-
Pulverdosiervorrichtung
-
Pulve rdosie rvorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Pulverdosiervorrichtung,
umfassend einen Pulvervorratsbehälter mit einer Ausilußleitung, eine in der Ausflußleitung
angeordnete Dosierscheibe und einen hieran sich anschließenden Injektor mit an eine
Trägergas-Zuführungsleitung angeschlossene Druckdüse und einer Mischdüse, an die
sich eine Förderleitung für das Pulver-Gasgemisch anschließt.
-
Eine Pulverdosiervorrichtung dieser Art ist aus Zis-Mitteilung Heft
12/ 1970, Seite 1949 bis 1961, bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung beträgt
die Menge des geförderten Pulvers mit einer Korngröße von etwa 0,2mm ungefähr 2
bis 8 kg/h.- Innerhalb der verschiedensten Technologien, z.B. dem Metallspritzen
und der Pulvermetallurgie, werden Metalle in Pulverform zur Zerstäubung mit Wärmeeinwirkung
durch geeignete Energiequellen verwendet. Die eingangs erwähnte Pulverdosiervorrichtung
arbeitet zwar mit gleichbleibenden Mengen je Zeiteinheit, jedoch ist für die genannten
Technologien die dabei gelieferte Menge häufig zu hoch. Es existieren zwar Pulverdosiervorrichtungen,
die bei wesentlich kleineren Mengen an Pulver eine exakte Dosierung ermöglichen,
jedoch sind diese Vorrichtungen sehr aufwendig.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, die eingangs erläuterte Pulverdosiervorrichtung
so weiter zu entwickeln, daß mit einfachen Mitteln die je Zeiteinheit gleichmäßig
geförderte Pulvermenge bei vergleichbaren Korngrößen etwa um den Faktor 100 vermindert
werden kann.
-
Diese Aufgabe wird nach der vorliegenden Erfindung gelöst durch zu.
-
mindest eine Pitot-Rohrentnahmeeinrichtung für die Entnahme eines
Teiles des Pulver-Trägergasgemischstromes, wobei bei nur einer Pilot Rohrentnahmeeinrichtung
das Pitotrohr in der Förderleitung eingesetzt ist und mit einer Entnahmeleitung
in Verbindung steht, während bei mehreren Pitot-Rohrentnabmeeinrichtungen die nachfolgenden
Pitotrohre in die jeweils vorher entnommene Pulver.Trägergasgemisch strömung eingesetzt
sind und daß die die Pitotrohre aufnehmenden Leitungen mit einem Abscheider verbunden
sind.
-
Bereits bei der Verwendung einer Pitot.Entnahmeeinrichtung, die ein
in die Förderleitung eingesetztes Pitotrohr umfaßt, läßt sich die in die Entnahmeleitung
geförderte Menge etwa auf den zehnten Teil derjenigen Menge herabsetzen, die die
Förderleitung je Zeiteinheit durchströmt.
-
Durch die Anwendung einer weiteren Pitot-Rohrentnahmeeinrichtung bei
der Entnahmeleitung läßt sich hier wiederum die entnommene Menge auf den zehnten
Teil verringern, so daß gegenüber der Förderleitung, die an den Injektor angeschlossen
ist, eine Verringerung der je Zeiteinheit geförderten Pulvermenge auf etwa den hundertsten
Teil eintritt.
-
Die Anordnung eines Abscheiders gestattet es, die nicht an die Verbraucherstelle
geförderte Pulvermenge aulzufangen und wieder dem Pulve rvor rats behälterzuzuftihren
.
-
Wegen der unterschiedlichen Durchsatzmengen in den einzelnen, die
Pitot-Rohrentnahm eeinrichtung aufnehmenden Leitungen empfiehlt es sich gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung, daß jede ein
Pitotrohr aufnehmende
Leitung mit einem gesonderten Abscheider verbunden ist. Jeder dieser Abscheider
kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung als Aerozyklon ausgebildet sein.
-
Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel beschrieben.
-
Fig. 1 zeigt eine Ansicht der Pulverdosiervorrichtung.
-
Fig. 2 zeigt eine besondere Ausbildung des in der Vorrichtung nach
Fig. 1 vorgesehenen pulvervorratsbehälters.
-
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, umfaßt die Pulverdosiervorrichtung
einen Pulvervorratsbehälter 1, der sich nach unten verjüngt und in einen Hals 2
ausläuft, der an seinem offenen Ende mittels eines Schraubdeckels 3 verschließbar
ist. Der Schraubdeckel 3 trägt eine Ausflußleitung 4, die mit einer Zuführungsleitung
5 für einen Injektor 6 fluchtet. Die beiden Leitungen 4 und 5 sind durch eine Lochblenden-Dosierscheibe
7 voneinander getrennt, an der die beiden Leitungen dichtend anliegen.
-
Die Lochblenden-Dosierscheibe 7 weist mehrere Löcher auf, durch die
die Leitungen 4 und 5 je nach dem gewünschten Durchsatz miteinander verbindbar sind.
Zur Halterung der Scheibe in der jeweiligen Stellung, in der jeweils eine Lochblende
die Leitungen 4 und 5 miteinander verbindet, dient eine federbelastete Kugel, die
in eine entsprechende Rast in der Lochblende-Dosierscheibe eingreift.
-
Der Injektor 6 weist einen Anschluß 8 für eine Trägergas-Zuführungsleitung
9 auf, über die beispielsweise aus einer Gasflasche das Trägergas zugeführt wird,
welches über eine im Injektorgehäuse 10 angeordnete Druckdüse 11 beschleunigt wird
und an der unter einem spitzen Winkel zur Achse des Injektorgehäuses 10 einmündenden
Zuführungsleitung 5 vorbeistreicht, aus der
das herunterrieselnde
Pulver abgezogen und anschließend in einer im Injektorgehäuse 10 vorgesehenen Mischddse
12 mit dem Trägergas vermischt wird. Aus der Mischdüse 12 tritt das Pulver-Trägergasgemisch
in eine Förderleitung 13 ein, die den Injektor 6 mit einer Entnahmeeinrichtung 14
verbindet, die ein Kreuzstück 15 aufweist,
das einerseits für den
Anschluß der Förderleitung 13 und einer die Förderleitung 13 verlängernden Leitung
16 dient, die in einen Aerozyklon 17 mündet, auf den noch weiter unten näher eingegangen
wird.
-
Ein rechtwinklig hierzu vorgesehener Anschluß 18 nimmt ein Pitotrohr
19 auf, dessen Öffnung gegen die Strömung des Pulver-Trägergasgemisches gerichtet
ist. Der vierte Anschluß 20 des Kreuzstückes 14 ist durch ein Verschlußstück 21
verschlossen. Über diesen Anschluß läßt sich die genaue Lage der t)ffnung des Pitotrohres
im Kreuzstück 1 5 und damit in der Pulver-Trägergasgemischströmung überprüfen. Das
Pitotrohr 19 weist einen Schraubanschluß 22 für eine Entnahmeleitung 23 auf, die
zu einer weiteren Entnahmeeinrichtung 24 führt, die im Prinzip der Entnahmeeinrichtung
14 entspricht. Diese Entnahmeeinrichtung weist ein Kreuzstück 25 auf, an welches
eine die Entnahme leitung 23 verlängernde Leitung 26 angeschlossen ist, die zu einem
weiteren Aerozyklon 27 führt, auf den ebenfalls weiter unten eingegangen wird. An
einem senkrecht zu den Anschlüssen für die Leitungen 23 und 26 vorgesehenen Anschluß
28 des Kreuzstückes 25 ist ein Pitotrohr 29 befestigt, das mit seiner Offnung im
Inneren des Kreuzstückes 25 liegt, wobei diese Offnung gegen die Strömung des Pulver-Trägergasgemisches
gerichtet ist.
-
Ein dem Anschluß 28 gegenüber liegender Anschluß 30 dient zur Aufnahme
eines Verschlußstückes 31, nach desen Entfernung die Lage des Pitotrohres innerhalb
des Kreuzstückes 25 überwacht werden kann.
-
Das Pitotrohr 29 mündet in eine Pulver-Trägergasgemisch-Ausblaseleitung
32, aus der das dosierte Pulver zur Verbraucherstelle gelangt.
-
Damit das im Pulvervorratsbehälter 1 vorhandene Pulver ausst römen
kann, ist dieser in seinem oberen Bereich mit einer Bohrung 33 versehen, über die
der Atmosphärendruck auf das Pulver einwirken kann, welches über die Leitungen 4
und 5dem Injektor 6 zugeführt wird, welcher den notwendigen Unterdruck für das Abziehen
des Pulvers aus dem Pulvervorratsbehälter > herstellt.
-
Die Aerozyklone 17 und 27 bestehen aus unten konisch zulaufenden Behältern,
die mit Verschlüssen 34 und 35 versehen sind, durch die das in den Aerozyklonen
abgelagerte Pulver entnommen werden kann. Die Leitungen 16 und 26 münden tangential
in die jeweiligen Aerozyklone 17 und 27 ein. Mit 36 und 37 sind die jeweiligen Tauchrohre
bezeichnet, die zur Abführung des Trägergases nach der Trennung vom Pulver dienen.
-
Diese Tauchrohre 37 reichen etwa ein Drittel weit von oben her in
den Zyklonbehälter hinein und sind in der Achse des Zyklonbehälters angeordnet,
während das freie Ende zur Seite hin abgebogen ist und in die Atmosphäre mündet.
-
Zur Unterbrechung der Pulverzufuhr vom Pulvervorratsbehälter 1 zum
Injektor 6 ist im vorliegenden Beispiel die Leitung 4 als Schlauch ausgebildet und
kann durch einen Schlauchventilverschluß 38 abgesperrt werden, der eine Schraube
mit Rändelmutter umfaßt.
-
Die einzelnen Behälter und Einrichtungen sind an einem Gestell befestigt,
das eine Fußplatte 39, ein Gestellunterteil 40, 41, eine hierauf aufgesetzte Zwischenplatte
42 und obere Ständer 43 und 44 umfaßt. Der Pulvervorratsbehälter 1, die Lochblenden-Dosierscheibe
7 und der Injektor 6 sind an dem oberen Ständer 44 befestigt, während der obere
Zyklon 17 an dem oberen Ständer 43 befestigt ist. Die Entnahmeeinrichtung 14 ruht
auf der Zwischenplatte 42 auf, die von dem Gestellunterteil 40, 41 getragen ist,
an dem der untere Zyklon 27 und die untere Entnahmeeinrichtung 24 befestigt sind.
-
Zum Betrieb der Vorrichtung wird die Zuführungsleitung 9 an eine Gasflasche
mit Trägergas angeschlossen, der Pulvervorratsbehälter 1 gefüllt und in seine Betriebslage
gemäß der Zeichnung gebracht, worauf an der Lochblenden-Dosierscheibe die gewünschte
Durchflußöffnung eingestellt wird. Nach Öffnen des Schlauchventilverschlusses 38
kann das
im Pulvervorratsbehälter 1 vorhandene Pulver nach Art
einer Sanduhr durch die Leitung 4 zur Lochblenden-Dosierscheibe und von dort über
die Leitung 5 zum Injektor strömen, der den notwendigen Unterdruck für die Beförderung
des Pulvers aus dem Pulvervorratsbehälter 1 schafft, Das aus der Leitung 5 in den
Injektor eintretende Pulver wird in der Mischdüse 12 gemischt und gelangt über die
Förderleitung 13 zur Entnahmeeinrichtung 14. Dort wird entsprechend dem gewählten
Offnungsdurchmesser des Pitotrohres 19 ein geringer Teil des Pulver-Trägergasgemisches
aus der Leitung 13 entnommen. Der überwiegende Teil des Pulver-Trägergasgemisches
gelangt in den Aerozyklon 17, wo das Pulver vom Trägergas abgetrennt und abgeschieden
wird, während das Trägergas aus dem Tauchrohr 36 in die Atmosphäre entweicht. Der
mittels des Pitotrohres 19 entnommene Anteil strömt durch die Entnahmeleitung 23
zur zweiten Entnahmeeinrichtung 24, wo wiederum entsprechend dem gewählten t)ffnungsdurchmesser
im Pitotrohr 29 ein Teil dies es entnommenen Pulver-Trägergasgemischesentnommen
wird und über die Pulver-Trägergasgemisch-Ausblaseleitung 32 einem Verbraucher zugeführt
wird. Der überwiegende Teil des in der Entnahmeleitung 32 strömenden Pulver-Trägergasgemisches
gelangt über die Leitung 26 zum Aerozyklon 27, wo das Pulver vom Trägergas getrennt
wird und das Trägergas über das Tauchrohr 37 in die Atmosphäre entweicht. Die in
den Aerozyklonen 17 und 27 aufgefangenen Pulvermengen können wieder dem Pulvervorratsbehälter
zugeführt werden.
-
Bei einem zum Nachweis der Leistungsfähigkeit der erfindungsgemäßen
Vorrichtung durchgeführten Versuch wurde mit einem Trägergasdruck von 5 bar, mit
Durchmessern von 2 mm bei den Pitotrohrentnahmen und mit einem Eisen-Pulver nachfolgender
Zusammensetzung gearbeitet:
Korngrößen größer als 0, 15 mm : 0,
5 7o 0,1 bis 0,15 mm 10 bis 30 % 0, 06 bis 0,1 mm :40 bis 60 % 0,04 bis 0,06 mm
10 bis 20% feiner als 0, 06 mm : Restmenge.
-
Es wurden der Reihe nach die folgenden Bohrungen in der Lochblenden-Dosierscheibe
eingesetzt: 0,7 mm, 1,0 mm, 1,2 mm, 1,6 mm und 2 mm.
-
Die hierbei erzielten Fördermengen betrugen: 0, 52 g/min = 0,0312
kg/h für die geringste Lochblende mit 0,7 mm mit zweimaliger Pitotrohr-0 entnahme
und 2,6 g/min = 0,148 kg/h bei einer Pitotrohrentnahme und einer Lochblende von
0,7 mm. Die beiden Werte zeigen, daß mit einer Pitotrohrentnahme etwa der zehnte
Teil der bekannten Vorrichtung, die bei der vorliegenden Erfindung als Vordosiervorrichtung
eingesetzt wird, und mit der zweimaligen Pitotrohrentnahme etwa der hundertste Teil
der Fördermenge der bekannten Vorrichtung erreicht wird. Unter dem Ausdruck Vordosiervorrichtung
wird der Teil der Vorrichtung bis zur ersten Pitotrohrentnahme verstanden.
-
Der Pulvervorratsbehälternach Fig. 2 weist ein Pulverabführungsrohr
58 auf, das unten in dieAusflußleitung 4 gesteckt ist und oben über ein im Pulvervorratsbehälter
1 waagrecht in einen Rahmen 66 gespanntes Netz hinausragt. Unter dem Netz 54 liegt
ein Ringrohr 52, das über eine Leitung 50 mit Druckgas gespeist wird und nach oben
tangential gerichtete Austrittsöffnungen 62 aufweist, aus denen das Druckgas austritt.
Befindet sich auf dem Netz 54 nicht-rieselfähiges
Pulver, so wird
dieses durch das Druckgas über dem Netz 54 in der Schwebe gehalten.
-
Durch den Injektor 6 wird über die Leitungen 4, 5, 58 in dem Pulvervorratsbehälter
1 besonders in dessen Mittelachse ein Unterdruck erzeugt, der das in der Schwebe
gehaltene Pulver absaugt. Um diesen Vorgang steuern zu können, endet das Pulverabführungsrohr
58 oben in einem sich erweiternden Konus 64, in den eine den Deckel 68 des Pulvervorratsbehälters
1 durchsetzende Verschlußschieberstange 56 einführbar ist. Ein Druckausgleich zwischen
dem Innenraum des Pulvervorratsbehälters 1 und dem Außenraum erfolgt über die Bohrung
g die in diesem Fall zweckmäßig durch ein zweites Netz 60 abgedeckt ist, damit kein
Pulver in die Umgebung gelangt.
-
Der Deckel 68 ist zum Ein- und Nachfüllen des Pulvers abnehmbar.
-
Patentansprüche