Verfahren und Gerät zum Spritzen schmelzbarer Materialien. Vorliegende Erfindung betrifft ein Ver fahren und ein Gerät zum Spritzen schmelz- barer Materialien, wie z. B. niedrig schmel zende Metalle und Legierungen sowie auch Isolierstoffe, wie Bitumen, z. B. Asphalt, Kunstharze und dergleichen.
Die Erfindung bezweckt, die Verbren nungswärme eines Gasgemisches zum :Schmel zen und den durch die Verbrennungsgase er zeugten Druck zum Aussehleudem des Spritz gutes zu verwenden, ohne das letztere mit der Verbrennungsflamme in Berührung zu bringen.
Dies wird beim. Verfahren gemäss der Er findung :dadurch erreicht, dass durch die Ver brennung eines Gasgemisches, in einer Ver brennungskammer das zu spritzende Material in einer von ersterer getrennten Schmelzkam mer geschmolzen und durch die Strömungs- energie: des heissen Verbrennungsgasstrahls aus einer Düse auf. die Unterlage geschleudert wird.
Auf diese Weise kann eine weitgehende Ausnützung der Wärme- und Druckenergie des zugeführten Gasgemisches erzielt wer .den, und in dem heissen, Strahl der inerten Abgase erfolgt keine Abkühlung sowie ins besondere beim Spritzen von Metall keine Oxydation :der Partikelchen, so dass fest an haftende und dichte Überzüge erzeugt werden können.
Hierbei besteht die Möglichkeit, durch Einführen von Pressluft in die Ver brennungskammer die Temperatur in dersel ben nach Bedarf zu regeln und dem Schmelz punkt des jeweils zu verarbeitenden Spritz gutes anzupassen.
Da:s@ erfindungsgemässe Gerät zur Ausfüh rung :dieses Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dassdasselbe eine Verbrennungskammer mit Mitteln zur Zuführung :eines Brenngases und von Sauerstoff sowie zur Zündung des Gasgemisches und eine in Wärmeleitungs- verbindung mit derselben stehende;
getrennte Schmelzkammer mit Mitteln zur Einführung des Spritzgutes aufweist und beide Kammern durch eine Leitung für (das Spritzgut mitein ander verbunden sind, welche Leitung in eine an der Verbrennungskammer angesetzte Spritzdüse ausmündet.
Ausführungsbeispiele des erfindungs gemässen Gerätes sind in dler beiliegenden Zeichnung dargestellt und Ausführungsbei spiele des erfindungsgemässen Verfahrens sind an Hand der Erläuterung des Gerätes beschrieben.
In :der Zeichnung zeigt: Fig. 1 eine Spritzpistale im Schnitt durch die senkrechte Mittelebene und Fig. 2 eine Vorderansicht derselben mit senkrechtem-Schnitt durch die Verbrennungs kammer nach Linie II-II in Fig. 1; Fig. 3 zeigt in kleinerem Massstab eine zweite Ausführungsform einer Spritzpistole in schematischem Schnitt.
Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Spritz pistole weist einen Hammerkörper 1 aus einem gut z. B. Kup fer oder Aluminium, auf und hat in seinem mittleren Teil zylindrische Farm mit halb kugelförmig gerundeten En.den. Im vordern Ende des Kammerkörpers 1 .liegt die hohl kugelförmige Verbrennungskammer \?, am hintern Ende die ebenfalls hohlkugelförmige Schmelzkammer 3, die von erstgenannter Kammer getrennt ist.
Die Verbrennungs kammer 2 mündet in einen Gewindestutzen 4 und die Schmelzkammer 3 in einen Gewinde stutzen 5 aus. In einer Längsbohrung des Kammerkörpers ist als Leitung für das Spritzgut ein Rohr 6 eingepasst, dessen hin- teres Ende aus dem Gewindestutzen 5 heraus tritt und durch eine auf letzteren aufge schraubte 1=Tberwurfmutter 10 gehalten ist.
Das vordere Ende des Rohres 6 ist als Düsenkegel 7 ausgebildet, welcher die Ver brennungskammer durchzieht und in einem auf den Gewindestutzen 4 aufgeschraubten Düsenring 9 ausmündet, welcher zusammen mit dem Düsenkegel 7 .die Spritzdüse bildet. Innerhalb der Schmelzkammer 3 hat das Rohr 6 seitliche Öffnungen 8 für den Ein tritt des geschmolzenen Spritzgutes. Zentral im Rohr 6 ist eine Reguliernadel 11 gelagert, deren Spitze die Austrittsöffnung des Düsen kegels 7 abschliesst.
Am hintern Teil hat die Reguliernadel 11 einen Bund 12, an welchem eine gleichachsig angeordnete Druckfeder 13 abgestützt ist, -elche bestrebt ist, die Regu liernadel in .der Schliessstellung zu halten.
In einen Stutzen der Verbrennungskammer 2 ist eine Zündkerze 14 eingesetzt, an welche ein Pol der Zündleitung angeschlossen ist, wäh rend der andere Pol in üblicher Weise an blasse liebt. Der Kammerkörper 1 ist an einem hohlen Handgriff 15 befestigt, in dessen oberem Ende. eine zur Reguliernadel 11 parallele Stange 16 lä.ng.s verschiebbar ge lagert ist.
Das hintere Ende der Stange 16 ist durch einen Mitnehmer 17 mit dem hin tern Ende der Reguliernadel 1.1 verbunden und hat an, seinem zum. Handgriff heraus ragenden vordern Ende einen durch den Zeig efinger der die Pistole haltenden Hand zu betätigenden Drücker 1.8. Durch den I3andbriff tritt die Leitung 19 für die Zu führung des Spritzgutes, z. B. Bitumen, in die Schmelzkammer 3.
Die Verbrennungskammer hat ferner einen an ihrem untern feile tanggential ange setzten Stutzen 20, an -welchem für die Zu führung des Brenngases, z. B.
Azetylen, und des Sauerstoffes eine 3iiscbdiise angesetzt ist. An das zentrale Düsenrohr 22 der Misch- düse ist die durch den 11.an.d-riff 15 gehende Rohrleitung 24 für den Sauerstoff und an den Ringkanal ?1 der Mischdüse die eben falls durch den Handgriff 15 gehende Rohr leitung 25 für das Azetylen angeschlossen.
Seitlich von der Mischdüse ist in die Sauer stoffleitung 24 ein Regulierventil \33 einge setzt, während die :Izetylen.leitung 25 an ihrem unten am Hando,riff 15 heraustreten den Ende ein Regiilierven.til 26 aufweist.
Ferner sitzt oben an der VerbrenntingsI#:am- mer gegenüber der C@asgemisc@eintrittsöff- nun-, ein ebenfalls tanbential angewetzter Stutzen 27, an welchen eine Pressluftleitung ?8 mit I:egulierven -il 29 an beschlossen ist.
Auch diese Pressltiftleitung geht rlureh den Handgriff und sämtliche Rohrleitungen sind r it bie--samen Sehl, 'iuehEii in die Gasbehälter benv. den Drucliluftbehälter bezw. .den 31a- terialbehält.er angeschlossen. Das erfindungs gemässe Verfahren kann z.
B. zwecks Erzeu gung eines Überzuges aus Bitumen mit dem beschriebenen Gerät in folgender Weise aus- --eführt werden: Nach 'Öffnen der Regulierventile 23 und 26 strömt Azetylen und Sauerstoff durch die Mischdüse 21/22 in ,die Verbrennungskammer tangential ein und infolge der Kreiselbewe- o,ung längs der Kammerwandung entsteht ein zündfähiges Gasgemisch, welches mittels der Kerze 14 gezündet wird, so dass eine Dauer- fla.rnsne entsteht.
Die hierbei entstehende Ver brennungswärme geht über den Kammerkör per auf die Schmelzkammer 3 über und be wirkt die Schmelzung :des in pulverförmigem oder plastisch erweichtem Zustand .durch Rohr 19 in die Schmelzkammer 3 eingeführ ten Bitumens. Das geschmolzene Bitumen tritt in das Rohr 6 ein. Nun öffnet man mit tels :des Drückes 18 die Reguliernadel 11. Hierauf wird durch die Saugwirkung der aus dem Düsenring 9 unter Druck austretenden heissen Verbrennungsgase das Bitumen aus dem Düsenkegel 7 mitgerissen, zerstäubt und auf die zu überziehende Unterlage aufge schleudert.
Zur Regelung des Gasgemisches werden die Regulierventile 23 und 26 be nützt, und falls die Temperatur in der Ver- brennungskamm-er zu hoch ist, wird ,durch Öffnen ödes Ventils 29 Pressluft in dieselbe eingelassen, wodurch die Temperatur entspre chend herabgesetzt wird.
Natürlich könnte anstatt Sauerstoff auch Pressluft in die Mischdüse 20/21 für,das An saugen des Brenngasee und für die Unter haltung der Flamme eingeführt werden, wodurch eine besondere Sauerstoffzuführung entbehrlich würde.
Anstatt wie dargestellt hohlkugelförmig könnte die Verbrennungskammer auch hohl zylindrisch oder hohlbirnenförmig gestaltet sein.
Auch könnte das Gerät mit einem Vor ratsbehälter für das Spritzgut oder mit einer Zuführungsvorrichtung bekannter Art zur Einführung drahtförmi en Spritzgutes in die Schmelzkammer beim Metallspritzen ver sehen sein.
Ein Ausführungsbeispiel ersterer Art ist in Fig. 3 .dargestellt. Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausfüh rungsform liegt die Schmelzkammer 3' am vordern Ende und die von ihr ;getrennte Ver brennungskammer am hintern Ende des Kam- merkörpers, 1'.
Die Kammer 2' ist hohlkugel förmig .und der untere Teil :der Schmelzkam- m:er 3' hohlkugelig ausgebildet und letz tere ist in ihren obern Teil als ein mittels Deckel drucksicher verschlossener zylindri- seher Vorratsbehälter 30 ausgebildet.
Das Düsenrohr 6' für,die aus der Verbrennungs- kammer 2' austretenden. Verbrennungsgase durchzieht die Schmelzkammer 3' und mün det an der in die Wandung der letzteren ein gesetzten Spritzdüse 9' aus, so dass die> er zeugte Verbrennungswärme sowohl durch den Kammerkörper 2' ala auch durch das Düsenrohr 6' auf das zu schmelzende Spritz- gut übertragen wird.
In die Wandung der Verbrennungskammer 2' ist in gleicher Weise wie oben beschrieben die Mischdüse 21/22 für die Einführung der durch,die Rohrleitungen 4/25 zugeführten Betriebsgase eingesetzt 22 und ebenso ist auch wie oben beschrieben der Kammerkörper 1' auf einem nicht dargestell ten Handgriff befestigt und mit einer Regu- liernadel für die Regelung des Materialaus- trittes beim Spritzen versehen. Die Verbren
nungskammer 2' ist, durch ein, Verbindungs rohr 31, welches: oberhalb des Materialspie gels im Vorratsbehälter 30 ausmündet, mit letzterem verbunden, so dass der Druck der Verbrennungsgase auch von oben auf das Material einwirkt und die Saugwirkung der Spritzdüse beim Herausschleudern des Spritz- gutes unterstützt.
Im übrigen sind Ausbildung des Gerätes betreffend Einführung des Brennstoffes und des Spritzgutes und Vorgang beim Spritzver fahren genau gleich wie :oben beschrieben. Bei beiden Ausführungsformen kommt die Flamme nie in unmittelbare Berührung mit dem Spritzgut, sondern die Schmelzung des selben wird durch Wärmeübertragung be wirkt.
Anstatt durch eine gemeinsame Misch düse könnten die Betriebsgase euch getrennt in die Verbrennungskammer eingeführt wer- den, es könnten aber auch mehrere Misch düsen vorgesehen sein. Dank der vorgeSehe- nen tangentialen Einleitung des Gasgemisches entwickelt sich die Verbrennung und Wärme erzeugung im wesentlichen längs der Kam merwandung, so dass die Kammermitte, in welcher bei der ersten Ausführungsform der Düsenkegel liegt, sich nicht unzulässig hoch erwärmt.
Die Verbrennungskammer könnte auch in mehrere hintereinanderliegende Abteile unter teilt sein.
Anstatt mittels einer Zündkerze könnte die Zündung des Gemisches auch mittels eines Glühkopfes oder eines elektrischen Widerstandsdrahtes erfolgen.
Method and apparatus for spraying fusible materials. The present invention relates to a process and a device for spraying fusible materials such. B. low-melting metals and alloys as well as insulating materials such as bitumen, z. B. asphalt, synthetic resins and the like.
The invention aims to use the combustion heat of a gas mixture for: Melting and the pressure generated by the combustion gases for the appearance of the spray, without bringing the latter into contact with the combustion flame.
This is the case with. Method according to the invention: achieved in that through the combustion of a gas mixture in a combustion chamber the material to be sprayed is melted in a melting chamber separate from the former and through the flow energy: the hot combustion gas jet from a nozzle. the surface is spun.
In this way, extensive use of the heat and pressure energy of the gas mixture supplied can be achieved, and there is no cooling in the hot jet of inert exhaust gases and, in particular, when metal is sprayed, there is no oxidation: the particles, so that firmly adhering and dense coatings can be produced.
There is the possibility of regulating the temperature in dersel ben as required by introducing compressed air into the combustion chamber and adapting the melting point of the particular spray to be processed.
Since: s @ device according to the invention for execution: this method is characterized in that it has a combustion chamber with means for supplying: a fuel gas and oxygen as well as for igniting the gas mixture and a heat conduction connection with the same;
has separate melting chamber with means for introducing the spray material and both chambers are connected by a line for (the spray material mitein other, which line opens into a spray nozzle attached to the combustion chamber.
Embodiments of the device according to the invention are shown in the accompanying drawings and embodiments of the method according to the invention are described with reference to the explanation of the device.
In: the drawing shows: Fig. 1 a spray gun in section through the vertical central plane and Fig. 2 is a front view of the same with a vertical section through the combustion chamber along line II-II in Fig. 1; Fig. 3 shows on a smaller scale a second embodiment of a spray gun in a schematic section.
The spray gun shown in Fig. 1 and 2 has a hammer body 1 from a well z. B. Kup fer or aluminum, and has in its central part cylindrical farm with hemispherical rounded ends. In the front end of the chamber body 1 lies the hollow spherical combustion chamber, at the rear end the likewise hollow spherical melting chamber 3, which is separated from the first-mentioned chamber.
The combustion chamber 2 opens into a threaded connector 4 and the melting chamber 3 in a threaded connector 5 from. In a longitudinal bore of the chamber body, a pipe 6 is fitted as a line for the spray material, the rear end of which protrudes from the threaded connector 5 and is held by a union nut 10 screwed onto the latter.
The front end of the tube 6 is designed as a nozzle cone 7, which passes through the combustion chamber and opens into a nozzle ring 9 screwed onto the threaded connector 4, which forms the spray nozzle together with the nozzle cone 7. Inside the melting chamber 3, the tube 6 has lateral openings 8 for the A occurs of the molten injection material. Centrally in the tube 6 is a regulating needle 11, the tip of which closes the outlet opening of the nozzle cone 7.
On the rear part, the regulating needle 11 has a collar 12 on which a coaxially arranged compression spring 13 is supported, which strives to keep the regulating needle in the closed position.
In a socket of the combustion chamber 2, a spark plug 14 is inserted, to which one pole of the ignition line is connected, while the other pole loves in the usual way to pale. The chamber body 1 is attached to a hollow handle 15 in the upper end thereof. a rod 16 parallel to the regulating needle 11 is longitudinally displaceable.
The rear end of the rod 16 is connected by a driver 17 with the back tern end of the regulating needle 1.1 and has to his. Handle protruding front end a by the index finger of the hand holding the pistol to be actuated trigger 1.8. Through the I3andbriff, the line 19 occurs for the supply of the spray material, for. B. bitumen, in the melting chamber 3.
The combustion chamber also has a on her lower file tangentially attached nozzle 20, on -which for the supply of the fuel gas, z. B.
Acetylene, and a mixture of oxygen is made up. The pipe 24 for the oxygen, which goes through the 11.an.d-reef 15, is connected to the central nozzle pipe 22 of the mixing nozzle, and the pipe 25, which also goes through the handle 15, for the acetylene is connected to the annular channel? 1 of the mixing nozzle .
A regulating valve 33 is inserted into the oxygen line 24 to the side of the mixing nozzle, while the izetylene line 25 has a regulating valve 26 at its end protruding at the bottom of the handle 15.
Furthermore, at the top of the combustion I #: ammer opposite the C @ asgemisc @ eintrittsöff- nun-, there is also a tanbential attached connection 27, to which a compressed air line? 8 with I: egulierven -il 29 is attached.
This presslift line also goes through the handle and all the pipelines are r it flexible sehl, 'iuehEii in the gas container benv. the compressed air tank respectively. .the 31material container is connected. The fiction, contemporary method can, for.
B. for the purpose of generating a coating of bitumen with the device described in the following way: After opening the regulating valves 23 and 26, acetylene and oxygen flows through the mixing nozzle 21/22 into the combustion chamber tangentially and as a result of the Gyroscopic movement along the wall of the chamber creates an ignitable gas mixture which is ignited by means of the candle 14, so that a permanent light is created.
The resulting combustion heat is transferred via the Kammerkör by to the melting chamber 3 and is responsible for melting: the bitumen introduced into the melting chamber 3 through pipe 19 in a powdery or plasticized state. The molten bitumen enters the pipe 6. Now you open with means: the pressure 18 the regulating needle 11. Then the bitumen is carried away from the nozzle cone 7 by the suction effect of the hot combustion gases exiting the nozzle ring 9 under pressure, atomized and thrown onto the substrate to be coated.
The regulating valves 23 and 26 are used to regulate the gas mixture, and if the temperature in the combustion chamber is too high, compressed air is let into it by opening the valve 29, whereby the temperature is correspondingly reduced.
Of course, instead of oxygen, compressed air could also be introduced into the mixing nozzle 20/21 for sucking in the fuel gases and for maintaining the flame, which would make a special oxygen supply unnecessary.
Instead of having a hollow spherical shape as shown, the combustion chamber could also be designed as a hollow cylinder or a hollow pear.
The device could also be seen with a supply container for the spray material or with a feed device of a known type for introducing wire-shaped spray material into the melting chamber during metal spraying.
An embodiment of the first type is shown in FIG. 3. In the embodiment shown in FIG. 3, the melting chamber 3 'is located at the front end and the combustion chamber separated from it is located at the rear end of the chamber body 1'.
The chamber 2 'is hollow-spherical and the lower part: the melting chamber 3' is designed as a hollow-spherical shape and the upper part of the latter is designed as a cylindrical storage container 30 which is pressure-proof closed by means of a cover.
The nozzle pipe 6 'for the exiting from the combustion chamber 2'. Combustion gases pass through the melting chamber 3 'and open out at the spray nozzle 9' set in the wall of the latter, so that the heat of combustion generated both through the chamber body 2 'as well as through the nozzle pipe 6' onto the spray material to be melted is transmitted.
In the same way as described above, the mixing nozzle 21/22 for the introduction of the operating gases fed through the pipes 4/25 is inserted into the wall of the combustion chamber 2 ', and the chamber body 1' is also, as described above, on a not shown th Handle attached and provided with a regulating needle for regulating the material discharge during spraying. The burn
tion chamber 2 'is connected to the latter by a connecting pipe 31 which: opens out above the material level in the storage container 30, so that the pressure of the combustion gases also acts on the material from above and the suction effect of the spray nozzle when the spray nozzle is thrown out good supports.
In addition, the training of the device regarding the introduction of the fuel and the injection material and the process in the Spritzver drive are exactly the same as described above. In both embodiments, the flame never comes into direct contact with the material to be sprayed, but the melting of the same is effected by heat transfer.
Instead of a common mixing nozzle, the operating gases could be introduced separately into the combustion chamber, but several mixing nozzles could also be provided. Thanks to the intended tangential introduction of the gas mixture, the combustion and heat generation develop essentially along the wall of the chamber, so that the center of the chamber, in which the nozzle cone is located in the first embodiment, does not heat up excessively.
The combustion chamber could also be divided into several compartments one behind the other.
Instead of using a spark plug, the mixture could also be ignited using a glow head or an electrical resistance wire.