DE3844344C2 - - Google Patents
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- DE3844344C2 DE3844344C2 DE3844344A DE3844344A DE3844344C2 DE 3844344 C2 DE3844344 C2 DE 3844344C2 DE 3844344 A DE3844344 A DE 3844344A DE 3844344 A DE3844344 A DE 3844344A DE 3844344 C2 DE3844344 C2 DE 3844344C2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
- B24C1/00—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
- B24C1/04—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods for treating only selected parts of a surface, e.g. for carving stone or glass
- B24C1/045—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods for treating only selected parts of a surface, e.g. for carving stone or glass for cutting
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
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- B24C5/00—Devices or accessories for generating abrasive blasts
- B24C5/02—Blast guns, e.g. for generating high velocity abrasive fluid jets for cutting materials
- B24C5/04—Nozzles therefor
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schneiden,
Reinigen und gezielten Materialabtrag von bzw. bei Gegenständen
mittels eines unter Hochdruck befindlichen Wasserstrahls
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Vorrichtungen dieser Art (EP 02 21 236 A1, EP 02 20 374 A1), bei denen Hochdruckwasserstrahlen
zum Reinigen und Schneiden von Flächen bzw. Gegenständen
verwendet werden, und denen Hartstoffteilchen (Abrasiv
mittel) beigefügt werden, sind bekannt. Der Vorteil der
artiger Verfahren gegenüber thermischen Verfahren zum
Schneiden von Gegenständen ist der, daß die Schnittstelle
praktisch kalt bleibt, was bei der Ausführung des Ver
fahrens insbesondere bei solchen Gegenständen, die ge
schnitten oder gereinigt werden müssen, von Vorteil ist,
die empfindlich gegen Wärme sind. Zum anderen eignen sich
die bekannten Wasser-Abrasivmittel-Gemische bzw. Verfah
ren insbesondere auch zum Schneiden und Reinigen oder zum
gezielten Materialabtrag im Unterwasserbereich.
Bei einer zweiten bekannten Vorrichtung dieser Art (US-PS 46 48 215)
wird in einer Mischkammer einer Vorrichtung zum
Schneiden und Reinigen mittels eines Wasser-Abrasivmit
tel-Gemisches in einen die Mischkammer durchquerenden
Wasserstrahl Abrasivmittel gegeben, und zwar derart, daß
die Abrasivmittel unter einem spitzen Winkel relativ zum
Wasserstrahl zugeführt werden. Der Mischkammerdurchmesser
ist kleiner als die freie Strahllänge in der Kammer.
Aufgrund dieser bekannten Zuführtechnik ergab sich der
erhebliche Nachteil, daß sich in der Mischkammer an der
der Abrasivmitteldüse gegenüberliegenden Seite nach kur
zer Benutzungszeit Vertiefungen in der Mischkammerwand
ausbildeten, die sehr schnell größer wurden. Die Ausbil
dung dieser nachteiligen Vertiefung hatte zur Folge, daß
die Vorrichtung nach verhältnismäßig kurzer Benutzungs
zeit nicht mehr bestimmungsgemäß funktionierte.
Gemäß der bekannten Vorrichtung (US-PS 46 48 215) wurde
versucht, dieser Erscheinung dadurch Einhalt zu gebieten,
daß wenigstens der zum Auslaß weisende untere Bereich der
Mischkammer mit einer Hartmetallauskleidung versehen
wurde, was wiederum einerseits mit dem Nachteil erheblich
höherer Kosten für die Herstellung derartiger Vorrich
tungen verbunden war und zum anderen auch aufgrund von
rückgestreutem Abrasivmittel zu Erosionswirkungen in der
in die Mischkammer gerichteten Abrasivmitteleinleitungs
düse führte. Durch dieses Phänomen bedingt wurde ein er
heblicher Düsenverschleiß festgestellt, so daß sich, un
ter tatsächlichen Einsatzbedingungen erprobt, gezeigt
hat, daß auch die bekannte Vorrichtung und das mittels
ihr ausgeführte Verfahren den in sie gesetzten Erwar
tungen nicht entsprach.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung
eine Vorrichtung zu schaffen, mit der die Effekti
vität des Mischprozesses in der Mischkammer verbessert
wird, der Leistungsbereich (hydraulischer Arbeitsbereich)
erhöht wird und die Standzeiten der
Mischkammer und der Austrittsdüse vergrößert werden.
Gelöst wird die Aufgabe bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung
durch die Merkmale im Kennzeichen
des Anspruchs 1.
Dadurch wird vorteilhafterweise erreicht, daß im Gegen
satz zum genannten Stand der Technik, bei dem nur ein
kleiner Teil des Abrasivmittels direkt in den Wasser
strahl eindringt und der größte Teil in den konischen
unteren Teil der Mischkammer gelangt, in dem erst eine
Orientierung der Flugbahn der einzelnen Partikel des Ab
rasivmittels in Richtung der Wasserstrahlachse erfolgen
soll, bevor die Teilchen des Abrasivmittels vom Sprühan
teil des Wasserstrahls in den direkt anschließenden Dü
sentrichter der Austrittsdüse eingespült werden, die
Teilchen des Abrasivmittels lange bevor sie in den Aus
laß, d. h. in die Eintrittsöffnung der Austrittsdüse ge
langen, beschleunigt werden, d. h. die freie Strahllänge
des Wasserstrahls in der Mischkammer voll zur Energie
übertragung genutzt werden kann, da die Teilchen des
Abrasivmittels auf kürzestem Wege in den die Mischkammer
durchquerenden Wasserstrahl eingeschossen werden.
Ein weiterer Vorteil des Verfahrens ist die Realisier
barkeit kleiner freier Strahllängen in der Mischkammer.
Die daraus resultierenden geringen Strahldivergenzen beim
Eintritt des Wasser-Abrasivgemisches in die
Eintrittsöffnung der Abrasivdüse bewirken geringeren Ab
rieb in einer Austrittsdüse und kleinere Leistungsver
luste bei der Fokussierung des Abrasivstrahles in der
Austrittsdüse.
Das Abrasivmittel sammelt sich um den Auslaß herum unter Bildung eines
Abrasivmittelkanals an, wobei die Ausbildung des
Abrasivmittelkanals in dem sich unmittelbar nach Inbe
triebnahme um den Auslaß herum ablagernden Gemisch aus
dem Sprühanteil des Wasserstrahls und dem zugeführten
trocknen Abrasivmittel innerhalb der ersten Sekunden au
tomatisch erfolgt. Die Verjüngung des Abrasivmittelkanals
um den Wasserstrahl in der Mischkammer herum bewirkt eine
Zunahme der Luftgeschwindigkeit in diesem Bereich und
damit eine zusätzliche Beschleunigung der Hartstoffteil
chen. Zum anderen ist die Mischkammerwandung vor Erosion
durch das Abrasivmittel selbst - was bei den bekannten
Vorrichtungen sehr schnell zu einem Unbrauchbarwerden
führte - geschützt.
Auch lagert sich das Abrasivmittel derart an allen Wan
dungen der Mischkammer ab, so daß diese zuverlässig
vor Erosionsschäden geschützt werden kann.
Zwar lagert sich auch bei der Vorrichtung nach EP 02 20 374
um die in die Mischkammer ragende Düse Abrasivmittel
ab, jedoch wegen der dortigen geometrischen
Verhältnisse nur im unteren Bereich der Mischkammer
und des Düsenendes, aber nicht im Bereich des
Abrasivmitteleintritts. Dies hat zur Folge, daß im
Abrasivmittelbereich die Wandungen nicht abgedeckt
und damit durch das Abrasivmittel auch nicht gegen
Errosion geschützt werden.
Grundsätzlich kann die Mischkammer einen beliebigen ge
eigneten Aufbau haben, es hat sich jedoch gezeigt, daß es
vorteilhaft ist, die Mischkammer mit einem im wesentli
chen zylindrischen Querschnitt mit der Wasserstrahlachse
als Zylinderachse auszubilden, wobei deren Durchmesser
größer als die freie Weglänge des Wasserstrahls durch die
Mischkammer ist. Mischkammern dieser Art sind verhält
nismäßig leicht herstellbar und bieten aufgrund ihres
symmetrischen Aufbaus zu allen Seiten gleichen radialen
Abstand um die Wasserstrahlachse herum, so daß sich bei
der Inbetriebnahme um den Auslaß herum bestimmungsgemäß
ansammelndes befeuchtetes Abrasivmittel gleichmäßig an
häufen kann.
Die Mischkammer kann um den Auslaß herum vorzugsweise
trichterförmig bzw. im Querschnitt konisch ausgebildet
sein, so daß sich ein Totvolumen bilden kann, das
zum Ausgangspunkt für die Ablagerung des befeuchteten
Abrasivmittels am Boden der Mischkammer wird. Grundsätz
lich wird die Austrittsdüse im Zentrum
der zylindrisch ausgebildeten Mischkammer angeordnet
sein. Es sind aber auch Ausführungsformen denkbar, bei
denen die Austrittsdüse nicht zentrisch zur Achse der
Mischkammer angeordnet ist beispielsweise beim Vorhan
densein von einstellbaren Zentrierhilfen.
Gemäß der Erfindung ist es nicht zwingend erforderlich,
die Austrittsdüse aus Hartstoff auszubilden. Die Aus
trittsdüse kann vorteilhafterweise neben der einteiligen
Ausbildung mehrteilig ausgebildet sein. Vorteilhafter
weise ist jedoch die Austrittsdüse aus Hartmetall wie
Wolframkarbid oder dgl. ausgebildet. Bei dieser Ausge
staltung wird dem Umstand Rechnung getragen, daß bei der
erfindungsgemäßen Vorrichtung lediglich die Austrittsdüse
durch das durch diese hindurchtretende Wasser-Abrasivmittel-
Gemisch einer starken Belastung unterworfen ist,
die vorangeschaltete Mischkammer jedoch nicht, da sich in
dieser um den Auslaß herum bestimmungsgemäß das feuchte
Abrasivmittelgemisch anlagert. Insofern kann die erfin
dungsgemäße Mischkammer aus Werkstoffen gebildet werden,
die im Vergleich zur Austrittsdüse aus Hartmetall
kostengünstig bereitstellbar und einfach und damit ko
stengünstig bearbeitbar sind.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der
Vorrichtung ist die Einlaufdüse an ihrer zur Mischkammer
gewandten Seite trichterförmig und sich zur Mischkammer
vergrößernd ausgebildet. Diese Ausgestaltung der Aus
trittsdüse ist deshalb vorteilhaft, weil der die Misch
kammer durchquerende Wasserstrahl sich zwischen Eintritt
in die Mischkammer und dem Verlassen der Mischkammer über
den Auslaß verbreitert. Durch die trichterförmige Aus
bildung des Auslasses bzw. der Austrittsdüse wird der das
Abrasivmittel nun schon enthaltende Wasserstrahl wieder
zusammengeführt.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung kann, mit
ähnlicher Wirkung, wie vorangehend beschrieben, die Aus
trittsdüse an ihrer zur Mischkammer hingewandten Seite
eine die Düsenöffnung vergrößernde Eintrittsbohrung auf
weisen. Es sei aber darauf hingewiesen, daß die trichter
förmige Ausbildung der zur Mischkammer hin gerichteten
Öffnung der Austrittsdüse weder in trichterförmiger Form
noch in Form der zylindrischen Bohrung in jedem Falle
zwingend erforderlich ist.
Beim Einsatz kleiner Wasserdüsendurchmesser, d.h. bei
kleiner hydraulischer Leistung, wie sie z.B. für die Er
reichung von dünnen Präzisionsschnitten vorteilhaft ver
wendet werden können, ist die Strahlaufweitung wegen der
hier möglichen kurzen freien Strahllänge so klein, daß
keine zusätzliche Aufweitung im Einlaßbereich der Abrasivdüsenbohrung
erforderlich ist.
Um die Effektivität der Vorrichtung insgesamt für jeden
vorbestimmten Einsatzzweck optimieren zu können, ist es
vorteilhaft, die freie Strahllänge des Wasserstrahls in
nerhalb der Mischkammer zu wählen. Es ist dabei vorteil
haft, den Abstand (freie Weglänge) zwischen dem Einlaß
und dem Auslaß des Wasserstrahls in der Mischkammer ein
stellbar auszubilden, wobei der Abstand vorteilhafter
weise durch Verschiebung z.B. der Austrittsdüse in
Strahlachsenrichtung erfolgt. So können beispielsweise
freie Weglängen des Wasserstrahls innerhalb der Misch
kammer auch zwischen 2 und 80 mm eingestellt werden.
Zur Anpassung an die gewählte freie Weglänge des Wasser
strahls zwischen dem Einlaß und dem Auslaß der Mischkam
mer kann ebenfalls der Querschnitt des Abrasivmittelein
lasses veränderbar ausgebildet sein, wobei dieses
vorteilhafterweise durch Einbringen einer Buchse mit ei
nem geeignet gewählten Durchgangslochquerschnitt in den
Abrasivmitteleinlaß erfolgt.
Für bestimmte Anwendungsfälle ist es vorteilhaft, an
stelle lediglich eines Abrasivmitteleinlasses eine Mehr
zahl in die Mischkammer weisende Abrasivmitteleinlässe
vorzusehen, die in ihrer Gesamtheit im wesentlichen mit
ihren jeweiligen Achsen orthogonal zur Wasserstrahlachse
ausgerichtet sind. Je nach Anwendungsfall können die
Abrasivmitteleinlässe auf beliebige geeignete Weise um
die Wasserstrahlachse herum in der Mischkammer ausgebil
det sein und zwar auch in verschiedenen Höhen zwischen
Einlaß und Auslaß der Mischkammer.
Auch ist es vorteilhaft eine Zentrierung der Abr
asivdüsenbohrung zur Wasserstrahlachse durch Präzisions
zylinder- oder Konuspassungen zu erreichen.
Schließlich ist das Abrassivmittel in einem Druckbereich von 1 bis 120 bar in die
Mischkammer einsetzbar zur Anpassung an die verschiedenen Einsatzfälle, z. B. im Unterwasserbereich.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die nachfol
genden schematischen Zeichnungen anhand eines Ausfüh
rungsbeispieles beschrieben. Darin zeigt
Fig. 1 im Schnitt eine Vorrichtung mit einer Misch
kammer sowie in die Vorrichtung eingesetzter
Austrittsdüse und einem die Mischkammer durch
querenden Wasserstrahl,
Fig. 2 in gegenüber der Darstellung von Fig. 1 ver
größertem Maßstab einen Düseneinsatz, der die
Austrittsdüse des Wasserstrahls zum Eintritt in
die Mischkammer umfaßt,
Fig. 3 in einem vergrößerten schematischen Schnitt den
Bereich der Mischkammer mit in die Mischkammer
eingeschossenem Abrasivmittel, wobei ein Teil
der Mischkammer noch einmal vergrößert darge
stellt ist,
Fig. 4 einen Schnitt durch die Mischkammer von Fig. 3
entlang der Linie A-B, wobei ein Teil der
Mischkammer nochmals vergrößert dargestellt
ist, und
Fig. 5 eine andere Ausführungsform der Erfindung im
Halbschnitt.
Die Vorrichtung 10 besteht im wesentlichen aus einem
Mischkammerkörper 120 sowie einem sogenannten Anschluß
stück 121, das an seiner freien Seite mit einer Druck
leitung auf bekannte Weise verbunden wird. Das Anschluß
stück 121 weist ein im wesentlichen zentral hindurchlau
fendes Durchgangsloch auf, durch das das über die nicht
dargestellte Druckleitung herangeführte Wasser 15 hin
durchgeht. Am unteren, der Mischkammer 12 zugewandten
Ende des Anschlußstücks 121 ist ein Düseneinsatz 24 vor
gesehen, der beispielsweise die aus einem Hartwerkstoff
wie Saphir oder dergleichen hergestellte Hochdruck-Was
serdüse 240 umfaßt. Der Düseneinsatz 24 weist ein durch
diesen im wesentlichen zentral hindurchgehendes Durch
gangsloch auf, wobei das eine Ende des Durchgangsloches,
das zur Mischkammer 12 hinweist, einen Einlaß 13 des
Wassers bzw. Wasserstrahls 15 in die Mischkammer 12 bil
det. Der Düseneinsatz 24 kann bei Verschleiß, Beschädi
gung oder bei einem beabsichtigten Wechsel des Durchmes
sers des Wasserstrahls 15 sehr schnell ausgewechselt
werden, da er zwischen Anschlußstück 121 und einem Auf
nahmekörper 122 mittels eines zwischen beiden Teilen
wirkenden Gewindes in einen Zentrierkonus eingeklemmt
ist.
Der Mischkammerkörper 120 ist im wesentlichen rotations
symmetrisch ausgebildet, vgl. insbesondere Fig. 1 und 5.
Im Inneren des Mischkammerkörpers 120 ist eine im we
sentlichen zylindrisch ausgebildete Mischkammer 12 vor
handen, in die das Abrasivmittel 160, was im einzelnen
noch weiter unten beschrieben wird, in den von dem Einlaß
13 zu einen Auslaß 14 die Mischkammer 12 durchquerenden
Wasserstrahl 15 eingeschossen wird.
Die Mischkammer 12 ist an ihrem zum Auslaß 14 weisenden
Ende nach unten, bezogen auf die Darstellung von Fig. 1,
trichterförmig verjüngt ausgebildet. Sie kann aber auch
wie in Fig. 5 dargestellt plan ausgeführt sein.
Die Achse 18 des Wasserstrahls 15 ist bei dem hier dar
gestellten Ausführungsbeispiel identisch mit der Achse
der zylindrisch ausgebildeten Mischkammer 12. Am unteren
Ende, d. h. im trichterförmig ausgebildeten Bereich der
Mischkammer 12, ist in Verlängerung der Wasserstrahlachse
18 eine Austrittsdüse 21 angeordnet, die aus einem Hart
werkstoff besteht und ein zentrales Durchgangsloch zum
Durchtritt des Wasser-Abrasivmittel-Gemisches 11 auf
weist. Zudem kann die Austrittsdüse 21 einen Ansatz 26
aufweisen, der an einen entsprechenden Ansatz oder Steg
im Mischkammerkörper 120 zu liegen kommen kann. Auf diese
Weise können in bezug auf die Eintrittstiefe der Aus
trittsdüse 21 in die Mischkammer 12 und in bezug auf den
Innendurchmesser für den Durchtritt des Wasser-Abrasiv
mittel-Gemisches 11 unterschiedlich ausgebildete Aus
trittsdüsen 21 verwendet werden, die den entsprechenden
gewünschten Schneid- bzw. Reinigungsparametern entspre
chend dem gewünschten Einsatz angepaßt werden können. Der
Grad des Hineinstehens der Austrittsdüse 21 in die Misch
kammer 12 bestimmt die freie Weglänge bzw. den Abstand 20
des Wasserstrahls 15 zwischen dem Einlaß 13 und dem Aus
laß 14, der bei dieser Ausgestaltung durch die trichter
förmig 22 ausgebildete Düsenöffnung 23 gebildet wird.
Die Austrittsdüse kann wie in Fig. 5 dargestellt auch
geteilt ausgeführt sein. Das bringt den Vorteil der ein
facheren Herstellbarkeit der Präzisionsbohrung in der
Hartstoffdüse, besonders bei kleinen Durchmessern, wegen
der kürzeren Bauweise der Düsenteile. Darüber hinaus
braucht häufig nur die untere Düsenhälfte 211 ausge
tauscht zu werden, wenn dies durch Verschleiß der Fokus
sierbohrung erforderlich wird. Das obere gebrauchte Dü
senteil 210 hat nach nicht zu großen Betriebszeiten unter
Beibehaltung der Strahlparameter häufig eine geeignete
Einlaufgeometrie, als eine neue Düse, da sie durch die
vorangegangene Abrasivstrahlbeaufschlagung eingeschliffen
ist.
Im wesentlichen orthogonal zur Wasserstrahlachse 18 ver
läuft die Achse 17 des Abrasivmitteleinlasses 16, wobei
in den Abrasivmitteleinlaß 16 wahlweise Buchsen 25 ver
schieden großen Durchmessers einsetzbar und befestigbar
sind. Verschieden große Innendurchmesser der Buchse 25
werden in Anpassung an die gewählte freie Weglänge (Ab
stand) 20 gewählt, um die Effektivität der Vorrichtung 10
den geeignet gewählten Reinigungs- bzw. Schneidbedingun
gen anzupassen.
Die Ausrichtung der Abrasivdüsenbohrung 212 parallel und
zentrisch zur Wasserstrahlachse 18 erfolgt vorteilhaft
erweise durch präzise Zylinder- und/oder Kegelpassungen
123, 124, 125, 126. In Verbindung mit einer präzise aus
geführten Abrasivdüsenbohrung 212 wird eine symmetrische
Strahlbeaufschlagung der Abrasivdüse 21 erreicht, was zu
geringen Fokussierverlusten und langer Lebensdauer der
Abrasivdüse 21 führt.
Die Benutzung von Bauteilen mit größeren Toleranzen,
insbesondere bei Austrittsdüsen 21 mit nicht zentrischer
Austrittsdüsenbohrung 212, kann die Vorrichtung 10 mit
geeigneten Justiermöglichkeiten ausgestattet werden.
Die Zentrierung des Hochdruck-Düsenhalters 122 mittels
Konus, vgl. Fig. 5, 125, wird vorteilhaft eingesetzt,
wenn häufiges Öffnen und Schließen der Mischkammer 12
z.B. zu Inspektionszwecken gewünscht wird, daß sie sicher
mögliches Fressen der Zentrierflächen durch eindringende
Harstoffteilchen verhindert.
Die Verwendung der Konuszentrierung 125 in Verbindung mit
der Weichstoffdichtung 127 gestattet zusätzlich die nach
trägliche Ausrichtung des Abrasivmitteleinlasses 16 an
eine beliebige Stelle des Umfanges bei fertig montierter
Vorrichtung 10.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 wird die Funk
tion der Vorrichtung 10 beschrieben. Ein Wasserstrahl 15,
der der Vorrichtung, wie oben schon beschrieben, auf be
kannte Weise zugeführt wird, durchquert die Mischkammer
12 vom Einlaß 13 zum Auslaß 14, wobei die freie Weglänge
20 auf vorbestimmte Weise geeignet eingestellt worden
ist. Durch den Abrasivmitteleinlaß 16 wird Abrasivmittel
160 direkt und gezielt und im wesentlichen orthogonal zur
Wasserstrahlachse 18 eingeschossen. Dabei wird das Abra
sivmittel 160 beispielsweise von Luft mit einen Druck von
1 bar relativ zum Innendruck der Mischkammer 12 in die
Mischkammer injiziert. Bei speziellen Anwendungen z.B. in
hyperbaren Arbeitskammern unter Wasser kann das Abrasiv
mittel auch unter höheren Drücken relativ zum Innendruck
der Mischkammer 12 zugegeben werden. Sinnvollerweise
sollten bei dieser Betriebsweise die Strahl-, Mischkam
mer-, und Abrasivzugabeparameter angepaßt werden. Unmit
telbar nach Beginn des Einschusses des Abrasivmittels
160, das beispielsweise aus allen gebräuchlichen und na
türlich oder synthetisch gewonnenen bzw. hergestellten
Materialien wie Quarzsand, Granatsand, Kupferschlacke,
Korund, Hartmetallpartikel oder sonstigen geeigneten
Feststoffen bestehen kann, sammelt sich dieses um den
Auslaß 14, der im vorliegenden Fall durch die in die
Mischkammer 12 hineinstehende Austrittsdüse 21 gebildet
wird, an, und häuft sich auf und bildet zusammen mit ei
nem in der Mischkammer 12 naturgemäß auftretenden Sprüh
wasseranteil ein befeuchtetes angehäuftes Abrasivmittel
161. Gleichzeitig wird ein sich im angehäuften Abrasiv
mittel 161 um den Auslaß 14 herum ausbildender Abrasiv
mittelkanal 162 gebildet und von diesem gelenkt wird das
nachfolgende Abrasivmittel, das vom Abrasivmitteleinlaß
16 kommt, in den Wasserstrahl 15 gelenkt. Durch die Ab
lagerung des angehäuften Abrasivmittels 161 sind die
Wandungen der Mischkammer 12 vor Erosion durch das
Abrasivmittel 160 selbst geschützt, so daß auch wenig
abriebfeste Werkstoffe zur Herstellung der Mischkammer 12
verwendet werden können, beispielsweise solche, die
leicht bearbeitbar sind und darüber hinaus kostengünstig
bereitstellbar sind.
Durch die sich in Abhängigkeit der freien Weglänge 20 des
Wasserstrahls 15 und in Abhängigkeit vom Druck des Abra
sivmittels 160 selbständig ausbildende Geometrie des Ab
rasivmittelkanals 162 kann eine geeignete Vorbeschleu
nigung des Abrasivmittels 160 erfolgen, d. h. die Effek
tivität der Energieübertragung durch den Wasserstrahl 15
auf das Abrasivmittel optimiert und den jeweilig gewün
schten Bedingungen angepaßt werden. Dabei sind die sich
in der Durchgangsbohrung der Austrittsdüse 21 zur freien
Düsenöffnung bewegenden Luftblasen geeignet, nochmals
eine Steigerung der Energieübertragung auf das Abrasiv
mittel 160 zu bewirken. Die geeignete Dimensionierung des
Öffnungsdurchmessers des Abrasivmitteleinlasses 16 und auch
der Zuführleitung des Abrasivmittels 160 zur Vorrichtung
10 selbst sind zur Erreichung einer optimalen Luftmenge
deshalb ebenfalls zu beachten.
Gemäß der erfindungsgemäßen Vorrichtung
10 lassen sich Mischkammern 12 mit folgenden Leistungs
daten betreiben bzw. herstellen:
Druckbereich des Wasserstrahls: 300-6000 bar
hydraulische Leistung: 0,5-50 kw
Abrasivmenge: 0,1-10 kg/min
Luftmenge: 10-500 l/min
hydraulische Leistung: 0,5-50 kw
Abrasivmenge: 0,1-10 kg/min
Luftmenge: 10-500 l/min
Die Austrittsdüse 21 kann dabei Durchtrittsöffnungsdurch
messer von 0,5 bis 3 mm aufweisen, wobei die Länge der
Austrittsdüse 21 zwischen 10 und 200 mm liegt. Die freie
Weglänge (Abstand) 20 kann dabei zwischen 2 und 80 mm
liegen.
Bezugszeichenliste
10 Vorrichtung
11 Wasser-Abrasivmittel-Gemisch
12 Mischkammer
120 Mischkammerkörper
121 Anschlußstück
122 Hochdruck-Düsenhalter
123 Elemente der Zentrierpassung
124 Elemente der Zentrierpassung
125 Elemente der Zentrierpassung
126 Elemente der Zentrierpassung
127 Weichstoffdichtung
13 Einlaß
14 Auslaß
15 Wasserstrahl
16 Abrasivmitteleinlaß
160 Abrasivmittel
161 angehäuftes Abrasivmittel
162 Abrasivmittelkanal
17 Achse des Abrasivmitteleinlasses
18 Wasserstrahlachse
19 Zylinderachse
20 freie Weglänge (Abstand)
21 Austrittsdüse
210 Oberteil
211 Unterteil
212 Austrittsdüsenbohrung
22 trichterförmige Ausbildung
23 Düsenöffnung
24 Hochdruck-Düseneinsatz
240 Hochdruckwasserdüse
25 Buchse
26 Ansatz
27 Mischkammerboden
11 Wasser-Abrasivmittel-Gemisch
12 Mischkammer
120 Mischkammerkörper
121 Anschlußstück
122 Hochdruck-Düsenhalter
123 Elemente der Zentrierpassung
124 Elemente der Zentrierpassung
125 Elemente der Zentrierpassung
126 Elemente der Zentrierpassung
127 Weichstoffdichtung
13 Einlaß
14 Auslaß
15 Wasserstrahl
16 Abrasivmitteleinlaß
160 Abrasivmittel
161 angehäuftes Abrasivmittel
162 Abrasivmittelkanal
17 Achse des Abrasivmitteleinlasses
18 Wasserstrahlachse
19 Zylinderachse
20 freie Weglänge (Abstand)
21 Austrittsdüse
210 Oberteil
211 Unterteil
212 Austrittsdüsenbohrung
22 trichterförmige Ausbildung
23 Düsenöffnung
24 Hochdruck-Düseneinsatz
240 Hochdruckwasserdüse
25 Buchse
26 Ansatz
27 Mischkammerboden
Claims (13)
1. Vorrichtung zum Schneiden, Reinigen und gezielten Materialabtrag von bzw. bei Gegenständen
mittels eines unter Hochdruck befindlichen Wasserstrahls,
in dem ein Abrasivmittel enthalten ist, umfassend
eine Mischkammer, die von einem Einlaß zu einem
Auslaß vom Wasserstrahl durchquerbar ist, sowie einen
Einlaß in die Mischkammer für die Zufuhr von Abrasivmittel,
wobei die Achse des Abrasivmitteleinlasses in
die Mischkammer im wesentlichen orthogonal zur Wasserstrahlachse,
die gleichzeitig die Achse einer Düse
bildet, verläuft, dadurch gekennzeichnet,
daß die Düse (21) zum Austritt des
Wasser-Abrasivmittel-Gemisches (11) aus der Vorrichtung
(10) wenigstens teilweise in die Mischkammer (12) hineinsteht
und daß der Durchmesser der Mischkammer
(12) größer als die freie Weglänge (20) des Wasserstrahls
(15) durch die Mischkammer (12) ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Mischkammer (12)
um den Auslaß (14) herum trichterförmig ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1
oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsdüse
(21) aus einem Harnstoff besteht.
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsdüse
(21) mehrteilig (210, 211) ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsdüse
(21) an ihrer zur Mischkammer (12) gewandten Seite trichterförmig
und sich zur Mischkammer (10) hin vergrößernd
ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsdüse
(21) an ihrer zur Mischkammer (12) gewandten Seite eine
die Düsenöffnung (23) vergrößernde Eintrittsbohrung aufweist.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die freie Weglänge Abstand (20) zwischen dem Einlaß (13) und dem Auslaß
(14) des Wasserstrahls (15) in der Mischkammer (12) einstellbar
ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der Abstand (20) durch Verschiebung der Austrittsdüse
(21) und/oder eines Düsenhalters (122) einstellbar ist.
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des
Abrasivmitteleinlasses (16) veränderbar ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß in den Abrasivmitteleinlaß (16) zur Querschnittveränderung
eine Buchse (25) mit geeignet gewähltem Durchgangslochquerschnitt
einsetzbar ist.
11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl in die
Mischkammer (12) weisende Abrasivmitteleinlässe (16)
vorgesehen sind.
12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zentrierung der
Austrittsdüsenbohrung (212) zur Wasserstrahlachse (15)
durch Präzisionszylinder- und/oder Konuspassungen erreicht
wird.
13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das
Abrasivmittel (150) in einem Druckbereich von 1 bis
120 bar in die Mischkammer (12) eingebbar ist.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10255502B3 (de) * | 2002-11-27 | 2004-04-29 | Frank Dipl.-Ing. Pude | Verfahren zur Herstellung eines für eine Vorrichtung zum Strahlschneiden bestimmten Fokussierrohres, sowie Fokussierrohr |
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Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5018670A (en) * | 1990-01-10 | 1991-05-28 | Possis Corporation | Cutting head for water jet cutting machine |
DE4112914C2 (de) * | 1991-04-19 | 1995-06-22 | Edwards Kniese & Co Hochvakuum | Verfahren und Vorrichtung zum Regenerieren schadstoffbelasteter Teile |
JP2594091Y2 (ja) * | 1991-08-30 | 1999-04-19 | 川崎重工業株式会社 | アブレイシブウォータージェットノズル構造 |
US5469768A (en) * | 1992-06-01 | 1995-11-28 | Schumacher; Charles E. | Machining head for a water jet cutting machine and aiming device intended to equip such head |
DE4431085C1 (de) * | 1994-09-01 | 1996-04-04 | Uhde Gmbh | Verfahren und Schneidkopf zum Abrasiv-Wasserstrahlschneiden |
US5643058A (en) * | 1995-08-11 | 1997-07-01 | Flow International Corporation | Abrasive fluid jet system |
DE19640921C1 (de) * | 1996-10-04 | 1997-11-27 | Saechsische Werkzeug Und Sonde | Modularer Abrasivmittelwasserstrahl-Schneidkopf |
DE19640920C1 (de) * | 1996-10-04 | 1998-01-22 | Saechsische Werkzeug Und Sonde | Fokussierdüse für das Abrasivwasserstrahlschneiden |
ATE383925T1 (de) | 2001-08-27 | 2008-02-15 | Flow Int Corp | Vorrichtung zum erzeugen eines hochdruckwasserstrahls |
US7464630B2 (en) | 2001-08-27 | 2008-12-16 | Flow International Corporation | Apparatus for generating and manipulating a high-pressure fluid jet |
DE10259360A1 (de) * | 2002-12-18 | 2004-07-08 | Siemens Ag | Verfahren zur Verbesserung der Wechselwirkung zwischen einer Flüssigkeit und einem Bauteil |
US7934977B2 (en) | 2007-03-09 | 2011-05-03 | Flow International Corporation | Fluid system and method for thin kerf cutting and in-situ recycling |
US8210908B2 (en) | 2008-06-23 | 2012-07-03 | Flow International Corporation | Vented cutting head body for abrasive jet system |
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Family Cites Families (13)
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---|---|---|---|---|
US1986906A (en) * | 1930-03-05 | 1935-01-08 | Mott Sand Blast Mfg Company | Nozzle for sand blast machines |
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US2724928A (en) * | 1954-03-23 | 1955-11-29 | Wyatt S Kirkland | Double sand blasting nozzle |
ZA832688B (en) * | 1982-04-19 | 1984-01-25 | Fluid Eng Prod | Abrasive fluid jet apparatus |
US4648215A (en) * | 1982-10-22 | 1987-03-10 | Flow Industries, Inc. | Method and apparatus for forming a high velocity liquid abrasive jet |
CA1231235A (en) * | 1982-10-22 | 1988-01-12 | Mohammed Hashish | Method and apparatus for forming a high velocity liquid abrasive jet |
WO1986002587A1 (en) * | 1984-10-29 | 1986-05-09 | Hardblast Australia Pty. Ltd. | Nozzle for sand blasting |
US4945688A (en) * | 1985-10-22 | 1990-08-07 | Electric Power Research Institute, Inc. | Nozzle for entraining abrasive granules within a high pressure fluid jet and process of using same |
US4817874A (en) * | 1985-10-31 | 1989-04-04 | Flow Systems, Inc. | Nozzle attachment for abrasive fluid-jet cutting systems |
ZA86829B (en) * | 1985-10-31 | 1986-10-29 | Flow Ind Inc | Nozzle attachment for abrasive fluid-jet cutting systems |
DE8620851U1 (de) * | 1986-08-02 | 1988-06-01 | Bergwerksverband Gmbh, 4300 Essen | Vorrichtung zur Vorbehandlung von Gußwerkstücken |
DE8816199U1 (de) * | 1988-12-30 | 1989-04-20 | Gkss-Forschungszentrum Geesthacht Gmbh, 21502 Geesthacht | Vorrichtung zum Schneiden und Reinigen von Gegenständen, sowie zum gezielten Materialabtrag mittels eines Wasser-Abrasivmittel-Gemisches |
JP2642745B2 (ja) * | 1989-07-20 | 1997-08-20 | トキコ株式会社 | 工業用ロボット |
-
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10255502B3 (de) * | 2002-11-27 | 2004-04-29 | Frank Dipl.-Ing. Pude | Verfahren zur Herstellung eines für eine Vorrichtung zum Strahlschneiden bestimmten Fokussierrohres, sowie Fokussierrohr |
DE102007027944A1 (de) | 2007-06-18 | 2008-12-24 | Meissner, Werner | Verfahren und Einrichtung zum Reinigen von Gegenständen in einer Behandlungskammer |
DE102007027944B4 (de) * | 2007-06-18 | 2016-02-04 | Werner Meissner | Verfahren und Einrichtung zum Reinigen von Gegenständen in einer Behandlungskammer |
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