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Verfahren zur Auskleidung von Hohlkörpern mit Endflanschen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auskleidung von Hohlkörpern mit Endflanschen, beispiels- weise Rohren, insbesondere unter Verwendung thermoplastischer Werkstoffe.
Ein Verfahren zur Auskleidung von Rohren mittels durchgaster thermoplastischer Pulver ist bereits be- kannt, bei dem das zu beschichtende heisse Rohr an ein, Durchgasungs- bzw. Wirbelgefäss angeschraubt i oder geklammert wird, von dem aus ein durchgastes thermoplastisches Pulver in das heisse Rohr gefördert und dort so lange in Berührung mit der Rohrwandung belassen wird, bis eine Pulverschicht von ausreichen- der Dicke an der Rohrwandung haftet.
Gewöhnlich wird das Rohr zu diesem Zweck oben auf das Durchgasungsgefäss aufgebaut und ein trich- terförmiges Gebilde an das obere Ende des Rohres angeschlossen, um den aufwärts durch das Rohr aus dem Durchgasungsgefäss geförderten Pulverüberschuss aufzufangen. Dieser Trichter wird meist festgeschraubt oder geklammert und obwohl er im wesentlichen von dem Durchgangsgefäss durch den zu beschichtenden
Rohrabschnitt getrennt ist, ist er auch als Teil des Beschichtungsgerätes zu betrachten.
Nach einer besonderen Verfahrensweise (Südafrikanische Patentschrift Nr. 3382/58) fördert man das
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Masse in das auszukleidende Rohr oder einen andern auszukleidenden Hohlkörper und hält es dort eine kurze Zeit, wobei während zumindest eines erheblichen Teiles dieser Zeit das Pulver sich in einem Durchgasungszustand zwischen dem einer Wirbelschicht und dem des lose gesetzten Pulvers befindet.
Bei der Auskleidung von Hohlkörpern, z. B. Rohren mit Endflanschen, macht sich häufig die Schwierigkeit bemerkbar, dass die Flansche entweder nicht ausreichend oder in einem solchen Masse beschichtet werden, dass die Schraubenlöcher der Flansche auch beschichtet und dadurch verstopft werden. Eine weitere Schwierigkeit, bei diesem Beschichtungsverfahren besteht darin, dass die den Rohr- oder Hohlkörperflanschen entsprechenden Flansche der Beschichtungsvorrichtung während des Verfahrens heiss werden, wodurch thermoplastisches Beschichtungsmaterial auch an den Flanschen der Vorrichtung haften bleibt und beim Lösen der Flansche Fäden zieht.
Zweck der Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung, die die oben genannten Nachteile beseitigen und die Herstellung gleichmässiger Beschichtungen der Flansche bis an die Schraubenlöcher oder bis an eine sonstige erwünschte Grenze heran ermöglichen.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass zwischen dem zu beschichtenden Flansch und der zugeordneten Gegenfläche desDurchgasungsgefässes einAbstand eingehalten wird, der die auf dem Flansch herzustellende Schichtdicke wesentlich, vorzugsweise um ein Mehrfaches übertrifft, dass schichtfrei zu haltende Teile des Flansches abgedeckt bzw. abgeschirmt werden, der Zwischenraum zwischen dem Flansch und der Gegenfläche im Bereich der herzustellenden Schicht mit dem Hohlkörperinnern in Verbindung steht, aber nach aussen hin abgedichtet ist, und dass die die Abdeckung bzw. Abdichtung bewirkenden Flächen auf einer Temperatur unterhalb der Schmelz- bzw. Sintertemperatur des thermoplasti- schen Pulvers gehalten werden.
Vorzugsweise geht man so vor, dass sich das pulverförmigeBeschichtungsmaterial zumindest im Zwischenraum zwischen dem Flansch und der Gegenfläche während eines erheblichen Teiles der Schichtbildungszeit in einem an sich bekannten Zustand der Durchgasung zwischen dem einer Wirbelschicht und dem Zustand der losen Schüttung befindet.
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Gegebenenfalls werden die die Abdeckung bzw. Abdichtung bewirkenden Flächen während der Be- rührung mit dem Beschichtungsmaterial zusätzlich gekühlt.
Vorzugsweise wird zum Entfernen überschüssigen Pulvers von den Flanschen Luft in den Innenraum zwischen den Flanschen und deren Gegenfläche geblasen oder angesaugt.
Zur Durchführung des Verfahrens ist erfindungsgemäss eine Vorrichtung vorgesehen, bei der zwischen dem zu beschichtenden Flansch und dem zugeordneten Flansch der Beschichtungsvorrichtung koaxial ein vorzugsweise kühlbarer ringförmiger Körper als Abstandsstück bzw. Schablone angeordnet ist, dessen bzw. deren Innendurchmesser dem Innendurchmesser des Hohlkörpers, vermehrt um die doppelte Breite des zu beschichtenden Abschnittes des Flansches, entspricht und dessen Höhe wesentlich, vorzugsweise um ein
Mehrfaches grösser ist, als die auf dem Flansch herzustellende Schichtdicke.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der ringförmige Körper leicht auswechselbar und mit Be- festigungsmitteln zu seiner Befestigung an dem zu beschichtenden Flansch oder dem zugeordneten Flansch der Vorrichtung versehen, beispielsweise mit entsprechend an der Aussenseite des Ringes befestigten Fe- dern, die gleichmässig über den Ringumfang verteilt und in die Schraubenlöcher des Flansches eingeklemmt sind.
In einem Beispiel dieser Ausführungsform des Zwischenringes hat der Ring eine Höhe von rund 6 mm, eineDicke von rund 3 mm und einen den jeweiligen Umständen angepasstenDurchniesser, doch ist die Er- findung keineswegs auf solche Masse beschränkt.
Der oben genannte Zwischenring lässt sich sehr einfach herstellen und kann zeitweilig jeweils durch einen andern Zwischenring ersetzt werden, falls seine Temperatur zu sehr ansteigt.
Gemäss einer weiteren Ausführungsform kann der ringförmige Körper für den Durchfluss von Kühlwas- ser hohl ausgebildet sein, wobei er vorzugsweise fest mit dem zugeordneten Flansch der Beschichtungsvorrichtung verbunden wird. Falls man von Zeit zu Zeit die Grössen der auszukleidenden Hohlkörper, insbesondere der Flansche, zu ändern gedenkt, ist dies mit einem einzigen Beschichtungsgerät möglich, sofern man die beschriebenen gekühlten Zwischenringe auswechselbar einbaut, z. B. durch Verschraubung.
Eine gute Verbindung zwischen dem Zwischenring und dem Flansch wird dadurch gewährleistet, dass der ringförmige Körper an der den Hohlkörperflansch berührenden Seite mit Flanschhalterungszapfen versehen ist und dass ferner eineFlanschklammervorrichtung vorgesehen ist, die denHohlkörperflansch an den Ringkörper festdrückt, wobei die Klammervorrichtung vorzugsweise aus einem schwenkbar angeordneten gegabelten, zweiarmigen, den Flansch beidseitig erfassenden Greifer und einer mechanischen Andrückvorrichtung besteht, die in an sich bekannterweise beispielsweise mit pneumatischem oder hydraulischem Antrieb versehen ist.
Beim Auskleiden von Rohren gemäss der oben genannten Südafrikanischen Patentschrift Nr. 3382/58 ergeben sich manchmal Schwierigkeiten aus der Ansammlung eines Übermasses an Beschichtungspulver an der Flanschoberfläche, da die Flanschoberfläche nicht der Abstreifwirkung des über die Rohrwändestreifenden Pulvers unterliegt. Zum Fortblasen dieser Pulveransammlungen kann der ringförmige Körper mit einer oder mehreren Luftöffnungen oder Schlitzen versehen sein, die so eng sind, dass der Austritt wesentlicher Pulvermengen verhindert wird, wobei vorzugsweise der ringförmige Körper mit einem ringförmigen Kanal für Luft oder Gas unter Druck versehen ist, der mit den genannten Luftöffnungen bzw. Schlitzen in Verbindung steht.
In der Verfahrensweise, nach welcher man das Pulver nach seiner Inberührungbringung mit dem Rohrinnern wieder in das Durchgasungsgefäss durch Vergrösserung des Volumens des Durchgasungsgefässes zurückzieht, kann man auch den entstehenden Sog zum Hereinziehen von Aussenluft durch die genannten Schlitze oder Öffnungen benutzen.
Im nachstehenden soll die Erfindung an Hand der Zeichnungen weiter erläutert werden.
Es stellen dar : Fig. l einen senkrechten Schnitt durch ein ausgekleidete Rohr, das noch an der Beschichtungsvorrichtung befestigt ist, und einen erfindungsgemäss angebrachten Zwischenring ; Fig. 2 eine Schrägansicht des in Fig. l'gezeigten Zwischenringes ; Fig. 3 einen senkrechten Schnitt durch eine Beschichtungsvorrichtung zur, Innenauskleidung von Rohren mit einer andern Ausführungsform eines erfindungsgemässen Zwischenringes.
Gemäss Fig. 1 und 2 der Zeichnungen ist der Zwischenring 1 mit den Befestigungsfedern 2, 3 auf dem Flansch des Rohres 4 (Fig. l) dadurch verbunden, dass die Federn 2 und 3 in den Schraubenlöchern 5 und 6 eingeklemmt sind. In die übrigen Schraubenlöcher sind Schrauben 8 eingeführt, um den Flansch des Rohres 4 mit dem entsprechenden Flansch 9 des unteren Endes der Beschichtungsvorrichtung zu verbinden.
Ringsum ist der Ring 1 mit sehr engen Schlitzen 10 versehen.
Der untere Teil des Beschichtungsgerätes ist von der gleichen Art wie in Fig. 3 gezeigt und weiter
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unten beschrieben.
Das Beschichtungsverfahren wird weiter unten in allen Einzelheiten unter Bezugnahme auf Fig. 3 be- schrieben. Das pulverförmigeBeschichtungsmaterial wird aufwärts in das vorerhitzte Rohr 4 verdrängt. Nach einer genügenden Berührungszeit, beispielsweise etwa 5 sec, haftet eine ausreichendeMenge desBeschich- tungsmaterials durch Schmelzen an der Innenseite des Rohres 4 einschliesslich des Flansches bis an die durch den Ring 1 festgelegte Begrenzung, an. Am Ende dieser Berührungszeit wird das Pulver im Rohr 4 in das Durchgasungsgefäss des unteren Geräteteiles zurückgesaugt. Durch diesen Sog wird Luft durch die
Schlitze 10 gesaugt, wodurch überschüssiges Pulver von dem Rohrflansch abgeblasen wird. Es bildet sich eine gleichmässige Auskleidung 7.
Nach Beendigung der Beschichtungsstufe des Verfahrens werden die
Schrauben 8 entfernt und dieFlahsche voneinander gelöst. DerZwischenring 1 wird nach Erhärten der Aus- kleidung entfernt.
Selbstverständlich umschliesst die Erfindung auch den Fall, in dem der Zwischenring an dem Flansch des Beschichtungsgerätes befestigt ist, d. h. umgekehrt wie im gezeigten Falle.
Die Anordnung gemäss Fig. 1 wiederholt sich im umgekehrten Sinne am oberen Ende des Rohres 4, wo die Stelle des Flansches 9 von einem ähnlichen Flansch am unteren Ende eines trichterförmigen Gebildes wie in Fig. 3 eingenommen wird.
DerZwischenring besteht gewöhnlich aus Metall und kann vor Gebrauch mit einem an sich bekannten, den Überzug abweisenden Trennmittel behandelt werden.
Gemäss Fig. 3 besitzt die Rohrauskleidungsanlage einDurchgasungsgefäss 11 mit einer gelochten Boden- platte 12, die denDurchgasungsraum 13 von der Gaskamer 14 mit Gaszufuhr 15 abtrennt. Die Oberseite desDurchgasungsgefässes wird durch einen umgekehrten Trichter 16 dargestellt, der kolbenähnlich in dem
Durchgasungsgefäss auf und ab bewegbar ist. Ein gitterförmiger Rührer 17 ist in dem Durchgasungsraum 13 über eine Verbindungsstange 18 in senkrechter Richtung bewegbar und dient zur eventuellen Auflockerung von Klumpen im pulverförmigen Beschichtungsmaterial.
Der Hals 19 des Trichters 16 ist am oberen Ende mit einem Flansch 20 erheblicher Breite versehen.
Dieser Flansch 20 trägt ein als Zwischenring dienendes austauschbares Zwischenstück 21. Das Zwischen- stück 21 ist den Abmessungen des auszukleidendenRohres entsprechend angepasst, und sein Innendurch- messer kann grösser oder kleiner als der Innendurchmesser des Trichterhalses 19 sein. An seiner Unterseite wird das Zwischenstück 21 mit Schrauben 22 an dem Flansch 20 befestigt. An der Oberseite des Zwischen- stückes sind Flanschhalterungszapfen 23 angebracht, die in die entsprechenden Schraubenlöcher 24 des Flansches 25 eines auszukleidenden Rohres 26 eingreifen. Die Anordnung wird mittels der gegabelten zweiarmigenKlammer 27 zusammengehalten (der vorderste Arm ist in der Zeichnung abgeschnitten), die an einer nicht im einzelnen gezeigten, starr zum Trichter 16, 19 des Gerätes angeordneten Stütze bei 28 schwenkbar befestigt ist.
Die Arme werden von einer Verbindungsstange 29 hinuntergedrückt, die von einer pneumatisch oder hydraulisch angetriebenen Kolben- und Zylinderkombination 30 angetrieben wird, die ebenfalls schwenkbar bei 31 mit der oben genannten starren Stütze verbunden ist.
Ein weiterer Trichter 32 ist auf den oberen Flansch 25 des Rohres 26 mittels des entsprechenden unte- ren Flansches 33 in analoger Weise verbunden. Entsprechende Teile tragen entsprechende, doch apostrophierte Bezugsziffern.
Der Zwischenring 21 ist von dem Zwischenring 1 gemäss Fig. l und 2 etwas verschieden. Er besitzt einen ringförmigen Kanal 34 mit einer Gaszufuhr 35 für Gas unter Druck und steht mit dem Innern des Rohrauskleidegerätes in der Nähe des Flansches 25 durch einen sehr engen Schlitz 36 in Verbindung, der so bemessen ist, dass das Beschichtungsmaterial im allgemeinen nicht dadurch entweichen kann. Sollte Beschichtungsmaterial doch in den Kanal 34 eindringen, so wird dieses wieder durch Schlitz 36 in das Beschichtungsgerät zurückgeblasen, sobald die Druckluft eingeblasen wird. Parallel zum Kanal 34 verläuft ein zweiter ringförmiger Kanal 37. Durch diesen ringförmigen Kanal wird Kühlwasser mittels Wasserzuund Ablaufstutzen 38 und 39 beiderseitig der Zwischenwand 40 geführt.
Das Beschichtungsverfahren verläuft folgendermassen
Das Rohr 26 wird vorerhitzt und in der angeführten Weise in die Vorrichtung eingebaut. Pulverförmiges thermoplastisches Material wird im Durchgasungsraum 13 in einem wirbelschichtartigen Zustand gehalten, wobei sich das Durchgangsgefäss 11 in bezug auf den Trichter 16, 19 zunächst in einer gesenkten Lage befindet. Wenn nötig, wird der Rührer 17 schnell nach oben und dann langsam wieder nach unten bewegt, um etwaige Klumpen im Beschichtungsmaterial aufzulockern. Das Durchgasungsgefäss 11 wird dann schnell mittels nicht gezeigter Vorrichtungen relativ zu den übrigenteilen des Gerätes gehoben. Dadurch wird die durchgastepulvermase nach oben in den Trichter 16, 19 und in das Rohr 26 bis in den Trichter 32 hinein verdrängt.
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Der erhöhte Säulendruck verursacht sofort ein teilweises Insichzusammenfallen der Pulvermasse, die dann nicht mehr als eine Wirbelschicht bezeichnet werden kann, da die Wirbelbewegung der Einzelteilchen aufgehört hat. Das Pulver ist jedoch noch immer in einem stark durchgasten und leicht fliessendem Zustand. Während des Aufenthalts des Pulvers im Rohr verringert sich der Grad der Durchgasung allmählich und schrumpft dasVolumen derPulvermasse, wodurch sich das Pulver allmählich nach unten in Richtung auf das Durchgasungsgefäss bewegt. Diese Bewegung hat eine Abstreifwirkung zur Folge, die sich günstig auf die Rohrauskleidung auswirkt, die sich inzwischen im Innern des Rohres durch thermoplastisches Anschmelzendes Pulvers andieInnenwandungdesRohresbildet.
Nach etwa 5sec (die genauezeit hängt von der gewünschten Beschichtungsdicke ab) wird das Durchgasungsgefäss wieder schnell gesenkt und die sich daraus ergebende Ausdehnung des Durchgasungsraumes verursacht ein schnelles Zurücksaugen des Pulvers aus Rohr 26. Überschüssiges Pulver auf den Flanschen 25 und 25 ' über die für die Beschichtung erforderliche Menge hinaus wird dann durch Anwendung plötzlicher Druckluftstösse durch die Rohrstutzen 35 und. 35'beseitigt.
Rohr 26 wird sodann ausgebaut und durch ein weiteres vorerhitztes Rohr ersetzt.
Obwohl die Erfindung in erster Linie mit Bezug auf die Innenauskleidung von Rohren beschrieben wurde, ist es klar, dass im Rahmen der Erfindung in ähnlicher Weise die Innenauskleidung anderer geflanschter Hohlkörper vorgenommen werden kann.
PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Auskleidung von Hohlkörpern mit Endflanschen, beispielsweise Rohren, bei welchem der heisse Hohlkörper durch Schrauben, Klammern od. dgl. an ein. Durchgasungsgefäss angeschlos. - sen wird, aus welchem durchgastes thermoplastisches Pulver in den heissen Hohlkörper gefördert wird und mit diesem so lange in Berührung gehalten wird, bis das Pulver in ausreichender Schichtdicke an dem Hohlkörper haftet ; dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem zu beschichtenden Flansch und der zugeordneten Gegenfläche des Durchgasungsgefässes ein Abstand eingehalten wird, der die auf dem Flansch herzustellende.
Schichtdicke wesentlich, vorzugsweise um ein Mehrfaches übertrifft, dass schichtfrei zu haltende Teile des Flansches abgedeckt bzw. abgeschirmt werden, der Zwischenraum zwischen dem Flansch und der Gegenfläche im Bereich der herzustellenden Schicht mit dem Hohlkörperinnern in Verbindung steht, aber nach aussen hin abgedichtet ist, und dass die die Abdeckung bzw. Abdichtung bewirkenden Flächen auf einer Temperatur unterhalb der Schmelz- bzw. Sintertemperatur des thermoplastschen Pulvers gehalten werden.