DE2029989A1

DE2029989A1 - Verfahren zum Flammspritzen und Vorrichtung zu dessen Durchfuhrung

Info

Publication number: DE2029989A1
Application number: DE19702029989
Authority: DE
Inventors: Arthur J. Westbury N.Y. Fabel (V.St A.)
Original assignee: Metco Ine . Westbury, N.Y. (VSt A)
Priority date: 1969-05-26
Filing date: 1970-06-18
Publication date: 1971-01-07
Also published as: GB1251788A; FR2048781A5; DE2025478A1; DE2029989C3; FR2048785A5; GB1295897A; US3656434A; DE2029989B2

Description

PATENTANWÄLTE

DR.-ING.VON KREISLER DR.-ING. SCHONWALD uR.-ING.TH. MEYER DR. FUES DlPL-CHEM. ALEK VON KREISLER

DIPL-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLOPSCH 2029989 • KÖLN 1, DEICHMANNHAUS

Köln, den 16. Juni 1970 Mr/Bl

Metco, Inc., 1101 Prospect Avenue/ Westbury, Long Island, Mevr York 11590, U.S.A.

Verfahren zum Flammspritzen und Vorrichtung zu dessen Durchführung.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Flammspritzen und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

. Beim Flammspritzen schleudert man in der Hitze weich v/erdendes oder hitzeschmelzbares Material wie Metall oder Keramikteilchen in feinteiliger Form gegen die zu beschichtende Oberfläche, auf der das hitzeschmelzbare Material haftet. Im allgemeinen bedient man sich für dieses Verfahren einer Flammspritzpistole, bei der das hitzeschmelzbare Material in Pulverform der Pistole zugeführt wird. Gewöhnlich arbeitet man mit Pulvern von ziemlich geringer Teilchengröße von beispielsweise unterhalb 149 Mikron und auch von 1 Mikron, wodurch Messung und Regelung erschwert wird.

Normalerweise verwenden Flammspritzpistolen für das Aufschmelzen des Pulvers Verbrennungs- oder Plasmaflammen, jedoch kommen auch andere Erbitzungsaggregate wie elektrische Flammbögen, Widerstandserhitzer oder Induktionserhitzer einzeln oder in Kombination in Frage, In einer mit Flammspritzpulver arbeitenden Kombinations-Flammspritzpistole kann das Trägergas für das Pulver eines

009882/1506 BADORtQtNAL

der Verbrennungsgase oder auch komprimierte Luft sein. Bei einer Plasma-Plammspritzpistole ist das Trägergas im allgemeinen das gleiche wie das primäre Plasmagas, obgleich in Sonderfällen andere Gase wie Kohlenwasserstoff gase angewandt werden.

Um hochwertige Beläge zu erzielen, muß man die Zuteilungsgeschwindigkeit des der Pistole zugeführten Pulvers sorgfältig regeln und bei sonst' gegebenen Flammspritzbedingungen konstant halten. Das feine Pulver

" stellt seiner Art,nach ein schwierig zu behandelndes Material dar, das sich nicht auf einfachem Wege mit der erforderlichen Gleichförmigkeit in das Trägergas einführen läßt. Es gibt verschiedene Geräte unterschiedlicher Konstruktion und Arbeitsweise, die unter Ausnutzung der Schwere, der Förderung auf mechanischem Wege oder unter Verwendung von Trägergasen sowie entsprechenden Kombinationen arbeiten. Fast alle derartigen Geräte wirken nicht zuverlässig genug hinsichtlich der Aufrechterhaltung einer konstant geregelten Zuteilungsgeschwindigkeit für das Pulver, auch zeigen sich bei ihnen oft Verschleißerscheinungen mechanischer Art und Betriebsstörungen.

Darüber hinaus trat bei' den bekannten Geräten die Schwierigkeit auf, die tatsächlich zu jedem Zeitpunkt in das Trägergas eingeführte Pulvermenge zu bestimmen und zu regeln. Obgleich es möglich ist, die Strömungsgeschwindigkeit des Gasstromes selbst und die Menge des dem Gasstrom zugeführten Pulvers sorgfältig zu messen, war es schwierig, die Menge des vom Trägergas tatsächlich geförderten Pulvers einwandfrei und zu jedem Zeltpunkt festzustellen.

Es ist schon eine Vorrichtung vorgeschlagen worden, bei der einer geregelten Menge Trägergas feinteiliges Flamm-

009882/1506 - * -

spritzpulver zugemessen wird, wobei die Menge des eingeführten Pulvers geregelt wird durch ein Ansprechen auf den in der Trägergasleitung unterhalb der Stelle der Pulverzuführung auftretenden Druckabfall.

Diese schon vorgeschlagene Pulverzuführungsvorrichtung hat zwar eine Verbesserung hinsichtlich der mit der Zuverlässigkeit und der Konsistenz der Pulverzuführungsgeschwindigkeit zusammenhängenden Probleme gebracht. Sie arbeitet jedoch unter Ausnutzung mechanischer Kräfte und führt bei Einsatz sehr feiner Pulver von beispielsweise unterhalb 3o Mikron zu Schwierigkeiten. Außerdem 1st die Vorrichtung groß und sperrig und eignet sich nicht für das unmittelbare Anbringen an Flammspritzpistolen.

Es bestand daher die Aufgabe, das Verfahren zum Flammspritzen unter Zuführung von feinteiligem Pulver so zu verbessern, daß eine zuverlässige und gleichmäßige Zuteilungsgeschwindigkeit des Pulvers ohne dessen Förderung auf mechanischem Wege auch für äußerst feinteilige Massen zu jedem Zeitpunkt sichergestellt ist und dies über ein einfach arbeitendes, leicht an einer Flammspritzpistole anzubringendes Gerät von geringen Abmessungen zu erreichen.

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Flammspritzen unter Zuführung von feinteiligein verwirMbarem Pulver aus einem Vorratstrichter zu einer Flammspritzpistole. Dieses Verfahren ist durch nachstehende Maßnahmen gekennzeichnet:

a) Man leitet eine regelbare Menge an Trägergas, das feinteilige suspendierte Feststoffe enthält, durch eine im Vorratstrichter liegende, mit der Flammspritzpistole ver-

0098.82/1 50.6 . " ⁴ "

BAD ORIGINAL _r . . '

bundene Trägergasleitung, die eine unterhalb des Pulvermassepegels liegende Eintrittsöffnung hat, durch die nur bei einem verwirbelnden Gasstrom Pulver fließen kann.

b) Man leitet regelbare Mengen an Trägergas durch die Trägergasleitung und

c) man leitet an einer außerhalb jeglichen Verwirbelungsbereiches des Vorratstrichters liegenden.Stelle diesem eine regelbare Menge an verwirbelndem Gas derart zu, daß dieses durch mindestens einen Teil der Pulvermasse hindurch auf die Eintrittsöffnung zuströmt, dabei das Pulver in deren unmittelbaren Umgebung verwirbelt und durch die Eintrittsöffnung in den Trägergasstrom befördert.

Im Vorratstrichter liegt dabei das Pulver in lockerer feinteiliger Form vor, wobei man seiner Neigung zum Zusammenbacken dadurch begegnen kann, daß man den Vorratstrichter auf mechanischem Wege vibrieren läßt. Die Trägergasleitung führt durch den unteren Teil des Vorratstrichters und geht zu einer Stelle, an der das Mit dem Pulver beladene Trägergas ausgenutzt wirdo Die in der Trägergasleitung angeordnete Eintrittsöffnung ist im allgemeinen nach unten gerichtet und von festgelegter Größe. Dem Vorratstrichter wird verwirbelndes Gas in regelbaren Mengen zugeführt, vorzugsweise an einer oberhalb des Feststoffpegels im Vorratstrichter liegenden Stelle, so daß das Gas, um an die Eintrittsöffnung zu gelangen, durch die Feststoffmasse hindurchstreichen muß und dabei diffundiert wird. Der Vorratstrichter ist so konstruiert, daß das Gas gegen die Eintrittsöffnung strömt, wobei es sich aufwärts wendet unc die Feststoffe

009882/1506 - 5 -

BAD OFHGiNAL

in der unmittelbaren Nachbarschaft der Eintrittsöffnung verwirbelt.

Das Trägergas wird in einer vorbestimmten konstanten Menge zugeführt. Der Fluß des aufwirbelnden Gases wird geregelt, indem man an einem Punkt innerhalb der Trägergasleitung den Druck abtastet, der der Menge der hindurchfließenden Feststoffe entspricht und etwaige Schwankungen dieses Druckes in der Fördergasleitung zur Regelung des Flusses des aufwirbelnden Gases benutzt. Falls der Druck ansteigt, wird der Fluß des aufwirbelnden Gases vermindert und umgekehrt.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird ein an sich bekannter Verwirbelungsverstärker derart in das System eingebaut, daß er die Strömungsgeschwindigkeit der Feststoffe in der Trägergasleitung regelt. Auf diese Weise entfällt die Notwendigkeit zum Einbau elektrischer oder elektronischer Regelvorrichtungen oder die Verwendung einer üblichen Regelvorrichtung vom bekannten Membrantyp, da derartige Aggregate normalerweise für diesen Zweck nicht empfindlich genug sind.

Durch die Erfindung wird eine ausgezeichnete Wiederholbarkeit von Arbeitsabschnitt zu Arbeitsabschnitt, eine gleichmäßige Regelung der Pulverzuteilungsgeschwindigkeit über einen breiten Bereich gewünschter Zuführungsgeschwindigkeiten erreicht. Da das für das Verfahren benutzte Gerät keine mit dem Pulver in Berührung kommenden beweglichen Teile aufweist, treten keine Verschleißerscheinungen auf. Die verhältnismäßig leicht zu reinigende Vorrichtung ist nicht kostspielig und erfordert nur eine geringe ■Wartung. Weiterhin wird eine schnelle Einstellung der gewünschten Zuteilungsgeschwindigkeit möglich, wenn das Aggregat zum ersten Mal betätigt wird.

009882/1506 - 6 -

Von größtem Vorteil ist die Tatsache, daß das neue Zuteilungsgerät es gestattet, in zuverlässiger Weise sehr feine Pulver, wie solche von nur 3o Mikron _β mit ausreichender Zuflußmenge und sehr guter Regelbarkeit der Zuflußmenge zu verspritzen.

Die Zeichnung gibt eine vereinfachte schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsfomi der Vorrichtung der Erfindung wieder.

In der Zeichnung, ist Io ein Vorratstrichter, der mit einer bestimmten Menge an Pulver 13, z. B. einem solchen aus einer Nickel-Chrom-Legierung mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 44 bis Io5 Mikron gefüllt ist. Der Vorratstrichter hat eine Zuführung 11 für periodische Pulverzugabe. Er kann mit eine» Vibrator 12 ausgestattet sein, der, falls erforderlich, angewandt wird, um das Pulver in lockerer, freifließender Fora zu halten und den Durchgang von Gas zu ermöglichen.

Im Bodenbereich des Vorratstrichters und über diesen hinausführend liegt eine Trägergasleitung 15 mit einer nach unten gerichteten Eintrittsöffnung 16, die innerhalb des Vorratstrichters unterhalb des Pegels der gepulverten Feststoffe liegt. Verwirbelndes Gas wird dem Vorratstrichter an einer Stelle zugeführt, die außerhalb eines jeden Verwirbelungsbereichs der Peststoffe liegt; wie dieser in unmittelbarer Nähe der Eintrittsöffnung 16 auftritt. Wie dargestellt, wird das verwirbelnde Gas dem Oberteil des Vorratstrichters durch Rohr 31 zugeführt und strömt durch die statische Feststoffmasse zur Verwirbelungszone. Das Gas ist dem Bodenteil des Vorratstrichters unter Ausbildung einer schwachen Verwirbelung zugeströmt, gelegentlich gelangen auch Feststoffagglomerate in die Verwirbelungszone. Bei Zuführung des Gases im Kopfteil des Vorratstrichters ist eine geringere Menge an Verwirbelungsgas erforderlich.

0 0 9882/1506 ₇

Trägergas v/ird der Vorrichtung durch eine Leitung 23 zugeführt, die mit einem Solenoid-Absperrventil 23a ausgestattet ist und ein Teil dieses Gases strömt der Trägergasleitung über einen Strömungsmesser 22 zu, der mit einem Regelventil 22a ausgestattet ist. Ein anderer Teil des Gases geht durch den Strömungsmesser 21 mit zugehörigem Strömungsventil 21a über Leitung 2o zur Verwirbelungsgas-Einführungsleitung 31. An der Fördergasleitung 15 kann ein Druckmanometer angebracht sein, das es möglich macht, den Druck in dieser Leitung visuell zu überwachen.

Die Strömung des verwirbelnden Gases wird nach einer bevorzugten Ausführungsform wie folgt geregelt: Ein Verwirbelungsverstärker 3o empfängt das verwirbelnde Gas aus der Leitung 2o und führt einen größeren Anteil davon in die Verwirbelungsgas-Einführungsleitung 31 und in den Vorratstrichter Io. Der für die Verwirbelung nicht erforderliche überschüssige Gasanteil wird vom Verwirbelungsverstärker durch Rohr 32 entlüftet. Man kann sich auch anderer Verwirbelungsvorrichtungen bedienen, die unter Ausnutzung unterschiedlicher Fließerscheinungen wie Wandhaftung, Turbulenz oder Bewegungsgröße arbeiten. Wie gezeigt, eignet sich besonders ein proportionaler Verwirbelungsverstärker, bei dem das Gas normalerweise durch die Rohrleitung 2o'strömt und größtenteils durch das Rohr 31 tritt. Wird jedoch ein durch Rohr 13 zugeleiteter Regelgasstrom unter ungefähr rechten Winkeln dem Durchgang des verwirbelnden Gases im Verwirbelungsverstärker 3o zugeführt, so lenkt der Kontrollgasstrom den Hauptstrom des verwirbelnden Gases zur Leitung 32 ab. Je größer die Zuströmung an Regelgas durch Rohr 18 zur Leitung 32 ist, umso mehr Gas wird aus Leitung 2o zur Leitung 32 abgeführt und ausgeblasen.

Der Druck in der Trägergasleitung 15 an einem Punkt ober-009882/1506

halb der Eintrittsöffnung 16 spricht an auf die Durchflußmenge an Feststoff in der Trägergasleitung 15 unterhalb der Eintrittsöffnung. Wenn deshalb eine Druckprüfvorrichtung am Punkt 14 der Leitung 15 angeordnet ist, kann jede an dieser Stelle beobachtete Druckschwankung zur Regelung der Menge des dem Verwifbelungsverstärker 3o zugeführten Regelgases ausgenutzt werden. Dies kann natürlich durch gewöhnliche elektrische Aggregate geschehen; da diese aber auf Manometer oder ähnliche Vorrichtungen ansprechen, also auf Geräte, die normalerweise für den vorliegenden Zweck nicht empfindlich genug sind/ verfährt man vorzugsweise folgendermaßen: Das mit Ventil 19 ausgestattete Rohr 18 ist mit der Fördergasleitung 15 am Punkt 14 verbunden und erlaubt den Durchfluß von Gas von Punkt 14 zum Verwirbelungsverstärker 3o und dieses Gas wird als Regelgas im Verwirbelungsverstärker benutzt. Dieser Regelgasfluß erzeugt ein Rückkupplungssignal und da es an einer Stelle oberhalb der Eintrittsstelle von Feststoffen zur Leitung 15 erhalten wird, so kann Rohr 18 nie durch Feststoffe verstopft werden. Ventil 19 oder eine fest eingestellte Meßblende kann benutzt v/erden, um den Fluß des Kontrollgases und damit die Stärke des Signals, das dem Verstärker gegeben wird, zu regeln. Die Menge des durch Rohr 18 fließenden Regelgases wird natürlich jeglicher Druckschwankung in Leitung 15 entsprechen. Dementsprechend wird die durch Rohr 18 strömende Gasmenge zunehmen, falls der Druck an Stelle ansteigen sollte. Dies wiederum wird die Ablenkung einer größeren Menge des aufwirbelnden Gases, das dem Verwirbelungsver stärker 3o aus Rohr 2o zufließt, in das Ausblaserohr 32 verursachen und es wird eine geringere Menge des aufwirbelnden Gases durch Rohr 31 in den Vorratstrichter Io strünen, vas den Eintritt einer geringeren Menge an restsieff in das rördergas durch die Eintrittsöffnung 16 zur I'olgc hat.

009882/1506 ~ ⁹ ~

BAD ORIGINAL

Verwirbelungsverstärker jeglicher Art, vorzugsweise solche ohne bewegliche Teile, können angewandt werden, vorausgesetzt, daß sie sich bei den für Rücklaufgas und Verwirbelungsgas geeigneten Drucken und Strömungsverhältnissen betreiben lassen. Auf den Umfang der Verstärkung kommt es nicht genau an. Es ist wünschenswert/ einen Verstärker und Strömungsgeschwindigkeiten zu wühlen, die so wenig Gas wie möglich entlüften oder abführen, insbesondere, wenn ein besonders kostspieliges Verwirbelungsgas angewandt wird. Ein Turbulenzverstärker braucht keinerlei Gas abzulassen, da er die.Strömung durch Druckvariationen regelt. Um ein Wirbelsystem mit bestimmten Druck- und Flußeigenschaften zu erhalten, kanu man auch mit zwei oder mehr Verstärkern gleicher oder verschiedener Art arbeiten, die in Serie, paralM oder in anderen Kombinationen geschaltet sind.

Bewährt hat sich ein Verwirbelungsverstärker Nr. 3ooo92 der Firma Fluidonic Division, Emperial Eastman Corporation, Chikago, 111. Mit diesem Gerät und unter Verwendung vonfeinteiligem Zirkonoxyd einer Teilchengrößenverteilung von überschlägig 3o bis 74 Mikron wurden folgende Bedingungen eingehalten:

Die Eintrittsöffnung 16 war 19,8 mm groß, die Strömungsgeschwindigkeit des Trägergases betrug 283 Liter/Std., die Strömungsgeschwindigkeit des verwirbelnden Gases betrug 28,3 Liter/Std., bei Manometer 17 wurde ein Druck

2
von etwa o,21 kg/cm gemessen. Das Pulver ließ sich der Flamme einer Plasma-Flammspritzplstole über einen Bereich von 0,454 bis 4j54ka;/std. mit einer von Ansatz zu Ansatz und von Tag zu Tag festgestellten Wiederholbarkeit innerhalb einer Abweichung von 5 % zuführen. Die Teilchen schmolzen befriedigend und lieferten einen guten Belag.

Bei einem v/eiteren Versuch wurde sehr feines Aluminium-

009882/1506 " ^lo "

BAD OftlGKNAL

2029389

- Io -

oxydpulver von 15 bis 3o I-Jikron mit einer Zuführungsgeschwindigkeit von 2,27 kg/ 'std. bei einer Wiederholbarkeit innerhalb 5 % zugeführt.

Es empfiehlt sich, den Vorratstrichter zu entlüften, wenn ihm kein Trägergas zugeleitet wird. Für diesen Zweck ist an das Rohr 31 noch ein Rohr 33 angeschlossen, in das ein Solenoid-Ventil 33a eingebaut ist.

Bei der Inbetriebnahme bleibt, wenn die Flammspritzpistole nicht verwendet wird, das Solenoid-Absperrventil 23a geschlossen, während die Ventile 22a, 21a und 33a geöffnet sind. Zweckmäßig sind die Ventile 21a und 22a, vorher für ein bestimmtes Pulver und eine gewünschte Zuteilungsgeschwindigkeit eingestellt, und brauchen gewöhnlich nicht nachgestellt zu werden, ausgenommen bei einer Änderung der Zuteilungsgeschwindigkeit. Beim Anfahren wird Ventil 23a gleichzeitig mit der Schließung des Ventils 33a geöffnet, um die Strömung des Trägergases bei einem festgelegten Wert zu beginnen. Die Strömungsgeschv/indigkeit des verwirbelnden Gases durch Leitung 31 in den Vorratstrichter Io liegt anfänglich recht hoch und fällt dann aber schnell in dem Maße ab, in dem sich die Einströmungsgeschwindigkeit des Pulvers in die Fördergasleitung 15 durch die Eintrittsöffnung 16 erhöht,bis nach 5 bis Io Sek„ stabile Verhältnisse erreicht sind; dabei wird ein Teil des verwirbelnden Gases durch das Rohr 32 unter der Einwirkung des durch Rohr 18 zugeführten Regelgases ausgeblasen. Die Zuführungsgeschwindigkeit wird normalerweise nur durch Variation der Einstellung des Ventils 21a festgelegt, das den Hauptfluß des verwirbelnden Gases einstellt«

Es wurde ermittelt, daß die Zuführung des vewirbelnden Gases am Oi rteil des Vorratstrichter io we^Igar Regelgas

- 11 -

009882/1506
BAD

erfordert als die Zuführung unterhalb des Pulverpegels, obgleich ein Grund für diese Erscheinung nicht zu erkennen ist. Außerdem vereinfacht die Zuführung des verwirbelnden Gases im oberen Teil des Vorratstrichters die Vorrichtung und erleichtert dessen Reinigung. Es wurde auch festgestellt, daß keine Abhängigkeit der Feststoff-Zuteilungsgeschwindigkeit von der Höhe der Pulveraufschüttung im Vorratstrichter für eine Aufschüttung des Pulvers bis zu etwa Io cm vorliegt und daß es normalerweise nicht nötig ist, in den Vorratstrichter ein vom Kopfende zum Boden reichendes Druckausgleichsrohr einzubauen.

Es gab bisher keine auf nichtmechanischem Wege arbeitende Pulverzuteilungsvorrichtung dieser Art, die von der Höhe der Pulveraufschüttung unabhängig ist. Es wird angenommen, daß bei der vorliegenden Zuteilungsvorrichtung Pulver in der Umgebung der Eintrittsöffnung 16 verwirbelt wird und daß der Bereich dieser Verwirbelungszone mit der Höhe der Pulveraufschüttung variiert unter Ausgleich jeglicher möglichen Abhängigkeit der Zuteilungsgeschwindigkeit von der Aufschüttung, die vorliegen kann. Da nur ein Teil des Pulvers in verwirbelter Form vorliegt, wirkt sich das die Verwirbelungszone umgebende nicht aufgewirbelte Pulver als Diffusionszone für die gleichförmige Einführung des Verwirbelungsgases in die Verwirbelungszone aus.

Obgleich man es im allgemeinen vorzieht, das Verwirhelungsgas oberhalb des Pulverpegels im Vorratstrichter einzuführen, kann das Gas auch innerhalb des Pulvers in den Vorratstrichter eingeführt werden, indem man das Rohr 31 abwärts verlängert und mit einer innerhalb der Pulv«rschüttung liegenden Ausitiündung aiislaufen läßt. Dies l:d bei extrem feinen Pulvern erwünscht, die beispielsvn i se kleiner als 5 Mikron sind und sich im Vorratstrichter ver-

- 12 00 9882/1506

BAD ORIGINAL ^ „

dichten können. Es ist aber darauf zu achten, daß die Ausmündung für das verwirbelnde Gas nicht zu nahe an der Eintrittsöffnung 16 liegt oder daß sie in den Bereich des verwirbelnden Pulvers durchdringt, der die Eintrittsöffnung während des Betriebes der Zuteilungsvorrichtung umgibt.

Für die Einführung des Pulvers in den Vorratstrichter eignen sich alle üblichen Aggregate. Beispielsweise kann ein Sammelbehälter mit dem Kopfteil des Vorratstrichters J.o verbunden werden,.um das Pulver im Vorratstrichter während des Betriebes fortlaufend zu ergänzen.

Die Trägergasleitung kann sich durch den unteren Bereich des Vorratstrichters an irgendeiner passenden Stelle befinden. Sie kann auch der Behälterwand anliegend oder sogar außerhalb der Behälterwand geführt werden, wobei nur die Eintrittsöffnung (16) innerhalb des Vorratstrichters liegen muß. Die Eintrittsöffnung führt im allgemeinen mit ihrer Mündung nach unten, um eine zu starke Einwirkung der Schwerkraft auf das Zufließen auszuschalten, jedoch braucht die Öffnungsmündung nicht unbedingt gerade abwärts . zu führen. Es ist zweckmäßig, die geometrische Auslegung und die Anordnung der Eintrittsöffnung so zu gestalten, daß keine durch die Schwerkraft bedingte Strömung des Pulvers durch ihre Ausmündung in den Fördergasstrom in Abwesenheit eines verwirbelnden Gasstromes möglich ist. Somit kann in manchen Fällen die Eintrittsöffnung seitwärts oder sogar teilweise aufwärts gerichtet sein. Beispielsweise kann sie aus einer kurzen Rohrlänge bestehen, die seitwärts gerichtet ist, um mit ihrem besonderen Reibungswinkel zu verhindern, daß das Pulver in die Leitung eintritt.

Mit einigen Pulvern ließ sich eine befriedigende Zuführung mit einer nach oben verlaufenden Eintrittsöffnung bei Ver-

009882/15 06 ' - 13 -

hältnissen erreichen, bei denen das Pulver über der Eintrittsöffnung bei fehlender Strömung verwirbelnden Gases über der Eintrittsöffnung zum Aufbrücken neigte. Mit einer 2,5 mm großen, aufwärts gerichteten Eintrittsöffnung und einem Chromcarbidpulver mit einer Teilchengröße von Io bis 43 Mikron erfolgte keine Zuführung bei Abwesenheit eines Wirbelgasstromes, obgleich das Trägergas strömte. Offensichtlich genügte der leichte Druck in der Trägergasleitung, um das Pulver über der Eintrittsöffnung zum Aufbrükken zu bringen. Mit einer aufwärts führenden Eintrittsöffnung von 4,67 mm ergab sich eine unregelmäßige Zuführung, die wahrscheinlich durch den Schwerkraftfluß bedingt ist. Die günstigste Weite für die meisten handelsüblichen Pulver liegt bei etwa 3,8 mm.

Die Erfahrung hat gezeigt, daß die Verwendung des Verwirbelungsverstärkers zur Regelung der Zuführung besonders wünschenswert ist bei Flammspritzvorgängen, bei denen eine äußerst genaue Regelung der Zuführungsgeschwindigkeit erforderlich ist; ohne den Verstärker können geringe, jedoch störende Schwankungen der Zuflußgeschwindigkeit auftreten, ganz unabhängig von der Sorgfalt, die man auf die Einstellung der Strömungsgeschwindigkeiten des Trägergases und des verwirbelnden Gases gelegt hat. Ohne die rückkoppelnde Regelung der Erfindung läßt sich auch eine konsistente Lieferung des Pulvers von Ansatz zu Ansatz oder Schicht zu Schicht ohne umfangreiche Vorversuche nicht reproduzieren. Die Wiederholbarkeit bei der Regelung der Pulverzuführung in der Vorrichtung der Erfindung ist ausgezeichnet. Es gibt keine beweglichen Teile, die mit dem Pulver in Berührung kommen, einer mehrfachen Einstellung bedürfen oder dem Verschleiß ausgesetzt sind.

Der Verwirbelungsverstärker erhöht natürlich die Kosten der Zuführungsvorrichtung der Erfindung. Es konnte fest-

009882/1506

- 14 -

gestellt werden, daß die Technik der geregelten lokalen oder zonalen Verwirbelung innerhalb des Vorratstrichters die Zuverlässigkeit der Pulverzuführung nach der Erfindung so weitgehend verbessert, daß das Zuführungsgerät mit guten Ergebnissen für solche Anwendungen eingesetzt werden kann, die keinen allzu hohen Genauigkeitsgrad bedingen. Das Zuführungsgerät erfordert dann nur geringen. Aufwand und läßt sich leicht direkt mit der Pistole verbinden.

009882/1506

Claims

- 15 Patentansprüche

■ -

Verfahren zum Flammspritzen unter Zuführung von feinteiligem, verwirbelbarem Pulver aus einem Vorratstrichter zu einer Flammspritzpistole» gekennzeichnet durch nachstehende Maßnahmen:

a) Man leitet eine regelbare Menge an Trägergas, das feinteilige, suspendierte Feststoffe enthält, durch eine im Vorratstrichter liegende mit der Flarimspritzpistole verbundene Trägergasleitung, die eine unterhalb des Pulvermassepegels liegende Eintrittsöffnung hat, durch die nur bei einem verwirbelnden Gasstrom Pulver fließen kann;

b) man leitet regelbare Mengen an Trägergas durch die Trägergasleitung und

c) man leitet an einer außerhalb jeglichen Verwirbelungsbereiches äes Vorratstrichters liegenden Stelle diesem eine regelbare Menge an verwirbelndem Gas derart zu, daß dieses durch mindestens einen Teil der Pulvermasse hindurch auf die Eintrittsöffnung zuströmt, dabei das Pulver in deren unmittelbarer Umgebung verwirbelt und durch die Eintrittsöffnung in den Trägergasstrom befördert.
2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man mit einer nach unten gerichteten Eintrittsöffnung arbeitet und daß man das verwirbelnde Gas oberhalb des Pulvermassepegels in den Vorratstrichter einführt und durch das Pulver hindurch abwärts gegen die Eintritts*

009882/15 06, - 16 -

Öffnung führt, wobei es beim Durchgang diffundiert und dann unter Aufwärtsströmung in die Eintrittsöffnung eintritt.
3.) Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Pulvermasse auf mechanischem Wege in Vibration hält.
4.) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Pulverzuführungsvorrichtung zur Flammspritzpistole mit folgenden Merkmalen:

a) Einen geschlossenen Vorratstrichter (lo) für feinteiliges Pulver;

b) eine bis zur Verwendungsstelle der Pulver-Trägergas-Mischung führende Trägergasleitung (15) mit einer mit dem unteren Abschnitt des Vorratstrichters in Verbindung stehenden Eintrittsöffnung (16);

c) eine Leitung für Verwirbelungsgas, die zur Zuführung regelbarer Mengen an verwirbelndem Gas in den Vorratstricher an einer außerhalb jeglichen Verwirbelungsbereiches des Pulvers über der Austrittsöffnung beim Betrieb dient;

d) Geräte zur Druckwahrnehmung oder Abtastung an einer Stelle in der Trägergasleitung und

e) Geräte, die auf eine Änderung dieses Drukkes ansprechen und dazu dienen, die Strömung des verwirbelnden Gases in Abhängigkeit von dieser Druckänderung zu regeln.

009882/15 0 6

- 17 -
5.) Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelle der Druckines sung strömungsauf wärts von der Eintrittsöffnung (16) liegt und daß das Gerät zur Regelung der Strömung des verwirbelnden Gases ein Verwirbelungsverstärker (3o) ist.
6.) Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verwirbelungsverstärker einen Hauptdurchgang (31) für die Zuführung des verwirbelnden Gases in die Verwirbelungsgasleitung, eine Gasabzweigleitung (32) für die Abnahme von Gas aus diesem Hauptdurchgang und einen Regelgasdurchgang aufweist/ der mit dem Hauptdurchgang oberhalb der Gasabzweigleitung (32) verbunden ist und dazu dient, einen Regelgasstrom in den Hauptdurchgang zu leiten und hier durchströmendes Gas in die Gasabzweigleitung abzulenken, wobei eine Regelgasleitung die Druckmeßstelle mit dem Regelgasdurchgang verbindet und dazu dient, eine regelbare, auf den Druck in der Trägergasleitung ansprechende Regelgasmenge dem Regelgasdurchgang zuzuführen.
7.) Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung des verwirbelnden Gases zum Vorratstrichter an einer oberhalb des höchsten Feststoffpegels gelegenen Stelle erfolgt.
8.) Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch ein Absperrventil (22a) in der Trägergasleitung, ein zweites Absperrventil (21a) in der Verwirbelungsgasleitung und eine mit einem Absperrorgan (33a) versehene Entlüftungsleitung (33), die mit dem Oberteil des Vorratstrichters in Verbindung steht und geöffnet bleiben kann, wenn die Absperrventile (21a, 22a) geschlossen sind. .

0 09 8 82/1506 BAD ORtQIMAL

Leerseite