reached, wherein the exit zone that follows this narrowest cross-section,

10 i s % Q /11 ^:i Q10 is % Q / 11 ^: i Q

Γ;¹¹¹: : ■■■' ■ :■■■■ ■■Γ; ¹¹¹ :: ■■■ '■: ■■■■ ■■

eine isentropisehe Expansion der Mischung aus Gas und Strahlmittelteilchen "bewirkt. Die Austrittszone der Düse ist so ausgebildet, daß die Teilchen dae Ende der Düse mit maximaler Geschwindigkeit verlassen.causes an isentropic expansion of the mixture of gas and abrasive particles ". The exit zone of the Nozzle is designed so that the particles dae the end of the Leave the nozzle at maximum speed.

Die Eintrittszone ist konvergierend, wobei die Kontur der Wandfläche im Eingangsbereich konvex iat, so daß der Querschnittsbereich von einer Einjigangsöffnung zu dem engsten Bereich mit relativ geringem Querschnitt sich vermindert. Die Kurve der die Wandfläche folgt, ist im wesentlichen so ausgebildet, daß der Bereich der Düse an jedem Punkt eine lineare Punktion dee reziproken Wertes dee Abstandes dieses Punktes vom Einlaß der Düse iat.The entry zone is converging, with the contour the wall surface in the entrance area is convex, so that the cross-sectional area from an entrance opening to the narrowest area with a relatively small cross-section diminishes. The curve which the wall surface follows is essentially designed so that the area of the nozzle at each point a linear puncture of reciprocal value the distance of this point from the inlet of the nozzle iat.

Die Austrittszone ist konisch ausgebildet und hat eine im wesentlichen nicht gekrümmte Wandfläohe. Der Querschnittsbereich der Austrittsöffnung am Ende der Austrittszone steht in einem aolchen Verhältnis zum engsten Querschnitt, daß sich für jeden gegebenenen Gasdruck an der Eintrittsöffnung der Düse eine isentropiache Expansion ergibt, und dadurch eine maximale Geschwindigkeit auf die aus der Düse austretenden Teilchen übertragen wird.The exit zone is conical and has an essentially non-curved wall surface. The cross-sectional area of the outlet opening is at the end of the outlet zone in such a ratio to the narrowest cross-section that for any given gas pressure at the inlet opening the nozzle gives an isentropic expansion, and thereby a maximum speed on the exiting from the nozzle Particle is transferred.

10 9 8 29/117010 9 8 29/1170

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention is described below with reference to the drawings explained in more detail using an exemplary embodiment.

In den Zeichnungen zeigen?Show in the drawings?

Fig. 1 einen Achsialschnitt entlang der Linie 1-1 in Fig. 2 durch eine Strahldüse gemäß der Erfindung, und1 shows an axial section along the line 1-1 in FIG. 2 through a jet nozzle according to FIG Invention, and

Fig. 2 eine Stirnansicht auf das Austrittsende der Düse.2 shows an end view of the outlet end of the nozzle.

Bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Düse gemäß der Erfindung muß ein integriertes Verhältnis zwischen der Eintrittszone, dem engsten Querschnitt und der Austrittszone bestehen, wenn auch die Gesamtabmessungen der Düse nicht wesentlich sind. Die Düse gemäß Fig. 1 und 2 besteht aus einer konvergierenden konvex gekrümmten Eintrittszone H, die mit ihrem weitesten Teil die Eintrittsöffnung 20 für den durch die gekrümmte Wand 18 gebildeten Durchgang darstellt, wobei die Wand zu dem engsten Querschnitt 12 mit einem vorbestimmten Querschnittsbereich verläuft. Die Krümmung der Wand 18 istso ausgelegt, daß sie, wenn dieser Strom zam engsten Querschnitt 12 strömt, eine lineare Erhöhung der Ge-In the nozzle according to the invention shown in FIGS. 1 and 2, an integrated relationship between the inlet zone, the narrowest cross-section and the exit zone exist, even if the overall dimensions of the nozzle are not are essential. The nozzle according to FIGS. 1 and 2 consists of a converging convexly curved entry zone H, which, with its widest part, represents the inlet opening 20 for the passage formed by the curved wall 18, wherein the wall extends to the narrowest cross-section 12 with a predetermined cross-sectional area. The curvature of the Wall 18 is designed so that when this stream zam it is narrowest Cross-section 12 flows, a linear increase in the

109829/1170109829/1170

schwindigkeit in dem Strahlinittelteilchen und luft enthaltenden Strom erzeugt, der unter einem gegebenen Druck in die.Eintrittsöffnung 20 aufgegeben wird» Eine divergierende Austrittszone 10, die in einer öffnung 22 endet, führt vom engsten Querschnitt weg, wobei der Querschnittsbereich dieser öffnung 22 zu dem Bereich des engsten Querschnittes so abgestimmt ist, daß eine isentropisohe Expansion in der Austrittszone 10 auftritt. Die Wandfläohen der Austrittszone sind im wesentlichen gradlinig und die länge der Austrittszone ist in ihrem Maximum durch wirtschaftliche Überlegungen und in ihrem Minimum dadurch begrenzt, daß der Erweiterungswinkel nicht mehr als 15 Grad betragen darf, da ein größerer Winkel eine starke lur-bulenz erzeugt, welche die erreichbare Austrittsgeschwindigkeit der Strahlmittelteilchen vermindert. velocity in the jet center particle and air generated, which is applied under a given pressure in the inlet opening 20 » A diverging exit zone 10, which ends in an opening 22, leads away from the narrowest cross section, wherein the cross-sectional area of this opening 22 is coordinated with the area of the narrowest cross-section that a isentropic expansion occurs in exit zone 10. The wall surfaces of the exit zone are essentially straight and the length of the exit zone is at its maximum by economic considerations and in your Minimum limited by the fact that the extension angle must not be more than 15 degrees, since a larger angle a strong lur-bulence generated, which is the achievable The exit speed of the abrasive particles is reduced.

Die Außenabmessungen der Düse sind durch die Größe des Düsenhalters oder äei: Düsenbüchse, in welche die Düse eingesetzt ist bestimmt. Wenn z. B. der Düsenhalter oder die Düsenbüchse einen Innendurchmesser von 31 mm und eine Länge von 100 mm hat, und mit einem Luftschlauch von 25 mm Durchmesser verbunden ist, wird eine Übersohalldüse in fol-The outer dimensions of the nozzle are determined by the size of the nozzle holder or äei: nozzle sleeve in which the nozzle is inserted. If z. B. the nozzle holder or the nozzle bushing has an inner diameter of 31 mm and a length of 100 mm, and is connected to an air hose of 25 mm diameter, an over-hall nozzle in fol-

2 3/11702 3/1170

gender Weise ausgelegt. Es wird zuerst die Länge der Eintrittszone H (Fig. 1) auf 25 πιπί ausgelegt und dergender-wise designed. It will be the length of the first Entry zone H (Fig. 1) designed to 25 πιπί and the

ρ Bereich des engsten Querschnittes 12 auf 0,2 cm (0,05H squ. inch) ausgelegt und zwar aufgrund therraodynamischer Betrachtungen, wie sie für eine Düse mitρ area of the narrowest cross-section 12 to 0.2 cm (0.05H squ. Inch) due to therraodynamic Considerations how to use them for a nozzle

f den vorstehenden Abmessungen der Eintrittszone anzuwenden sind (S". Applied thermodynamics, F.M. Faires, 1947, Seiten 168-178), wobei die Geschwindigkeit im engsten Querschnitt Schallgeschwindigkeit oder etwa 312 m/sec. (1040 ft/sec) beträgt, wenn der Eingangsdruck 2,1 Atü oder mehr beträgt, wobei etwa 7 Atü der häufigst verwendete Druck ist. Die Kontur konstanter Beschleunigung in der Eintrittszone kann dann mittels der Gleichung A = Q/Y berechnet werden, wobei A der Querschnittsbereich an jeden f the above dimensions of the entry zone are to be used (S ". Applied thermodynamics, FM Faires, 1947, pages 168-178), the speed in the narrowest cross-section being the speed of sound or about 312 m / sec. (1040 ft / sec) if the Inlet pressure is 2.1 Atü or more, with about 7 Atü being the most commonly used pressure The constant acceleration contour in the entry zone can then be calculated using the equation A = Q / Y, where A is the cross-sectional area at each

fe Punkt der Eintrittszone und Q eine willkürlich mit 10 pi festgelegte Konstante ist und V durch die Erhöhung der Geschwindigkeit einer Einheitsmenge von Gas durch einen konstanten Grad von Geschwindigkeitserhöhung von 12 m/sec am Eintritt zu 305 m/sec am engsten Querschnitt berechnet wird, wenn diese Menge von Gas Q von der Öffnung der Eintrittszone auf den engsten Querschnitt zuströmt. Wenn dann die Konstante 10 pi für Q gesetzt wird und die berechneten Werte für die Geschwindigkeit für V in der Gleichung A. = Q/V eingesetzt werden, ergeben si el} cH e Quer sennit+-Sbfe point of the entry zone and Q an arbitrary with 10 pi is a fixed constant and V by increasing the speed of a unit amount of gas through one constant rate of speed increase from 12 m / sec at the inlet to 305 m / sec at the narrowest cross-section when this amount of gas Q flows from the opening of the entry zone to the narrowest cross-section. If then the constant 10 pi is set for Q and the calculated values for the velocity for V in the equation A. = Q / V are used, they result in} cH e Quer sennit + -Sb

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

--

A an den verschiedenen Punkten der Eintrittszone, um die Bedingungen für einen konstanten Beschleunigungsgrad zu schaffen. Die Ergebnisse dieser Berechnungen sind in der folgenden Tabelle aufgeführt;A at the different points of the entry zone to the conditions for a constant degree of acceleration to accomplish. The results of these calculations are shown in the table below;

Durohmesser Querschnitts-p !Theoretische Ge- Abstand von der ι (mm) bereich A (cm ) schwindigfceit V Einläßöffnung (mm)Durohmesser Cross-section-p! Theoretical Ge Distance from the ι (mm) area A (cm) speed V inlet opening (mm)

304.8 25,40304.8 25.40

250.5 20,74 217,7 17,35250.5 20.74 217.7 17.35

192.6 14,66192.6 14.66

132.9 10,48 121,9 9,32 105,5 8,07132.9 10.48 121.9 9.32 105.5 8.07

91,7 7,0991.7 7.09

85,9. 6,2585.9. 6.25

76,5 5,6476.5 5.64

55.1 3,99 30,7 1,7555.1 3.99 30.7 1.75

19.2 0,58 16,4 0,02 12,2 019.2 0.58 16.4 0.02 12.2 0

5,085.08 0,2030.203 5,595.59 0,2460.246 6,106.10 0,2920.292 6,606.60 0,3420.342 7,627.62 0,4640.464 8,138.13 0,5170.517 8,648.64 P,587P, 587 9,H9, H. 0,6570.657 9,659.65 0,7410.741 10,20 "10.20 " 0,8060.806 11,7011.70 1,0711.071 15,2015.20 1,8971.897 20,3020.30 3,2893.289 22,9022.90 4,0974.097 25,4025.40 5,0655.065

109829/1170109829/1170

206A O03206A O03

Die Kontur der Eintrittszone ist also durch die vorstehend aufgeführten Querschnittsbereiche definiert.The contour of the entry zone is therefore through the above defined cross-sectional areas listed.

Die Konstruktion des Einlaßabschnittes der Düse geht aus von der Annahme, daß das strömende Medium inkompressibel ist. Überraschenderweise ergibt diese Annahme eine Konstruktion, bei welcher ein minimaler Verschleiß auftritt, und zwar gleichgültig, ob oder ob nicht die Erhöhung der Geschwindigkeit tatsächlich direkt proportional dem Abstand vom Einlaß ist. Diese Annahme führt zu der folgenden Gleichung des Verhältnisses zwischen d (dem Abstand entlang der Düse vom Einlaß zum engsten Querschnitt) und A (dem Querschnittsbereich an jedem Punkt d entlang dem Einlaßabschnitt).The construction of the inlet section of the nozzle is based on the assumption that the flowing medium is incompressible is. Surprisingly, this assumption results in a design in which there is minimal wear occurs, regardless of whether or not the increase in speed is actually directly proportional the distance from the inlet. This assumption leads to the following equation of the relationship between d (the distance along the nozzle from the inlet to the narrowest Cross-section) and A (the cross-sectional area at each point d along the inlet section).

^At ^{V A} t ^V

wobei A^ der Bereich am engsten Querschnitt, V. die Gesohwindigkeit am engsten Querschnitt, der Grenzabstand ist der Abstand des engsten Querschnittes vom Einlaß, und V die Geschwindigkeit am Einlaß ist. Da A und d die einzigen Variablen in dieser Gleichung sind, folgt daraus, daß A eine lineare Funktion des reziproken Wertes von d ist.where A ^ the area at the narrowest cross-section, V. the velocity at the narrowest cross-section, the limit distance is the distance of the narrowest cross-section from the inlet, and V is the speed at the inlet. Since A and d are the only variables in this equation, it follows that A is a linear function of the reciprocal of d.

109829/1170109829/1170

Die Geschwindigkeit am Auslaß wird durch die folgende Formel berechnet:The speed at the outlet is calculated by the following formula:

( ■ r /ρ \ k-i~h ^1/2 (■ r / ρ \ ki ~ h ^1/2

V_S2 = 223.7 VGpT₁ (J - (2) \) V _S2 = 223.7 VGpT ₁ (J - (2) \)

wobei istswhere is it

die Austrittsgeschwindigkeit,the exit speed,

C die spezifische Wärmegaskonstante (für Luft 0,24) T₁ die absolute Temperatur,C is the specific thermal gas constant (for air 0.24) T _{1 is} the absolute temperature,

P₂ der Austrittsdruck (in diesem Fall 1,05 kg/om ) (15 rbs/squ. inch)P _{2 is} the outlet pressure (in this case 1.05 kg / om) (15 rbs / squ. Inch)

P₁ der Anfangsdruck, undP _{1 is} the initial pressure, and

k das Verhältnis der spezifischen Wärme bei konstantem Druck zur spezifischen Wärme bei konstantem Volumen ist (für luft 1,4).k is the ratio of the specific heat at constant pressure to the specific heat at constant volume is (for air 1.4).

^ 9/1170^ 9/1170

Der Austrittabereieh wird durch folgende Formeln berechnet. The exit range is calculated by the following formulas.

WV _o WV _o

^VS2 ^V S2

wobei ist:where is:

der Ausgangsbereichthe exit area

W das Gewicht des die Düse durchströmenden Mediums, das Volumen der Luft bei Austrittsdruck, AustrittsgeschwindigkeitW is the weight of the medium flowing through the nozzle, the volume of air at outlet pressure, outlet speed

wobei Vp berechnet wird aus der !Formel:where Vp is calculated from the! formula:

P₂ kP ₂ k

wobei V₁ = RT₁ ist,where V ₁ = RT ₁ ,

^P1 ^P 1

109829/1170109829/1170

ⁿ ; ¹¹¹¹¹WiIi: ρ»ΐ"ρ||ΐ|ΐΗ " ^{nn n} ; ¹¹¹¹¹ WiIi: ρ »ΐ" ρ || ΐ | ΐΗ " ⁿⁿ

- 13 -- 13 -

R die spezifische Gaskonstante (für Luft 53»3), undR is the specific gas constant (for air 53 »3), and

W wird berechnet aus der formeliW is calculated from the formula

^At^P1 ^A t ^P 1

1/21/2

wobei A, der Bereich des engsten Querschnittes ist.where A, is the area of the narrowest cross-section.

Bei Verwendung von 7 atü (100 lbs/sq> inch) als Anfangsdi^rck: am Eintritt der Düse, wie er üblicherweise verwendet wird, hat der Austrittsbereich der Düse einen Querschnitt von 0,2027 cm² (0,03H sq.. inch), d.· h. 7,3 mm (0,29 inch), wobei A₂ mit 0,374 cm² (0,058 sq.. inch), d.h. 6,9 mm 0 (0,272 inch) berechnet wurde, und wobei das Ver- I hältnis des Austrittsbereiohes und des engsten Querschnittes eine theoretische Austrittsgeschwindigkeit von 4'94 m/sec. (1620 ft/sec) ergibt.When using 7 atü (100 lbs / sq> inch) as the initial pressure: at the entrance of the nozzle, as it is usually used, the exit area of the nozzle has a cross-section of 0.2027 cm ² (0.03H sq. Inch ), i.e. 7.3 mm (0.29 inch), where A _{2 was} calculated to be 0.374 cm ² (0.058 sq. Inch), ie 6.9 mm 0 (0.272 inch), and where the ratio of the exit area and the narrowest cross-section a theoretical exit speed of 4'94 m / sec. (1620 ft / sec) results.

Für eine Gesamtlänge der Düse von 101 mm, mit einer 25,4 mm langen Eintrittszone, hat die divergierende Austrittszone beginnend von einem ^uerschnittsbereich am engsten Queraohnitt von 0,2028 cm bis zur Austrittsöffnung mit .einem Querschnittsbereich von 0,3742 cm eine Länge von 76,2 mm.For a total length of the nozzle of 101 mm, with a 25.4 mm long entry zone, the diverging exit zone has the narrowest cross-cut starting from a cross-section area from 0.2028 cm to the outlet opening with a cross-sectional area of 0.3742 cm and a length of 76.2 mm.

109829/1170109829/1170

Die Erfindung ist nicht auf die Größe der Düse, wie sie als Beispiel in der vorstehenden Beschreibung erläutert wurde, mit 101 mm Länge beschränkt, deren Ein-The invention is not like the size of the nozzle they are explained as an example in the above description was limited to 101 mm in length, whose entry

2 trittszone zwischen einer Eintrittsöffnung von 5,065 cm2 step zone between an entry opening of 5.065 cm

2 und einem engsten Querschnitt von 0,2028 cm konvergierend 25,4 mm lang ist und dann auf einer länge von 76,2 cm in der Austrittszone divergiert und an einer Öffnung mit einem Querschnitt von 0,3774 cm endet. Jedoch ergeben sich bei Sandstrahlgebläsen, die durch eine Bedienungsperson von Hand bedient werden, einige praktische Begrenzungen. Die Gesamtlänge der Düse soll 300 mm nicht überschreiten, wobei die Eintrittszone nicht kürzer als 25 mm und nicht länger als 280 mm sein soll und einen Querschnittsbereich an ihrem breitesten Teil zwischen2 and converging to a narrowest section of 0.2028 cm 25.4 mm long and then diverges over a length of 76.2 cm in the exit zone and at an opening with ends with a cross section of 0.3774 cm. However, in the case of sandblasting blowers, the operator operated manually, some practical limitations. The total length of the nozzle should not be 300 mm exceed, whereby the entry zone should not be shorter than 25 mm and not longer than 280 mm and one Cross-sectional area at its widest part between

2 22 2

0,28 cm und 6,7 cm aufweist, wobei die bevorzugte Länge der Düse zwischen 50 und 150 ram liegt, und der Eintrittsbereich 25 bis 125 mm lang ist. Der engste Querschnitt 0.28 cm and 6.7 cm, the preferred length of the nozzle being between 50 and 150 ram, and the entry area 25 to 125 mm long. The narrowest cross-section

2 22 2

kann zwischen 0,077 om und 2,839 cm vorzugsweise 0,316 cmcan be between 0.077 om and 2.839 cm, preferably 0.316 cm

p
bis 1,26 cm betragen, mit einer zugeordneten Endöffnung in der divergierenden Austrittszone mit einem Querschnitt, der gegeben ist duroh die Formel A₂ = ^Vp/Vgo' ^ureh welche eine im wesentlichen isentropische Expansion in der Austritts zone erreicht wird.p
to 1.26 cm, with an associated end opening in the diverging exit zone with a cross-section which is given by the formula A ₂ = ^ Vp / Vgo '^ ureh which an essentially isentropic expansion is achieved in the exit zone.

109829/1170109829/1170

Die erfindungsgemäße Sandstrahldüse kann aus einem beliebigen gegen Verschleiß widerstandsfähigen Werkstoff, wie er üblicherweise zur Herstellung von Sandstrahldüsen verwendet wird, hergestellt sein. Die Auswahl eines speziellen Werkstoffes hängt ab von den Sandstrahlbedingungen, dem Strahlmittel, der Wirtschaftlichkeit und der ι Komplexibilität der Düsenform. Für die Herstellung der Düsen geeignete Werkstoffe sind Eisen, Stahl, Wolframcarbid, Borcarbid, Aluminiumoxid, Silizium-Carbid oder dergleichen. Zur Erzielung der längsten Lebensdauer mit Aluminiura-Oxyd-Strahlmittel in einen Druckluftstrom mit 7 atü Druck wird vorzugsweise heißverpreßtes Borcarbid zur Düsenherstellung verwendet, wie es in der üblichen Heißpreßtechnik benutzt wird.The sandblasting nozzle according to the invention can consist of any Wear-resistant material, as is commonly used for the manufacture of sandblasting nozzles is used. The selection of a special material depends on the sandblasting conditions, the blasting media, the economy and the ι Complexity of the nozzle shape. For making the Materials suitable for nozzles are iron, steel, tungsten carbide, boron carbide, aluminum oxide, silicon carbide or like that. To achieve the longest service life with Aluminiura-Oxyd abrasive in a compressed air stream with At 7 atmospheric pressure, hot-pressed boron carbide is preferably used for nozzle manufacture, as in the usual Hot pressing technique is used.

Im folgenden wird ein Beispiel einer Wolfram-Carbid-Sandstrahldüse, die gemäß der Erfindung ausgebildet ist, beschrieben, und zwar im Vergleich mit einer Wolfram-Oarbid-Sandstrahldüse üblicher Venturi-Ausbildung. Darüberhinaus kann zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit die Düse gemäß der Erfindung 50 $ kürzer als die übliche Venturi-Düsen sein, so daß sich geringere Kosten ergeben.The following is an example of a tungsten carbide sandblasting nozzle, which is designed according to the invention, described in comparison with a tungsten-carbide sandblasting nozzle usual Venturi training. In addition, to improve the economy, the nozzle according to of the invention can be 50 $ shorter than the conventional Venturi nozzle, resulting in a lower cost.

109829/1170109829/1170

Beispiel·Example·

Beschreibung einer Wolfram-Oarbid-DüseDescription of a tungsten carbide nozzle

a) übliche VentUri-Puse a) usual VentUri-Puse

Gesamtlänge 225 mm, Weite 31,8 mm, Eintrittszone 25,4 ram 0, 66,7 mm l·ang, mit einer geraden Wand, die auf 12,7 mm 0 am engsten Querschnitt konvergiert, wobei der engste Querschnitt 12,7 mm lading ist, die Austrittszone 144,5 mm lang ist und von dem 12,7 mm 0 am engsten Querschnitt mit einer geraden Wandlinie divergiert bis zu 19 mm 0 an der Austrittsöffnung.Overall length 225 mm, width 31.8 mm, entry zone 25.4 ram 0 , 66.7 mm long, with a straight wall which converges to 12.7 mm 0 at the narrowest cross section, the narrowest cross section being 12.7 mm is lading, the exit zone is 144.5 mm long and of the 12.7 mm 0 at the narrowest cross-section with a straight wall line diverges up to 19 mm 0 at the exit opening.

b) erfindungsgemäße Düse b) nozzle according to the invention

Gesamtlänge 101,6 mm, Außendurchmesser 31»8 mm, Eintrittsbereich 31,8 mm 0·, 50,8 mm lang, konvergierend zu einem engsten Querschnitt mit 9»65 mm 0, wobei die gekrümmte Wand durch die Gleichung A = QV wie oben beschrieben bestimmt ist, mit einer Austrittszone, die 50,8 mm lang ist und von dem Durchmesser am engsten Querschnitt divergiert und grade Wandflachen hat, und bei einer Austrittsöffnung mit einem Durchmesser von 11,9 mm endet.Total length 101.6 mm, outside diameter 31.8 mm, entry area 31.8 mm 0 ·, 50.8 mm long, converging to a narrowest cross section with 9 »65 mm 0, the curved wall being defined by the equation A = QV as above is determined, with an exit zone which is 50.8 mm long and diverges from the diameter at the narrowest cross-section and has straight wall surfaces, and ends at an exit opening with a diameter of 11.9 mm.

109829/1170109829/1170

■ .;■ -II- 11---.-.I. Ι|,|||ψ j I g ■,,, ■... , Ί| Ι,ψ 1 1[||!Ι|■.; ■ -II- 11 ---.-. I. Ι |, ||| ψ j I g ■ ,,, ■ ..., Ί | Ι, ψ 1 1 [||! Ι |

- 17 -- 17 -

c) Beschreibung der Yerauclisbedingtmgen c) Description of the Yerauclis conditions

Strahlmittel: Schwarzglasschrot mitBlasting media: black glass shot with

40-60 Korngröße40-60 grain size

Luftdruck:Air pressure:

Durchmesser des Luftschlauches: 19 mm InnendurchmesserAir hose diameter: 19 mm inside diameter

33 mm Außendurchmesser Gestrahltes Material: Schiffsbaubleche33 mm outside diameter Blasted material: shipbuilding sheet

d) Ergebnis: d) Result:

Mir die gleiche Menge verbrauchten Strahlmittels wurde 15 i° mehr Oberflächenbereioh der Bleche durch Sandstrahlen gereinigt für die die erfindungsgemäße Düse verwendet wurde.With the same amount of blasting agent used, 15 % more surface area of the metal sheets for which the nozzle according to the invention was used was cleaned by sandblasting.

109829/ 1170109829/1170

Claims (5)

AnsprücheExpectations 1.) Sandstrahldüse für einen Druckgas-Sandstrahlstrom mit einer Eintrittsseite, die bis zu einem engsten Querschnitt konvergiert und einer divergierenden Austrittsseite, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittszone (H) die Kontur einer Kurve mit konstanter Beschleunigung aufweist, und die Austrittszone (10) einen Querschnitt an der Endöffnung (22) hat, der in einem solchen Verhältnis zum Querschnittsbereich der engsten Stelle (12) steht, daß eine isentropische Expansion des Stromes gewährleistet ist.1. ) Sandblasting nozzle for a compressed gas sandblasting stream with an inlet side which converges to a narrowest cross-section and a divergent outlet side, characterized in that the inlet zone (H) has the contour of a curve with constant acceleration, and the outlet zone (10) one Cross-section at the end opening (22) which is in such a ratio to the cross-sectional area of the narrowest point (12) that an isentropic expansion of the flow is ensured. 2. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnittsbereich an jedem Punkt zwischen dem Einlaß (20) und der engsten Stelle (12) eine lineare Punktion des umgekehrten Wertes des Abstandes vom. Einlaß (20) bis zu diesem Punkt ist, wobei die engste Stelle einen Querschnittsbereich zwischen 0,077 und 2,85 cm² (0,012 bis 0,441 sq..inch) hat, und die divergierende Austrittszone in einer Öffnung endet, deren Querschnittsbereich sich aus der Formel Ap = WV₂/2. Nozzle according to claim 1, characterized in that the cross-sectional area at each point between the inlet (20) and the narrowest point (12) is a linear puncture of the inverse value of the distance from. Inlet (20) up to this point is, the narrowest point has a cross-sectional area between 0.077 and 2.85 cm ² (0.012 to 0.441 sq. Inches), and the diverging exit zone ends in an opening whose cross-sectional area is derived from the formula Ap = WV ₂ / V₀₀ erreohnet, wobei W das Gewicht des durch die Düse Strobe V ₀₀ reached, where W is the weight of the strobe through the nozzle menden Gasgemisches, Vn das Volumen der luft beim Austrittsdruck und Von die ^ustrittsgeschwindigkeit ist.in the gas mixture, Vn is the volume of the air at the outlet pressure and Von is the exit velocity. 109829/1170109829/1170 3. Düse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtlänge der Düse 50 - 300 mm (2-12 inch) ist, wobei die Länge der konvergierenden Eintrittszone (H) zwischen 25 und 280 mm (1-11 inch) und die Länge der divergierenden Austrittszone (10) zwischen 25 und 280 mm (1-11 inch) liegt.3. Nozzle according to claim 2, characterized in that the total length of the nozzle is 50-300 mm (2-12 inches), the length of the converging entry zone (H) between 25 and 280 mm (1-11 inches) and the length of the diverging exit zone (10) is between 25 and 280 mm (1-11 inches). 4. Düse nach einem der Ansprüche 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtlänge der Düse 50-150 mm (2-6 inch) beträgt, und der Querschnittsbereich am weitesten Teil (20) der konvergierenden Eintrittszone (H) zwischen 2,85 und 7,9 cm (0,441 bis 1,23 sq..inch) ist, und eine Länge vom weitesten Teil (20) zu der engsten Stelle (12) zwischen 25 und 127 mm (1-5 inch) hat, während die Lange der divergierenden Austrittszone (10) 25-127 mm4. Nozzle according to one of claims 2 or 3 »characterized in that that the total length of the nozzle is 50-150 mm (2-6 inches) and the cross-sectional area is the widest Part (20) of the converging entry zone (H) is between 2.85 and 7.9 cm (0.441 to 1.23 sq. Inches), and has a length from the widest part (20) to the narrowest point (12) between 25 and 127 mm (1-5 inches), while the Length of the diverging exit zone (10) 25-127 mm M-5 inch) beträgt und die Düse aus einem verschleißfe- "M-5 inch) and the nozzle is made of a wear-resistant " sten Material wie Eisen, Stahl, Wolfram-Carbid, Aluminiumoxyd, Silizium-Carbid, Borcarbid oder dergleichen hergestellt ist.most material such as iron, steel, tungsten carbide, aluminum oxide, Silicon carbide, boron carbide, or the like is. 5. Düse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtlänge der Düse 100 mm (4 inch) beträgt, wobei die konvergierende Eintrittszone (H) einen Querschnittsbereich5. A nozzle according to claim 4, characterized in that the total length of the nozzle is 100 mm (4 inches), the converging entry zone (H) has a cross-sectional area 109829/1170109829/1170 am weitesten Teil (20) von 5,065 cm .(o,785'eq. inch) und eine Lange von diesem weitesten Teil (20) zum engsten Querschnitt (12) von 50 mm (2 inch) aufweist, während die engste Stelle (12) einen Querschnitt zwischen 0,32 und 1,26 cm (0,049-0,196 sq.. inch) auf v/eist und die divergierende Austrittszone (10) in einer Öffnung (22) endet, deren Querschnitt zwischen 0,49 und 1,89 cm (0,077-0,307 sq.. inch) liegt, und eine Gesamtlänge von der engsten Stelle (12) his zur Ausgangsöffnung (22) von 50 mm (2 inch) aufweist.at the widest part (20) of 5.065 cm. (0.785 'eq. inch) and a length from this widest part (20) to the narrowest section (12) of 50 mm (2 inches), while the narrowest point (12 ) has a cross-section between 0.32 and 1.26 cm (0.049-0.196 sq. inch) to v / e and the diverging exit zone (10) terminates in an opening (22) whose cross-section is between 0.49 and 1.89 cm (0.077-0.307 sq. inch) and has an overall length from the narrowest point (12) to the exit opening (22) of 50 mm (2 inches). 1 Q 9 8 2 S / 1 1 71 Q 9 8 2 S / 1 1 7