Autogenbrenner mit Pulverzuführungsvorrichtung
Die Erfindung betrifft einen Autogenbrenner mit einer Pulverzuführungsvorrichtung, aus welcher ein mittels der Flamme aufzuspritzendes Pulver dieser Flamme zugeführt wird, welche durch ein Gemisch von Brenngas und Sauerstoff gespeist wird und von einem Brennerkopf ausgeht.
Derartige Autogenbrenner haben gegenüber Autogenbrennern, in welchen das Pulver dem Brenngasgemisch vor dem Brennerkopf zugeführt wird, den Vorteil, dass wesentlich mehr Pulver mittels der Flamme aufgespritzt werden kann; dies ist insbesondere bei der Oberflächenvergütung von grossen Werkstücken vorteilhaft, z. B. von Stahlwellen, die mit einem Nickelüberzug versehen werden sollen.
Bei bekannten Autogenbrennern fällt das Pulver aus einem Vorratsbehälter, z.B. durch ein zur Flammenaxe geneigtes Rohr, in die Flamme; seine Geschwindigkeit in Richtung der Flamme ist nur gering und je nach der Körnung des Pulvers und der Geschwindigkeit der Flammengase wird nicht alles Pulver von letzteren mitgenommen; ein sehr erheblicher Prozentsatz, z.B.
20 %, fällt durch die Flamme nach unten. Um eine möglichst günstige Mitnahme des Pulvers zu gewährleisten, hat man schon vorgeschlagen, die Mündung des Einführungsrohres in bezug auf die Flamme verstellbar zu machen, was aber trotz der erforderlichen Justierung nicht voll befriedigt. Durch die vorliegende Erfindung werden Pulververluste besser vermieden, und zugleich wird eine besonders hohe Pulveraufspritzleistung erzielt.
Der Autogenbrenner nach der Erfindung zeichnet sich hierzu dadurch aus, dass Mittel vorgesehen sind, um eines der beiden genannten Gase vor seiner Mischung mit dem anderen Gas teilweise abzuleiten und über eine Nebenschlussleitung der Austrittsseite des Brennerkopfes zuzuführen, und dass die Nebenschlussleitung mit mindestens einer Öffnung versehen ist, durch welche vom Gas Luft angesaugt wird, und in die Nebenschlussleitung eine von einem Pulvervorratsbehälter kommende Pulverleitung mündet, derart, dass aus der Nebenschlussleitung ein Gas-Luft-Pulver-Gemisch mit einer in Flammenrichtung gerichteter Geschwindigkeitskomponente auf die Flamme geblasen wird.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt. Es ist:
Fig. 1 ein Längsschnitt durch den im vorliegenden Zusammenhang interessierenden Teil eines Autogenbrenners und
Fig. 2 eine Teilansicht desselben in Richtung des Pfeiles II von Fig. 1.
Der dargestellte Autogenbrenner weist einen Grundkörper 1 auf, der mit einer axialen Eingangsbohrung 2 versehen ist, die über eine Stufe 3 von kleinerem Durchmesser, eine scharfe konische Verengung 4 und eine sanfte konische Erweiterung 5 in eine Ausgangsbohrung 6 mündet. Der Grundkörper 1 ist aussen im wesentlichen von zylindrischen Flächen begrenzt, weist aber einen nach oben ragenden Stutzen 7 auf, der mit einer radial von der Eingangsbohrung 2 ausgehenden Bohrung 8 versehen ist. In der Eingangsbohrung 2 ist ein Injektoreinsatz 9 angeordnet, der einen axialen Kanal 10 aufweist und durch Längsrippen 11 und 12 so in der Bohrung 2 zentriert ist, dass ein Ringkanal 13 zwischen dem Einsatz 9 und der Bohrung 2 gebildet ist.
Mittels einer Überwurfmutter 14 ist ein nicht dargestellter Teil des Brenners am Grundkörper 1 befestigt, welcher Teil in üblicher Weise mit Anschlüssen für eine Sauerstoffleitung und eine Acetylenleitung und mit zugehörigen Regulierventilen versehen ist. Der Sauerstoff tritt bei 15 in den axialen Kanal 10 und das Acetylen bei 16 in den Ringkanal 13. Am vorderen Ende des Injektoreinsatzes 9, der konstruktiv natürlich auch aus zwei oder mehr Teilen zusammengesetzt sein kann, werden die beiden Gase miteinander gemischt und durch die Ausgangsbohrung 6 einem am vorderen Ende des Grundkörpers 1 aufgeschraubten Brennerkopf 17 zugeführt, der eine Mehrzahl von zueinander parallelen Austrittskanälen 18 für das Brenngemisch aufweist, das an seinem Austritt aus dem Brennerkopf 17 gezündet wird.
Die Austrittskanäle 18 sind im Brennerkopf 17 so verteilt, dass das Profil der Flamme 19 oben durch eine konkave Kurve 20 und unten durch eine konvexe Kurve 21 begrenzt wird.
Die Flamme 19 bildet somit in ihrem oberen Teil eine in ihrer Längsrichtung verlaufende Rinne, welche das auf später näher erläuterte Weise in dieselbe eingeführte Pulver aufnimmt, wodurch ein Abfliessen eines Teiles dieses Pulvers auf beiden Seiten der Flamme vermieden wird.
Zur Einführung des Pulvers wird durch die Bohrung 8 des Stutzens 7 ein Teil des eingeführten Acetylens vor der Mündung des Injektoreinsatzes 9 vom Ringkanal 13 abgezweigt und über eine Nebenschlussleitung 22 der Ausgangsseite des Brennerkopfes 17 zugeführt.
Die Nebenschlussleitung 22 besteht aus einem Anschlussrohr 23 und einem Mischrohr 24, die durch eine Verschraubung 25 miteinander verbunden sind, wobei das Anschlussrohr 23 an den Stutzen 7 angeschlossen ist und über ein mit einem Handgriff 26 versehenes Regulierventil 27 mit der Bohrung 8 in Verbindung steht.
Das Mischrohr 25 ist an einer Stelle gebogen und weist einen zum Grundkörper 6 parallelen, horizontalen Eingangsteil 28 auf, in dem ein Düseneinsatz 29 auf nicht näher dargestellte Weise befestigt ist. Bei der Düsenmündung sind im Mischrohr zwei einander gegenüberliegende Luftansauglöcher 30 vorgesehen, so dass der aus dem Düseneinsatz mit grosser Geschwindigkeit austretende Gasstrahl durch die Löcher 30 Luft ansaugt.
Das Gas-Luft-Gemisch strömt durch einen unter einem Winkel von etwas weniger als 300 zur horizontalen Achse des Brennerkopfes geneigten Ausgangsteil 31 des Mischrohres 24 zu dessen Ausgang. Das Ende des Mischrohres 24 liegt in einer entsprechend geneigten Nute 32 des Brennerkopfes 17.
Ein vertikales (oder ebenfalls geneigtes) Pulvereinfüllrohr 33, dessen unteres Ende in einem Loch 34 des Ausgangsteiles 31 des Mischrohres 24 steckt, steht oben über einer Dosiervorrichtung 35 bekannter Art, die z. B. eine mit Löchern verschiedenen Durchmessers versehene Einstellscheibe umfasst, mit einem Gefäss 36 in Verbindung, welches das der Flamme 19 zuzuführende, in der Regel aus Metall bestehende Pulver enthält. Das Pulver rieselt durch das Rohr 33 in das Gas-Luft-Gemisch und mischt sich mit demselben, wobei zur Verbesserung der Mischung eventuell noch nicht dargestellte Schikanen oder dergleichen am Ende des Rohres 33 vorgesehen sein können.
Das Gas-Luft-Pulver-Gemisch hat bei seinem Austritt aus dem Mischrohr 24 eine Geschwindigkeit, deren horizontale Komponente zweckmässig, z. B. etwa 50 % der Geschwindigkeit des durch die Austrittskanäle 18 strömenden Gemisches der beiden Brenngase beträgt. Durch die hohe Geschwindigkeit der Pulverkörner in Richtung der Flamme 19 und durch die beschriebene, besondere Form des Flammenbettes , auf welches das Pulver fällt, wird eine hohe Leistung ermöglicht und ferner bewirkt, dass trotzdem praktisch das ganze zugeführte Metallpulver von der Flamme in geschmolzenem Zustand auf die mit dem Metallüberzug zu versehende Oberfläche geschleudert wird, wo es als Schicht leicht miteinander verbundener Tropfen haften bleibt.
Durch eine anschliessende Wärmebehandlung ohne weitere Pulverzufuhr mit demselben oder einem anderen Brenner werden dann diese Tropfen zu einer gleichmässigen Überzugsschicht zusammengesm- tert.
Mittels des Regulierventils 27 kann die Menge des Gas-Luft-Gemisches in der Nebenschlussleitung 22 sehr leicht der mittels der Dosiervorrichtung 35 eingestellten Menge des in der Zeiteinheit zuzuführenden Pulvers angepasst werden. Prinzipiell könnte man auch einen Teil des Sauerstoffes durch die Nebenschlussleitung 32 strömen lassen, statt des Acetylens.
Es ist noch zu bemerken, dass die Mischung der beiden Brenngase durchaus nicht unbedingt mittels eines Injektors erfolgen muss, wie im dargestellten Beispiel. Die beiden Gase können auch erst im Brennerkopf zusammengeführt werden ( Düsenmischung ) oder sogar noch getrennt durch denselben hindurchtreten und sich erst auf dessen Ausgangsseite mischen ( Aussenmischung > ).