DE3044049A1

DE3044049A1 - Nozzle for powder spray appliance - has air channels starting in nozzle base, and gas mixing channel in front nozzle section

Info

Publication number: DE3044049A1
Application number: DE19803044049
Authority: DE
Inventors: Erwin 7801 Schallstadt Hühne
Original assignee: Castolin SA
Current assignee: ECG Immobilier SA
Priority date: 1980-11-22
Filing date: 1980-11-22
Publication date: 1982-06-03

Abstract

The nozzle is for the application of materials having a low melting point, esp. synthetics. It has a body with a central channel for carrier gas, and combustion gas mixing channel. A feed channel has a ring-shaped outlet between the two channel outlets, to form a gas jacket screening the powder flow and the combustion flame. The feed channel (2,2') passes through the connection section of the nozzle body (1), and around the carrier gas channel (6) towards its outlet (3). The mixing channel (8) is supplied via separate oxygen- and combustion gas channels (6,7,7') and is located in the front section of the nozzle body. The nozzle body is fastened by cap retainers.

Description

Düse für Pulverspritzgeräte ================================== Die Erfindung betrifft eine Düse für Puiverspritzgeräte gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches. Nozzle for powder spraying devices =================================== The The invention relates to a nozzle for powder spraying devices according to the preamble of the main claim.

Düsen der genannten Art sind bspw. nach der US-PS 31 71599 bekannt. Durch die spezielle Ausbildung dieser Düse kann zwischen zentralem Pulverträgergasstrom und Brenngas bzw. den Pulverstrom umgebender Brennflamme ein Preßluftschlauch ausgedüst werden, so daß diese Düse an sich auch fUr das Pulverspritzen zum Auftragen niedrigachmelzender Werkstoffe verwendet werden könnte, da die niedrigschmelzendan Pulverpartikel durch den Preßluftschlauch gegen einen unmittelbaren Kontakt mit der Brennerflamme abgeschirmt würden.Nozzles of the type mentioned are known, for example, from US Pat. No. 3,171,599. Due to the special design of this nozzle, it is possible to switch between the central powder carrier gas flow a compressed air hose is sprayed out and fuel gas or the combustion flame surrounding the powder flow so that this nozzle itself can also be used for powder spraying for the application of low melting points Materials could be used because the low melting point powder particles through the compressed air hose is shielded from direct contact with the burner flame would.

Wie sich gezeigt hat, ist aber diese bekannte Düse für den genannten speziellen Pulverauftragszweck aus mehreren Gründen nicht ohne weiteres geeignet.As has been shown, however, this known nozzle is for the said special purpose of powder application not readily suitable for several reasons.

Einmal wird der ganze Düseneinsatz der zugeführten Preßluft nur begrenzt im vorderen Teil gekühlt und da zum anderen die ringförmige Ausmündung nur relativ kurz ist, ist es praktisch nicht möglich, eine optimale Preßluftschlauchströmung im Sinne einer geschlossenen Abschirmung zu erzeugen. Ferner werden Brenngas und Sauerstoff der Düse bereits im gemischten Zustand zugeführt, was aber bekanntlich unter bestimmten Umständen zu Rückzündungen führt und bei tatsächlichen Rückzündungen mit einer extremen Wärmebelastung des Düseneinsatzes verbunden ist.On the one hand, the entire nozzle insert of the compressed air supplied is only limited cooled in the front part and on the other hand the annular opening only relatively is short, it is practically impossible to achieve an optimal compressed air hose flow to generate in the sense of a closed shield. Furthermore, fuel gas and Oxygen is already supplied to the nozzle in a mixed state, but this is known leads to re-ignition under certain circumstances and in the case of actual re-ignition is associated with an extreme heat load on the nozzle insert.

Spätestens in diesem Fall verklebt aber der temperaturanfällige Werkstoff oder backt an den ihn führenden Wandungen an.In this case at the latest, however, the temperature-sensitive material will stick or bakes on the walls leading to it.

Bezüglich der Rückzündung, die im übrigen häufig mit der Notwendigkeit verbunden ist, wesentliche Teile des Brenners austauschen zu-müssen, gilt das gleiche für den Pulverauftragsbrenner nach der GB-PS 664 930, was Grund dafür sein dürfte - abgesehen von der möglichen Gefährdung des Gerätebenutzers - daß man insbesondere Kunststoffbeschichtungen nach wie vor im sogenannten Wirbelsinterverfahren durchführt, und soweit es den Auftrag von niedrigschmelzenden Metallen, wie Zink, Zinn, Weißmatall od. dgl. betrifft, mit kostenintensiven Drahtspritzgeräten, die in der Regel mit hohem Lärmpegel arbeiten.Regarding the re-ignition, which, moreover, is often necessary is associated with having to replace essential parts of the burner, the same applies for the powder application torch according to GB-PS 664 930, which should be the reason for this - apart from the possible endangerment of the device user - that one in particular Plastic coatings are still carried out using the so-called fluidized bed sintering process, and as far as it is the order of low-melting metals, such as zinc, tin, white metal or the like concerns, with expensive wire spraying devices that usually work with a high level of noise.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Düse für Pulverspritzgeräte der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß solche Düsen insbesondere rückzündsicher und tatsächlich brauchbar für das Pulverauftragsspritzen niedrigschmelzender Werkstoffe eingesetzt und das ebenfalls thermisch kritische Beschickungsende der Düse gekühlt werden kann.The invention is accordingly based on the object of a nozzle for powder spraying devices of the aforementioned type to the effect that such nozzles in particular Backfire-proof and actually usable for powder application spraying at low melting points Materials used and the also thermally critical charging end of the Nozzle can be cooled.

Diese Aufgabe ist mit einer Düse der einganga genannten Art nach der Erfindung durch das im Kennzeichen des Hauptanspruches Erfaßte gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich nach den Unteransprüchen.This task is with a nozzle of the type mentioned at the beginning Invention solved by what is covered in the characterizing part of the main claim. Beneficial Further developments result from the subclaims.

Soweit im Kennzeichen Merkmale als an sich bekannt enthalten sind, nehmen diese bezüglich die Wandung umfassend" Bezug auf die erwähnte GB-PS 664 930 und bezüglich der anderen entsprechend bezeichneten Merkmale auf Druckblatt 3300/12/75 der BEFA Beratungsstelle für Autogentechnik GMBH und die nicht vorveröffentlichte Patentanmeldung P 30 33 579.6.Insofar as the label contains characteristics as known per se, refer to the aforementioned GB-PS 664 930 with regard to the wall and with regard to the other appropriately designated features on print sheet 3300/12/75 the BEFA advice center for Autogentechnik GMBH and the not previously published Patent application P 30 33 579.6.

Im Gegensatz zur Düse nach der BG-PS 664 930, die aus drei mit abgestufter Länge zueinander in das Pistolengehäuse konzentrisch einsetzbaren Einzelhülsen besteht, wobei die den Trägergaspulverkanal umfassende Innenhülse relativ weit in das Gehäuse einragt und das beschikkungsseitige Ende dieser Hülse nicht selbst kühlbar ist, sind beim erfindungsgemäßen Düsenkörper, die Anfangsteile der Preßluftkanäle vorteilhaft unmittelbar selbst im Düsenbodenteil angeordnet, so daß auch schon in diesem Bereich eine intensive Kühlung möglich wird und man den Düsenkörper aufgrund der intensiven Kühlung schon vom beschickungsseitigen Ende aus relativ kurz bauen kann, was auch in Rücksicht auf die Länge der einzubringenden Vielzahl von Feinbohrungen nicht von unwesentlicher Bedeutung ist.In contrast to the nozzle according to BG-PS 664 930, which consists of three with graduated Length to each other in the gun body can be used concentrically Consists of individual sleeves, the inner sleeve comprising the carrier gas powder channel relatively extends far into the housing and the loading end of this sleeve does not is itself coolable, the nozzle body according to the invention, the initial parts of the Compressed air channels are advantageously arranged directly even in the nozzle bottom part, so that Intensive cooling is already possible in this area and the nozzle body is used due to the intensive cooling already relatively from the loading end can build short, which also takes into account the length of the large number to be introduced of fine bores is not insignificant.

Wesentlich und vorteilhaft ist ferner der Düsenkörper so ausgebildet (dies trotz der außerordentlich engen Raumverhältnisse - die Düse hat, in Anpassung an die heute verfügbaren Spritzgeräte Außenabmessungen von nur etwa 1,5 bis 2 cm bezüglich Länge und Durchmesser), daß das Brenngas und der Sauerstoff noch innerhalb der Düse getrennt weitergeleitet werden können und zwar bis mindestens zur Hälfte der Länge des Düsenkörpers, an welcher Stelle erst die Mischung der beiden Brenngaskomponenten erfolgt, d.h. also im Innenraum des Düsenkörpers selbst.The nozzle body is also designed in this way in an essential and advantageous manner (This despite the extremely tight space - the nozzle has to be adapted to the spraying devices available today with external dimensions of only around 1.5 to 2 cm in terms of length and diameter) that the fuel gas and oxygen are still within the nozzle can be forwarded separately, up to at least halfway the length of the nozzle body, at which point is the mixture of the two fuel gas components takes place, i.e. in the interior of the nozzle body itself.

Eine solche "Innenmischung" ist zwar, wie erwähnt, bekannt, die Ausnutzung dieses zusätzliche Kanalführungen verlangenden Prinzips führt aber im erfindungsgemäßen Zusammenhang zu dem weiteren Vorteil, daß das gut wärmeleitende, den Düsenkörper bildende Material zusätzliche Bohrungen für die eine der Brenngaskomponenten erhält, die natürlich beim Durchatrömen ebenfalls noch zur Kühlung mit beitragen und die die unvermeidbaren Wärmebrücken weiter reduzieren, was bspw. bei der Düse nach der GB-PS 664 930 auch noch nicht erkannt worden war, obgleich grundsätzlich und auch bei einer Hülsenkonstruktion von Düsen davon auszugehen ist, daß sich die Düse bzw. die Düsenteile bis zu ihrem Beschickungsbereich; hin erhitzen.Such an "internal mixture" is, as mentioned, known, the utilization however, this principle, which requires additional channel guides, results in the invention Related to the further advantage that the highly thermally conductive, the nozzle body forming material additional holes for one of the fuel gas components, which of course also contribute to the cooling when you are flowing through the air and which further reduce the unavoidable thermal bridges, for example with the nozzle after the GB-PS 664 930 had not yet been recognized either, although in principle and also In the case of a sleeve construction of nozzles, it can be assumed that the nozzle or the nozzle parts up to their loading area; heat up.

Zusammenfassend hat also die erfindungsgemäße Düse den Vorteil, daß sie bei relativ kurzer Baulänge absolut rückzündaicher und bereits vom Bodenteil aus kühlbar ist, wobei die Intensität der Kühlbarkeit durch die MaBnahme zur Gewährleistung der Rückzündsicherheit, nämlich Anordnung von zusätzlichen und Wärmebrücken reduzierenden Kanälen für eine der Brenngaskomponenten gefördert wird.In summary, the nozzle according to the invention has the advantage that with a relatively short overall length they are absolutely backfire safe and already from the bottom part can be cooled from, the intensity of the coolability being ensured by the measure the backfire safety, namely the arrangement of additional and thermal bridge reducing Channels for one of the fuel gas components is promoted.

Die erfindungsgemäße Düse wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.The nozzle according to the invention is described below with reference to the drawings Representation of exemplary embodiments explained in more detail.

Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Düse; Fig. 2 einen Querschnitt längs Linie II-II gemäß Fig. 1; Fig. 3 einen Querschnitt längs Linie III-III gemäß Fig. 1; Fig. 4 einen Längsschnitt durch die Düse in Anordnung am Kopf eines Pulverspritzgerätes und Fig. 5 einen Längsschnitt durch das zentrale, den Pulverträgergaskanal bildende Teil der Düse.1 shows a longitudinal section through the nozzle; Fig. 2 is a cross section along line II-II of FIG. 1; Fig. 3 shows a cross section along line III-III according to Fig. 1; 4 shows a longitudinal section through the nozzle arranged on the head of a powder spraying device and FIG. 5 shows a longitudinal section through the central, the powder carrier gas channel forming Part of the nozzle.

Der Düsenkörper 1 besteht gemäß Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 aus einem Zentralteil lo mit dem den Anschlußboden 4 bildenden Flansch 12 und aus einem Überwurfteil 11.According to the exemplary embodiment according to FIG. 1, the nozzle body 1 consists of a central part lo with the flange 12 forming the connection base 4 and from one Coupling part 11.

Im Zentralteil lo ist ein den Pulverträgergaskanal 5 enthaltendes Einsatzstück 14 eingepreßt angeordnet, das, wie erkennbar, die ringförmige Ausmündung 3 für das zugeführte Kühlgas (Preßluft) bildet, das aus der Ausmündung 3 in Form eines Schlauches austritt, der das aus dem Kanal 5 austretende Pulver gegen die Brennerflamme abschirmt, die von dem aus den Brenngasgemischkanälen 8 ausströmenden Brenngasgemisch gespeist wird.In the central part lo is a powder carrier gas channel 5 containing Insert 14 arranged pressed in, which, as can be seen, the annular opening 3 for the supplied cooling gas (compressed air) forms that from the mouth 3 in the form of a tube exits, which exits the powder from the channel 5 against the Burner flame shields the flowing out of the fuel gas mixture channels 8 from the Fuel gas mixture is fed.

Die Zufuhr des Kühlgases zur Ausmündung 3 erfolgt durch sternförmig radial im Anschlußboden 4 bzw. dem Flansch 12 angeordnete Zufuhrkanäle 2, wodurch schon der ganze Boden der Düse, bzw. deren Beschickungsbereich intensiv gekühlt werden kann. Nach Passage dieser Kanäle 2 gelangt die Preßluft in die Zufuhrkanäle 2' und von da in die ringförmige Ausmündung 3. Die Zufuhrkanäle 2' werden dabei durch radiale Rippen 15 am Einsatzstück 14 gebildet und nach außen durch das Zentralteil lo begrenzt.The supply of the cooling gas to the outlet 3 takes place through a star shape radially in the connection base 4 or the flange 12 arranged supply channels 2, which means that the entire base of the nozzle or its loading area is intense can be cooled. After passing through these channels 2, the compressed air enters the supply channels 2 'and from there into the annular opening 3. The supply channels 2' are thereby formed by radial ribs 15 on the insert 14 and outwards through the central part lo limited.

An sich könnte dieser Kanalteil natürlich auch als Ringkanal ausgebildet sein, die Anordnung von Rippen 15 hat aber den Vorteil einer besseren Zentrierbarkeit des Einsatzstückes 14 im Zentralteil lo.In itself, this channel part could of course also be designed as an annular channel be, but the arrangement of ribs 15 has the advantage of better centering of the insert 14 in the central part lo.

Für die gute Kühlbarkeit,aber auch die Rückzündsicherheit der ganzen Düse ist nun wesentlich, daß die Brenngasgemischkomponenten, also Brenngas und Sauerstoff, der Düse nicht bereits gemischt zugeführt werden, sondern getrennt, wofür der Düsenkörper für die eine bzw. die andere Komponente zusätzlicher Kanäle bedarf, wobei sich vorteilhaft ergibt, daß die Wärmetauschfläche im Düsenkörper vergrö-Bert und Wärmeleitbrücken zum ganzen kritischen Pulverträgergaskanal 5 hin reduziert werden, was bedeutet, daß durch diese Maßnahme und in Bezug auf das thermisch kritisch zu versprühende und zu fördernde Pulver nicht nur die Rückzündsicherheit gewährleistet, sondern auch die Kühlbarkeit des ganzen Düsenkörpers verbessert wird.For the good coolability, but also the backfire safety of the whole The nozzle is now essential that the fuel gas mixture components, i.e. fuel gas and oxygen, are not fed to the nozzle already mixed, but separately, for which the nozzle body requires additional channels for one or the other component, which is advantageous shows that the heat exchange surface in the nozzle body is increased and heat conduction bridges be reduced to the entire critical powder carrier gas channel 5, which means that by this measure and in relation to the thermally critical to be sprayed and the powder to be conveyed not only guarantees backfire protection, but also the Coolability of the whole nozzle body is improved.

Wie erkennbar, ist diese wesentliche Maßnahme beim Ausführungsbeispiel dadurch verwirklicht, daß einerseits im Zentralteil lo, gleichmäßig verteilt (Fig. 2,3) mehrere Kanäle 6 für die Sauerstoffzufuhr und im Flansch 12 mehrere Kanäle 6 angeordnet sind und andererseits die Fortsetzung der Kanäle 7 durch einen Ringkanal 7' erfolgt, der sich durch Zusammenstecken des Zentralteiles lo mit dem Überwurfteil 11 ergibt. Die Kanäle 6 und 7' arstrecken sich dabei etwa über zwei Drittel der Länge der Düse bis zu einem radial eingestochenen Ringschlitz 9, der nach außen durch das Überwurfstück 11 begrenzt ist, bzw. abgedichtet wird.As can be seen, this essential measure is in the exemplary embodiment realized by the fact that on the one hand in the central part lo, evenly distributed (Fig. 2,3) several channels 6 for the oxygen supply and in the flange 12 several channels 6 are arranged and on the other hand the continuation of the channels 7 through an annular channel 7 'takes place, which is achieved by plugging together the central part lo with the coupling part 11 results. The channels 6 and 7 'are about two-thirds of the way Length of the nozzle up to a radially pierced annular slot 9, the outward is limited by the union piece 11, or is sealed.

Erst von diesem Ringschlitz 9 aus erstrecken sich die Gasgemischkanäle 8 bis zur Düsenstirnfläche 16.The gas mixture channels only extend from this annular slot 9 8 to the nozzle face 16.

Vorteilhaft sind die Kanäle 8 in gleicher Anzahl wie die Kanäle 6 vorgesehen und zu diesen fluchtend angeordnet, wo bei ferner vorteilhaft die Ausmündungen 6' der Kanäle 6 im Durchmesser etwas reduziert sind, um die an sich durch die fluchtende Zuordnung gegebene Injektorwirkung des Sauerstoffes auf das radial im Schlitz 9 snströmende Brenngas zu verbessern.The channels 8 are advantageous in the same number as the channels 6 provided and arranged in alignment with these, where the outlets are also advantageous 6 'of the channels 6 are somewhat reduced in diameter by the per se by the aligned Assignment of the given injector effect of the oxygen on the radially in the slot 9 to improve the flowing fuel gas.

Die Anordnung und Befestigung am Brennergehäuse (nicht dargestellt) bzw. an einem ggf. zwischengeschalteten Adapterstück 17 ergibt sich im Sinne des Ausführungsbeispieles nach Fig. 5, bei dem die Preßluft durch einen Anschluß 18 zuströmt und durch radiale, in einem Ringkanal 19 mündende Bchr@ungen 20 in die Kanäle 2 des Anschlußbodens 4 der Düse gelangt.The arrangement and fastening on the burner housing (not shown) or on an optionally interposed adapter piece 17 results in the sense of Embodiment according to FIG. 5, in which the compressed air is fed through a connection 18 flows in and through radial, in an annular channel 19 opening Bchr @ ungen 20 in the Channels 2 of the connecting base 4 of the nozzle arrives.

Im Adapter 17 dient mindestens eine Bohrung 21 zur Zuführung des Brenngases und mindestens eine Bohrung 22 zur Zuleitung des Sauerstoffes. Ein solcher Adapter 17 hat in Verbindung mit der speziellen Düse den Vorteil, daß damit die Düse, der ja vier Komponenten zugeführt werden müssen, auch an Geräten angeordnet werden kann, die an sich einen unmittelbaren Einbau wegen der Komponentenanschlüsse nicht zulassen. Die Bohrungen 21, 22 im Adapter 17 sind nur der Einfachheit halber gerade durchlaufend dargestellt, d.h. in der Praxis münden diese am rechten Ende dort aus oder gehen in Ringkanäle über, wo dies die entsprechenden Gerätekanäjle erfordern.In the adapter 17, at least one bore 21 is used to supply the fuel gas and at least one bore 22 for supplying the oxygen. Such an adapter 17, in conjunction with the special nozzle, has the advantage that the nozzle, the yes four components have to be supplied, can also be arranged on devices, which do not allow direct installation because of the component connections. The bores 21, 22 in the adapter 17 are straight through only for the sake of simplicity shown, i.e. in practice these flow out or go there at the right end into ring channels, where this is required by the corresponding device channels.

Das eigentliche Überwurfhaltestück 23 für den Düsenkörper 1 ist, wie dargestellt, so gestaltet und angeordnet, daß es ebenfalls von der durchströmenden Preßluft gekühlt wird.The actual cap holder 23 for the nozzle body 1 is how shown, designed and arranged so that it is also from the flowing through Compressed air is cooled.

Die Halterung des Düsenkörpers 1 könnte natürlich auch durch das Haltestück 23 allein erfolgen, das dann adapterseitig so ausgebildet werden müßte, daß die vom Anschluß 18 einströmende Preßluft direkt in das Haltestück 23' gelangt, was ohne weiteres vorstellbar ist.The holder of the nozzle body 1 could of course also by the holding piece 23 take place alone, which would then have to be designed on the adapter side so that the Compressed air flowing in from the connection 18 passes directly into the holding piece 23 ', which is easily imaginable.

Claims

Claims: 1. Nozzle for powder spraying devices for applying low-melting points Materials, especially plastics, consisting of a nozzle body with a central Powder carrier gas channel and arranged around it, in the end face of the nozzle body discharging fuel gas mixture channel, with between the opening of the powder carrier gas channel and the fuel gas channel has an annular opening with a supply channel for formation one of the powder flow and the flame shielding the gas hose arranged is that it is not indicated that the supply resp.

the supply channels (2, 2 ') to the annular opening (3) in the connecting base part (4) the nozzle body (1) and from there in a known manner the wall of the Powder carrier gas channels (5j comprising the Aua mouth (3) continued to be arranged are and that the or the over in a known manner through in the nozzle body (1) Separately guided oxygen and fuel supply channels (6, 7,7 ') * by means of an adapter (23.23 ') attachable chargeable fuel gas mixture channels (8) in in a manner known per se arranged at most in the front half of the nozzle body (1) are.

2. Nozzle according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, that the supply channels (2) running radially in a star shape in the connection base (4) of the Nozzle body (1) are arranged.

3. Nozzle according to claim 1 and / or 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the oxygen and fuel gas supply channels (6,7 ') in one in the front half of the nozzle body (1) arranged annular slot (9) arranged opening out to which the fuel gas mixture ducts (8) are connected.

4. Nozzle according to claim 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, that the fuel gas mixture channels (8) are in alignment with the openings of reduced diameter (6 ') of the channels (6) are arranged.

5. Nozzle according to one of claims 1 to 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the nozzle body (1) consists of a central part (lo) and a Throw-on part (11) is formed, the carrier gas powder channel in the central part (lo) (5) and around these the channels (6) for the one gas component and in a flange (12) of part (lo) the channels (7) for the other gas component are arranged, the union part also provided with a correspondingly large flange (13) (11) with the formation of one arranged in the flange (12) of the central part (lo) Channels (7) also encompassing the ring channel (7 ') opening into the ring slot (9) the central part (lo) in the area of the fuel gas mixture channels emanating from the annular slot (9) (8) sealingly includes.

6. Nozzle according to one of claims 1 to 5, d a d u r c h g e k e n It is not indicated that the powder carrier gas channel (5) is in a central part (lo) arranged insert piece (14) is arranged, starting from the upper edge The opening of the channels (2) has ribs (15) which delimit the channels (2 ') and which are extended to the bottom of the annular opening (3).

7. Nozzle according to one of claims 1 to 6, d a d u r c h g e k e n It is not indicated that the cap holding piece holding the nozzle body (1) on an adapter (17) (23.23 ') encloses or contains cooling gas supply spaces,