DE202012001826U1

DE202012001826U1 - Wassermantel-Abrasivstrahldüse

Info

Publication number: DE202012001826U1
Application number: DE202012001826U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-02-22
Filing date: 2012-02-22
Publication date: 2013-05-23
Anticipated expiration: 2022-02-23

Abstract

Strahldüse zum abrasiven Bearbeiten von Oberflächen, dadurch gekennzeichnet, dass sich am außenkonischen Ende eines Venturirohrs (3) ein axial verstellbares, koaxial angeordnetes Mantelstück (4) befindet, das mit dem Venturirohr eine Ringdüse (5) bildet, und daß so ein konischer Luftmantel (2) um den Strahlkegel (1) entsteht.

Description

Zusammenfassung
Bei der Erfindung handelt es sich um eine Strahldüse für Abrasivpartikel zur Oberflächenbearbeitung, die geometrisch so gestaltet ist, dass zwecks Bindung der entstehenden Stäube, um die Strahldüse ein Wassermantel gelegt wird.
Beschreibung
Das Strahlen mit Hilfe von Abrasivpartikeln ist ein Oberflächenbearbeitungsverfahren, das hauptsächlich zum Reinigen von Oberflächen oder zur Modifizierung der Oberflächenstruktur für anwendungsspezifische Zwecke dient. Das konventionelle Strahlverfahren erfolgt nach dem Venturi-, Druckstrahl-, Schleuderrad- oder dem Rotationsdüsen-Prinzip. Zum Einsatz kommen dabei Strahlmittel wie Quarzsand, Stahlkugeln, Glasperlen, etc. je nach Aufgabenstellung und dem zu bearbeitenden Werkstoff.
Das Strahlverfahren wird in fast allen Industriebereichen eingesetzt, u. a. Maschinen- und Apparatebau, Fahrzeugbau, Gerätetechnik, Chemischer Anlagenbau, Nahrungsmittel-Maschinen, Sportartikel, Medizintechnik, etc. In der Regel werden komplexe Bauteile bearbeitet, die eine bestimmte Funktionsoberfläche erhalten sollen, Dabei werden teilweise Werkstoffe bearbeitet, die hochgiftig und umweltschädlich sind. Zum Teil sind auch Sanierungsarbeiten durchzuführen, bei denen hochgiftige Schutzschichten entfernt werden und dabei die alleinige Absaugung der prozessbedingt entstehenden Stäube nicht ausreicht, und daher über Nassabscheider aufwendig gefiltert und gebunden werden müssen. Dabei lässt sich eine Reststaubentweichung nie ganz verhindern. Im Falle von Außenarbeiten ist jedoch eine Entstaubung nicht möglich, so dass die Umwelt erheblich belastet wird.
Man versuchte das Problem dadurch zu lösen, dass man gemäß der prinzipiellen Darstellung in 1 um den Strahlkegel (1), der aus Druckluft und Abrasivpartikeln besteht, einen Luftmantel (2) legte und so das unkontrollierte Entweichen von Stauben, bestehend aus den Strahlpartikeln und Abtragspartikeln, zu verhindern oder zumindest einzugrenzen. Das Ergebnis ist äußerst unbefriedigend, weil keinerlei Staubbindung stattfindet.
Dieser grundsätzliche Mangel lässt sich erfindungsgemäß dadurch beseitigen, dass um den Abrasivstrahlkegel statt des Luftmantels oder ergänzend zum Luftmantel ein Wassermantel aus feinsten Tröpfchen gelegt und so die Stäube an der Entstehungsstelle gebunden werden. Die feinen Wassertröpfchen werden ohne Zerstäuberluft erzeugt und zwar mit Hilfe einer Hochdruckpumpe und mittels Drall-Zerstäuberdüsen.
1 zeigt die generelle, prinzipielle Anordnung einer Abrasivstrahldüse. Im Venturirohr (3) erfährt das Druckluft-Strahlmittel-Gemisch eine hohe Beschleunigung aufgrund des Venturiprinzips. Im Diffusorbereich weitet sich der Abrazivstrahl (1) zu einem Strahlkegel aus. Das Venturirohr ist von einem koaxialen Mantelstück (4) umgeben, das ko-radial zum konisch endenden Venturirohr ausgebildet ist, das sich axial verstellen lässt und so zwischen Venturirohr und Mantelstück eine Ringdüse (5) bildet. Die axiale Lage zwischen Venturirohr und Mantelstück lässt sich verschieben und mit Hilfe einer Klemmschraube (6) fixieren. Die Zuführung der Druckluft (7) erfolgt zwecks gleichmäßiger Verteilung der Ringdüsenluft in einem Ringkanal (8). Das zu bearbeitende Werkstück (9) befindet sich aufgabenbezogen in einem bestimmten Abstand zur Venturidüse.
Die Gestaltung der Abrasivstrahldüse gemäß der prinzipiellen Darstellung in 1 führt zwar zu einer Einengung der Staubentwicklung, die erwünschte Staubbindung ist jedoch nicht erzielbar, dies ist nur mit einem Wassermantel möglich.
2 zeigt den schematischen Aufbau einer derartigen Wassermantel-Abrasivstrahldüse. Das Venturirohr (3) ist am Austrittsende mit einem Ringkanal (10) versehen, an den mehrere, ringförmig angeordnete Wasser-Zerstäuberdüsen (11) angeschlossen sind. Das Druckwasser (12) wird mit 50 bis 150 bar Druck zugeführt und als feinste Wassertröpfchen zerstäubt. Der Strahlkegel der Wasserdüsen ist sehr spitzig (13), vorzugsweise 15° bis 25°, damit die Wassertröpfchen immer schneller fliegen als die Abrasivpartikel. Wegen der notwendigen Überdeckung zwischen Abrasivstrahlkegel und den Wasserdüsenkegeln müssen in der Regel 6 bis 12 Wasserdüsen ringförmig um den Abrasivstrahlkegel angeordnet werden. Die Summe der Wasserdüsenkegel bilden einen Wassermantel um den Abrasivstrahlkegel.
Eine weitere Verbesserung der Staubbindung beim Abrasivstrahlen lässt sich erzielen, wenn die prinzipiellen Anordnungen gemäß 1 und gemäß 2 kombiniert werden, wie in 3 schematisch dargestellt. Die Venturidüse (3) ist mit einem koaxialen Mantelstück (14) umgeben, das sowohl mit einem Ringkanal (15) für Manteldruckluft (16) als auch mit einem Ringkanal (17) für Druckwasser (18) versehen ist. Der Strahlkegel (1) wird in dieser Anordnung von einem Druckluftmantel (2) und gleichzeitig von einem Druckwassermantel (13) umschlossen, um so ein Entweichen der prozessbedingten Stäube zu verhindern.

Claims

Strahldüse zum abrasiven Bearbeiten von Oberflächen, dadurch gekennzeichnet, dass sich am außenkonischen Ende eines Venturirohrs (3) ein axial verstellbares, koaxial angeordnetes Mantelstück (4) befindet, das mit dem Venturirohr eine Ringdüse (5) bildet, und daß so ein konischer Luftmantel (2) um den Strahlkegel (1) entsteht.
Strahldüse zum abrasiven Bearbeiten von Oberflächen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich am Ende des Venturirohrs (3) ein Ringkanal (10) für Druckwasser befindet, der ringförmig angeordnete Wasser-Zerstäuberdüsen (11) speist und so einen Wassermantel um den Abrasivstrahlkegel bildet.
Strahldüse zum abrasiven Bearbeiten von Oberflächen, dadurch gekennzeichnet, dass sich am Ende des Venturirohrs (3) ein koaxiales Mantelstück (14) befindet, das sowohl einen Ringkanal (15) für Druckluft, als auch einen Ringkanal (17) für Druckwasser besitzt, so dass der Abrasivstrahlkegel (1) simultan mit einem Druckluftmantel (2) und einem Druckwassermantel (13) umschlossen ist.