DE1226917B

DE1226917B - Flame spray nozzle for flame spraying powders

Info

Publication number: DE1226917B
Application number: DEB65731A
Authority: DE
Inventors: Vitezslav Kudelka
Original assignee: Berk Ltd
Current assignee: Berk Ltd
Priority date: 1961-02-01
Filing date: 1962-01-31
Publication date: 1966-10-13
Also published as: BE613246A; NL274228A; FR1327042A; US3140826A; GB988572A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.:Int. Cl .:

B44dB44d

Deutsche Kl.: 75 c - 22/02 German class: 75 c - 22/02

Nummer: 1226 917Number: 1226 917

Aktenzeichen: B 65731 VI b/75 cFile number: B 65731 VI b / 75 c

Anmeldetag: 31. Januar 1962Filing date: January 31, 1962

Auslegetag: 13. Oktober 1966Opening day: October 13, 1966

Die Erfindung bezieht sich auf Düsen, die in Pistolen zum Flammspritzen von Pulvern, insbesondere Metallpulvern, verwendet werden, und es soll durch sie insbesondere eine Flammspritzdüse dieser Art geschaffen werden, mit der im Vergleich zu bekannten Flammspritzdüsen ein wesentlich größerer Durchsatz an Pulver und eine erhöhte Spritzwirksamkeit erreicht wird.The invention relates to nozzles used in guns for flame spraying powders, in particular Metal powders, are used, and in particular a flame spray nozzle should be used by them Kind be created, with which compared to known flame spray nozzles a much larger one Throughput of powder and an increased spray efficiency is achieved.

Es sind Düsen zum Flammspritzen von schmelzbaren Materialien bekannt, bei denen das zu sprit- ίο zende Metallpulver durch eine zentrale Bohrung großen Querschnittes gefördert und am Austrittsende der Düse mit Brenngas und Druckgas vermischt wird. Das Brenngas wird dabei durch im wesentlichen in Längsrichtung zur Spritzachse konzentrisch um die zentrale Bohrung angeordnete Gasdurchlässe sehr viel geringeren Querschnittes geführt, die im Bereich der Austrittsöffnung gegen die Spritzachse geneigt sind. Der Nachteil dieser bekannten Düsen besteht darin, daß eine gleichmäßige Erhitzung des Metallpulvers nicht erzielt werden kann.There are nozzles for flame spraying of fusible materials are known, in which the too sprit- ίο Zende metal powder conveyed through a central hole with a large cross-section and at the outlet end the nozzle is mixed with fuel gas and compressed gas. The fuel gas is thereby essentially through Gas passages arranged concentrically around the central bore in the longitudinal direction to the spray axis out of a much smaller cross-section, which in the area of the outlet opening against the injection axis are inclined. The disadvantage of these known nozzles is that a uniform heating of the Metal powder cannot be achieved.

Die Brauchbarkeit einer Flammspritzdüse zum Flammspritzen von Pulvern ergibt sich aus der Qualität der mit ihr hergestellten Beschichtung und der Fläche, die pro Zeiteinheit in der gewünschten ^a5 Qualität beschichtet werden kann. Eine gute Beschichtung von beispielsweise Zink auf Stahl muß gut auf der bespritzten Unterlage haften und eine gleichmäßig dicke und im wesentlichen glatte Oberfläche aufweisen. Dies erreicht man, wenn man das aufzuspritzende Pulver genügend stark erhitzt hat. Bleibt das Pulver zu kalt, wird nur eine geringe Haftung erreicht, während ein erheblicher Teil des Pulvers von der Oberfläche abprallt, so daß die entstandene Beschichtung eine rauhe, körnige Oberflächenstruktur besitzt. Wird der aufgespritzte Pulverstrahl über seinen Querschnitt ungleich erhitzt, so ist zwar die Haftung der Beschichtung besser, aber die erzielte Oberfläche ist immer noch sehr rauh und körnig. Ein ungleichmäßiges Erhitzen des Pulver-Strahles findet bei den vorstehend genannten bekannten Flammspritzdüsen statt, denn die Erhitzung des Pulverstrahles wird im äußeren Bereich des Strahles höher als im Zentrum sein. Dieser Nachteil kann auch nicht durch höhere oder niedrigere Wärmeenergiezufuhr mittels der um den Pulverstrahl herum brennenden Gasflammen überwunden werden. Wird die Wärmezufuhr verstärkt, werden die Pulverteilchen im äußeren Bereich des Pulverstrahles zu stark erhitzt und oxydieren. Die Oxyde haften bei den vorgesehenen Arbeitstemperaturen nicht auf der bespritzten Oberfläche, da sie einen viel höheren Flammspritzdüse zum Flammspritzen von PulvernThe utility of a flame spraying nozzle to the flame spraying of powders resulting from the quality of the coating produced and with it the surface 5 quality can be coated per unit time at the desired ^a. A good coating of, for example, zinc on steel must adhere well to the sprayed substrate and have a uniformly thick and essentially smooth surface. This can be achieved when the powder to be sprayed on has been heated sufficiently. If the powder stays too cold, only poor adhesion is achieved, while a considerable part of the powder ricochets off the surface, so that the resulting coating has a rough, granular surface structure. If the sprayed-on powder jet is heated unevenly over its cross-section, the adhesion of the coating is better, but the surface achieved is still very rough and grainy. Uneven heating of the powder jet takes place in the known flame spray nozzles mentioned above, because the heating of the powder jet will be higher in the outer area of the jet than in the center. This disadvantage cannot be overcome by supplying higher or lower thermal energy by means of the gas flames burning around the powder jet. If the supply of heat is increased, the powder particles in the outer area of the powder jet are heated too much and oxidize. The oxides do not adhere to the sprayed surface at the intended working temperatures, as they have a much higher flame spray nozzle for flame spraying powders

Anmelder:Applicant:

Berk Limited, LondonBerk Limited, London

Vertreter:Representative:

Dr.-Ing. Dr. jur. F. Redies, Dr. rer. nat. B. Redies und Dr. rer. nat. D. Türk, Patentanwälte, Opladen, Rennbaumstr. 27Dr.-Ing. Dr. jur. F. Redies, Dr. rer. nat. B. Redies and Dr. rer. nat. D. Türk, patent attorneys, Opladen, Rennbaumstr. 27

Als Erfinder benannt:
Vitezslav Kudelka, LondonNamed as inventor:
Vitezslav Kudelka, London

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Großbritannien vom 1. Februar 1961 (3817) - -Great Britain February 1, 1961 (3817) - -

Schmelzpunkt haben. Wird die Wärmeenergiezufuhr hingegen so niedrig gewählt, daß die im äußeren Bereich des Pulverstrahles befindlichen Pulverteilchen in zweckmäßiger Weise erhitzt sind, bleiben die Pulverteilchen im Zentrum des Pulverstrahles untertemperiert. Eine gewisse Verminderung dieser nachteiligen Erscheinung kann nur dadurch erreicht werden, daß der Pulverstrahl nur eine verhältnismäßig geringe Dichte aufweist. Dadurch ergibt sich jedoch der Nachteil, daß die pro Zeiteinheit gespritzte Deckschicht in der gewünschten Stärke verhältnismäßig klein bleiben muß.Have melting point. If, on the other hand, the heat energy supply is chosen so low that that in the outer area the powder particles located in the powder jet are appropriately heated, the remain Powder particles in the center of the powder jet are below the temperature. Some reduction in this disadvantageous Appearance can only be achieved if the powder jet is only one proportionate has a low density. However, this has the disadvantage that the sprayed per unit of time Top layer must remain relatively small in the desired thickness.

Um diese Nachteile zu vermeiden, wird gemäß der Erfindung eine Flammspritzdüse zum Flammspritzen von Pulvern, insbesondere Metallpulvern, vorgeschlagen, die eine Mehrzahl von wie die bekannten Gasdurchlässe durch das Düsenrohr verlaufenden Durchlässen für Pulver aufweist, die ebenfalls im Bereich der Austrittsöffnungen gegen die Spritzachse geneigt sind und deren Austrittsöffnungen sich mit den Austrittsöffnungen der Gasdurchlässe abwechseln. Hierdurch erhält man den Vorteil, daß man mit verhältnismäßig feinen Pulverstrahlen arbeiten kann, deren Pulverteilchen gleichmäßig erhitzt werden, so daß die zum Anschmelzen der Teilchen notwendige Wärmeenergie genau eingestellt werden kann. Das ist auch dann der Fall, wenn mit verhältnismäßig hohen Pulverkonzentrationen in den einzelnen Pulverstrahlen gearbeitet wird. Deshalb kann, bezogen auf den Gesamtquerschnitt der Pulverkanäle, die vorgeschlagene Flammspritzdüse mitIn order to avoid these disadvantages, a flame spray nozzle for flame spraying is used according to the invention of powders, in particular metal powders, proposed which have a plurality of such as the known Has gas passages extending through the nozzle tube for powder passages, which are also in the Area of the outlet openings are inclined towards the injection axis and their outlet openings are with Alternate the outlet openings of the gas passages. This has the advantage that you can work with relatively fine powder jets, the powder particles of which are heated evenly so that the heat energy required to melt the particles can be precisely adjusted can. This is also the case when using relatively high powder concentrations in the individual Powder blasting is worked. Therefore, based on the total cross-section of the powder channels, the proposed flame spray nozzle with

. . 609 670/338. . 609 670/338

einem größeren Pulverdurchsatz pro Zeiteinheit als die bekannten Flammspritzdüsen arbeiten. Es ist mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Flammspritzdüse möglich, etwa 100 Pfund Zinkpulver pro Stunde wirksam zu einer gleichmäßigen Oberfläche zu ver-. spritzen. Will man mit den oben beschriebenen bekannten Düsen vergleichbare Qualitäten erreichen, so darf der Durchsatz, bei gleichem Gesamtquerschnitt der Pulverkanäle, etwa 30 Pfund pro Stunde nicht überschreiten. Es wird aber nicht nur der Pulverdurchsatz erhöht, sondern es ergibt sich auch eine Oberfläche gleichmäßigerer Qualität. Die vorgeschlagene Flammspritzdüse ist besonders gut zur Herstellung in einem Stück geeignet.a larger powder throughput per unit of time than the known flame spray nozzles work. It is with the inventive flame spray nozzle possible, about 100 pounds of zinc powder per hour effectively to a uniform surface. splash. If you want to familiarize yourself with the ones described above If nozzles achieve comparable qualities, the throughput may be with the same overall cross-section of the powder channels, do not exceed about 30 pounds per hour. But it's not just that The powder throughput is increased, but the quality of the surface is also more uniform. The proposed Flame spray nozzle is particularly suitable for manufacture in one piece.

Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist es zweckmäßig, die Durchlässe für Pulver und Gas wendelförmig durch das Düsenrohr verlaufen zu lassen. Hierdurch erreicht man, daß die austretenden Pulverstrahlen und Gasstrahlen noch besser durchwirbelt werden, wodurch sich die Gleichmäßigkeit der Erhitzung der Pulverteilchen noch verbessern läßt. Da es bei Flammspritzpistolen bekannt ist, den Pulverstrom einen Drall zu verleihen, wird, für das Merkmal des Anspruches 2 nur im Rahmen des Hauptanspruches Schutz begehrt.According to a preferred embodiment of the invention, it is expedient, the passages for Let powder and gas run helically through the nozzle tube. This achieves that the emerging powder jets and gas jets are swirled even better, which improves the evenness the heating of the powder particles can still be improved. As it is known for flame spray guns is to give the powder stream a twist, for the feature of claim 2 only in Protection sought under the main claim.

Eine beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Flammspritzdüse für eine Spritzpistole ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigtAn exemplary embodiment of the flame spray nozzle proposed according to the invention for a spray gun is shown in the drawing, namely shows

Fig. 1 eine Ansicht des Eingangsendes der Düse, F i g. 2 eine Ansicht des Austrittsendes der Düse,Fig. 1 is a view of the inlet end of the nozzle, F i g. 2 is a view of the outlet end of the nozzle;

F i g. 3 einen Schnitt nach Linie A-A der F ig. 2 undF i g. 3 shows a section along line AA of FIG. 2 and

Fig.4 einen Schnitt nach LinieB-B der Fig.2.4 shows a section along line B-B of FIG.

Die dargestellte, in einem Stück gearbeitete Düse besteht aus einem im wesentlichen zylindrischen Düsenrohr1, das an seinem einen Ende, dem Eintrittsende der Düse, ein koaxial zu.ihm angeordnetes zylindrisches Ansatzstück 2 mit einem kleineren Durchmesser aufweist. Dieses zylindrische Stück 2 ist mit einem Außengewinde versehen, mit dem die Düse in die nicht dargestellte Pistole eingeschraubt werden kann.The nozzle shown, worked in one piece, consists of a substantially cylindrical one Nozzle tube 1, which at one end, the inlet end the nozzle, a cylindrical extension piece 2 arranged coaxially to it with a smaller one Has diameter. This cylindrical piece 2 is provided with an external thread with which the Nozzle can be screwed into the gun, not shown.

Zwei Gruppen von Durchlässen 3 und 4 verlaufen in Längsrichtung durch das Düsenrohr 1, die einerseits zum Fördern von Pulver und andererseits zum Fördern verbrennbarer Gase dienen. Vorzugsweise weist das Düsenrohr vier Pulverdurchlässe und vier Gasdurchlässe auf.Two groups of passages 3 and 4 run in the longitudinal direction through the nozzle tube 1, which serve on the one hand to convey powder and on the other hand to convey combustible gases. The nozzle tube preferably has four powder passages and four gas passages.

Das Eintrittsende der Pulverdurchlässe 3 befindet sich am Ende des zylindrischen Ansatzstückes 2. Diese Durchlässe 3 verlaufen durch das zylindrische Ansatzstück 2 parallel zur Achse des Düsenrohres. Mit dem Eintritt in den größeren Teil des Düsenrohres verlaufen sie, wie in Fig.4 gezeigt, zuerst nach außen hin geneigt und dann durch das Düsenrohr parallel zu seiner Achse bis nahe zum Austrittsende, wo sie entgegengesetzt geneigt weiterlaufen, so daß sie allmählich gegen die Achse des Düsenrohres hin zusammenlaufen.
Die Eintrittsöffnungen der Gasdurchlässe 4 befinden sich auf der Fläche eines Absatzes 5, der am Ende des Hauptteiles des Düsenrohresl nahe dem zylindrischen Ansatzstück 2 gebildet ist. Diese Durchlässe verlaufen durch das Düsenrohr parallel zuThe inlet end of the powder passages 3 is located at the end of the cylindrical extension piece 2. These passages 3 run through the cylindrical extension piece 2 parallel to the axis of the nozzle tube. As they enter the larger part of the nozzle tube, as shown in FIG Axis of the nozzle tube converge.
The inlet openings of the gas passages 4 are located on the surface of a shoulder 5 which is formed at the end of the main part of the nozzle pipe near the cylindrical extension piece 2. These passages run parallel to through the nozzle tube

ίο seiner Achse bis nahe an das Austrittsende, wo sie geneigt weiterlaufen, so daß sie ebenfalls allmählich gegen die Achse des Düsenrohres hin zusammenlaufen (s. Fig. 3). Die Austrittsenden der Durchlässe 3 und 4 sind in gleichem Abstand von der Achse des Düsenrohres angeordnet, wobei sich die Austrittsöffnungen für das Pulver mit den Austrittsöffnungen für das Gas abwechselnd und in gleichem Abstand voneinander liegen.ίο its axis up close to the exit end where it is continue to run inclined, so that they also gradually converge towards the axis of the nozzle tube (see Fig. 3). The exit ends of the passages 3 and 4 are equidistant from the Axis of the nozzle tube arranged, the outlet openings for the powder with the outlet openings for the gas are alternating and equidistant from one another.

Die Durchlässe 3 und 4 können gegebenenfallsThe passages 3 and 4 can optionally

ao wendelförmig durch das Düsenrohr verlaufen.ao run helically through the nozzle tube.

Im Betrieb wird die Düse in eine zum Flammspritzen von Pulvern geeignete Pistole in einer solchen Weise eingeschraubt, daß die Eintrittsöffnungen für die Pulverdurchlässe 3 mit der Speiseleitung für Pulver, z. B. Zinkpulver, und die Eintrittsöfmunr gen für die Gasdurchlässe 4 mit der Speiseleitung für ein brennbares Gas, z. B. eine gasförmige Mischung von Propan und Sauerstoff, verbunden werden. Beim Betrieb der Pistole wird Pulver durch die Pulverdurchlässe 3 mittels Luft oder eines anderen Fördergases und die brennbaren Gase durch die Gasdurchlässe 4 hindurchgetrieben, wobei das brennbare Gas beim Austritt aus der Düse zur Entzündung gebracht wird. . . .In operation, the nozzle is inserted into a gun suitable for flame spraying powders Way screwed that the inlet openings for the powder passages 3 with the feed line for powder, e.g. B. zinc powder, and the inlet openings for the gas passages 4 with the feed line for a flammable gas, e.g. B. a gaseous mixture of propane and oxygen. At the Operation of the gun is powder through the powder passages 3 by means of air or another conveying gas and expelling the combustible gases through the gas passages 4, wherein the combustible gas is caused to ignite when exiting the nozzle. . . .

Claims

Patent claims:

1. Flame spray nozzle for flame spraying powders, especially metal powders, with a A plurality of gas passages arranged essentially in the longitudinal direction to the spray axis, whereby these passages are inclined towards the injection axis in the area of the outlet openings, characterized in that a plurality of such passages (3) is provided for the powder, which are also in the area the outlet opening are inclined towards the injection axis and their outlet openings are alternate with the outlet openings of the gas passages (4).

2. Flame spray nozzles according to claim 1, characterized in that the passages (3, 4) run helically through the nozzle tube (1).

Considered publications:
German patent specifications No. 825197, 817 669.

1 sheet of drawings