DE3937983C2

DE3937983C2 -

Info

Publication number: DE3937983C2
Application number: DE3937983A
Authority: DE
Inventors: Joerg 7307 Aichwald De Eisenlohr; Kurt 7305 Altbach De Wenzel; Hartmut 7300 Esslingen De Frey
Original assignee: Lsg Loet- und Schweissgeraete 7307 Aichwald De GmbH
Current assignee: Lsg Loet- und Schweissgeraete 7307 Aichwald De GmbH
Priority date: 1989-11-15
Filing date: 1989-11-15
Publication date: 1993-02-18
Also published as: DE3937983A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Förderung von feinkörnigen Pulvern (Korngröße <0,5 µm), die einer Plasmaspritz- oder Plasmabehandlungseinrichtung zugeführt werden.

Bei den bisher bekannten Verfahren wird Pulver einem Gasstrom zugemischt mit der Folge, daß die Pulverpartikelchen mitgerissen werden. Eine derartige Anordnung ist beispielsweise in der Druckschrift DE 38 18 643 A1 dargestellt. Das darin beschriebene Verfahren funktioniert nur bei hoher Gasgeschwindigkeit und entsprechend hohem Gasdurchsatz, d. h. dieses Verfahren eignet sich nicht zur Beschickung, z. B. von Plasmaspritzeinrichtungen, die im Druckbereich von 10^-2 mbar bis 10 mbar betrieben werden. Außerdem werden bei dem bisherigen Verfahren auch grobe Pulveranteile mitgerissen. Ferner läßt sich eine genaue Dosierung nur dann einstellen, wenn die Pulverpartikelgröße homogen ist, was sich nur mittels mehrmaligem Siebvorgang erreichen läßt.

Die Bildung von Agglomeraten bei oberflächenaktiven Pulvern läßt sich indes bei dem bisherigen Verfahren auf diese Weise nicht verhindern.

Ein anderes Pulverfördersystem beruht auf der mechanischen Zufuhr des Pulvers aus einem Abflußbehälter in eine rotierende Tellernut (Pulverfördersystem TWIN-10-V der Plasma-Technik AG in Wohlen, Schweiz), wobei das Pulver aus der Dosiernut abgesaugt wird. Die Fördermenge wird dabei mittels der Umdrehungsgeschwindigkeit der Dosierplatte eingestellt.

Mit diesem Pulverfördersystem lassen sich indes nur Pulver bis zu einer Partikelgröße <2 µm verarbeiten, und dies auch nur, wenn die Pulver keine Neigung zur Agglomeration zeigen. Ist dies jedoch der Fall, kommt es zu einem Verkleben der Dosiernut und der Absaugvorrichtung, so daß die Dosierung nicht gleichmäßig erfolgt.

Demgegenüber liegt der hier beschriebenen Erfindung die Aufgabe zugrunde, auch Pulver mit einer Korngröße <0,5 µm einer Plasmaspritz- oder Plasmabehandlungseinheit zuführen zu können. Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruch 1 genannten Maßnahmen gelöst. Ein freifallender Pulvervorhang wird mittels eines vibrierenden Wendelförderers (6) erzeugt. Hinter dem Pulvervorhang ist eine Düsenkonfiguration derart angeordnet, daß ein daraus hervortretender Gasstrahl den Pulvervorhang auseinanderbläst und dabei den Pulverfeinstanteil aussiebt und mitzieht. Durch diese Anordnung wird das Pulver zum einen kontinuierlich ohne Drehbewegung eines Förderelements im Vakuum oder ohne Vakuum befördert, zum anderen als ein vom oberen Wendelgang zum unteren Wendelgang rieselnder Vorhang verteilt.

Da die gesamte Fördereinheit vakuumdicht oder reinstraumdicht aufgebaut ist, kommt das Pulver nur mit dem gewünschten Prozeßgas, mit dem die Plasmaspritz bzw. Plasmabehandlungseinheit betrieben wird, in Kontakt. Eine Kontaminierung durch Luftfeuchtigkeit etc. wird verhindert. Der Wendelförderer ist in der Mitte hohl, so daß man hier z. B. einen Infrarotheizstab zur Aufheizung des Wendelförderers und damit des Pulvers einbauen kann.

Um ein Verkleben von oberflächenaktiven Pulvern zu verhindern, wurde der Wendelförderer so gestaltet, daß man große Bruchstücke, z. B. von Quarzglas oder anderen abriebfesten Werkstoffen, dem Pulver beifügen kann. Da diese Bruchstücke mit dem Pulver im Wendelförderer umlaufen, bleiben die Wendelgänge stets sauber von Pulverablagerungen, d. h. ein Verstopfen der Wendel wird dadurch verhindert. Den äußeren Mantel des Wendelförderers bildet ein transparenter Zwischenring aus temperaturbeständigem Kunststoff. Damit können sowohl die Umlaufgeschwindigkeit des Pulvers als auch der Pulvervorhang selbst von außen optisch, z. B. über ein Partikelmeßgerät, überwacht und gesteuert werden.

Das Fördersystem eignet sich sowohl für kontinuierlichen als auch für diskontinuierlichen Betrieb. Durch Beschichtung der Wendeloberfläche mit einer Hartstoffschicht und der Zugabe von Mahlkörpern (Anspruch 6) unterschiedlicher Größe werden auch die Grobanteile des Pulvers kontinuierlich zermahlen, so daß kontinuierlich ein Aerosol, bestehend aus dem Gas des Gasstrahls und den darin homogen verteilten Pulverpartikelchen gleicher Größe, entsteht.

Die genaue Dosierung läßt sich über die Schwingungsamplitude und über die Schwingungsfrequenz einstellen. Die Erfindung bietet auch die Möglichkeit, Feinstpulver in röhrenförmigen Plasmabeschichtungsanlagen zu beschichten, z. B. die Möglichkeit der Beschichtung von Hartstoffpulvern mit Sinterhilfsmitteln wie SiC, wobei die Sinterhilfsmittel auch als Kornfeinungsmittel wirken können.

Claims

1. Verfahren zur Förderung von Pulvern zur Beschickung von Plasmaspritz- oder Plasmabehandlungseinrichtungen mit einem Pulver-Gasaerosol, dadurch gekennzeichnet,

- daß ein freifallender Pulvervorhang erzeugt wird, der von einem Gasstrahl auseinandergeblasen wird, wobei sich ein Aerosol bildet.

2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Förderung von Feinstpulvern mit einer Korngröße <0,5 µm zur Beschickung von Plasmaspritz- und Plasmabehandlungseinrichtungen mit einem Feinstpulveraerosol, dadurch gekennzeichnet,

- daß in einem gasdichten Gehäuse ein vibrierender Wendelförderer (6) mit senkrecht stehender Längsachse angeordnet ist, der das Feinstpulver kontinuierlich transportiert und einen freifallenden Pulvervorhang erzeugt, der vom oberen zum unteren Wendelgang rieselt,
- daß hinter dem Pulvervorhang eine höhenverstellbaren Gasdüsenkonfiguration (1) angeordnet ist, deren Gasstrahl auf den Pulvervorhang gerichtet ist und den Pulvervorhang durchströmt,
- daß das derart erzeugte Aerosol aus Feinstpulver und Gas einer Plasmaspritz- oder Plasmabehandlungseinrichtung zugeführt wird und
- daß das nicht abgeführte Feinstpulver kontinuierlich durch den Wendelförderer (6) umgewälzt wird;
- daß aus einem Vortatsbehälter kontinuierlich die Menge der dem Aerosolstrom abgezogenen Pulverpartikelchen ohne Kontakt mit der Umgebungsluft nachgefüllt wird.

3. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Pulverpartikelchen des durch den Wendelförderer (6) entstehenden Pulvervorhangs zur Desorption adsorbierter Verunreinigungen auf der Pulveroberfläche mittels Strahlung von Lasern, UV-Lampen oder Infrarotquellen behandelt werden.

4. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

- daß dem feinkörnigen Pulver 5 bis 10 mm große, scharfkantige Bruchstücke (4) aus Quarzglas oder anderen abriebfesten Werkstoffen begegeben werden, die verhindern, daß das Pulver während des Pulverumlaufs die Oberfläche der Förderwendel durch Agglomerate verklebt.

5. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Pulverdosierung mittels Regulieren der Schwingungsamplitude und mittels Regulieren der Schwingungsfrequenz des Wendelförderers (6) erfolgt.

6. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

- daß der kein Aerosol bildende Grobpulveranteil mittels beigefügten Mahlkörpern stetig zermahlen wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

- daß der Grobanteil des Pulvers abgesondert und in einem Sammelbehälter gesammelt wird.

8. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,

- daß der Feinstpulveranteil im Aerosol über ein Partikelmeßgerät (9) als Sensor und den Vibrator des Wendelförderers (6) als Aktor geregelt wird, wobei die Frequenz als Stellgröße benutzt wird.