DE6609727U - Brenner zum flammspritzen. - Google Patents

Description

KA.046 040*28.1.65

DR. ING. HANS H. PONTANi
PATENTANWALT
KAHL (MAIN)

j BAHNHOFSTR. I₁ TELEFON 540 L-.

25.1.65

P/Ho

EutectiG Welding Alloys Corporation, Flushing 58, N,Y./USA " Brenner zum Flammspritzen "

Diese Neuerung bezieht sich auf einen Brenner zum Flammspritzen für die Beschichtung von Oberflächen und insbesondere auf einen solchen Brenner, bei dem hierfür feinverteiltes Pulver verwendet wird.

Brenner zum Flammspritzen sind zur Herstellung von Metall- und Plastikschichten auf Oberflächen verwendet worden, wobei letztere mit einer pulvergefüllten Flamme bespritzt werden. Derartige Brenner verwenden Mischungen von brennbarem Gas und von die Verbrennung herbeiführendem oder tragendem Gas, wie Azetylen und Sauerstoff- die zurückschlagen und explodieren können. Das Zurückschlagen ist besonders gefährlich, wenn dies in einen Pulverbehälter geschieht, der aus einem verhältnismäßig leichten Material hergestellt ist, unä der dann wahrscheinlich, in gefährliche Einzelteile auseinanderfliegt.

Ein Ziel der vorliegenden Neuerung ist es daherj einen Flammspritz-Brenner zu schaffen, bei dem die Gefahr des Rüekschlagens auf ein Minimum verringert ist.

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EIn anderes Ziel der Neuerung besteht .in der Schaffung eines Brenners, bei dem ein Zurückschlagen in die Pulverzuführungsleitungen und in den Behälter nicht eintritt.

Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Neuerung ist die : Schaffung einer einfachen und zuverlässigen Konstruktion ; für einen derartigen Brenner.

Gemäß der Neuerung wird Pulver in die Zuleitung für das Trägergas, wie Sauerstoff, eingeführt, bevor sich dieses mit dem Brenngas, wie Azetylen, verhiiseht. Die Zuleitungen für die Gase sind so konstruiert und angeordnet, daß sie die Aufrechterhaltung einer wirksamen Flamme, wie einer neutralen Flamme, mit dem erwünschten gleichmäßigen Druck !sichern^ auch wenn der Druck des Trägergases wesentlich größer ist, als der des Brenngases. Dies hindert ein Brenngas, wie Azetylen, daran, innerhalb des Brenners vom Mischungspunkt aus zurückzufließen, und vermindert ein Zurückschlagen aus der Begegnung in .der Mischkammer oder in die das Pulver zuführenden Teile. Explosionen im Pulverbehälter werden demzufolge vermieden.

Die neuen Merkmale und Vorteile der vorliegenden Neuerung werden dem Fachmann aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen offenbar.

660372714.9.72

Es zeigt:

Pig. 1 im Aufriß eine Seitenansicht einer Ausführungsart gemäß der Neuerung,

Fig. 2 eine Ansicht im Querschnitt entlang der Linie 2-2 der- Pig. I,

Pig. 3 im Aufriß eine volle Seitenansicht, die teilweise im Schnitt der Ausführungsart nach Pig. I dargestellt ist,

Pig. 4 eine vergrößerte perspektivische Ansicht im teilweisen Querschnitt eines Teils der Ausführungsart

Pig. 5 im Aufriß in vergrößertem Maßstab die Vorderansicht eines anderen Teils der Ausführungsart nach Fig. 3., und

Pig, β eine Querschnittansicht entlang der Linie 6-6 nach Fig. 5-

,mit

In den Figg. 1-3 ist ein Plammspritzbrenner lG/aer Brennerspitze 12 dargestellt. Getrennte Leitungen l6 und l8 (in Figo dargestellt) durch den Körper lh dienen der Zuführung eines Brenngases, wie Azetylen, und eines Trägergases, wie Sauerstoff.

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Eine Gaseinspritzvorrichtung oder ein Drehgriff 20, der die Leitungen ΐβ und l8 reguliert, befindet sich im rückwärtigen Teil des Körpers l4, mit dem in üblicher Weise eine derartige Gasquelle verbunden ist. Eine Pulverzüführüng 22 mit einem darin zwischengeschalteten Ventil 24 ist auf dem Körper 14 angebracht. Die Pulverzuführung 22 und das Ventil 24 (beide in Fig. 3 dargestellt) sind später im einzelnen beschrieben.

Gemäß den Figg. 3-6 schneidet die Pulverzüführüng 22 die Zuführung l8 für das Trägergas, bevor diese in die Mischkammer eintritt, wo sie sich mit der Azetylenzuführung l6 vereinigt. Ein verhältnismäßig enger Abschnitt 30 liegt, um darin die Geschwindigkeit zu vergrößern und den Druck zu verringern, zwischen der Zuleitung l8 und der Mischkammer 28., und zwar an dem Punkt, wo die Pulverzuführung 22 die Zuführung für das Trägergas, wie Sauerstoff, schneidet. Dies erleichtert die Zufuhr des Pulvers in den Sauerstoffstrom. Der enge Niederdruekabschnitt 30 liegt innerhalb der Düsenspitze 32, die sich infolge des konischen Pulver-Einlaßraums 3^- von dem Übergangsrohr 36 in gewissem Abstand befindet, das seinerseits den Sauerstoff zur Mischkammer 28 befördert. Die Zwischenleitungen 38 bzw. 4o verbinden den verengten Niederdruckabschnitt 30 mit der Zuführungsleitung l8 einerseits und der Mischkammer andererseits.

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Die vorerwähnten Gas- und Pulver-Mischbestandteile werden in einer Gas- und Pulvermischvorrichtung 4l vereinigt, die die Düse 43 umfasst, das Mischrohr 45 und die Zwischen-Buchse oder -muffe 47. Die Muffe 47 hält die Düse 43 und das Mischrohr 45 zusammen und liefert auch das Pulver in den dazwischen liegenden, konischen Niederdruckraum 34.

Die Düse 43 umfasst die an ihrer Peripherie angeordneten Zuführungen 49 für das Brenngas, wie Azetylen, (z.B. sind im Schnitt der Pig. 3 zwecks bequemerer Darstellung drei Stück verdreht eingezeichnet), wobei sich diese Zuführungen in Längsrichtung durch die Düse 43 hindurch erstrecken, um das Azetylen zwischen den ringförmigen Verteilungs-Kanälen 51 durch die Düse 43 zuführen.Ein Paar Längszuführungen 53 in der Muffe 47 leiten dann das Azetylen in den ringförmigen KaraL 57 zwischen der Muffe 47 und dem zentralen Flansch 55 des Mischrohres 45. Drei einwärts geneigte Zuführungen 59 befördern schließlich das Azetylen durch den Zentralflansch 55 aus dem ringförmigen Kanal 57 in die Mischkammer 28* Die ringförmigen Kanäle 51 und 57 werden im wesentlichen durch ein Paar halbringförmige Nuten mit aufeinander arbeitenden Flächen gebildet. Die um die Kanäle 51 und 57 herum aufeinander arbeitenden Flächen schaffen eine zuverlässige Dichtung für das in den Kanälen geführte Gas.

Die Muffe 47 umfasst ein Paar quer verlaufender Zuführungen 63, von denen eine eine Fortsetzung der Pulverzuführung 22 in Ver-

bindung mit dem Niederdruck-Pulverzuführungsraum J4 bildet. Das Paar quer verlaufender Zuführungen 63 erlaubt deren nahe Anordnung an den Enden der Muffe 47, wodurch ein bemerkenswerter Abstand zwischen der einen., die sich in Übereinstimmung mit der Pulverzuführung 22 befindet, und der Mischkammer 28 geschaffen wird. Die Anordnung einer besonderen Zuführung 63 gibt die Sicherheit, daß sich eine davon an die Pulverzuführung 22 anschließt, und zwar in jeder Richtung, in der sich die Muffe 47 befindet. Nach Ausrichtung der Muffe 47 wird diese durch Einführen des Endes der Anzugs-Schraube 65 in ihre Aussparung 67 an ihrem Platz befestigt.

Das Brenngas, wie Azetylen, wird durch die Zuführungen l6 und in die Mischkammer 28 geleitet. Die Mischkammer 28 ist von dem Pulverzufuhrraum 54 und der Zuführung 22 durch die Zwischenleitung 4o getrennt. Dies trägt dazu bei, die Pulverzuführungszonen von der Mischkammer zu isolieren.

Die Konstruktion des elastischen Einsatzes 44 der Ventilanordnung ist im einzelnen in Pig. 4 gezeigt, wo das vertikale Loch 46 durch den Einsatz 44 dargestellt ist, das durch die umgekehrte oder gegenseitige Wirkung des Kolbens 48 in Gegenwirkung zu der Bewegung des Hebels 50 und der Reaktion der Schraubenfeder 52 geöffnet und geschlossen wird. In Pig. 1 befindet sich das Ventil 24 mit dem Hebel 50 in geöffneter Stellung , der heruntergedrückt ist, damit das Loch 46 offen bleibt, und das Pulver veranlasst wird, von dem Behälter 26 durch die Zuführung 22 in den Raum 34 und von dort in den Sauerstoffstrom zu fließen.

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Der äußere Schaft 71 des Kolbens 48 ist in eine Büchse eines natürlich schmierenden Materials eingelagert, wie eines Tetrafluoräthylenpolymers, und gleitet innerhalb des Paßstücks 75 am hinteren Ende des obersn Teils 77 des Körpers l4. Der Hebel ist mit dem Schaft 71 durch den Stift 79 drehbar verbunden: der untere Teil 8l des Hebels 5ö stößt gegen einen Vorsprung 83 am Körper l4 und ergibt so einen Drehpunkt für den Hebel 50 zwecks Einwirkung auf den Schaft Yl. Die selbstschmierende Büchse 73* die z.B. aus Teflon hergestellt ist, bedingt Mühelosigkeit, Kontrollierbarkeit und Gleichmäßigkeit der Arbeitsvorgänge des Hebels 50, des Schafts 71 und des Kolbens 48.

Die Zuführungen l8 und l6, sowie ihre Längen bis zur Mischkammer sind so bemessen, daß sie eine wirkungsvolle Flamme am Ende des Brenners 10 erzeugen* wie eine neutrale Flamme der gewünschten Art bei gleichmäßigem Druck. Die Zeichnung ist in annähernd naturgetreuem Maßstab ausgeführt und die darin gezeigten Abmessungen sehen eine wirksame Arbeitsanordnung vor, wenr ein Sauastoffdruck zwischen 1,1 «- 1,8 kg/cm bei einem Azetylendruck von 0, 2 -

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0, 3 kg/cm eingehalten wird. Für kleinere Brennerendendurchmesser

ist ein Sauerstoffdruck von 1,1 - 1,3 kg/cm wirksam, und zwar bei etwa 0,2 kg/cm Azetylendrück, während man die höheren Sauerstoffdrücke bis etwa 1,8 kg/cm für Brennerenden mit größerem Durchmesser verwendet. Diese Drücke sind jedoch nur zur

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Erläuterung angegeben, und zwar in Übereinstimmung mit den beschriebenen, besonderen Brennern. Bei der neuerungsgemäßen Anordnung werden, überschlägig betrachtet, gleiche Mengen Sauerstoff und Azetylen in die Mischkammer eingeführt. Mit anderen Worten werden die Gase in einem Verhältnis von annähernd einem Volumen Sauerstoff zu einem Volumen Azetylen gemischt, jedoch ist dieses Verhältnis gewissen Änderungen unterworfen, wenn verschieden artige Pulver niedergeschlagen werden.

Der größere Anlieferungsdruck des Sauerstoffs in Bezug auf Azetylen, sowie der Einlaß des Pulvers in den Sauerstoffstrom bei einem Punkt, der vor a d^r Mischkammer liegt, verhinderte, daß das Azetylen rückwärts aus der Mischkammer strömt, falls eine Unterbrechung des Gasflusses an der Brennerspitze eintritt, wie etwa bei einem Zurückschlagen der Flamme. Während eines solchen Rückschiagens blockiert der höhere Sauerstoffdruck den Fluß des Azetylens und verhindert hierdurch die mögliche Bildung irgendwelcher explosiver Gasmischungen innerhalb des Brennerkörpers, der explodieren oder in sich die Verbrennung aufrechterhalten könnte, und vermeidet daher eine unerwünschte Erhitzung oder ein Ausbrennen infolge des Rückschiagens.

In dem Brenner gemäß der Neuerung wird demnach ein Zurückschlagen vollständig verhindert, wobei es keine Rolle spielt, wie schnell der Brenner zurückschlägt und zurückbrennt, wenn seine Spitze gegen einen erhitzten Block stößt. Dieser Brenner ist so sicher gegen ein Zurückschlagen, daß keine Explosion in dem Pulverbehälter verursacht werden kann, auch wenn eine Flamme oder ein Funken auf den Inhalt des Pulverbehälters übergreift. Eine in den Pulverbehälter gerichtete Flamme wird, um die äußerste Möglichkeit zu erörtern, dessen Inhalt einschließlich einer beträchtlichen Sauerstoffmenge, die in ihn durch absichtliches Rückschlagen eingeströmt ist, wohl veranlassen zu brennen, jedoch nur in einer kontrollierten Art, ohne irgendwelche Explosionsgefahr. Im Vergleich mit der größeren Explosionsanfälligkeit von Pulverbehältern der bisher bekannten Flammspritzbrenner, bei denen das Pulver in die Mischgase eingeführt wird, ist dies bemerkenswert. Derartige bekannte Brenner neigen auch sehr dazu, zurückzuschlagen, wogegen der "Brenner gemäß dieser Neuerung hochwiderstandsfähig ist.

Claims (5)

Ρ.Α.0ΊΒ0Μ*28.1.65 Schutzansprüche

1. Brenner zum Flammspritzen mit in dem Brennkörper längs verlaufenden Zuführungen zur getrennten Leitung eines Brenngases, sowie eines Trägergases, außerdem nut einer Zuführungsleitung für das Pulver, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulverzuführungsleitung (22) mit der Trägergasleitung (l8) verbunden ist, bevor letztere sich mit der Brenngasleitung (l6) in einer Mischkammer (28) vereinigt, wobei die Trägergasleitung (l8) vor ihrer Aufnahme der Pulverzuführungsleitung (22) in einem konisch ausgebildeten Pulvereinlaßraum (3²O über einen verengten Niederdruckabschnitt (30) verfügt, an den sich hinter dem Pulvereinlaßraum (jH) wiederum ein Abschnitt (kO) größeren Durchmessers anschließt.

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hauptsächlichen Teile der Zuführungen (l8) (16) (22), wie auch der Mischkammer (28) gleichen oder annähernd gleichen Querschnitt aufweisen und die Zuführungen (l8) (l6) für Sauerstoff als Trägergas und Azetylen als Brenngas so ausgebildet sind> daß eine neutrale Flamme bei gleichmäßigem Druck in der Mischkammer (28) erzeugbar ist, auch wenn der zugeführte Sauerstoffdruck wesentlich höher ist, als der zugeführte Azetylendruck*

3. Brenner nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß dieser über eine Gas- und Pulvermischvorrichtung (4l) verfügt, die aus einer Düse (43) besteht, außerdem aus einem Mischrohr (4i)

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einschließlich eines zentralen Flansches, der zwischen einem Übergangsrohr (36) und. dem Miscnrohr liegt, sowie aus einer Muffe (47) zwischen der Düse (43) und dem Mischrohr (45), die eine querverlaufende Zuführung (63) besitzt, welche sich an die Pulverzuführungslei'tung (22) anschließt, wobei da^finde der Düse (43) und das Übergangsrohr (36) innerhalb der Muffe (47) mit einem Zwischenraum, dem Pulvereinlaßraum (43), angeordnet ist, der sich an die querverlaufende Zuführung (63) anschließt, und daß an der Peripherie getrennte Zuführungen durch die Düse, die Muffe und den zentralen Plansch zur Leitung des Brenngases durch die Vorrichtung in die Mischkammer (28) des Mischrohrs (45) ange ordne t s ind.

4. Brenner nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß in der Mischvorrichtung die querverlaufende Zuführung (63) an ein Ende der Muffe (47) angrenzend angeordnet ist, und daß ein Paar querverlaufender Zuführungen (63) im gleichen Abstand von den Enden der Muffe (4V) angebracht sind. .

5. Brenner¹ nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abdichtung des Brenngases mit den Zuführungen in der Mischvorrichtung in dieser ringförmige Kanäle-gegenüber aufeinander arbeitenden Flächen eingelagert sind.