RS49970B - Postupak i aparat za dobijanje struje čestica velike brzine - Google Patents

Abstract

Postupak za dobijanje struje čestica velike brzine u komori (40) za mešanje, naznačen time, što se sastoji od: (i) ubrzavanja velikog broja čestica do podzvučne brzine korišćenjem jednog ili više mlazeva gasa da bi se stvorila struja čestica; (ii) ubrzavanja pomenutih čestica do veće brzine korišćenjem jednog ili više mlazeva tečnosti, dovođenjem u kontakt pomenute struje pod oštrim uglom sa jednim ili više mlazeva vode pod ultra-visokim pritiskom unutar komore (40) za mešanje, gde je pomenuti ultra visoki pritisak od 1034 bar do 4137 bar; i izazivanja vrtložnog kretanja pomenutih čestice: ubrizgavanjem jednog ili više mlazeva fluida. Prijava sadrži 5 nezavisnih i 17 zavisnih zahteva.

Description

Ovaj pronalazak se odnosi na postupak i aparat za dobijanje struje čestica velike brzine koji se koristi za različite namene, kao što su priprema površine, sečenje i bojenje, ali bez ograničenja samo na njih. Prema međunarodnoj klasifikaciji patenata, oblast kojoj pripada ovaj pronalazak obuhvaćena je sledećim klasifikacionim simbolima B24C 1/04 i B24C 5/04.

Dokument US-A 4 125 969 opisuje postupak i odgovarajući aparat za proizvodnju struje čestica u kome su Čestice prvo bile ubrzane strujom gasa, a posle toga dalje ubrzavane strujom vode.

Dobijanje struja čestica velike brzine za pripremu površine, kao što je uklanjanje prevlaka, rđe i ostataka mašinske obrade sa brodskih korita, rezervoara za skladištenje, cevovoda itd., tradicionalno se obavljalo unošenjem čestica u struju gasa (kao što je vazduh) velike brzine i njihovim usmeravanjem kroz mlaznicu za ubrzavanje na mesto koje treba da se podvrgne abraziji. Tipično, ovakve sisteme pokreće komprimovani vazduh i sastoje se od kompresora, rezervoara za skladištenje abrazivnih čestica, merenog uređaja za kontrolu masenog protoka čestica, creva za vođenje struje vazduh-čestice i mlaznice linearno-konvergentne ili konvergentno-divergentne za ispuštanje struje.

Dobijanje struja čestica velike brzine za sečenje materijala, kao što je 'hladno sečenje'

(za razliku od sečenja plamenikom, plazmom ili laserom, koji čine postupke 'vrućeg sečenja', zasnovane na toploti) legura, keramike, stakla i laminata, itd. tradicionalo se

obavljalo unošenjem cestica u struju tečnosti (kao što je voda) visoke brzine i njihovim usmeravanjem kroz mlaznicu za fokusiranje na mesto koje treba iseći. Tipično takve sisteme pokreće visoki pritisak vode, a sastoje se od pumpe visokog pritiska za vodu, rezervoara za skladištenje abrazivnih čestica, mernog uređaja za kontrolisanje masenog protoka Čestica, creva za vođenje čestica, creva za vođenje vode pod visokim pritiskom, konvergentne mlaznice pomoću koje se obrazuje mlaz fluida velike brzine koji nosi i ubrzava struju čestica na mesto koje treba šeći.

Bez obzira da li se struja čestica dobija za svrhu pripreme površine ili za sečenje, mehanizam dejstva, poznat stručnjaku iz odgovarajuće oblasti kao 'mikroobrada' je u suštini isti. Postoje i drugi efekti, ali su to u suštini sporedni efekti. U načelu, mehanika mikroobrade je jednostavna. Abrazivna čestica, koja ima impuls (I), koji je jednak proizvodu njene mase (m) i brzine (v) udara na ciljnu površinu. Nakon udara, nastali impuls se menja sa vremenom (m x dv/dt), stvarajući silu (F). Ova sila koja deluje na malu površinu udarne tačke oštre čestice, proizvodi lokalne pritiske, napone i smicanja koji su znatno iznad kritičnih svojstava materijala, dovodeći tako do lokalnog oštećenja i uklanjanja materijala tj. do efekta mikroobrade.

Kao što sledi iz prethodne diskusije, pošto su specifične težine komercijalno značajnih abraziva unutar uskog opsega vrednosti, za svaki veći porast njihovog učinka abrazije ili sečenja mora da dođe od povećanja brzine. Drugo, ne samo da je značajna brzina, već u primenama za pripremu površine, čestice moraju da kontaktiraju površinu po šemi jednoobrazne difuzije tj. visoko usmerena struja treba da deluje samo na površinu veličine vrha čiode, dakle neophodni su sati i sati ljudskog rada i velike količine abraziva za obradu date površine. Treće, idealno je da čestice udaraju samo na površinu koja se obrađuje, a ne jedna na drugu. Ipak u slučaju kada se koristi u svrhe sečenja, poželjna je usmerena struja kako bi se erodiranjem prodrlo što dublje u ciljni materijal, a u nekim slučajevima i da se isti preseče.

Stručnjak za pripremanje površine mlazom čestica i abrazivno sečenje, koji želi da usavrši aparat ili postupak za pripremanje površine ili sečenje suočava se sa brojnim problemima. Prvo, količina potrebnih abrazivnih čestica po jedinici površine prevlake koja se uklanja može bit vrlo velika, što opet znači ne samo veće troškove za njihovu upotrebu, već i veće troškove čišćenja i uklanjanja.

Drugo, upotreba abrazivnih čestica u konvencionalnom strujnom suvom postupku koji je ovde opisan, stvara ogromne količine prašine, kako samih čestica, tako i od sprašenog ciljnog materijala u koji čestice udaraju. Ova prašina je krajnje nepoželjna, zato što je opasna i po zdravlje i po okolinu. Stoga je i u pogledu bezbednosti i radnih ograničenja neophodno imati u blizini,) uređaje i opremu. Da bi se ovo poboljšalo, neki sistemi dodaju vodu pod niskim pritiskom da se ovlaže Čestice neposredno pred izbacivanje iz sklopa aparata sa mlaznicom. Međutim, voda ima nepoželjan sporedni efakat jer smanjuje brzinu abrazivnih čestica, što za uzvrat, smanjuje efikasnost čestica za namenjenu svrhu (tj. uklanjanje prevlake ili sečenje materijala). Dodavanje vode ima dodatni nepoželjni sporedni efekat, a to je da izaziva agregaciju abrazivnih čestica i stvaranje grumenja, što ozbiljno umanjuje njihovu efikasnost. Uobičajeno je verovanje u industriji, da se voda ne može dodati suvoj struji vazduh/čestice, a da se ne smanji brzina čestica. Ovakvo uverenje je potkrepljeno obimnim testiranjem. Ipak, dodavanje vode u struju vazduh/čestice je bitno za mnoge primene gde se treba suzbijati stvaranje prašine i u stvari je jedino sredstvo koje je u saglasnosti sa prihvaćenim ekološkim, zdravstvenim i profesionalno/radnim bezbednosnim propisima.

Treće, postojeći sistemi sečenja strujom abrazivnih čestica (koji koriste abrazivne čestice za sečenje jeftinijih materijala, kao što su čelik, beton, drvo itd.) zahtevaju mnogo veći utrošak energije u poređenju sa drugim poznatim postupcima, kao što su na primer: sečenje plamenikom, plazmom ili laserom. Prema tome, inferiornost abrazivnog sečenja u odnosu na druge postupke nije zbog efikasnosti sečenja, već zbog cene. Abrazivno sečenje na vazdušni ili vodeni pogon zahteva veći utrošak energije, što čini da je preterano skupo za većinu primena koje se razlikuju od posebnih situacija koje daju prednost hladnom sečenju ili sečenju po konturi materijala koji su toplotno osetljivi.

S toga, problem sa kojim se stručnjak suočava je projektovanje aparata ili postupka koji daje ravnomerno raspoređenu, difuznu struju abrazivnih čestica usmerenu ka površini koja treba da se čisti (ili usmerenu struju abrazivnih čestica prema površini koja treba da se seče) sa najvećom brzinom, a pri najnižem mogućem utrošku energije i bez stvaranja neprihvatljivog sadržaja prašine u vazduhu.

Najočigleđnije rešenje, kojim se povećava brzina čestica je problematično. Konvencionalno ono se ostvaruje tako što čestice nosi vazduh, i ako je vazduh neefikasan medijum za ubrazavanje čestica na kratkim rastojanjima, usled njegove relativno male gustine i praktičnih ograničenja dužinom regulatora za ulaz/ubrzanje kod mlaznica. Tako, ispod određene brzine čestice se ne ubrzavaju kontinualno sa vazduhom, već se kreću sporije od vazduha u smaknutoj struji. Brzina čestice, kada se pokreće strujom vazduha, smanjuje se često još i usled toga što se u struju vazduh/čestice mora uvoditi voda, zbog kvašenja čestica da bi se smanjila prašina u vazduhu. Ova voda, nakon uvođenja u struju čestice/vazduh dovodi do dodatnog smanjenja i brzine struje, a često i do bitnog smanjenja.

Stoga, razvijanje postupka ili aparata koji daje ravnomerno raspoređenu, difuznu struju abrazivnih čestica po površini (koja treba da se čisti) ili usmerenu struju na površinu (koja treba da se seče) sa najvećom mogućom brzinom čestica, pri najnižem mogućem utrošku energije, a koja ne stvara neprihvatljive sadržaje prašine u vazduhu bi ispunili esencijalne potrebe u ovoj oblasti tehnike.

Pronalazak je definisan nezavisnim zahtevima 1, 3, 7, 13 i 16, a zavisni zahtevi 2, 4-6, 8-12,14, 15 i 17-22 se odnose na poželjna izvođenja.

Cilj ovog pronalaska je da obezbedi postupak dobijanja struje čestica koje se kreću velikom brzinom kroz komoru za mešanje, a koji obuhvata ubrzavanje čestica do podzvučne brzine korišćenjem jednog ili više mlazeva gasa, a zatim ubrzavanja ovih čestica do veće brzine, korišćenjem jednog ili više mlazeva tečnosti, dovođenjem u kontakt pomenute struje pod oštrimim uglom sa jednim ili više mlazeva vode pod ultra-visokim pritiskom od 1034 bar do 4137 bar; i izazivanja vrtložnog kretanja pomenutih čestica ubrizgavanjem jednog ili više mlazeva fluida.

Drugi cilj ovog pronalaska je da obezbedi postupak za dobijanje struje čestica koje se kreću velikom brzinom kroz komoru za mešanje, a koji obuhvata ubrzavanje čestica do podzvučne brzine, korišćenjem jednog ili više mlazeva gasa, a zatim ubrzavanjem ovih čestica do veće brzine korišćenjem jednog ili više mlazeva tečnosti, dovođenjem u kontakt pomenute struje sa jednim ili više mlazeva vode pod ultra-visokim pritiskom unutar od 1034 bar do 4137 bar; i izazivanjem vrtložnog kretanja pomenutih čestica smanjivanjem unutrašnjeg poluprečnika komore za mešanje.

Treći cilj ovog pronalaska je da obezbedi postupak za dobijanje struje čestica koje se kreću velikom brzinom u komori za mešanje koji obuhvata ubrzavanje velikog broja čestica do podzvučne brzine korišćenjem jednog ili više mlazeva gasa da bi se stvorila struja čestica; i zatim ubrzavanja pomenutih čestica do veće brzine korišćenjem jednog ili više mlazeva tečnosti, dovođenjem u kontakt pomenute struje čestica pod oštrim uglom sa jednim ili više mlazeva vode pod ultra-visokim pritiskom od 1034 bar do 4137 bar; i zatim izazivanja vrtložnog kretanja pomenutih čestica manipulacijom unutrašnje konfiguracije pomenute komore za mešanje.

Četvrti cilj ovog pronalaska je da obezbedi postupak stvaranja fluidno-abrazivne struje ultra-visokog pritiska, koji obuhvata uvođenje struje abrazivnih čestica i vazduha pod pritiskom u ulaz mlaznice koja ima proksimalni konvergentni deo i distalni divergentni deo; ubrzavanja struje abrazivnih čestica pod pritiskom do prve brzine veće od 183 m/s propuštanjem struje pod pritiskom kroz mlaznicu, pri čemu struja abrazivnih čestica pod pritiskom ulazi u komoru za mešenje; uvođenja mlaza tečnosti pod ultra visokim pritiskom od 1034 bar do 4137 bar, koji dolaze u kontakt i ubrzavaju struju abrazivnih čestica pod pritiskom do druge brzine koja je viša nego prva brzina da bi se stvora struja abrazivnih čestica pod ultra visokim pritiskom; i ispuštanja fluidne struje abrazivnih čestica pod ultra visokim pritiskom kroz izlazni otvor.

Peti cilj ovog pronalaska je da obezbedi aparat za dobijanje fluidnog mlaza struje abrazivnih čestica u fluidu kao nosaču. Aparat se sastoji od izvora abrazivnih čestica koje su dovedene pod pritisak gasom i spojene sa ulazom prve mlaznice da bi se dobila struja abrazivnih Čestica na ulazu prve mlaznice, a prva mlaznica ima proksimalni konvergentni deo spojen da distalnim divergentim delom; komore za mešanje koja je fluidno povezana sa izlazom prve mlaznice smeštenim uz distalni divergentni deo prve mlaznice, a struja abrazivnih čestica pod pritiskom koja prolazi kroz i ubrzana je prvom mlaznicom do brzine od 183 m/s se prazni u komoru za mešanje; ulaza za ubrizgavanje fluida koji je fluidno povezan sa komorom za mešanje i sa izvorom tečnosti pod ultra visokim-pritiskom, gde je ultra visok pritisak od 1034 bar do 4137 bar, pri čemu mlaz tečnosti pod ultra-visokim pritiskom se ispušta preko ulaza za ubrizgavanje fluida pri dovoljnoj brzini da nosi i ubrza struju abrazivnih čestica pod pritiskom; i izlazne cevi koja ima ulaz koji je fluidno povezan sa komorom za mešanje i izlazom preko koga se prazni mlaz tečnosti pod visokim pritiskom koji sadrži abrazivne čestice.

U poželjnom izvođenju pronalaska fluid koji se ubrizgava u komoru je fluid pod pritiskom.

U poželjnom izvođenju pronalaska, fluid se ubrizgava u komoru pasivnim usisavanjem.

U poželjnom izvođenju pronalaska, fluid koji se ubrizgava je vazduh.

U još jednom primeru izvođenja ovog pronalaska, pomenuta struja abrazivnih čestica se ubrzava do brzine veće od oko 183 m/s.

U naročito poželjnom izvođenju pronalaska vrtložno kretanje je izazvano menjanjem unutrašnje geometrije komore za mešanje.

U naročito poželjnom primeru izvođenja ovog pronalaska, pomenuti postupak sadrži dodatni korak provođenja pomenutih čestica kroz komoru kojoj se smanjuje poluprečnik. U naročito poželjnom gore pomenutom primeru izvođenju ovog pronalaska, gore pomenuti postupak sadrži dodatni korak provođenja čestica kroz komoru kojoj se smanjuje poluprečnik i zatim provođenje pomenutih čestica kroz komoru kojoj se povećava poluprečnik.

U još jednom naročito poželjnom izvođenju pronalaska vrtoložno kretanje je izazvano velikim brojem useka smeštenih na unutrašnji zid komore za mešanje.

U naročito poželjnom izvođenju pronalaska, postupak stvaranja fluidno-abrazivne struje ultra-visokog pritiska obuhvata selektivno omogućavanje i sprečavanje protoka abrazivnih čestica kroz ulaz mlaznice.

U naročito poželjnom izvođenju pronalaska, postupak stvaranja fluidno-abrazivne struje ultra-visokog pritiska obuhvata selektivno omogućavanje i sprečavanje mlaza tečnosti pod ultra visokim pritiskom uz struju od kornere za mešanje.

Ovaj aparat i postupak pružaju mnoge prednosti u odnosu na raspoložive sisteme. Ponovo, centralni problem sa kojim se susreće osoba iz struke je kako pokrenuti čestice do njihove najveće moguće praktične brzine uz upotrebu najmanje energije, a koristeći aparat praktičnih dimenzija. Prvo, ovaj pronalazak ostvaruje cilj dostizanja maksimalne brzine čestica sa relativno niskim utroškom energije, a u izvođenju praktičnih dimenzija. U ovom pronalasku čestice abraziva se ubrzavaju do veće brzine od one koja se postiže u konvencionalnim sistemima, a pri tome se zahteva znatno manji utrošak energije nego u konvencionalnim sistemima.

Druga prednost ovog pronalaska, koja se odnosi na izvođenja za pripremanje površine ili uklanjanje prevlaka, je u tome što se postiže uniformna raspodela čestica. Ovo povećava veličinu površine koja se može obraditi po kilogramu abraziva i vodi većoj produktivnosti i nižoj ceni po jedinici obrađene površine, kao i nižim troškovima čišćenja od abraziva i troškovima za njegovo uklanjanje (troškovi za uklanjanje utrošenog abraziva koji sadrži opasan otpad mogu biti znatni).

Ove prednosti se postižu prikazanim pronalaskom u nekoliko izvođenja koja izazivaju i razvijaju vrtloženje, što predpostavlja kontrolisani radijalni impuls čestica, pored aksijalnog impulsa u smeru kretanja. Ovo dovodi do kontrolisanog efekta raspoređivanja čestica koje izlaze iz komore za mešanje, pa stoga što je šira površina izložena struji čestica za abraziju, to vodi većoj produktivnosti i nižim troškovima u primenama za pripremu površine i srazmerno nižoj potrošnji abraziva po jedinici obrađene površine.

Treća prednost ovog pronalaska odnosi se na podvodna sečenja i čišćena, ili generalno na situacije gde struja čestica velike brzine izlazeći iz komore za mešanje, krećući se prema namenjenom cilju, mora da prođe kroz fluid različit od gasa ili vazduha. Dobro je poznato osobama iz struke da efikasnost mlaza vode velike brzine i struje čestica za čišćenje i sečenje pod vodom, opada drastično sa rastojanjem, npr. između izlaza iz mlaznice i cilja. Razlog je prisustvo tečne sredine, kao što je voda, koja ima gustinu oko 800 puta veću od vazduha u oblasti između izlaza iz komore za mešanje i cilja. Konvencionalni mlazevi fluida velike brzine koji treba da penetriraju kroz takvu sredinu i stignu do njima namenjenog cilja, bivaju uneti u vodu koja ih okružuje. Stoga, na kratkom rastojanju reda 1 cm, ovi mlazevi izgube mnogo od svoje energije i efikasnosti za namenu čišćenja ili sečenja. U skladu sa sadašnjim pronalaskom, gas izlazi iz komore za mešanje na vrtložan način, stvarajući rotirajuću, dakle stabilizovanu zonu gasa usmerenu od izlaza iz komore za mešanje. Između mlaznice i cilja stvara se lokalizovana vazdušna sredina u obliku stabilizovanog, rotirajućeg vrtložno pokretanog vazdušnog čepa. Usled toga, mlazevi vode i čestica velike brzine mogu sada da prođu kroz ovaj stabilizovani vazdušni džep, dajući 'iz vazduha' nesmanjenu efikasnost sečenja ili čišćenja, a ostvarenu ispod vode.

Četvrto, prednost ovog pronalaska je u tome što eliminiše stvaranje prašine i sa njom povezanih opasnosti po okolinu, zdravlje, profesionalnu i radnu bezbednost, koje je svojstveno pripremi provršine sa suvom strujom čestica (koja se obično naziva

peskarenje) na otvorenom vazduhu. Dobro je poznato da peskarenje stvara oblake prašine koji se mogu prostirati kilometrima, a sadrže dovoljno male čestice koje predstavljaju značajnu opasnost pri udisanju ili mogu da budu uzrok nadražaju očiju i to ne samo za radnika, već i za osobe u blizini. Ova prašina ne sadrži samo sprašene čestice abraziva, već može da sadrži i čestice materijala uklonjenog sa tretirane površine. Ona može da sadrži pigmente i druga površinski korozivna i anti-korozivna jedinjenja, kao što su oksidi teških metala (npr. olovo-oksid), organometalna jedinjenja (naročito organska jedinjenja kalaja) i druga toksična jedinjenja, naneta na površinu godinama unazad i odavno zakonski nedozvoljena za upotrebu. Peskarenje na suvo, iako je brzo i povoljno po ceni, a izuzumajući ovaj pronalazak, bez alternative u ekonomskom pogledu, praćeno je i zakonski regulisano od strane agencija za zaštitu životne okoline i kontrolu opasnosti po zdravlje.

Konvencionalni sistemi pokušavaju da prevaziđu ove probleme inkapsulacijom, što zuiači okruživanje mesta na koje se duva velikim plastičnim prekrivkama, stvarajući mali podpritisak pritisak unutar ove zadrške. Ovo je izuzetno skupo, na primer, priprema tipične površine za peskarenje može da košta oko 5,38 $/m<2>, dok sa inkapsulacijom naraste i do 21,5 $/m<2>.

Ovaj pronalazak kontroliše i stvaranje prašine i oslobađanje prašine. Prvo, korišćenjem vodenih mlazeva ultra-visoke brzine za ubrzavanje čestica abraziva u drugoj zoni, sve čestice su potpuno skvašene, tako da se u suštini ne stvara prašina na izlazu iz mlaznice i duž putanje čestica do površine koja treba da se tretira. Drugo, izduvane čestice su okružene finom maglom kapljica vode, koje nastaju razbijanjem vodenog mlaza ultra-visoke brzine prilikom njihove interakcije sa česticama i vazduhom u komori za mešanje. Ova magla pokupi na samom izvoru sve sitne čestice i prašinu stvorenu usled udaranja čestica i dezintegracije na cilju ili koje potiču od mikroobrađenog/uklonjenog ciljnog materijala.

Peta prednost ovog pronalaska je u tome što aparat i postupak iz ovog pronalaska stvaraju mnogo manji povratni potisak. Ovo je posledica znatno manje brzine masenog protoka cestica po jedinici površine koja se čisti (ili seče), sa manjim brojem, ali mnogo bržih čestica. Prema tome, funkcionisanje aparata izaziva manje naprezanja radnika i trebalo bi da vodi bezbedntjim radnim uslovima. Pored toga, ovo čini ovaj postupak i aparat prilagodljivijim za ugradnju u jeftinije automatizovane sisteme.

Prikazani pronalazak će sada biti detaljnije opisan kroz detaljan opis poželjnih izvođenja i crteža koji slede, zajedno sa pratećim zahtevima.

Prethodni primeri i mnoge prednosti ovog pronalaska postaće lakše shvatljivi, jer se mogu bolje razumeti pozivanjem na sledeći detaljni opis, zajedno sa priloženim crtežima, gde: Slika 1 je izgled uzdužnog preseka mlaznice koja predstavlja poželjno izvođenje ovog pronalaska.

Slika 2 je šematski prikaz uzdužnog preseka koji pokazuje unutrašnja svojstva mlaznice sa Slike 1, ali stilizovane tako da se istakne geometrija komore za mešanje mlaznice i putanja abrazivnih čestica kroz komoru za mešanje mlaznice.

Slika 3 je šematski prikaz uzdužnog preseka koji pokazuje unutrašnja svojstva drugog poželjnog izvođenja ovog pronalaska, takođe stilizovan da se istakne geometrija komore za mešanje mlaznice i putanja abrazivnih čestica kroz kolonu mlaznice.

Slika 4 je izgled uzdužnog preseka mlaznice koja je u skladu sa varijantnim izvođenjem ovog pronalaska.

Ovaj pronalazak se odnosi na postupak i aparat za izbacivanje abrazivnih čestica kroz struju fluida visoke brzine za svrhe obrade ili sečenja površine. Prvo čestice abraziva (na primer kvarcnog peska) se kreću tako što ih nosi gas pod pritiskom (kao što je vazduh) ili indukovanjem/usisavanjem kroz crevo koje vodi u mlaznicu koja ima šuplju komoru ili 'komoru za mešanje'. Na ovom mestu brzina cestica dostiže 183-195 m/s, što je blisko nekoj praktično maksimalnoj brzini. Detaljnije, vazduh je slab medijum za pokretanje abrazivnih čestica usled njegove male gustine, odnosno iznad određene tačke dalji porast brzine vazduha će imati zanemarljiv efekat na brzinu čestica. Ipak vazduh je jeftino sredstvo za ubrzavanje čestica do otprilike ove brzine, ali ne mnogo preko nje.

Posle ubrzavanja čestica do podzvučne brzine (u odnosu na brzinu zvuka u vazduhu) struja vazduh/čestice prolazi zatim kroz komoru za mešanje, gde nailazi na jedan ili više ulaza za uvođenje mlazeva fluida ultra-visoke brzine (kao što su mlazevi vode) u struju vazduh/čestice. Mlaz ili mlazevi vode, koji imaju relativnu brzinu od 1219/ m/s u odnosu na prethodno ubrzane čestice u mlazu gasa (koje se kreću brzinom do oko 183-195 m/s) direktnim prenosom impulsa još ubrzavaju čestice i dovode ih do veće brzine.

Dovodi za vodu ultra-visoke brzine su postavljeni tako da se voda sudara sa strujom vazduh/čestice pod oštrim uglom, u odnosu na osu struje vazduh/čestice. Ili konvergencijom mlaza vode sa strujom vazduh/čestice, ili unutrašnjom geometrijom komore za mešanje, ili kombinacijom oboje, unutar komore za mešanje se stvara vrtložno ili kovitlajuće kretanje struje vazduh/čestice/voda. Ovo vrtložno kretanje čini da se abrazivne čestice kreću radijalno ka spolja, usled njihove veće mase (u odnosu na vazduh i vodu), centrifugalnom silom koja stvara prstenastu zonu sa visokom koncentracijom čestica. Mlazevi vode ultra-visoke brzine su usmereni u ovu zonu kako bi se ostvarilo efikasan prenos impulsa na čestice i nošenje čestica, što ima za posledicu efikasno ubrzavanje i dostizanje maksimalnih brzina čestica. Dakle, uvođenje mlazeva vode ultra-visoke brzine ima tri glavne funkcije: (1) ubrzanje čestica u drugom stupnju; (2) stvaranje vrtloga unutar struje vazduh/čestice/voda; (3) stvaranje zone visoke koncentracije čestica za poželjno i efikasno kontaktiranje struje čestica sa mlazevima vode ultra-visoke brzine, što dovodi do efikasnijeg ubrzavanja i veće brzine čestica.

Takođe u nekoliko poželjnih izvođenja, na jedan od nekoliko načina pojačava se vrtložno kretanje stvoreno u struji fluida. U jednom izvođenju, struja (koja sada sadrži vazduh, čestice i vodu) prolazi kroz završni deo mlaznice, gde je izložena tangencijalno uvedenom vazduhu. Ovaj vazduh može da bude ubačen u komoru za mešanje mlaznice usled potpritiska stvorenog usled kretanja struje u komori za mešanje. Varijantno, ovaj vazduh se može ubrizgati u komoru za mešanje pod pritiskom koji je veći od atmosferskog. U jednom drugačijem izvođenju, unutrašnji prečnik komore za mešanje se smanjuje da bi se povećala radijalna brzina čestica, a time pojačalo vrtložno kretanje. U jednom od niza ovih izvođenja, unutrašnji prečnik komore za mešanje se naknadno povećava da bi se postigla ravnomerna raspodela čestica. Ono što izlazi iz mlaznice je struja velike brzine ravnomerno raspoređenih abrazivnih čestica koja se kreće velikom brzinom, pokrenuta do te brzine u dva stupnja ubrzavanja, prvi je posredstvom gasa (komprimovanog vazduha), a drugi pomoću tečnosti (voda pod ultra-visokim pritiskom). Ne samo da se ovakvim ubrzavanjem u dva stupnja, koje koristi dva različita medijuma (gas i tečnost) mogu savladati osnovna ograničenja pri ubrzavanju čestica iznad 183 m/s upotrebom gasa kao pogonskog sredstva, nego je i ukupna energetska efikasnost ovog postupka superiornija u odnosu na jednostruko ili višestruko ubrzavanje čestica korišćenjem samo jednog medijuma, kao što je samo ili gas ili tečnost.

Prema tome, brzina uklanjanja površine (ili brzina sečenja) je funkcija dva brojna niza parametara. Prvi niz parametara (ne računajući same abrazivne čestice) se odnose na početnu brzinu vazduha koja ubacuje abrazivne čestice u komoru za mešanje, mesto i ugao mlaza ili mlazeva vode ultra-visoke brzine, koji konvergiraju sa strujom vazduh/čestice i sličnih parametara za ubrizgavanje vazduha koji dovodi do vrtloženja (ukoliko se koristi u određenom izvođenju). Drugi niz parametara se odnosi na geometriju same komore za mešanje. Na primer, na jednom mestu unutar komore za mešanje može biti poželjan mali prečnik, kako bi se povećala brzina rotacije abrazivnih čestica, a time povećala interakcija čestica sa mlazem ili mlazevima vode ultra-visokog pritiska. Komora za mešanje se može širiti niz struju da bi se dobilo kontrolisano raspoređivanje struje čestica. Određena geometrija (unutrašnji poluprećnici) komore za mešanje se može eksponencijalno optimizirati za date brzine protoka vazduh/vod a/čestice.

Termin "oštar" koji se ovde koristi se odnosi na vrednost ugla, koja je veća od 0, a manja od 90 stepeni.

Termin 'ugao smicanja' koji se ovde koristi, odnosi se na vrednost ugla koja je veća od 0, a manja od 90 stepeni, mereno prema različitoj osi u odnosu na ugao koji ima 'oštru' vrednost, npr. ukoliko dva predmeta zaklapaju ugao koji leži na x-osi, a koji ima 'oštru' vrednost, tada se ugao koji ta dva predmeta zaklapaju u odnosu na osu koja nije paralelna ovoj osi, može opisati kao "ugao smicanja' (pod uslovom da je između 0 i 90 stepeni).

Termin 'ultra-visoki pritisak' koji se ovde koristi, odnosi se na pritisak u opsegu od oko 1034 bar do oko 4137 bar.

Termin 'ultra-visoka brzina' odnosi se na brzinu mlaza fluida (kao što je mlaz vode) koji imaju brzinu veću od 183 m/s, pa do oko 1219 m/s.

Termin 'abrazivne čestice' koji se ovde koristi, odnosi se obično na bilo koju vrstu zrnastog materijala koji se koristi u industriji za potrebe brizganja iz odgovarajućih uređaja. Supstance koje se obično koriste su kvarcni pesak, ugljena zgura, bakarna zgura i granat. Industrijska oznaka za jednu od uobičajenih vrsta je BB2049'. Sufiks 2049 se odnosi na veličinu čestica, naime na čestice koje zadrži sito od 20-49 meša (standardna sita prema U.S. Standards). Druga uobičajena vrsta je Star Blast.

Slika 1 prikazuje jedno poželjno izvođenje ovog pronalaska. Poželjno je da se prikazani uređaj konstruišeod raspoloživih materijala koji su poznati stručnjaku iz ove oblasti tehnike. Struja vazduh/čestice prolazi kroz dovodno crevo 10 u mlaznicu 20, gde nailazi na komoru 40 za mešanje. Funkcionalno, uređaj se može podeliti na dve zone, prvu zonu 12 i drugu zonu 14. Ukratko, u prvoj zoni 12 čestice ubrzava gas pod pritiskom, poželjno, ali ne isključivo vazduh. U drugoj zoni 14 čestice se dalje ubrzavaju vodom pod ultra-visokim pritiskom. Približna brzina struje čestica koje napuštaju mlaznicu 20 je oko 183 m/s. Prilikom kretanja struje vazduh/čestice kroz komoru 40 za mešanje, ona nailazi na jedan ili više ulaza 52, 54 za ubrizgavanje vode pod ultra-visokim pritiskom, kroz koje se uvode jedan iti više mlazeva vode ultra-visokom brzinom u komoru 40 za mešanje pod oštrim uglom u odnosu na centralnu osu kretanja struje vazduh/čestice. Mlazevi vode se stvaraju uvođenjem fluida pod ultra-visokim pritiskom kroz dovod 50 i prstenasti prilaz 101 u otvoru 100 postavljenom na svakom ulazu 52, 54 za ubrizgavanje. Mlazevi fluida kovergiraju sa strujom vazduh/čestice ubrzavajući tako čestice do veće brzine. Druga funkcija mlazeva vode ultra-visoke brzine, koja potiče od njihovog oštrog i/ili smaknutog položaja, je da menja pravac kretanja struje od čisto aksijalnog do vrtložnog ili kovitlajućeg kretanja, povećavajući na taj način interakciju čestica sa strujom fluida.

U jednom izvođenju ovog pronalaska, struja koja sadrži komprimovani vazduh, čestice i vodu, izlazi u niz struju na kraju 80 mlaznice. U drugom naročito poželjnom izvođenju pronalaska, sa strujom fluida se dalje manipuliše da bi se povećalo vrtložno kretanje pre izlaska iz mlaznice 20. U jednom naročito poželjnom izvođenju, struja fluida vazduh/čestice/voda kreće se niz struju unutar mlaznice 20 gde se još meša sa vazduhom.

Vazduh se može uvoditi u komoru 40 za mešanje na jedan od nekoliko načina. U jednom poželjnom izvođenju, vazduh ulazi u komoru 40 za mešanje jednostavno usisavanjem ili pasivnom idukđjom kroz jedan ili više otvora 60, 62 smeštenih na mlaznici 20, koji dozvoljavaju okolnom vazduhu da prodre u komoru 40 za mešanje. Preciznije, u ovom poželjnom izvođenju, vazduh se uvodi u komoru 40za mešanje kroz otvore 60, 62 usled podpritiska stvorenog kretanjem struje fluida kroz komoru 40 za mešanje.

U drugom izvođenju, vazduh se može aktivno ubrzigavati (pod pritiskom) u komoru 40 za mešanje. Takođe, u prikazanom izvođenju, vazduh ulazi u komoru 40 za mešanje kroz otvore 60, 62 smeštene uz struju u odnosu na ulaze 52, 54 za ubrizgavanje vode pod ultra-visokim pritiskom koji uvode vodu pod ultra-visokim pritiskom u komoru 40 za mešanje, preko dovoda 50. U drugim izvođenjima, vazduh može da ulazi u komoru 40

za mešanje niz struju od ulaza 52, 54 za ubrizgavanje vode. U sledećim izvođenjima, vazduh i voda mogu simultano da se uvode u komoru 40 za mešanje. Dakle, vazduh ulazi u komoru 40 za mešanje pasivnim usisavanjem, zahvaljujući pozitivnom gradijentu pritiska izvan komore 40 za mešanje, pa se meša sa strujom fluida vazduh/čestice/voda, povećavajući još više vrtložno kretanje i olakšavajući tako ubrzavanje čestica. U drugom naročito poželjnom izvođenju, vazduh se ne uvodi pasivno u komoru 40 za mešanje, nego se aktivno upumpava u komoru 40 za mešanje pod pritiskom, npr. nadpritiscima koji se kreću približno od 0,68 do 10 bar.

U sledećem poželjnom izvođenju, vrtložno kretanje se stvara (bez pomoći dotoka vazduha u komoru 40 za mešanje) ili dodatno pojačava menjanjem unutrašnje geometrije komore 40 za mešanje. U nekim od ovih izvođenja, kao što je prikazano na Slici 2, struja vazduh/voda/čestice koja se kreće kroz komoru 40 za mešanje, nailazi na proksimalni konvergentni deo 42 (tj. smanjuje se prečnik komore 40 za mešanje). Posledica ovoga je da raste radijalna brzina kretanja čestica, usled principa održanja ugaonog momenta. Povećanje radijalne brzine dovodi do povećanja koncentracije čestica u zoni u koju su usmereni mlazevi vode ultra-visoke brzine, pojačavajući sudaranje i nošenje, a time proces ubrzavanja čestica kroz komoru 40 za mešanje. Dalje, niz struju od ovog suženog dela komore 40 za mešanje, njen poluprečnik se povećava, što izaziva šire raspoređivanje abrazivnih čestica, tj. usled kretanja prema zidovima komore 40 za mešanje koje potiče od radijalnog impulsa nametnutog česticama. Dakle komora 40 za mešanje se sastoji od proksimalno konvergentnog dela 42, iza koga sledi distalno divergentni deo 44. Ponovo, kontrolisano i uniformno širenje je poželjno za primene u pripremi površine, zato što povećava geometrijsku površinu u koju udaraju abrazivne čestice. U drugim izvođenjima, vrtložno kretanje se stvara ili pojačava stavljanjem useka ili rebara ili lopatica po ili samo oko dela unutrašnjeg zida komore 40

za mešanje.

U poželjnom izvođenju, komora 40 za mešanje sadrži još jedan ili više dodatnih dovoda koji su fluidno povezani sa izvorom hemikalija, lako se mogu koristiti različite hemikalije, zavisno od konteksta u kome se uređaj koristi, u poželjnom izvođenju u komoru 40 za mešanje se uvode inhibitori korozije.

Slika 3 prikazuje siedeće poželjno izvođenje ovog pronalaska. Kao i na Slici 2, prečnik komore 40 za mešanje se smanjuje (proksimalno konvergentni deo 42} da bi se povećale radijalna brzina i koncentracija čestica u zoni efektivnih interakcija sa mlazevima vode ultra visoke brzine, ali zatim ne divergira da bi se izazvalo širenje. Umesto toga, mlaznica 20 je izdužena tako da obrazuje cev 72 za fokusiranje. Dakle ovo izvođenje je podesnije za sečenje, nasuprot izvođenja prikazanog na Slici 2, koje je podesnije za uklanjanje sa površine.

Kao što je dalje prikazano na Slici 3, jedan mlaz fluida pod ultra-visokim pritiskom je poravnat sa uzdužnom osom izlaza iz mlaznice da bi se pojačala efikasnost sečenja. Aparat je takođe snabdeven sa više mlaznica 20, izmeštenih u odnosu na uzdužnu osu i mlaz fluida ultra-visokog pritiska tako da omogućavaju ravnomerno dodavanje abraziva u sistem.

Optimalne brzine uklanjanja ili sečenja, mogu se dobiti optimizacijom unutrašnje geometrije komore 40 za mešanje, tj. unutrašnjih poluprečnika, geometrija koje povećavaju vrtloženje, konfiguracija koje povećavaju vrtloženje uvođenjem vazduha ili ulazima za ubrizgavanje, kao i postavljanjem proksimalno konvergentnih/distalno divergentnih delova relativno prema dovodima vode i vazduha.

U sledećem poželjnom izvođenju ovog pronalaska, kao što pokazuje Slika 4, napravljeno je nekoliko modifikacija za smanjenje težine uređaja, da se pojednostave funkcionisanje i da se snize troškovi proizvodnje. U poželjnom izvođenju ilustrovanom na Slici 4, druga zona 14 ubrzavanja abrazivnih čestica se ostvarajuje uvođenjem jednog mlaza fluida sa ultra-visokim pritiskom koji se stvara usmeravanjem fluida pod ultra visokim pritiskom kroz dovod 50 i otvor 100, koji su postavljeni na ulazu 52 za ubrizgavanje. Dovod 50 i vod 102 su poravnati sa ulaznim otvorom 100 duž putanje kojom mlaz fluida ultra-visokog pritiska napušta ulaz 52 za ubrizgavanje i ulazi u komoru 40 za mešanje. Jedan mlaz fluida ultra-visokog pritiska ulazi u komoru 40 za mešanje pod oštrim uglom, gde nosi i ubrzava struju abraziva. Slično, predviđen je samo jedan ulazni otvor 60 za vazduh, koji treba da dozvoli tangencijalno uvođenje vazduha u komoru 40 za mešanje. Uređaj koji se opisuje u skladu sa izvođenjem iiustrovanim na Slici 4 pojednostavljuje upotrebu uređaja i proizvodnju, a time snižava cenu. Da bi se još snizila težina uređaja, komora 40 za mešanje se može napraviti od aluminijuma ili silicijum-nitrida ili drugih sličnih materijala.

Aparat koji se opisuje u skladu sa bilo kojim od prethodnih izvođenja, može da sadrži rukohvat, koji se obično naziva pištolj. U poželjnom izvođenju kao što šematski ilustruje Slika 4, mlaznica 20 sadrži niz ventila 90, 92, 94 koji dozvoljavaju da radnik selektivno isključuje protok vode i/ili abraziva. Na primer, radnik može da poželi da zaustavi protok abraziva, tako da samo struja fluida i vazduha izlazi iz mlaznice što dozvoljava radniku da opere ostatke sa objekta na kome je rađeno. Varijantno radnik može da poželi da zaustavi i protok vode i abraziva, tako da iz mlaznice izlazi samo struja vazduha, čime se omogućava radniku da osuši objekat na kome je rađeno. Ukoliko radnik želi da upotrebi duvanje na suvo, može se zaustaviti protok fluida pod ultra-visokim pritiskom kroz mlaznicu. Prema tome, radnik može da selektivno menja funkciju mlaznice bez spuštanja mlaznice ili bez potrebe da ide na udaljeno mesto pored izvora abraziva ili fluida pod ultra-visokim pritiskom, lako se može koristiti niz različitih ventila, u poželjnom izvođenju ventili 90, 92, 94 su pilot ventili, koji aktiviraju ventile na izvoru tečnosti ulta-visokog pritiska i izvoru abraziva. Tako, prvi ventil 92 koji je spojen za prvu mlaznicu 20

koji selektivno pokreće i zaustavlja protok struje abrazivnih čestica pod pritiskom u prvu mlaznicu 20; drugi ventil 90 spojen za ulaz 52, 54 za ubrizgavanje fluida koji selektivno pokreće i zaustavlja protok tečnosti pod ultra visokim pritiskom u komoru 40 za mešanje;

i treći ventil 94 spojen sa prvim otvorom 60, 62 koji selektivno pokreće i zaustavlja protok gasa u komoru 40 za mešanje.

Obavljen je niz uporednih eksperimenata u industrijskoj razmeri, pod strogo kontrolisanim uslovima da bi ispitali i efikasnost i ekonomičnost postupka i aparata koji su predmet ovog pronalaska u poređenju sa konvencionalnim uređajima i postupcima. Rezultati nekih od tih eksperimenata su opisani u nastavku. Uklanjanje osnove na bazi cinka ili ostatka mašinske obrade sa čelične površine, sve do čistog metala, izabrano je za ocenu efektivnosti ovog pronalaska, u poređenju sa konvencionalnim postupcima, lako je kontekst ove demonstracije priprema površine, namera da se ilustruje ne samo superiornost ovog pronalaska za tu primenu, nego isto tako i za druge primene, kao što su sečenje, obrada, mlevenje, bojenje, ukratko bilo koja primena koja se zasniva na izbacivanju čestica velike brzine na površinu. Poređenjem brzina uklanjanja površinskih prevlaka pod identičnim parametrima, može se pokazati superiornost efikasnosti aparata i postupaka ovog pronalaska, u odnosu na konvencionalni aparat/postupak. Ovakvi eksperimenti su planirani da bi se (a) potvrdile efikasnost i ekonomičnost povećane brzine čestica pomoću ubrzavanja u dva stupnja, i (b) da se potvrde efikasnost i ekonomičnost vrtložnog kretanja nametnutog česticama.

Parametri relevantni za eksperimente koji slede su navedeni u nastavku. Takođe ukazano je na opseg svakog parametra unutar koga se postupak i uređaj mogu dalje optimizirati. Definicije, lokacije, dimenzije i odnosi, odnose se na Sliku 1.

Prvi parametar koji je naveden u Tabeli 1 je 'odnos prečnika grla' koji je odnos dva prečnika, Dii D2. Svaka od ovih vrednosti je pokazana na Slici 1; prečnik D1se meri u tački uz struju, kod dovodnog creva 10 za vazduh/čestice; prečnik D2se meri niz struju, gde grlo u 2. zoni dostiže najužu tačku. Drugi parametar koji je pokazan u Tabeli 1 je 'odnos rastojanja i prečnika', koji predstavlja odnos prečnika D1i rastojanja L2, koji su takođe označeni na Slici 1. Sledeći parametar koji je pokazan je 'ugao spajanja 1. i 2. zone'. Za uređaj prikazan na Slici 1 ovaj ugao je nula stepeni, zato što su prva zona 12 i druga zona 14 koaksijalno poravnate. Sledeći parametar naveden u Tabeli 1 je i 'oštar ugao ispuštanja 1. zone u 2. zonu'. Uređaj na Slici 1 ima oštri ugao jednak 0, mada se on ne može pokazati na slici 1. Ovaj parametar je analogan ranijem, izuzev što ovaj poslednji opisuje prostornu vezu između dve zone, s obzirom na položaj jedne zone u odnosu na drugu, u ravni koja je normalna na stranu na kojoj je prikazan crtež. 'Energetski odnos' je odnos snage u 2. zoni prema korišćenoj snazi u 1. zoni ili odnos hidraulične snage prema pneumatskoj snazi. Ovaj parametar je informativan zato što se, kao što pokazje Slika 1, čestice ubrzavaju iz dva izvora: vazduhom kroz dovodno crevo 10 u 1. zoni i vodom kroz ulaze 52, 54 za ubrizgavanje u 2. zoni. Svaki ovaj utrošak zahteva izvor energije, dakle parametar 'energetskog odnosa". 'Energetski odnos vrtloženja' sličan je gornjem parametru i predstavlja snagu upotrebljenu za stvaranje ili pojačavanje vrtloženja u odnosu na snagu u 1. zoni (pneumatska snaga). Sledeći parametar je 'broj otvora za mlaz vazduha za vrtloženje", koji se odnosi na broj otvora kroz koje se uvodi vazduh koji indukuje/pojačava vrtloženje. Dva otvora 60 i 62, su pokazana na Slici 1. 'Ugao suženja vrtloga' odnosi se na ugao pod kojim unutrašnji prečnik druge zone 14 konvergira. Preciznije, odnosi se na ugao koji obrazuju linije koje

prolaze kroz poprečni presek unutrašnjeg zida druge zone, meren od početka druge zone 14 do prečnika D2 'Ugao smicanja otvora vazduha za vrtloženje' odnosi se na pozicioniranje otvora 60 i 62 za vazduh. Ugao pod kojim se vazduh uvodi u unutrašnjost uređaja u odnosu na ravan paralelnu sa stranom na kojoj je crtež predstavljen, je 'oštar ugao otvora vazduha za vrtloženje". Sledeći parametar je "presek putanje vodenih mlazeva UVP' koji je obeležen kao rastojanje Lina Slici 1. Kao što je označeno na Slici 1, Lije rastojanje od tačke gde pojedinačni mlazevi vode pod ultra-visokim pritiskom (koja se ispušta iz ulaza 52, 52 za ubrizgavanje) konvergiraju do kraja druge zone (označene sa rastojanje Lz). Vrednost 'preseka putanje vodenih mlazeva UVP' '@D2' označava đa ovi mlazevi konvergiraju ka tački prečnika D2(pokazan na slici 1). Vrednosti parametara su umošci prečnika D2; prema tome vrednost +10xD2označava da mlazevi konvergiraju niz struju od tačke u kojoj se meri prečnik D2, na rastojanju koje je deset puta veće od vrednosti prečnika D2. Sledeći parametar se odnosi na broj ulaza 52, 54 za ubrizgavanje vode pod ultra-visokim pritiskom. Na Slici 1 prikazana su dva takva ulaza. Sledeći parametar naveden u Tabeli 1 je 'prečnik ulaza za ubrzgavanje mlaza vode UVP" koji je jednostavno unutrašnji prečnik ulaza 52, 54 za ubrizgavanje. Sledeći parametar je 'ugao obuhvaćen mlazom vode UVP' koji je ugao koji obrazuju dva mlaza koji izlaze iz ulaza 52, 54. Konačno, parametar u Tabeli 1, 'ošti ugao mlaza vode

UVP' je parametar koji parcijalno definiše individualne ulaze 52, 54 za ubrizgavanje duž ravni normalne na stranu na kojoj je prikazana Slika 1.

Primer 1 ( uklanjanje osnovne cinkove boje)

Poređenje jednog izvođenja ovog pronalaska sa konvencionalnim aparatom za pripremu

površine

Konvencionalni uređaj je imao konvergentnu/divergentnu mlaznicu prečnika 0,48 cm (ili #3) za izduvavanje suvog abraziva, koja je uobičajena u industriji. Mlaznicu pokreće vazduh od 6,9 bar sa brzinom protoka 1,4 m<3>/min i izbacivanjem 118 kg/h abraziva od 16-40 mesa na testiranu površinu.

Aparat prema sadašnjem pronalasku je sadržao gore opisani konvencionalni uređaj, koji je služio kao njegova prva zona ubrzavanja, sa pogonom na vazduh istog pritiska, istom brzinom protoka i izbacivanjem istog masenog protoka abraziva identične veličine čestica, u drugu zonu ubrzavanja. Pogon druge zone ubrazavanja je vodeni mlaz brzine od oko 670 m/s. Posebno delovanje vrtloženja nije bilo postignuto, tj. nije sa strane ubrizgavan dodatni fluid u komoru 40 za mešanje da bi se pojačalo dejstvo vrtloženja u komori 40 za mešanje. Ipak treba primetiti da i ako vrtloženo kretanje nije bilo namerno indukovano, ovakvo kretanje se svakako javlja kao svojstvena posledica unutrašnje geometrije komore 40 za mešanje.

Rezultati su sumirani u nastavku:

Primer2 ( uklanjanje osnovne cinkove boje)

Poređenie jednog izvođenja ovog pronalaska sa konvencionalnim aparatom/ postupkom

za pripremu površine

Konvencionalni uređaj je imao konvergentnu/divergentnu mlaznicu prečnika 0,64 cm (ili #4) za izduvavanje suvog abraziva, koja je uobičajena u industriji. Mlaznicu pokreće vazduh od 6,9 bar sa brzinom protoka 2,5 m<3>/min i izbacivanjem 227 kg/h abraziva od 16-40 meša na ispitivanu površinu.

Aparat prema sadašnjem pronalasku je sadržao gore opisani konvencionalni uređaj, koji je služio kao njegova prva zona ubrzavanja, sa pogonom na vazduh istog pritiska, istom brzinom protoka i izbacivanjem istog masenog protoka abraziva identične veličine čestica, u drugu zonu ubrzavanja. Pogon druge zone ubrzavanja je vodeni mlaz brzine od oko 670 m/s. Posebno delovanje vrtloženja nije bilo postignuto, tj. nije ubrizgavan dodatni fluid u komoru 40 za mešanje da bi se pojačalo dejstvo vrtloženja u komori 40 za mešanje.

Rezultati su sumirani u nastavku:

Primer 3 ( uklanjanje ostataka mašinske obrade)

Poređenie jednog izvođenja ovog pronalaska sa konvencionalnim aparatom/ postupkom

za pripremu površine

Konvencionalni uređaj je imao konvergentnu/divergentnu mlaznicu prečnika 0,64 cm (ili #3) za izduvavanje suvog abraziva, koja je uobičajena u industriji. Mlaznicu pokreće vazduh od 6,9 bar sa brzinom protoka 2,5 m<3>/min i izbacivanjem 227 kg/h abraziva od 16-40 meša na ispitivanu površinu.

Aparat prema sadašnjem pronalasku je sadržao gore opisani konvencionalni uređaj, koji je služio kao njegova prva zona ubrzavanja, sa pogonom na vazduh istog pritiska, istom brzinom protoka i izbacivanjem istog masenog protoka abraziva identične veličine čestica, u drugu zonu ubrzavanja. Pogon druge zone ubrzavanja je vodeni mlaz brzine od oko 670 m/s. Posebno delovanje vrtloženja nije bilo postignuto, tj. nije sa strane ubrizgavan u komoru 40 za mešanje da bi se pojačalo dejstvo vrtloženja u komori 40 za mešanje. Ipak treba primetiti da i ako vrtloženo kretanje nije bilo namerno indukovano, ovakvo kretanje se svakako javlja kao svojstvena posledica unutrašnje geometrije komore 40 za mešanje.

Rezultati su sumirani u nastavku:

Primer 4 ( uklanjanje osnovne cinkove boie)

Poređenie jednog izvođenja ovog pronalaska sa konvencionalnim aparatom/ postupkom

za pripremu površine

Konvencionalni uređaj je imao konvergentnu/divergentnu mlaznicu prečnika 0,48 cm (ili #3) za izduvavanje suvog abraziva, koja je uobičajena u industriji. Mlaznicu pokreće vazduh od 6,9 bar sa brzinom protoka 1,4 m<3>/min i izbacivanjem 118 kg/h abraziva od 16-40 meša na ispitivanu površinu.

Aparat prema prikazanom pronalasku je sadržao gore opisani konvencionalni uređaj, koji je služio kao njegova prva zona ubrzavanja, sa pogonom na vazduh istog pritiska, istom brzinom protoka i izbacivanjem istog masenog protoka abraziva identične veličine čestica, u drugu zonu ubrzavanja. Pogon druge zone ubrzavanja je vodeni mlaz brzine od oko 670 m/s. Delovanje vrtloženja je bilo podstaknuto ubrizgavanjem dodatnog komprimovanog vazduha, koji je izazivao rotacioni efekat koji je iznosio 4,3-10"<3>kg m/kg vazduha ubačenog u prvu fazu ubrzavanja.

Rezultati su sumirani u nastavku:

Primer 5 ( uklanjanje ostataka mašinske obrade)

Poređenie jednog izvođenja ovog pronalaska sa konvencionalnim aparatom/ postupkom

za pripremu površine

Konvencionalni uređaj je imao konvergentnu/divergentnu mlaznicu prečnika 0,64 cm (ili #4) za izduvavanje suvog abraziva, koja je uobičajena u industriji. Mlaznicu pokreće vazduh od 6,9 bar sa brzinom protoka 2,5 m<3>/min i izbacivanjem 227 kg/h abraziva od 16-40 meša na isoitivanu nnvršinn

Aparat prema prikazanom pronalasku je sadržao gore opisani konvencionalni uređaj, koji je služio kao njegova prva zona ubrzavanja, sa pogonom na vazduh istog pritiska, istom brzinom protoka i izbacivanjem istog masenog protoka abraziva identične veličine čestica, u drugu zonu ubrzavanja. Pogon druge zone ubrzavanja je vodeni mlaz brzine od oko 670 m/s. Vrtložno dejstvo je bilo podsticano ubrizgavanjem dodatnog komprimovanog vazduha koje je izazvao rotaciono kretanje koje je iznosilo 4,3 -10"<3>kg m/kg vazduha uvedenog u prvu zonu ubrzavanja.

Rezultati su sumirani u nastavku:

Primer 6 ( uklanjanje ostataka mašinske obrade)

Poređenie jednog izvođenja ovog pronalaska sa konvencionalnim aparatom/ postupkom

za pripremu površine

Konvencionalni uređaj se sastojao od mlaznice za izbacivanje vode, koja je pokretana hidrauličnom snagom od 18,5 kW pod pritiskom od 2400 bar. Abraziv (veličine 60 meša) sa protokom od 227 kg/h je usisavao vakum koji je stvarao mlaz vode u komori 40 za mešanje (umesto komprimovanog vazduha uvođenog i prethodno ubrzanog u prvoj zoni mlaznice, kao u Primerima 1-5). Aparat prema ovom pronalasku je sadržao identičan gore opisani konvencionalni uređaj i dodatno pojačavanje vrtloženja ubrizgavanjem vazduha u iznosu dodatne hidraulične snage 5,2 kVV, dajući ukupnu hidrauličnu snagu sistema od 23,7 kVV.

Rezultati su sumirani u nastavku:

Primer 7

Superiorna efikasnost u energiji i ceni

Ubrzavanja u dva stupnja

Za ubrzavanje čestica mogu se koristiti voda i vazduh. Sila koja deluje na česticu koja se kreće u fluidu jednaka je njenom otporu (FD). Jednačina sile otpora je:

gde je F0sila otpora, CDje koeficijent otpora čestice, p je gustina fluida, v je relativna brzina čestice u odnosu na okolni fluid i A je površina poprečnog preseka čestice, u slučaju čestice nepravilnog oblika to je površina njene projekcije.

Cdje funkcija Rejnoldsovog broja čestice (NR) koja se određuje eksperimentalno. Rejnoldsov broj se definiše kao:

gde je p gustina fluida, v relativna brzina čestice, d prečnik čestice i u, dinamička viskoznost fluida. Za Nrod oko 500 do 200.000 i za sferne čestice, što predstavlja tipičan opseg brzina za čestice koje se ubzavaju strujom fluida veće brzine, koeficijent otpora Cdje približno u opsegu od 0,4 do 0,5 za slučaj vazduha pri podzvučnim brzinama.

Iz gornje analize može se zaključiti da će voda, a ne vazduh, biti efikasno sredstvo za ubrzavanje čestica, zato što je sila otpora proporcionalna gustini fluida koji se kreće. Odnos gustine vode i vazduha je oko 800. Međutim, korišćenje vode kao jednog pogonskog fluida je nedopustivo skupo. Ubacivanje vazduha pod pritiskom 6,9 bar brzinom od 28 l/min može se obaviti pomoću industrijskog kompresora po investicionoj ceni od samo 60 $, dok rezultujuća snaga mašine iznosi oko 186 W pri protoku vazduha od 28 l/min i pritisku 6,9 bar. Ova struja može ubrzati čestice do brzine od oko 183 m/s, ali ne mnogo preko toga, usled efekta proklizavanja uz struju, koji preovlađuju pri većim brzinama. Da bi se isti zahtev ostvario sa vodom, potrebna je vodena pumpa visokog pritiska, koja je u stanju da ostvari pritisak od oko 37 bar, uz brzinu pumpanja od 28 l/min, da bi ubrzala čestice do brzine od oko 183 m/s (ili do oko 70% brzine fluida), uz investicione troškove od oko 6 000 $ i pogon sa motorom 25 HP (18 kvV). Poređenje investicionih troškova i potrebne energije pokazuje da je ubrzavanje čestica sa vazduhom do oko 183 m/s oko 1/100 deo investicionih troškova i oko 1/100. deo utroška energije od onog koji se ostvaruje kada je voda pogonski fluid. Dakle, vazduh je ekonomičniji, energetski efikasniji i poželjan medijum za inicijalno (prva zona) ubrzavanje čestica, do brzine oko 183 m/s, dok je vodena struja ultra-visoke brzine poželjan medijum za ubrzavanje čestica preko 183 m/s (druga zona), pa do brzina oko 914 m/s i preko toga. Sekundarno razmatranje korišćenja vazduha u prvoj fazi ubrzavanja je da se čestice lako vode i transportuju na veća rastojanja i visine u turbulentnoj struji vazduha, unutar creva ili cevi. Stoga, rezervoar čestica abraziva može biti velik, usled čega su potrebni redi prekidi da bi se ponovo napunio rezervoar, a ovaj ne mora biti u blizini mlaznice koja izbaciju čestice na površinu koja treba da se podvrgne abraziji ili sečenju.

Primer 8

Smanjenje utroška energije potrebne za sečenje materijala

superiornim izbacivanjem čestica indukovaniem vrtloženja

U jednoj realizaciji ovog pronalaska, pogodnost ubrzavanja čestica mlazom ili mlazevima vode ultra-visoke brzine se pogoršava indukovanjem vrtloženja ili kovitlajućeg kretanja u struji fluida i podvrgavanjem čestica ovom vrtložnom ili kovitlajućem kretanju. Probe koje su obavljene sa ovakvom konfiguracijom dale su superiorne rezultate (mereno prema uklanjanju sa površine), što je dokaz superiornog prenosa impulsa i ubacivanja čestica u pogonski mlaz vode ultra-visoke brzine. Kada se čestice dovedu u kontakt sa fluidom koji se vrtložno kreće, čestice se centrifugalnom silom isteruju radijalno ka spolja. Ova sila i rezultujuće kretanje čestica se koristi u jednoj realizaciji ovog pronalaska, na sledeći način. Kako se čestice centrifugalnom silom potiskuju prema spolja, one se koncentrišu u oblasti gde se pretežno dovode u kontakt sa mlazevima vode ultravisoke brzine, koji su namerno usmereni u tu oblast. Rezultat ovoga je drastično povećanje izlazne brzine čestica koje se izbacuju iz komore za mešanje, energetski efikasniji proces ubrzavanja i mogućnost uvođenja veće koncentracije čestica relativno prema pogonskoj struji mlaza vode ultra-visoke brzine. Eksperimenti koji potvrđuju ovo u primeni pokazuju da je današnja tehnologija sa kojom se raspolaže ograničena na ubacivanje oko 12% čestica u noseći fluid. Nasuprot ovome, sadašnji pronalazak, preko uvođenja vrtložnog ili kovitlajućeg kretanja, dozvoljava koncentracije čestica i do 50% (relativno prema nosećem vodenom medijumu) koje se mogu efektivno ubrzati do ultra-visokih brzina. Eksperimentalno je određeno da ovaj

r

napredak potiče od dva uzorka. Jedan je da se broj Čestica koje su u kontaktu sa mlazevima vode može povećati vrtloženim kretanjem, koje smešta maksimalan broj čestica u putanju mlaza vode. Druga je da je centrifugalna sila koja deluje na čestice vrlo niska u poređenju sa vektorom usmerenim približno normalno na mlazeve vode. Ukoliko bi, na primer, mlazevi vode došli u kontakt sa česticama koje se kreću velikom rezultujućom silom načelno normalnom na smer kretanja mlazeva vode, tada bi ubrzavanje čestica u smeru mlazeva vode, tada bi ubrzavanje čestica u smeru mlazeva vode bilo osujećeno. Ovaj pronalazak prevazilazi ovo ograničenje, a ipak postiže maksimalno ubrzavanje čestica, koncentrisanjem čestica u putanju mlaza vode centrifugalnom silom, uz malu rezultujuću silu u smeru normalnom na smer kretanja mlazeva vode.

Vrtložno kretanje se može indukovati različitim načinima, koji su dobro poznati stručnjacima iz ove oblasti tehnike. Na primer, može se koristiti komora za mešanje varjabilnog poluprečnika, tj, komora za mešanje čiji se poluprečnik povećava niz struju. Takođe, u unutrašnjosti komore za mešanje mogu se napraviti useci ili dodati lopatice; varijantno, fluid se može ubrizgavati, uvoditi ili usisavati u komoru za mešanje pod oštrim uglovima ili tangencijalno u odnosu na uzdužnu osu komore za mešanje.

Primer 9

Postizanje superiorne efikasnosti i učinka sečenja

povećavanjem brzine, koncentracije i fokus i ran ia čestica

U kontekstu ovog pronalaska pokazano je da se povećavanjem brzine čestica (iznad određenog praga) drastično povećava uklanjanje materijala u primenama kao što su priprema površina i sečenje. Ustvari, uklanjanje materijala se povećava sa kvadratom povećanja brzine čestica. Brzina čestica prema ovom pronalasku se može povećati za oko 40-50% iznad onog što se postiže u postojećoj tehnologiji sečenja strujom čestica, što dovodi do dvostrukog povećavanja efikasnosti sečenja. Dva sledeća faktora takođe doprinose materijalno da se ostvari efikasniji proces sečenja strujom abraziva, (a) količina ili koncentracija Čestica maksimalne brzine koja se izbaci u jedinici vremena Mt(kg/s) i (b) fokusiranje ovakve struje čestica na najmanju moguću tačku, prečnika D0(u um).

Kao što je pokazano u Primerima 4, 5 i 6 nametanjem vrtložnog ili kovitlajućeg kretanja čestici drastično se povećava proces ubrzavanja i mogućnost uvođenja više čestica po jedinici vode ultra-visoke brzine (nazvane koncentracijom čestica) od oko 12% za danas raspoloživu tehnologiju, na 50%, što je četvorostuko povećanje. Vrtložno dejstvo pomaže takođe fokusiranje mlaza čestica na manju površinu D0, pa je time koncentracija čestica po jedinici udarne površine materijala povećana, U poređenju sa konvencionalnom tehnologijom aparata sa strujom čestica, koje ostvaruju prečnik fokusiranja Dc, koncentracija čestica po jedinici površine raste sa kvadratom odnosa prečnika ( DJDo) 2. U skladu sa postupkom i aparatom iz ovog pronalaska, prečnik fokusiranja se može smanjiti za oko 25% u odnosu na konvencionalno sečenje strujom čestica abraziva, što vodi dvostrukom povećanju efikasnosti sečenja. Sumarni efekat prethodnih argumenata je kao što sledi:

Praktično govoreći, množitelj efikasnosti ima ogromne posledice. Detaljnije, trenutno ulaganje potrebno za konvencionalni sistem sečenja strujom čestica je oko 2680$ po kilovatu ili oko 58960 $ za tipičan industrijski sistem od oko 22 kW. Snižavajući za faktor 16 ovo ulaganje, ono se svodi na trošak od oko 4000$. Ovim su postupak i aparat konkurentni sečenju plamenikom ili plazmom u širokom nizu konvencionalnih voluminoznih primena, kao što si sečenje čeličnih ploča, građevinskog materijala, stakla, drveta itd.

Stoga, ovaj pronalazak je prilagođen da ostvari pomenute ciljeve i prednosti, kao i ostale koje su sa njima u vezi. lako su poželjni primeri izvođenja ovog pronalaska dati za svrhu opisa glavnih svojstava ovog pronalaska, brojne izmene u detaljima konstrukcije, rasporedu komponenata, koracima funkcionaisanja i tako dalje, se mogu učiniti, što se stručnjacima iz ove oblasti tehnike samo nameće, a koje su obuhvaćene suštinom ovog pronalaska i obimom njegovih zahteva.

Izvođenja ovog pronalaska za koja se zahteva isključivo vlasništvo ili primat, definisani su kao što sledi.

Claims (22)

1. Postupak za dobijanje struje cestica velike brzine u komori (40) za mešanje, naznačen time, što se sastoji od: (i) ubrzavanja velikog broja čestica do podzvučne brzine korišćenjem jednog ili više mlazeva gasa da bi se stvorila struja čestica; (ii) ubrzavanja pomenutih čestica do veće brzine korišćenjem jednog ili više mlazeva tečnosti, dovođenjem u kontakt pomenute struje pod oštrim uglom sa jednim ili više mlazeva vode pod ultra-visokim pritiskom unutar komore (40) za mešanje, gde je pomenuti ultra visoki pritisak od 1034 bar do 4137 bar; i izazivanja vrtložnog kretanja pomenutih čestica ubrizgavanjem jednog ili više mlazeva fluida.

2. Postupak prema zahtevu 1, naznačen time, što sadrži dodatni stupanj pojačavanja pomenutog vrtložnog kretanja pomenutih čestica smanjivanjem unutrašnjeg poluprečnika komore (40) za mešanje.

3. Postupak za proizvodnju struje čestica velike brzine u komori (40) za mešanje, naznačen time, što se sastoji od stupnjeva: (i) ubrzavanja velikog broja čestica do podzvučne brzine korišćenjem jednog ili više mlazeva gasa da bi se stvorila struja Čestica; a zatim (ii) ubrzavanja pomenutih čestica do veće brzine korišćenjem jednog ili više mlazeva tečnosti, dovođenjem u kontakt struje čestica sa jednim ili više mlazeva vode pod ultra-visokim pritiskom unutar komore (40) za mešanje, gde je pomenuti ultra-visoki pritisak od 1034 bar do 4137 bar; (iii) izazivanjem vrtložnog kretanja pomenutih čestica smanjivanjem unutrašnjeg poluprečnika komore (40) za mešanje.

4. Postupak prema zahtevu 1, naznačen time, što pomenuto uvođenje jednog ili više mlazeva fluida se vrši ubrizgavanjem fluida pod pritiskom.

5. Postupak prema zahtevu 1, naznačen time, što pomenuto uvođenje jednog ili više mlazeva fluida se vrši pasivnim usisavanjem fluida.

6. Postupak prema zahtevu 1, naznačen time, što je pomenuti fluid vazduh.

7. Postupak za dobijanje struje čestica velike brzine u komori (40) za mešanje, naznačen time, što se sastoji od (i) ubrzavanja velikog broja čestica do podzvučne brzine korišćenjem jednog ili više mlazeva gasa da bi se stvorila struja čestica; i zatim (ii) ubrzavanja pomenutih čestica do veće brzine korišćenjem jednog ili više mlazeva tečnosti, dovođenjem u kontakt pomenute struje čestica pod oštrim uglom sa jednim ili više mlazeva vode pod ultra-visokim pritiskom unutar komore (40) za mešanje, gde je pomenuti ultra visoki pritisak od 1034 bar do 4137 bar; i zatim (iii) izazivanja vrtložnog kretanja pomenutih čestica pramenom unutrašnje konfiguracije pomenute komore (40) za mešanje.

8. Postupak prema zahtevu 7, naznačen time, što pomenuto vrtložno kretanje je izazvano velikim brojem useka smeštenih na unutrašnji zid pomenute komore (40) za mešanje.

9. Postupak prema zahtevu 7, naznačen time, što pomenuto vrtložno kretanje je izazvano menjanjem unutrašnje geometrije pomenute komore (40) za mešanje.

10. Postupak prema zahtevu 7, naznačen time, što obuhvata dodatni stupanj* ubrzavanja pomenutog vrtložnog kretanja smanjivanjem unutrašnjeg poluprečnika komore (40) za mešanje.

11. Postupak prema zahtevu 7, naznačen time, što obuhvata dodatni stupanj izazivanja širenja pomenute struje abrazivnih čestica povećavanjem unutrašnjeg poluprečnika komore (40) niz struju.

12. Postupak prema zahtevu 7, naznačen time, što pomenuta struja abrazivnih čestica je ubrzana do brzine od oko 183 m/s.

13. Postupak stvaranja fluidno-abrazivne struje ultra-visokog pritiska, naznačen time, što se sastoji od uvođenja struje abrazivnih čestica i vazduha pod pritiskom u ulaz mlaznice (20) koja ima konvergentni deo (42) i divergentni deo (44); ubrzavanja struje abrazivnih čestica pod pritiskom do prve brzine veće od 183 m/s propuštanjem struje pod pritiskom kroz mlaznicu (20), pri čemu struja abrazivnih čestica pod pritiskom ulazi u komoru (40) za mešanje; uvođenja mlaza tečnosti pod ultra visokim pritiskom u komoru (40) za mešanje, gde je pomenuti ultra-visoki pritisak od 1034 bar do 4137 bar, a gde mlazevi tečnosti pod ultra-visokim pritiskom dolaze u kontakt i ubrzavaju struju abrazivnih čestica pod pritiskom do druge brzine koja je viša nego prva brzina da bi se stvorila struja abrazivnih čestica pod ultra visokim pritiskom; i ispuštanja fluidne struje abrazivnih čestica pod ultra visokim pritiskom kroz izlazni otvor.

14. Postupak prema zahtevu 13, naznačen time, što dalje obuhvata selektivno omogućavanje i sprečavanje protoka abrazivnih čestica kroz ulaz mlaznice (20).

15. Postupak prema zahtevu 13, naznačen time, što dalje sadrži selektivno omogućavnje i sprečavanje protoka mlaza tečnosti pod ultra visokim pritiskom uz struju od komore (40) za mešanje.

16. Aparat za dobijanje struje čestica velike brzine, odnosno za stvaranje mlazeva koji sadrže abrazivne čestice, naznačen time, što se sastoji od: izvora abrazivnih čestica koje su dovedene pod pritisak gasom i spojenog sa ulazom prve mlaznice (20) da bi se dobila struja abrazivnih čestica na ulazu prve mlaznice (20), a prva mlaznica (20) ima proksimalni konvergentni deo (42) spojen da distalnim divergentim delom (44); komore (40) za mešanje koja je fluidno povezana sa izlazom prve mlaznice (20) smeštenim uz distalni divergentni deo (44) prve mlaznice (20), a struja abrazivnih čestica pod pritiskom koja prolazi kroz i ubrzana je prvom mlaznicom (20) do brzine od 183 m/s se prazni u komoru (40) za mešanje; ulaza (52, 54) za ubrizgavanje fluida koji je fluidno povezan sa komorom (40) za mešanje i sa izvorom tečnosti pod ultra visokim-pritiskom, gde je ultra visok pritisak od 1034 bar do 4137 bar, pri čemu mlaz tečnosti pod ultra-visokim pritiskom se ispušta preko ulaza (52, 54) za ubrizgavanje fluida pri dovoljnoj brzini da nosi i ubrza struju abrazivnih čestica pod pritiskom; i izlazne cevi koja ima ulaz koji je fluidno povezan sa komorom (40) za mešanje i izlazom preko koga se ispušta mlaz tečnosti pod visokim pritiskom koji sadrži abrazivne čestice.

17.Aparat prema zahtevu 16, naznačen time, što komora (40) za mešanje je snabdevena sa prvim otvorom (60, 62) spojenim sa izvorom gasa za snabdevanje komore (40) za mešanje sa strujom gasa da bi se poboljšao raspoređivanje abrazivnih čestica u mlazu fluida pod visokim pritiskom.

18. Aparat prema zahtevu 17, naznačen time, što dalje sadrži: prvi ventil (92) koji je spojen za prvu mlaznicu (20) koji selektivno pokreće i zaustavlja protok struje abrazivnih Čestica pod pritiskom u prvu mlaznicu (20); drugi ventil (90) spojen za ulaz (52, 54) za ubrizgavanje fluida koji selektivno pokreće i zaustavlja protok tečnosti pod ultra visokim pritiskom u komoru (40) za mešanje; i treći ventil (94) spojen sa prvim otvorom (60, 62) koji selektivno pokreće i zaustavlja protok gasa u komoru (40) za mešanje.

19. Aparat prema zahtevu 16, naznačen time, što ulaz (52, 54) za ubrizgavanje fluida sadrži otvor (100) koji je u liniji sa vodom (102) koji se proteže od otvora do ulaza aparata duž putanje kojom mlazevi fluida pod ultra visokim pritiskom ulaze u komoru (40) za mešanje.

20. Aparat prema zahtevu 16, naznačen time, što dalje sadrži prstenasti prilaz (101) koji je fluidno povezan sa većim brojem ulaza (52, 54) za ubrizgavanje fluida koje su takođe fluidno povezani sa komorom (40) za mešanje, tako da se mlaz tečnosti pod ultra visokim pritiskom uvodi u prstenasti prilaz (101) i provodi preko velikog broja ulaza (52, 54) za ubrizgavanje fluida u komoru (40) za mešanje.

21. Aparat prema zahtevu 16, naznačen time, što je komora (40) za mešanje snabdevena sa drugim otvorom koji je fluidno povezan sa izvorom hemikalija.

22. Aparat prema zahtevu 21, naznačen time, što izvor hemikalija uključuje inhibitor korozije.