JPH05507242A - ブラスト装置の改良 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ブラスト装置の改良 この発明は微細粒子を圧縮空気流で加工物に吹き付ける装置の改良に関する。

発明の背景 標準のサンドブラスト装置は、砂のような噴射媒体の粒子が入っている圧力容器 、すなわちブラストポットを備え、この容器はホースによって圧縮空気源に接続 され、ブラストボットから送られる噴射媒体を計量する手段を具備し、この計量 手段は前記輸送ホースの圧力と同じかもしくはわずかに高い圧力で作動する。砂 ／圧縮空気混合物はノズルへ送られ、ノズルにおいて砂粒子が加速されて加工物 に吹き付けられる。砂などの噴射媒体の流量は、装置の大きさによって決定され 葛。市販されているサンドブラスト装置は、一般に、２０〜３０ボンド／分の媒 体流量を採用している。一般に、約１．２ボンドの砂が約１．０ボンドの空気と ともに用いられ、その結果１．２０のレーションが得られる。

筐料のようなコーティングを除去するとか、またはアルミニウム、マグネシウム 、プラスチック複合体などのような表面を清浄化する必要がある場合に、塩化ナ トリウムおよび炭酸水素ナトリウムのような無機塩を含む余り侵食的でない研磨 材を、従来のサンドブラスト装置に使用することができる。上記の余り侵食的で ない研磨材に必要な媒体流量はサンドブラストに採用する流量よりかなり低く、 同じ装置を使って約０．５〜約１０．０ボンド／分の範囲内と決定されている。

そのため媒体：空気の比率は約０．０５〜０．２５の範囲内という、より低い比 率にする必要がある。

しかし、従来のサンドブラスト装置を使用する場合、このような低流量で連続流 を維持するには、いくつもの困難に遭遇する。炭酸水素ナトリウムのような媒体 の微細粒子は、その本来の性質のために、空気装置で輸送することは困難である 。さらにこれらの粒子は、サンドブラストに使用される圧縮空気にとっては一般 的なことであるが、含水雰囲気に暴露されると凝集する傾向がある。上記炭酸水 素塩には、流動を改善するために疎水性シリカのような流動助剤が添加されてい るが、炭酸水素塩材料のノズルに対する実質的に均一な流れは現在に至るまで得 ることはできなかった。噴射媒体の流れが変動すると一定でない仕上りになり、 さらに付着物除去時間が増大し、いくぶん繊細な表面は損傷することもある。

したかって、従来市販されているサンドブラスト装置に類似の形態を用い、約０ ．０５〜０．２５の媒体：空気重量比をもたらす流量にて、予測可能な方式で制 置可能な均一な流量で噴射媒体を送ることができるブラスト装置を入手すること が要望されている。

発明の要約 従来のブラスト装置を改良して、圧力調整機を通じてブラストポットへ送る管路 空気の別個のソースを設け、輸送ホースに与えられる圧力より高い圧力をブラス トボットに与えるようにする。この差圧は、ブラストボットと輸送ホースの間に 位置する予め決められた面積を有するオリフィスで維持される。このオリフィス は、噴射媒体と比較的少量の空気が、プラストボットから、輸送ホースへ次いで ノズルへ、最終的に加工物に至る出口を備えている。この空気差圧は、適切な面 積を有するオリフィスによって一般に１．０〜５．０ｐｓｉの間で作動するが、 制御された方式で許容できる媒体流量が得られる。

図面の簡単な説明 図１はこの発明によって改良されたブラスト装置を示す。

図２と図３は媒体流量対圧力のグラフである。

発明の詳細な説明 平均粒径が５０〜１０００ミクロン、好ましくは約２５０〜３００ミクロンの炭 酸水素塩のような物質の微細粒子を均一な流量で供給するためには、ブラストホ ース圧を含めてブラストボット内の圧力はノズルに対して正の圧力でなければな らない。その圧力は一般に約２０〜１２５ｐｓｉｇの範囲内にある。

プラストポットと輸送ホースはほぼ同じ圧力で作動するので、従来のサンドブラ スト装置内の噴射媒体の流量は自然送りと計量弁によって制御される。本発明の 発明者らは、そのプラストボットがブラスト輸送ホース圧に対して小さな差圧下 にあり、その差圧が正と負の間を変動していることを見出した。その結果噴射媒 体の流量も差圧の変動に応答して変動していた。さらに、この発明によれば、差 圧計を輸送ホースとプラストポットの間に設置して、その差圧が直接監視される 。その差圧は、１０〜１２５ｐｓｉｇもしくはそれ以上のホース圧において、供 給空気圧によって、圧力調整機を用いて厳密に制御することができる。

この発明は流量が変動する上記の原因を排除し、また従来の装置を改良して、噴 射媒体を、約０．５〜ｌＯボンド／分、好ましくは約５ボンド／分までの低流量 で扱えるようにする。

この発明を図１を参照して説明する。例示した噴射媒体は炭酸水素ナトリウムで あるが、炭酸水素カリウム、炭酸水素アンモニウム、塩化ナトリウムおよびその 外の水溶性塩のごとき他の噴射媒体もこの発明に含まれる。

図１において、ブラスト装置ｔ８はプラストボット１０を備え、このボットには 噴射媒体１２が部分的に充填されている。プラストボット１０は約６立方フイー トの空洞を適切に備え、弁１６によって制御される媒体出口管路１４で終ってい る。媒体制御面積は、一般にオリフィス板１８に限定されないが、媒体１２の流 量を所望の流量に制限する。管路２０は圧縮空気源（図示せず）に接続され、圧 縮空気源はモニタ２２の入口で監視される。空気弁２４は遠隔操作オンオフ弁で あり、空気流をノズルに送り、媒体カットオフ弁の開閉を行う。ノズル圧調整弁 ２６は、装置が作動中、モニタ２８によってノズル圧を調整する。ノズル圧調整 弁２６は所望のノズル圧を維持することができる。ノズル圧モニタ２８は、制御 された圧力をノズル３０にかけることができ、そのノズルののど部の直径は約０ ．５インチが適切である。差圧ゲージ３２が、プラストポット１．０と輸送ホー ス３４との間の差圧を監視する。

ボンド圧調整機３６は、ゲージ３８て測定されるか、輸送ホース３４内の圧力よ り高い圧力を与えるために使われ、したがって、差圧を差圧ゲージ３２によって 監視することができる。加工物の保護と冷却およびダストの制御を行うオプショ ンの装置が水注入管路４０によって設けられその管路が水をノズル３０に注入す る。

作動中、噴射媒体は媒体出口管路−と弁１６を通じてオリフィス板１８に送られ 、このオリフィス板は圧縮空気管路２０への媒体の流量を調整する。そのオリフ ィスの開口は直径を約０．０６３インチから約０．１５６インチまで変えること ができ、すなわちその面積に相当する開口が０．０６３〜０．１５６インチの直 径の円形オリフィスで与えられる。好ましくは、その開口は、平均粒径が約７０ ミクロンの炭酸水素ナトリウム媒体に対しては約０．１２５インチの開口が対応 し、および平均粒径が約２５０〜約３００ミクロンの媒体に対しては０．１５６ インチの開口が対応している。媒体出口管路１４と輸送ホース３４の間には、約 １〜５　ｐｓｉｇ、好ましくは約２〜４　ｐｓｉｇの正の圧力が常に維持される 。圧縮空気源も空気管路２０に供給されるが、弁２４と２６によって所望の空気 圧とノズル圧にそれぞれ調整されるが、その圧力は約１５〜約１２５ｐｓｉｇの 範囲が好ましい。ポット圧調整機３６は、プラストボット１０の頂部への圧力を 調整し、さらに噴射媒体１２の流量を確実に制御しかつ均一にする。マノメータ などの差圧ゲージ３２は差圧を測定し、その差圧はオリフィス１８を通過して流 れる媒体の量に比例している。噴射媒体、圧縮空気および水がノズル３０に送ら れ、均−で制置可能な流量で、加工物（図示せず）に吹き付けられる。

６４ｐｓｉｇの圧力および約２ボンド／分の供給流量の炭酸水素ナトリウム媒体 、・拳ｐｓｉｇのノズル圧ならびに２００ｐｓｉの水圧の流れを、ノズルのオリ フィスから１８インチ離れて位置する２フイート×２フイートの大きさで０．０ ３２インチの厚みの塗装されたアルミニウムパネルに吹き付けた。そのパネルは 、４分間で塗料がはがれかつすべての腐食生成物が除去され、アルミニウムパネ ルには全く損傷がなかった。

図２は、１〜５ボンド／分の媒体流量対１　ｐｓｉから５　ｐｓｉまで変化する 差圧（ｐｓｉ）のグラフである。そのデータ点は、平均粒径が約６５ミクロンの 炭酸水素ナトリウムの媒体、６０ｐｓｉのノズル圧および５７３２インチのオリ フィス開口を用いて作成した。

媒体の流量が差圧に対して直線的に変化することは明らかである。

図３は、平均粒径が２５０ミクロンの炭酸水素ナトリウムの媒体を用いた場合の 媒体流量（ボンド７分）対異なる差圧（ｐｓｉ）のグラフである。やはり媒体の 流量は差圧に対して直線的に変化している。

この発明の装置には、コーティングと同時に表面の腐食生成物が除去されるので 、別個の手動による研磨もしくは溶媒にある溶解法が排除されるという追加の利 点がある。さらにこの発明の装置は、従来、別個の特別の技法を必要とした、継 目、リベット、ねじなどのまわりの領域を含む繊細な金属部分の表面からｍ＄６ ）などのコーティングを効率的かっ有効に除去した。この発明の装置は、ロボッ ト工学で、効率的かつ制置可能に利用することができる。

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丈某体＊％、ｉｂ／ｋｉル 要　約 従来の工業用加圧式ブラスト装置（８）を、ブラストポットの圧力が、噴射媒体 と空気を混合しその混合物をノズルに送り次いで加工物に送る管路の圧力より大 きくなるよう制御できるように改良する。固定されているが容易に変更しつる面 積を有する噴射媒体制御装置（１８）が、プラストポット（１０）と噴射媒体／ 空気混合管路（２０）の間に配置され、媒体の流量を計量し、プラストポットと 該管路間の圧力差を維持する。その結果約１０ボンド／分より小さい低流量が必 要な場合はいつでも、噴射媒体の流量を制御することができる。

手続補正書 ■、事件の表示 平成３年特許願第５０８０１２号 （ＰＣＴ／ＵＳ　９１１０２３３２） ２、発明の名称 ブラスト装置の改良 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　米国、ニューシャーシー　０８５４０．プリンストン、ノース　ハリワ ン　兵学す冨ネ　４６９名　称　チャーチ　アンド　ドウエイ　カンパニーイン コーホレーテッド 代表者　ビラウスキー、マーク　ニー。

４、代理人〒５３０ 住　所　大阪市北区西天満５丁目１−３クォーター・ワンビル５、補正命令の日 付　自　発 ６、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 ７、補正の内容 国際調査報告

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. １．噴射媒体が入っている圧力容器、 圧力容器と流体連通している、噴射媒体を同伴輸送するための圧縮空気源、 圧縮空気源および圧力容器と流体連通し、噴射媒体と圧縮空気流を混合する輸送 管路、 輸送管路に接続され、圧縮空気と噴射媒体の混合物を放出するノズル、 輸送管路と圧力容器を、圧縮空気源に接続する空気管路、および 圧力容器を輸送管路に接続する出口管路、からなる、平均粒径が約５０〜１００ ０ミクロンの微細粒子で構成された噴射媒体を送るブラスト装置であって；セン サ手段が出口管路と輸送管路に接続して設けられ、このセンサ手段が出口管路と 輸送管路間の圧力差を監視し、圧力調整手段が前記センサ手段に接続して設けら れ、この圧力調整手段が、空気管路に接続している別個の圧力容器圧力調整手段 、および輸送管路と接続している輸送管路圧力調整手段を備え、圧力容器内と輸 送管路内の圧力を調整し、かつ圧力容器と輸送管路間の予め選択された正の圧力 差を維持する、ことからなる改良がなされたブラスト装置。
2. ２．センサ手段が、圧力容器を、この圧力容器に接続している出口管路において 監視する請求項１記載のブラスト装置。
3. ３．噴射媒体が約２５０〜３００ミクロンの平均粒径を有する請求項１記載のブ ラスト装置。
4. ４．噴射媒体が炭酸水素ナトリウムである請求項１記載のブラスト装置。
5. ５．前記の予め選択された圧力差が１．０〜５．０ｐｓｉｇの範囲内にある請求 項１記載のブラスト装置。
6. ６．前記の予め選択された圧力差が２．０〜４．０ｐｓｉｇの範囲内にある請求 項１記載のブラスト装置。
7. ７．前記の予め選択された圧力差が、ノズルを通じて均一な流量を維持するため に選択される請求項１記載のブラスト装置。
8. ８．前記の均一な流量が、噴射媒体の０．５〜１０．０ポンド／分の流量である 請求項７記載のブラスト装置。
9. ９．平均粒径が約５０〜１０００ミクロンの微細粒子からなる多量の噴射媒体を 圧力容器内に入れ、 圧力容器と圧縮空気源との間を流体連通させることによって前記圧力容器を加圧 し、 前記噴射媒体を、出口管路を通じて前記圧力容器から、空気管路を通じて前記圧 縮空気源と流体連通している輸送管路に送り、 前記噴射媒体を、前記輸送管路内を流れる圧線空気流と混合し、 前記圧力容器と前記輸送管路間の圧力差を検出し、前記圧力容器内の圧力レベル が前記輸送管内の圧力より大きくなるように、前記圧力差を予め選択されたレベ ルに維持し、噴射媒体と前記圧縮空気流の前記混合物を前記輸送管路の末端に位 置するノズルを通じて放出する、ステップからなるブラスト方法。
10. １０．前記の予め選択された圧力差が１．０〜５．０ｐｓｉｇの範囲内にある請 求項９記載のブラスト方法。
11. １１．前記の予め選択された圧力差が２．０〜４．０ｐｓｉｇの範囲内にある請 求項９記載のブラスト方法。
12. １２．前記の予め選択された圧力差が、前記ノズルを通じて均一な流量を維持す るように選択される請求項９記載のブラスト方法。
13. １３．噴射媒体が約２５０〜３００ミクロンの平均粒径を有する請求項９記載の ブラスト方法。
14. １４．噴射媒体が炭酸水素ナトリウムである請求項９記載のブラスト方法。
15. １５．平均粒径が約５０〜１０００ミクロンの微細粒子からなる多量の噴射媒体 を圧力容器内に入れ、 前記圧力容器と圧縮空気源とを流体連通にすることによって前記圧力容器を加圧 し、 前記噴射媒体を、出口管路を通じて前記圧力容器から、空気管路を通じて前記圧 縮空気源と流体連通している輸送管路に送り、 前記噴射媒体の前記輸送管路への流量を、予め決められた面積を有し前記出口管 路内に配置されているオリフィスを通じて、約０．５〜１０ポンド／分の流量に 制限し、前記噴射媒体を、前記輸送管路内を流れる圧縮空気流と混合し、 前記圧力容器内と前記輸送管路内の圧力を検出し、前記空気管路内と前記輸送管 路内の圧力を制御して、前記圧力容器内の圧力レベルが前記輸送管路内の圧力よ り大きくなるように圧力差を与え、 前記圧力差を、前記オリフィスを通過する噴射媒体の流量に比例するよう調整し て、輸送管内の噴射媒体対空気の重量比を約０．０５〜０．２５の範囲内にし、 および噴射媒体と前記圧縮空気流の前記混合物を、前記輸送管の末端に位置する ノズルを通じて放出する、ステップからなるブラスト方法。
16. １６．噴射媒体が約２５０〜３００ミクロンの平均粒径を有する請求項１５記載 の方法。
17. １７．噴射媒体が、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素アンモニ ウム、塩化ナトリウムまたはその混合物からなる請求項１５記載の方法。
18. １８．圧縮空気の圧力が約２０〜１２５ｐｓｉｇの範囲内にある請求項１５記載 の方法。
19. １９．前記圧力差が約１〜５ｐｓｉの範囲内にある請求項１５記載の方法。
20. ２０．圧力差が約２〜４ｐｓｉの範囲内にある請求項１９記載の方法。
21. ２１．オリフィスを通過する噴射媒体の流量が約０．５〜５ポンド／分の範囲内 にある請求項１５記載の方法。
22. ２２．オリフィスが、約０．０６３〜０．１５６インチの直径の円形オリフィス で与えられる面積に相当する開口を有している請求項１５記載の方法。
23. ２３．オリフィスが円形である請求項２２記載の方法。