Das älteste Strahlgerät überhaupt ist der Injektionsstrahlkessel. Es handelt sich um ein offenes Gefäß, an dessen Auslauf ein Injektor befestigt ist, der die Strahlmittel-einleitungsfunktion in den Luftstrom übernimmt. Durch die in den Injektor einströmende Druckluft entsteht an der Strahlmittelzulaufbohrung ein Unterdruck, mit dessen Hilfe das Strahlmittel in den Luftstrom injiziert wird.

Da ein Teil des vorhandenen Druckes bei diesem System bereits am Injektor in Geschwindigkeit umgesetzt werden muss, ist die Strahlleistung mit solchen Geräten erheblich niedriger. Entwickelt wurden diese Geräte zu Beginn der Sandstrahltechnik, weil man als Beschleunigungsmittel in dieser Zeit nicht Druckluft, sondern Dampf verwendet hat. Solche Geräte werden nur dann eingesetzt, wenn geringe Rautiefen und Strahlleistungen ausreichend sind.

Man unterscheidet in zwei Systeme, je nach ihrer Bauart.

Injektionsstrahlen mit Saugsystem

Ein Beispiel für die nach dem Saugsystem arbeitenden Anlagen gibt ein Schnitt durch eine Injektor-Strahlpistole wieder.

Die eigentliche Strahldüse (Pos.5) befindet sich vorn. Hier tritt das Strahlmittel mit einer Geschwindigkeit von max. 65 m/s aus.

Die verschiedenen Ausführungen dieser Bauart benötigen jedoch alle noch eine zusätzlich zweite, im Inneren des Gehäuses (Pos.1) eingebaute, mit Druckluft (Pos.2) arbeitende Injektordüse (Pos.4), zur Erzeugung des erforderlichen Unterdruckes im Inneren der Strahlpistole. Durch diesen Unterdruck wird Strahlmittel über eine Saugleitung (Pos.3) angesaugt.

Die in der Abbildung gezeigte Ausführung arbeitet nach dem Saugsystem. Die Ansaugleitung, zumeist aus Gummi, verbindet die Pistole mit dem Materialsammeltrichter der Strahlkabine.

Schnitt durch nach dem Saugsystem
arbeitende Injektor-Strahlpistole


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Der von der Injektordüse erzeugte Unterdruck bewirkt einen als pneumatische Förderung arbeitenden Saugzug, der das Strahlmittel aus dem Materialsammeltrichter zur Pistole fördert, wo dieses vom aus der Injektordüse austretenden Druck- luftstrahl übernommen und durch die Strahldüse geführt wird.

Durch die Strahldüse strömt somit eine Mischung aus expandierter Druckluft, Sekundärluft der pneumatischen Förderung und Strahlmittel.

Das so genannte Düsenverhältnis beträgt im Allgemeinen 1 zu 4. Man versteht da- runter das Verhältnis zwischen den Flächen der Bohrungen der Injektordüse einerseits und der eigentlichen Strahldüse andererseits.

Injektionsstrahlen mit Gravitationssystem

Die Beschleunigung des Strahlmediums erfolgt auch beim Gravitations-System durch Düsenköpfe, die mit zwei Düsen ausgerüstet sind und nach dem Injektor-Prinzip arbeiten.

Injektorstrahlen mit Gravitationssystem

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Ein beachtlicher Teil der von der Druckluft zugeführten Energie wird beim Saug-System für den pneumatischen Transport und die Förderung des Strahlmediums verbraucht.
Dieser Nachteil wird bei den mit einem Becherwerk ausgerüsteten Anlagen nach dem Gravitations-System vermieden.

Bei der Beurteilung von mit Druckluft arbeitenden Strahlanlagen spielen die Faktoren Austrittsgeschwindigkeit des Strahlmediums sowie der Regulierbereich eine wesentliche Rolle.

Beim Injektor-Gravitations-System liegt der Höchstwert der Austrittsgeschwindigkeit des Strahlmittels bei maximal etwa 80 m/sec. Die Regulierbarkeit der Austrittsgeschwindigkeit ist bei diesem System besser als beim Saugsystem. Wegen dieser, auch gegenüber dem Saugsystem wesentlich besseren Regulierbarkeit, gibt man in vielen Fällen bei mit Druckluft arbeitenden Anlagen dem Injektor-Gravitations-System den Vorzug. Dies gilt auch gegenüber dem Drucksystem. Die bessere Regulierbarkeit fällt ganz besonders bei Anlagen für die Feinbehandlung von Oberflächen (Fein- und Feinststrahlanlagen), sowie bei Ausrüstungen für das „Shot-peening“-Verfahren, ins Gewicht.

Beim Gravitations-Injektor-Prinzip können überdies die Apparate für die Aufbereitung des Strahlmittels (Kaskadenabscheider) in einfacher Weise am Becherwerksaustritt angebaut werden, was auch eine gute Zugänglichkeit gewährleistet.

In den Fällen, wo diese Systeme ihren Einsatzschwerpunkt haben, zeichnen sie sich durch ihre Wirtschaftlichkeit aus, weil diese Systeme nicht mit großen Luftmengen, -drücken und -geschwindigkeiten betrieben werden.

2.2.3 Vakuum-Druckluftstrahlen und Vakuum-Injektionsstrahlen

Als Strahlgeräte können für hohe Leistungen Druckstrahlgeräte, und für einfachere Strahlaufgaben Injektionsstrahlgeräte eingesetzt werden.

Das Kennzeichen dieser Systeme ist der Blaskopf, dessen Gehäuse die eigentliche Aufprallfläche vollständig von der Umgebung abschließt. Üblicherweise befindet sich in der Mitte des Blaskopfes die Strahldüse, die mit Strahlmittel von einem normalen Druckbehälter mit aufgesetztem Vakuumbehälter und integriertem Abscheider versorgt wird. Das Strahlmittel wird nach dem Auftreffen auf das Werkstück durch den erzeugten Unterdruck am Rand des Blaskopfes zurückgesaugt und wieder aufbereitet.

Der Vakuumluftstrom zum Rücktransport des Strahlmittels kann auch durch separate Unterdruckanlagen erzeugt werden. Dies ist meist bei Großanlagen der Fall, bei denen mehrere Strahler mit diesem System zur gleichen Zeit arbeiten.

Es können je nach Entfernung zwischen Strahler und Unterdruckanlage auch mehr Strahler angeschlossen sein. Der erforderliche Unterdruck liegt zwischen 0,2 und 0,5 bar.

Der Einsatz solcher Systeme ist für alle wiederverwendbaren Strahlmittel, z. B. Hart- und Stahlgussgranulat, Elektrokorund oder Glasperlen sowie für Einweg-Strahlmittel gedacht.

Vakuum – Druckstrahlkopf (Prinzip)

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Die Anwendungsfälle könnten Nacharbeiten oder kleinere Strahlarbeiten sein, bei denen das verbrauchte Strahlmittel sofort aufgefangen werden muss, weil das Strahlmittel und die von dem zu strahlenden Objekt gelösten Teile Giftstoffe enthalten können, die besonders entsorgt werden müssen.

Stark leistungsmindernd wirkt sich bei diesem System aus, dass es unter einer geschlossenen Glocke (Blaskopf) arbeitet. Dadurch stört das von der Oberfläche des zu strahlenden Objektes zurückprallende Strahlmittel den aus der Düse austretenden Strahlmittelstrom. Somit hebt sich ein Teil der erzeugten kinetischen Energie selbst auf. Ebenso ist von Nachteil, dass eine Beobachtung der unmittelbar gestrahlten Oberflächen nicht möglich ist.