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  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:

    公开号:WO1986005258A1
    申请号:PCT/DE1986/000045
    申请日:1986-02-08
    公开日:1986-09-12
    发明作者:Hans-Jürgen Conrad
    申请人:Robert Bosch Gmbh；
    IPC主号:B23D79-00
    专利说明:
    [0001] Mischblock für ein brennbares Gasgemisch
    [0002] Stand der Technik
    [0003] Die Erfindung geht aus von einem Mischblock nach der Gattung des Patentanspruchs 1. Bei den besonders in Bezug genommenen bekannten Anlagen zum thermischen Entgraten findet unter dem Einfluß von Wärme ein chemischer Prozeß statt. Der abzutragende Werkstoff wird mit Sauerstoff oxydiert und verbrannt. Der zum Entgraten notwendige Hitzeschock wird durch Abbrennen eines Brenngas-Sauerstoffgemisches erzeugt, wobei z.B. Wasserstoff oder Erdgas bzw. Methan als Brenngas verwendet werden können. Damit die notwendige Energie freigesetzt wird, muß das Gasgemisch vor dem Zünden komprimiert werden. Dies geschieht in der Regel mit Hilfe von Dosierzylindern und Gaseinstoßkolben. Die Vermischung der Gaskomponenten und Zündung des Gasgemisches erfolgt im einem Mischblock, der einen Mischraum sowie eine Zündvorrichtung zum Zünden des Gasgemisches enthält.
    [0004] Die ordnungsgemäße Zündung und schnelle Verbrennung des Gasgemisches hängt u.a. entscheidend von einer guten, gleichmäßigen Durchmischung der Gaskomponenten im Bereich der Zündstelle und des Brennraums der Werkstück-Bearbei... tungskammer ab. Durch die DE-OS 30 15 393 ist es bekannt, die Gemischaufbereitung dadurch zu verbessern, daß die Zuleitungen für die Gaskomponenten tangential in den als Bohrung ausgebildeten Mischraum der Mischkammer einmünden. Hierdurch entsteht eine starke Drallstromung und somit eine intensive Vermischung der Gaskomponenten. Ein solcher Mischblock ist jedoch aufgrund der für die tangentiale Einleitung der Gaskomponenten erforderlichen Geometrie der Zuleitungen und des Mischraums verhältnismäßig voluminös und dementsprechend teuer.
    [0005] Vorteile der Erfindung
    [0006] Der erfindungsgemäße Mischblock mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß die Gasströme vor ihrem Eintritt in den Mischraum durch die Düsenanordnung so geformt und umgelenkt werden können, daß eine innige und gleichmäßige Vermischung der Gaskomponenten stattfindet. Darüber hinaus erbringt die erfindungsgemäße Düsenanordnung den Vorteil, daß die Zuleitungen für die Gaskomponenten und der Mischraum hinsichtlich ihrer gegenseitigen Anordnung nicht an eine bestimmte Geometrie gebunden sind, was sich auf Grosse und konstruktive Ausgestaltung des Mischblocks günstig auswirkt.
    [0007] Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Patentanspruch 1 angegebenen Mischblocks möglich. Besonders vorteilhaft hinsichtlich kostengünstiger Herstellung und kompakter Bauweise der Anlage ist es, daß als Mischraum der Brennraum einer Werkstück-Bearbeitungskammer dient, deren Wände mit Aufnahmen für die Düsenanordnung und für eine Zündvorrichtung zum Zünden des Gasge... misches versehen sind. Durch die DE-PS 21 22 221 ist es zwar bekannt, den Brennraum einer Werkstück-Bearbeitungskammer gleichzeitig als Mischraum für die Gaskomponenten zu verwenden, jedoch münden dort die als parallele Bohrungen im Kopfteil der Bearbeitungskammer ausgebildeten Zuleitungen für die Gaskσmponenten unmittelbar in den Brennraum, was zur Folge hat, daß die Gase nur unzureichend miteinander vermischt werden. Die Gemischaufbereitung erfolgt bevorzugt durch eine Düsenanordnung, die aus einer eine Gaskomponente führenden Spaltdüse, vorzugsweise einer Ringspaltdüse, und einer auf den aus der Spaltdüse austretenden Gasstrom gerichteten Mehrlochdüse für eine zweite Gaskomponente besteht. Durch diese Düsengeometrie wird die aus der Mehrlochdüse austretende Gaskomponente in den Strom der aus der Spaltdüse austretenden Gaskomponente injiziert. Es entsteht ein gut zündfähiges Gemisch. Zur Bildung des Ringspalts kann eine in einer Wand des Mischraums angebrachte Bohrung und ein in diese zentrisch eingesetzter Rundbolzen aus hitzebeständigem Material verwendet werden. Solche Bolzen sind verhältnismäßig kleine, einfach herzustellende Bauelemente, deren Austausch als hoch beanspruchte Verschleißteile mit geringen Kosten möglich ist. Das dem Mischraum zugekehrte Ende des Bolzens hat zweckmäßigerweise einen Überstand gegenüber der die Bohrung für den Bolzen aufweisenden Wandfläche des Mischraums, wobei im Bereich dieses Überstandes die Mehrlochdüse im bzw. am Bolzen angebracht ist. Dadurch entfallen zusätzliche Bauteile für die Herstellung der Mehrlochdüse.
    [0008] Zeichnung
    [0009] Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung mit Angabe weiterer Vorteile näher erläutert. Es zeigen Figur 1 den schematischen Aufbau einer Anlage zum ther... mischen Entgraten von Werkstücken, Figur 2 einen Längsschnitt durch die Werkstück-Bearbeitungskammer der Anlage nach Figur 1 , Figur 3 einen Querschnitt durch einen Teil eines in der Werkstück-Bearbeitungskammer angeordneten Bolzens im Bereich einer in ihm ausgebildeten Mehrlochdüse, Figur 4 einen Querschnitt durch einen Bolzen mit einer von Figur 3 unterschiedlichen Ausgestaltung einer Mehrlochdüse.
    [0010] Beschreibung der Ausführungsbeispiele
    [0011] In Figur 1 ist mit 1 eine Bearbeitungskammer bezeichnet, in deren Brennraum 2 sich ein zu entgratendes Werkstück 3 befindet. Das Werkstück 3 ruht auf einem in Richtung des Doppelpfeils 4 bewegbaren Schließteller 5, welcher vor dem Füllen des Brennraums 2 mit einem Brenngas-Sauer stoffgemisch und Zünden desselben an die Stirnfläche der Bearbeitungskammer 1 angelegt wird. Zwischen Teller 5 und Stirnfläche ist eine Dichtung 6 angeordnet..
    [0012] Die Gaskomponenten des Brenngas-Sauer stoffgemisches werden über einen Dosierzylinder 7 für Brenngas bzw. einen Dosierzylinder 8 für Sauerstoff mittels je eines Gaseinstoßkolbens 9 bzw. 10 in den als Mischraum dienenden Brennraum 2 eingebracht. Die Kolben 9, 10 sind durch ein Joch 11 miteinander gekoppelt, so daß sie unter dem Einfluß einer am Joch angreifenden Kraft Hübe gleicher Größe ausführen.
    [0013] Von den Dosierzylindern 7, 8 führt je eine druckfeste Leitung 12 bzw. 13 in einen Ventilblock 14 , der aus einem massiven Metallblock besteht. Die Leitungen 12, 13 münden in je eine Anschlußbohrung 15 bzw. 16 im Ventilblock 14, an die sich Bohrungen 17 bzw. 18 anschließen. Die Bohrungen 17, 18 finden ihre Fortsetzung in den Kopfteil der Be... arbeitungskammer 1 durchquerenden Bohrungen 19 bzw. 20, welche das Brenngas bzw. den Sauerstoff in den Brennraum 2 der Kammer leiten. Zum Zünden des im Brennraum 2 befindlichen Gasgemisches dient eine Zündkerze 21 (Figur 2), die in einer Hülse 22 sitzt, welche in einer in der Seitenwand der Kammer 1 vorgesehenen Bohrung 23 befestigt ist. Zwischen den Bohrungen 15, 17 und 16, 18 befindet sich je ein Ventil 24 , 25 bzw. 26, 27. Diese Ventile werden am Beginn des Gaseinstoßvorgangs geöffnet und nach Abschluß des Gaseinstosses, wenn die Kolben 9, 10 ihre Endstellüng erreicht haben und sich kein Gas mehr in den Zylindern 7, 8 befindet, wieder geschlossen.
    [0014] In einer zentrischen Bohrung 28 des Kopfteils der Bearbeitungskammer 1 ist ein zylindrischer Bolzen 29 aus hitzebeständigem Material befestigt. Der Bolzen 29 besteht aus zwei Teilen 30, 31, die miteinander verschweißt sind und unterschiedliche Durchmesser haben. Das obere Teilstück 30, dessen Durchmesser demjenigen der Bohrung 28 entspricht, hat eine Ringnut 32, in welche die Sauerstoff führende Bohrung 19 mündet. Außerdem ist dieses Teilstück mit einer zentrischen Vertikalbohrung 33 und einer von dieser abgehenden Querbohrung 34 versehen, die den Anschluß an die Brenngas führende Bohrung 20 herstellt.
    [0015] Das untere Teilstück 31 des Bolzens 29 hat einen etwas kleineren Durchmesser als die Bohrung 28. Dadurch entsteht ein Ringspalt 35- durch den der über die Bohrung 19 und die Ringnut 32 zugeführte Sauerstoff als die eine Gaskomponente in den als Mischraum dienenden Brennraum 2 eintritt. Es bildet sich dabei eine das Teilstück 31 des Bolzens umgebende Mantelströmung aus. Das Teilstück 31 hat eine mit der Vertikalbohrung 33 des Teilstücks 30 fluchtende Sacklochbohrung 36. Von dieser Bohrung gehen mehrere Radialbohrung 37 ab, welche im Bereich der Umfangsfläche des Teilstücks 31 in den Brennraum 2 mün... den. Das dem Brennraum 2 zugekehrte Ende des Teilstücks 31 hat einen Überstand a gegenüber der die Bohrung 28 für den Bolzen 29 aufweisenden Wandfläche 38 des Brennraums 2, in dessen Bereich die Bohrungen 37 austreten. Die Bohrungen sind im Ausführungsbeispiel leicht nach unten geneigt. Sie bilden zusammen eine Mehrlochdüse, welche das Brenngas strahlenförmig in den aus dem Ringspalt 35 austretenden Sauerstoff-Mantelstrom injiziert. Dadurch wird eine innige, gleichmäßige Vermischung der beiden Gaskomponenten erzielt und ein gut zündfähiges Gemisch hergestellt.
    [0016] Bei dem in Figur 4 in einem Querschnitt dargestellten Teilstück 31 des Bolzens 29 sind die Radialbohrungen 37 durch Stopfen 39 verschlossen. Von den Radialbohrungen 37 gehen Bohrungen 40 ab, die tangential in den Brenn- und Mischraum 2 einmünden. Die Einmündung in den Raum 2 erfolgt dabei in gleichem Drehsinn. Infolge der tangentialen Zuleitung der durch die Bohrungen 40 austretenden Gasstrahlen entsteht eine starke Drallströmung. Es kommt zu einer Überlagerung einer Rotationsströmung mit einer Axialstromung, wobei die Axialströmung der mantelförmige Gasstrom ist, der durch den Ringspalt 35 gebildet wird. Dies zusammen ergibt eine intensive Vermischung von Brenngas und Sauerstoff und somit ein sehr zündfreudiges Gemisch.
    [0017] Anstatt in einer Werkstück-Bearbeitungskammer könnte die Düsenanordnung auch in einem separaten, an die Kammer angeflanschten Mischblock angebracht sein, welcher eine Zündvorrichtung sowie einen Mischraum hat, an den sich eine in den Brennraum der Werkstück-Bearbeitungskammer mündende Gaszuleitung anschließt. Die Bauart des Ausführungsbeispiels erbringt demgegenüber den Vorteil, daß der Brennraum der Werkstück-Bearbeitungskammer zugleich als Mischkammer für die Gaskomponenten dient und ein separa. . . ter Block lediglich noch die Ventile zu enthalten braucht, welche während des Entgratprozesses die Gaszuleitungen verschließen und den Brennraum von der Gasversorgung trennen. Die dem Brennraum 2 zugekehrte Stirnfläche des Bolzens 29 wirkt als Prallfläche, die den Ventilblock 14 gegen die bei der Explosion des Gasgemisches auftretende Druck-und Hitzewelle schützt und dadurch dessen Standzeit erhöht.
    [0018] Durch die Verwendung eines als Verschleißteil konzipierten Rundbolzens läßt sich auf überraschend einfache Weise eine Düsenanordnung realisieren, welche den Gasströmen vor ihrem Eintritt in den Mischraum eine deren Vermischung fördernde Form und Richtung aufzwingt. Die Mantelfläche des Bolzens bildet zusammen mit der Wand der den Bolzen aufnehmenden Bohrung eine Ringspaltdüse für die eine Gaskomponente, während die im Bolzen angebrachten Radialbohrungen eine Mehrlochdüse bilden, welche die austretenden Gasstrahlen in den durch den Ringspalt 35 erzeugten mantelförmigen Gasstrom injiziert.
    [0019] Die Anlage, wie sie in Figur 1 dargestellt ist, eignet sich nicht nur zum thermischen Entgraten von Werkstücken, sondern ist ebenso für weitere Anwendungsgebiete geeignet. So kann mit einer derartigen Anlage das Verfahren des Retikulierens von Schaumstoff nach DE-Patent 15 04 096 oder das Verfahren zum Entfernen von porösen Formen z.B. nach DE-Patent 23 22 760 durchgeführt werden. Es gibt noch zahlreiche weitere Anwendungsgebiete, bei welchen Werkstücke durch ein explosives Gasgemisch bearbeitet werden. Der Schutz der erfindungsgemäßen Vorrichtung erstreckt sich selbstverständlich auch auf diese weiteren Anwendungsgebiete.
    权利要求:
    ClaimsAnsprüche
    1. Mischblock für ein ein aus mindestens zwei Komponenten bestehendes brennbares Gasgemisch zum Behandeln von Materialien mittels Temperatur- und Druckstößen durch Zünden des Gasgemisches, insbesondere für thermische Entgratanlagen, welche einen Mischraum, eine Zündvorrichtung sowie in den Mischraum mündende Zuleitungen für die Gaskomponenten enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitungen in ihrem Mündungsbereich mit einer Düsenanordnung (35, 37, 40) versehen sind, welche den Gasströmen vor ihrem Eintritt in den Mischraum (2) eine deren Vermischung fördernde Form und Richtung aufzwingt.
    2. Mischblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Mischraum (2) der Brennraum einer Werkstück-Bearbeitungskammer (1) dient, deren Wände mit Ausnehmungen (28, 23) zur Aufnahme der Düsenanordnung (35, 37, 40) und einer Zündvorrichtung (21) zum Zünden des Gasgemisches versehen sind.
    3. Mischblock nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenanordnung (35, 37, Uθ) aus einer eine Gaskomponente führenden Spaltdüse, vorzugsweise einer Ringspaltdüse (35), und einer auf den aus der Spaltdüse austretenden Gasstrom gerichteten Mehrlochdüse (37, 40) für eine zweite Gaskomponente besteht.
    ...
    4 . Mischblock nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspalt (35) durch eine in einer Wand des Mischraums (2) angebrachten Bohrung (28) und einem in diese zentrisch eingesetzten Rundbolzen (29) aus hitzebeständigem Material gebildet wird.
    5. Mischblock nach Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspalt (35) über eine im Bolzen (29) ausgebildete Ringnut (32) an die Gaszuleitung (19) angeschlossen ist.
    6. Mischblock nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Mischraum (2) zugekehrte Ende (31) des Bolzens (29) einen Überstand (a) gegenüber der die Bohrung (28) für den Bolzen aufweisenden Wandfläche (38) des Mischraums hat, und daß im Bereich dieses Überstandes die Mehrlochdüse (37, 40 ) im bzw. am Bolzen angebracht ist.
    7. Mischblock nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (29) eine an die Gaszuleitung (20) angeschlossene Zentralbohrung (33, 36) hat, von welcher die die Mehrlochdüse bildenden Radialbohrungen (37) abgehen, die im Bereich des Überstandes (a) in den Mischraum (2) münden.
    8. Mischblock nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Zentralbohrung (33, 36) abgehenden Bohrungen (37) der Mehrlochdüse bezüglich der Längsachse des Bolzens (29) zum Mischraum (2) hin geneigt verlaufen.
    9. Mischblock nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Zentralbohrung (33, 36) abgehenden Radialbohrungen (37) durch Stopfen (39) verschlossen sind, und daß von den Radialbohrungen Bohrungen (40) abgehen, die tangential in den Mischraum (2) einmünden.
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    法律状态:
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    1986-09-12| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LU NL SE |
    1986-10-10| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1986901045 Country of ref document: EP |
    1987-03-18| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1986901045 Country of ref document: EP |
    1988-08-17| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1986901045 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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