DE1285681B

DE1285681B - Ringschlitzduese zum Zerstaeuben von geschmolzenem Werkstoff

Info

Publication number: DE1285681B
Application number: DEK56083A
Authority: DE
Inventors: Bender; Frank; Gerhardt; Dipl-Chem Dr Klaus; Dipl-Ing Ludwig; Dipl-Chem Dr Wilfried
Original assignee: Knapsack AG
Current assignee: Knapsack AG
Priority date: 1965-05-11
Filing date: 1965-05-11
Publication date: 1968-12-19
Also published as: NO124241B; SE305289B

Description

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Die Erfindung betrifft eine Ringschlitzdüse zum eintretende und zu zerstäubende Schmelzstrahl schon Zerstäuben von geschmolzenem Werkstoff, insbeson- bei seinem Eintritt in die Ringschlitzdüsen-Mitteldere Metallen, mit Hilfe eines Zerstäubungsmittels, bohrung in viele Teile auseinandergerissen wird, die wobei die Schmelze als Strahl durch die Mittelöffnung infolge des bestehenden Unterdruckes von dem Zerder Ringschlitzdüse fällt. S stäubungsmittel-Kegelmantel angezogen und von

Bei einer bekannten Düse zum Zerstäuben von ge- letzterem sodann in feinste Partikelchen zerstäubt schmolzenem Werkstoff sind an dem Ringraum für werden. Es versteht sich, daß Schmelzpartikelchen das Zerstäubungsmittel mehrere als Rohre ausgebil- leichter und vor allen Dingen auch feiner von dem dete Düsenmundstücke angeordnet, die in Richtung Zerstäubungsmittel zerstäubt werden können als ein auf den durch die Düsenachse fallenden Schmelz- io bis zu seinem Auftreffen auf das Zerstäubungsmittel strahl weisen. Dabei können die Düsenmundstücke zusammenhängender Schmelzstrahl, unter einem Axialwinkel α und einem Drallwinkel β Weiterhin sieht die Erfindung vor, daß der Aus-

zur Düsenachse hin geneigt sein. Da durch die Zwi- trittsschlitz für das Zerstäubungsmittel mit der senkschenräume zwischen den einzelnen Düsenmund- rechten Düsenachse einen Axialwinkel α und die Leitstücken der äußere Atmosphärendruck Zutritt zu 15 bleche mit einer durch die Düsenachse verlaufenden dem Raum unmittelbar unterhalb der Düsenbohrung Ebene einen Drallwinkel β bilden, wobei der Axialhat, kann sich bei dieser Düse kein Unterdruck auf- winkel a 20 bis 50°, vorzugsweise 30 bis 40°, und bauen. Es handelt sich hierbei also um eine Normal- der Drallwinkel β 10 bis 40°, vorzugsweise 25 bis druckdüse. Demzufolge erfolgt die Zerstäubung des 35°, betragen und wobei kleinere Axialwinkel α kleidurch die Düse fallenden Schmelzstrahles unmittelbar 20 neren Drallwinkeln β und umgekehrt zugeordnet sind, durch den Aufprall der Zerstäubungsmittelstrahlen Auf diese Weise ist es möglich, mit vergleichsweise auf den Schmelzstrahl. Das bedeutet, daß das anfal- großen Axialwinkeln α zu arbeiten, ohne dadurch !ende Korn eine bestimmte Korngröße nicht unter- Gefahr zu laufen, daß das Zerstäubungsmittel mitschreiten kann. Besondere Anforderungen an die samt dem zu zerstäubenden Schmelzstrahl wegen des Feinheit des anfallenden Korns lassen sich dem- 25 in der Ringschlitzdüsen-Mittelbohrung bestehenden gemäß durch die vorstehend beschriebene Düse nicht Unterdruckes in die Ringschlitzdüse zurückgesaugt erfüllen. wird und letztere verstopft sowie außer Betrieb wirft.

Es ist weiterhin bekannt, daß bei einer Ringschlitz- Erfindungswesentlich ist weiterhin auch die Ver-

düse ein Drallkörper im Abstand von der Austritts- wendung von Gasen, Wasserdampf oder Wasser als Öffnung der Ringschlitzdüse angeordnet ist. Dabei 30 Zerstäubungsmittel mit Drücken von 1 bis 20 atü, wird dem Zerstäubungsmittel in dem Drallkörper zu- vorzugsweise 3,5 bis 13 atü, zum Betrieb der vorernächst ein Drallwinkel auferlegt, dem in der Nähe wähnten Ringschlitzdüse.

der Austrittsöffnung ein Axialwinkel überlagert wird. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der

Dadurch tritt ein Geschwindigkeitsveflust des Zer- erfindungsgemäß beschaffenen Ringschlitzdüse darstäubungsmittels ein, wodurch es nicht mehr die hohe 35 gestellt. Dabei zeigt

Energie aufbringen kann, die zur Zerstäubung einer F i g. 1 einen Axialschnitt durch die neue Ring-

Schmelze in feinstes Korn notwendig ist. schlitzdüse, bei dem die schräggestellten Leitbleche

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu- perspektivisch dargestellt sind, und gründe, feinkörniges Pulver aus schmelzflüssigen F i g. 2 eine Draufsicht auf die Ringschlitzdüse

Werkstoffen zu schaffen. Das wird erfindungsgemäß 40 nach Fig. 1.

im wesentlichen durch einen kegelstumpfförmig ver- Die in der Zeichnung dargestellte Ringschlitzdüse

laufenden Austrittsschlitz für das Zerstäubungsmittel dient zum Zerstäuben von geschmolzenem Werkstoff, erreicht, der über seinen Umfang durch schräggestellte insbesondere Metallen, mit Hilfe eines Zerstäubungs-Leitbleche in einzelne gleichmäßige Kanäle unterteilt mittels, wobei die Schmelze als Strahl durch die Mitist, wobei die Austrittsöffnungen der Kanäle in einer 45 telöffnung 1 der Ringschlitzdüse fällt. Der kegelzurDüsenachse senkrecht verlaufenden, gemeinsamen stumpfförmig verlaufende Austrittsschlitz 2 für das Ebene liegen. Auf diese Weise gelangt man zu einer Zerstäubungsmittel ist über seinen Umfang durch Ringschlitzdüse zum Zerstäuben von geschmolzenem schräggestellte Leitbleche 4 in einzelne gleichmäßige Werkstoff der einleitend beschriebenen Art, die die Kanäle 5 unterteilt. Dabei liegen die Austrittsöffnunvorerwähnte Erfindungsaufgabe voll erfüllt. Das ins- 50 gen der Kanäle 5 in einer zur Düsenachse 6 senkrecht besondere deswegen, weil dadurch, daß die Austritts- verlaufenden, gemeinsamen Ebene 7. Öffnungen der Kanäle in einer zur Düsenachse senk- Der Austrittsschlitz 2 für das Zerstäubungsmittel

recht verlaufenden, gemeinsamen Ebene liegen, die bildet mit der senkrechten Düsenachse 6 einen Axial-Austrittsöffnungen schräg abgeschnitten sind und winkel α, während die gedachten Verlängerungen der demzufolge das Zerstäubungsmittel mit Überschall- 55 schräggestellten Leitbleche 4 mit einer durch die geschwindigkeit und entsprechend hoher Energie die Düsenachse verlaufenden Ebene S den Drallwinkel β Ringschlitzdüse verläßt. Hinzu kommt, daß das Zer- bilden. Dabei beträgt der Axialwinkel α 20 bis 50°, stäubungsmittel in Form eines zusammenhängenden vorzugsweise 30 bis 40°, und der Drallwinkel β 10 Kegelmantels aus der Ringschlitzdüse austritt, wo- bis 40°, vorzugsweise 25 bis 35°. Vorteilhafterweise durch innerhalb des von der Ringschlitzdüsen-Mittel- 60 sind dabei kleinere Axialwinkel <x kleineren Drallbohrung und dem Kegelmantel gebildeten Raumes winkeln β und umgekehrt zugeordnet, ein Raum hohen Unterdruckes entsteht. Das vor Das Zerstäubungsmittel, beispielsweise Gase, Was-

allem deswegen, weil in den von dem Kegelmantel serdampf oder Wasser, tritt durch die Eintrittsstut- und der Ringschlitzdüsen-Mittelbohrung gebildeten zen 9 in den ringförmigen Hohlraum 10 ein, um letz-Raum lediglich von oben her Primärluft eintreten 65 teren durch den Ringschlitz 2 mit einem Druck von 1 kann, darüber hinaus jedoch der Zutritt von Sekun- bis 20 atü, vorzugsweise 3,5 bis 13 atü, zu verlassen, därluft von unten her in diesen Raum verwehrt ist. Die erfindungsgemäß beschaffene Ringschlitzdüse

Das hat zur Folge, daß der im freien Fall in die Düse ermöglicht ein Arbeiten mit einem vergleichsweise

großen Axialwinkel α, ohne daß es zum Rückwärtsschleudern des etwa 1 bis 1,6 cm dicken Metallstrahles kommt. Hierdurch trifft das Zerstäubungsmittel mit nahezu unverminderter Energie relativ früh auf den noch heißen und dünnflüssigen Metallstrahl auf und zerstäubt ihn zwangläufig zu einem feinen Metallpulver, das nur noch geringfügig mit Überkorn belastet ist.

Die neue Ringschlitzdüse kann zum Zerstäuben der verschiedenartigsten Stoffe, beispielsweise von Schlacken, Düngesalzen, Kunststoffen, insbesondere aber auch von Metallen und deren Legierungen verwendet werden. Als Zerstäubungsmittel dienen außer Wasser und Wasserdampf auch Stickstoff, Argon oder Luft. Es erweist sich stets als besonderer Vorteil, daß nur eine geringe Überkornmenge anfällt. Durch den starken Sog der Düse wird das einzelne Pulverkorn kompakter, weil eine gewisse Vakuumentgasung stattfindet. Die Schrägstellung der Leitbleche 4 bewirkt, daß jeder einzelne Strahl des Zerstäubungsmittels aus einem schräg abgeschnittenen Düsenkanal austritt und die Ringschlitzdüse somit oberhalb des kritischen Druckverhältnisses als Levaldüse arbeitet. Beim kritischen Druckverhältnis wird im engsten Querschnitt einer Düse gerade Schallgeschwindigkeit erreicht. Bei überkritischem Druckverhältnis kann Überschallgeschwindigkeit nur in Levaldüsen oder schräg abgeschnittenen Düsen erreicht werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Ringschlitzdüse zum Zerstäuben von geschmolzenem Werkstoff, insbesondere Metallen, mit Hilfe eines Zerstäubungsmittels, wobei die Schmelze als Strahl durch die Mittelöffnung der Ringschlitzdüse fällt, gekennzeichnet durch einen kegelstumpfförmig verlaufenden Austrittsschlitz (2) für das Zerstäubungsmittel, der über seinen Umfang durch schräggestellte Leitbleche (4) in einzelne gleichmäßige Kanäle (5) unterteilt ist, wobei die Austrittsöffnungen der Kanäle (5) in einer zur Düsenachse (6) senkrecht verlaufenden, gemeinsamen Ebene (7) liegen.

2. Ringschlitzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrittsschlitz (2) für das Zerstäubungsmittel mit der senkrechten Düsenachse (6) einen Axialwinkel (<x) und die Leitbleche (4) mit einer durch die Düsenachse (6) verlaufenden Ebene (8) einen Drallwinkel iß) bilden, wobei der Axialwinkel (α) 20 bis 50°, vorzugsweise 30 bis 40°, und der Drallwinkel (ß) 10 bis 40°, vorzugsweise 25 bis 35°, betragen und wobei kleine Axialwinkel (α) kleineren Drallwinkeln (ß) und umgekehrt zugeordnet sind.

3. Verwendung von Gasen, Wasserdampf oder Wasser als Zerstäubungsmittel mit Drücken von 1 bis 20 atü, vorzugsweise 3,5 bis 13 atü, zum Betrieb der Ringschlitzdüse nach Anspruch 1.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen