DE2803491A1

DE2803491A1 - Verfahren nebst durchfuehrungsanordnung zur entgasung von pulver

Info

Publication number: DE2803491A1
Application number: DE19782803491
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl Ing Larker
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1977-02-03
Filing date: 1978-01-27
Publication date: 1978-08-10
Also published as: JPS53131282A; FR2379342A1; SE406933B; SE7701156L

Description

ASEA AB Västeras / Schweden

Verfahren nebst lter^führungsanordnung zur Entgasung von Pulver

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nebst Durchführungsanordnung zur Entgasung von Pulver, und zwar insbesondere im Zusammenhang mit der Herstellung von Körpern durch isostatisches Heißpressen.

Bei der Herstellung von festen Körpern durch isostatisches Heißpressen geht man von einem Pulver aus, das in eine Kapsel eingeschlossen und gleichzeitig einem hohen allseitigen Druck sowie hoher Temperatur, von solcher Größe ausgesetzt wird, daß man eine Verbindung der Pulverkörner erhält. Bei der Herstellung von beispielsweise Körpern aus Superlegierungen oder Siliziumnitrid ist es wichtig, daß der Gehalt an Verunreinigungen in dem pulverförmigen Ausgangsmaterial sehr klein ist. An der Oberfläche der Pulverkörner absorbierte Gase und zwischen den Körnern vorhandene Gase, vor allem Stickstoff, Sauerstoff und* Wasserdampf, werden vor dem Pressen entfernt, indem ein Behälter oder eine Kapsel mit Pulver an eine Vakuumpumpe angeschlossen und auf einen sehr niedrigen absoluten Druck evakuiert wird. Sehr feinkörniges Pulver hat in bezug auf ein bestimmtes Pulvervolumen eine sehr große absorbierende Oberfläche und stellt einen großen Widerstand für einen durch die Masse strömenden Gasfluß dar, was das Entweichen von Gas in großen Pulvervolumen bedeutend verzögert. Auch Staubbildung bei der Entgasung von

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Pulver aus kerami schein Material kann lästig sein, we shall) Filter verwendet werden müssen. Bei sehr niedrigen Drücken muß der Widerstand in einem Filter in einer Vakuumleitung sehr niedrig sein, damit man in einer Kapsel mit Pulver einen für eine zufriedenstellende Entgasung erforderlichen niedrigen Druck aufrechterhalten kann. Das in einem Filter abgeschiedene Pulver erhöht den Widerstand des Filters. Filter in Vakuumleitungen sind besonders ungeeignet, wenn sie häufig gereinigt oder ausgetauscht werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Entgasung von Pulver zu entwickeln, bei dem die beschriebenen Mangel eines Filters in der Vakuumleitung beseitigt sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren vorgeschlagen, dae die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind in den Ansprüchen 2-4 genannt.

Eine erfindungsgemäße Anordnung zur Durchführung des Verfahrens ist durch, die im Anspruch. 5 genannten Merkmale gekennzeichnet.

Vorteilhafte Weiterbildungen dieser Anordnung sind in den Ansprüchen 6-8 genannt.

Durch die Erfindung wird eine schnelle und wirksame Entgasung des Pulvere erreicht. Die Erfindung beruht auf den Gedanken, das

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Pulver selbst als Filter in der Vakuumleitung zu benutzen.Dieses aus einer Pulversäule bestehende Filter hindert kleine, leichte Pulverpartikel daran, mit dem entweichenden Gas zur Vakuumpumpenanlage befördert zu werden und das vor derselben angebrachte Filter zu verstopfen, wodurch dessen Strömungswiderstand zunehmen würde und damit auch die Schwierigkeiten, ein für eine wirksame Entgasung erforderliches Druckniveau aufrechtzuerhalten. Das Gas wird zwischen dem ersten Filter und dem Drosselgerät in der Verbindungsleitung abgesaugt. Die Gasabgabe kann durch Erhitzen des Pulvers erleichtert werden. Diese Erhitzung kann in dem ersten Behälter oder in dem Verbindungsrohr bei der Überführung des Pulvers in den zweiten Behälter erfolgen. Die Erhitzung kann induktiv erfolgen.

Wenn das Pulver das Drosselgerät passiert hat, kann es frei im Verbindungsrohr in den anderen Behälter fallen. In dem Verbindungsrohr können schräggestellte Flächen angebracht werden, zwischen denen das Pulver herunterrinnen oder -springen kann. Hierdurch wird die Zeitspanne verlängert, in der die Pulverkörner frei voneinander sind, d.h. nicht von anderen Pulverkörnern eng umgeben sind, und absorbiertes Gas am leichtesten abgeschieden wird. Eine ähnliche Wirkung wird erreicht, wenn das Verbindungsrohr schräg verläuft und das Pulver langsam in den zweiten Behälter hinuntergleitet.

Freigemachtes Gas kann kleine leichte Pulverpartikel mit sich reißen. In der Anordnung nach der Erfindung treffen die mitgerissenen Partikel auf fallendes Pulver und werden gebremst. Ferner müssen sie eine Pulver säule über dem Drosselgerät passieren. Diese

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Pulversäule bildet ein wirksames Filter und führt das Pulver in den unteren Behälter zurück. Um den Strömungswiderstand für das freigemachte Gas auf seinem Weg zur Vakuumpumpe zu verringern, kann die Entgasungsanordnung mit einer Umgehungsleitung parallel zum Drosselgerät versehen sein, durch die das entwichene Gas mit geringem Widerstand zur Verbindungsleitung oberhalb des DorsseIgerätes in diese hineinströmen kann. Diese Umgehungsleitung wird derart an die Verbindungsleitung angeschlossen, daß das Pulver daran gehindert wird, durch die Verbindungsleitung hindurchzuströmen. Mit dem Gas mitgerissenes feines Pulver wird von der Pulversäule zurückgehalten, während das Gas durch die Säule nach oben zur Anschlußleitung strömen kann, welche das Verbindungsrohr mit der Vakuumpumpe verbindet. Das nach unten strömende Pulver wird somit als "Filter" benutzt und führt das ausgefilterte feinkörnige Pulver wieder zurück. Da dieses "Filter" stets erneuert wird, kann es nicht verstopfen.

Anhand des in der Figur schematisch gezeigten Ausführungsbeispieles einer Entgasungsanordnung nach der Erfindung soll diese näher erläutert werden. In der Figur bezeichnet 1 einen ersten Behälter, der dazu dient, ein Pulver 2 aufzunehmen, das entgast werden soll, und 3 bezeichnet einen zweiten Behälter zur Aufnahme eines entgasten Pulvers 4. Die Behälter sind durch ein vertikales Rohr 5 miteinander verbunden. In diesem Verbindungsrohr sind ein Absperrventil 6 und ein Drosselgerät 7 angeordnet. Am Drosselgerät 7 befindet sich eine Umgehungsleitung 8, die an den Teil 5a des Verbindungsrohres 5 durch eine Anschlußvorrichtung 9 unmittelbar oberhalb des Drosselgerätes 7 und an den Teil 5b des Verbindungsrohres 5 durch eine Anschlußvorrichtung 10 unmittelbar unterhalb des Drosselgerätes 7 angeschlossen ist. Die Anschluß-

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vorrichtung 9 ist so ausgeführt, daß sie einen Verschluß bildet, der das Pulver daran hindert, durch die leitung 8 am Drosselgerät 7 vorbeizurinnen. Der Rohrteil 5b ist von einer Spule 11 umgeben, die zur induktiven Erhitzung des hindurchlaufenden Pulvers dient. Einige Pulvertypen können direkt erhitzt werden, während andere Pulvertypen durch Erhitzung des Verbindungsrohres 5 indirekt erhitzt werden müssen. Im Rohrteil 5b sind mehrere schräggestellte Scheiben 12 vorgesehen, die die Fallzeit des Pulvers und somit die Zeit verlängern, in der die Oberfläche der Pulverkörner frei ist und absorbiertes ,Gas am leichtesten entweicht.jEine Vakuumpumpe 13 ist an ein schräg nach oben gerichtetes Seitenrohr 14 an den oberen Rohrteil 5a angeschlossen. Eine Vakuumpumpe 15 ist an den Rohrteil 5b über ein Seitenrohr 16 angeschlossen. Die letztgenannte Vakuumpumpe dient zur Evakuierung des Behälters 3 vor Beginn der Entgasung, worauf die Verbindung zwischen der Pumpe 15 und dem Rohrteil 5b durch das Ventil 17 geschlossen wird. Ober die leitung 18 und das Ventil 19 wird dem Behälter 1 Pulver zugeführt.

Die Anordnung arbeitet wie' folgt: Das Ventil- 6 ist geschlossen, wenn Pulver in den Behälter 1 gefüllt wird. Gleichzeitig kann der Behälter 3 mittels der Vakuumpumpe 15 evakuiert werden, die durch die Seitenleitung 16 und das geöffnete Ventil 17 mit dem Behälter 3 in Verbindung steht. Nach der Evakuierung wird das Ventil

17 geschlossen. Wenn der Behälter 1 gefüllt ist, wird das Ventil

18 geschlossen und das Ventil 6 geöffnet, wobei Pulver durch das Rohr 5 mit einer Menge pro Zeiteinheit rinnt, die von dem Drosselgerät 7, das steuerbar sein kann, bestimmt wird. Die Vakuumpumpe 13 hält den für die Entgasung erforderlichen niedrigen

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Druck in der Entgasungsanlage aufrecht. Hinter dem Drosselgerät 7, wo das Pulver durch den Rohrteil 5b fällt und eventuell gleichzeitig erhitzt wird, sind die Verhältnisse für ein Loslösen des gebundenen Gases von den Pulverkörnern am günstigsten. Das freigewordene Gas wird zur Vakuumpumpe 13 gesaugt. Feine Pulverpartikel können mit dem Gas nach oben und durch die Umgehungsleitung gesaugt werden. Zwischen der Anschlußvorrichtung 9 und dem Seitenrohr 14, das schräg nach oben gerichtet ist, um einen Verschluß zu bilden, der im wesentlichen verhindert, daß das Pulver zur Vakuumpumpe transportiert wird, muß das Gas durch das Pulver hindurchtreten, das sich langsam nach unten durch den Röhrteil 5a bewegt. Mit dem Gas mitangesaugtes Pulver wird in der Pulver säule zurückgehalten. Da sich diese ständig nach unten bewegt, wird verhindert, daß das mit dem entweichenden Gas mitangesaugte Pulver das aus der Pulversäule gebildete "Filter¹* verstopft.

Claims

21.1.1978 20 444 P Patentansprüche;

1. Verfahren zur Entgasung von Pulver, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Entgasungsanlage, die einen ersten und einen zweiten Behälter (1, 3) für Pulver in verschiedenen Höhen und ein die Behälter verbindendes Verbindungsrohr (5) zur Überführung von Pulver (2) aus dem ersten Behälter (1) in den zweiten Behälter (3) mit einem Drosselgerät (7) zur Beschränkung des Pulverflusses enthält, Gas vom Verbindungsrohr (5) oberhalb des Drosselgerätes (7) durch eine Anschlußvorrichtung abgesaugt wird, wobei das von dem Pulver entwichene Gas auf seinem Weg zur Absaugstelle durch eine Pulver säule strömt, durch die feine, leichtbewegliche Pulverpartikel im abgesaugten Gas abgefangen und zusammen mit dem Pulver der Pulversäule zu dem zweiten Behälter (3) transportiert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulver vor oder während der Überführung zwischen den Behältern erhitzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulver auf seinem Weg durch das Verbindungsrohr (5) erhitzt wird.

4· Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulver auf induktivem Wege erhitzt wird.

5 · Anordnung zur Durchführung de s Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet· durch einen ersten Behälter (1) zur Aufnahme von

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unbehandeltem Pulver (2), einen zweiten in geringerer Höhe angeordneten Behälter (3) zur Aufnahme von entgastem Pulver (4), ein die beiden Behälter (1, 3) verbindendes Verbindungsrohr (5), ein mengenregelndes Drosselgerät (7) im Verbindungsrohr (5) und eine Vakuumpumpe (13)» die an das Verbindungsrohr (5) oberhalb des Drosselgerätes (7) mittels einer Anschlußvorrichtung angeschlossen ist.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Vakuumpumpe (15) unterhalb des Drosselgerätes (7) an das Verbindungsrohr (5) angeschlossen ist.

7· Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsrohr (5) mit einer Heizanordnung (11) für das Pulver versehen ist.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Umgehungsleitung (8) vor und hinter dem Drosselgerät (7) an die Verbindungsleitung angeschlossen und mit einer Sperre oder Verschlußanordnung (9) versehen ist, die verhindert, daß Pulver durch die umgehungsleitung (8) hindurchrinnt ·

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