DE2954473C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Sicherheitsbrenner zum Pulverflammspritzen, der je einen Injektor mit Zuführ­ kanälen für Brenngas sowie für Oxydations- und Träger­ gas in einem Brennkörper und einem Pulverzuführungska­ nal aufweist, wobei letzterem eine Absperreinrichtung sowie eine lösbar angebrachte Pulverzuführungsvorrich­ tung für abnehmbare Pulverbehälter zugeordnet ist.

Einen derartigen Sicherheitsbrenner zeigt die CH-PS 51 661. Er ist mit einem den Hals des flaschenartigen Pulverbehälters aufnehmenden Kragen der Pulverzuführ­ vorrichtung ausgestattet, die in einem Gehäuseteil des Brennerkörpers verschraubt ist. Von der Pulverzuführ­ vorrichtung geht der Pulverzuführkanal als i. w. axia­ le Bohrung aus. Im Pulverzuführkanal sitzt ein Schlauchstück (49), welches zum einen die Auslauftülle des Pulverbehälters aufnimmt sowie zum anderen durch einen Radialstift (51) gequetscht werden kann. Der Ra­ dialstift ist also eine Absperreinrichtung, die mit­ tels eines Hebels betätigt wird und gegen eine unge­ wollte Freigabe nicht gesichert ist.

Außerdem ist aus der US-PS 27 41 508 eine Sprühdüse zum Auftragen von Metallpartikeln bekannt. Dort ist ein Einsatz in einer Bohrung eingeschraubt, über den komprimiertes Gas, über eine Stellschraube mit Ab­ sperrsitz reguliert, einer kleinen Mischkammer zuge­ führt wird, in der ein Pulverzuführkanal mündet. Der Einsatz für das komprimierte Gas ist nach außen durch einen Verschlußpfropfen gesichert. Eine betriebsmäßige Auswechselbarkeit der Teile ist nicht vorgesehen. Vielmehr ist der besagte Einsatz, der den Injektor für das komprimierte Gas bildet, bis zum Endanschlag im Gewinde eingeschraubt, wobei diesem Endanschlag zu­ gleich eine Dichtungsfunktion zukommt. Dies deshalb, weil zu verhindern ist, daß außer durch die Zulei­ tungswege das unter Druck stehende Gas entlang der Ge­ windegänge in die Mischkammer gelangt. Aus Sicher­ heitsgründen muß verhindert werden, daß in diesen Ge­ windegängen Gasreste sich ansammeln und verbleiben. Aus diesen Gründen ist es auch nicht angängig, daß be­ sagter Einsatz nur um einen mehr oder weniger großen Teil der Gewindelänge eingeschraubt wird, um die Hohl­ raumgröße der Mischkammer od. dgl. zu variieren.

Aber auch für die noch genannte US-PS 28 13 750 gilt nichts anderes. Dort findet die Pulverzuführung im Austrittsraum der Düse für das komprimierte Gas statt. Diese Düse ist - zwangsläufig - stets bis zum Anschlag in ihr Gewinde eingeschraubt, da sie sonst in den Raum der Gaszufuhr hineinragen würde. Auch hier ist eine Volumenvariierung mittels eines auswechselba­ ren Distanzringes nicht vorgesehen und auch nicht mög­ lich. Auch kommt eine solche Varrierung durch ver­ schieden tiefes Einschrauben der Düse nicht in Be­ tracht.

Ausgehend von dem eingangs genannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Handha­ bung eines Sicherheitsbrenners der genannten Art zu erleichtern, seine Funktion zu verbessern sowie eine einfache und wirksame Anpassung an bestimmte Arbeits­ bedingungen zu ermöglichen. Zudem soll die Sicherheit des Brenners insgesamt erhöht werden, wobei ein Nach­ fluß des Trägergases durch den Injektor und den För­ derkanal bewirkt werden soll, so daß der Pulverkanal gereinigt und eine Gas-Rückdiffusion verhindert wird.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß da­ durch, daß der Injektor für das Oxidations- und Trä­ gergas, welcher mit einer vorgeschalteten Staukammer von gegenüber dem Querschnitt des Zuführkanals wesent­ lich größerem Querschnitt versehen ist, aus einem in den Brennkörper eingesetzten, austauschbaren Düsen­ teil sowie einem gegenüber letzterem durch Einschrau­ ben in den Brennerkörper verstellbar angeordneten, austauschbaren Injektornadel-Trägerteil besteht, und daß das Düsenteil durch ein auswechselbares Distanz­ stück so von dem Injektornadel-Trägerteil getrennt ist, daß zwischen ihnen ein Hohlraum wählbaren Volu­ mens entsteht, wobei in den Hohlraum der Pulverzufüh­ rungskanal mündet.

Eine wesentliche Maßnahme nach der Erfindung zur Er­ höhung des Sicherheits-Niveaus ist also in der Anord­ nung der Staukammer zu sehen, durch welche ein Nach­ fließen des Trägergases nach dem Schließen des Ventils durch den Injektor und den Förderkanal hervorgerufen wird, so daß der Pulverkanal gereinigt und eine Gas- Rückdiffusion verhindert wird. Diese Staukammer muß, um diese Funktion erfüllen zu können, ein großes Stau­ volumen aufweisen. Dabei ist auch die Anordnung eines Filters von großer Bedeutung, um Verunreinigungen vom Injektor fernzuhalten. Durch das auswechselbare Di­ stanzstück entsteht ein Hohlraum wählbaren Volumens, wodurch die Leistungscharakteristik des Sicherheits­ brenners einstellbar ist.

Besondere Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

So ist es von besonderer Bedeutung, daß Absperrorgane für den Oxydations- und Trägergasstrom sowie für den Brenngasstrom, denen je ein Filter nachgeschaltet ist, ein gemeinsames Betätigungsorgan zugeordnet ist, wel­ ches so ausgebildet ist, daß bei seiner Überführung in eine Sperrstellung zuerst das Absperrorgan für den Brenngasstrom und danach das Absperrorgan für den Oxy­ dations- und Trägergasstrom betätigbar sowie bei Überführung aus der Sperrstellung in eine Betriebs­ stellung das Absperrorgan für den Oxydations- und Trä­ gergasstrom geöffnet ist.

Es ist also eine zwangsläufige, formschlüssig ge­ steuerte Reihenfolge der Betätigung der beiden Gasven­ tile gegeben.

Dabei kann in Weiterbildung das gemeinsame Betäti­ gungsorgan als schwenkbarer Hebel ausgebildet sein, welcher mit je einem Betätigungselement für ein im Zu­ führkanal für das Brenngas vorgesehenes Ventil sowie ein im Zuführkanal für das Oxydations- und Trägergas angeordnetes Ventil als Absperrorgane zusammenwirkt, wobei die Winkellage des Hebels, in der ein Ventil vom offenen in den geschlossenen Zustand oder vom ge­ schlossenen in den offenen Zustand gebracht wird, bei dem einen Ventil verschieden von der des anderen Ven­ tils ist.

Es wird also in weiterer Verbesserung der Sicherheit eine Einhandbedienbarkeit der Absperrorgane für die beiden Gasströme geschaffen. Dadurch wird sicherge­ stellt, daß in zwangsläufiger Aufeinanderfolge zuerst der Brenngasstrom und dadurch der Oxydations- und Trä­ gergasstrom abgesperrt wird. Ein versehentliches und ungewolltes Vertauschen dieser Reihenfolge und damit ein Sicherheitsrisiko ist ausgeschlossen. Dabei ist ferner infolge dieser Koppelung der Absperrorgane die Einstellung der Zusammensetzung der Flamme erleich­ tert. Auch ist die Ausbildung der für diese Einhandbe­ dienung vorgesehenen Betätigungsorgane besonders ein­ fach und keineswegs naheliegend.

Es wird, im Gesamten gesehen, nicht nur das Sicher­ heitsniveau ganz wesentlich verbessert, sondern dar­ über hinaus auch eine sicherheitsbezogene Anpaßbarkeit des Brenners an unterschiedliche Arbeitsaufgaben ge­ schaffen. Es wird vermieden, daß eine unzulässige Ver­ stellung, z. B. der Gaszuführung durch unbeabsichtig­ tes Verdrehen der Ventilstellschraube bei dem Brenner nach der US-PS 27 41 508, geschehen kann.

Die Staukammer ermöglicht eine Selbstreinigung des In­ jektors bei Schnellabschaltung durch den Betätigungs­ hebel. Die Koppelung der Gasventile in der Weiterbil­ dung des Brenners ist ein weiterer wichtiger Vorteil, bei dem die Einstellung des Flammcharakters durch ein einziges Regelventil besonders einfach und übersicht­ lich wird. In diesem Zusammenhang ist eine Austausch­ barkeit der Injektoren und die Einstellbarkeit der Leistungscharakteristik derselben durch austauschbare Teile in der Praxis von besonderer Bedeutung.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeich­ nung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 den vereinfacht dargestellten Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Brenner mit Pulverzu­ führvorrichtung auf einem Trägerteil;

Fig. 2 den Querschnitt durch die Pulverzuführvorrich­ tung gemäß Linie II-II in Fig. 1.

Ein Brenner zum Pulverflammspritzen weist gemäß Fig. 1 in einem Brennerkörper aus zwei Teilen 1, 1′ Zuführkanäle 2, 3 und 3′ für Brenngas, für Oxydationsgas und für Trä­ gergas zur Pulverförderung auf. Als Oxydations- und Trä­ gergas dient Sauerstoff, welcher durch einen gemeinsamen Kanalabschnitt 3′′ der Zuführkanäle 3, 3′ diesen zugeleitet wird.

In den Zuführkanälen 3, 3′ bzw. 2 für den Sauerstoff bzw. das Brenngas liegen jeweils schematisch dargestellte Absperrorgane 4, 5, die beispielsweise als quer zur Zeichenebene betätigbare Ventile ausgebildet sind. Ihnen ist ein gemeinsames Betätigungsorgan zugeordnet, das in der Zeichnung als um eine Achse 7 schwenkbarer Hebel 6 wiedergegeben ist. Die Umschaltung der Absperrorgane oder Ventile 4, 5 erfolgt jeweils durch entsprechende Be­ tätigungsflächen 6′, 6′′ des Hebels 6, welche so geformt sind, daß beim Ausschalten des Brenners zuerst das in Fig. 1 untere Ventil 5 und anschließend das andere Ven­ til 4 betätigt werden, also der Strom des Brennergases vor dem Strom des Sauerstoffes unterbrochen wird. Hin­ gegen wird beim Einschalten des Brenners zuerst der Sauer­ stoffstrom und danach der Brenngasstrom hergestellt. Dies ist in Fig. 1 schematisch durch unterschiedlich lange Abstände jener Betätigungsflächen 6′, 6′′ von den ent­ sprechenden Betätigungselementen 4′, 5′ der Ventile 4, 5 angedeutet.

Der Brennerkörperteil 1 enthält einen Förderkanal 8 für das pulverfördernde Trägergas sowie einen Förderkanal 9 für Sauerstoff/Brenngas-Gemisch, das in einem Injektor 10 hergestellt wird. Letzterer weist einen Düsenteil 11, ei­ nen Distanzring 12 und einen Injektornadelträger 13 mit Filter 14 auf. Eine radiale Öffnung 12′ des Distanzringes 12 steht mit dem Zuführkanal 2 für das Brenngas in Ver­ bindung, in welchem ein Regelventil 15 zur Regelung der dem Injektor 10 zuzuführenden Brenngasmenge angeordnet ist. Dieses Regelventil 15 ermöglicht es, reproduzier­ bare Flammencharakteristiken (neutral, oxydierend, redu­ zierend) zu erzielen.

Der Injektor 10 ist in allen seinen Teilen auswechsel­ bar im Brennkörperteil 1 angeordnet, wobei die Stellung des Düsenteils 11 durch Anschlag definiert ist, der Distanzring 12 verschiedene Breiten aufweisen und der Injektornadelträgerteil 13 verschiedene Bohrungsdurch­ messer und Formen besitzen kann sowie dank eines Ge­ windes an seinem Umfang in den Brennerkörperteil 1 ein­ schraubbar bzw. in diesem verstellbar ist. Dem Filter 14 kommt die wichtige Aufgabe zu, Staub und andere Verun­ reinigungen vom Injektor 10 fernzuhalten.

In Gasflußrichtung x vor dem Förderkanal 8 für das pulverfördernde Trägergas ist im Brennerkörperteil 1 ein Injektor 16 mit einem Düsenteil 17, einem Distanz­ ring 18 und einem Injektornadelträgerteil 19 mit Filter 20 vorgesehen. Die Teile dieses Injektors 16 sind in ähn­ licher Weise wie jene des Injektors 10 auswechselbar und verstellbar, wobei eine Öffnung 18′ des Distanzringes 18 mit einer Pulverzuführvorrichtung 21 in Verbindung steht.

Durch die Wahl und Einstellung der genannten Teile läßt sich die Pulverförderung in genau definierter und re­ produzierbarer Weise bestimmen bzw. einstellen. Die In­ jektoren 10, 16 sind dazu nach Abnahme des Brennerkörper­ teils 1′ durch die entsprechenden Bohrungen leicht zu­ gänglich.

Vor dem Injektor 16, in Gasflußrichtung x gesehen, weist der Brennerkörperteil 1 eine Staukammer 22 auf, deren Querschnitt wesentlich größer ist als der des Zuführ­ kanals 3′ für das Trägergas. Diese Staukammer 22 hat die wichtige Aufgabe, nach dem Schließen des Ventils 4 einen Nachfluß des Trägergases durch den Injektor 16 und den Förderkanal 8 zu bewirken, wodurch der Pulver­ kanal gereinigt und eine Gas-Rückdiffusion verhindert wird.

Die Förderkanäle 8, 9 enden im nicht dargestellten Mün­ dungsteil des Brenners, der in bekannter Weise ausge­ bildet ist.

Die Pulverzuführvorrichtung 21 weist einen fest mit dem Brennerkörper verbundenen Trägerteil 23 mit seitlich geradlinigen Führungen 23′ auf. In diesem ist ein Zwi­ schenstück 24 verschiebbar angeordnet, wobei diese Schub­ bewegung in einer Richtung durch einen Anschlag 23′′ des Trägerteils 23 begrenzt ist. Trägerteil 23 bzw. Zwischen­ stück 24 sind mit je einer zentralen Bohrung 25 bzw. 26 versehen, welche in der in Fig. 1 dargestellten Arbeits­ stellung koaxial angeordnet sind. Die Bohrung 25 schließt an den Pulverzuführkanal im Brennerkörperteil 1 an und beide Bohrungen 25, 26 sind durch eine O-Ring-Dichtung 25′ an der Übergangsstelle zwischen festem und beweglichem Teil nach außen abgedichtet.

Im Zwischenstück 24 ist ein Schieber 27 in Längsrichtung verschiebbar angeordnet, dessen eines Ende lamellen­ förmig ausgebildet ist und in der einen Endstellung des Schiebers 27 zwischen ein Paar die Bohrung 26 um­ gebende O-Ring-Dichtungen 28, 29 so eindringt, daß die Bohrung 26 gesperrt wird. Das andere Ende des Schie­ bers 27 ragt aus dem Zwischenstück 24 heraus und übe­ deckt in der geöffneten Stellung des Schiebers 27 eine Ausnehmung 30 des Trägerteils 23.

In der Ausnehmung 30 ist ein Arretierknopf 31 federnd so gelagert, daß er in seiner Ruhestellung über die Oberfläche des Trägerteils 23 hinausragt, auf welcher das Zwischenstück 24 beim Verschieben gleitet. Jener Arretierknopf 31 ist nur zugänglich, wenn der Schieber 27 in Verschlußstellung ist, d. h. in das Zwischenstück 24 eingeschoben ist. Wird der Arretierknopf 31 nieder­ gedrückt, so kann das Zwischenstück 24 über den Träger­ teil 23 hinausgeschoben und abgenommen werden. Bei offe­ nem Schieber 27 verhindert der Arretierknopf 31 ein solches Abnehmen des Trägerteils 23 und damit ein Aus­ rinnen des Pulvers durch die freie Bohrung 26.

Über dem Zwischenstück 24 befindet sich ein Aufnahmeteil 24′ für einen nicht dargestellten Pulverbehälter, dessen kopfseitiges Ende in eine Ausnehmung 24′′ des Aufnahme­ teils 24′ einsetzbar ist. Zwischenstück 24 und Aufnahme­ teil 24′ dienen dabei als Verschluß für den Pulverbe­ hälter, womit letzterer im geschlossenen Zustand vom Brenner abgenommen und auf diesen aufgesetzt werden kann.

Der Brenner ist im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 mit einem Handgriff 40 versehen. In diesem setzen sich die Zuführkanäle 2, 3′ fort und sind am nicht dargestellten Ende des Handgriffes 40 an entsprechende biegsame Leitungen angeschlossen. In den so verlängerten Zuführ­ kanal 2, 3′′ ist je ein Rückschlagventil 41, 42 vorge­ sehen, wodurch eine zusätzliche Sicherung des Brenners erzielt wird.

Claims (5)

1. Sicherheitsbrenner zum Pulverflammspritzen, der je einen Injektor mit Zuführkanälen für Brenngas sowie für Oxydations- und Trägergas in einem Brennkörper und einem Pulverzuführungskanal aufweist, wobei letzterem eine Absperreinrichtung sowie eine lösbar angebrachte Pulverzuführungsvorrichtung für abnehm­ bare Pulverbehälter zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Injektor (16) für das Oxydations- und Träger­ gas, welcher mit einer vorgeschalteten Staukammer (22) von gegenüber dem Querschnitt des Zuführungska­ nals (3) wesentlich größerem Querschnitt versehen ist, aus einem in den Brennerkörper (1) eingesetzten, austauschbaren Düsenteil (17) sowie einem gegenüber letzterem durch Einschrauben in den Brennerkörper verstellbar angeordneten, austauschbaren Injektor­ nadel-Trägerteil (19) besteht, und daß das Düsenteil (17) durch ein auswechselbares Distanzstück (18) so von dem Injektornadel-Trägerteil (19) getrennt ist, daß zwischen ihnen ein Hohlraum wählbaren Volumens entsteht, wobei in den Hohlraum der Pulverzuführungskanal (25, 26) mündet.

2. Sicherheitsbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Absperrorgane (4, 5) für den Oxydations- und Trägergasstrom (4) sowie für den Brenngasstrom (5), denen je ein Filter (20, 14) nachgeschaltet ist, ein gemeinsames Betätigungs­ organ (6) zugeordnet ist, welches so ausgebildet ist, daß bei seiner Überführung in eine Sperrstel­ lung zuerst das Absperrorgan (5) für den Brenngas­ strom und danach das Absperrorgan (4) für den Oxy­ dations- und Trägergasstrom betätigbar sowie bei Überführung aus der Sperrstellung in eine Betriebs­ stellung das Absperrorgan (4) für den Oxydations- und Trägergasstrom vor dem Absperrorgan (5) für den Brenner­ gasstrom geöffnet ist.

3. Sicherheitsbrenner nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Betätigungsorgan (6) als schwenk­ barer Hebel (6) ausgebildet ist, welcher mit je einem Betätigungselement (5′) für ein im Zuführkanal (2) für das Brenngas vorgesehenes Ventil (5) sowie ein im Zuführkanal (3′′) für das Oxydations- und Träger­ gas angeordnetes Ventil (4) als Absperrorgane (4 bzw. 5) zusammenwirkt, wobei die Winkellage des Hebels (6), in der ein Ventil (4 bzw. 5) vom of­ fenen in den geschlossenen Zustand oder vom geschlos­ senen in den offenen Zustand gebracht wird, bei dem einen Ventil (4 bzw. 5) verschieden von der des anderen Ventils (5 bzw. 4) ist.

4. Sicherheitsbrenner nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand einer einem Be­ tätigungselement (5′) der Absperrorgan (5) im Zuführkanal (2) für das Brenngas zugeordneten Betätigungsfläche (6′′) des Hebels (6) diesem Betätigungsele­ ment (5′) kürzer ist als der Abstand eines Betätigungsele­ ments (4′) des Absperrorgans (4) im Zuführkanal (3′′) für das Oxydations- und Trägergas von einer ihm zugeordneten Betätigungsfläche (6′).

5. Sicherheitsbrenner nach Anspruch 3 oder 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Hebel (6) zwischen den Betäti­ gungselementen (4′, 5′) schwenkbar um eine Achse (7) gelagert ist.