DE3015393A1

DE3015393A1 - Mischblock zum einlassen eines brennbaren gasgemisches in einem brennraum

Info

Publication number: DE3015393A1
Application number: DE19803015393
Authority: DE
Inventors: hans-Jürgen 7255 Rutesheim Conrad; Wolfgang Dipl.-Ing. Dr. 7022 Leinfelden-Echterdingen Mauz; Walter 7012 Fellbach Schildhorn; Wolfgang 7146 Tamm Ulbricht
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1980-04-22
Filing date: 1980-04-22
Publication date: 1981-10-29

Description

Nischblock zum Einlassen eines brennbaren Gasgemisches
in einem Brennraum Stana der Technik Die Erfindung geht aus von einem Mischblock nach der Gattung des.Hauptanspruchs. Bei den besonders in Bezug genommenen, bekannten Maschinen zum thermischen Entgraten findet unter dem Einfluß von Wärme ein chemischer Prozeß statt. Beim thermischen Entgraten wird der abzutragende Werkstoff mit Sauerstoff oxidiert bzw. verbrannt. Der zum Entgraten notwendige Hitzeschock wird durch das Abbrennen eines Brenngas-Sauerstoff-Gemisches erzeugt, wobei Wasserstoff oder Erdgas bzw. Methan als Brenngas verwendet werden. Um die notwendige Energie freisetzen zu können, muß das Gasgemisch vor dem Entzünden komprimiert werden. Dies geschieht mit Hilfe von Dosierzylindern und Gaseinstoßzylindern. Die Vermischung und Zündung des Brenngas-Sauerstoff-Gemisches erfolgt in einem separaten Mischblock. Die Kompression der Gaskomponenten ist etwa gleich groß und entspricht gegen Ende der Füllung des Brennraums dem Druck, der für den jeweils optimalen Brennvorgang erforderlich ist.
Bei bekannten Einrichtungen erfolgte die Mischung der Gaskomponenten dadurch, daß die Gaskomponenten in frontal aufeinander zugeführten Bohrungen zusammentreffen und in einer gemeinsamen, senkrecht aazu angeordneten, gleich großen Bohrung in die Brennkammer geführt werden. Hierdurch wird jedoch eine unzureichende Vermischung der Gaskomponenten erreicht.
Vorteile der Erfindung Die erfindunggemäße Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß eine verbesserte Vermischung von Brenngas und Sauerstoff beim Dosieren in der Brennkammer erreicht wird. Dies geschieht insbesondere dadurch, daß eine Mischkammer vorgesehen ist, die nach dem Zyklonprinzip arbeitet. Infolge der tangentialen Zuleitung der Gaskomponenten entsteht eine starke Drallströmung und somit eine intensive Vermischung der Gaskomponenten. Die Strömung in der Mischkammer läßt sich als eine Überlagerung einer Rotationsströmung mit einer Durchflußströmung darstellen.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ist eine vorteilhafte Weiterbildung und Verbesserung des im Hauptanspruch angegebenen Mischblocks möglich.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Gaszuführungsbohrungen im gleichen Drehsinn und gegenüberliegend in die Mischkammer tangential einmünden. Hierdurch wirkt die Mischkammer als "Zyklonenmischer" und bewirkt eine intensive Vermischung der Gaskomponenten.
Weiterhin vorteilhaft ist es, die Mischkammer zylindrisch mit einem konisch verjüngten Anschlußteil auszubilden.
Hierdurch wird die Strömungsgeschwindigkeit in der Gasabführungsbohrung erhöht. Durch die konische Ausbildung der Mischkammer entsteht ein Staudruck am Übergang der Mischkammer zur GasabSührungsbohrul!g, was ebenfalls zur besseren Vermischung der Gaskomponenten beiträgt.
Die erfindungsgemäße Einrichtung ist selbstverständlich nicht auf eine Anlage zum thermischen Entgraten von Werkstücken beschränkt, da eine derartige Anlage zahlreiche Anwendungsgebiete hat. So kann mit der in der Beschreibung näher dargestellten Anlage ebenso z. B. das "Retikulieren von Schaunistofftl nach DE-Patent 1 504 096 oder das "Verfahren zum Entfernen von zusammenhängenden porösen Formen" nach dem DE-Patent 2 322 760 durchgeführt werden. Maßgeblich ist der Bearbeitungsvorgang an einem Werkstück mittels eines explosiven Gasgemisches in einer abgeschlossenen Kammer.
Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung mit Angabe weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen näher erläutert; Es zeigen Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Gesamtanlage zur Durchführung z. B. des Verfahrens zum thermischen Entgraten von Werkstücken, Fig. 2 einen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Kischblock.
Beschreibung der Erfindung Die in Fig. 1 dargestellte Anlage zum thermischen Entgraten von Werkstücken besteht aus einer Entgratkammer 10, in die das zu entgratende Werkstück 11 eingebracht ist. In der Entgratkammer 10 kann bei der Explosion des Gasgemisches ein Druck von ca. 700 bar und Temperaturen von 2 500 bis 3 500 OC auftreten.
Zur Erreichung des hohen Fülldrucks von z. B. 40 bar in der Kammer 10 werden die Gaskomponenten mittels eines Dosierzylinders 12 für Brenngas und eines Dosierzylinders 13 für Sauerstoff und einer Gaseinstoßvorrichtung 14 in die Brennkammer 10 eingebracht. Zwischen die Entgratkammer 10 und der Dcsier- und Druckeinrichtung 15 ist der erfindungsgemäße Mischblock 16 angeordnet. Der Mischblock 16 dient zur intensiven Vermischung der Gaskomponenten, wobei die Zündung und Überwachung des Gasgemisches ebenfalls im Mischblock 16 erfolgt.
Der in Fig. 1 und 2 dargestellte Mischblcck 16 besteht im wesentlichen aus den langen Gaszuführungsbohrungen 17, 18, die von Ventilen 19, 2C von der Dosier- und Druckeinrichtung 15 abgeschlossen sina. Wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, verlaufen die langen Gaszuführungsbohrungen 17, 18 für das Brenngas bzw. den Sauerstoff jeweils zweimal längs durch den Mischblock, wobei die Längsbohrungen durch jeweils eine Verbindungsbohrung 17 lo'verbunden sind. Die Bohrungen sind am Ende des Mischblockgehäuses durch Stopfen verschlossen.
Diese langen Gaszuführungsbohrungen sind notwendig zum Schutz der Ventile 19, 20 gegen Abbrand und Verunreinigungen.
Die von der Dosier- und Druckeinrichtung 15 kommenden Gaszuführungsbohrungen 17, 18 münden in eine Mischkammer 21, die erfindungsgemäß nach dem Zyklonprinzip ausgebildet ist. Die Mischkammer 21 besteht aus einer zylindrischen Bohrung 22 Im Mischblock 16 die mit Hilfe eines nicht näher dargestellten Stopfens von der einen Seite her verschließbar ist. Die Mischkammer 21 hat in ihrem breitesten Querschnitt einen Durchmesser, der ein Vielfaches der Durchmesser der Gaszuführungsbohrungen beträgt Vorzugsweise beträgt das Verhältnis der Durchmesser 1 : 2. Die Mischkammer 2r ist zylindrisch aufgebaut, wobei sich er der Gasabführungsbohrung zugewandte Teil konisch verjüngt.
Der den Konus einschließende Winkel beträgt vorzugsweise 900. Die thischkammer kann jedoch auch insgesamt konusartlg ausgebildet sein. Die Übergangsbohrung 24 von der Mischkammer 21 zur Gasabführungsbohrung 23 ist vorzugsweise verjüngt ausgeführt, um einen Staudruck in der rlischkammer 21 zu erzeugen. In die Gasabführungsbohrung 23 mündet die Zündkerze 25 sowie weitere nicht dargestellte Kontrolleinrichtungen wie Temper2turmeßfühler und dergleichen. Der Anschluß des Mischblocks zur Entgratkammer erfolgt über die Bohrung 26. Der Durchmesser der Gasabfü.hrungsbohrung 23 liegt zwischen demjenigen der Gaszuführungsbohrungen 17, 18 und dem der Mischkammer 21.
Die Gaszuführungsbohrungen 17, 18 für Brenngas bzw.
Sauerstoff münden tangential in die Mischkammer 21 ein. Die Einmündung in die Mischkammer 21 erfolgt dabei vorzugsweise in gleichem Drehsinn und gegenüberliegend.
Maßgebend ist die tangential& Einmündung in die Mischkammer zur Erreichung einer zyklonartigen Vermischung der Gaskomponenten in der Mischkammer 21. Infolge der tangentialen Zuleitung der Gaskomponenten entsteht eine starke Drallströmung. Es kommt zu einer Überlagerung einer Rotationsströmung mit einer Durchflußströmung, wobei durch die enge Übergangsbohrung 24 (Durchmesser # Durchmesser der Gaszuführungsbohrungen ;7, 18) ein Staudruck in der Mischkammer erzielt wird. Dies sammeln ergibt eine intensive Vermischung von Brenngas und Sauerstoff und somit ein zündfählges Gemisch. Durch die enge Übergangsbohrung 24 wird außerdem erreicht, daß bei Zündung des Gasgemisches durch die Zündkerze 25 eine Drosselstelle in Richtung Mischkammer 21 für das gezündete Gas vorhanden ist.

Claims

Ansprüche 1. Mischblock zum Einlassen eines aus mindestens zwei womponer,ten bestehenden brennbaren Gasger£sches in einen Brennraum, insbesondere den Brennrau,. einer Maschine zum thermischen Entgraten von Werkstücken, mit einem Gehäuse mit mindestens zwei Gaszuführungsbohrungen für die Gaskomponenten und wenigstens einer Gascbführungsbohrung zur Weiterleitung des brennbaren Gemisches zum Brennraum, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaszuführungsbohrungen (17, 18) tangential in eine Mischkammer (21) einmünden und daß die mit der Mischkammer (21) verbundene Gasabführungsbohrung (23) axial zur Mischkammer (21) angeordnet ist.
2. Mischblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischkammer (21) als zylindrische Eohrung (22) mit konischer Verjüngung (27) ausgebildet ist.
3. Mischblock nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die GaszuSührungsbohrungen (17, 18) im gleichen Drehsinn in die Mischkammer (21) einmünden.
4. Mischblock nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaszuführungsbohrungen (17, 18) gegenüberliegend in die Mischkammer (21) einmünden.
5. Mischblock nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis li, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Ivlischkammer (21) ein Vielfaches, vorzugsweise das zweifache des Durchmessers der Gaszuführungs- (17, 18) und/oder der Gasabführugsbohrung (23) beträgt.
6. Mischblock nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischkammer (21) in Form eines Zyklons ausgebildet ist.
7. Mischblock nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang von der Mischkammer (21) zur Gasabführungsbohrung (23) in Form eines Kegels (27) ausgebildet ist.
8. Wischblock nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen .ischkammer (21) und Gasabführungsleitung (23) eie Drosselstelle (24) vorhanden ist.