DE2600295C3

DE2600295C3 - Flammspritzbrenner zum Pulverflammspritzen

Info

Publication number: DE2600295C3
Application number: DE2600295A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr. Lausanne Simm
Original assignee: Castolin Sa St Sulpice Vaud Ch
Current assignee: Castolin Sa St Sulpice Vaud Ch
Priority date: 1975-01-09
Filing date: 1976-01-07
Publication date: 1981-08-13
Also published as: ES444167A1; NO760056L; FR2297381B1; NL7600223A; EG12430A; ATA13075A; DE2600295A1; DD125874A5; DE2600295B2; CH610784A5; NO140687C; SU673153A3; NL178096B; NL178096C; SE7600038L; IT1054022B; SE423186B; GB1539117A; US3986668A; NO140687B

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 -t-Sauerstoffleitung eine Zweigleitung zu einem separat aufgestellten Pulverbehälter geführt ist, in dem das Pulver aufgewirbelt und dann durch eine Pulver-Trägergasleitung 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 02-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.

i"> So einfach einerseits an sich die prinzipielle Gesamtfunktion solcher Brenner ist, bei denen an bestimmten Stellen die Einzelkomponenten zusammenzuführen und 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 die Brenngasbehälter und einwandfreie Pulverzufuhr, Regelung der Betriebsmittelkomponenten, Verschleiß innerhalb der Brennerkanäle zu berücksichtigen sind.

Die Gefahr, daß das explosive Gasgemisch in lebenswichtige Teile des Brenners eindringen und dort explodieren kann, ist erheblich, insbesondere dann, wenn die Grenner kompakt konstruiert sind.

i» 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 zugrunde, 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 Puiverförderung gewährleistet ist.

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

ί^γ> Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich nach den Unteransprüchen.

Die erfindungsgemäße Lösung ist davon unabhängig, ob es sich dabei um einen Brenner mit Außen- oder 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-

^r>r> haft Rückschlagsicherheit nicht nur während des Normalbetnebes, sondern auch bei Leerlaufbetrieb gewährleistet, da durch die Einrichtungen zur Aufrechterhaltung eines »Leerlaufgasstromes« von der Oxidationsgasleitung in die Trägergasleitung bei unterbroche-

^b0 ner Pulverförderung gewissermaßen für eine Dauerspülung des Brenners in Richtung Brennerkopf gesorgt ist, wodurch vom Brennerkopf aus keine Rückströmung von brennbaren Gasen bzw. Gasgemischen in den Brenner erfolgen kann.

^Μ Der erfindungsgemäße Flammspritzbrenner und seine vorteilhaften Weiterbiidungsformen werden nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführiingsbcispielcn naher erläutert.

Es zeigt schematisch

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

Fig.2 im Schnitt den Brenngaszumischungsbereich eines Brenners mit »Innenmischung«, τ

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 dub Schaltschema 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 in Brenngas zu den Brenngaszuleitungskanälen 3 vor dem Gasmischinjektor 1, aus dessen zentraler öffnung der Sauerstoff austritt und das angeiieferte Brenngas seitlich zuströmt, wobei unter Injektorwirkung eine Vermischung der beiden Gaskomponenten stattfindet. Dieses Brenngasgemisch strömt dann durch die Leitung 8 zum in F i g. 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 so Brenner mit sogenannter Außenmischung handelt. Würde die Leitung 8 gemäß F i 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 Strömungsrichtur.g gesehen) ist die Leitung 4 für einen Teil des Oxidationsgases abgezweigt, wobei hinter der Abzweigstelle ein Ventil 16 angeordnet ist. -film Zuge der Zwe^;gleitung 4 sind Einrichtungen (Fig. 3—5) für die Pulverleerlaufbetriebssicherung vorgesehen, die auch dann noch einen Lerlaufgasstrom von der Oxidationsgasleitung 2 in die Trägergasleitung 5 garantieren, wenn das Ventil 10 in der Zweigleitung 4 -t¹; 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.

Derartige Pulverleerlaufbetriebssicherungen sind auch dann poch 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 sich 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, w> den Injektorspalt 28 zu variieren, beispielsweise mit Hilfe der in Fig.4 gezeigten Ausbildung, die es erlaubt, die zu fördernde Pulverinerge weitgehend unabhängig vom Trägergasstrom zu beeinflussen.

In Fig.4, die einen in seiner äußeren Gestalt M wesentlich kompakteren und pistolcnartigen Brenner zeigt, sind bezeichnet mit 21 die Einmündung des Piilverzuleilungskaiuils 18 in die Trägcrgasleitiing 5 in einer Hülse 23, die in hrer Längsachse verstellbar ist. Das Pulver rieselt aus einem Pulvervorratsbehälter 7 (F i g. 5) durch den Pulverzuleitungskanal 18 in den 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 Funktionssicherheit 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 Pulvervorratsbehälters 7 (F i g. 5) sind an den Brennern entsprechende Anschlußstücke 26 vorgesehen. Im Falle der F i g. 1 ist 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 F i g. 5 schematisch angedeutet), das entweder die Brenn- und Oxidationsgaszuleitung 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 Umgehungskanal 13 (Fig. 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 Leeilaufregulierung und den Verschluß des Injektorspaltes 28 eine Ausführungsform gemäß Fig.4 benutzt. Im Brenner ist dabei die axial einstellbare Hülse 23 mit einer Ausströmöffnung 33 für den Austritt des Trägergasstromes vorgesehen. Durch die axiale Verstellbarkeit der Hülse 23 kann deren Ende bis zur Anlage an das Mündungsstück 29 gebracht werden, wodurch der Injektorspalt 28 vollkommen geschlossen wird.

In dieser Hülse 23 sitzt nun wiederum axial verstellbar eine Düsennadel 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 gemäß F i g. 3. Abgesehen von der einfacheren Ausbildung sind bei dieser Ausführungsform alle Regelelemente für die Einstellung des Injektorspaltes 28, des Trag rgasstromes und des Leerlaufstromes zu einer Einheit zusammengefaßt und unabhängig voneinander einstellbar.

Brenner der beschriebenen Art werden beispielsweise mit etwa folgenden Drücken und Mengenverhältnissen der beteiligten Gaskomponenten betrieben:

Oxidationsgasdruck
Brenngasdruck

ca. 3 — 6 atü ca. 0,2 — 1 atü

Verhältnis d«T Mengenteilströme des Oxidationsgises, und zwar des zum Gasmischinjektor geführten Teiles zum Teil, der in den Trägergaskanal und damit zum Pulvermischinjektor geführt wird:

ca. 3/7 bis 7/3

=i wobei Werte um 1 : 1 als besonders günstig festgestellt wurden. Bei separat zugeführtem Trägergas kommt ein Anlieferungsdruck in der gleichen Größenordnung oder höher als der erwähnte Oxidationsgasdruck in Frage.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

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, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des Oxidaticnsgaszufuhrkanals (2) ein an sich bekannter Gasrnischinjektor (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 bekannter, das Pulver- und Trägergas mischender Injektor (6) sitzt und daß im Bereich der Zweigleitung (4) Einrichtungen (11, 13, 14) zur Aufrechterhaltung 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 ist.

3. Brenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens das Ventil (10) mit Feinbohrungen oder Nuten (11) am 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 axial verstellbare Hülse (23) mit Ausströmöffnung (33) für das Trägergas ausgebildet ist, in der ebenfalls axial verstellbar eine Düsennadel (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.