CH435574A - Vorrichtung zum Versprühen bzw. Zerstäuben flüssiger Stoffe, insbesondere flüssiger Metalle - Google Patents

Description

  Vorrichtung     zum    Versprühen     bzw.    Zerstäuben     flüssiger    Stoffe,       insbesondere    flüssiger Metalle    Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ver  sprühen bzw. Zerstäuben     flüssiger    Stoffe, insbesondere       flüssiger    Metalle, bestehend aus einem heizbaren     Ge-          fäss,    aus dem der zu zerstäubende Stoff senkrecht nach  unten durch einen zusätzlich beheizbaren Düsenkörper  fadenförmig abläuft und dann von einem an der Düsen  öffnung mit Drall vorbeigeführten gas- oder     dampfför-          migen    Druckmittel zerstäubt wird.  



  Es ist bekannt,     flüssige    Stoffe, z. B. wässerige Emul  sionen, geschmolzene Kunststoffe oder Metalle zu zer  stäuben bzw. zu versprühen. Die Stoffe werden hierbei  entweder zur Bildung einer lückenlosen Beschichtung  auf die Oberfläche von festen Körpern aufgetragen oder  zur pulverförmigen Gewinnung des Feststoffes in einem  Gasraum versprüht. Die letztgenannten     Granulierver-          fahren    sind für Metalle und Kunststoffe besonders bei  deren spezieller Weiterverarbeitung üblich. Das entste  hende pulverförmige Granulat dient z.

   B. als Ausgangs  stoff oder Hilfsprodukt für die Herstellung von Sinter  körpern,     Katalysatorenmasse    oder von     Brennstoffen        mit     hoher Verbrennungswärme. Man ist bestrebt, dafür  Korngrössen von nicht mehr als     100,u,    vorzugsweise  von weniger als     60,u,        einzusetzen.     



  Bei bekannten     Metallspritzverfahren    wird das ge  schmolzene Metall auf die zu behandelnde bzw. zu be  schichtende Oberfläche aufgespritzt. Hierzu wird das  der     Spritzvorrichtung    meist in     Form    eines Drahtes zu  geführte Metall durch einen heissen Gasstrahl ver  flüssigt und zusammen mit dem Gas auf den zu be  schichtenden Körper geblasen. Zur Herstellung von fei  nen Metallpulvern sind diese Verfahren nicht geeignet,  da sich dabei die     physikalischen    und technologischen  Eigenschaften des Metalls gegenüber den ursprünglichen  in den meisten Fällen infolge einer Umsetzung der ge  schmolzenen Teilchen mit dem Gas vollständig verän  dern.

   Die nach dem     Spritzverfahren    entstehenden Me-         tallpulverteilchen    sind im allgemeinen hart, spröde und  verhältnismässig grob.  



  In diesem Zusammenhang ist auch bereits ein Ver  fahren zum Herstellen von feinen Pulvern aus     metalli-          schen        Schmelzen    bekannt, bei dem das gas- oder     dampf-          förmige        Zerstäubungsmittel    durch eine Ringdüse mit  grosser     Geschwindigkeit        kegelförmig    auf den     schmelz-          flüssigen    Strahl des zu Pulver zu verarbeitenden Stoffes  geblasen wird.

   Der schmelzflüssige Strahl tritt     unmittel-          bar    aus der Bodenöffnung des     Schmelzkessels    im freien  Fall aus und wird zentral durch die Ringdüse     geführt.     Durch Abbiegen des Innenrandes des     Düsenmundstük-          kes    aus der durch den Kegelwinkel bedingten Schräg  richtung in die streng     axiale    Richtung ist bei diesem  Verfahren dafür gesorgt dass ein Rückschleudern von  erstarrten Metallteilchen auf die Austrittsöffnung der  Ringdüse verhindert wird.

   Nach diesem bekannten     Me-          tallzerstäubungsverfahren    erhält man zwar ein Metall  pulver, dessen technologische Eigenschaften gegenüber  dem Ausgangsstoff nur unwesentlich verändert sind,       jedoch    besitzt das erhaltene Metallpulver eine sehr     un-          gleichmässige    Körnung bei nur geringen Anteilen einer  Korngrösse unter 120     ,u.     



  Es ist ferner auch bereits     eine        Vorrichtung    zum  Versprühen von Stoffen, insbesondere zum Zerstäuben  flüssiger Metalle, für die Herstellung von Metallpulvern  vorgeschlagen worden, bei der ein     inertes    gas- oder       dampfförmiges    Druckmittel durch eine sich kegelförmig  verjüngende Kammer     tangential    mit Drall auf den  senkrecht nach unten durch eine Düse     aublaufenden     Strahl des flüssigen Stoffes geführt wird.

   Diese mit ge  wissem Abstand unterhalb des     Schmelzbehälters    ange  ordnete Düse ist     zusätzlich        beheizbar    und ihre Öffnung       mündet    in einen freien     kegligen    Raum, durch den noch  vor dem Angriffsort des Druckmittels an der Mündung  der     Zerstäubungsdüse    Aussenluft als Zweitluft ange  saugt wird. Die eigentliche     Zerstäubungsdüse    ist nicht      beheizt und ihre Mündung wird vom gas- oder     dampf-          förmigen    Druckmittel gekühlt.

   Mit der Vorrichtung nach  dem älteren Vorschlag     wird    zwar eine sehr hohe Aus  beute an Pulver unter 60     ,u        Korngrösse    erhalten. Auf  grund der nicht genügend     erwärmten,    die     Zerstäubung     bewirkenden Düse ist jedoch ein     störungsfreier    Dauer  betrieb mit dieser     Vorrichtung    für gewisse Metalle nicht       möglich.    Die nach dem älteren Vorschlag aufgebaute  Düse muss vielmehr in gewissen Zeitabständen von Me  tallspritzern und Metallansätzen     gereinigt    werden.  



  Es wurde nun gefunden, dass     man    eine für den  Dauerbetrieb geeignete Vorrichtung zum Versprühen  bzw. Zerstäuben flüssiger Stoffe, insbesondere flüssiger  Metalle, erhält, mit welcher ein     pulverförmiges    Granu  lat mit einem hohen Anteil der     Korngrösse    unter 60     ,u          herstellbar    ist, wenn der im Ablaufweg des flüssigen  Stoffes angeordnete beheizbare Düsenkörper gegen  über der umgebenden Düsenhalterung     punkt-    oder     li-          nienförmig    abgestützt und von einem freien ring- oder       kegelspaltförmigen    Raum umgeben ist.  



       Vorzugsv;eise    liegt der die     beheizbare    Düse umge  bende ring- oder     kegelspaltförmige    Raum in Wirkungs  bereich der     Düsenheizung.        Zweckmässig    ist, wenn der  zusätzlich beheizbare Düsenkörper aus einem korro  sionsbeständigen und verschleissfesten Werkstoff von  besonders guter Wärmeleitfähigkeit hergestellt ist vor  zugsweise aus einem Spezialgraphit mit     einer        Wärme-          leitfähigkeit    von etwa 90     kcal/m.h.     C.  



  Anhand der Zeichnung, die ein     Ausführungsbeispiel     wiedergibt, ist die     Erfindung    nachfolgend näher     be-          beschrieben.     



  Die Vorrichtung besteht     zunächst    aus einem mit  senkrechter Achse angeordneten Gefäss 1 zur Aufnah  me des zu zerstäubenden Stoffes, das in seinem unteren  Bereich eine Heizeinrichtung 1a besitzt. Das     untere    ein  gezogene Ende des Gefässes 1 geht zur Bildung eines       Flüssigkeitsfadens        in        einen    zylindrischen Auslaufkanal       1b    über und ist an dieser Stelle in eine Halterung 2  eingefügt.

   Diese Halterung besitzt in Achsrichtung des  Auslaufkanals     1b    eine Öffnung, die das obere Ende des  Düsenkörpers 3     aufnimmt.    Das untere Ende des Düsen  körpers 3 ist     kegelförmig        verjüngt.    Es stützt und zen  triert sich beim Zusammenfügen aller Teile der Vor  richtung in     einer        tricherförmigen        Vertiefung    des     Pass-          stückes    4a, das in die Platte 4 fest oder lösbar einge  fügt ist.

   Der     Kegelwinkel    der     trichterförmigen    Vertie  fung im Passtück 4a ist grösser als der äussere Kegel  winkel des Düsenkörpers 3, so dass sich in der Funk  tionslage aller Teile um den unteren     kegelförmigen    Teil  des Düsenkörpers 3 ein freier     kegelspaltförmiger    Raum  5 ergibt. Um den Düsenkörper 3 ist ferner eine zusätz  liche Heizung 6     ringförmig        herumgelegt    , deren Wir  kungsbereich sich bis in den nach unten     verjüngten     freien Raum 5     hinein    erstreckt.  



  Zur Erzielung der bestmöglichen     Zerstäubungs-          leistung    ist für den Düsenkörper 3     ein    Werkstoff von  besonders guter Wärmeleitfähigkeit mit mehr als 50       kcal/m.h.     C vorgesehen. Vorzugsweise wird der Dü  senkörper 3 aus einem Spezialgraphit mit 90     kcal/m.h.      C hergestellt. Vergleichsweise beträgt die Wärmeleit  fähigkeit von Kohle etwa 4, von     Chromnickelstahl    et  wa 13 und von Flusstahl etwa 47     kcal/m.h.     C.  



  Um die mit     Hilfe    des Werkstoffes von besonders  hoher Wärmeleitfähigkeit gegebene gute Wärmeübertra  gung auf den durch den Düsenkörper 3     abfliessenden     und nachfolgend zu zerstäubenden Stoff nicht teilweise  wieder aufzuheben, ist ausser dem     kegelspaltförmigen       Raum 5 noch eine     punkt-    oder höchstens linienförmi  ge Abstützung zwischen der äusseren     Kegelfläche    des  Düsenkörpers 3 und dem trichterförmigen Passtück 4a  vorgesehen.

   Die     linienförmige    Abstützung anstelle einer       punktförmigen    zwischen dem unteren     kegelförmigen     Teil des Düsenkörpers und dem Passtück 4a ist anzu  wenden, wenn ein vollständig dichter Abschluss zwi  schen den Raum 5 und dem Auslass jener     Drallkammer     7 erforderlich ist, die zur Erzeugung der kritischen Ge  schwindigkeit des an der Düsenmündung 8 mit     Drall          vorbeizublasenden    Druckmittels zwingend erforderlich  ist.  



  Die mit     Hilfe    der Heizung 6 unter Zutritt von Luft  an den Düsenkörper 3 zu     übertragende        Wärme        erfor-          dert    in manchen     Fällen        mindestens    im weiteren Bereich  der Heizungsebene 6 auf der Oberfläche eines aus Spe  zialgraphit hergestellten Düsenkörpers 3 einen oxyda  tionsfesten     Überzug,    der vorzugsweise aus einer Schicht  von Aluminiumoxyd besteht.  



  In bestimmten Fällen können beim Betrieb der Vor  richtung mit geringerem Druck in der     Drallkammer    7  durch einige Öffnungen 9 kleineren Durchmessers zwi  schen dem Raum 5 und der     Drallkammer    7 weitere  Vorteile für die Wirkung der Vorrichtung erzielt wer  den. Durch diese Öffnungen 9 ist zwischen dem Raum  5 und der     Drallkammer    7 ein gewisser     begrenzter    Tem  peratur- und Druckausgleich möglich.  



  Die Teile 2,     3@    4 und 6 der Vorrichtung sind mit       Hilfe    einer Flügelschraube 10 unter Einfügen von Zwi  schenstücken 11 vorzugsweise lösbar miteinander ver  spannt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH 35 Vorrichtung zum Versprühen bzw. Zerstäuben flüs siger Stoffe, insbesondere flüssiger Metalle, bestehend aus einem heizbaren Gefäss (1), aus dem der zu zer stäubende Stoff senkrecht nach unten durch einen zu sätzlich beheizbaren Düsenkörper (3) fadenförmig ab läuft und dann von einem an der Düsenöffnung (8) mit 4o Drall vorbeigeführten gas- oder dampfförmigen Druck mittel zerstäubt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der im Ablaufweg des flüssigen Stoffes angeordnete be heizbare Düsenkörper (3) gegenüber der umgebenden Düsenhalterung (2, 4, 4a)

   punkt- oder linienförmig ab <B>45</B> gestützt und von einem freien ring- oder kegelspaltför- migen Raum (5) umgeben ist. UNTERANSPRÜCHE 1. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass der freie ring- oder kegelspaltför- mige Raum (5) unmittelbar unterhalb der beheizten Ebene des Düsenkörpers (3) angeordnet ist und sich im Einflussbereich der Heizung (6) von oben nach un ten verjüngt.

   2. Vorrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass der Düsenkörper (3) mindestens im Bereich der Heizungsebene (6) mit einem oxydations festen Überzug aus Aluminiumoxyd versehen ist. 3. Vorrichtung nach Patentanspruch, gekennzeich net durch enge Öffnungen (9) zwischen dem den Düsen körper (3) umgebenden ring- oder kegelspaltförmigen Raum (5) und der Drallkammer (7) für das Druck- mittel.