DE2542170A1 - Pulverzerstaeuber - Google Patents

Description

PATENTANWALTE A. GRÜNECKER

OtPL-ING

H. KINKELDEY

DR ING

OC/ 017Π W. STOCKMA.R

Ο 4 L I /U DR-WC₁A^₁CALT₆C*

K. SCHUMANN

OR HER NOT. ■ OR. -FHYa

P. H. JAKOB

G. BEZOLD

DRHERMW OfPU-CHEM

MÜNCHEN

E. K. WEIL

DRREfIOECING

LINDAU

MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE 43

22. September 1975

USS ENGINEERS AND CONSULTANTS, INC.

Grant Street, Pittsburgh, State of Pennsylvania, USA

Pulverzerstäuber

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum pneu-? raatischen Zerstäuben von trockenen Pulvern über ein Ausstoßrohr, insbesondere zum Markieren von heißem Stahl.

Bei verschiedenen Arten der Stahlbearbeitung, etwa während dem Formen oder Pressen des Stahls in heißem Zustand, ist es häufig erforderlich, das heiße Metall zu markieren, etwa

609814/0411

TELEFON (Ο89) 22 2862 TELEX OS-9938O TELEGRAMME MONAPAT

zur Kennzeichnung einzelner Stücke oder zum Anzeichnen von Materialfehlern usw.. Da der Stahl dabei heiß ist, können übliche Markierungsmittel wie etwa Farben nicht verwendet werden, da diese sehr schnell wegschmoren wurden. Aus diesem Grunde werden gewöhnlich trockene Pigmentpulver oder Metallpulver auf die heiße Metalloberfläche aufgebracht. Dies geschieht vorzugsweise durch pneumatisches Aufsprühen derartiger Pulver.

Es gibt zwar zahlreiche bekannte Vorrichtungen zum Aufsprühen oder Zerstäuben von trockenen Pulvern, sie eignen sich jedoch nicht zum Zerstäuben von Pulvern der zum Markieren von heißem Stahl gebräuchlichen Art. Die zum Markieren von heißem Stahl am meisten verwendeten Pulver, z.B. Titandioxid, Zinkoxid usw. neigen nämlich dazu, sich bei pneumatischer Förderung festzusetzen und zu verdichten, so daß die zum Zerstäuben verwendeten Vorrichtungen häufig verstopft und zugesetzt werden. Selbst bei Verwendung von Auskleidungen aus Polytetrafluoräthylen, speziell vorgetrockneter Luft und die Fließfähigkeit verbessernder Additive wie etwa Siliziumdioxid, läßt sich das störende Verstopfen des Geräts nicht gänzlich vermeiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Zerstäuben von trockenen Pulvern zu schaffen, welche selbstreinigende und das Verstopfen verhindernde Einrichtungen aufweist und sich deshalb besonders zum Zerstäuben von zum Festsetzen und Verdichten neigenden Pulvern eignet. Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung gelöst durch eine Anordnung der in den Ansprüchen gekennzeichneten Art.

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht

8098U/041 1

einer Vorrichtung zum Zerstäuben von trockenen Pulvern in einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

2 eine Draufsicht auf die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung,

ig. 3 eine Teilweise im Schnitt gezeigte Seitenansicht einer Vorrichtung in einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 4- eine Draufsicht auf ein Teil der Vorrichtung nach Fig. 3 und

Fig. 5 eine schaubildliche Darstellung der pneumatischen Steuereinrichtungen für den Betrieb der Vorrichtung.

In der in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsform hat die Vorrichtung einen Fließbett-Pulverbehälter 10, eine Zerstäuberkammer 12 und einen pneumatischen Betatigungszylinder Der FÜeßbett-Pulverbehälter 10 ist an sich bekannt und beispielsweise unter der Bezeichnung "Model No. 13893" von der Ransburg Electro-Coating Corporation erhältlich. Die Zerstäuberkammer 12 hat einen im wesentlichen zylindrischen Hohlkörper mit einer waagerecht verlaufenden öffnung und ist an einer inneren Wandfläche des Pulverbehälters 10 befestigt. In der gezeigten Ausführung wird die Zerstäuberkammer 12 von einem Düsenadapter 18 an einer Tragplatte 16 mit einem Bund 20 festgehalten. Die Tragplatte 16 selbst ist mittels Schrauben und Muttern 22 an einer Wandung des Pulverteiälters 10 befestigt. Der Düsenadapter ist mit einem Kerbstift 24 gesichert. Am äußeren Ende des Düsenadapters 18 ist ein Ausstoßrohr, durch welches hindurch das Pulver zerstäubt wird, befestigt.

Die Zerstäuberkammer 12 hat an der Oberseite eine in Längsrichtung verlaufende öffnung 26 für den Eintritt eines zu

809*14/0411

zerstäubenden Pulvers aus dem Pulver behält er 10 in die Zerstäuberkammer 12. Ein Schieber 28 in Form einer die Zerstäuberkammer 12 eng umschließenden Buchse dient dazu, die öffnung 26 wahlweise abzudecken und freizugeben und damit den Eintritt des Pulvers zu steuern. Ein Abstreifer 30, etwa in Form eines Zapfens od. dergl., ist derart am Schieber 28 befestigt, daß sein unteres Teil durch die Öffnung 26 hindurch in die Zerstäuberkammer 12 hineinragt. Bei jeder Bewegung des Schiebers 28 in die Verschlußoder Freigabestellung streift der Abstreifer 30 wenigstens den größten Teil des an den Rändern der Öffnung 26 anhaftenden Pulvers ab. Gegebenenfalls kann am unteren Ende des Abstreifers 30 ein stabförmiger Stößel 32 befestigt sein, welcher sich waagerecht vorwärts zur öffnung des Düsenadapters 18 erstreckt und dazu dient, im Düsenadapter festgesetztes Pulver bei der Bewegung des Schiebers 28 in die geöffnete Stellung loszubrechen.

Zum Bewegen des Schiebers 28 in die geöffnete und in die geschlossene Stellung dient der pneumatische Betätigungszylinder 14-, welcher unter Verwendung einer Stütze 38 mittels Schrauben und Muttern 40 an der der Zerstäuberkammer 12 gegenüberliegenden Wand des Pulverbehälters 10 befestigt ist. Der Zylinder 14· ist an einem Ende mittels eines Kerbstifts oder Splints 42 an der Stütze 38 befestigt. Eine am anderen Ende hervorstehende Kolbenstange ist in eine Gabel 4-6 geschraubt und mit einer Kontermutter 48 gesichert. Eine mittels eines Stifts 52 an der Gaben 46 befestigte Schubstange 50 ist durch die Wand des Pulverbehälters 10 geführt und am anderen Ende mittels Schrauben 5^ am Schieber 28 befestigt. Die die Schubstange 50 aufnehmende öffnung in der Wand des Pulverbehälters 10 ist mit einem Dichtring 56 abgedichtet. Eine zwischen zwei Ringscheiben 60 sitzende Feder 58 belastet den Dichtring in feste Anlage an der die Öffnung umgebende Wand.

6098U/041 1

Für die Zufuhr von Druckluft oder Gas zum inneren Ende der Zerstäuberkammer 12 dient ein im Pulverbehälter 10 angeordnetes, U-förmig gebogenes Rohr 62. Dieses ist an einem Ende mittels einer Verschraubung 64 an der Tragplatte 16 befestigt und am anderen Ende mittels eines Verbinders 66 an der Zerstäuberkammer 12 angeschlossen.

Im Gebrauch der Vorrichtung wird der Schieber 28 zunächst in die geschlossene Stellung gebracht und das über das Ausstoßrohr 25 zn zerstäubende Pulver wird in bekannter Weise, etwa mittels über eine poröse Membrane zugeführter Luft, innerhalb der Pulverkammer 10 fluidisiert. Anschließend wird dem U-förmigen Rohr 62 Spülluft oder ein Gas mit niedriger Strömungsgeschwindigkeit über die Verschraubung 64 zugeleitet. Die langsam strömende Spülluft strömt durch das Rohr 62 und die Zerstäuberkammer 12 und verläßt die Vorrichtung über das Ausstoßrohr 25· Damit ist die Vorrichtung nun betriebsbereit.Zum Zerstäuben des Pulvers wird die Strömungsgeschwindigkeit der dem U-förmigen Rohr zugeführten Luft erhöht und der Schieber 28 mittels des BetätigungsZylinders 14 geöffnet, um das fluidisierte Pulver in die Zerstäuberkammer 12 einzulassen. Das in die Zerstäuberkammer eingelassene Pulver wird dann durch den Düsenadapter 18 und das Aussoßrohr 25 hindurch aufgestoßen. Zum Unterbrechen des Zerstäubens wird der Zylinder 14 zum Schließen des Schiebers 28 betätigt und die Strömungsgeschwindigkeit der der Zerstäuberkammer 12 zugeführten Luft wird wieder auf die der Spülluft verringert. Bei jedem öffnen und Schließen des Schiebers 28 bewegt sich der Abstreifer 30 an den Rändern der öffnung 26 entlang und streift dabei gegebenenfalls daran festgesetztes Pulver ab. Die weiterhin entlang dem Rohr 62, der Zerstäuberkammer 12 und dem Ausstoßrohr 25 aufrechterhaltene langsame Spülluftströmung verhindert darüber hinaus ein Festsetzen des Pulvers entlang dem Strömungsweg.

609814/041 1

Fig. 3 und 4 zeigen eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung, in welcher die Zerstäuberkammer und der Schieber anders ausgebildet sind. Die dargestellte Zerstäuberkammer 112 hat an der Oberseite und der Unterseite jeweils eine rechteckige öffnung 126. Ein Schieber zum Verschließen der öffnungen 126 ist in Form einer. Buchse 128 verschieblich in der Zerstäuberkammer 112 geführt. An seinem vorderen Rand hat der Schieber 128 zwei Abstreifer 130 in form von rechteckigen Stegen, welche durch die öffnungen 126 hervorstehen. Anstelle des U-förmigen Rohrs ist hier ein flexibler Schlauch 162 vorgesehen, welcher an einem zwischen dem Schieber 128 und der Schubstange 150 sitzenden T-Kupp lungsstück 166 angeschlossen ist. Zum öffnen des Schiebers 128 wird ein (nicht gezeigter) Druckluftzylinder betätigt, welcher die Schubstange 150 nach links zieht. Damit wird das Kupplungsstück 166 zusammen mit dem Schieber 128 und dan daran hervorstehenden Abstreifern 130 ebenfalls nach links gezogen, so daß das fluidisierte Pulver in die Zerstäuberkammer 112 gelangen kann. In den übrigen Einzelheiten entspricht diese Ausführungsform der zuerst beschriebenen.

Fig. 5 zeigt die pneumatischen Steuereinrichtungen für die Betätigung der Vorrichtung in der ersten Ausführungsform. Die Zufuhr von Druckluft erfolgt über ein Absperrventil 70, einen ölabscheider 72 und einen mit einem Lufttrockner kombinierten Filter 7^· Vom Filter 74- strömt ein Teil der Druckluft über eine mit einem Ventil 78 versehene Leitung 76 zu einem Nadelventil 80 für die Speisung des Fließbetts im Pulverbehälter 10. Über ein Nadelventil 82 und eine Leitung 84 verläuft ein Druckluftstrom mit langsamer Strömungsgeschwindigkeit dauernd zur Zerstäuberkammer 12 und verläßt diese als Spülluft über das Ausstoßrohr 25- S¹Ur die zum Zerstäuben des Pulvers notwendigen Betätigungen ist ein über einen Schalter 88 betätigbarer Vierwege-Magnetschieber 86 vorhanden. Solange kein Pulver zerstäubt werden soll, bleibt der Schalter 88 offen, so daß über den Schieber 86

609814/0411

keine Druckluft zugeführt wird. In diesem Zustand ist die Zerstäuberkammer also nur von der langsamer strömenden Spülluft durchströmt, und der Einlaßschieber 28 ist geschlossen, so daß der Kammer kein Pulver zufließt. Zum Zerstäuben des Pulvers wird durch Betätigung des Schalters 88 der Schieber 86 geöffnet, so daß nun Druckluft mit hoher Geschwindigkeit über eine Leitung 92 zu einem mit einem Filter kombinierten, einstellbaren Druckluftregler 90 strömt. Von hier aus strömt ein Teil der Druckluft über eine Leitung 93 zum Betätigungszylinder 14, so daß nun der Schieber 28 geöffnet wird, um das fluidisierte Pulver in die Zerstäuberkammer 12 einzulassen. Ein anderer Teil der schnell strömenden Druckluft gelangt über eine Leitung 94 und das U-förmig gebogene Rohr 62 in die Zerstäuberkammer 12, um das in diese eingedrungene Pulver über das Ausstoßrohr 25 auszustoßen. Zur Beendigung des Zerstäubens wird der Schalter 88 wieder geöffnet, so daß die schnell strömende Druckluft nun über eine Leitung und einem mit einem Filter kombinierten, einstellbaren Regler 98 zur anderen Seite des Betätigungszylinders 14 strömt, um somit den Schieber 28 wieder zu schließen. Gleichzeitig damit wird die Druckluftzufuhr über die Leitung angesperrt. Nach dem Schließen des Schiebers 28 werden die Zerstäuberkammer 12 und das Ausstoßrohr 25 weiterhin nur noch von der langsam strömenden Spülluft durchströmt.

In praktischen Versuchen mit der beschriebenen Vorrichtung ergaben sich keine kritischen Grenzen für den Luftdruck und die Strömungsgeschwindigkeit. Die Vorrichtung wurde erfolgreich mit Luftdrücken von ca. 5>6 bis ca.7 B.tü betrieben, wobei die Durchflußmenge der Spülluft ca. 98 bis ca. 128 l/min und die der zum Zerstäuben zugeführten Luft ca. 227 bis ca. 255 l/min betrugen. Das Ausstoßrohr 25 hatte dabei einen Innendurchmesser von ca. 16 mm und der theoretische Austrittsdruck lag bei ca. 2,8 atü.

8098U/0411

Claims (9)

Patentansprüche;

1. Vorrichtung zum pneumatischen Zerstäuben von trockenen Pulvern über ein Ausstoßrohr, gekennzeichnet durch einen Fließbett-Pulverbehälter (10), durch eine im Pulverbehälter angeordnete Zerstauberkammer (12), deren Innenraum mit dem Ausstoßrohr (25) stromungsverbunden und deren Wandung von einer öffnung (26) für den Zutritt des fluidisierten Pulvers aus dem Pulverbehälter durchsetzt ist, durch ein Absperrglied (28) zum Verschließen der Öffnung, durch einen am Absperrglied angebrachten Abstreifer (30) zum Abstreifen der Ränder der öffnung bei jeder Betätigung des Absperrglieds und damit zum Freihalten der öffnung, und durch eine Anordnung (70 bis 98) zum Durchblasen der Zerstäuberkammer und des Ausstoßrohrs mit einem langsam strömenden Spülgas in der geschlossenen Stellung des Absperrglieds und mit einem schnell strömenden Zerstäubergasstrom in der geöffneten Stellung des Absperrglieds.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse der Zerstäuberkammer (12) an einer inneren Wandfläche des Pulverbehälters (10) angebracht ist und daß das Ausstoßrohr (25) an der entsprechenden äußeren Wandfläche des Behälters angebracht ist, so daß die Zerstäuberkammer durch die Behälterwand hindurch mit dem Ausstoßrohr stromungsverbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse der Zerstäuberkammer (12) im wesentlichen zylindrisch ist.

4. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß daß Absperrglied einen mittels eines pneumatischen Zylinders betätigbaren Schieber (28) aufweist.

6098U/041 1

5. Vorrichtung nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß der pneumatische Zylinder (14) an einer äußeren Wandfläche des Pulverbehälters (10) angebracht ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber ein das Gehäuse der Zerstauberkammer (12) umschließendes, buchsenförmiges Teil (28) darstellt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber ein verschieblich im Gehäuse der Zerstäuberkammer (112) geführtes buchsenförmiges Teil (128) darstellt.

8. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7j dadurch gekennzeichnet, daß der Abstreifer (30, 130) ein am Schieber (28, 128) befestigtes Teil ist, welches durch die öffnung (26, 126) im Gehäuse der Zerstauberkammer (12, 112) hindurchragt.

9. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Schieber (28) ein stabförmiger Stößel (32) angebracht ist, welcher durch wenigstens einen Teil der Zerstauberkammer (12) hindurch derart in Richtung auf das Ausstoßrohr (25) hervorsteht, daß er bei öffnender Betätigung des Schiebers zum Lösen von im Ausstoßrohr festgesetztem Pulver in dieses einführbar ist.

609814/0411

JO

Leerseite