DE2420229A1 - Injektorausbildung, insbesondere fuer flammspritzbrenner - Google Patents

Injektorausbildung, insbesondere fuer flammspritzbrenner

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/14Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas designed for spraying particulate materials
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05B7/16Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed
    • B05B7/20Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed by flame or combustion
    • B05B7/201Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed by flame or combustion downstream of the nozzle
    • B05B7/205Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed by flame or combustion downstream of the nozzle the material to be sprayed being originally a particulate material
    • B05B7/206Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed by flame or combustion downstream of the nozzle the material to be sprayed being originally a particulate material in a container fixed to the discharge device

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Description

  • Injektorausbildung, insbesondere für Flammspritzbrenner Die Erfindung betrifft eine Injektorausbildung, insbesondere für Flammspritzdifferenzdruckinjektörbrenner mit Zuförderkanälen für Brenngas, Sauerstoff, Preßluft od. dgl.
  • und mittels separatem Injektor zuzuförderndes Pulver, wobei alle beteiligten Betriebsmittelkomponenten vor Austritt aus der Brennerspitze gemischt werden.
  • Differenzdruckinjektorbrenner der genannten Art sind allgemein bekannt.
  • Brenner, bei denen der Sauerstoff mit höherem Druck als das Brenngas zugeführt werden, kommen als sogenannte Flammspritzgeräte, aber auch als Schweißschneidgeräte zum Einsatz, wobei je nach Einsatzart unterschiedliche Pulver benutzt werden.
  • Je nach Art des verwendeten Pulvers erfoigt dabei die Pulverauftragsschweißung durch in der Brennerflamme ganz oder teilweise schelzflüssig gewordene Pulverteilchen.
  • Beim Einsatz eines solchen Brenners als Schneidgerät, wird natürlich exotherm reagierendes Pulver, beispielsweise Thermtmit Ferromangan zugeführt.
  • So einfach einerseits an sich die prinzipielle Gesamtfunktion eines solchen Brenners ist, bei dem an bestimmten Stellen die Elnzelkomponenten zusammenzuführenund schließlich im Bereich des-Brennerkopfes auszutragen sind, so komplex ist aber auch andererseits die Problematik an derartigen Brennern, da insbesondere die Rückschlaggefahr der Flamme in den Pulverbehälter und/oder in den Brenngasbehälter, aber auch einwandfreie Pulverzufuhr und Pulverzumischung und Verschleiß innerhalb der Brennerkanäle durch das zugemischte Pulver zu berücksichtigen sind.
  • Insbesondere hat sich bei solchen Brennern, bei denen der Pulver- und Gasmischbereich unmittelbar beieinanderliegen, gezeigt, daß ggE. die Flamme zurückschlägt und an der Mischstelle weiterbrennt, so daß mitunter sogar das betreffende Rohrleitungsstück von innen heraus abschmelzt oder, sofern ein besonderer Einsatz vorhanden ist, dieser Einsatz total zerstört wird.
  • Bezüglich der Rückschlaggefahr ist der Einleitungsbereich des Brenngases in den Sauerstoff- bzw. Luft-Pulverstrom besonders kritisch, d.h., hier muß dafür gesorgt werden, daß ein möglichst hoher Unterdruck in Bezug auf die Brenngaszuströmung erzeugt werden kann, damit die Rückschlaggefahr in die Brenngasbehälter mit Sicherheit vermieden wird.
  • Bei bekannten Brennern sind für die Brenngaseinleitung in den Sauerstoff-Pulverstrom zwei oder drei kleine Bohrungen vorgesehen, die in den Pulverströmungskanal mehr oder weniger in Strömungsrichtung geneigt einmünden, wobei im Einmündungsbereich gegf. auch KanalerweSerungen vorgesehen werden können.
  • Untersuchungen haben ergeben, daß auf diese Weise nur relativ niedrige Unterdrücke erzeugt werden können, die in der Größenordnung von etwa 0,01 bis 0,05 kp/cm2 liegen, was keineswegs den Sicherheitserfordernissen genügt, d.
  • h., ein Rückschlagen ist bei diesen Druckverhältnissen nicht auszuschließen.
  • Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde eine Injektorausbildung für den Bereich der Brenngaszufuhr zu schaffen, die die Erzeugung eines höheren Unterdruckes für die Brenngasansaugung gewährleistet, der überhaupt Voraussetzung für das Ansprechen von den Brenngasbehältern vorgeschalteten, an sich bekannten Unterdrucksicherheitsventilen ist.
  • Diese Aufgabe ist mit einer InjektQrausbildung nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das den Pulvermischkanal enthaltende, in das Brennergehäuse einsetzbare Teil an seinem vorderen Ende konisch zulaufend an den Innenkonus eines Anschlußstückes unter Ausbildung eines konischen Ringspaltes angepaßt und an seinem anderen Ende mit einem Distanzbund versehen ist, wobei am oder in Strömungsrichtung vor dem Bund Zuströmbohrungen für das Brenngas vorgeseheh sind.
  • Mit dieser Ausbildung hat sich überraschenderweise gezeigt, daß dadurch ein wesentlich höherer Unterdruck erzeugt werden kann und zwar beim gleichen Fließdruck des Sauerstoffes von ca. 3,5 atü etwa in der Größenordnung von 0,52 kp/cm2 Wieso bei dieser Injektorausbildung diese wesentliche Unterdruckerhöhung entsteht, kann eigentlich nur dadurch, allerdings nicht mit Sicherheit, erklärt werden, daß mit dieser Injektorausbildung eine schlauciörmige Brenngaszuströmung erzeugt wird, die gleichmäßig die Mündung des Pulvermischkanales umgibt, im Gegensatz zu bekannten Ausbildungen, bei denen das Brenngas gewissermaßen in Einzelströmen auf die Sauerstoffpulverströmung triftt.
  • Wenn bei diesem vergleichbar hohen Unterdruck ein Druckabfall auftritt, sprechen, wie sich gezeigt hat, Unterdrucksicherheitsventile ohne weiteres an.
  • Das weitere Merkmal der Anordnung eines Distanzbundes ist zur Gewährleistung der richtigen Ringspaltgröße erfindungswesentlich. Sofern nämlich bisher die Zuströmkanäle für das Brenngas nicht durch Einzelbohrungen dargestellt wurden, hat man in entsprechenden Düseneinsatzteilen auf deren Oberfläche Nuten eingestochen, die dann beim Einsatz in ein entsprechendes Aufnahmeteil zu in sich geschlossenen Einzelströmungskanälen wurden, d.
  • h., die erforderlichen Querschnittsgrößen der Zuströmkanäle entsprachen den-Nutquerschnitten, und besondere Maßnahmen zur Einhaltung dieser Querschnittsgrößen waren nicht erforderlich.
  • Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung sorgt demgegenüber der Distanzbund durch Anlage an eine entsprechende Gehäusefläche dafür, daß das konisch zulauf ende Ende überhaupt nicht mit dem in Strömungsrichtung vorgeschalteten Brenner teil in Kontakt kommen kann, so daß dadurch die richtige Spaltbreite eingehalten wird.
  • Die Zuleitung des Brenngases zum Ringspalt erfolgt durch Zuströmbohrungen am Distanzbund oder aber am umgebenden Gehäuseteil, vorzugsweise sind die zuströmbohrungen jedoch als Durchgangsbohrungen am Distanzbund vorgesehen, der für die Fertigung am einfachsten zugänglich ist.
  • Außerdem können dabei in einfacher Weise diese Bohrungen windschief zur Achse des Pulvermischkanales verlaufend angeordnet werden, so daß sich der dahinter ausbildende Strömungsschlauch noch einen gewissen Drall erhält.
  • Ein solcher Drall läßt sich auch erreichen, wenn man in der Oberfläche des konisch zulaufenden Endes windschief zur Achse des Pulvermischkanales etwa windschief verlaufende Nuten vorsieht, die natürlich nicht zu tief eingestochen werden dürfen, um nicht wieder Einzelströme entstehen zu lassen.
  • Wenn das zuzuführende Brenngas in Form von Einzelgaskomponenten zugeleitet wird, bspw. C2 H2 und 02, so ist es vorteilhaft, die Injektorausbildung derart vorzusehen, daß die Oberfläche des einsetzbaren Teiles im Bereich zwischen konisch zulaufendem Ende und Distanzbund mit mindestens einer Ringnut versehen ist, die dann im Sinne einer Gasverwirbelung wirkt.
  • Die erfindungsgemäße Injektordusbildung wird nachfolgend an Hand der zeichnerischen Darstellung von AusPiirungsbeispielen näher erläutert, vorbei auf die Darstellung des ganzen Brenners verzichtet ist.
  • In dieser Darstellung zeigt schernatisch Fig. 1 im Schnitt den Brennerbereich, in dem die Mischung aller beteiligten Betriebsmittelkomponenten erfolgt; Fig. 2 in Ansicht das hintere Ende des in das Brenner gehäuse einsetzbaren Teiles und Fig. 3 in Ansicht das vordere Ende des in das Brennergehäuse einsetzbaren Teiles.
  • In den Figuren sind bezeichnet mit 1 der Pulvermischkanal, mit 2 das Brennergehäuse, mit 3 der in das Gehäuse 2 einsetzbare Teil, dessen vorderes Ende 4 unter Ausbildung eines Ringspaltes 7 in Anpassung an den Innenkonus 5 des Anschlußstückes 6 konisch zulaufend ausgebildet ist, mit 8 das den Distanzbund 9 aufweisende Ende des Teiles 3, mit 10 Durchgangsbohrungen für das durch Kanäle 13 im Gehäuse 2 zugeleitete Brenngas, mit 11 windschief zur Achse des Pulvermischkanales verlauPende Nuten auf der Oberfläche des vorderen Endes 4 und mit 12 eine Ringnut am Teil 3. Das auf zutragende Pulver (bspw. Metallpulver) rieselt aus einem nicht dargestellten Behälter durch den Kanal 14 in den Bereich des Pulvermischinjektors, in den durch den Kanal 15 Sauerstoff einströmt. In Rücksicht auf den Verschleiß ist das Teil 3 aus verschleißfestem Werkstoff (bspw. X 210 Cr 12 oder X 210 Cr W 12, gehärtet auf 65 CR) hergestellt. Das Gehäuse 2 besteht, wie erkennbar, aus zwei Teilen, wobei das das Teil 3 im wesentlichen umfassende Gehäuseteil bspw.
  • mit einer Uberwurfmutter 16 unter Festlegung des Teiles 3-am anderen Gehäuseteil mit dem PulVerzufuhrkanal 14 gehalten wird.
  • Der Ringspalt 7 entsteht durch Aufsetzen des Anschlußstückes 6 mittels einer weiteren Überwurfmutter 17, wobei sich die richtige Spaltbreite durch entsprechende Anpassung des- Distanzbundes 9 und der Länge des das Teil 3 umfassenden Gehäuseteiles 2 ergibt.
  • Die in Fig. 1 dargestellte Brenngasführung ist natürlich nicht zwingend, d.h., der Brenngaskanal 13 könnte, ohne den Distanzbund 9 überhaupt zu kreuzen auch direkt in den Gasmischraum 18 münden.

Claims (4)

  1. Patentansprüche:
    Injektorausbildung, insbesondere für Flammspritzdifferenzdruckinjektorbrenner mit Zuförderkanälen für Brenngas, Sauerstoff, Preßluft od. dgl. und mittels se-.paratem Injektor zuzuförderndes Pulver, wobei alle beteiligten Betriebsmittelkomponenten vor Austritt aus der Brennerspitze gemischt werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das den Pulvermischkanal (1) enthaltende, in das Brennergehäuse (2) einsetzbare Teil (3) an seinem vorderen Ende (4) konisch zulaufend an den Innenkonus (5) eines Anschlußstückes (6) unter Ausbildung eines konischen Ringspaltes (7) angepaßt und an seinem anderen Ende (8) mit einem Distanzbund (9) versehen ist, wobei am oder in Strömungsrichtung vor dem Bund (9) zuströmbohrungen (lo) für-das Brenngas vorgesehen sind.
  2. 2. Injektorausbildung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Achsen der Durchgangsbohrungen (lo) zur Achse des Pulvermischkanales (1) windschief angeordnet sind.
  3. 3. Injektorausbildung nach Anspruch 1 und/oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Oberfläche des konisch verlaufenden Endes (4) mit zur Achse des Pulvermischkanales (1) windschief verlaufenden Nuten (11) versehen ist.
  4. 4. Injektorausbildung nach jedem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Oberfläche des einsetzbaren Teiles (3) im Bereich zwischen konisch zulaufendem Ende (4) und Distanzbund (9) mit mindestens einer Ringnut (12) versehen ist.
DE19742420229 1974-04-26 Injektorausbildung, insbesondere für Flammspritzbrenner Expired DE2420229C3 (de)

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DE2420229B2 DE2420229B2 (de) 1977-05-26
DE2420229C3 DE2420229C3 (de) 1978-01-19

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