CN105745026A - 用于火焰喷射热塑性粉末的方法和设备 - Google Patents

用于火焰喷射热塑性粉末的方法和设备 Download PDF

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Abstract

用于火焰喷射热塑性粉末的方法提供在适当的工作温度下加热待涂覆的物品以及通过入口(4)供给由惰性气体输送的所述热塑性粉末，通过入口(5)供给压缩空气和/或氮气的流和通过入口(6)供给液化石油气流，然后经在喷枪的混合装置(1)内形成的各分开的排放室(7、9、12)排出。然后将在所得流(30)内的热塑性粉末发射到待涂覆的物品的已加热表面上，以确定相同粉末在它们与所述已加热表面接触时的熔融。向流出混合装置(1)的所得流(30)喷射汇聚的至少一对压缩空气的流(31、32)，从而为所得流提供大体上扁平的扇形形状。通过位于压缩空气喷嘴(13)的第一环和燃料喷嘴(14)的外环之间的倾斜通道(17、18)喷射压缩空气的汇聚流(31、32)。

Description

用于火焰喷射热塑性粉末的方法和设备
技术领域
本发明涉及用于火焰喷射热塑性粉末的方法和设备。
背景技术
通过火焰喷射由熔融施加的热塑性粉末进行涂覆的技术是长久以来已知的。例如，这样的技术用于生产具有不同性质的所制造物品上的抗腐蚀涂层。
根据已知方法，借助供应有压缩空气和适合的液化石油气的喷枪将热塑性粉末喷射在待涂覆的所制造物品上。由喷枪产生的气体火焰将粉末的熔融颗粒转移到待涂覆的物品上。
通过火焰喷射进行涂覆的方法具有快速经济的用途，并且适于涂覆不同材料。然而，当前用于获得这种涂层的设备具有限制它们的性能并因此使前述方法的使用更少有效的某些缺点。
特别地，常常抱怨在使用期间喷枪会经受过度加热的事实。这尤其可能不利地影响待施加的粉末的物理性质。
为了解决该问题，以本申请人名义的专利申请ITBO2009A000292公开了一种用于火焰喷射热塑性粉末的方法，具体而言，该方法首先向待涂覆表面提供热量，然后将热塑性粉末与惰性载气混合，以及通过压缩空气和/或氮气将其发射到已加热表面上。该方法还包括供给液化石油气流用于产生火焰，以便将待涂覆的表面维持在所需的温度。这样的专利申请还公开了适于进行上述方法的设备，具体而言，该设备提供设置有混合装置的喷枪，在混合装置内混合热塑性粉末、压缩空气以及液化石油气。混合装置包括分开的用于上述各组分的三个出口室。
然而，该方案仍存在一些缺点。具体而言，该方案不能实现在待涂覆物品的表面上完全均匀地喷射热塑性粉末。
事实上，这样的方案提供了流出混合装置的径向对称的流，该流特别地具有圆锥圆筒形状的且并不总是均匀的。结果是在加工的物品上形成在条上聚集的粉末聚积物，其下也可捕获气囊。除了为涂覆的物品提供视觉上没吸引力的外观之外，这些气囊还涉及产生涂层的不连续性的风险，该不连续性会导致较差的抗冲击性，并因此导致涂层的相当易碎性。
发明内容
本发明的任务是解决上述问题，本发明设计了能够确保粉末喷射的完美均匀性的用于火焰喷射热塑性粉末的方法。
在这样的任务内，本发明的另一范围是提供一种能够进行上述方法的用于火焰喷射热塑性粉末的设备。
本发明的另一范围是提供一种为使用者简化涂覆操作并且使这样的操作更快且更好的用于火焰喷射热塑性粉末的设备。
本发明的另一范围是提供一种用于火焰喷射热塑性粉末的设备，该设备具有简单结构性和功能性概念，设置有绝对可靠的起作用的通用用途以及相对经济的成本。
根据本发明，通过根据权利要求1和5的用于火焰喷射热塑性粉末的方法和设备实现所述范围。
具体而言，根据本发明的方法提供了在朝向流出喷枪的混合装置的热塑性粉末的流汇聚的方向上喷射至少一对压缩空气和/或氮气的流，以改变发射的热塑性粉末流的形状。
以一种特别有利的方式，根据本发明的方法提供了喷射朝向发射的热塑性粉末流汇聚的一对压缩空气和/或氮气的流，这样的汇聚流由轴向隔开的点开始且相对于发射的热塑性粉末直接相对，从而为发射的热塑性粉末流提供扁平的形状，大体上为扇形。
根据本发明的另一有利方面，该方法包括在将热塑性粉末与运输惰性气体混合的步骤后，通过设置有螺旋轴向元件的流的均质部件供给由惰性气体输送的热塑性粉末，从而在通过混合装置供给热塑性粉末流之前将该热塑性粉末流均质化。
类似地，本发明公开了一种能够实施上述方法的设备。这样的设备尤其是包括设置有混合装置的喷枪，该混合装置具有分开的排放室，并且通过该混合装置供给由惰性气体输送的热塑性粉末、压缩空气和/或氮气以及可燃性气体。更具体而言，该混合装置包括用于向从相同混合装置向外发射的热塑性粉末流喷射压缩空气和/或氮气的各个流以改变其形状的至少一对倾斜的汇聚元件。
更具体而言，该混合装置包括用于压缩空气和/或氮气的流的排出装置(expulsionmeans)、用于所述可燃性气体以使火焰成形的排出装置、径向布置在压缩空气和/或氮气的流的所述排出装置和用于所述可燃性气体的所述排出装置之间的所述倾斜的喷射元件。
根据一个特别有利的方面，该混合装置包括用于向发射的热塑性粉末流喷射压缩空气和/或氮气的两种各自流的两个倾斜元件，上述两个倾斜元件布置在相对于用于发射的热塑性粉末流出来的开口的在直径上相对的位置上。
根据本发明的又一方面，用于火焰喷射热塑性粉末的设备包括流的均质部件，该均质部件布置在混合装置的上游并且通过该均质部件供给由惰性气体输送的热塑性粉末流，该均质部件设置有被配置成将热塑性粉末的流均质化的螺旋轴向元件。
附图说明
从附图中用于说明目的举例说明的根据本发明的用于火焰喷射热塑性粉末的设备的优选实施方式的详细说明，本发明的细节应是更显而易见的，其中：
图1示出了根据本发明的喷枪的侧面剖视图；
图2示出了图1的枪的平面剖视图；
图3示出了根据本发明的枪的变型的侧视图。
具体实施方式
具体参照这些附图，利用1已完全显示了与根据本发明的用于火焰喷射热塑性粉末的设备的喷枪连结(关联)的混合装置。
混合装置1由后边缘处带有密封头元件3的管状形状的本体2构成，在密封头元件中具有用于供给由惰性气体输送的热塑性粉末的第一管4、用于供给压缩空气流的第二管5以及用于供给可燃性气体，特别是例如丙烷气类型的液化石油气或GPL的第三管6。作为一种备选方案，可以通过第二管5供给空气和氮气的混合物或可能仅氮气。明显地，可以根据紧急状态在混合物例如丙烷和丁烷的混合物中还使用不同气体。
要注意，通过至少由惰性气体输送的热塑性粉末流与压缩空气和/或氮气的流的组合获得的所得流30流出了这种混合装置1。
以已知的方式，通过已知类型的空气压缩器(图中未示出)经相关管道将空气供给至喷枪；通过适合的气缸(未示出)经相关管道将丙烷供给至喷枪。明显地，空气压缩器的管道和丙烷的气缸的管道设置有用于调节流出量(流出物，outflow)的适合部件。
用于供给粉末的第一管4与由根据本体2的纵轴布置的管状元件8成形的第一排放室7连接。通过已知适合的装载容器(未示出)经相关管道20借助适于引起相同粉末可控释放的构件(所谓的文丘里流量计)的干涉，将热塑性粉末供给至管4。可以提供设置有适合混合阀的供给装置来代替文丘里流量计。
用于供给空气和/或氮气的混合物的第二管5与由在外部与管状元件8同轴的套管10成形的第二排放室9连接。因此，第二排放室9的形状为套管10的内表面和上述管状元件8之间的环形形状。
套管10在后边缘处与装置的头元件3牢固耦接，而在前边缘处，其成形为与本体2的内表面密封地连结的前凸缘(法兰)11。在本体2的这样的内表面和套管10之间，形成与用于供给丙烷气体的第三管6连通的第三排放室12。
管状元件8的相对端分别受头元件3和前凸缘11限制，该前凸缘设置有适合的轴向开口100，通过该轴向开口喷射发射的热塑性粉末的所得流30。
前凸缘11承载(穿过)被配置成分别使第二排放室9和第二排放室12与在前部成形为相同前凸缘11的混合室15接触的第一系列喷嘴13和第二系列喷嘴14。这样的混合室14在前部插在本体2上的环形套管16内延伸。
优选地，所述第一系列喷嘴13和所述第二系列喷嘴14沿相对于管状元件8的纵轴同心的各圆周布置。
根据本发明，混合装置1包括至少一对倾斜的喷射元件17、18，从而将在汇聚方向上压缩空气和/或氮的各流31、32引导至流出相同混合装置1的所得的发射的热塑性粉末流30。这种喷射元件17、18中的每一个优选地由在一位置上穿过前凸缘11获得的使第二排放室9与混合室15相连的孔构成。作为一个备选方案，可以提供为，喷射元件17由喷嘴、偏转元件(deflectorelement)或能够喷射压缩空气和/氮气的流的任何类型的喷射元件构成。
更详细地，所述倾斜孔17、18中的每一个布置在相对于管状元件8的轴轴向隔开的位置上，并与轴相隔一距离，该距离比其上布置了上述第一系列喷嘴13的圆周的半径大，如图1中可见的。
各倾斜孔17、18的轴具有相对于管状元件8的轴汇聚的方向，优选成形为10°到20°之间以及根据一个优选的实施方式大体上等于15°的角度。
根据本发明的优选实施方式，混合装置1包括两个倾斜的喷射元件17、18，如图1中可见的。这种倾斜的喷射元件17、18由在一个位置上穿过前凸缘11获得的使第二排放室9与混合室15连接的孔构成。两个倾斜的喷射元件17、18布置在同心圆周上对称相对的位置上。这种圆周具有比其上布置了第一系列喷嘴13的圆周大的直径以及比其上布置了第二系列喷嘴14的圆周小的直径。
因此，上述倾斜孔17、18相对于前凸缘11的轴向孔相互对称地布置，以便将压缩空气和/或氮气的各倾斜流31、32喷射在从混合装置1向外发射的所得热塑性粉末流30上，并因此提供所得流大体上与扇形相似的扁平形状，如图1和图2中所示出的。这种效果是由于流30上的汇聚流31、32所施加的压缩作用。
明显地，可以根据待获得的所得热塑性粉末流30的形状提供较大数目的倾斜元件。
根据图3中示出的本发明的设备的一个具体实施方式，用于供给由惰性气体输送的热塑性粉末流的所述管道20设置有用于所述流的均质构件40，该均质构件与该管道轴向布置。均质构件40包括管状本体41和螺旋轴向元件42。
从之前的描述容易理解用于火焰喷射热塑性粉末的枪的作用方式(功能，functioning)。
首先，将待涂覆的物品加热至适合的工作温度，例如90℃到100℃之间。该工作温度主要取决于所用粉末的熔点，并因此该温度可以与用于示例性目的指明的温度不同。
通过由设备的相同喷枪生成的火焰适当地进行这样的加热，作为与供给至枪的前室15的丙烷气和压缩空气或另一种惰性气体如例如氮气混合的效果。
将压缩空气和液化石油气引导至喷枪。将与所述惰性输送气体混合的待喷射至物品的热塑性粉末与空气和与丙烷气一起供给至喷枪。通过上述文丘里流量计或可替换地通过所述混合阀控制粉末的释放。
在设备设置有用于所述流的均质构件40的情况下，由惰性气体输送的热塑性粉末经过穿过均质构件40的管道20。这样的通道为所述流提供螺旋运动，因此生成漩涡，并且产生使流中粉末的分布均匀以及使粉末的可能局部聚集分散的效果。
在喷枪内，流出由套管8成形的排放室7的热塑性粉末与流出共轴排放室9的空气和/或氮气的流混合，因此发射所得流30。然后粉末从喷枪排出，并且在火焰内，被发射至待涂覆物品的经加热的表面上。在与物品的经加热的表面接触时获得粉末的所需熔融。
倾斜孔17、18的位置能够实现通过第二排放室9供给压缩空气和/或氮气的流，以引起向所得流30的汇聚的各流31、32的排放，如图1中可见的。因此，所得流30采取大体上扇形的形状，当从与含有上述倾斜孔的平面垂直的方向看时，该扇形形状是相对扁平的(图1)。反之亦然，当从与含有上述倾斜孔的平面平行的方向看时，该流30具有张开扩大(广泛扩大，wideenlargement)的形状(图2)。具体而言，通过延长混合室15的环形套管16的大小来确定这样的开口。
所描述的方法和设备允许实现进行热塑性粉末的火焰喷射的预定范围，从而确保粉末喷射的完美均匀性。
通过发明理念，即将压缩空气和/或氮气的至少一个倾斜流引向流出混合装置的所得热塑性粉末的流以改变所得流的形状，来实现这样的结果。
改变所得的发射的热塑性粉末流的形状的事实提供了对相同发射的热塑性粉末的方向的更好控制，并且因此允许影响所得流的均匀性。
证明了提供喷射相对于相同所得流倾斜和相互对称布置的两种流的方案是特别有利的，因为其允许获得大体上扇形的所得流。具体而言，这样的形状允许刺激对所得流的“抹刀(刮刀，spatula)”效果，且相对于由已知设备获得的所得流的大体上锥形的形状，粉末出来得均匀得多。
也要注意到，改变使混合装置外面的混合室成形的环形套管的大小，可以调节获得的扇形的开口，从而根据紧急状态随意改变所得流的大小和/或聚集。
根据本发明的设备的另一个优点是具体地通过所得发射的热塑性粉末流的扇形形状使热塑性涂覆操作对于使用者来说更容易，更快速并且具有更好的结果。
根据本发明的设备的其他特点是提供了一种用于使混合装置上游的粉末流均质的构件。这种构件允许对粉末流进行第一均质，从而防止该流内粉末的可能聚集。显然的是，在混合装置内供给均匀粉末流可以改善从相同混合装置流出的所得流的均匀性。
根据不同紧急状态，为说明目的描述的设备容许各种改变和变型。
实际上，本发明的实施方式、所用材料以及形状和尺寸可根据需求变化。
各权利要求中提到的技术特征应当附有标号，包括这样的标号的目的是严格用于增强理解权利要求，因此不管为示例性目的通过这类标号确定的各元件的范围如何，它们不应以任何方式被认为是限制性的。

Claims (1)

1.一种用于火焰喷射热塑性粉末的方法，包括以下步骤：
a.通过由喷枪产生的火焰在适合的工作温度下加热待涂覆的物品；
b.将待喷射的热塑性粉末与输送的惰性气体混合；
c.通过在所述喷枪的混合装置(1)内形成的第一排放室(7)供给由所述惰性气体输送的所述热塑性粉末；
d.通过在所述混合装置(1)内形成的第二排放室(9)供给压缩空气和/或氮气流；
e.启动所述喷枪以用于将所得流(30)中的由所述惰性气体输送的所述热塑性粉末引导到所述待涂覆的物品的经加热的表面上，从而确定与所述经加热的表面接触的相同粉末的熔融；
所述方法的特征在于包括以下的另外步骤：
f.向流出所述混合装置(1)的被引导的热塑性粉末的所述所得流(30)喷射朝向所述所得流(30)汇聚的至少一对压缩空气和/或氮气流(31、32)，从而改变所述被引导的热塑性粉末的相同所得流(30)的形状，从而为所述所得流(30)提供大体上扁平的扇形形状。
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法提供了通过在所述混合装置(1)内形成的第三排放室(12)供给液化石油气，以在与所述排放室(7、9、12)连通的混合室(15)中确定待引导至所述待涂覆的物品上的所述火焰，以便在所述操作温度下对所述物品进行所述加热。
根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述至少一对压缩空气和/或氮气流(31、32)由轴向隔开的各点开始，并且相对于所发射的热塑性粉末的所述所得流(30)在直径上相对。
根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法在将待喷射的热塑性粉末与输送的惰性气体混合的所述步骤b.和通过在喷枪的混合装置(1)内形成的第一排放室(7)供给由所述惰性气体输送的热塑性粉末的所述步骤c.之间包括以下步骤：
b1.通过用于将流均质化的均质构件(40)供给由所述惰性气体输送的所述热塑性粉末，所述均质构件设置有螺旋轴向元件(42)，所述螺旋轴向元件用于为所述流提供螺旋运动，从而产生漩涡以使粉末的分布在所述流中是均匀的并使粉末的可能局部聚集消散。
一种用于火焰喷射热塑性粉末的设备，包括：
喷枪，预设置成执行热塑性粉末的喷射且待被供应以可燃性气体以用于产生待引导到待涂覆的物品上以便将所述物品的表面加热到适合的操作温度的火焰；
所述喷枪包括混合装置(1)，所述混合装置在内部形成独立的排放室(7、9、12)，所述排放室被预设置成待供应以与输送的惰性气体混合的待喷射的所述热塑性粉末、压缩空气和/或氮气流以及所述可燃性气体，从而通过在所述混合装置的出口处的混合室(15)将所述热塑性粉末的所得流(30)引导到所述经加热的表面上；
所述设备的特征在于所述喷枪包括以如下方式倾斜的至少一对倾斜的元件(17、18)，即将相应的压缩空气和/或氮气流(31、32)定向在朝向流出相同混合装置(1)的所发射的热塑性粉末的所述所得流(30)汇聚的方向上，以便改变所发射的热塑性粉末的相同所得流(30)的形状，从而为所述所得流(30)提供大体上扁平的扇形形状。
根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述倾斜元件(17、18)布置在相对于用于使所发射的热塑性粉末的所述所得流(30)出来的开口(100)在直径上相对的位置。
根据权利要求5或6所述的设备，其特征在于，所述设备包括在所述混合装置(1)的上游的设置有螺旋轴向元件(42)的用于将流均质化的均质构件(40)，在供给至所述混合装置(1)之前，通过所述均质构件供给由所输送的惰性气体输送的所述热塑性粉末。
根据权利要求5、6或7所述的设备，其特征在于，所述混合装置(1)包括在管状形状的本体(2)内的与其共轴的套管(10)，所述套管被预设置成限定所述压缩空气和/或氮气流的排放室(9)并且由被预设置成限定所述热塑性粉末的排放室(7)的管状元件(8)轴向结合，所述一对倾斜的喷射元件(17、18)以如下方式布置，即将所述压缩空气和/或氮气流的所述排放室(9)设置成与所述混合室(15)连通。
根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述设备包括与所述本体(2)的内表面密封地连结的前凸缘(11)，所述前凸缘(11)由所述套管(10)的端部形成，所述前凸缘(11)带有用于排出压缩空气和/或氮气流的第一系列喷嘴(13)和用于排出所述可燃性气体的第二系列喷嘴(14)，被配置成将各排放室(9、12)设置为与在前面限定于相同前凸缘(11)的所述混合室(15)连通；所述第一系列喷嘴(13)和所述第二系列喷嘴(14)沿相对于所述管状元件(8)的纵轴线同心的各圆周布置；各所述倾斜的喷射元件(17、18)由在所述凸缘(11)中制成的通孔构成且被布置在相对于所述管状元件(8)的轴线轴向隔开的位置上，并且相对于所述轴线具有一距离，所述距离比上面放置有所述第一系列喷嘴(13)的圆周的半径大并且比上面放置有所述第二系列喷嘴(14)的圆周的半径小。
根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述设备包括：
用于热塑性粉末的供给装置，与所述供给装置(1)连结；
用于压缩空气和/或氮气流的扩散装置(13)；
用于所述可燃性气体的扩散装置(14)；
所述倾斜的喷射元件(17、18)被径向布置在压缩空气和/或氮气流的所述扩散装置(13)和用于所述可燃性气体的所述扩散装置(14)之间。
根据权利要求5至10中任一项所述的设备，其特征在于，各所述倾斜的喷射元件(17、18)相对于所述管状元件(8)的轴线倾斜10°到20°之间的角度。
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