DE652571C - Duesensystem fuer Metallspritzvorrichtungen - Google Patents

Description

Durch das deutsche Patent 589 934 sind Düsensysteme für Metallspritzapparate bekanntgeworden, deren Eigenart darin besteht, daß die Mischung des zur Unterhaltung der Schmelzflamme verwendeten Brenngases, z. B. Wasserstoff oder Acetylen, mit dem Zusatzgas, ζ. Β. Sauerstoff oder Preßluft, unter Fortfall loser Mischplatten unmittelbar innerhalb des in bekannter Weise mit drei gleichachsig gelagerten Düsen vorgesehenen Düsenhalterkörpers unter Verwendung von Rinnen vorgenommen wird, in welche die Gasanteile vom Spritzapparatengehäuse aus in gegenläufiger Richtung eintreten.

Es hat sich nun gezeigt, daß durch die Mittel, welche in dieser Patentschrift und auch in den Patentschriften 624 659 und 624 980 angegeben sind, ein gleichmäßig günstiger Gebrauch der Apparate nicht für alle zur Verfügung stehenden Brenngase ermöglicht werden kann.

Die Fortbewegungsgeschwindigkeiten der Brenngase schwanken unter sonst gleichen Umständen'außerordentlich stark. Das leichte

^5 spezifische Gewicht des Wasserstoffes z. B. bedingt nicht nur hohe Fortbewegungs-, son-, dem auch starke Zündgeschwindigkeit. Andere Brenngase, z. B. Acetylen, Leuchtgas, vor allem aber auch das in letzter Zeit vielfach in Anwendung. kommende Propangas, bewegen sich jedoch wesentlich träger fort als Wasserstoff.

Auf der andern Seite werden die sich träge fortbewegenden Brenngase vielfach dem Wasserstoff gegenüber vorgezogen, weil sie nicht nur billiger sind, sondern auch durchweg hohe Verbrennungstemperaturen aufweisen, weshalb sie in kleineren Mengen als Wasserstoff zur Bildung der Schmelzflammen benötigt werden. Das gilt besonders für das vorerwähnte Propangas.

Die Fortbewegung der trägen Brenngase, insbesondere des Propans, innerhalb der Führungsrinnen des Düsenhalterkörpers von Metallspritzapparaten hat aber zur Folge, daß das in der gegenläufigen Rinne fortbewegte Zusatzgas (Sauerstoff, Preßluft) bei einem Zusammenprallen mit dem Brenngas dessen Fortbewegung in der Führungsrinne erst recht behindert, sogar unter Umständen zurückdrängen kann, wodurch möglicherweise die Entstehung sehr explosibler Knallgasmischungen innerhalb der Zuführungskanäle oder Zuführungsschläuche begünstigt werden könnte, was bei Flammenrückschlägen zu erheblichen Gefahren führen würde, wenn man nicht durch Veränderung der Drücke der Gasanteile zueinander diesen Möglichkeiten entgegentritt. Eine derartige verschiedene Druckbemessung der Gasanteile des Brenn-

gasgemisches .ist jedoch unerwünscht, vielmehr wendet man im allgemeinen das gleiche Druckverhältnis der Gase (Brenngas und Zusatzgas) an, um ein wirtschaftliches Arbeitenzu ermöglichen. Wenn nämlich nach dem Anstecken der Schmelzflamme erst umständliche Regulierungen der Drücke der Gasanteile erforderlich werden, um ein ungestörtes Arbeiten zu erreichen und Flammenrückschläge sowie ein häufiges Erlöschen der Schmelzflamme zu vermeiden, ist eine derartige erschwerte Versuchstechnik für Industriebetriebe äußerst lästig und bedingt eine vorherige gründliche- Einschulung des Bedienungspersonals; sie erschwert auch die Bildung feinen Spritzkorns und gleichmäßiger Metallüberzüge.

Alle diese Nachteile entfallen, wenn man die einfache Vorschrift herausgibt, die Drücke so des Brenn- und Zusatzgases gleich hoch zu halten.

Von dieser Vorschrift ausgehend, hat man schon bei den bekannten Düsensystemen der eingangs erwähnten Patentschriften vorgeschlagen, die verschiedenen Fortbewegungsgeschwindigkeiten der Gasanteile innerhalb der Gasmischung dadurch auszugleichen, daß man bei ungefähr gleichem Durchgangsquerschnitt der Führungsrinnen dem spezifisch leichteren Brenngas, z. B. Wasserstoff, einen langen Führungsweg, dem- sich träger fortbewegenden und spezifisch schwereren Zusatzgas, z.B. Sauerstoff, einen kürzeren Führungsweg gab. Aber dieser Ausgleich versagte -dann, wem unter Benutzung des gleichen Mischrinnensystems, wie es für die Wasserstoff-Sauerstoff-Mischung benötigt wird, das Brenngas z. B. aus Propan bestehen würde, weil dieses gerade umgekehrte Eigenschäften zum Zusatzgas besitzt wie Wasserstoff. Beim Anstecken einer Gasmischung aus Propan und Sauerstoff wird also die Flamme durch' das sich wesentlich schneller fortbewegende Zusatzgas sofort fortgetragen und ausgelöscht, weil die nachfolgende Gasmasse zu wenig Brenngas enthält.

Erfindungsgemäß kommt man jedoch zu dem gewünschten Ziel einer universellen Anwendung des gleichen Düsen- und Mischrinnensystems für alle Bfenngasmischanteile, wenn man die in Gegenrichtung zueinander verlaufenden Führungsrinnen für das Brenn- und Zusatzgas bei gleichen Einstelldrücken so zueinander anordnet, daß die Führungsrinne für d_as Brenngas zwar einen geringeren Düsenquerschnitt erhält als diejenige für das Zusatzgas, aber letzteres, ejektorartig auf das Brenngas einwirkend, an dessen Führungsrinne herangeleitet wird.

Denn in diesem Falle gleicht das sich leichter fortbewegende Zusatzgas die Trägheit des Brenngases durch Absaugwirkung an der Treff stelle aus, wobei mengenmäßig nur kleine, aber ausreichende Anteile des trägen ■Brenngases unter Beschleunigung mitgerissen werden, während, wenn das Brenngas spezifisch leicht ist und sich lebhaft fortbewegt, die Engigkeit des Rinnenquerschnitts einem übermäßig großen Eintritt desselben in das sich träger zum Brenngas fortbewegende Zusatzgas entgegenwirkt.

Diesen Ausgleich kann man noch begünstigen, wenn man erstens die Führungsrinne für das Brenngas länger als für das Zusatzgas bemißt und zweitens der Rinne, welche das Gasgemisch fortleitet, einen größeren Querschnitt gibt, als er für die beiden Einzelrinnen der Gasanteile benötigt wird. In der dem Querschnitt nach geräumigeren Rinne für das Mischgas hält sich das letztere bei der Fortbewegung langer auf und veranlaßt dadurch auch eine innigere Mischung der beiden Gasanteile.

In den Fig. 1 bis 3 der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäß gestalteten Düsensystems dargestellt, und zwar zeigt

Fig. ι einen Längsschnitt durch das Düsensystem,

Fig. 2 eine Stirnansicht auf die hintere, der Vorderwand des Apparatengehäuses gasdicht anliegende Schlifffläche des Düsenhalterkörpers. und

Fig. 3 eine Stirnansicht auf die Vorderansicht des Düsenhalterkörpers.

Wie bei dem Düsensystem nach Patent 589 934 besteht das dargestellte Ausführungsbeispiel aus drei gleichachsig verlaufenden Düsen, einer inneren, zur Führung des drahtförmigen Spritzgutes dienenden einteiligen Düse 23, einer die letztere umgebenden ein- oder zweiteiligen Mittel düse 21 und einer um die Mitteldüse gelegten zweiteiligen Außendüse 25, 2$_a. Alle diese gleichachsig verlaufenden Düsen sind in bekannter Weise am Düsenhalterkörper 8 angeschraubt, der einerseits mittels eines am rückwärtigen Ende "mit Gewindegängen versehenen Rohrstutzens i8_a die Vorderwand 3_a des Spritzapparatengehäuses 3 durchsetzt und mittels 'einer auf no das Gewinde des -Stutzens i8_a aufgeschraubten Mutter r 8 am Apparatengehäuse festgehalten wird.

In die Schliffspiegelfläche 8_C des Düsenhalterkörpers 8 sind nun zwei Rinnen 36, 3O₀ eingelassen, die in ihrem Gegenverlauf einen Halbkreis von gleichem Radius bilden. An die Enden dieser Halbkreisringe schließen sich radial verlaufende, nach der Achslinie des Düsenhalterkörpers 8 gerichtete Ausläufer an, welcher sackgassenartig in zylindrische oder konische Vertiefungen 36_ft der Schliff-

Spiegelfläche 8_t. des Düsenhalterkörpers 8 ausmünden.

Der zur Führung des Brenngases dienenden Rinne 36 wird das letztere an der rechten \^rertiefungsstelle 36^ der Schliffspiegelfläche durch einen Winkelkanal 6, 7 innerhalb der Gehäusewand 3_a mittels eines Rohrstutzens 5 zugeführt, welcher dem mit Küken 4 versehenen Hahngehäuse in der Vorderwand 3_ß vorgelagert ist. Durch einen zweiten Rohrstutzen 5_fl, der in gleicher Weise durch das Hahnküken 4 beeinflußt wird, wird Sauerstoff oder Preßluft mittels der Winkelkanäle 6_ß, 7a in der Appiaratenwand 3« an die Vertiefung der Rinne 2>6_a des Düsenhalterkörpers 8 herangeführt. Ein dritter Rohrstutzen 5j führt durch einen Kanal 26 und Ouerkanäle 26_a das Zerstäubungsgas in den Raum zwischen den Düsen 21 bis 25, 2ζ_α. Die Rinne 36 für das Brenngas hat geringeren Querschnitt als die Rinne 3O₀ für den Sauerstoff oder die Preßluft; auch besitzt die Rinne 36 eine größere Länge als die Rinne 36_a. In die Auftreffstelle 35 mündet tangential eine dritte Rinne 34 ein, welche ebenfalls bogenförmig verläuft. Sie endet andererseits in einen den Düsenhalterkörper 8 durchsetzenden Ouerkanal 37. Die Rinne 34 dient zur Führung des Mischgases, bestehend aus den Gasanteilen, welche durch die beiden Rinnen 36, 3O₀ herangeführt werden.

Das Zusatzgas (Sauerstoff-Preßluft) reißt bei seinem Übertritt in den Mischkanal 34, welcher eine größere Tiefe besitzt als die Rinnentiefen $6, 36^ durch Absaugewirkung Teilmengen des ihm an der Stelle 35 entgegenströmenden Brenngases mit sich, vermischt sich mit diesen Teilmengen in 34 und 37 und tritt dann als Fertiggemisch auf die Vorderfläche 8_a des Düsenhalterkörpers 8 in den Raum zwischen die Düsen 21 bis 23. Damit dieser Raum gleichmäßig von dem Mischgas beaufschlagt wird, empfiehlt es sich, den Ouerkanal 37 durch mehrere schräg von ihm abzweigende Kanäle 38 strahlenartig zu der Fläche 8„ ausmünden zu lassen.

Dadurch daß dem Mischkanal 34 ein größerer Querschnitt gegeben wird als den Rinnen 36, 3O₀, findet das Gasgemisch innerhalb der Rinne 34 nur geringen Reibungswiderstand vor, wodurch sicih das Gasgemisch verhältnismäßig langsam in der Rinne 34 fortbewegt und schon vor dem Eintritt in die Bohrungen 37, 38 gut durchmischt ist.

Claims (4)

Patentansprüche':

1. Düsensystem für Metallspritzvorrichtungen, nach Patent 589 934 mit in Gegenrichtung zueinander verlaufenden Rinnen zur Führung der Gasanteile für das der Unterhaltung der Schmelzflamme dienende Gasgemisch, dadurch gekennzeichnet,- daß die das Zusatzgas (Sauerstoff-Preßluft) führende Rinne (36,,) so an die das Brenngas führende Rinne (36) geführt wird, daß an der Vereinigungsstelle beider Rinnen die eine Rinne (36,,) injektorartig wirkt und daß von der Vereinigungsstelle eine gemeinsame Rinne (34) über in bekannter Weise vorgesehene Ouerkanäle (37) zum Düsenhalterkörper (8) führt.

2. Düsensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der lichte Querschnitt der zur Führung des Brenngases dienenden Rinne (36) ein geringerer ist als derjenige der Rinne (36_a) zur Führung des Zusatzgases und der Querschnitt der die Gasmischung führenden Rinne (34) etwa der Summe der Querschnitte beider Rinnenläufe zur Führung der Einzelgase entspricht.

3. Düsensystem nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftreffstelle (35) an einem solchen Punkt einer nach dem gleichen Krümmungshalbmesser geformten halbkreisförmigen Rinnenflächen (36, 36_a) liegt, daß für das Brenngas ein längerer Führungsweg vorgeschrieben ist als für das Zusatzgas.

4. Düsensystem nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinne (34) zur Führung des Mischgases bogenförmigen Verlauf besitzt und- in einen Ouerkanal (37) einmündet, der sich in eine Mehrzahl schräg zu ihm verlaufender, auf der Vorderfläche des Düsenhalterkörpers ausmündender Zweigkanäle (38) spaltet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen