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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von
Deckschichten aus pulverförmigem Material
Die Erfindung betrifft Verbesserungen der im Patent Nr. 231594 beschriebenen Verfahren und Vor- richtungen.
Im Patent Nr. 231594 wird ein Verfahren beschrieben, in welchem man die zu beschichtende Oberfläche mit einem feinkörnigen, z. B. pulverförmigen Material in einem durchgasten, im Vergleich zur losen Schüttung eine geringere scheinbare Dichte bzw. einen kleineren maximalen Schüttwinkel aufweisenden, fliessfähigen Zustand mit der zu beschichtenden Fläche unter Bedingungen in Berührung bringt, die ein Haften der Teilchen an der zu beschichtenden Oberfläche ermöglichen, z. B..
durch das Klebrigmachen der Fläche vor dem Aufbringen des feinkörnigen Materials, oder durch Erhitzung der zu beschichtenden Fläche auf eine Temperatur, bei welcher die die Fläche berührenden Materialteilchen zumindest so weit plastisch werden, um an der Fläche haften zu können, und das ferner dadurch gekennzeichnet ist, dass das Beschichtungsmaterial zumindest während eines erheblichen Teiles des eigentlichen Beschichtungsvorganges in einem gegebenenfalls kontrollierten durchgasten Zustand gehalten wird, der zwischen dem Zustand einer echten Wirbelschicht und dem Zustand einer losen Schüttung liegt und beispielsweise beim Zusammenfallen einer Wirbelschicht erhalten wird.
Nach einer besonderen Ausführungsweise des Verfahrens stellt man zunächst eine Wirbelschicht her, deren scheinbare Dichte einerseits höchstens jener einer Wirbelschicht im optimalen Wirbelzustand entspricht, und anderseits über der Dichte liegt, bei der ein erheblicher Anteil des Materials im Gasstrom mitgeschleppt wird, woraufhin die Wirbelschicht während der Berührung mit derzu beschichtenden Oberfläche zumindest teilweise dadurch in sich zusammenfallen gelassen wird, dass man das Volumen des zunächst von der normalen Wirbelschicht eingenommenen Wirbelraumes so verringert, dass das durchgaste feinkörnige Material in Aufwärtsrichtung verdrängt und dadurch in Berührung mit der zu beschichtenden Oberfläche gebracht wird,
wobei sich gleichzeitig der vom feinkörnigen Material ausgeübte statische Druck am unteren Ende des Wirbelraumes derart vergrössert, dass ein Zusammenfallen der Wirbelschicht ausgelöst wird und dass anschliessend das Volumen des ursprünglichen Wirbelraumes wieder so vergrössert wird, dass diefeinkörnigeMassewiederindeneigentlichenWirbelraum zurückfällt und vorzugsweise in den normalen Wirbelzustand zurückkehrt. Im obengenannten Verfahren lässt sich eine ungleichmässige Durchwirbelung oder ungleichmässige Verteilung des Wirbelschichtmaterials manchmal schwer vermeiden.
Es ist unter anderem Zweck der Erfindung, diesen Nachteil ganz oder teilweise aufzuheben.
Bei vielen Beschichtungspulvern besteht die Neigung am Ende der Berührungsstufe des obigen Verfah-
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infolge des verringerten Durchgasungsgrades und desstützung des Wirbelvorganges mit einem Holzlöffel umzurühren.
Erfindungsgemäss besteht die Verbesserung des Verfahrens des Stammpatentes darin, dass zur Gewähr- leistung eines einwandfreien Zwischenzustandes der Durchgasung das feinkörnige Material einer zusätzlichen mechanischen Auflockerung unterworfen wird, indem während der Durchgasung des feinkörnigen Materials ein Auflockerungswerkzeug zunächst aufwärts und dann wieder abwärts bewegt wird.
Während der Auf- und Abbewegung kann man das Auflockerungswerkzeug sich drehen lassen.
Die Bewegung des Auflockerungswerkzeuges kann von Hand, mechanisch, elektrisch oder in irgend einer andern Weise vonstatten gehen, vorzugsweise pneumatisch oder hydraulisch.
Besondere Vorteile ergeben sich unter Anwendung einer zusammenfallenden Wirbelschicht in der bereits in der Einleitung beschriebenen Weise, wenn die Auflockerung mittels des Auflockerungswerkzeuges jeweils während der Ausbildung der Wirbelschicht ausgeführt wird.
Das Auflockerungswerkzeug kann man so handhaben, dass es jeweils in der Zeit zwischen zwei
Beschichtungsvorgängen gleichmässig durch jeden Teil der durchgasten Masse bewegt wird. Das Verfahren führt man vorzugsweise mit einer erfindungsgemässen Vorrichtung durch, mit dem Kennzeichen, dass in einem Durchgasungsgefäss ein gitterförmig od. ähnl. ausgebildetes Auflockerungswerkzeug auf-und abbeweglich vorgesehen ist, dessen gesamte feste Querschnittfläche im Vergleich mit der gesamten, vom Werkzeug bestrichenen Querschnittfläche, d. h.
dem Innenquerschnitt des Durchgasungsgefässes klein ist und dessen Masse so gewählt sind, dass es innerhalb des Durchgasungsgefässes leicht und ungehindert auf-und abwärts bewegt werden kann, und dass ferner eine Betätigungsvorrichtung zum Heben und Senken des Auflockerungswerkzeuges vorgesehen ist.
Ob die Auf- und Abbewegung des Auflockerungswerkzeuges während jedes Auflockerungsvorganges nur einmal oder wiederholt stattfinden muss, hängt von der Leichtigkeit ab, mit der sich das Beschichtungs- pulver auflockern lässt. Vorzugsweise wird das Auflockerungswerkzeug schnell aufwärts und langsam abwärts bewegt. Bei den meisten Beschichtungspulvern ist eine einzige solche Auf- und Abbewegung in längeren
Zeitabständen, z. B. zwischen zwei Berührungsstufen des Beschichtungsverfahrens ausreichend.
Eine bevorzugte Ausführung d es erfindungsgemässen Auflockerungswerkzeuges besteht im wesentlichen aus einem Rahmen, der kreisförmig, quadratisch, elliptisch oder in irgend einer andern Form ausgebildet sein Rann, der aber vorzugsweise die Form eines Ringes aufweist, und der mittels Querstreben mit einer
Antriebsstangeod. dgl. verbunden ist, die zum Heben, Senken und gegebenenfalls Drehen des Werkzeuges dient, und die durch den Kopf oder Boden des Durchgasungsgefässes in solcher Weise ragt, dass eine Auf- und Abbewegung des Werkzeuges leicht und ungehindert zuwege gebracht werden kann. Die Antriebsstange (die in kleinen Anlagen auch von Hand betrieben werden kann) besitzt vorzugsweise in an sich bekannter Weise einen pneumatischen oder hydraulischen Antrieb.
Das Werkzeug soll bei der Abwärtsbewegung durch das aufgelockerte bzw. aufgewirbelte feinkörnige
Beschichtungsmaterial so wenig wie möglich Neigung zur Zusammenpressung des feinkörnigen Beschich- tungsmaterials besitzen und soll dabei überhaupt diesen Zustand praktischnicht beeinträchtigen. Aus diesem Grunde haben die Bestandteile des Werkzeuges vorzugsweise im allgemeinen eine sich nach unten hin verjüngende Form. Der Rahmen, insbesondere der Ring, ist vorzugsweise mit einer Vielzahl Querstreben versehen, die sich vom Rahmen her nach aussen und/oder innen erstrecken, ohne die Antriebsstange zu berühren.
An Hand der Zeichnungen soll die Erfindung im folgenden beispielsweise näher erläutert werden. Es stellen dar : Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch ein Rohrauskleidegerät unter Anwendung der erfindungsgemässen Kennzeichen. Fig. 2 einen Querschnitt längs Linie 11-n in Fig. 1.
Gemäss der Darstellung besteht das Rohrauskleidegerät aus einem Durchgasungsgefäss 1 mit einer Gaskammer 2, die durch eine gasdurchlässige Boden- und Gasverteilungsplatte 3 getrennt sind. Ein umgestülpter Trichter 4 ist im Durchgasungsgefäss kolbenartig beweglich angebracht. Der Hals 5 des Trichters 4 ist mit einem Flansch versehen und ein auszukleidendes, vorher in beliebiger Weise auf eine Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur des im Durchgasungsgefässes 1 befindlichen Beschichtungspulvers erhitztes Rohr 6 ist darauf befestigt.
Das Durchgasungsgefäss selbst wird von mindestens zwei hydraulisch oder pneumatisch betriebenen Hebevorrichtungen 7 getragen (von denen lediglich eine gezeigt wird), wogegen der umgestülpte Trichter 4,5 durch nicht gezeigte Befestigungsmittel unbeweglich gehalten wird.
In dem Durchgasungsgefäss l'ist ein Auflockerungswerkzeug 8 angebracht mit einem kreisförmigen Rahmen 9, der mittels Tragarmen 11 an der Antriebsstange 10 befestigt ist. Zwischen den einzelnen Tragarmen sind eine Anzahl kürzerer Querstreben 12 gleichmässig über den Umfang des ringförmigen Rahmens 9 verteilt angebracht, die von dem Rahmen sowohl nach aussen als nach innen ragen und weder
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die Antriebsstange 10 noch die Wände des Durchgasungsgefässes berühren. Aus der Darstellung ist ersichtlich, dass alle Teile des eigentlichen Auflockerungswerkzeuges sich nach unten hin verjüngen. Die Antriebsstange
10 führt durch die Gasveteilungsplatte 3 und den Boden der Luftkammer in einen pneumatischen oder hydraulischen Zylinder 13, der mit Gas- bzw.
Flüssigkeitszufuhr- und Ablaufstutzen 14 und 15 versehen ist. Die Verbindungsstange 10 endigt unten am Kolben 16. Das Gerät wird folgendermassen betätigt :
Vor der eigentlichen Beschichtung wird das Auflockerungswerkzeug 8 schnell nach oben bewegt und kehrt dann langsam in die in Fig. 1 gezeigte Lage zurück, woraufhin die Hebevorrichtungen 7 das ganze
Durchgasungsgefäss sehr schnell hochheben, dadurch das Volumen des Durchgasungsgefässes unterhalb des umgestülpten Trichters 4 verringern und die Verdrängung des feinkörnigen Beschichtungsmaterials aufwärts durch den Trichter 4,5 in das auszukleidende Rohr 6 hinein bewirken.
Im allgemeinen belässt man das
Pulver etwa 5 sec lang im Rohr 6 und während dieser Zeit ist der Säulendruck der Pulvermasse so hoch, dass der ursprüngliche Wirbelschichtzustand augenblicklich aufhört und durch einen Zwischenzustand der
Durchgasung ersetzt wird, in dem die Pulverteilchen keine Wirbelbewegung mehr ausführen. Nach der
Berührungszeit lässt man das Durchgasungsgefäss 1 wieder schnell in bezug auf den umgestülpten Trichter
4,5 sinken, wodurch das überschüssige Pulver in das Durchgasungsgefäss zurückkehrt und wieder in den
Wirbelzustand gebracht wird. Der soeben beschriebene Vorgang kann dann wiederholt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Beschichtungsverfahrennach Patent Nr. 231594, dadurch gekennzeichnet, dass zur Gewährleistung eines einwandfreien Zwischenzustandes der Durchgasung das feinkörnige Material einer zusätzlichen mechanischen Auflockerung unterworfen wird, indem während der Durchgasung des feinkörnigen Materials ein Auflockerungswerkzeug zuerst aufwärts und dann wieder abwärts bewegt wird.