Przygotowanie Powierzchni

Zasada działania pneumatycznej obróbki strumieniowo-ściernej polega na tym, że w strumieniu powietrza/wody o określonej prędkości unoszone są ziarna ścierne, tworząc w ten sposób roboczy strumień ścierny. Efekt skrawania uzyskuje się w wyniku nadania temu strumieniowi odpowiednio dużej prędkości i skierowania go na obrabianą powierzchnię.
Pneumatyczna obróbka strumieniowo-ścierna może być realizowana w otwartym lub zamkniętym obiegu ścierniwa. Obróbka z obiegiem otwartym stosowana jest przede wszystkim z użyciem ścierniw jednorazowego użytku, czyli np. ścierniw żużlowych, stłuczki szklanej czy ścierniw mineralnych pochodzenia naturalnego. Ścierniwa te po uderzeniu w obrabianą powierzchnię i wykonaniu pracy skrawania, ulegają rozdrobnieniu w różnym stopniu. Mieszanina spadająca z obrabianej powierzchni stanowi odpad składający się z rozdrobnionego ścierniwa i stałych cząstek usuniętych z tej powierzchni.

Obróbka z zamkniętym obiegiem ścierniwa charakteryzuje się tym, że ścierniwo po wykonaniu pracy skrawania jest zawracane z powrotem do roboczego obiegu. System separacji oczyszczarki pracującej w takim obiegu uwalnia cyrkulujący strumień ścierny z pyłów i odpadów. Ten rodzaj obróbki jest, w porównaniu z obróbką w obiegu otwartym, bardziej ekonomiczny. Występują w nim minimalne straty ścierniwa. A ponadto umożliwia on stosowanie ścierniw bardziej trwałych, które mogą być wielokrotnie zawracane do roboczego obiegu ścierniwa.
Oczyszczarki pneumatyczne można podzielić na dwie podstawowe grupy:

• oczyszczarki kabinowe
• oczyszczarki syfonowe. 

Pneumatyczne oczyszczarki syfonowe

Oczyszczarki syfonowe, określane również jako mobilne, należą do uniwersalnych, powszechnie stosowanych urządzeń do otwartej obróbki strumieniowo-ściernej. Są one wykorzystywane zarówno jako samodzielne urządzenia obróbkowe, ale również jako elementy dużych instalacji, jak np. w komorach śrutowniczych. Typowa instalacja obróbki z otwartym obiegiem ścierniwa, pracująca bardzo często w warunkach terenowych, została przedstawiona na rys. 2. Składa się ona wówczas z samej oczyszczarki, instalacji sprężonego powietrza, węża śrutującego z dyszą i operatora wyposażonego w odpowiedni kombinezon oraz system dostarczania powietrza oddechowego do jego hełmu.

Oczyszczarki syfonowe pracujące w terenie są wyposażone w koła jezdne i dlatego określane są jako oczyszczarki mobilne. Oczyszczarki syfonowe mogą pracować zarówno na sucho, jak i na mokro. W każdym przypadku czynnikiem formującym strumień ścierny lub wodno-ścierny jest sprężone powietrze.
W warunkach pracy w systemie otwartym w oczyszczarkach syfonowych stosowane jest ścierniwo jednorazowego użytku. Zamknięty układ obiegu ścierniwa stosowany jest w komorach śrutowniczych, które są obsługiwane przez oczyszczarki syfonowe. W pewnym zakresie zamknięty układ ścierniwa ma miejsce w syfonowych oczyszczarkach podciśnieniowych, w których ścierniwo jest odsysane z oczyszczanej powierzchni.
Podstawowym elementem oczyszczarek syfonowych jest zbiornik syfonowy przypominający zasadą działania zbiornik ciśnieniowy oczyszczarek kabinowych [3]. Ma on najczęściej kształt walca zakończonego od dołu częścią stożkową lub wyobloną dennicą. 
W zbiorniku ciśnieniowym gromadzone są porcje ścierniwa, które są przekazywane bezpośrednio do obróbki strumieniowo-ściernej. Zbiornik jest obudowywany różnymi akcesoriami pozwalającymi sterować procesem obróbki (rys. 3). Do istotnych akcesoriów instalacji oczyszczarki syfonowej zaliczyć należy: zawór sterujący strumieniem sprężonego powietrza, zawór dozujący ścierniwo, odwodnienie powietrza, zawór bezpieczeństwa, filtr powietrza dla operatora oraz zamknięcie grzybkowe znajdujące się wewnątrz zbiornika i działające podobnie jak w zbiorniku ciśnieniowym oczyszczarek kabinowych [3]. 
Zawór sterujący (3) ma za zadanie otwieranie i zamykanie dostępu sprężonego powietrza do oczyszczarki, w tym przede wszystkim do zbiornika ciśnieniowego i do zaworu dozującego ścierniwo. Jest on sterowany za pomocą dźwigni sterującej, która jest zamontowana na wężu przy głowicy śrutującej. Istnieje zatem, zgodnie z zasadami bezpieczeństwa pracy, możliwość sterowania pracą oczyszczarki z miejsca pracy operatora. Zwolnienie dźwigni właściwej powoduje natychmiastowe przerwanie procesu oczyszczania. Rozpoczyna się on natomiast w momencie wciśnięcia tej dźwigni. Przed przypadkowym załączeniem układu chroni zamontowany odrzutnik ze sprężyną. W praktyce stosowane są dźwignie elektryczne i dźwignie pneumatyczne (rys. 4).
Dźwignia elektryczna działa na zasadzie przesyłania sygnału elektrycznego do elektrozaworu. Kiedy dźwignia jest zwolniona, powietrze z oczyszczarki jest zatrzymywane przez elektrozawór. Z niego sygnał elektryczny jest wysyłany przewodem do przełącznika zamontowanego na dźwigni sterującej. Kiedy dźwignia właściwa zostaje wciśnięta, mikrostyki zostają zwarte, a sygnał zostaje przesyłany do elektrozaworu. Ten z kolei umożliwia przepływ powietrza do zaworu sterującego pracą oczyszczarki. Dla bezpieczeństwa operatora wykorzystuje się  napięcie 12 V w przewodzie sterującym.
Dźwignia pneumatyczna wykorzystuje dwa połączone przewody powietrzne. W momencie, gdy dźwignia jest zwolniona, powietrze wylatuje przez jeden z przewodów i wydostaje się przez otwór w dźwigni. Kiedy jest wciśnięty, gumowy docisk blokuje otwór, kierując tym samym strumień powietrza do drugiego przewodu powietrznego. Powracające powietrze zasila zawór sterujący i rozpoczyna się proces obróbki.
Zawory sterujące są urządzeniami pneumatycznymi sterowanymi zdalnie przez dźwignie sterujące i są odpowiedzialne za doprowadzenie i za zamknięcie dopływu sprężonego powietrza do zbiornika ciśnieniowego i do zaworu dozującego ścierniwo. W powszechnym użyciu znajduje się kilka rodzajów zaworów sterujących, z których najpowszechniej używane są: zawór sterujący RMS firmy Clemco z tłumikiem (rys. 5) i zawór sterujący typu Combo (rys. 6).
Zawór sterujący RMS występuje razem z tłumikiem, którego zadaniem jest obniżenie hałasu podczas dekompresji zbiornika ciśnieniowego oczyszczarki. Ten zawór pełni również rolę zaworu dekompresyjnego. Widać to na rys. 7, że z tego zaworu od góry wprowadzana jest rura (2) wychodząca ze zbiornika ciśnieniowego, a gumowa membrana znajdująca się w górnej części zaworu zamyka lub otwiera tę rurę. Zabezpiecza ona również przed uszkodzeniami części zaworu przez drobiny ścierniwa wydostające się ze zbiornika ciśnieniowego. Konstrukcja zaworu zapewnia ponadto małą stratę ciśnienia powietrza, nawet przy dużych prędkościach jego przepływu. 
Zawór Combo jest zaworem normalnie zamkniętym i łączącym w sobie funkcję zaworu powietrza i zaworu dekompresyjnego. Jest sterowany przez elektryczne lub pneumatyczne dźwignie sterujące. Gdy dźwignia sterująca jest wciśnięta, tłok zaworu zmienia natychmiast pozycję. Otwiera wlot powietrza i ściska wąż dekompresyjny, zamykając tym samym układ oczyszczarki i rozpoczyna się proces obróbki (rys. 8).
Zawory dozujące ścierniwo. Ich zadaniem jest dozowanie ścierniwa ze zbiornika ciśnieniowego do przewodu sprężonego powietrza, z którym tworzy mieszankę ścierną kierowaną do dyszy śrutującej. Ponadto zawór ten uszczelnia od dołu zbiornik ciśnieniowy. Istnieje wiele konstrukcji zaworów, instalowanych w różnych typach oczyszczarek syfonowych, dostosowanych do rodzaju ścierniwa, wielkości oczyszczarki i warunków użytkowania. Wszystkie zawory montowane są pod kątem 45°. Takie ich ustawienie zapobiega nadmiernemu zsypywaniu się ścierniwa ze zbiornika ciśnieniowego i sprzyja łatwiejszemu zabieraniu ścierniwa przez strumień powietrza.  
Stosowane współcześnie zawory ścierniwa można podzielić na dwie grupy. Podstawową grupę stanowią zawory, w których otwór zamykający zbiornik ciśnieniowy od dołu, przysłaniany jest w różnym stopniu przez element konstrukcyjny przesuwany za pomocą pokrętła zaworu. Pokrętło, przy skrajnym odkręceniu, odsłania otwór przewodu w pełni, zaś przy skrajnym zakręceniu zamyka go. Określając liczbę obrotów tego pokrętła potrzebną do całkowitego otwarcia zaworu można w sposób przybliżony regulować ilość dozowanego do węża ścierniwa. Niektóre typy zaworów dozujących ścierniwo mają pod pokrętłem zaznaczoną skalę wskazującą wielkość otwarcia zaworu (rys. 9).
Wskaźnik położenia nurnika względem otworu ścierniwa daje operatorowi możliwość dostosowania przepływu ścierniwa do określonych warunków pracy, wielkości dyszy, stosowanego rodzaju i uziarnienia ścierniwa.
Stosowane są również, działające na podobnej zasadzie, proste zawory ścierniwa, gdzie w przewód doprowadzający ścierniwo do węża ze sprężonym powietrzem, wprowadzana jest zasuwka przysłaniająca przekrój otworu. Te elementy są najczęściej wyłożone tworzywem sztucznym lub gumą odpornymi na zużycie ścierne. Do prostych, często stosowanych, szczególnie do pracy z mniej erozyjnymi ścierniwami, należy zawór talerzowy (rys. 10). Przesuwanie dźwignią powoduje przysłanianie lub odsłanianie otworu pobierającego ścierniwo ze zbiornika ciśnieniowego.
Przy stosowaniu wymienionych zaworów dozujących ścierniwo przerwanie procesu obróbki następuje przez zatrzymanie przepływu sprężonego powietrza przez zawory sterujące. Wiąże się to z dekompresją zbiornika ciśnieniowego oczyszczarki. Nie jest to dużym problemem w przypadku małych zbiorników ciśnieniowych. W przypadku dużych oczyszczarek traci się dużo sprężonego powietrza, co podnosi znacznie koszty obróbki, a ponadto powoduje duże przerwy w obróbce spowodowane czasem dekompresji i czasem ponownego rozpoczęcia procesu. Z tego powodu coraz częściej zastosowanie znajdują zawory umożliwiające zamknięcie dozowania ścierniwa bez konieczności dekompresji zbiornika ciśnieniowego i strat sprężonego powietrza. Takie możliwości występują przy stosowaniu tzw. zaworów moździerzowych 
(rys. 11). Następuje w nich zaciskanie węża przez sterowaną zdalnie dźwignię sterującą. Jest on montowany na wyjściu węża z oczyszczarki. Zawór moździerzowy zaliczyć można do drugiej grupy zaworów dozujących ścierniwo. 
Możliwość zamykania zaworu dozującego ścierniwo bez dekompresji zbiornika ciśnieniowego stwarzają zawory wyposażone w mechanizm zdalnego sterowania zamykania i otwierania, niezależnie od stopnia ich otwarcia, ustawianego ręcznie za pomocą pokrętła. Przykładem takiego zaworu, jest zawór Thompsa Schmidta (rys. 12). Jest to zawór normalnie dozujący ścierniwo i reagujący na sygnały z pneumatycznych urządzeń sterujących typu deadman. Zawór po otrzymaniu sygnału zainicjowanego przez operatora podnosi do góry cylinder, zamykając możliwość przesypywania się ścierniwa i odcina w ten sposób dopływ ścierniwa do dyszy oraz zamyka zbiornik ciśnieniowy oczyszczarki. Operator zatrzymuje więc przepływ strumienia ściernego, przy jednoczesnym zapewnieniu kontynuacji stałego przepływu powietrza. Zapewnia to szybki i łatwy sposób oczyszczenia węży śrutowniczych oraz oczyszczanych powierzchni ze ścierniwa. 
Do innych istotnych elementów instalacji obróbki strumieniowo-ściernej przy użyciu oczyszczarek syfonowych należą: dysze, węże, uchwyty dysz, reduktory, różnego rodzaju złącza, osprzęt BDP czy niezbędne do pracy oczyszczarek pneumatycznych kompresory sprężonego powietrza. Osprzęt pozwala połączyć ze sobą podstawowe elementy oczyszczarek. Obróbka przy użyciu oczyszczarek syfonowych odbywa się na otwartej przestrzeni lub w komorze śrutowniczej, w której obecny jest operator. Znajduje się on w pobliżu oczyszczanej powierzchni, więc narażony jest na zapylenie powstające w czasie obróbki. Z tego powodu istotne jest wyposażenie instalacji w odpowiedni osprzęt chroniący operatora przed szkodliwym działaniem środowiska pracy.
W części drugiej zamieścimy przegląd współczesnych pneumatycznych oczyszczarek syfonowych.