DE2600295B2

DE2600295B2 - Flammspritzbrenner zum Pulverflammspritzen

Info

Publication number: DE2600295B2
Application number: DE2600295A
Authority: DE
Inventors: Erwin 7801 Schallstadt-Freiburg Huehne; Wolfgang Dr. Lausanne Simm; Hans Theo Crissier Stein
Original assignee: Castolin Sa Saint-Sulpice Waadt (schweiz)
Current assignee: Castolin Sa Saint-Sulpice Waadt (schweiz)
Priority date: 1975-01-09
Filing date: 1976-01-07
Publication date: 1980-12-18
Also published as: NO140687C; SU673153A3; IT1054022B; FR2297381B1; NO140687B; CS207568B2; GB1539117A; ATA13075A; DD125874A5; NO760056L; ES444167A1; DE2600295C3; DE2600295A1; FR2297381A1; CH610784A5; AT336975B; SE7600038L; NL7600223A; US3986668A; SE423186B

Description

Die Erfindung betrifft einen Flammspritzbrenner zum Pulverflammspritzen gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein Brenner der genannten Art ist nach der DE-PS 19 126 bekannt. Hierbei handelt es sich allerdings um ein Gerät, bei dem einerseits drei Leitungen (Preßgas+Sauerstoff-, Brenngas-, Pulver+ Trägergasleitungen) im Bereich des Brennerkopfes bzw. einer sogenannten »Feuerstelle« ineinandergeschachtelt zusammengeführt sind, wobei andererseits von der Preßgas + Sauerstoffleitung eine Zweigleitung zu einem separat aufgestellten Pulverbehälter geführt ist, in dem das Pulver aufgewirbelt und dann durch eine Pulver-Tragergasleiumg zur »Feuerstelle« geführt wird, Injektoren sind bei diesem vorbekannten Brenner nicht vorhanden, während solche Injektoren bei einer Flammspritzpistole nach der DE-AS 12 65 630 vorgesehen sind, und zwar ein Injektor für die Zusammenführung von O2 und Brenngas und einer in einer separaten Or-Zuleitung, wobei diesem Injektor durch eine separate Leitung mit einem Trägergas das Pulver zugeführt wird. Bei beiden vorbekannten Brennertypen wird also das Pulver nicht aus einem unmittelbar am Brenner angeordneten Pulverbehälter unter Schwerkraftwirkung zugefördert.

is So einfach einerseits an sich die prinzipielle Gesamtfunktion solcher Brenner ist, bei denen an bestimmten Stellen die Einzelkoniponenten zusammenzuführen und schließlich im Bereich des Brenr,erkopfes auszutragen sind, so komplex ist aber auch andererseits die Problematik an derartigen Brennern, da insbesondere die Rückschlaggefahr der Flamme in den Pulverbehälter und/oder die Brenngasbehälter und einwandfreie Pulverzufuhr, Regelung der Betriebsmittelkomponenten, Verschleiß innerhalb der Brennerkanäle zu berücksichtigen sind.

Die Gefahr, daß das explosive Gasgemisch in lebenswichtige TeKi des 3renners eindringen und dort explodieren kann, ist erheblich, insbesondere dann, wenn die Brenner kompakt konstruiert sind.

Wie sich gezeigt hat. sind selbst Brennerausbildungen

mit Zweifachinjektoranordnung noch nicht vollständig rückschlagsicher, insbesondere dann nicht, wenn die

Pulverförderung mittels Trägergas unterbrochen ist Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrun-

de, den Brenner der eingangs genannten Art dahingehend unter Anwendung des nach der DE-AS 12 65 630 an sich bekannten Prinzips der Anordnung von zwei Injektoren zu verbessern, daß Rückschlagsicherheit nicht nur bei Normalbetrieb, . sondern auch bei Leerlaufbetrieb (unterbrochener Trägergasstrom und keine Pulverförderung gewährleistet ist

Diese Aufgabe ist mit einem Flammspritzbrenner der eingangs genannten Art nach der Erfindung durch das im Kennzeichen des Anspruches 1 Erfaßte gelöst

*s Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich nach den Unteransprüchen.

Die erfindungsgemäße Lösung ist davon unabhängig, ob es sich dabei um einen Brenner mit Außen- 'xier Innenmischung handelt, d. h. um Brenner, bei denen die

·"> Pulver-Trägergaskomponente erst unmittelbar außen vor dem Brennkopf mit der Brennergaskomponente oder alle diese Komponenten bereits innerhalb des

Brenners zusammengeführt werden. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung ist vorteil-

ss haft Rückschlagsicherheit nicht nur während des Normalbetriebes, sondern auch bei Leerlaufbetrieb gewährleistet, da durch die Einrichtungen zur Aufrechterhaltung eines »Leerlaufgasstromes« von der Oxidationsgasleitung ίπ die Trägergasleitung bei unterbrochener Pulverförderung gewissermaßen für eine Dauerspü lung des ßfeniiefs in Richtung Brennerkopf gesorgt ist. wodurch vom Brennerkopf aus keine Rückströmung von brennbaren Gasen bzw. Gasgemischen in den Brenner erfolgen kann.

Der erfindungsgemäße Flammspritzbrenner und seine vorteillraften Weiterbildungsformen werden nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigt schematisch

F i g. 1 im* Schnitt den Brenngaszumischbereich eines Brenners mit »Innenmischung«,

F ί g. 2 im Schnitt den Brenngaszumischungsbereich eines Brenners mit »Innenmischung«,

F i g. 3 teilweise in Schnitt und Ansicht das Ventil für die Regulierung des Trägergasstromes mit Einrichtungen für die Gewährleistung des Leerlaufgasstromes,

F i g. 4 im Schnitt die wesentliche Ausbildung eines Brenners in anderer Ausführungsform für eine »Außen- ι ο mischung« und

F i g. 5 das Schaltsdvjma eines Brenners mit Außenmischung und anderer Ausführungsform zur Erzeugung des Leerlaufgasstromes.

Die äußere Form des in Fig. 1 dargestellten Brennermittelteiles ist nur beispielhaft, d. h. der Brenner kann auch kompakter und pistolenartig im Sinne der F i g. 4 ausgebildet werden.

Der Sauerstoff gelangt von einem nicht dargestellten Anschluß zum Oxidationsgaszufuhrkanal 2 und das Brenngas zu den Brenngaszuleitungskanälen 3 vor dem Gasmischinjektor 1, aus dessen zentraler Öffnung der Sauerstoff austritt und das angelieferte Brenngas seitlich zuströmt, wobei unter Injektorwirkung eine Vermischung der beiden Gaskomponenten stattfindet 2s Dieses Brenngasgemisch strömt dann durch die Leitung 8 zum in Fig. 1 nicht dargestellten Brennerkopf 25 und tritt dort aus einer Vielzahl von konzentrisch um die Pulver-Sauerstoff-Austrittsöffnung angeordneten Mündungen aus, wobei es sich in diesem Fall um einen Brenner mit sogenannter Außenmischung handelt Würde die Leitung 8 gemäß Fi g. 2 in die Trägergaspulverleitung 9 F i g. 1 eingeführt, handelte es sich um einen Brenner mit sogenannter Innenmischung, d.h. alle Betriebsmittelkomponenten verlassen den Brennerkopf gemeinsam durch eine öffnung.

Vor dem Gasmischinjektor 1 (in Strömungsrichtung gesehen) ist die Leitung 4 für einen Teil des Oxidationsgases abgezweigt, wobei hinter der Abzweigstelle ein Ve-ti! 16 angeordnet ist

Im Zuge der Zweigleitung 4 sind Einrichtungen (Fig,3—5) für die Pulverleerlaufbetriebssicherung vorgesehen, die auch dann noch einen Lerlaufgasstrom von der Oxidationsgasleitung 2 in die Trägergasleitung S garantieren, wenn das Ventil 10 in der Zweigleitung 4 geschlossen ist

Geeignete Lösungen sind Feinbohrungen oder Nuten 11 am Ventilverschlußkörper 12 des Ventils 10 (F i g. 3) oder ein Umgehungskanal 13 (Fig.5) bzw. eine Ausführungsform gemäß F i g. 4. 5«

Derartige Pulverleerlaufbetriebssicherungen sind auch dann noch wirksam, wenn, wie in F i g. 5, durch eine Leitung 15 bei geschlossenem Ventil 10 mit einem Trägergasfremdstrom, wie Argon, Stickstoff od. dgl. gearbeitet wird

Die Handhabung des Brenners läßt sicti noch verbessern, wenn man den Pulverinjektor 6 selbst regelbar in seiner Mengenförderung gestaltet und dadurch Manipulationen am Ventil 10 bzw. 20 entbehrlich werden. Hierbei ist es nämlich vorteilhaft, den fnjektorspalt 28 zu variieren, beispielsweise mit Hilfe der in F i g. 4 gezeigten Ausbildung, die es erlaubt, die zu fördernde Pulvermenge weitgehend unabhängig vom Trägergasstrom zu beeinflussen.

In Fig.4, die einen in seiner äußeren Gestall *■> wesentlich kompakteren und pistolenartigen Brenner zeigt, sind bezeichnet mit 21 die Einmündung des Pulverzuleitungskanals 18 in die Trägergasleiturig 5 in einer Hülse 23, die in ihrer Längsachse verstellbar ist. Das Pulver rieselt aus einem Pulvervorratsbehälter 7 (Fig,5) durch den Pulverzuleitungskanal 18 in de.i Injektorbereich 24, wird vom Trägergasstrom aufgenommen und tritt in die Trägerpulverleitung 9 ein. Da Pulverförderungen meist ziemlich starken Verschleiß verursachen, ist eine möglichst geradlinige Förderung besonders zweckmäßig, und der Einsatz von abrasionsfesten und vorzugsweise auswechselbaren Verschleißteilen 31, beispielsweise aus gehärtetem Stahl, Hartmetall od. dgl. erhöht die Lebensdauer und Funktior.ssicherheit des ganzen Brenners. Aus dem gleichen Grund ist es bei Mischung aller beteiligten Betriebsmittel innerhalb des Brenners günstiger, das Brenngasgemisch dem zentralen, z. B. geradlinig geführten Trägergaspulverstrom injektorartig zuzumischen und nicht umgekehrt Vorteilhaft wird deshalb die Brenngasgemischleitung 8 (F i g. 1,2) hinter den Pulver- und Gasmischinjektoren 1, 6 in die Trägergaspulverleitung 9 eingeleitet wobei der Einleitungsbereich 22 ebenfalls injektorartig ausgebildet ist (F i g. 2).

Für den Anschluß des Puivervor» atsbehälters 7 (F i g. 5) sind an den Brennern entsprechende Anschlußstücke 26 vorgesehen. Im Falle der Fig. 1 int das Anschlußstück am Gehäuse des Injektors 6 angeordnet das mittels eines Kanalzwischenstückes 30 mit dem vorgeschalteten Brennerteil in Verbindung steht

Zur einfacheren Handhabung des Brenners kann den Ventilen 16,17 zur Einstellung des Brenngases bzw. des Oxidationsgasstromes ein Schnellschlußhauptabsperrventil 19 zugeordnet werden (in Fig.5 schematisch angedeutet), das entweder die Brenn- und Oxidationsgaszuieitung oder auch gleichzeitig die Leitung 15 für ein separates Trägergas miterfassen kann. Auf diese Weise kann das in Betrieb befindliche Gerät mit einem Handgriff abgestellt und ebenso rasch wieder in Betrieb gesetzt werden ohne die sonst obligatorische und umständliche Neuregulierung der Einstelldaten.

Nach F i g. 4 kann bei einer anderen Ausführungsform der (Jmgehungskanal 13 (F i g. 5) in Strömungsrichtung gesehen auch hinter dem Pulvermischinjektor in die Leitung 9 einmünden, wobei vorteilhaft in der Leitung 14 eine Regulierschraube 32 angeordnet ist

Vorzugsweise wird für die Leerlaufreguiicrung und den Verschluß des Injektorspaltes 28 eins Ausführungsform gemäß F i g. 4 benutzt. Im Brenner ist dabei die axial einstellbare Hülse 23 rr.it einer Ausströmöffnung 33 für den Austritt des Trägergasstromes vorgesehen. Durch dte axiale Verstellbarkeit der Hülse 23 kann deren Ende bis zur Anlage an das Mündungsstück 29 gebracht werden, wodurch der Injcktorspalt 28 vollkommen geschlossen wird.

In dieser Hülse 23 sitzt nun wiederum axial verstellbar eine lJUseni'iadel 34, die von hinten in die öffnung 33 je nach Einstellung mehr oder weniger tief eingreifen kann, wobei durch eine einfache Einstellbegrenzung beispeilsweise am Stellgriff 35 selbst, der axiale Verstellweg: so begrenzt wird, daß die Öffnung 33 im Sinne der vorerwähnten Leerlaufregulierung nicht vollständig !geschlossen werden kann. Diese Ausbildung ist herstellungsmäßig weitaus weniger aufwendig zu verwirklichen als eine Ventilausbildung fremäb Fig. 3. Abgesehen von der einfacheren Ausbildung sind bei dieser Ausliührungsform alle Regelelemente für die Einstellung des Injektorspaltes 28, des Trägergasstromes und des Leerlaufstromes zu einer Einheit zusammengefaßt und unabhängig voneinander einstellbar.

5 6

Brenner der beschriebenen Art werden beispielswei- Teiles /um Teil, der in den Trägergaskanal und damit

se mit etwa folgenden Drücken und Mengenverhältnis- zum Pulvermischinjektor geführt wird:

sen der beteiligten Gaükomponenten betrieben: _ca yj ^₅ ^

Oxidationsgasdruck ca. 3 - 6 atü . _{wobej Werte um} , ., _a|s besonders günstig festgestellt BrenngasdrucK ca. 0,2 - I atü wurden. Bei separat zugeführtem Trägergas kommt ein Verhältnis der Mengenteilströme des Oxidationsga- Anlieferungsdruck in der gleichen Größenordnung oder

ses, und zwar des zum Gasmischinjektor geführten höher als der erwähnte Oxidationsgasdmck in Frage.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

26 OO 295 Patentansprüche:

1. Flammspritzbrenner zum Pulverflammspritzen, bestehend aus einer zum Brennerkopf führenden Brenngasleitung und einer ebenfalls zum Brennerkopf führenden, regelbaren und vor der Pulveraufnahmestelle sich teilenden Pulverförder- und Oxidationsgasleitung, von der ein Zweig direkt und der andere Zweig die Pulveraufnahmestelle passierend zum Brennerkopf geführt ist,dadurchgekennzeichnet, daß am Ende des Oxidationsgaszufuhrkanals (2) ein an sich bekannter Gasmischinjektor (1) mit Brenngaszuleitungskanälen (3) zu dessen Injektordüse und vom Oxidationsgaszufuhrkanal (2) vor dem Gasmisch-Injektor (1) die Zweigleitung (4) abgezweigt und in die Trägergasleitung (5) einmündend angeordnet ist, in der ein das Pulver durch Schwerkraft und Saugwirkung aufnehmender, an sich bekainUer, das Pulver- und Trägergas mischender injektor (6) sitzt J und daß in* Bereich der Zweigleitung (4) Einrichtungen (11, 13, 14) zur Aufrechterhaliung eines Leerlaufgasstromes von der Oxidationsleitung (2) in die Trägergasleitung (5) bei unterbrochener Pulverförderung vorgesehen sind.

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung für die Leerlaufbetriebseinstellung als Umgehungskanal (13) um das in der Zweigleitung (4) angeordnete Ventil (10) ausgebildet'-t.

3. Brenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens das Ventil (10) mit Feinbohrungen oder Nuiea (11) arn Ventilverschlußkörper (12) versehen ist.

4. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägergaspulverleitung (9) geradlinig ausgebildet ist

5. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pulvermischinjektor (6) als arial verstellbare Hülse (23) mit Ausströmöffnung (33) für das Trägergas ausgebildet ist, in der ebenfalls axial verstellbar eine Düsennil del (34) angeordnet ist.

6. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von der Leitung (4) eine Leitung (14) mit Regulierschraube (32) abgezweigt ist, die, in Strömungsrichtung gesehen, hinter dem Pulverinjektor (6) in die Trägergaspulverleitung (9) injektorartig einmündend angeordnet ist