DE1725022A1

DE1725022A1 - Flammspritzpistole

Info

Publication number: DE1725022A1
Application number: DE19671725022
Authority: DE
Inventors: Anthony J Rotalico
Original assignee: Metco Inc
Current assignee: Metco Inc
Priority date: 1966-11-14
Filing date: 1967-07-19
Publication date: 1976-07-29
Also published as: US3455510A; DE1725022C3; DE1646027A1; DE1646027C3; GB1186041A; DE1646027B2; DE1725022B2

Description

DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING. SCHÖNWALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL.-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL-CHEM. CAROLA KELLER .WiSäSÖKKKXraHiÄ DIPL-ING. SELTING

DR.-ING. K.W. EISi:OLD 5 KÖLN 1, DEICHMANNHAUS

2. Juni 1975 Sg-Is

Metco Inc.

1101 Prospect Avenue, Westbury, Long Island, New York. V.St.A.

Flammspritzpistole

(Ausscheidung aus P 16 46 027.8-12 vom I9.6.I967)

Die Erfindung betrifft eine Flammspritzpistole mit mindestens einer am Mündungsende angeordneten Austritts öffnung und einem die Austrittsöffnung umgebenden Düsenring .

Bei einer bekannten Flammspritzpistole dieser Art (US-PS 2 820 670) sind an dem Düsenring mehrere schrägverlaufende Kanäle vorgesehen, die zum Auslaßende hin konvergieren. Das aus Pulver und Trägergas bestehende Gemisch saugt durch die konvergierenden Kanäle, die an ihrem rückwärtigen Ende mit der Umgebungsluft in Verbindung stehen, Verbrennungsluft an.

Es ist ferner bekannt, zusätzlich zu dem zu versprühen den Pulver und dem Brennstoffgemisch dem Mündungsende

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einer Flammspritzpistole Sauerstoff oder Druckluft zuzuführen, um den Flammenkegel zu regeln und eine Kühlung der Flammenumgebung vorzunehmen.

Bei einer bekannten Düsenanordnung (US-PS 9^9 ^89) zum Versprühen von flüssigem Insektenschutzmittel und dgl. ist der Düsenkörper, der an eine Druckleitung angeschlossen wird, in einem Gehäuse verdrehbar, so daß die Düsenkanäle in umgekehrter Richtung durchströmt P werden können, um sie von Festkörpern, die eine Verstopfung bewirken könnten, freizuspülen. Der Querschnitt der Düsenkanäle verringert sich zum Austrittsende hin und auch ihre Richtungen sind zum Austrittsende hin konvergierend. Zum Zwecke des Durchspülens der Austrittskanäle wird das Mündungsstück umgedreht, so daß die Austrittskanäle sich zum Mündungsende hin erweitern und gleichzeitig auseinanderlaufen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Flammspritzpistole der eingangs genannten Art so auszubilden, daß der an ihrem Mündungsende befindliche Düsenring in Anpassung

_fc an das jeweils zu verwendende Gas bzw. dessen Brenn-

™ temperatur in unterschiedlichen Stellungen verwendbar ist, so daß wahlweise das aufzuspritzende Pulver gekühlt werden kann, oder eine Kühlung des Werkstückes ohne Kühlung des Pulvers möglich ist. Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Düsenring Durchlässe aufweist, deren Enden an der einen Stirnseite größere gegenseitige Abstände aufweisen als an der gegenüberliegenden Stirnseite, und daß der Düsenring wahlweise in zwei verschiedenen Stellungen in das Gehäuse einsetzbar ist, so daß seine Düsen in Strömungs-

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richtung des Gases entweder konvergieren oder divergieren.

Bei einer derartigen Flammspritzpistole wird bei konvergierenden Düsenkanälen die zugeführte Luft in den Pulverstrom hineingeleitet, so daß das Pulver gekühlt wird. Ist dagegen eine Kühlung des Pulvers nicht erforderlich, so kann durch Umdrehen des Düsenringes eine divergierende Luftströmung erzeugt werden, welche das Werkstück kühlt und dessen Erhitzung verhindert, ohne das aufzuspritzende Pulver zu berühren und das Spritzmuster zu beeinflussen.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist der Düsenring auf der Mitte seiner Länge eine ringförmige Nut auf, von der divergierende Durchlässe zu der einen Stirnseite und konvergierende Durchlässe zu der gegenüberliegenden Stirnseite führen.

Im folgenden wird ein Ausführungbeispiel der Erfindimg unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt einer Pulverflammspritzpistole, die mit einer Ausführungsform der Düsen- und Gasmischanordnung gemäß der Erfindung versehen ist, Fig. 2 einen waagerechten Längsschnitt der Düsen- und Gasmischanordnung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 einen senkrechten Längsschnitt des Mischorgans der Gasmischanordnung gemäß Fig. 2, welcher zusätzlich schematisch bestimmte Gasdurchlässe veranschaulicht,

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Fig. 4 eine Vorderansicht des Mischorgans gemäß Fig. 3, welche schematisch die Lage bestimmter innerer Durchlässe veranschaulicht,

Fig. 5 eine schaubildliche Ansicht der Mantelhülse des Mischorgans gemäß Fig. 3*

Fig. 6 eine Vorderansicht der Düse gemäß den Fig. 1 und 2.

* Gemäß Fig. 1 ist auf dem Gehäuse 1 einer Pulverflammspritzpistole der abnehmbare zylindrische Pulverbehälter 2 angeordnet. Ein Durchlaß 6 führt vom Behälter 2 in das Absperrventil 7» das durch die Absperreinrichtung 8 und den Drücker 9 in der gleichen Weise geregelt wird, wie in der US-PS 2 820 67O beschrieben ist. Wenn das Absperrventil 7 offen ist, steht der Durchlaß 6 mit der Pulverzuführungskammer 10 in Verbindung, die im Gehäuse 1 angeordnet ist. Das Gehäuse 1 ist ferner mit einer Trägergasleitung 11, einer Brennstoffgasleitung 12, einer Sauerstoffleitung I3 und einer Hilfsgas- oder Luftleitung 14 versehen. Alle diese Leitungen erstrecken sich teilweise in axialer Richtung durch das Gehäuse

) und münden in die Düsenanordnung 3.

Das hintere Ende der Pistole ist mit Anschlüssen zur Befestigung von Brennstoff- und Säuerstoffleitungen zwecks Speisung der Leitungen 12 und IjJ, sowie mit einem Anschluß zur Befestigung einer Druckluftleitung zwecks Speisung der Hilfsgas- oder Luftleitung 14 versehen. Ein Kegelventil 4 ist vorgesehen, um die Strömung der Gase durch diese Anschlüsse in die betreffenden Leitungen abzusperren. Ferner ist ein Durchlaß vorgesehen, um einen Teil des für den Durchgang durch das

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einstellbare Kegelventil 4 zugeführten Brennstoffs, Sauerstoffs oder Hilfsgases in die mittlere Trägergasleitung 11 abzuleiten, um als Trägergas für das Pulver zu dienen. Die Ausbildung und Wirkungsweise des Teils der Pulverflammspritzpistole hinter der Düsenanordnung kann daher dieselbe sein, wie in den US-PSen 2 820 670 und 2 96I 335 beschrieben ist, und ist vorzugsweise mit der Ausbildung und Wirkungsweise identisch, die in der gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung ... ä

beschrieben sind.

Die Düsen- und Gasmischanordnung gemäß der Erfindung ist an der Pistole mittels des zylindrischen Gehäuses 5 befestigt, welches mit dem Düsenring I5 eine Luftkappenanordnung bildet. Das Gehäuse 5 ist auf das vordere Ende des Pistolengehäuses mittels einer Schraubverbindung 16 aufgeschraubt.

Die Düsen- und Gasmischanordnung ist mit dem Mischorgan 17 versehen, das beispielsweise aus kompaktem Messing oder dgl. hergestellt ist. Das Mischorgan ist mit einer

mittleren Pulverleitung 18 versehen, welche durch das- f selbe hindurchgeht. In das hintere Ende der mittleren Leitung 18 ist ein zylindrisches Rohr I9 eingesetzt und bildet eine Verlängerung derselben. Das Rohr I9 ist mit einer Ausnehmung 20 zur Aufnahme von Pulver aus der PulverZuführungskammer 10 und mit einem Pfropfen 21 versehen, der mit der mittleren Trägergasleitung des Pistolengehäuses in Verbindung steht.

Die hintere Seite des Mischorgans 17 ist mit einer Bohrung 22 zur Aufnahme des am Gehäuse befestigten

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Zapfens 44 versehen, um das Mischorgan genau ausgerichtet zu halten.

Der äußere Umfang des Mischorgans 17 ist mit einer Anzahl von Ringnuten versehen. In einigen dieser Nuten sind Dichtungsringe 23 aus Gummi oder dgl. angeordnet und eine zylindrische Hülse 24 ist in Berührung mit diesen Dichtungsringen auf das Mischorgan aufgeschoben. Wie Fig. 5 zeigt, ist die Hülse 24 gerillt, indem sie mit in der Längsrichtung verlaufenden hervorstehenden Teilen und Nuten versehen ist.

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Eine im mittleren Teil des die mittlere Leitung 18 umschliessenden Mischorgans ausgebildete Nut wird am Hußeren Umfang durch die Hülse 24 abgeschlossen, wodurch die rir. ^förmige Mischkammer 25 gebildet wird. Von der hinteren Seite des Mischorgans erstreckt sich ein Gasdurchlaß 26 in iie Mischkammer 25. Dieser Durchlaß steht mit der Leitung 12 im Pistolengehäuse in Verbindung. Ein getrennter Gasdurchlaß 27f der mit der Leitung 13 im Pistolengehäuse in Verbindung steht, erstreckt sich von der hinteren Seite des Mischorgans durch die seitliche Bohrung 28 in die ringförmige Kammer 29, welche durch eine Nut im Mischorgan 17 und die Hülse 24 gebildet wird. Die Durchlässe 26, 27 sind in B¹Ig. 3 durch unterbrochene Linien schematisch dargestellt, der Anschaulichkeit halber jedoch aus ihrer tatsächlichen Ebene verdreht. Mehrere radiale Bohrungen J>0 erstrecken sich von ler ringförmigen Kammer 20 nach innen. Jede der Bohrungen 3° kreuzt ein in der Längsrichtung verlaufender Gasdurchlaß 31* der in die Mischkammer 25 mündet. Mehrere Gasdurchlässe /32 erstrecken sich in der Längsrichtung von der Mischkammer 25 -ur vorderen Seite des Mischorgans 17- Jeder der Durchlässe 32 ist mit einem Durchlaß 31 axial ausgerichtet. Die beiden Durchlässe 32, die auf der linken Seite der Fig. 4 dargestellt sind, sind nur als Bearbeitungshilfsmittel gebohrt, um das Bohren der mit denselben ausgerichteten Durchlässe zu ermöglichen. Diese Durchlässe 32 werden dann verstopft, so d daß nur die, beiden Durchlässe 32, die auf der rechten Seite der Flg. 4 dargestellt sind, eine Gaeströmungsverbindung aus der Mischkammer 25 bilden.

Die vordere Seite des Mischorgans 17 ist so bearbeitet, daß die ringförmige Kammer 33 gebildet wird. Vor der Kammer 33 wird eine Beilagscheibe 34 durch den federnden Haltering 35 in Stellung gehalten. Die mittlere öffnung der Beilagscheibe 34 ist UbegVoß, um den Ringraum 36 zu bilden, durch den das Ga* hindurchgehen kann.pDJ.fi J3ßilacacbeJ.be 34 wirkt daher als

Leitwand, indem das aus den Durchlässen 32 kommende Gas an derselben nach außen gedrückt wird. Die Kammer 33 kann als Leitkammer bezeichnet werden.

Auf der Vorderseite des Mischorgans 17 ist mittels der Mutter yj die eigentliche Düse 38 befestigt. Die Düse ist mit einer mittleren Leitung 18a versehen, welche mit der Leitung l8 in Vorbindung steht und mit mehreren diverßierenden . Auslaßöffnungen 39 für das Pulver auf der vordren Seite

" endet. Die Diine ist ferner mit einem Ring von Bohrungen versehen, welche mit dem Auslaß aus der Leitkammer 33 in Verbindung stehen.. Der Düsenring 15» der die Lüse umgibt, ist mit einer ringförmigen Mut 41 versehen, welche mit dem Ringraum zwischen dem Gehäuse 5 und dem Misch<rgan 17 in Verbindung steht. Dieser Ringraum steht seinerseits mit der Hilfsgas- oder Luftleitung lh des Pistolengehi.uses in Verbindung. Ein Hing von konvergierenden Bohrungen h2 führt von der Nut 41 zur vorderen Seite des Düsenrir.ges Ip, der die Düsenbohrungen 40 umschließt. Auf der entgegengesetzten Seite des Düsenringes befindet sich ein Ring divergierender Bohrungen 43. Der Düsenring ,15 ist umkehrbar, so daß derselbe

k nach Abschrauben des Gehäuses 5 abgenommen und umgekehrt werden kann, um in der gewünschten V/eise konvergierende oder divergierende Bohrungen vorzusehen.

Im Betrieb gelangt das Brennstoffgas, wie z.B. Azetylen, Wasserstoff oder Propan, aus der Leitung 12 in den Durchlaß 26 und in die Mischkammer 25. Ein oxydierendes Gas, wie z.B-Sauerstoff oder Luft, gelangt aus der Leitung I3 in den Durchlaß 27, sowie durch die Bohrung 28 in die ringförmige Kammer 20. Aus derselben gelangt das oxydierende Gas über die radialen Bohrungen 30 und die Durchlässe 31 in die Mischkammer 25. Der Brennstoff und der Sauerstoff werden zunächst in der Mischkammer 25 gemischt und Gelangen dann

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durch die in der Längsrichtung verlaufenden Durchlässe 32 in die Leitkammer 33. Da die Durchlässe 32 und 3] axial ausgerichtet sind, drückt die Gasströmung aus den Durchlässen 31 die Strömung des Gemische durch die Durchlässe 32. In der Leitkammer 33 sind der Brennstoff und das oxydierende Gas zu einem fle ichmnßigen Brennstof feemisch innig gemischt, das rund um die Leitwand y\ strümt. Dieses Brennrtoffinnisch strömt dann durch den IUnR der Bohrungen 40 in dor Düse und wird auf eier Vorderseite derselben entzündet, um einen

Flammenmantel zu bilden. '

Das Trägergas aus der Leitung 11 geht durch den Pfropfen 21 hindurch, nimmt Pulver in der Ausnehmung 20 auf und fördert dasselbe durch die Leitungen Io, l8a und die divergierenden öffnungen 39 nach außen in den Flamirienmantel, wo das Pulver in der Hitze erweicht und gesclunolzen, sowie geg'η die zu überziehende oberfläche geschleudert wird. Die Luft in der Leitung 14 gelangt aus dem Ringrau-n zwischen dem Gehäuse 5 und dem lüschorgan 17 in die Nut hl und durch de konvergierenden Bohrungen H2 nach außen. Die Luftströmung hat die Form eines konvergierenden Kegels, welcher die Ui erhitzung des aufzui;pri tzonden Pulvers verhindert. Dadurch können g

unter Verwendung eines heißeren Brennstoffgases, wie z.B. Azetylen, sowie unter Verwendung feinkörniger Pulver Überzüge mit einem feinen Gefüge und von hoher Qualität hergestellt werden. Bisher war es zum Aufspritzen solcher Pulver erforderlich, ein kühleres Brennstoffgas, wie z.B. Wasserstoff, zu verwenden, der teurer ist. Dies ergibt eine Gaskostenersparnis von etlichen Mari: pro Stunde. Der konver-

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gierende Luitkegel rgelt auch das üpritzmuster, dessen Größe zunehmend abnimmt, wenn der Luftdruck erhöht wird. Dadurch kann y.u starkes Spritzen auf ein Mindestr aß herabgesetzt v/erden, wenn kleine Teile gespritzt werden.

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Y/enn es nicht erf orderlich ist, das aufzuspritzende Pulver zu kühlen, kann der Düsenring 15 umcelrehrt werden, no daß eine divergierende Luftströmung erzeugt wird, welche das Werkstück kühlt und dessen Erhitzung verhindert, ohne das aufzuspritzende Pulver zu berühren oder das Spritzmuster zu beeinflussen. Der Durchhang der Luft durch den Hingraum zwischen dem Gehäuse ^lj und 'lern Mischorgan 17 dient ferner dazu, das letztere zu Nihlen unci auf diese './eise Überhitzung, unregelmäßige Flar.rnonbildung und FlammenrUckschlaß ::u verhindern. Die Ablnihlung wird durch die in derLängsr ich tune verlaufopden hervorstehenden Teile und Hüten auf der Hülse 24 unterstützt, welche auch als Strörnun^sswführunc für die Luft dienen.

Die durch die Kombination der Mischkammer und der Leitkammer erzeugte liischv.'irkung gewährleistet, daß aus den Ring der Dürenbohrunnen eine gleichmäßige Flamme austritt. Sie verhindert ungleiche Flanmeneigenrichaften, wie z.H. zwischen verschiedenen einzelnen Bohrungen, und macht die Vorrichtunc äußerst widerstandsfähig gegen Flammenrückschlaß.

In dem unwahrscheinlichen Fall eines Flammenrücksch ags kann die Flamme nur bis zur Mischkammer nach hinten gelangen, da stromaufwärts von derselben kein brennbares Gemisch vorhanden ist. Der Flammenrückschlag wird im mittleren Teil der Mischanordnung zum Stillstand gebracht und kann in der Pistole nicht weiter stromaufwärts fortschreiten. Ferner kann infolge der Gasdurchlaßanordnung, der durch das Mischorgan selbst erzeugten Hitzesenkungswirkung und der Kühlwirkung der durch das Gehäuse 5 hindurchgehenden Luft die Mischanordnung einen auftretenden FlammenrUckschlag während eines längeren Zeltraumes dulden, ohne eine wesentliche Beschädigung zu erleiden.

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Es ist selbstverständlich möglich, die Pistole so zu betreiben, daß das oxydierende Gas durch die Leitung 12 und das Brennstoffgas durch die Leitung 13 Releitet wird. Im allgemeinen soll jedoch das unter dem höchsten Druck ste iende Gas das Gas sein, das zuerst in die ringförmige Kammer 29 gelangt, während das unter dem niedrigeren Druck stehende Gas in die Hiscnkammer 25 geleitet wird.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte und beschriebene g beispielsweise Ausführungsform beschränkt, die verschiedene Abänderungen erfahren kann, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

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Claims

Ansprüche

1. Flammspritzpistole mit mindestens einer am Mündungsende angeordneten Austrittsöffnung und einem die Austrittsöffnung umgebenden Düsenring, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenring (15) Durchlässe (42, hj>) aufweist, deren Enden an der einen Stirnseite größere gegenseitige Abstände aufweisen als an der gegenüberliegenden Stirnseite, und daß der Düsenring (15) wahlweise in zwei verschiedenen Stellungen in das Gehäuse (5) einsetzbar ist, so daß seine Düsen in Strömungsrichtung des Gases entweder konvergieren oder divergieren.

2. Flammspritzpistole nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Düsenring (15) auf der Mitte seiner Länge eine ringförmige Nut (41) aufweist, von der divergierende Durchlässe (43) zu der einen Stirnseite und konvergierende Durchlässe (42) zu der gegenüberliegenden Stirnseite führen.

j3. Flammspritzpistole nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Nut (41) über einen Ringraum mit einem Preßluftkanal (14) des Gehäuses (1) in Verbindung steht, in welchem sich eine Dichthülse (24) befindet, welche zur wirksamen Abkühlung mit einer längsgerippten Außenmantelfläche versehen ist.

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