DE2536763A1

DE2536763A1 - DEVICE FOR DISTRIBUTING A METAL POWDER IN A FLAME DURING THE PRODUCTION OF METALLIC COATINGS

Info

Publication number: DE2536763A1
Application number: DE19752536763
Authority: DE
Inventors: Roland Liesenborghs
Original assignee: Cockerill SA
Current assignee: Cockerill SA
Priority date: 1974-09-03
Filing date: 1975-08-19
Publication date: 1976-03-11
Also published as: IT1041579B; NL7510094A; FR2283730B1; PL104057B1; GB1492860A; JPS5191835A; FR2283730A1; SU577947A3; LU73308A1; DD119824A5

Description

Societe Anonyme Cockerill-Ougree-Providence Esperance-Longdoz, en abrege "COCKERILL" 4100 Seraing / BELGIENSociete Anonyme Cockerill-Ougree-Providence Esperance-Longdoz, en abrege "COCKERILL" 4100 Seraing / BELGIUM

Vorrichtung für die Verteilung eines Metallpulvers in einer Flamme bei der Herstellung metallischer BeschichtungenDevice for the distribution of a metal powder in a flame during the production of metallic coatings

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Verteilung eines Metallpulvers in einer Flamme zur Herstellung von metallischen Beschichtungen.The invention relates to a device for the distribution of a metal powder in a flame for the production of metallic coatings.

Es ist bekannt, zur Aufbringung eines aus reinem oder legiertem Metall bestehenden Metallpulvers auf ein Metallprodukt wie beispielsweise ein Blech und zur Herstellung einer Beschichtung auf diesem eine als Plasmabrenner bezeichnete Vorrichtung zu verwenden, in deren Flamme das Pulver aus einem Vorratsbehälter über eine Leitung, die an ihrem Ende mit einer Blas- oder Spritzdüse versehen ist, eingeleitet wird.It is known to apply a metal powder made of pure or alloyed metal to a Metal product such as a sheet metal and for producing a coating on this one as a plasma torch to use designated device, in the flame of the powder from a storage container via a Line, which is provided at its end with a blow or spray nozzle, is introduced.

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Die derzeitigen Plasmabrenner sind lediglich mit einer einzig3n Blas« oder Spritzdüse versehen, wodurch sich unre«- gelmässige Beschichtungen von ungleichmässiger Dicke ergeben; dieser Nachteil ist unter anderem darauf zu« rückzuführen, dass eine gleichmässige Beschickung der Blas- oder Spritzdüse nur schwer zu bewerkstelligen ist, da sich die Pulver führenden Leitungen zusetzen, und zwar zuweilen bis zum völligen Verschluss, so dass vorübergehend der Beschichtungsvorgang unterbrochen ist und nur unter Treffen entsprechender Massnahmen zur Verhinderung einer stellenweise zu dicken Schicht durch Überlagerung mehrerer Lagen an der betreffenden Stelle wiederaufgenommen werden kann.The current plasma torches are only equipped with a single blower or spray nozzle, which makes them uncomfortable. give uniform coatings of uneven thickness; this disadvantage is, among other things, to « This means that it is difficult to achieve even loading of the blower or spray nozzle is because the lines carrying the powder become clogged, sometimes to the point of complete closure, so that the coating process is temporarily interrupted and only if appropriate measures are taken to prevent a layer that is too thick in places by superimposing several layers on the relevant one Position can be resumed.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung zur Herstellung einer metallischen Beschichtung mittels einer Flamme und insbesondere .mittels eines Plasmabrenners, durch welche sich die vorbeschriebenen Nachteile ausschalten lassen und die Ausbildung einer völlig regel« und gleichmässigen Beschichtung möglich ist.The object of the present invention is to create a device for producing a metallic coating by means of a flame and, in particular, by means of a plasma torch, through which the previously described Eliminate the disadvantages and the formation of a completely regular and even coating is possible is.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung für die Verteilung eines Pulvers in einer Flamme und insbesondere in der Flamme eines Plasmabrenners, welche erfindungsgemäss gekennzeichnet ist durch eine Mehrzahl so um die Flamme herum angeordneter Pulverzuteildüsen, dass Jeweils zwei beliebige aufeinanderfolgende Düsen gleiche Winkel miteinander bilden, wobei die Speisung der Düsen über getrennte Drehverteiler in Bechertrommelausführung erfolgt.This object is achieved by a device for Distribution of a powder in a flame and in particular in the flame of a plasma torch, which according to the invention is characterized by a plurality of powder dispensing nozzles arranged around the flame so that Any two successive nozzles form the same angle with each other, with the feeding of the Nozzles via separate rotary distributors in cup drum design.

Nach einer besonderen Ausführungsform sind die Pulverzuteildüsen geradzahlig und symmetrischzur Flamme angeordnet. According to a particular embodiment, the powder dispensing nozzles are arranged even and symmetrically to the flame.

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Nach einer weiteren Ausführungsform sind die Pulverzuteildüsen ungeradzahlig und mit zur Flamme unsymmetrischer Anordnung vorgesehen.According to a further embodiment, the powder dispensing nozzles are Odd-numbered and provided with an arrangement that is asymmetrical to the flame.

Eine andere besondere Ausführungsform sieht vor, dass die Entfernung der Austrittsöffnungen der Düsen vom Ursprung der Flamme veränderlich ist.Another particular embodiment provides that the distance of the outlet openings of the nozzles from the origin of the flame is variable.

Schliesslich sind nach einem weiteren Merkmal sämtliche Drehverteiler nebeneinander auf einer gemeinsamen Drehwelle mit einem einzigen Antrieb gelagert.Finally, according to a further feature, all rotary distributors are next to one another on a common one Rotary shaft supported by a single drive.

Weitere Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Be« Schreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, die sich auf eine lediglich als Beispiel anzusehende Ausführungsform der Erfindung beziehen und in denen bedeutet :Further characteristics result from the following description Writing with reference to the accompanying drawings, which refer to an example only Embodiments of the invention relate and in which means:

Figur 1 eine Schemaansicht in Form eines Senkrechtquerschnitts durch den Drehverteiler einer Beschickungsvorrichtung für einen Plasmabrenner mit vier Düsen;Figure 1 is a schematic view in the form of a vertical cross-section through the rotary distributor of a charging device for a plasma torch with four nozzles;

Figur 2 eine Schnittansicht gemäss II-II aus Figur 1;FIG. 2 shows a sectional view according to II-II from FIG. 1;

Figur 3 eine teilweise als Aufriss und teilweise als Schnitt gezeichnete Schemaansicht der Plasmabrennerspitze; und Figure 3 is a partially as an elevation and partially as Sectional schematic view of the plasma torch tip; and

Figur 4 eine Schnitt ansicht gemäss IV-IV aus Figur 3.FIG. 4 shows a sectional view according to IV-IV from FIG. 3.

Gemäss Figur 1 und 2 ist auf einem festen Gehäuse 1 ein Pulvervorratsbehälter 14 montiert, der in direkter Verbindung mit unterhalb des Vorratsbehälters im Gehäuse ausgebildeten Kammern 2, die mit Pulver gefüllt sind, steht. Des Gehäuse 1 umfasst desweiteren vier zylindrische Lager 3 mit gemeinsamer horizontaler Achse: in jedem dieser Lager befindet sich ein Drehverteiler 4 in der Form einer zylindrischen Trommel, deren UmfangAccording to Figures 1 and 2, a powder storage container 14 is mounted on a fixed housing 1, which is in direct connection with below the storage container in the housing formed chambers 2, which are filled with powder, is. The housing 1 further comprises four cylindrical ones Bearing 3 with common horizontal axis: in each of these bearings is a rotary distributor 4 in the form of a cylindrical drum, the circumference

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mit schöpfbecherartigen Einschnitten auf der Mantellinie besetzt' ist. Die durch Scheiben 4a voneinander getrennten vier Verteiler sind nebeneinander auf einer gemeinsamen Welle 6 gelagert, deren Drehantrieb über eine einzige Scheibe 6a erfolgt. Die zylindrische Lagerung eines jeden Verteilers steht in direkter Verbindung mit einer entsprechenden Kammer 2 einerseits und einer Austragkamraer 7> in welcher das Pulver in der Schwebe gehalten wird, andererseits; jeder Drehverteiler 4 ragt mit einem Teil seines Umfangs einerseits in die Beschickungskaramer 2 und andererseits in die Austrag« kammer 7 hinein; jedem Verteiler 4 sind eine Kammer 2 sowie eine Kammer 7* in welcher das Pulver in der Schwebe gehalten wird, zugeordnet.with scoop-like incisions on the surface line busy '. The four distributors separated from one another by disks 4a are next to one another on a common one Shaft 6 mounted, the rotary drive of which takes place via a single disk 6a. The cylindrical bearing of each distributor is in direct connection with a corresponding chamber 2 on the one hand and one Discharge chamber 7> in which the powder is kept in suspension, on the other hand; each rotary distributor 4 with part of its circumference protrudes into the loading caramer 2 on the one hand and into the discharge on the other. chamber 7 in; each distributor 4 is a chamber 2 and a chamber 7 * in which the powder in the Levitation is assigned.

Werden äie Verteiler 4 in Richtung des Pfeils X (Figur l) in Drehung versetzt, so nehmen die schöpfbecherartigen Einschnitte Pulver in den Kammern 2 auf, das sie zu den Austragkammern befördern und schliesslich in diese abkippen; diese Austragkammern 7 sind einerseits über eine Leitung 6 mit einer entsprechenden Düse .9 und andererseits über eine Leitung 10 mit einer Druckgasquelle 11, beispielsweise für Stickstoff, verbunden; das in die Kammern 7 verkippte metallische Pulver wird so in dem Gas in der Soöwebe gehalten und den Düsen 9 zugeführt, deren Mündungen 12 sich in der Nähe der Plasmaflamme 13 (Figur 5 und 4} befinden. Die mit den Austragkammern 7 verbundene G-asquelle 11 ist ausserdem über eine Leitung 15 zum Druckausgleich mit dem Vorratsbehälter 14 verbunden. _; If the distributor 4 is set in rotation in the direction of the arrow X (FIG. 1), the scoop-like incisions take up powder in the chambers 2, which they convey to the discharge chambers and finally dump into them; these discharge chambers 7 are connected on the one hand via a line 6 to a corresponding nozzle 9 and on the other hand via a line 10 to a compressed gas source 11, for example for nitrogen; the metallic powder tipped into the chambers 7 is held in the gas in the Soöwebe and fed to the nozzles 9, the mouths 12 of which are located near the plasma flame 13 (FIGS. 5 and 4) 11 is also connected via a line 15 for pressure equalization with the reservoir _14.

In dem Beispiel gemäss Figur J und 4 umfasst der Plasmabrenner 17 vier Düsen 9 mit Anordnung auf einem Düsenträger 9a* der auf der Brennerspitze angeordnet ist;In the example according to FIGS. J and 4, the plasma torch comprises 17 four nozzles 9 arranged on a nozzle carrier 9a * which is arranged on the burner tip;

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die Düsen 9 sind symmetrisch zur Flamme 13, d.h. paarweise diametral gegenüberliegend bzw. im Winkel von zueinander angeordnet; alle Mündungen 12 der Düsen 9 befinden sich im gleichen Abstand von der Flammen« quelle bzw. -der Plasmagas-Blasdüse (Anode): diese Anordnung gilt für den Fall der Zuteilung ein- und desselben Metallpulvers durch sämtliche Düsen. Werden verschiedenartige Metalle von den verschiedenen Düsen der Flamme zugesetzt, so sind die Düsenmündungen im unterschiedlichen Abstand von der Plasmagas-Blasdüse (Anode) angeordnet; jeder Düse sind ein Verteiler 4, eine Kammer 2 und eine Kammer 7 zugeordnet.the nozzles 9 are symmetrical to the flame 13, i.e. in pairs diametrically opposite or at an angle of arranged to each other; all the mouths 12 of the nozzles 9 are at the same distance from the flame « source or plasma gas nozzle (anode): this arrangement applies to the allocation of one and the same Metal powder through all nozzles. Be different metals from the different nozzles Added to the flame, the nozzle orifices are at different distances from the plasma gas nozzle (Anode) arranged; A distributor 4, a chamber 2 and a chamber 7 are assigned to each nozzle.

Das Gas, welches das Pulver in der Schwebe halten soll, dient gleichzeitig als Trägermedium für das Metallpulver; die Pulvermenge ist über die Drehgeschwindigkeit der Drehverteiler sowie über das Volumen der schöpfbecherartigen Einschnitte regulierbar.The gas, which is supposed to keep the powder in suspension, also serves as a carrier medium for the metal powder; the amount of powder is determined by the speed of rotation of the rotary distributor and the volume of the scoop-like type Adjustable incisions.

In jeder der Leitungen 8 zu den Düsen 9 befindet sich ein Manometer 16 (Figur 2) zur Kontrolle des Gasdrucks sowie der Gasmenge; es zeigt ausserdem eine eventuelle Verstopfung der einen oder anderen Düse an.In each of the lines 8 to the nozzles 9 there is a pressure gauge 16 (FIG. 2) for checking the gas pressure as well the amount of gas; it also indicates a possible blockage of one or the other nozzle.

Mit Hilfe eines Plasmabrenners mit vier Düsen sowie einer Zuteilvorrichtung wie vorbeschrieben wurde auf ein mit einer Geschwindigkeit von 1.25 m/min laufendes Stahlband von 340 mm Breite eine Aluminiumpulverschicht niedergebracht; bei einer Pulvermenge von 26 g/Min pro Düse und einer Plasmabrennerleistung von 40 KVA wurde eine Beschichtung mit der sehr gleich- und sehr regelmässigen Dicke von 90 /U hergestellt.With the help of a plasma torch with four nozzles and a dispensing device as described above, one with A steel belt 340 mm wide running at a speed of 1.25 m / min deposited a layer of aluminum powder; at an amount of powder of 26 g / min per nozzle and a plasma torch output of 40 KVA, a Coating made with the very even and very regular thickness of 90 / rev.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebene Ausführungsform beschränkt, vielmehr sind verschiedene Abwandlungen möglich. So können die Pulverzuteildüsen in ungeraderThe invention is not limited to the embodiment described, rather various modifications are possible possible. So the powder feed nozzles can be in odd

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Ψ* Q ■** Ψ * Q ■ **

Anzahl vorgesehen und kann je nach Art des zur Herstel« lung einer Legierung beim Prozess zur Herstellung einer Beschichtung in die Flamme einzubringenden Pulvers das Fassungsvermögen bzw. Volumen der schöpfbecher« artigen Einschnitte von einem Verteiler zum anderen verschieden sein. Desweiteren ist der Einsatz eines Verteilers der vorbeschriebenen Art nicht auf die Herstellung einer metallischen Beschichtung mit Hilfe eines Plasmabrenners beschränkt, sondern vielmehr für die Ausbildung einer solchen Schicht mit Hilfe einer Jeflen beliebigen Art von Flamme bzw. Flammenquelle möglich.Number provided and depending on the type of development of an alloy in the process of producing a coating powder to be introduced into the flame the capacity or volume of the scoop-like incisions from one distributor to the other to be different. Furthermore, the use of a distributor of the type described above is not on the Manufacture of a metallic coating with the help a plasma torch, but rather for the formation of such a layer with the help any kind of flame or flame source possible.

Ein mit einem erfindungsgemässen Zuteiler versehener Plasmabrenner bietet den Vorteil, dass Beschichtungen mit grosser, aber sehr regelmässiger Dicke aus Ein- oder Legiermetallpulvern wie Al-Zn, Fe-Ni-Cr, die in die Plasmaflamme eingeblasen werden, hergestellt werden können.One provided with a dispenser according to the invention Plasma torch has the advantage that coatings with a large, but very regular thickness are made of single or Alloy metal powders such as Al-Zn, Fe-Ni-Cr, which are blown into the plasma flame, can be produced can.

PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS

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Claims

PATENT CLAIMS:

(IJ device for the distribution of a metal powder in a flame and in particular in the flame of a plasma torch for the production of a metallic coating on a metallic carrier material such as for example on a sheet metal, characterized in that with a plurality of nozzles (13) arranged around the flame (13) 9) any two successive nozzles form the same angle to each other for the powder distribution, the nozzles being fed via separate rotary distributors (4) in a cup drum design.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the powder feed nozzles are arranged in an even number and symmetrically to the flame.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the powder feed nozzles are provided in an odd number and in an arrangement asymmetrical to the flame.

k. Device according to Claims 1 to 3, characterized in that the distance between the nozzle outlet openings and the burner gas nozzle is variable.

5. Apparatus according to claim 1, characterized in that the rotary distributors provided in the same number as the nozzles are mounted next to one another on a common shaft (6) with a single drive.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the shaft for receiving the rotary distributor is arranged horizontally.

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