EP0381836A2 - Method and device for supplying consumers with acetylene or related gaseous fuels or gaseous fuel mixtures - Google Patents

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EP0381836A2
EP0381836A2 EP89122475A EP89122475A EP0381836A2 EP 0381836 A2 EP0381836 A2 EP 0381836A2 EP 89122475 A EP89122475 A EP 89122475A EP 89122475 A EP89122475 A EP 89122475A EP 0381836 A2 EP0381836 A2 EP 0381836A2
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure
acetylene
fuel gas
consumer
compressor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP89122475A
Other languages
German (de)
French (fr)
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EP0381836A3 (en
Inventor
Karl Dipl.-Ing. Niederberger (Fh)
Peter Dipl.-Ing. Heinrich (Fh)
Bernhard Dipl.-Ing. Volz (Fh)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Linde GmbH
Original Assignee
Linde GmbH
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Publication date
Application filed by Linde GmbH filed Critical Linde GmbH
Publication of EP0381836A2 publication Critical patent/EP0381836A2/en
Publication of EP0381836A3 publication Critical patent/EP0381836A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/16—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed
    • B05B7/20—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed by flame or combustion
    • B05B7/201—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed by flame or combustion downstream of the nozzle
    • B05B7/205—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed by flame or combustion downstream of the nozzle the material to be sprayed being originally a particulate material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/12—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
    • C23C4/129—Flame spraying
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K5/00—Feeding or distributing other fuel to combustion apparatus
    • F23K5/002—Gaseous fuel
    • F23K5/005—Gaseous fuel from a central source to a plurality of burners

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for supplying consumers with acetylene or related fuel gases or fuel gas mixtures, that is to say gases which, as a rule, are not made available at high pressures for safety reasons.
  • Acetylene and other fuel gases related in their properties to acetylene are due to their properties, for example high energy content , high ignition speed, high flame temperature, particularly advantageous fuel gases for autogenous processes.
  • fuel gases e.g. with propane, propylene, hydrogen
  • propylene like other fuel gases or mixtures with positive enthalpy of formation
  • acetylene and related fuel gases may even react explosively at comparatively low excess pressure and relatively low ignition energy.
  • the object of the present invention is therefore to design a supply with acetylene or related gases which enables a safe supply with higher pressures with as little effort as possible.
  • This object is achieved in that the acetylene or other fuel gas pressure is raised to a desired, higher value than is otherwise available from the supply only when required and immediately before the consumer.
  • the pressure according to the invention can be increased up to 17 times, preferably up to 7 times.
  • pressures of up to approximately 25 bar, preferably of up to approximately 10 bar can be generated and important pressure ranges can be covered.
  • the method can also be used in lower pressure ranges.
  • a plurality of fuel gases for example acetylene and other fuel gases
  • acetylene and other fuel gases are mixed before the pressure increase.
  • gas mixtures for example gas mixtures with any acetylene content between 0 and 100%, can be safely produced and used at higher pressures.
  • the mixing of the gases at a low pressure level is essential here, since all the gases to be mixed are more stable at low pressures and the more stable gases then lead to greater stability of the gas mixture even at higher pressures.
  • a pressure increasing unit for carrying out the method according to the invention is characterized by a compressor with a pressure control valve connected in parallel and a check valve connected upstream of this parallel connection and a pressure reducer following this parallel connection, to which the consumer line connects.
  • a branch with a safety valve is provided in the consumer line of the pressure increasing unit and / or a monitoring manometer for the inlet pressure is arranged in the main line of the pressure increasing unit upstream of the above-mentioned check valve, which is connected to a light signal and to the compressor.
  • the branch with a safety valve ensures the safety of the device in the event of malfunctions on the output side, for example reignitions, and on the inlet side the inlet pressure to the pressure booster unit is checked by the pressure gauge located there and when the pressure drops Insufficient values for the operation of the unit triggered the light signal and caused the compressor to switch off.
  • This embodiment variant is particularly advantageous since an essential functional requirement of the pressure increasing unit is that the product px V before the pressure increasing unit is larger than the product px V after the pressure increasing device. If the pressure and volume requirements are known, a certain form may not be undercut.
  • the integration of the pressure booster unit according to the invention into a consumer device itself can be particularly advantageous. This dispenses with the arrangement and coupling of two separate devices, the pressure booster unit and consumer being able to be optimally matched to one another.
  • a particularly advantageous application of the method according to the invention is its use for high-speed flame spraying, in particular with acetylene and fuel gas mixtures with acetylene.
  • the fuel gas mixture is also produced from acetylene and one or more other fuel gases in that the individual mixing components are mixed before the pressure increase.
  • this creates a high degree of flexibility with regard to the fuel gas properties, which can be varied with the mixing ratio of the fuel gases involved, and on the other hand, due to the mixing of the fuel gas components before the pressure increase, an additional safety improvement, since a mixture of acetylene and another fuel gas is more stable than pure one Acetylene.
  • FIG. 1 shows schematically an embodiment of the method according to the invention.
  • Several branch lines 2, 3 branch off from a main distribution line 1 of an acetylene supply system connected to an acetylene source.
  • the branch line 2 is with a shut-off valve 4 and a template 5.1 Pressure increasing unit 6, which ensures the desired pressure increase.
  • Shut-off valves 7 and 8 are arranged on the inlet and outlet sides of the pressure booster unit and on the outlet side there is also a further usage point template 5.2 with a connection option for a consumer.
  • a control connection 9 can be provided for a coordinated switching possibility of the pressure increasing unit and the consumer.
  • the structure of the pressure increasing unit 6 is shown in detail. It consists of a compressor 14 arranged in a main line 10, which is connected in parallel with a pressure relief valve 15 in a line 12. After this parallel connection, a control manometer 16 and a pressure reducer 17 follow in the main line 10, with which the pressure generated by the compressor 14 is reduced to the desired level. If too great a pressure builds up between the compressor 14 and pressure reducer 17, which can be switched to various power levels in a favorable embodiment, this is reduced through the parallel line 12 and with the aid of the pressure relief valve 15 to the inlet side of the compressor 14.
  • a check valve 13 is arranged upstream of the compressor and the parallel line 12, which prevents acetylene from flowing back into the supply system.
  • a pressure gauge 20 is arranged on the inlet side of the pressure-increasing unit in the main line 10 upstream of the check valve 13, by means of which the inlet pressure is monitored.
  • the pressure gauge 20, is connected to a light indicator 31 and the drive of the compressor 14, which causes the light indicator to light up and the compressor to switch off when the pressure on the inlet side is too low.
  • the compressor 14 is also connected to an on and off switch 29, and the on and off switching process can also be effected via the control connection 9 and the connection 30.
  • FIG. 3 is intended to explain in more detail the use of the method according to the invention for high-speed flame spraying.
  • Figure 3 shows schematically a cross section through the front part of a burner head for flame spraying without showing the supply side for fuel gas and spray material in detail.
  • non-acetylene-containing fuel gases for example hydrogen, propane, propylene, since fuel gas pressures above 1.5 bar are used.
  • Acetylene pressures above 1.5 bar are now available and the use of acetylene, as will be shown below, has special advantages. As can be seen from FIG.
  • the acetylene fuel gas when used in flame spraying, is introduced together with oxygen into a combustion chamber 21, the associated feed channels 22 having a slightly conical orientation so that the incoming, burning gas jets intersect in the combustion chamber.
  • a further gas jet is guided through a central channel 23 into this intersection.
  • This consists of a carrier gas, for example nitrogen, and the metallic spray particles transported therein.
  • the spray material is melted in the flame 24 generated by acetylene and oxygen, and the entire mixture of combustion gases, carrier gas and melted spray material is passed through a main duct 25 in the burner head which adjoins the combustion chamber and finally leaves it in the form of a spray jet 27.
  • an outer spray Jacket 28 and a channel 29 formed between this outer jacket and the central channel and the combustion chamber the burner head is cooled.
  • acetylene at a pressure of, for example, 5 bar is now passed through the supply channels 22 to the combustion chamber 21 together with a corresponding amount of oxygen. Due to this high-pressure supply of acetylene, the supply pressure of the carrier gas can now be increased without the risk of the fuel gas mixture being pushed back, and this leads to High speed flame spraying with acetylene.
  • This use of acetylene in high-speed flame spraying has far-reaching advantages.
  • higher melting spray materials can be used with acetylene and with acetylene mixtures than with other fuel gases.
  • the method according to the invention with the associated device provides acetylene and related fuel gases in a very advantageous manner at higher pressure levels.
  • the advantageous application of the method in high-speed flame spraying should be emphasized in particular.

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Abstract

For reasons of safety, such energy-rich gaseous fuels are in general made available in known gas supplies only at low pressures, as a result of which there is a limit to the possibilities of use for these gaseous fuels. In order to overcome this disadvantage, without having to equip entire supply installations with safety technology, it is proposed to increase the pressure of the acetylene or gaseous fuel to a desired value which is higher than otherwise available from the supply with a corresponding device only as required and directly before the respective consumer(s).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Versorgung von Verbrauchern mit Acetylen oder verwandten Brenngasen oder Brenngasgemischen, also Gasen, die im Regelfall aus Sicherheitsgründen nicht mit hohen Drücken zur Verfügung gestellt werden.The invention relates to a method and a device for supplying consumers with acetylene or related fuel gases or fuel gas mixtures, that is to say gases which, as a rule, are not made available at high pressures for safety reasons.

Acetylen und andere, in ihren Eigenschaften zu Acetylen verwandte Brenngase, wie Mischungen von Acetylen mit anderen Brenngasen (z.B. mit Propan, Propylen, Wasserstoff) oder wie andere Brenngase oder Gemische mit positiver Bildungsenthalpie (z.B. Propylen), sind aufgrund ihrer Eigenschaften, beispielsweise hohem Energieinhalt, hoher Zündgeschwindigkeit, hoher Flammentemperatur, besonders vorteilhafte Brenngase für autogene Verfahren. Diesen Vorteilen steht der Nachteil gegenüber, daß Acetylen und verwandte Brenngase schon bei vergleichsweise geringem Überdruck und verhältnismäßig geringer Zündenergie unter Umständen sogar explosionsartig reagieren. Dies führt zu verschiedensten Konsequenzen im Umgang mit diesen Gasen:
Beispielsweise wird reines Acetylen nicht wie andere Kohlenwasserstoffbrenngase unter hohem Druck (bis zu mehreren 100 bar) gasförmig oder verflüssigt in Gasflaschen aufbewahrt, sondern es wird in Gasflaschen, die mit einer porösen Masse ausgestattet sind, unter Gegenwart eines Lösungsmittels mit vergleichsweise niedrigem Druck ca. 17 bis 19 bar bei 15 C, gespeichert. Beim Anwender wird Acetylen aus Sicherheitsgründen mit noch niedrigeren Drücken - nur bis etwa 1,5 bar - den Verbrauchern zugeführt. Daraus resultiert eine Einschränkung der Anwendungsmöglichkeiten von Acetylen und verwandten Brenngasen.Acetylene and other fuel gases related in their properties to acetylene, such as mixtures of acetylene with other fuel gases (e.g. with propane, propylene, hydrogen) or like other fuel gases or mixtures with positive enthalpy of formation (e.g. propylene), are due to their properties, for example high energy content , high ignition speed, high flame temperature, particularly advantageous fuel gases for autogenous processes. These advantages are offset by the disadvantage that acetylene and related fuel gases may even react explosively at comparatively low excess pressure and relatively low ignition energy. This leads to various consequences when dealing with these gases:
For example, unlike other hydrocarbon fuel gases, pure acetylene is not stored in gaseous or liquefied form under high pressure (up to several 100 bar) in gas bottles, but rather in gas bottles which are provided with a porous mass under the presence of a solvent with a comparatively low pressure approx. 17 up to 19 bar at 15 C, stored. For safety reasons, acetylene is supplied to consumers at even lower pressures - only up to about 1.5 bar. This results in a limitation of the possible uses of acetylene and related fuel gases.

Als Ausweg aus dieser Problematik ist es bekannt, beispielsweise gesamte Acetlyenversorgungsanlagen auf den Betrieb mit höheren Drücken umzustellen, wobei dazu eine Umrüstung der Anlage und ein sich anschließendes amtliches Erlaubnisverfahren notwendig sind. Dies stellt einen erheblichen zeitlichen, finanziellen und technischen Aufwand dar.As a way out of this problem, it is known, for example, to switch entire acetylene supply systems to operation at higher pressures, for which purpose a conversion of the system and a subsequent official authorization procedure are necessary. This represents a considerable time, financial and technical effort.

Die Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine Versorgung mit Acetylen oder verwandten Gasen zu gestalten, die mit möglichst geringem Aufwand eine sichere Versorgung mit höheren Drücken ermöglicht.The object of the present invention is therefore to design a supply with acetylene or related gases which enables a safe supply with higher pressures with as little effort as possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Acetylen- oder sonstige Brenngasdruck erst im Bedarfsfall und unmittelbar vor dem Verbraucher auf einen gewünschten, höheren Wert, als er ansonsten aus der Versorgung zur Verfügung steht, gesteigert wird.This object is achieved in that the acetylene or other fuel gas pressure is raised to a desired, higher value than is otherwise available from the supply only when required and immediately before the consumer.

Durch diese Vorgehensweise wird erreicht, daß nicht die gesamte Versorgungsanlage auf einen höheren Versorgungsdruck umgerüstet werden muß, sondern daß eine Druckerhöhung nur an der Bedarfsstelle erfolgt. Infolge der Druckerhöhung erst unmittelbar vor dem jeweiligen Verbraucher sind bei konventionellen Versorgungsanlagen praktisch keine zusätzlichen sicherheitstechnischen Aufwendungen notwendig. Darüber hinaus wird der höhere Druck nur dann erzeugt, wenn Acetylen verbraucht wird, mit der Ausnahme von relativ kurzzeitigen Verbrauchs­unterbrechungen, in denen die Druckerhöhung auch aufrecht erhalten werden kann. Dies bewirkt, daß sich nirgendwo in der Versorgung, in Phasen in denen kein Brenngas verbraucht wird, verdichtetes Brenngas befinden kann, wodurch die Sicherheit des erfindungsgemäßen Verfahrens gewährleistet wird.This procedure ensures that the entire supply system does not have to be converted to a higher supply pressure, but that the pressure is increased only at the point of use. As a result of the pressure increase only immediately before the respective consumer, practically no additional safety-related expenses are necessary in conventional supply systems. In addition, the higher pressure is only generated when acetylene is consumed, with the exception of relatively short interruptions in consumption in which the pressure increase can also be maintained. This has the effect that compressed fuel gas cannot be found anywhere in the supply in phases in which no fuel gas is consumed, thereby ensuring the safety of the method according to the invention.

In vorteilhafter Weise kann der Druck gemäß der Erfindung auf bis zum 17-fachen Wert, vorzugsweise bis zum 7-fachen Wert, gesteigert werden. Geht man von bekannten Acetylenversorgungsanlagen aus, die mit Drücken bis etwa 1.5 bar arbeiten, so können damit Drücke bis ca. 25 bar, vorzugweise bis ca. 10 bar, erzeugt und somit wichtige Druckbereiche abgedeckt werden. Dabei handelt es sich auch um Druckbereiche, in denen das erfindungsgemäße Verfahren in sicherer und zuverlässiger Weise betrieben werden kann. Selbstverständlich kann das Verfahren auch in niedrigeren Druckbereichen angewendet werden.Advantageously, the pressure according to the invention can be increased up to 17 times, preferably up to 7 times. Assuming known acetylene supply systems which operate at pressures of up to approximately 1.5 bar, pressures of up to approximately 25 bar, preferably of up to approximately 10 bar, can be generated and important pressure ranges can be covered. These are also pressure ranges in which the method according to the invention can be operated in a safe and reliable manner. Of course, the method can also be used in lower pressure ranges.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden vor der Druckerhöhung mehrere Brenngase, beispielsweise Acetylen und andere Brenngase, vermischt. Auf diese Weise können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gefahrlos verschiedenste Gasgemische, beispielsweise Gasgemische mit beliebigem Acetylenanteil zwischen 0 und 100%, hergestellt und mit höheren Drücken angewendet werden. Wesentlich ist hierbei eben die Vermischung der Gase auf niedrigem Druckniveau, da alle zu mischenden Gase bei niedrigen Drücken stabiler sind und die stabileren Gase dann auch bei höheren Drücken zu einer größeren Stabilität des Gasgemisches führen.In a particularly advantageous embodiment of the invention, a plurality of fuel gases, for example acetylene and other fuel gases, are mixed before the pressure increase. In this way, with the inventive method A wide variety of gas mixtures, for example gas mixtures with any acetylene content between 0 and 100%, can be safely produced and used at higher pressures. The mixing of the gases at a low pressure level is essential here, since all the gases to be mixed are more stable at low pressures and the more stable gases then lead to greater stability of the gas mixture even at higher pressures.

Eine Druckerhöhungseinheit zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist gekennzeichnet durch einen Verdichter mit parallel geschaltetem Druckkontrollventil und einem dieser Parallelschaltung vorgeschalteten Rückschlagventil sowie einem dieser Parallalschaltung folgenden Druckminderer, an den sich die Verbraucherleitung anschließt.A pressure increasing unit for carrying out the method according to the invention is characterized by a compressor with a pressure control valve connected in parallel and a check valve connected upstream of this parallel connection and a pressure reducer following this parallel connection, to which the consumer line connects.

Mit einer so ausgestalteten Vorrichtung kann die Druckerhöhung für das erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführt werden.With a device designed in this way, the pressure increase for the method according to the invention can be carried out.

In günstigen Weiterbildungen ist in der Verbraucherleitung der Druckerhöhungseinheit eine Abzweigung mit Sicherheitsventil vorgesehen und/oder in der Hauptleitung der Druckerhöhungseinheit vor dem obengenannten Rückschlagventil ein Überwachungsmanometer für den Eingangsdruck angeordnet, das mit einem Leuchtsignal und mit dem Verdichter verbunden ist. Die Abzweigung mit Sicherheitsventil sorgt bei ausgangseitigen Betriebsstörungen, z.B. Rückzündungen, für die Sicherheit der Vorrichtung und eingangsseitig wird durch das dort angeordnete Manometer der Eingangsdruck zur Druckerhöhungseinheit kontrolliert und bei Absinken auf nicht mehr ausreichende Werte für den Betrieb der Einheit das Leuchtsignal ausgelöst sowie die Abschaltung des Verdichters bewirkt. Diese Ausgestaltungsvariante ist besonders vorteilhaft, da eine wesentliche Funktionsvoraussetzung der Druckerhöhungseinheit darin besteht, daß das Produkt p x V vor der Druckerhöhungs­einheit größer dem Produkt p x V nach der Druckerhöhungsvorrichtung ist. Bei bekanntem Druck- und Mengenbedarf darf deshalb ein bestimmter Vordruck nicht unterschritten werden.In favorable developments, a branch with a safety valve is provided in the consumer line of the pressure increasing unit and / or a monitoring manometer for the inlet pressure is arranged in the main line of the pressure increasing unit upstream of the above-mentioned check valve, which is connected to a light signal and to the compressor. The branch with a safety valve ensures the safety of the device in the event of malfunctions on the output side, for example reignitions, and on the inlet side the inlet pressure to the pressure booster unit is checked by the pressure gauge located there and when the pressure drops Insufficient values for the operation of the unit triggered the light signal and caused the compressor to switch off. This embodiment variant is particularly advantageous since an essential functional requirement of the pressure increasing unit is that the product px V before the pressure increasing unit is larger than the product px V after the pressure increasing device. If the pressure and volume requirements are known, a certain form may not be undercut.

Besonders vorteilhaft kann darüberhinaus die Integration der erfindungsgemäßen Druckerhöhungseinheit in ein Verbrauchsgerät selbst sein. Dadurch erübrigt sich die Anordnung und Kopplung zweier getrennter Vorrichtungen, wobei Druckerhöhungseinheit und Verbraucher in optimaler Weise aufeinander abgestimmt werden können.Furthermore, the integration of the pressure booster unit according to the invention into a consumer device itself can be particularly advantageous. This dispenses with the arrangement and coupling of two separate devices, the pressure booster unit and consumer being able to be optimally matched to one another.

Eine besonders vorteilhafte Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in seinem Einsatz zum Hochgeschwindigkeitsflammspritzen insbesondere mit Acetylen und Brenngasgemischen mit Acetylen.A particularly advantageous application of the method according to the invention is its use for high-speed flame spraying, in particular with acetylene and fuel gas mixtures with acetylene.

Beim Flammspritzen mit Acetylen und verwandten Brenngasen ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren jetzt möglich, auch mit diesen Brenngasen in höheren Druckbereichen zu arbeiten und so mit Acetylenbrenngasen in den Bereich des Hochgeschwindigkeitsflammspritzens vorzustoßen. Dies eröffnet besondere Vorteile, da aufgrund der Zunahme der gelieferten thermischen Energie durch Acetylen oder verwandte Brenngase ein schnelleres und/oder stärkeres Aufschmelzen des Spritzmaterials erreichbar ist oder auch höhere Spritzpartikelgeschwindigkeiten möglich werden. Dies führt zu qualitativ verbesserten Spritzschichten mit beispielsweise höherer Verschleißfestigkeit.When flame spraying with acetylene and related fuel gases, it is now possible with the method according to the invention to work with these fuel gases in higher pressure ranges and thus to advance into the high-speed flame spraying range with acetylene fuel gases. This opens up special advantages since, due to the increase in the thermal energy supplied by acetylene or related fuel gases, a faster and / or stronger melting of the spray material can be achieved or higher spray particle speeds are also possible. This leads to qualitatively improved spray coatings with, for example, higher wear resistance.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Anwendung beim Hochgeschwindigkeitsflammspritzen wird auch hier das Brenngasgemisch aus Acetylen und einem oder mehreren anderen Brenngasen dadurch hergestellt, daß die einzelnen Mischkomponenten vor der Druckerhöhung vermischt werden. Dies schafft einerseits bezüglich der Brenngaseigenschaften eine hohe Flexibilität, die sich mit dem Mischungsverhältnis der beteiligten Brenngase variieren läßt, und bedingt andererseits durch die Mischung der Brenngaskomponenten vor der Druckerhöhung eine zusätzliche sicherheitstechnische Verbesserung, da ein Gemisch aus Acetylen und einem anderen Brenngas stabiler ist als reines Acetylen.In a particularly advantageous embodiment of the application in high-speed flame spraying, the fuel gas mixture is also produced from acetylene and one or more other fuel gases in that the individual mixing components are mixed before the pressure increase. On the one hand, this creates a high degree of flexibility with regard to the fuel gas properties, which can be varied with the mixing ratio of the fuel gases involved, and on the other hand, due to the mixing of the fuel gas components before the pressure increase, an additional safety improvement, since a mixture of acetylene and another fuel gas is more stable than pure one Acetylene.

Anhand der folgenden schematischen Zeichnungen wird das erfindungsgemäße Verfahren und eine Druckerhöhungseinheit sowie seine Anwendung beim Hochgeschwindigkeits-­Flammspritzen beispielhaft näher erläutert.The method according to the invention and a pressure booster unit and its use in high-speed flame spraying are explained in more detail by way of example with reference to the following schematic drawings.

Es zeigt:

  • Figur 1 den schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen Acetylenversorgungssystems;
  • Figur 2 den Aufbau einer Druckerhöhungseinheit im Detail;
  • Figur 3 einen Querschnitt durch einen Brennerkopf zum Hochgeschwindigkeitsflammspritzen.
It shows:
  • Figure 1 shows the schematic structure of an acetylene supply system according to the invention;
  • Figure 2 shows the structure of a pressure increasing unit in detail;
  • 3 shows a cross section through a burner head for high-speed flame spraying.

Figur 1 zeigt schematisch eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Von einer mit einer Acetylenquelle verbundenen Hauptverteilungsleitung 1 einer Acetylenversorgungsanlage zweigen mehrere Zweigleitungen 2, 3 ab. Die Zweigleitung 2 ist über ein Absperrventil 4 und eine Gebrauchsstellenvorlage 5.1 mit einer Druckerhöhungseinheit 6, die für die gewünschte Druckerhöhung sorgt, verbunden. Ein- und Ausgangsseitig sind bei der Druckerhöhungseinheit 6 Absperrventile 7 und 8 angeordnet und ausgangsseitig ist darüber hinaus eine weitere Gebrauchsstellenvorlage 5.2 mit Anschlußmöglichkeit für einen Verbraucher vorgesehen. Zusätzlich kann ein Steueranschluß 9 für eine koordinierte Schaltmöglichkeit von Druckerhöhungseinheit und Verbraucher vorgesehen sein.Figure 1 shows schematically an embodiment of the method according to the invention. Several branch lines 2, 3 branch off from a main distribution line 1 of an acetylene supply system connected to an acetylene source. The branch line 2 is with a shut-off valve 4 and a template 5.1 Pressure increasing unit 6, which ensures the desired pressure increase. Shut-off valves 7 and 8 are arranged on the inlet and outlet sides of the pressure booster unit and on the outlet side there is also a further usage point template 5.2 with a connection option for a consumer. In addition, a control connection 9 can be provided for a coordinated switching possibility of the pressure increasing unit and the consumer.

In Figur 2 ist der Aufbau der Druckerhöhungseinheit 6 im einzelnen dargestellt. Sie besteht aus einem in einer Hauptleitung 10 angeordneten Verdichter 14, der mit einem Überdruckventil 15 in einer Leitung 12 parallel geschaltet ist. Nach dieser Parallelschaltung folgt in der Hauptleitung 10 ein Kontrollmanometer 16 und ein Druckminderer 17, mit dem der vom Verdichter 14 erzeugte Druck auf das gewünschte Maß reduziert wird. Baut sich zwischen dem in günstiger Ausgestaltung in verschiedene Leistungsstufen schaltbaren Verdichter 14 und Druckminderer 17 ein zu großer Druck auf, wird dieser durch die Parallelleitung 12 und mit Hilfe des Überdruckventils 15 zur Eingangsseite des Verdichters 14 hin abgebaut. Vor dem Verdichter und der Parallelleitung 12 ist ein Rückschlagventil 13 angeordnet, das ein Rückfließen von Acetylen in die Versorgungsanlage verhindert. Nach dem Druckminderer 17 schließt sich eine Verbraucherleitung 11 an, in der aus Sicherheitsgründen, beispielsweise bei Rückzündungen, eine Abzweigung 18 mit einem weiteren Überdruckventil 19 vorgesehen ist. Darüber hinaus ist eingangsseitig bei der Druckerhöhungseinheit in der Hauptleitung 10 vor dem Rückschlagventil 13 ein Manometer 20 angeordnet, mit dem der Eingangsdruck überwacht wird. Das Manometer 20 ist andererseits mit einer Leuchtanzeige 31 und dem Antrieb des Verdichters 14 verbunden, wodurch das Aufleuchten der Leuchtanzeige und die Abschaltung des Verdichters bei einem eingangsseitig zu niedrigen Druck bewirkt wird. Schließlich ist der Verdichter 14 noch mit einem Ein- und Ausschalter 29 verbunden, wobei der Ein- und Ausschaltvorgang auch über der Steueranschluß 9 und die Verbindung 30 bewirkt werden kann.In Figure 2, the structure of the pressure increasing unit 6 is shown in detail. It consists of a compressor 14 arranged in a main line 10, which is connected in parallel with a pressure relief valve 15 in a line 12. After this parallel connection, a control manometer 16 and a pressure reducer 17 follow in the main line 10, with which the pressure generated by the compressor 14 is reduced to the desired level. If too great a pressure builds up between the compressor 14 and pressure reducer 17, which can be switched to various power levels in a favorable embodiment, this is reduced through the parallel line 12 and with the aid of the pressure relief valve 15 to the inlet side of the compressor 14. A check valve 13 is arranged upstream of the compressor and the parallel line 12, which prevents acetylene from flowing back into the supply system. After the pressure reducer 17 there is a consumer line 11, in which a branch 18 with a further pressure relief valve 19 is provided for safety reasons, for example in the event of reignitions. In addition, a pressure gauge 20 is arranged on the inlet side of the pressure-increasing unit in the main line 10 upstream of the check valve 13, by means of which the inlet pressure is monitored. The pressure gauge 20, on the other hand, is connected to a light indicator 31 and the drive of the compressor 14, which causes the light indicator to light up and the compressor to switch off when the pressure on the inlet side is too low. Finally, the compressor 14 is also connected to an on and off switch 29, and the on and off switching process can also be effected via the control connection 9 and the connection 30.

Die erfindungsgemäße Druckerhöhungeinheit kann nun z.B. in folgendem Fällen eingesetzt werden:

  • a) es steht in einer Versorgungsanlage ein Fließdruck von 1.5 bar mit einem maximalen Durchsatz von 4 m³/h zur Verfügung. Daraus folgt, daß erfindungsgemäß ein Verbraucher beispielsweise mit etwa 6 bar und 1m³/h versorgt werden kann.
  • b) es steht ein Fließdruck von 0.5 bar mit 3 m³/h Durchsatz zur Verfügung. Damit kann beispielsweise eine Versorgung mit 1 bar und bis etwa 1.5 m³/h ausgeführt werden.
The pressure booster unit according to the invention can now be used in the following cases, for example:
  • a) there is a flow pressure of 1.5 bar with a maximum throughput of 4 m³ / h available in a supply system. It follows that, according to the invention, a consumer can be supplied, for example, with about 6 bar and 1m³ / h.
  • b) a flow pressure of 0.5 bar with 3 m³ / h throughput is available. For example, a supply of 1 bar and up to about 1.5 m³ / h can be carried out.

Mit Figur 3 soll abschließend die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahren zum Hochgeschwindigkeits-­Flammspritzen näher erläutert werden. Figur 3 zeigt schematisch einen Querschnitt durch den Vorderteil eines Brennerkopfes zum Flammspritzen ohne die Versorgungsseite für Brenngas und Spritzmaterial im einzelnen zu zeigen. Bisher wird das Hochdruck- bzw. Hochgeschwindigkeits-­Flammspritzen mit nicht acetylenhaltigen Brenngasen, beispielsweise Wasserstoff, Propan, Propylen, ausgeführt, da dabei Brenngasdrücke über 1,5 bar zur Anwendung kommen. Jetzt stehen Acetylendrücke über 1,5 bar zur Verfügung und die Anwendung von Acetylen ist, wie im folgenden gezeigt wird, mit besonderen Vorteilen verbunden. Wie aus Figur 3 ersichtlich ist, wird das Acetylenbrenngas bei seiner Anwendung beim Flammspritzen zusammen mit Sauerstoff in eine Brennkammer 21 eingeführt, wobei die dazugehörenden Zufuhrkanäle 22 eine leicht konische Ausrichtung besitzen, so daß sich die eintretenden, brennenden Gasstrahlen in der Brennkammer schneiden. In diesen Schnittpunkt hinein wird ein weiterer Gasstrahl durch einen Zentralkanal 23 geführt. Dieser besteht aus einem Trägergas, beispielsweise Stickstoff, und den darin transportierten, metallischen Spritzpartikeln. Das Spritzmaterial wird in der von Acetylen und Sauerstoff erzeugten Flamme 24 geschmolzen und die gesamte Mischung aus Verbrennungsgasen, Trägergas und geschmolzenem Spritzmaterial wird durch einen sich an die Brennkammer anschließenden Hauptkanal 25 im Brennerkopf weitergeleitet und verläßt diesen schließlich in Form eines Spritzstrahles 27. Durch eine äußere Umhüllung 28 und eine zwischen dieser äußeren Umhüllung und dem Zentralkanal und der Brennkammer entstehenden Kanal 29 wird der Brennerkopf gekühlt.Finally, FIG. 3 is intended to explain in more detail the use of the method according to the invention for high-speed flame spraying. Figure 3 shows schematically a cross section through the front part of a burner head for flame spraying without showing the supply side for fuel gas and spray material in detail. So far, high-pressure or high-speed flame spraying has been carried out with non-acetylene-containing fuel gases, for example hydrogen, propane, propylene, since fuel gas pressures above 1.5 bar are used. Acetylene pressures above 1.5 bar are now available and the use of acetylene, as will be shown below, has special advantages. As can be seen from FIG. 3, the acetylene fuel gas, when used in flame spraying, is introduced together with oxygen into a combustion chamber 21, the associated feed channels 22 having a slightly conical orientation so that the incoming, burning gas jets intersect in the combustion chamber. A further gas jet is guided through a central channel 23 into this intersection. This consists of a carrier gas, for example nitrogen, and the metallic spray particles transported therein. The spray material is melted in the flame 24 generated by acetylene and oxygen, and the entire mixture of combustion gases, carrier gas and melted spray material is passed through a main duct 25 in the burner head which adjoins the combustion chamber and finally leaves it in the form of a spray jet 27. By an outer spray Jacket 28 and a channel 29 formed between this outer jacket and the central channel and the combustion chamber, the burner head is cooled.

Bei der erfindungsgemäßen Ausführung des Hochgeschwindigkeitsflammspritzens wird nun Acetylen mit einem Druck von z.B. 5 bar zusammen mit einer entsprechenden Menge Sauerstoff durch die Zufuhrkanäle 22 zur Brennkammer 21 geführt. Aufgrund dieser Hochdruckzufuhr von Acetylen kann nun auch der Zufuhrdruck des Trägergases ohne die Gefahr des Zurückdrängens des Brenngasgemisches gesteigert werden und man gelangt so zum Hochgeschwindigkeitsflammspritzen mit Acetylen. Dieser Acetyleneinsatz beim Hochgeschwindigkeitsflammspritzen hat weitgehende Vorteile. Zum einen können aufgrund der hohen, beinhalteten thermischen Energie mit Acetylen und mit Acetylengemischen höherschmelzende Spritzmaterialien angewendet werden als mit anderen Brenngasen. Andererseits ergeben sich kürzere Aufschmelzdauern für die anderen Spritzmaterialien in einer Acetylenflamme, wodurch höhere Spritzpartikelgeschwindigkeiten einstellbar sind, mit denen widerum verbesserte Spitzschichtqualitäten erreicht werden können, da eine höhere Spritzpartikel­geschwindigkeit größere Haftzugwerte und geringere Porösität in der aufgespritzten Schicht bewirkt.In the embodiment of high-speed flame spraying according to the invention, acetylene at a pressure of, for example, 5 bar is now passed through the supply channels 22 to the combustion chamber 21 together with a corresponding amount of oxygen. Due to this high-pressure supply of acetylene, the supply pressure of the carrier gas can now be increased without the risk of the fuel gas mixture being pushed back, and this leads to High speed flame spraying with acetylene. This use of acetylene in high-speed flame spraying has far-reaching advantages. On the one hand, due to the high thermal energy contained, higher melting spray materials can be used with acetylene and with acetylene mixtures than with other fuel gases. On the other hand, there are shorter melting times for the other spray materials in an acetylene flame, as a result of which higher spray particle speeds can be set, which in turn can be used to achieve improved top layer qualities, since a higher spray particle speed causes greater adhesive pull values and lower porosity in the sprayed-on layer.

Zusammenfassend sei nochmals festgehalten, daß das erfindungsgemäße Verfahren mit der dazugehörigen Vorrichtung in sehr vorteilhafter Weise Acetylen und verwandte Brenngase in höheren Druckniveaus zur Verfügung stellt. Dabei ist insbesondere die vorteilhafte Anwendung des Verfahrens beim Hochgeschwindigkeitsflammspritzen hervorzuheben.In summary, it should be stated once again that the method according to the invention with the associated device provides acetylene and related fuel gases in a very advantageous manner at higher pressure levels. The advantageous application of the method in high-speed flame spraying should be emphasized in particular.

Claims (8)

1. Verfahren zur Versorgung von Verbrauchern mit Acetylen oder verwandten Brenngasen oder Brenngasgemischen, dadurch gekennzeichnet, daß der Acetylen- oder Brenngasdruck erst im Bedarfsfall und unmittelbar vor dem jeweiligen Verbraucher(n) auf einen gewünschten, höheren Wert, als er ansonsten aus der Versorgung zur Verfügung steht, gesteigert wird.1. A method for supplying consumers with acetylene or related fuel gases or fuel gas mixtures, characterized in that the acetylene or fuel gas pressure only when required and immediately before the respective consumer (s) to a desired, higher value than it would otherwise from the supply Is available, is increased. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck bis zum 17-fachen, vozugsweise bis zum 7-fachen, des Ausgangsdruckes gesteigert wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the pressure is increased up to 17 times, preferably up to 7 times, the starting pressure. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß verfahrensintern ein Brenngasgemisch erzeugt wird, dadurch daß die einzelnen Brenngase vor der Druckerhöhung auf niedrigem Druckniveau vermischt werden.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that a fuel gas mixture is generated within the process, characterized in that the individual fuel gases are mixed at a low pressure level before the pressure increase. 4. Druckerhöhungseinheit zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, gekennzeichnet durch einen in einer Hauptleitung (10) angeordneten Verdichter (14) mit einem parallel geschalteten Druckkontrollventil (15) und einem dieser Parallelschaltung vorgeschalteten Rückschlagventil (13) sowie einem dieser Parallelschaltung folgenden Druckminderer (17).4. Pressure increasing unit for performing the method according to the invention, characterized by a compressor (14) arranged in a main line (10) with a pressure control valve (15) connected in parallel and a check valve (13) connected upstream of this parallel connection and a pressure reducer (17) following this parallel connection. 5. Druckerhöhungseinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbraucherleitung (11) eine Abzweigung (18) mit einem Sicherheitsventil (19) vorgesehen ist .5. Booster unit according to claim 4, characterized in that a branch (18) with a safety valve (19) is provided in the consumer line (11). 6 Druckerhöhungseinheit nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Hauptleitung (10) vor dem Rückschlagventil (13) ein Manometer (20) angeordnet ist, das mit einem Leuchtsignal (31) und dem Verdichter (14) in Verbindung steht.6 Booster unit according to claim 4 or 5, characterized in that a pressure gauge (20) is arranged in the main line (10) before the check valve (13), which is connected to a light signal (31) and the compressor (14). 7. Druckerhöhungseinheit nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie in ein Verbrauchsgerät integriert ist.7. Booster unit according to claim 4, 5 or 6, characterized in that it is integrated in a consumer device. 8. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1, 2 oder 3 zum Hochgeschwindigkeits-Flammspritzen .8. Application of the method according to claim 1, 2 or 3 for high-speed flame spraying.
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