DE4005691A1 - DEVICE FOR CUTTING AND CLEANING OBJECTS BY MEANS OF A WATER-ABRASIVE MIXTURE AT HIGH AMBIENT PRESSURE - Google Patents
DEVICE FOR CUTTING AND CLEANING OBJECTS BY MEANS OF A WATER-ABRASIVE MIXTURE AT HIGH AMBIENT PRESSUREInfo
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- B24C5/02—Blast guns, e.g. for generating high velocity abrasive fluid jets for cutting materials
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schneiden und Reinigen von Gegenständen sowie zum gezielten Materialabtrag mittels eines unter Hochdruck befind lichen, eine Mischkammer von einem in einer Wasserein trittsdüse ausgebildeten Einlaß zu einem Auslaß durch querenden Wasserstrahls, dem ein Abrasivmittel in der Mischkammer durch Einbringen in den Wasserstrahl zuge führt wird.The invention relates to a device for cutting and cleaning objects as well as for targeted Material removal by means of a high pressure lichen, a mixing chamber of one in a water stepping nozzle formed inlet to an outlet through crossing water jet, which is an abrasive in the Mixing chamber by introducing it into the water jet leads.
Eine Vorrichtung dieser Art ist bekannt (EP-A-02 21 236).A device of this type is known (EP-A-02 21 236).
Sowohl die bekannte Vorrichtung als auch andere bekannte Vorrichtungen gleicher Art sind grundsätzlich für einen Umgebungsdruck von 1 bar (atmosphärischer Normaldruck) optimiert. Bei verschiedenen Anwendungen der Vorrichtung muß unter erhöhtem Umgebungsdruck gearbeitet werden, was den erheblichen Nachteil mit sich bringt, daß die Schneid-, Reinigungs- und Abtragsleistung der Vorrich tung erheblich abfällt, was seine Ursache im wesent lichen in der Aufweitung des Wasserstrahls nach Austritt aus der Wassereintrittsdüse, d. h. im Bereich der Mi schung zwischen Wasser und Abrasivmittel hat. Hinzu kommt, daß bei erhöhtem Umgebungsdruck eine Zunahme der mitgeförderten Luftmasse durch den Ansaugvorgang des Abrasivmittels festgestellt wurde, was ebenfalls die Leistung der Vorrichtung nachteilig beeinflußt.Both the known device and other known ones Devices of the same type are basically for one Ambient pressure of 1 bar (atmospheric normal pressure) optimized. In various applications of the device must be worked under increased ambient pressure, what has the significant disadvantage that the Cutting, cleaning and removal performance of the Vorrich tion drops significantly, which is essentially its cause lichen in the expansion of the water jet after discharge from the water inlet nozzle, d. H. in the area of Wed between water and abrasive. In addition comes that with increased ambient pressure an increase in air mass conveyed by the suction process of the Abrasive was found, which is also the Device performance adversely affected.
Es sei erwähnt, daß diesem gravierenden Problem bisher im Stand der Technik keine nennenswerte Aufmerksamkeit geschenkt wurde mit der Folge, daß auch keine Wege zur Lösung dieses Problems vorgeschlagen wurden.It should be mentioned that this serious problem so far no noteworthy attention in the prior art was given with the result that no ways to Solution to this problem have been proposed.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrich tung zu schaffen, die bei hohem Umgebungsdruck arbeitet und die dabei gegenüber der Leistung bei normalem Umgebungsdruck im wesentlichen keine signifikante Einbuße erfährt, wobei die Vorrichtung gegenüber be kannten Vorrichtungen für normalen Umgebungsdruck nicht komplizierter im Aufbau sein soll und ebenfalls zu gleichen Kosten wie bekannte Vorrichtungen, die unter Normaldruckbedingungen arbeiten, herstellbar sein soll.It is an object of the present invention a Vorrich to create that works at high ambient pressure and compared to the performance in normal Ambient pressure is essentially no significant Losses, the device compared to be did not know devices for normal ambient pressure should be more complicated in construction and also too same cost as known devices under Normal pressure conditions work, should be producible.
Gelöst wird die Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß die Mischkammer durch eine zur Eintrittsdüsenachse axiale Bohrung in einem Mischkammerkörper gebildet wird, die wasserdüseneintrittsseitig durch die Wasserein trittsdüse begrenzt wird.The object is achieved according to the invention in that the mixing chamber through one to the inlet nozzle axis axial bore is formed in a mixing chamber body, the water nozzle inlet side through the water step nozzle is limited.
Im Gegensatz zu unter Normaldruck arbeitenden bekannten Vorrichtungen, bei denen die Mischkammer verhältnismäßig großvolumig ausgebildet ist und im wesentlichen durch einen Gehäusekörper, der im Inneren die Mischkammer einschließt, gebildet wird, ist bei der erfindungsge mäßen Vorrichtung lediglich eine zur Wassereintrittsdü senachse axiale Bohrung vorgesehen, die als Mischkammer definierten Durchmessers und definierter axialer Länge ausgebildet werden kann. Da die Strahlaufweitung des in die Mischkammer eintretenden Wasserstrahles proportional zum Umgebungsdruck ansteigt, ist es wegen des daraus sich ergebenden Reflexionsverhaltens des Wasserstrahl mantels mit einfachen Mitteln erfindungsgemäß möglich, über einen definierten Druckbereich vorbestimmter Größe eine optimale Einlaufgeometrie zu schaffen, die mit einfachen Mitteln unmittelbar dem vorherrschenden Druck angepaßt ist, d. h. durch vorbestimmte axiale Länge und/oder vorbestimmten Durchmesser der Bohrung.In contrast to known ones working under normal pressure Devices where the mixing chamber is proportional is large-volume and essentially by a housing body inside the mixing chamber includes, is formed, is in the fiction only one device for water entry axial axis provided provided as a mixing chamber defined diameter and defined axial length can be trained. Since the beam expansion of the in entering the mixing chamber water jet proportional to ambient pressure, it is because of that resulting reflection behavior of the water jet jacket possible according to the invention with simple means, over a defined pressure range of predetermined size to create an optimal inlet geometry that with simple means directly the prevailing pressure is adjusted, d. H. by predetermined axial length and / or predetermined diameter of the bore.
Eine wesentliche Schwierigkeit bei Vorrichtungen dieser Art besteht darin, die auf vorangehend beschriebene Art gewonnene hohe Schneidleistung der Vorrichtung auch bei hohem Umgebungsdruck nicht dadurch wieder zunichte zu machen, daß Leistungsverluste durch fertigungstoleran zenbedingte Achsfehler zwischen Eintrittsdüsenachse und Austrittsdüsenachse bzw. Auslaßachse im Mischkammerkör per auftreten. Fertigungsfehler und/oder Montagefehler können dabei einen ganz erheblichen Einfluß auf die Leistung der Vorrichtung ausüben, wenn sie kumulieren, mit der Folge, daß die Leistung signifikant abfällt. Um Ausrichtfehler zwischen der Eintrittsdüsenachse und der Auslaufachse auf einfache Weise auszugleichen, ist es vorteilhaft, die Wassereintrittsdüse derart auszubilden, daß sie wenigstens teilweise in die Mischkammer hinein steht.A major difficulty with devices of this Art consists in the manner described above gained high cutting performance of the device high ambient pressure does not cancel this out make performance losses due to manufacturing tolerances Zen-related axis errors between the inlet nozzle axis and Exit nozzle axis or outlet axis in the mixing chamber body per occur. Manufacturing errors and / or assembly errors can have a very significant impact on the Exert device performance when they accumulate with the result that the performance drops significantly. Around Alignment error between the inlet nozzle axis and the It is easy to balance the outlet axis advantageous to design the water inlet nozzle in such a way that they at least partially into the mixing chamber stands.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Mischkammerkörper in einem Körperhalter aufge nommen, der auf der einen Seite mit einem Anschlußstück zum Anschluß an eine Hochdruckwasserquelle und auf der anderen Seite mit einer Anschlagmutter in Verbindung steht. Diese Ausgestaltung der Vorrichtung ermöglicht es vorteilhafterweise den Mischkammerkörper, entsprechend den Druckbedingungen in der Umgebung der Vorrichtung, schnell auszuwechseln, da der Mischkammerkörper prak tisch als Einsatz mit äußerlich gleicher Geometrie und unterschiedlichen Bohrungsgrößen leicht und schnell ausgetauscht werden kann.According to an advantageous embodiment of the invention the mixing chamber body is opened in a body holder take that on one side with a connector for connection to a high pressure water source and on the other side in connection with a stop nut stands. This configuration of the device makes it possible advantageously the mixing chamber body, accordingly the pressure conditions in the vicinity of the device, can be replaced quickly because the mixing chamber body is practical table as insert with externally the same geometry and different bore sizes easily and quickly can be exchanged.
Dazu ist es vorteilhaft, die Verbindungen mittels Gewindeverbindungen auszubilden, die einerseits eine selbsttätige Achsjustierung zwischen Anschlußstück und damit der Eintrittsdüse einerseits und andererseits zwischen dem Mischkammerkörper und somit der Austritts düsenachse bzw. der Mischkammerkörperachse ermöglichen. Hinzu kommt noch, daß Gewindeverbindungen dieser Art verhältnismäßig schnell und damit ohne Werkzeug gelöst bzw. festgesetzt werden können.For this purpose, it is advantageous to use the connections Form threaded connections, on the one hand automatic axis adjustment between connector and thus the inlet nozzle on the one hand and on the other hand between the mixing chamber body and thus the outlet enable nozzle axis or the mixing chamber body axis. In addition, threaded connections of this type Relatively quickly and therefore solved without tools or can be fixed.
Grundsätzlich kann die eigentliche Austrittsdüse wegen ihrer besonderen Anforderungen an ihre Härte gesondert von Mischkammerkörpern ausgebildet sein. Es ist jedoch aus Gründen beispielsweise der vereinfachten Lagerhal tung einerseits und einer vereinfachten Fertigung und damit einer Kostenersparnis andererseits vorteilhaft, den Mischkammerkörper in seiner Verlängerung einstückig mit der Austrittsdüse auszubilden.Basically, the actual outlet nozzle can because of their special requirements for their hardness separately be formed by mixing chamber bodies. However, it is for reasons of the simplified warehouse, for example on the one hand and simplified production and on the other hand, advantageous in terms of cost savings, the mixing chamber body in one piece in its extension with the outlet nozzle.
Bedingt dadurch, daß die Wassereintrittsdüse als geson dertes Teil in der Regel im unteren Teil des Anschluß stückes sitzt und dort lediglich zwischen dem Anschluß stück und dem Mischkammerkörper eingeklemmt wird, kann es vorteilhaft sein, daß der im wesentlichen zylindrisch ausgebildete Mischkammerkörper mit seitlichem Spiel in der im wesentlichen zylindrisch ausgebildeten Bohrung des Körperhalters aufgenommen wird, um so Toleranzen im Sitz der Wassereintrittsdüse im Anschlußstück ohne Einschränkung der Leistung der Vorrichtung auszuglei chen, da es im wesentlichen darauf ankommt, eine axiale Ausrichtung zwischen Eintrittsdüsenachse und Austritts düsenachse zu erreichen.Due to the fact that the water inlet nozzle as geson most part usually in the lower part of the connection piece sits and there only between the connection piece and the mixing chamber body is pinched, can it be advantageous that the substantially cylindrical trained mixing chamber body with lateral play in the essentially cylindrical bore of the body holder is included, so tolerances in Seat of the water inlet nozzle in the connector without To limit the performance of the device Chen, since it essentially depends on an axial Alignment between the inlet nozzle axis and outlet to reach the nozzle axis.
Ein weiterer Vorteil bei einstückig ausgebildetem Mischkammerkörper mit der Austrittsdüse ist die übli cherweise gute Übereinstimmung der Achsen der Mischkam merbohrung und der Austrittsdüsenbohrung, die sich aus dem Fertigungsprozeß ergibt. Bei paßgenauer Ausführung der Wasserdüse in der Mischkammerbohrung ergibt sich so automatisch eine exakte Ausrichtung der Wasserdüsenachse zur Austrittsdüsenachse.Another advantage with a one-piece design Mixing chamber body with the outlet nozzle is the usual Good coincidence of the axes of the mixing came merboring and the outlet nozzle bore, which is made up of the manufacturing process. With a precise fit the water nozzle in the mixing chamber bore results in this way automatic exact alignment of the water nozzle axis to the outlet nozzle axis.
Die Fertigungstoleranzen des Körperhalters haben keiner lei Einfluß auf die Ausrichtung der Achsen.Nobody has the manufacturing tolerances of the body holder lei influence on the alignment of the axes.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung wird in der Anschlagmutter eine gesonderte Buchseneinrichtung aufgenommen, die eine Bohrung zur Aufnahme einer zum Mischkammerkörper gesonderten Aus trittsdüse aufweist. Bei dieser Ausgestaltung kann beispielsweise der Mischkammerkörper aus nicht so hochwertigem Werkstoff wie die Austrittsdüse als ein facher zylindrischer Körper hergestellt werden, während die Austrittsdüse durch die Anschlagmutter, in der Buchseneinrichtung fixiert sitzend, in axialer Ausrich tung Stirnfläche an Stirnfläche an den Mischkammerkörper gedrückt wird.In another advantageous embodiment of the Device is a separate in the stop nut Socket device added, which has a bore for Inclusion of a separate from the mixing chamber body has nozzle. With this configuration can for example, the mixing chamber body is not so high quality material like the outlet nozzle as one fold cylindrical body can be manufactured while the outlet nozzle through the stop nut in which Socket device fixed sitting, in axial alignment end face to end face on the mixing chamber body is pressed.
Um Achsfehler zwischen der Achse des Mischkammerkörpers und der Achse der Austrittsdüse bei getrennter Ausbil dung ausgleichen zu können, ist es vorteilhaft, daß die Bohrungsachse der Bohrung zur Buchseneinrichtungsachse exzentrisch ausgebildet ist. About axis errors between the axis of the mixing chamber body and the axis of the outlet nozzle with separate training to be able to compensate, it is advantageous that the Hole axis of the hole to the socket device axis is eccentric.
Um insbesondere bei der vorangehend beschriebenen Ausgestaltung der Vorrichtung einen sicheren Sitz der Austrittsdüse relativ zum Mischkammerkörper zu errei chen, ist die Anschlagmutter mit einer mit einem Durch gangsloch versehenen Überwurfmutter verschlossen, wobei durch das Durchgangsloch das freie Ende der Austritts düse hindurchsteht und zwischen Überwurfmutter und Buchseneinrichtung ein Anschlagring, der fest mit der Austrittsdüse verbunden ist, eingeschlossen wird.To particularly in the case of the above Design of the device a secure fit To reach outlet nozzle relative to the mixing chamber body Chen, the stop nut is one with a through sealed cap nut, where through the through hole the free end of the outlet protrudes through the nozzle and between the union nut and Socket device a stop ring that is fixed to the Outlet nozzle is connected, is included.
Die axiale Länge der Mischkammer liegt vorteilhafter weise im Bereich zwischen 2-4 mm.The axial length of the mixing chamber is more advantageous wise in the range between 2-4 mm.
Der Abrasivmitteleinlaß ist vorteilhafterweise durch den Mischkammerkörper hindurch in die Mischkammer einge führt, so daß die vorangehend beschriebene Geometrie der als Bohrung ausgebildeten Mischkammer im Mischkammer körper im wesentlichen nicht gestört wird.The abrasive inlet is advantageously through the Mixing chamber body inserted into the mixing chamber leads, so that the geometry of the previously described Mixing chamber designed as a bore in the mixing chamber body is essentially not disturbed.
Es ist dabei vorteilhaft, den Abrasivmitteleinlaß durch ein Abrasivmittelrohr auszubilden, das in den Abrasiv mitteleinlaß auswechselbar eingesetzt wird. Der Abrasi vmitteleinlaß ist zur eigentlichen Mischkammer hin vorzugsweise konisch verjüngt ausgebildet, so daß eine Abrasivmitteleinlaßöffnung in den Mischkammerkörper hinein mit definierter Größe festgelegt werden kann.It is advantageous to pass through the abrasive inlet to form an abrasive central tube that is in the abrasive middle inlet is used interchangeably. The Abrasi The middle inlet is towards the actual mixing chamber preferably tapered, so that a Abrasive inlet into the mixing chamber body can be set with a defined size.
Um diese Größe je nach Einsatzart der Vorrichtung variieren zu können, weist das Abrasivmittelrohr ein Außengewinde auf, das in ein entsprechendes, im Misch kammerkörper und/oder im Körperhalter ausgebildetes Innengewinde eingreift, so daß auf einfache Weise sehr schnell Abrasivmittelrohre unterschiedlicher Geometrien eingesetzt werden können. By this size depending on the type of use of the device to be able to vary, indicates the abrasive tube External thread on that in a corresponding, in the mixing chamber body and / or formed in the body holder Internal thread engages, so that very simple fast abrasive medium pipes of different geometries can be used.
Um die Eintrittsgeometrie des Wasser-Abrasivmittel-Ge misches in den Auslaß der Austrittsdüse bzw. den Misch kammerkörper nochmals den veränderten Bedingungen bei höherem Umgebungsdruck besser anpassen zu können, ist vorteilhafterweise die Mischkammer an ihrem zum Auslaß für das Wasser-Abrasivmittel-Gemisch weisenden Ende trichterförmig verjüngt ausgebildet.To the entry geometry of the water abrasive Ge mix into the outlet of the outlet nozzle or the mixer chamber body again with the changed conditions to be able to better adapt to higher ambient pressure advantageously the mixing chamber at its outlet for the end pointing towards the water-abrasive mixture funnel-shaped tapered.
Wie schon erwähnt, steht die Austrittsdüse aufgrund der auf sie wirkenden hohen mechanischen Einflüsse durch das Wasser-Abrasivmittel-Gemisch unter sehr hoher mecha nischer Beanspruchung. Aus diesem Grunde ist, wie allgemein üblich, die Austrittsdüse aus geeignetem Hartstoff hergestellt. Es kann aber auch sinnvoll und damit vorteilhaft sein, ebenfalls den Mischkammerkörper aus dem gleichen Hartstoff auszubilden, wenn beispiels weise der Mischkammerkörper und die Außtrittsdüse einstückig hergestellt werden, wobei dann der erhöhte Materialaufwand für den Mischkammerkörper vergleichs weise in den Hintergrund tritt gegenüber den Herstel lungskosten gesonderter Mischkammerkörper aus geson dertem Werkstoff.As already mentioned, the outlet nozzle is due to the high mechanical influences on them by the Water-abrasive mixture under very high mecha African stress. For this reason, how common practice, the outlet nozzle from a suitable Hard material manufactured. But it can also make sense and thus be advantageous, also the mixing chamber body to train from the same hard material if, for example as the mixing chamber body and the outlet nozzle be made in one piece, then the increased Comparative material expenditure for the mixing chamber body wise in the background steps towards the manufacturer costs of separate mixing chamber bodies from seon different material.
Zur Beeinflussung der Strahlgeometrie an der Austritts düse sowie des Abriebverhaltens der Austrittsdüsenboh rung ist vorteilhafterweise eine zusätzliche Fluidzuga beeinrichtung im Austrittsdüsenbereich vorgesehen. Dabei kann diese Zugabe über eine oder mehrere Fluidkanäle senkrecht oder unter einem spitzen Winkel in Strahl richtung zur Austrittsdüsenbohrung erfolgen oder über eine ringförmige Zugabegeometrie. Bei Verwendung einer nicht einstückig mit dem Mischkammerkörper ausgebildeten Abrasivdüse kann dieses vorzugsweise an der Teilungs stelle erfolgen. To influence the beam geometry at the outlet nozzle and the abrasion behavior of the outlet nozzle bore tion is advantageously an additional Fluidzuga device provided in the outlet nozzle area. Here this addition can be via one or more fluid channels vertically or at an acute angle in the beam direction to the outlet nozzle bore or via an annular addition geometry. When using a not integrally formed with the mixing chamber body Abrasive nozzle can preferably this on the division place.
Dabei kann durch die Fluidart und den Fluiddruck unter schiedliches Strahlverhalten erreicht werden. In der hier beschriebenen Vorrichtung kann neben der vorzugs weise trockenen Abrasivmittelzugabe, bestehend aus Abrasivmaterial und Luft oder Gas, auch die Naßzugabe, bestehend aus Wasser und Abrasivmaterial, zur Anwendung kommen. Der Druckbereich, in dem die Abrasivmittelzugabe vorteilhafterweise arbeitet, darf zwischen 1 und ca. 300 bar liegen.The type of fluid and the fluid pressure can different blasting behavior can be achieved. In the Device described here can in addition to the preferred wise dry abrasive, consisting of Abrasive material and air or gas, including wet addition, consisting of water and abrasive material, for use come. The pressure range in which the abrasive is added works advantageously, may be between 1 and about 300 bar.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die nach folgenden schematischen Zeichnungen anhand zweier Ausführungsbeispiele beschrieben. Darin zeigen:The invention will now be described with reference to the following schematic drawings based on two Described embodiments. In it show:
Fig. 1 im Schnitt einer erste Ausführungsform der Vorrichtung und Fig. 1 in section of a first embodiment of the device and
Fig. 2 im Schnitt eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung. Fig. 2 in section a second embodiment of the device.
Die Vorrichtung 10 besteht im wesentlichen aus einem Mischkammerkörper 120 sowie einem sogenannten Anschluß stück 121, das an einer freien Seite mit einer hier nicht dargestellten Druckleitung auf bekannte Weise verbunden ist. Das Anschlußstück 121 weist ein im wesentlichen zentral hindurchführendes Durchgangsloch auf, durch daß das über die nicht dargestellte Druck leitung herangeführte Wasser entsprechend dem Pfeil 15 hindurchgeht. Am unteren, der Mischkammer 12 zugewandten Ende des Anschlußstückes 121 ist ein Düseneinsatz 19 vorgesehen, der beispielsweise die aus einem Hartwerk stoff wie Saphir oder dergleichen hergestellte Was sereintrittsdüse 17 umfaßt. Der Düseneinsatz sitzt bei den hier beschriebenen Ausführungsformen der Vorrichtung 10 in einem am unteren Ende, bezogen auf die Figuren, ausgebildeten konischen Sitz im Anschlußstück 121. Der Düseneinsatz 19 weist ein durch diesen im wesentlichen zentral hindurchgehendes Durchgangsloch auf, wobei das eine Ende des Durchgangsloches, das zur Mischkammer 12 hinweist, einen Einlaß 13 des Wassers bzw. Wasserstrahls 15 in die Mischkammer 12 bildet.The device 10 consists essentially of a mixing chamber body 120 and a so-called connection piece 121 , which is connected on a free side to a pressure line, not shown here, in a known manner. The connector 121 has a substantially centrally passing through hole through which the water supplied via the pressure line, not shown, passes according to the arrow 15 . At the lower, the mixing chamber 12 facing end of the connector 121 , a nozzle insert 19 is provided, for example, the water inlet nozzle 17 made of a hard material such as sapphire or the like. In the embodiments of the device 10 described here, the nozzle insert is seated in a conical seat in the connecting piece 121 formed at the lower end, based on the figures. The nozzle insert 19 has a through hole which passes through it essentially centrally, the one end of the through hole which points towards the mixing chamber 12 forming an inlet 13 of the water or water jet 15 into the mixing chamber 12 .
Der Mischkammerkörper 120 ist im wesentlichen rotations symmetrisch in Form eines Zylinders ausgebildet. Dabei wird die eigentliche Mischkammer 12 durch eine zur Eintrittsdüsenachse 18 axiale Bohrung gebildet, die wassereintrittsdüsenseitig 19 durch die Wasserein trittsdüse 17 begrenzt wird. Die Wassereintrittsdüse 17 steht dabei in die Mischkammer hinein, wobei sich die Wassereintrittsdüse 17 mit einem flanschartigen Kragen 170 auf der oberen Begrenzungsfläche 123 des Mischkam merkörpers 120 aufstützt.The mixing chamber body 120 is essentially rotationally symmetrical in the form of a cylinder. The actual mixing chamber 12 is formed by an axial inlet to the nozzle axis 18 bore trittsdüse through the water inlet water enters the nozzle side 19 is limited 17th The water inlet jet 17 stands into the mixing chamber, the water inlet jet 17 with a flange-like collar 170 on the upper boundary surface 123 of the supports itself Mischkam merkörpers 120th
Die axiale Länge 122 der Mischkammer 12 liegt im Bereich von 2-8 mm, vorzugsweise im Bereich von 2-4 mm, wobei beispielsweise Kammerdurchmesser von 2-8 mm vorteilhaft sind.The axial length 122 of the mixing chamber 12 is in the range of 2-8 mm, preferably in the range of 2-4 mm, with chamber diameters of 2-8 mm, for example, being advantageous.
In die als Bohrung ausgebildete Mischkammer 12 wird das Abrasivmittel 160 in den vom Einlaß 13 zu einem Auslaß 14, der hier im Mischkammerkörper 120 ausgebildet ist, die Mischkammer 12 durchquerenden Wasserstrahl 15 auf bekannte Weise eingegeben.In the mixing chamber 12 designed as a bore, the abrasive 160 is introduced in a known manner into the water jet 15 passing through the mixing chamber 12 from the inlet 13 to an outlet 14 , which is formed here in the mixing chamber body 120 .
Die Wassereintrittsdüsenachse 18 und somit die des Wasserstrahls 15 muß, um eine optimale Energieübertra gung des Wasserstrahls 15 auf das Abrasivmittel 160 sicherzustellen, hochgenau axial zur Austrittsdüsenachse 24 bzw. zur Mischkammerkörperachse 124 ausgerichtet sein. The water inlet nozzle axis 18 and thus that of the water jet 15 must, in order to ensure optimum energy transfer of the water jet 15 to the abrasive 160 , be aligned with high precision axially to the outlet nozzle axis 24 or to the mixing chamber body axis 124 .
Der Mischkammerkörper 120 wird in einem Körperhalter 25 aufgenommen. Dieser wird auf seiner einen Seite 250 mit dem Anschlußstück 121 und auf der anderen Seite 151 mit einer Anschlagmutter 132 über dort jeweils ausgebildete Gewindeverbindungen 152, 153 verbunden. Der Mischkam merkörper 120 selbst ist im wesentlichen zylindrisch ausgebildet. Die im Körperhalter 25 durchlaufende Bohrung 254 ist ebenfalls im wesentlichen zylindrisch ausgebildet und ist derart bemessen, daß der Mischkam merkörper 120 in ihr mit radialem Spiel aufgenommen wird.The mixing chamber body 120 is received in a body holder 25 . This is connected on one side 250 to the connecting piece 121 and on the other side 151 to a stop nut 132 via threaded connections 152 , 153 formed there in each case. The mixing chamber body 120 itself is essentially cylindrical. The bore 254 passing through in the body holder 25 is likewise essentially cylindrical and is dimensioned such that the mixing chamber 120 is received in it with radial play.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausgestaltung der Vorrichtung 10 ist der Mischkammerkörper 120 einstückig mit der Austrittsdüse 21 ausgebildet, und zwar in der Verlängerung der nach Außen weisenden Verlängerung des Mischkammerkörpers 120. Die Anschlagmutter 32, die in ihrer Innenbohrung 33 einen Rezeß 34 aufweist, schließt den Mischkammerkörper 120, der an dieser Stelle ent sprechend im Durchmesser verjüngt ausgebildet ist, haltend ein. Die Innenbohrung 33 hat einen größeren Durchmesser als der Durchmesser der als Verlängerung im Mischkammerkörper 120 ausgebildeten Austrittsdüse 21, wobei der Durchmesser derart bemessen ist, daß die Austrittsdüse 21 mit Spiel durch die Innenbohrung 33 hindurchtritt.In the embodiment of the device 10 shown in FIG. 1, the mixing chamber body 120 is formed in one piece with the outlet nozzle 21 , specifically in the extension of the outward extension of the mixing chamber body 120 . The stop nut 32 , which has a recess 34 in its inner bore 33 , includes the mixing chamber body 120 , which is accordingly tapered in diameter at this point, holding a. The inner bore 33 has a larger diameter than the diameter of the outlet nozzle 21 formed as an extension in the mixing chamber body 120 , the diameter being dimensioned such that the outlet nozzle 21 passes through the inner bore 33 with play.
Im unteren Teil der Austrittsdüse 21 kann ein Fluidkanal 212 oder mehrere Fluidkanäle vorhanden sein, die recht winklig oder unter spitzem Winkel (hier unter 45°) zur Austrittsdüsenachse 24 verlaufen. Die Fluidkanäle stehen über einen Ringspalt 321 mit einem Fluidzugabeanschluß 36 in Verbindung. Ein Dichtringpaar 320 realisiert den Druckabschluß gegenüber der Umgebung. In the lower part of the outlet nozzle 21 there can be a fluid channel 212 or a plurality of fluid channels, which run at a right angle or at an acute angle (here at 45 °) to the outlet nozzle axis 24 . The fluid channels are connected via an annular gap 321 to a fluid addition connection 36 . A pair of sealing rings 320 realizes the pressure closure from the environment.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung 10 ist der Mischkammerkörper 120 getrennt von der Austrittsdüse 21 ausgebildet. In der dortigen Anschlagmutter 32 wird eine gesonderte Buchseneinrich tung 28 aufgenommen. Die Buchseneinrichtung 28 weist eine Bohrung 29 zum Durchtritt bzw. zur Aufnahme der Austrittsdüse 21 auf. Die Bohrungsachse 30 der Bohrung 29 kann zur Buchseneinrichtungsachse 31 exzentrisch ausgebildet sein, so daß Fehlertoleranzen aller Kompo nenten der Vorrichtung derart ausgeglichen werden können, daß eine axiale Ausrichtung der Eintrittsdüsen achse 18, der Mischkammerkörperachse 124 und der Aus trittsdüsenachse 24 erreicht wird und ein axialer Fehler zu null geht.In the embodiment of the device 10 shown in FIG. 2, the mixing chamber body 120 is formed separately from the outlet nozzle 21 . In the stop nut 32 there a separate Buchseneinrich device 28 is added. The bushing device 28 has a bore 29 for the passage or for receiving the outlet nozzle 21 . The bore axis 30 of the bore 29 can be formed eccentrically to the socket device axis 31 , so that fault tolerances of all components of the device can be compensated such that an axial alignment of the inlet nozzle axis 18 , the mixing chamber body axis 124 and the exit nozzle axis 24 is achieved and an axial error goes to zero.
Die Anschlagmutter 32 weist bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 an ihrem nach außen weisenden Ende ein Außengewinde 35 auf, auf dem eine mit einem Durchgangs loch 38 versehene Überwurfmutter 40 sitzt. Der Durch messer des Durchgangsloches 38 ist so bemessen, daß die Austrittsdüse 21 mit Spiel durch das Durchgangsloch 38 hindurchragt. Mittels Anschlagring 39 wird die Aus trittsdüse 21 in der Buchseneinrichtung 28 bzw. im Anschlagring 39 gehalten und mit seiner einen ebenen Begrenzungsfläche 210 gegen die untere Begrenzungsfläche 125 des Mischkammerkörpers 120 gedrückt und in dieser Stellung fixiert. Wie eingangs erwähnt, wird über einen Abrasivmitteleinlaß 16 in die Mischkammer 12 hinein das Abrasivmittel gefördert. Der Abrasivmitteleinlaß 19 wird durch ein darin einsetzbares Abrasivmittelrohr 161 gebildet, das ein Außengewinde 162 aufweist. Das Außen gewinde 162 greift in ein entsprechendes Innengewinde 225 ein, das entweder im Mischkammerkörper 120 und/oder im Körperhalter 25 ausgebildet sein kann. Der Abrasiv mitteleinlaß 16 ist zur Mischkammer 12 hin konisch verjüngt ausgebildet, womit einerseits unter Einschluß eines Dichtungsringes ein dichtender Abschluß zwischen Mischkammer 12 und der Umgebung geschaffen wird und andererseits definierte Öffnungsdurchmesser im Abrasiv mittelrohr entsprechend der gewünschten Abrasivmittel förderrate vorgesehen werden können. Das Abrasivmittel rohr 161 kann auf diese Weise sehr schnell ausgewechselt werden und den geforderten Bedingungen entsprechend ausgewählt werden.In the embodiment according to FIG. 2, the stop nut 32 has an external thread 35 at its outwardly facing end, on which a union nut 40 provided with a through hole 38 is seated. The diameter of the through hole 38 is dimensioned such that the outlet nozzle 21 projects through the through hole 38 with play. By means of the stop ring 39 , the exit nozzle 21 is held in the socket device 28 or in the stop ring 39 and pressed with its one flat boundary surface 210 against the lower boundary surface 125 of the mixing chamber body 120 and fixed in this position. As mentioned at the beginning, the abrasive is conveyed into the mixing chamber 12 via an abrasive inlet 16 . The abrasive agent inlet 19 is formed by an abrasive agent tube 161 which can be inserted therein and which has an external thread 162 . The external thread 162 engages in a corresponding internal thread 225 , which can be formed either in the mixing chamber body 120 and / or in the body holder 25 . The abrasive medium inlet 16 is conically tapered towards the mixing chamber 12 , which on the one hand creates a sealing seal between the mixing chamber 12 and the environment with the inclusion of a sealing ring and on the other hand defined opening diameter in the abrasive medium pipe can be provided according to the desired abrasive delivery rate. The abrasive tube 161 can be replaced very quickly in this way and selected according to the required conditions.
Durch einen entsprechend gewählten Anschlagring 39 kann ein definierter Abstand zwischen der Mischkammerkörper unterkante 210 und der Oberkante der Austrittsdüse 21 eingestellt werden. Über den dadurch entstehenden ringförmigen Spalt kann eine gezielte Fluidzugabe erfolgen. Die Fluidzuführung erfolgt über eine geeignete Bohrung in der Anschlagmutter.A correspondingly selected stop ring 39 can be used to set a defined distance between the lower edge 210 of the mixing chamber body and the upper edge of the outlet nozzle 21 . A targeted addition of fluid can take place via the resulting annular gap. The fluid is supplied through a suitable hole in the stop nut.
BezugszeichenlisteReference symbol list
10 Vorrichtung
11 Wasser-Abrasivmittel-Gemisch
12 Mischkammer
120 Mischkammerkörper
121 Anschlußstück
122 axiale Länge
123 obere Begrenzungsfläche
124 Mischkammerkörperachse
125 untere Begrenzungsfläche
126 Mischkammerkörperbohrung
13 Einlaß (Wassereintrittsdüse)
14 Auslaß (Austrittsdüse bzw. Mischkammerkörper)
15 Wasserstrahl
16 Abrasivmitteleinlaß
160 Abrasivmittel
161 Abrasivmittelrohr
162 Außengewinde
163 Abrasivmitteleinlaßachse
17 Wassereintrittsdüse
170 flanschartiger Kragen
18 Eintrittsdüsenachse
19 Wassereintrittsdüsenseite
20 Austrittsdüsenbohrung
21 Austrittsdüse
210 Begrenzungsfläche
212 Fluidkanal
22 trichterförmige Ausbildung
23 Düsenöffnung
24 Austrittsdüsenachse
25 Körperhalter
250 Seite
251 Seite
252 Gewinde
253 Gewinde
254 Bohrung
255 Innengewinde
26 Mischkammerinnenwand
28 Buchseneinrichtung
29 Bohrung
30 Bohrungsachse
31 Buchseneinrichtungsachse
32 Anschlagmutter
320 Dichtringe
321 Ringkanal
33 Innenbohrung
34 Rezeß
35 Außengewinde
36 Fluidzugabeanschluß
37 -
38 Durchgangsloch
39 Anschlagring
40 Überwurfmutter 10 device
11 Water-abrasive mixture
12 mixing chamber
120 mixing chamber body
121 connector
122 axial length
123 upper boundary surface
124 mixing chamber body axis
125 lower boundary surface
126 mixing chamber body bore
13 inlet (water inlet nozzle)
14 outlet (outlet nozzle or mixing chamber body)
15 water jet
16 Abrasive inlet
160 abrasives
161 abrasive center tube
162 external thread
163 Abrasive agent inlet axis
17 water inlet nozzle
170 flange collar
18 inlet nozzle axis
19 Water inlet nozzle side
20 outlet nozzle bore
21 outlet nozzle
210 boundary surface
212 fluid channel
22 funnel-shaped training
23 nozzle opening
24 outlet nozzle axis
25 body holders
250 page
251 page
252 thread
253 thread
254 hole
255 internal thread
26 mixing chamber inner wall
28 socket device
29 hole
30 bore axis
31 bushing device axis
32 stop nut
320 sealing rings
321 ring channel
33 inner bore
34 recessive
35 external thread
36 Fluid addition port
37 -
38 through hole
39 stop ring
40 union nut
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