DE69926549T2

DE69926549T2 - Detonationspistole mit hoher frequenz und hoher effizienz

Info

Publication number: DE69926549T2
Application number: DE69926549T
Authority: DE
Inventors: Georgy Yur'evich Barykin; Inaki Fagoaga Altuna
Original assignee: Praxair Surface Technologies Espana SA
Current assignee: Praxair Surface Technologies Espana SA
Priority date: 1999-10-28
Filing date: 1999-10-28
Publication date: 2006-08-10
Anticipated expiration: 2019-10-29
Also published as: EP1228809A1; US20020130201A1; US6745951B2; JP2003512172A; WO2001030506A1; DE69926549D1; EP1228809B1; AU1047100A; EP1228809B9; ATE301004T1; CA2388618C; CA2388618A1; ES2247832T3; AU778971B2

Description

Gegenstand der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Sprühpistole von der Art, wie sie im Bereich des industriellen thermischen Sprühens zum Erhalten von Beschichtungen verwendet wird, und insbesondere bei Detonationssprühtechnologien.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine neuartige Detonationspistole bereitzustellen, die eine größere Produktivität als vorhandene Detonationspistolen aufweist, während stabile und kontinuierliche, optimale Sprühbedingungen bei jedem einzelnen Ausstoßzyklus beibehalten werden. Im Verhältnis zu Detonationsvorrichtungen aus dem Stand der Technik ermöglicht diese Pistole, daß die Ausstoßfrequenz vergrößert wird, zusammen mit der Menge von Pulver und Zuführungsgasen, und in Folge davon der Menge von Beschichtungspulver, die je Zeiteinheit abgelagert wird, wobei ein optimales Qualitätsniveau aufrechterhalten wird, welches charakteristisch ist für eine Beschichtung, die mittels Detonationstechnologien erzeugt wird.
Zu diesem Zweck wird ein neuartiges Gaszuführungssystem vorgeschlagen, in einer neuartigen Explosionskammer, welches die Möglichkeit schafft, daß die Arbeitsfrequenz der Pistole vergrößert wird, so daß es möglich wird, die optimierten Charakteristika einer jeden Explosion stabil und konstant zu halten, auch bei hohen Frequenzen, und ein neuartiges System zum Zuführen von Produkten in die Trommel, welches es ermöglicht, daß das verteilte Einspritzen von Produkten an einem beliebigen Punkt innerhalb der Trommel eine Vergrößerung der Menge von Pulver erzielt, das in die Trommel eingespritzt wird, und die Beschränkungen reduziert, die mit einer Versperrung von Zuführungsleitungen verbunden sind, zusammen mit einer großen Flexibilität im Betrieb, dadurch daß man in der Lage ist, den Einspritzpunkt auszuwählen.
Das System zum Zuführen in die Trommel ist zusätzlich zu dem Beschichtungspulver auch zweckmäßig, um andere Produkte einzuleiten, die den thermischen Sprühvorgang beeinflussen können, so daß auf diese Weise eine große Flexibilität ermöglicht wird, wenn die Betriebsparameter modifiziert werden, dadurch daß man in der Lage ist, die Charakteristika der erzeugten Explosionen zu modifizieren und die Beschichtungen, die auf diese Weise erhalten werden, zu verbessern und zu optimieren.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte Leistung der Pistole zu erzielen, auf der Grundlage, daß die Gase, die in dem explosiven Prozeß erzeugt werden, thermisch isoliert werden in Bezug auf die gekühlte Trommelwand, um eine bessere Ausnutzung der Energie zu erhalten, die durch diese Gase transportiert wird, mit einem daraus resultierenden Anstieg in der Leistungsfähigkeit und dem Wirkungsgrad der Pistole.
Hintergrund der Erfindung
Gegenwärtig verfügbare Detonationssprühtechnologien werden im wesentlichen für die Aufbringung von Beschichtungen auf Teile eingesetzt, die starken Einflüssen von Verschleiß, Hitze oder Korrosion ausgesetzt sind, und die grundlegend auf der Verwendung von thermischer und kinetischer Energie beruhen, die durch die Explosion einer gasförmigen Mischung erzeugt wird, um ein pulverförmiges Beschichtungsmaterial auf diesen Teilen abzulagern.
Die Beschichtungsmaterialien, die üblicherweise bei Detonationssprühprozessen verwendet werden, sind beispielsweise metallische Pulver, Metallkeramiken und Keramiken usw., und sie werden aufgebracht, um die Widerstandsfähigkeit gegenüber Verschleiß, Erosion, Korrosion zu verbessern, und auch als thermische Isolatoren oder als elektrische Isolatoren oder als Leiter, neben anderen Anwendungen, wie sie in der Literatur beschrieben sind.
Das Detonationssprühen wird mit Sprühpistolen ausgeführt, die im wesentlichen aus einer rohrförmigen Explosionskammer bestehen, bei der ein Ende geschlossen und das andere Ende offen ist, und mit der eine Trommel, die ebenfalls rohrförmig ist, verbunden ist. Die explosiven Gase werden ins Innere der Explosionskammer eingespritzt oder eingedüst, und eine Zündung der gasförmigen Mischung wird mit Hilfe einer Zündkerze hervorgerufen, die eine Explosion und in Folge davon eine Schock- oder Druckwelle hervorruft, die während ihrer Ausbreitung innerhalb der Trommel Überschallgeschwindigkeiten erreicht, bis sie das offene Ende erreicht. Ein derartiges Detonationssprühen ist aus der US-A-3 004 822 bekannt.
Die pulverförmigen Beschichtungsmaterialien werden üblicherweise in Kontakt mit der explosiven Mischung ins Innere der Trommel eingedüst, so daß sie durch die sich ausbreitende Schockwelle und durch die Mischung von gasförmigen Produkten aus der Explosion mitbewegt werden, wobei sie am Ende der Trommel ausgestoßen werden und auf einem Substrat oder einem Teil, daß vor der Trommel angeordnet worden ist, abgelagert werden. Dieser Aufprall der Beschichtungspulver auf dem Substrat erzeugt eine Beschichtung mit hoher Dichte und mit hohen Graden an interner Kohäsion und Adhäsion an dem Substrat. Dieser Vorgang wird auf zyklische Weise wiederholt, bis das Teil in der gewünschten Weise beschichtet ist.
Bei herkömmlichem Detonationssprühvorrichtungen werden die Gase, die für die Erzeugung des explosiven Vorgangs verwendet werden, in einer separaten Kammer vor der Explosionskammer gemischt, die dann durch eine homogene Mischung von Gasen bei jedem explosiven Zyklus versorgt wird. In herkömmlicher Weise ist diese Vormischkammer aus Gründen der Sicherheit während der explosiven Phase von der Explosionskammer isoliert, und zwar durch die Verwendung von Ventilen in einer oder mehreren Gasleitungen, ohne und mit Einleitung eines inerten Gases zwischen zwei aufeinanderfolgenden Explosionen.
Bei anderen, weiter fortgeschrittenen Bauarten von Detonationsgeräten, die durch den Anmelder in der PCT US 96/20160 vorgestellt worden sind, wird diese Isolierung zwischen den Vormisch- und Explosionskammern durch die Verwendung von dynamischen Ventilen erreicht, was bedeutet, daß diese keinerlei beweglichen Teile haben, so daß auf diese Weise die inhärenten Nachteile der vorstehend genannten mechanischen Systeme überwunden werden. Bei diesen Vorrichtungen wird allerdings weiterhin eine Vormischkammer verwendet, um die Gaszusammensetzung zu homogenisieren, mit der die Explosionskammer versorgt wird.
In neuerer Zeit hat der gleiche Anmelder eine Bauart von Detonationssprühgeräten entwickelt, die in der PCT ES 97/000223 beschrieben sind, mit einem Gasinjektionssystem, bei dem keine mechanischen Ventile oder Systeme verwendet werden, um die Gaszuführung abzusperren, und welches zusätzlich den zugeführten Gasen ermöglicht, unmittelbar und getrennt zu der Explosionskammer zugeführt zu werden, durch eine Reihe von unabhängigen Durchlässen, wobei jeder Durchlaß aus einer Expansionskammer und einer großen Anzahl von Verteilleitungen mit einem reduzierten Querschnitt und/oder mit einer großen Länge aufgebaut ist. Dies führt zu einem System ohne irgendwelche beweglichen mechanischen Teile und/oder eine Vormischkammer. Bei dieser Vorrichtung steht die Expansionskammer für jeden Durchlaß in direkter Kommunikation mit der entsprechenden Zuführungsleitung, während die Verteilleitungen in geeigneter Weise angeordnet sind, so daß mehrere Gasinjektionspunkte auf der inneren Oberfläche der Explosionskammer münden, wodurch eine kontinuierliche und getrennte Zuführung an mehreren Punkten erreicht wird, wodurch garantiert ist, daß die brennbare Mischung unmittelbar und in einer homogenen Weise erzeugt wird, über die gesamte Explosionskammer hinweg, vor jeder einzelnen Zündung und mit einem ausreichenden Strom, um die Kammer in jedem Detonationszyklus zu füllen.
Auf der anderen Seite ist in der Anmeldung PCT ES 98/00015, die ebenfalls auf den gleichen Anmelder zurückgeht, ein Pulverinjektionssystem für eine Detonationssprühpistole beschrieben, bestehend aus einer Dosierungskammer, die unmittelbar durch eine kontinuierliche Pulverzuführung von herkömmlicher Bauart versorgt wird, die mit der Trommel mit Hilfe einer direkten Leitung in Verbindung steht. Auf diese Weise geht der Druck, der durch die Explosion erzeugt wird und der sich entlang der Trommel ausbreitet, durch die Verbindungsleitung hindurch und erfährt eine plötzliche Expansion beim Erreichen der Dosierungskammer, wodurch die Pulverzuführung aus der kontinuierlichen Zuführung unterbrochen wird und eine vollständige Fluidisierung des Pulvers in der Dosierungskammer hervorgerufen wird. Das fluidisierte Pulver wird durch den Sog in Richtung auf die Trommel transportiert, wo die Druckwelle, die in einem neuen Explosionszyklus erzeugt wird, dieses nach draußen mitnimmt und es auf der Oberfläche, die beschichtet werden soll, ablagert.
Die Detonationspistolen nach der beschriebenen Bauart erzeugen Beschichtungen von ausgezeichneter Qualität, aber sie weisen insoweit eine Beschränkung auf, als die Menge des Pulvers, das je Zeiteinheit abgelagert werden kann, begrenzt ist. Dies liegt an der Tatsache, daß bei einer Detonationspistole mit einer bestimmten Größe die optimale Menge des Pulvers, die während jeder einzelnen Explosion verarbeitet werden kann, dadurch begrenzt ist, daß ein maximales Volumen einer optimierten gasförmigen Mischung vorhanden ist, das in jeder einzelnen Explosion verarbeitet werden kann und in der Lage ist, die richtigen Eigenschaften des tatsächlichen explosiven Vorgangs selbst zu erzeugen. Eine Vergrößerung des gasförmigen Volumens, das mit jeder Explosion in Zusammenhang steht, über dieses maximale Volumen einer optimalen Mischung hinaus, bewirkt nicht unmittelbar eine Verbesserung des explosiven Prozesses eines jeden Zyklus, so daß eine Vergrößerung der Menge an Pulver, die je Zeiteinheit abgelagert wird, nicht so sehr deshalb erhalten wird, weil die Menge des Pulvers, das in jeder Explosion verarbeitet wird, vergrößert wird, sondern als eine Folge der Vergrößerung der Ausstoßfrequenz, während optimale explosive Eigenschaften eines jeden Zyklus in allen Fällen garantiert werden.
Auf der anderen Seite erfordert die Wiederholung des explosiven Zyklus mit hohen Frequenzen und die Erzeugung von Explosionen mit Eigenschaften, die denen äquivalent sind, die bei niedrigeren Frequenzen erhalten werden, auch größere Gasströme, um zu garantieren, daß bei jeder Explosion konstante Gasvolumina vorhanden sind. Die Anwendung von solchen Vergrößerungen bei den Gasströmungen und bei den Ausstoßfrequenzen in den weiter oben beschriebenen Geräten führt zu einer Vergrößerung der Leistung der Pistole und zu einer Vergrößerung des Drucks der Gasversorgung mit einer Beschleunigung in den Einspritz- und Gasmischungsvorgängen innerhalb der Explosionskammer, was große Probleme bei der Aufrechterhaltung des eigentlichen zyklischen Detonationsprozesses an sich zur Folge hat, was zu kontinuierlichen Verbrennungsvorgängen führt und den Sprühvorgang mit diesen Geräten unmöglich macht. Weiter im einzelnen macht eine Vergrößerung der Leistung der Pistole und folglich der Temperatur des Gasinjektionssystems die Kühlung der Gase, die in einem explosiven Zyklus erzeugt werden, schwieriger, wobei diese, während sie durch die Leitungen des Injektionssystems zurücklaufen, die zyklische Unterbrechung der Zuführung von Oxidationsmittel und Brennstoff zu der Kammer ermöglichen.
Bei der Vorrichtung, die in der PCT ES97/00223 beschrieben ist, wirken die Gase bei ihrem Rücklauf zu der Explosionskammer als eine isolierende Sperre zwischen den Gasen, die in dem vorherigen explosiven Zyklus erzeugt worden waren, und der neuen Gasmischung, die in der Explosionskammer gebildet worden ist, so daß eine Selbstzündung vermieden wird. Die Funktion dieses Mechanismus bei hohen Frequenzen wird allerdings durch einen Anstieg der Temperatur der Explosionskammer erschwert, eine Reduktion in dem Volumen der zurücklaufenden Gase, die als eine isolierende Sperre wirken, und deren schnelle Rückkehr zu der Explosionskammer, als ein Ergebnis des größeren Drucks in den Zuführungsleitungen. Bei den weiter oben geschriebenen Detonationsvorrichtungen führt dies zu einer Selbstzündung der verbrennbaren Mischung und zur Bildung eines kontinuierlichen Verbrennungsvorgangs.
Bei gegenwärtig vorhandenen Detonationspistolen, wie sie in diesem Abschnitt beschrieben worden sind, besteht eine zusätzliche Beschränkung, die ihre Ursache in den Bauarten von verwendeten Pulverzuführungen hat, da diese die korrekte Fluidität des Pulvers bei hohen Zuführungsgeschwindigkeiten nicht sicherstellen können. In diesem Sinne wird deutlich, daß bei aktuellen Konstruktionen erhebliche Probleme im Zusammenhang mit Verstopfung und Wandablagerungen auf den Zuführungsleitungen oberhalb einer bestimmten Menge von eingespritztem Pulver vorhanden sind, wobei dies einen kontinuierlichen und stabilen Betrieb sehr schwierig macht. Die Ursache hierfür ist im wesentlichen in den geometrischen Aspekten der Pulvereinspritzvorrichtungen und/oder in thermischen Aspekten im Zusammenhang mit dem explosiven Prozeß zu sehen. Bei der Einspritzvorrichtung, die in der PCT ES98/00015 desselben Anmelders beschrieben ist, wird das Pulver in die Trommel durch eine einzelne Öffnung eingeleitet und dann durch die heißen Gase, die in dem explosiven Zyklus erzeugt werden, mitgenommen. Jegliche Vergrößerungen in der Menge von Pulver, Gasen und in der Betriebsfrequenz, um die Produktivität des Sprühvorgangs zu erhöhen, stoßen nach kurzem gegen eine Grenze in den Zuführungsvorrichtungen, so wie dies vorstehend ausgeführt worden ist, da als eine Folge der Ansammlung von Material in einem lokalisierten Bereich und der Erhöhung der Temperatur der Gase, die mit dem Pulver in dem Injektor zusammenwirken, Verstopfungen und Ablagerungsprobleme erzeugt werden, so wie vorstehend ausgeführt worden ist.
Auf der anderen Seite sind Sprühtechnologien bekannt, unter der Bezeichnung HVOF, bei denen keine zyklischen Explosionen erzeugt werden, sondern eine kontinuierliche Verbrennung, die zur Bildung einer Überschallströmung von heißen Gasen genutzt wird, die dann auch in dem thermischen Sprühprozeß eingesetzt werden, wobei in diesem Falle sehr große Gasströmungsraten benötigt werden, um diese erforderliche Strömungsrate bei Überschall beizubehalten, um Beschichtungen mit einer guten technischen Qualität zu erhalten.
Aufgrund der kontinuierlichen Natur des HVOF-Prozesses weisen die stärker weiterentwickelten Konstruktionen von HVOF-Pistolen eine Kapazität zur Verarbeitung von Pulver je Zeiteinheit auf, die das übersteigt, was mit herkömmlichen Detonationssprühsystemen erzielt werden konnte, obwohl sie immer noch ähnliche Probleme bei der Einspritzung von Pulver und mit Verstopfungen und Ablagerungen innerhalb der Sprühdüsen aufweisen.
Allerdings führt der niedrigere thermodynamische Wirkungsgrad des kontinuierlichen Verbrennungsvorgangs im Vergleich zu den explosiven Prozessen, gepulste oder zyklische Verbrennung, zu der Tatsache, daß die Mengen an Gasen und Pulver, die benötigt werden, um die gleiche Menge an Pulver abzulagern, bei den HVOF-Systemen größer sind, was zu einer niedrigeren Leistungsfähigkeit bei der Ausnutzung von Ressourcen und zum Auftreten von zusätzlichen betrieblichen Problemen führt, als Folge der hohen Arbeitsleistungen, die in den HVOF-Systemen mit großer Verarbeitungsleistung verwendet werden.
Es ist aus diesem Grunde wünschenswert, über eine Sprühpistole zu verfügen, bei der ein gepulster explosiver Prozeß verwendet wird, mit einem großen thermodynamischen Wirkungsgrad bei der Nutzung von Gasen und Ausgangsmaterialien, wobei eine erhebliche Vergrößerung der Menge an Pulver möglich sein sollte, die je Zeiteinheit verarbeitet wird, und wobei die typischen Merkmale der Beschichtung, die durch die Detonationstechnologien erzeugt wird, beibehalten werden sollte.
Beschreibung der Erfindung
Die Detonationssprühpistole nach der vorliegenden Erfindung ermöglicht ein Arbeiten mit höheren Frequenzen als die, mit denen bei gegenwärtig vorhandenen Vorrichtungen gearbeitet wird, mit einem großen Volumen an Pulverzuführung, wobei größere Ablagerungsgeschwindigkeiten erzielt werden, selbst wenn man sie mit denen vergleicht, die bei aktuellen kontinuierlichen Verbrennungsvorrichtungen vom Typ HVOF erhalten werden, wobei aber der höhere thermodynamische Wirkungsgrad des explosiven Prozesses in der Nutzung von Gasen und Ausgangsmaterialien beibehalten wird, was zu einer größeren Produktivität führen wird.
Das vorliegend beschriebene Detonationssprühsystem basiert auf der Erzeugung von explosiven gasförmigen Mischungen von unterschiedlichen Zusammensetzungen in unterschiedlichen Zonen der Kammerzone, welches auf eine spezifische Konstruktion der Gasinjektoren und der Explosionskammer zurückzuführen ist, wobei dynamische Ventile und eine direkte, getrennte Injektion für Brennstoff und Oxidationsmittel verwendet werden, ohne daß diese beiden vor der Explosionskammer selbst vorgemischt werden.
Um die Pistole in die Lage zu versetzen, bei hohen Frequenzen mit großen Volumina von Gas je Explosion zu arbeiten, ist als erstes geplant worden, daß die Gaszuführung zu der Explosionskammer über mehrere Punkte erfolgen sollte, die über die Explosionskammer hinweg räumlich verteilt angeordnet sind, so daß gasförmige Mischungen mit lokal unterschiedlichen Zusammensetzungen in den unterschiedlichen Zonen innerhalb dieser Kammer erzeugt werden, was die Möglichkeit schafft, daß Explosionen mit größerer Energie bei höheren Frequenzen und unter Beibehaltung eines stabilen zyklischen Betriebs erzeugt werden.
Im Inneren der Explosionskammer ist unmittelbar vor den Öffnungen, die für die Zufuhr von Oxidationsmittel verwendet werden, ein Vorsprung oder eine Rippe auf dem inneren Umfang vorhanden, die eine Einschnürung des inneren Durchmessers der Explosionskammer bildet, wodurch ein ringförmiges Volumen gebildet wird, zu dem ausschließlich Brennstoff über mehrere Verteiler, die in der hintersten Zone der Explosionskammer angeordnet sind, zugeführt wird. Dieses erzwungene Volumen begünstigt einen thermischen Austausch der Gase, die in der Explosion erzeugt werden, mit der gekühlten Kammerwand und ermöglicht auch eine Vergrößerung in dem Gasvolumen, das als eine isolierende Sperre zwischen den Gasen wirkt, die in zwei aufeinanderfolgenden explosiven Zyklen beteiligt sind, und vereinfacht auf diese Weise die Beibehaltung des gepulsten Prozesses unter den Bedingungen, die durch die hohen Gasströmungsraten und die hohen Frequenzen vorgegeben werden, die das Ziel des vorliegenden Patents sind.
In Übereinstimmung mit diesem Betriebsschema, nach jeder einzelnen Zündung der Zündkerze, kehrt die Ausbreitung einer Schock- und Temperaturwelle, die durch den explosiven Prozeß erzeugt wird, zu dem genannten erzwungenen ringförmigen Volumen zurück, wodurch die Verbrennung und der Zerfall des Brennstoffs, der in diesem Volumen vorhanden ist, erzeugt wird, zusammen mit einem Überdruck, der eine Unterbrechung der Versorgungszufuhr an Brennstoff und sogar die Durchdringung der Verbrennungsprodukte über die Verteilleitungen erzeugt. Die hohen Gasströmungsraten, die benötigt werden, damit bei hohen Frequenzen gearbeitet werden kann, haben zur Folge, daß dieser letztgenannte Faktor reduziert wird, so daß neuer Brennstoff in der Lage ist, schnell über die Verteilleitungen in die Explosionskammer einzudringen, wobei dieser Effekt allerdings durch das Vorhandensein dieses erzwungenen ringförmigen Volumens in der Explosionskammer kompensiert wird, dessen Inhalt an Verbrennungsprodukten eine ausreichende Menge an Gas erzeugt, um als eine isolierende Sperre zwischen den heißen Gasen, die ihre Ursache in der vorangegangenen Explosion haben, und den neuen Gasen zu wirken, die zu der Explosionskammer zugeführt werden.
Die Zuführung von Oxidationsmittel beginnt in den Zonen, die sich am nächsten an dem Punkt der Zündung (Zündkerze) befinden, um eine lokale Mischung zu erzeugen, die arm an Sauerstoff ist, wobei eine Injektion in dieser Zone von einem Maximum von 25% des gesamten Volumens durchgeführt wird, das in jedem Zyklus zugeführt wird, zusammen mit der Injektion der Gesamtheit des Brennstoffs, der in die Explosionskammer zugeführt wird.
Der verbleibende Teil des Oxidationsmittels wird in die Explosionskammer in weiter vorn befindlichen Positionen, näher zu der rohrförmigen Trommel, zugeführt, so daß die Verbrennungsfront, die bei jeder Zündung durch die Zündkerze erzeugt wird, mit Mischungen zusammentrifft, die reicher an Oxidationsmittel sind, während sie entlang der Explosionskammer voranschreitet, während sie an Geschwindigkeit und Energie zunimmt, wobei sie sehr energievolle Explosionen erzeugt, die sich für die Erzeugung von Beschichtungen in hoher Qualität eignen.
Auf diese Weise ist es möglich, innerhalb des gleichen Kammervolumens und für den gleichen explosiven Zyklus Zonen mit größerer und kleinerer Energie zu erzeugen. Mehr im einzelnen begünstigt die neuartige Konstruktion der Explosionskammer und des Gasinjektionssystems die Zuführung von Energie in die Zone, die näher an der Injektion des Oxidationsmittels liegt, und reduziert zur gleichen Zeit die Energie der Explosion in dem hintersten Bereich der Explosionskammer, so daß auf diese Weise die Effizienz des Injektionssystems zum Kühlen der Gase, die die sich zurückbewegende Druckwelle begleiteten, vergrößert wird, und die Kontinuität des zyklischen Detonationsprozesses bei höheren Frequenzen als bei den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen begünstigt wird.
In Übereinstimmung mit einer bevorzugten Konstruktion ist der Injektor für Oxidationsmittel konzentrisch zu und innerhalb der Explosionskammer angeordnet, und er weist eine Verlängerung an einem Ende auf, die sich praktisch bis zu der Trommel der Pistole erstreckt, wobei diese Verlängerung eine Reihe von Öffnungen umfaßt, die schräg in Bezug auf die Trommel der Pistole angeordnet sind, für die Injektion von Oxidationsmittel an dieser weit vorn angeordneten Stelle in der Explosionskammer.
Eine zweite Charakteristik der Pistole, die den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet, bezieht sich auf die Eingliederung eines Systems zum Zuführen von Produkten an einem beliebigen Punkt der Trommel, ein System, welches dann, wenn es für die Injektion von Beschichtungspulver verwendet wird, eine Vergrößerung der Menge des Pulvers ermöglicht, das der Pistole je Zeiteinheit zugeführt wird, und somit der Menge an Pulver, die auf dem Substrat je Zeiteinheit abgelagert wird, wodurch auch die Produktivität der Pistole vergrößert wird.
Aus diesem Grunde weist die Trommel eine ringförmige Kammer an einem zwischengeordneten Punkt der Trommel auf, unterstützt durch einen oder mehrere Einlässe zum Zuführen von Material, so daß das Produkt, das durch diese zugeführt wird, das Innere der Trommel mit einer ringförmigen Verteilung erreicht, wodurch eine gute Mischung mit den Gasen erzielt wird, die sich in der Trommel befinden, und die Bildung von hohen Konzentrationen von Material in besonderen Zonen vermieden wird, was gerade bei herkömmlichen Injektoren auftritt, die aus radialen Öffnungen bestehen.
Die Verwendung einer solchen Bauart von Zuführungsleitungen für die Injektion des Beschichtungspulvers ermöglicht eine gute Verteilung des Pulvers, da es, anstelle durch einen einzelnen Punkt in die Trommel einzutreten, dies durch die ringförmige Kammer und als Folge davon in einer stärker homogen verteilten Art und Weise tut, wodurch die volumetrische Dichte an Pulver, das je Flächeneinheit injiziert wird, reduziert wird, wodurch die Probleme von Blockagen vermindert werden, aber wodurch zusätzlich die Möglichkeit geschaffen wird, daß eine größere Menge an Pulver in die Pistole eingeleitet wird.
In Übereinstimmung mit einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung ist für die genannte ringförmige Kammer vorgesehen worden, daß diese die Form eines Flanschs annimmt, der die Kammer in zwei Segmente unterteilt, um die Möglichkeit zu schaffen, daß der Flansch für eine Wartung der Injektionsleitung demontiert wird, und wobei der vordere Teil der Trommel der Austrittsmündung entspricht, um diesen gegen einen auszutauschen, der unterschiedliche Merkmale aufweist, so daß ein und dieselbe Pistole mehrere Konfigurationen aufweisen kann, einschließlich unterschiedliche Längen, was Beschichtungen mit unterschiedlichen Materialien ermöglicht, bei denen eine größere oder eine kleinere thermische und/oder kinetische Energie erforderlich ist und von daher eine längere oder kürzere Trommel.
In einer ähnlichen Weise ist es ferner möglich, Segmente der Trommel zu verbinden, die unterschiedliche Durchmesser aufweisen, gemäß dem Typ des verwendeten Beschichtungspulvers oder gemäß den speziellen Merkmalen des tatsächlichen Prozesses oder der Anwendung.
Es ist auch geplant worden, daß der Flansch, in dem der ringförmige Injektor aufgenommen ist, mit der Pistole mit Hilfe einer Vorrichtung gekoppelt ist, die zuläßt, daß der Abstand zwischen dem Flansch und der Trommel verändert werden kann, um den Zutritt von externer Luft zwischen den beiden Teilen zu ermöglichen, und auch um ein Teil unabhängig von dem anderen auszubilden, so daß bei bestimmten Anlässen die Leistungsfähigkeit und die Arbeitsergebnisse der Pistole verbessert werden können.
In Übereinstimmung mit einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung ist auch ins Auge gefaßt worden, daß der Flansch eine zweite ringförmige Kammer aufweist, die mit entsprechenden Einlässen für zuzuführendes Material versehen ist und die zum Inneren der Trommel und der Kammer mündet, um die Injektion eines Produkts mit den gleichen oder mit anderen Merkmalen gegenüber dem, das über die Hauptkammer eingeleitet wird, zu ermöglichen. Insbesondere ist es möglich, Pulver von unterschiedlichen Arten einzuleiten oder die Zuführung von Pulver entlang der Länge der Trommel zu verteilen, wodurch die Möglichkeit geschaffen wird, eine größere Vielseitigkeit in der Zusammensetzung der erhaltenen Beschichtungen zu erzielen.
Es ist ferner auch möglich, das genannte ringförmige Zuführungssystem für die Injektion von aktiven Gasen zu nutzen, auf eine solche Weise, daß es möglich ist, die Art der Mischung, die den explosiven Prozeß konditioniert, lokal zu modifizieren, so daß diese aktiven Gase beispielsweise die energetischen Eigenschaften des eigentlichen Sprühvorgangs selbst modifizieren, wobei die Temperaturen und Geschwindigkeiten modifiziert werden, die auf die gesprühten Partikel wirken bzw. die diese haben, oder sie können auch eine thermochemische Umgebung schaffen, die die reaktive Interaktion zwischen diesen Gasen und den Partikeln, die abgelagert werden sollen, konditioniert, oder auch die Synthese der Materialien hervorruft, die während des Sprühvorgangs abgelagert werden.
Selbstverständlich kann es sich bei dem beschriebenen ringförmigen Injektor um eine einfache, doppelte oder mehrfache Bauart handeln, bei der ein oder mehrere Einlässe zum Zuführen von Produkten vorhanden sind, und ein oder mehrere Injektoren von dieser Art können entlang der Trommel verteilt angeordnet sein.
Daher ist es aufgrund des vorgeschlagenen Zuführungssystems möglich, die Arbeitsbedingungen der Pistole nach Belieben zu modifizieren, da es möglich ist, alle Arten von Produkten zu injizieren, die entweder die Bedingungen des Sprühvorgangs oder die Zusammensetzung der Beschichtung modifizieren können, und eine derartige Injektion kann an einem beliebigen Punkt der Trommel vorgenommen werden, und so können, wie bereits ausgeführt worden ist, die Abmessungen der Trommel schnell und auf einfache Weise verändert werden, wodurch eine enorme Flexibilität in der Arbeitsweise der Pistole und als Folge davon in ihren Fähigkeiten zum Verarbeiten eines breiten Bereichs von Materialien erreicht wird.
Es besteht ferner die Möglichkeit, den beschriebenen ringförmigen Injektor für die Einleitung eines inerten Gases zu nutzen, um die Übertragung von Wärme zwischen den Gasen, die in der Explosion erzeugt werden, und der gekühlten Wand der Trommel zu reduzieren, so daß auf diese Weise die genannten Gase in bestmöglicher Weise genutzt werden.
In Übereinstimmung mit diesem Aufbau bilden die Gase, die in dem Explosionsvorgang entlang des zentralen Bereichs der Trommel in ihrem Abgabeabschnitt erzeugt werden, während die Gase, die mit Hilfe der genannten ringförmigen Kammer in Kontakt mit der Wand der Trommel strömen, eine Art von sich bewegendem zylindrischem Film, der die Wärmeverluste der Gase, die in der Explosion erzeugt werden, durch den Kontakt mit dem gekühlten Rohr, das die Trommel bildet, reduziert, und welches eine größere Leistung der Pistole zur Folge hat.
Zusätzlich dazu bildet sich der Film aus umgebenden Gasen an der Mündung der Trommel, wobei dies als eine virtuelle Trommel bezeichnet werden könnte, die die Größe der tatsächlichen Trommel in axialer Richtung verlängert, wodurch die Mischung der Produkte des explosiven Prozesses mit den Gasen in der Umgebung reduziert und verzögert wird, was zu der Tatsache führt, daß die Pulverpartikel mit einer kürzeren, leichteren Trommel besser aufgeschmolzen werden, wobei dies eine Beschichtung mit besseren Eigenschaften erzeugt.
Wenn leicht zu oxidierende Pulver verwendet werden, besteht die Möglichkeit, die Injektion mit einem inerten Gas auszuführen, so daß das Pulver vor der umgebenden Luft dadurch geschützt wird, daß es von diesem Gas umgeben ist, und als Folge davon wird die Qualität der erzeugten Schicht oder Schichtung verbessert.
Beschreibung der Zeichnungen
Um die Beschreibung zu vervollständigen, die vorliegend gegeben wird, und zum weiteren Verständnis der Merkmale der vorliegenden Erfindung, wird in Übereinstimmung mit einem bevorzugten praktischen Beispiel der Erfindung ein Satz Zeichnungen als integraler Bestandteil der vorliegenden Beschreibung vorgelegt, in denen das folgende im Sinne einer erläuternden und nicht beschränkenden Erläuterung vorgestellt wird:
1 zeigt eine schematische Darstellung im Schnitt der Pistole, bei der es sich um den Gegenstand der vorliegenden Erfindung handelt, wodurch auch ein Querschnitt eines der ringförmigen Injektoren für Material dargestellt ist, der in der Trommel eingebaut ist.
2 zeigt einen Schnitt der Explosionskammer der Detonationspistole nach der vorliegenden Erfindung, wobei das neuartige Gasinjektionssystem zum Erzeugen von Mischungen unterschiedlicher Zusammensetzungen in unterschiedlichen Zonen der Kammer angegeben ist.
3 zeigt eine teilweise Ansicht eines Injektors für Material, der in der Trommel eingebaut ist, entsprechend einer Variante, wobei der ringförmige Injektor auch einen zusätzlichen Eintritt für Produkt enthält. Zusätzlich dazu ist eine Variante des Flanschs dargestellt, in dem der genannte Injektor eingebaut ist, um den Anschluß von zwei Trommelsegmenten mit unterschiedlichen Durchmessern zu ermöglichen.
4 zeigt eine Variante der Ansicht, die in 3 dargestellt ist, wobei die Materialausgänge eine Anzahl von Öffnungen zeigen, die zur Innenseite der Trommel geöffnet sind bzw. münden.
5 zeigt eine Darstellung des Flanschs, der den ringförmigen Injektor aufnimmt, mit einem Abstandsmittel, das es ermöglicht, den Abstand zwischen dem Flansch und einem Abschnitt der Trommel zu verändern, wobei dies einen einstellbaren Abstand zwischen den beiden Teilen zum Zwecke des Eintritts von Außenluft bildet.
6 zeigt eine Variante des ringförmigen Injektors mit einer Verengung und Erweiterung bezüglich des Durchmessers. Die Abbildung zeigt außerdem eine Variante dieses Injektors mit Längsnuten.
7 zeigt eine Variante des ringförmigen Injektors, bei der der Auslaß in Verbindung mit der Trommel mit einer Anzahl von radialen Öffnungen und mit einem axialen Zuführungsring versehen ist.
Beste Ausführungsform zur Realisierung der Erfindung
Im Hinblick auf diese Zeichnungen kann man sehen, wie die Pistole, die den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet, eine Explosionskammer (1) und eine Trommel (2) von geeigneter Länge aufweist, die an einem Ende (3) offen und an dem anderen Ende geschlossen ist, und die aus einem oder mehreren Segmenten (2), (2') aufgebaut ist, die durch Flansche (7), (7') verbunden sind, in denen Eingänge für Produkte eingebaut sein können.
Die Explosionskammer (1) umfaßt den Injektor (5) für Brennstoff, den Injektor (4) für Oxidationsmittel und die Zündkerze (6) für die Zündung der Mischung aus Brennstoff und Oxidationsmittel, die in der Explosionskammer erhalten wird. Zusätzlich weist sie die Anschlüsse auf, die zu einem Kühlkreislauf der Pistole gehören und nicht dargestellt sind, z.B. unter Verwendung von Wasser.
Wie man anhand von 2 erkennt, weist die Explosionskammer (1) in der hintersten Zone, unmittelbar vor den Öffnungen (17), die für die Zuführung von Oxidationsmittel verwendet werden, einen Vorsprung oder eine über den inneren Umfang verlaufende Rippe (14) auf, die eine Verengung bildet, durch die ein ringförmiges Volumen (11) festgelegt ist, in das der Brennstoff ausschließlich zugeführt wird, der über die Öffnungen (16) zugeführt wird, die in einer Buchse angeordnet sind, die konzentrisch zu der Explosionskammer angeordnet ist, oder in den eigentlichen Wänden (5), und die an der am weitesten hinten befindlichen Position (11) vor der Rippe (14) in diese Kammer münden.
Eines der wesentlichen Merkmale der Pistole nach der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf die Tatsache, daß sie mit einer Zuführung (4) für Oxidationsmittel, z.B. Sauerstoff, versehen ist, die konzentrisch und innerhalb der Explosionskammer (1) angeordnet ist, mit einer Verlängerung an einem Ende, die sich praktisch bis zu der Zone erstreckt, die mit der Trommel (13) der Pistole in Verbindung steht und eine Anzahl von Öffnungen (17), (18) zum Zuführen des Oxidationsmittels aufweist, bei dem es sich beispielsweise um Sauerstoff handeln kann, wodurch die Zuführung dieses Oxidationsmittels zu unterschiedlichen Stellen möglich ist, die über die Explosionskammer verteilt angeordnet sind.
Mehr im einzelnen ist es so, daß eine erste Reihe von Oxidationsmittel, beispielsweise Sauerstoff, zuführenden Öffnungen (17) in einem ersten Bereich nahe an der Zündzone (12) vorgesehen sind, während die Verlängerung (15) der Zuführung (4) weitere Oxidationsmittel zuführende Leitungen (18) entlang ihrer Länge aufweist, die dazu verwendet werden, um die Mischung nach und nach während ihres Fortschreitens in Richtung auf die Kammerzone, die mit der Trommel (13) in Verbindung steht, anzureichern.
Ein weiteres wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf die Tatsache, daß die Trommel (2) der Pistole eine oder mehrere ringförmige Kammern (9) für Expansion und Verteilung aufweist, mit ihren entsprechenden Einlässen (8) zum Zuführen von Produkten, wobei sich die Kammern (9) ins Innere der Trommel (2) über ringförmige Auslässe (10), die in Richtung auf den Austritt der Trommel gerichtet sind, öffnen.
Die ringförmigen Kammern (9) sind innerhalb der Flansche (7) gebildet, unabhängig von der Trommel (2), und können an dieser mit einem beliebigen Verfahren fixiert sein, so daß diese Flansche (7), zusammen mit dem Segment oder den Segmenten (2), (2') der Trommel, ersetzt oder ausgetauscht werden können, wobei mehrere Trommeln für eine einzelne Pistole vorhanden sein können, einschließlich unterschiedlicher Längen oder Durchmesser, die zusätzlich eine Vereinfachung während Wartungsarbeiten an den Injektionsleitungen ermöglichen, so daß es möglich ist, die Betriebseigenschaften einer einzelnen Pistole wesentlich zu verändern, wobei die am besten passende Konfiguration für jeden einzelnen Fall verwendet wird. 1 und 6 zeigen eine Trommel mit einem abschließenden Segment (2') mit dem gleichen Durchmesser wie bei dem ersten Abschnitt (2), während 3 bis 5 eine Trommel zeigen, bei der das abschließende Segment (2') einen größeren Durchmesser als der erste Abschnitt (2) aufweist.
In Übereinstimmung mit einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung kann der Flansch (7), wie aus 5 ersichtlich ist, eine Trennvorrichtung (19) aufweisen, die ermöglicht, daß die Trennung bzw. der Abstand zwischen dem Flansch (7) und dem ursprünglichen Abschnitt (2) der Trommel verändert werden kann, so daß ein einstellbarer Abstand zwischen diesen hergestellt werden kann, um den Eintritt von Umgebungsluft zu ermöglichen.
Die Zuführungsleitung (8) kann für die Injektion von Beschichtungspulver verwendet werden, so daß auf diese Weise eine gute Verteilung des Pulvers erreicht wird und die volumetrische Dichte des eingeführten Pulvers je Flächeneinheit minimiert wird, da das Pulver, anstelle an einem einzigen Punkt in die Trommel einzutreten, über Kammern (9) und kreisförmige Auslässe (10) und als Folge davon in einer homogeneren und besser verteilten Form eintritt.
Die ringförmige Zuführungsleitung kann auch für die Injektion von aktiven, reaktiven oder neutralen Substanzen verwendet werden, wie beispielsweise etwa für Brennstoff, Sauerstoff, Luft oder Stickstoff usw., wodurch auf diese Weise die Bedingungen des eigentlichen thermischen Sprühprozesses selbst verändert werden und die Möglichkeit geschaffen wird, die Parameter, die auf der Injektion von unterschiedlichen Produkten an unterschiedlichen Punkten innerhalb der Trommel beruhen, zu verändern.
Wie sich aus diesem grundlegenden Aufbau und gemäß 3 und 4 ergibt, ist es möglich, in dem gleichen Flansch (7) zusätzlich zu der bereits oben genanten ringförmigen Kammer (9) eine zweite ringförmige Kammer (20) vorzusehen, mit ihren entsprechenden Einlaß-(21) und Auslaßleitungen (22), die so ausgelegt ist, um einen zusätzlichen Injektor für Produkte zu bilden, bei denen es sich um die gleichen oder um unterschiedliche handeln kann in bezug auf die, die über die Hauptzufuhrkammer (9) eingespritzt worden waren, so daß es daher beispielsweise möglich wäre, unterschiedliche Pulver einzuspritzen, um Beschichtungen mit zwei oder mehreren unterschiedlichen Materialien zu bilden.
Zusätzlich dazu, und wie deutlich in den genannten 3 und 4 ersichtlich ist, kann der Durchmesser des Segments (2') der Trommel größer sein als der des ersten Segments (2), wobei der Durchmesser des zweiten Segments (2') insbesondere mit dem äußeren oder maximalen Durchmesser des ringförmigen Auslasses (10') des Kammerauslasses übereinstimmt, der ebenfalls ringförmig (9) ist, wobei er gleichzeitig größer ist als der innere Durchmesser des ersten Segments (2) der genannten Trommel, so daß damit, wie bereits ausgeführt wurde und in Übereinstimmung mit einer Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Einspritzung von Gas über den Eintritt (8) aus dem ringförmigen Auslaß (10) austritt und eine Art Film bildet, der ebenfalls ringförmig ist und zwischen der eigentlichen Trommelwand selbst (2') und den heißen Gasen, die in der Explosion erzeugt werden, gebildet wird, so daß ein Kontakt zwischen diesen und der gekühlten Trommel schwierig ist und als Folge davon eine Reduktion der Energieverluste ermöglicht.
In 1 ermöglicht der Flansch (7) den Anschluß der beiden Segmente der Trommel (2, 2') mit gleichem Durchmesser, während es auch möglich ist, diese Verbindung mit der Auslegung herzustellen, die in 6 dargestellt ist, wobei die beiden Sektoren (2, 2') der Trommel mit dem gleichen Durchmesser mittels einer allmählichen Verkleinerung des Durchmessers in der endständigen Zone des ersten Abschnitts (2) der Trommel und mit einer hinteren, progressiven Erweiterung entsprechend zu dem Abgabeauslaß (10) der ringförmigen Kammer (9) verbunden sind.
Wie sich anhand von 4 ergibt, kann einer der Trommelzutrittsauslässe (22'), anstelle daß er als ein kontinuierlicher ringförmiger Schlitz ausgebildet ist, durch eine Reihe von Öffnungen gebildet sein, die näherungsweise in Form eines Rings angeordnet sind. Auch ist in 1 und 6 die Anwesenheit eines in Längsrichtung verlaufenden Schlitzes (23) in den Auslässen (10) dargestellt, mit der Funktion der Vergrößerung der Menge an Pulver, die durch die genannten Komponenten verarbeitet werden können. Diese Konfigurationen können an einem beliebigen der Auslässe von irgendeinem der in der Pistole vorhandenen Injektoren für Material verwendet werden.
In 7 weist der Auslaß (10), zusätzlich dazu, daß er eine ringförmige axiale Verbindung mit der Trommel bildet, eine Anzahl von Öffnungen (24) entlang seiner Länge auf, die sich in radialer Richtung auf der Innenseite der Trommel öffnen und ermöglichen, daß die Zuführung von Produkt in einer besser verteilten Art und Weise erfolgen kann. Diese Anordnung kann bei jedem beliebigen Auslaß von irgendeinem der Injektoren für Material, die in der Pistole vorhanden sind, verwendet werden.
Die Auslässe (10), die die ringförmigen Kammern (9) mit dem Inneren der Trommel (2) in Verbindung setzen, sind als Leitungen konfiguriert, die durch die innere Wand der Trommel und durch eine axiale Rippe (25) in dem Flansch (7) gebildet werden, wodurch auf der einen Seite die richtige Verteilung des Materials innerhalb der Trommel ermöglicht wird und auf der anderen Seite die Zusammenwirkung zwischen den Gasen, die durch die Explosionen erzeugt werden, und den Materialien, die in die ringförmigen Kammern (9) zugeführt werden, reguliert wird. Die Auslässe können in Form von ringförmigen Kanälen konfiguriert sein, die in ihrer Länge und ihrem Querschnitt veränderbar sind, in Kombination, oder auch nicht, mit radialen Leitungen des Typs, wie er durch die Öffnungen (24) und die Schlitze (23) dargestellt ist. Schließlich wird die Geometrie des Auslasses (10) durch die Merkmale des Produkts bestimmt, das in die Trommel eingespritzt wird, und durch die Eigenschaften der Beschichtung, die erreicht werden sollen. Als Beispiel hat dann, wenn das Material, das in die Trommel zugeführt wird, ein Gas ist und dieses dazu verwendet werden soll, um die Gase, die in der Explosion erzeugt werden, von den gekühlten Wänden der Trommel zu isolieren, der am besten geeignete Auslaß eine Konfiguration, die dem mit (10) bezeichneten Auslaß in 6 ähnlich ist. Auf der anderen Seite ist eine Auslaßkonfiguration, wie sie in 7 dargestellt ist, zum Zuführen eines Materials in Form eines Pulvers am besten geeignet.

Claims

Detonationssprühpistole mit einer Hochfrequenzpulsrate und einer hohen Produktivität, wobei die Pistole von der Art ist, die eine Explosionskammer (1) und eine Trommel (2) umfaßt, in die ein Brennstoff und ein Oxidationsmittel direkt und getrennt geleitet werden, die in Zusammenarbeit mit einem Zündsystem Gase erzeugt, die in einem Explosionsprozess erzeugt werden, um ein Beschichtungsmaterial zu transportieren, das in die Trommel (2) zugeführt und dann in Richtung des Stückes gesprüht wird, das beschichtet werden soll, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt: a) Mittel zum Zuführen des Brennstoffes und des Oxidationsmittels, um explosive Mischungen verschiedener Zusammensetzungen in verschiedenen Bereichen der Explosionskammer zu erzeugen, um in demselben Kammervolumen (1) und für denselben Explosionszyklus Bereiche mit größerer oder geringerer Energie zu erzeugen, und b) Mittel zum verteilten Zuführen von Produkten in die Trommel, um hohe Zuführvolumina und geeignete Mischungen der Gase, die in der Trommel vorliegen, zu erreichen, wobei die Lage dieser Mittel entlang der Länge der Trommel (2) durch den Bediener gewählt und geändert werden kann, für das Einspritzen der Produkte zu jedem Punkt in der Trommel, um auf diese Weise eine hohe Vielseitigkeit im Betrieb zu ermöglichen.
Detonationssprühpistole mit einer Hochfrequenzpulsrate und einer hohen Produktivität nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Zuführen des Oxidationsmittels (4) mehrere Einspritzpunkte (17, 18) umfassen, die räumlich entlang der Länge der Explosionskammer (1) verteilt angeordnet sind, während die Mittel zum Zuführen des Brennstoffes (5) mehrere Einspritzpunkte (16) umfassen, die alle in dem hintersten Bereich (11) der Explosionskammer (1) angeordnet sind, wobei all dies dazu dient, eine Mischung zu erzeugen, die reich an Brennstoff in den Bereichen ist, die nahe dem Zündbereich (12) liegen, jedoch fortschreitend den Prozentsatz an Oxidationsmittel in den Bereichen (13) erhöht, die nahe an der Verbindung zu der Trommel (2) sind.
Detonationssprühpistole mit einer Hochfrequenzpulsrate und einer hohen Produktivität nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die explosive Mischung, die in dem Zündbereich (12) erzeugt wird, das Ergebnis des örtlichen Einspritzens in diesen Bereich (12) von maximal 25% des Oxidationsmittels und 100% des Brennstoffes, die der Explosionskammer in jedem Zyklus zugeführt werden, ist.
Detonationssprühpistole mit einer Hochfrequenzpulsrate und einer hohen Produktivität nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Explosionskammer (1) zwischen den ersten Oxidationsmittelzuführöffnungen (17) und den Brennstoffzuführöffnungen (16) einen inneren Vorsprung oder eine Umfangsrippe (14) umfaßt, die eine Verengung der Explosionskammer (1) festlegt, wodurch ein beschränktes Volumen (11) gebildet ist, dem ausschließlich Brennstoff über die Öffnungen (16) einer Injektoreinheit (5) zugeführt wird.
Detonationssprühpistole mit einer Hochfrequenzpulsrate und einer hohen Produktivität nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Zuführen des Oxidationsmittels eine axiale Injektoreinheit (4) umfassen, die konzentrisch zu und in der Explosionskammer (1) angeordnet ist, wobei eine Reihe von radialen Öffnungen (17) außerhalb des Volumens (11) und unmittelbar nach der Umfangsrippe (14) angeordnet sind, und wobei die axiale Injektoreinheit an einem Ende eine Verlängerung (15) aufweist, die sich praktisch bis an den Anfang der Trommel (2) erstreckt, ebenso mit radialen Öffnungen (18), wobei diese Öffnungen entlang der Länge der Explosionskammer (1) angeordnet sind.
Detonationssprühpistole mit einer Hochfrequenzpulsrate und einer hohen Produktivität nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Öffnungen (17) und (18) für die Oxidationsmittelzuführung bezogen auf die Achse der Trommel (2) schräg angeordnet sind.
Detonationssprühpistole mit einer Hochfrequenzpulsrate und einer hohen Produktivität nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum verteilten Zuführen von Produkten in die Trommel (2) aus einer oder mehreren ringförmigen Kammer(n) (9) bestehen, die an irgendeiner Stelle der Trommel gebildet ist (sind), und von einer oder mehreren Produktzuführöffnung(en) (8) unterstützt wird (werden), wobei die ringförmige(n) Kammer(n) (9) Auslässe (10) oder Austrittsleitungen aufweist (aufweisen), durch die die Produkte in einer verteilten Weise Zugang zu der Trommel (2) erhalten, so daß, wenn diese Mittel zum Zuführen für das Injizieren eines Beschichtungspulvers verwendet werden, sie ein Erhöhen der Pulvermenge, die der Trommel zugeführt wird, ermöglichen und mögliche Hindernisse der Einspritzleitung verringern, und wobei, wenn sie zum Injizieren von aktiven Produkten in die Verbrennung verwendet werden, es möglich ist, die Art der Mischung und/oder den Zustand des Sprühprozesses örtlich nach Belieben zu ändern.
Detonationssprühpistole mit einer Hochfrequenzpulsrate und einer hohen Produktivität nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslässe (10) als ringförmige Leitungen mit variabler Länge, variablem Querschnitt und variabler Ausrichtung ausgebildet sind.
Detonationssprühpistole mit einer Hochfrequenzpulsrate und einer hohen Produktivität nach Anspruch 1, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige(n) Kammer(n) (9) in einem oder mehreren bewegbaren Flansch(en) (7) gebildet ist (sind), die in irgendeiner Position auf der Trommel angeordnet sind, wobei der (die) Flansche) (7) physikalisch unabhängige Abschnitte der Trommel bildet (bilden), um sowohl einen Zugang zu den Injektoreinheiten während einer Wartung der Pistole zu ermöglichen wie auch verschiedene austauschbare Abschnitte für eine einzelne Pistole bereitzustellen, um verschiedenen funktionelle Merkmale für die Pistole festzulegen.
Detonationssprühpistole mit einer Hochfrequenzpulsrate und einer hohen Produktivität nach den Ansprüchen 1, 7, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslässe (10) als Rohre gebildet sind, die zwischen der inneren Wand der Trommel (2) und einer axialen Rippe (25) des Flansches (7) gebildet sind.
Detonationssprühpistole mit einer Hochfrequenzpulsrate und einer hohen Produktivität nach den Ansprüchen 1, 7, 8, 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslässe (10) der ringförmigen Kammer (9) Längsrillen (23) umfassen, um die Menge des eingespritzten Materials zu erhöhen, insbesondere im Fall von Beschichtungspulver.
Detonationssprühpistole mit einer Hochfrequenzpulsrate und einer hohen Produktivität nach den Ansprüchen 1, 7, 8, 9, 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslässe (10) der ringförmigen Kammer (9) zusätzlich zu einer axialen ringförmigen Verbindung mit der Trommel eine Vielzahl von Öffnungen (24) umfassen, die sich radial in die Trommel öffnen, wobei in diesem Fall die ringförmigen Kammern besonders für das Injizieren des Beschichtungspulvers geeignet sind, wodurch eine hohe Produktivität der Pistole erreicht wird und Hindernisse in der Einspritzleitung verringert werden.
Detonationssprühpistole mit einer Hochfrequenzpulsrate und einer hohen Produktivität nach den Ansprüchen 1, 7, 8, 9, 10, 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Kammern (9) in das Innere der Trommel (2) über ringförmige Leitungen (10) und/oder über Öffnungen (22'), die entlang eines Umfangs ausgerichtet sind, münden.
Detonationssprühpistole mit einer Hochfrequenzpulsrate und einer hohen Produktivität nach den Ansprüchen 1, 7, 8, 9, 10, 11, 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Rippe (25) eine vergrößerte Länge aufweist, die mit dem Inneren der Trommel (2) derart überlagert ist, daß, wenn die Injektoreinheit zum Einbringen eines inerten Gases verwendet wird, die Explosionsgase entlang des mittleren Bereiches der Trommel (2) voranschreiten, während das inerte Gas in Kontakt mit der Trommelwand strömt, wodurch eine Art bewegbarer zylindrischer Film gebildet ist, der die Wärmeverluste durch die Wände der Trommel (2) verringert und an deren Austritt einen Schutzfilm bildet, der die Mischung der Produkte des Explosionsprozesses mit den Gasen der Umgebung verringert und verzögert.
Detonationssprühpistole mit einer Hochfrequenzpulsrate und einer hohen Produktivität nach den Ansprüchen 1, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß die angeführten Flansche (7) eine zweite ringförmige Kammer (20) umfassen, die vor der ringförmigen Kammer (9) angeordnet ist und mit ihren eigenen Einlassleitungen (21) versehen ist, die unmittelbar vor dem Auslass (10) der ringförmigen Kammer (9) in das Innere der Trommel (2) münden und ausgelegt sind, einen zweiten Zuführpunkt für die Zuführung eines Produktes in die Trommel der Pistole zu bilden, wobei das Produkt dieselben oder andere Merkmale aufweisen kann wie das, das über den ersten Zugang zugeführt wird.
Detonationssprühpistole mit einer Hochfrequenzpulsrate und einer hohen Produktivität nach den Ansprüchen 1, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche (7) eine Abstandseinrichtung (19) umfassen, um den Abstand zwischen jedem Flansch (7) und dem Trommelabschnitt, mit dem er verbunden ist, zu ändern, um einen einstellbaren Abstand zwischen den beiden zu bilden, der den Zugang von Außenluft ermöglicht.
Detonationssprühpistole mit einer Hochfrequenzpulsrate und einer hohen Produktivität nach den Ansprüchen 1, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (7) einen ersten konvergierenden Abschnitt aufweist, dem ein divergierender Abschnitt in Entsprechung mit der Auslassöffnung (10) folgt, wodurch es möglich ist, zwei Trommelabschnitte (2) (2') zu verbinden.