DE1270740B - Device for spraying or atomizing liquid media - Google Patents
Device for spraying or atomizing liquid mediaInfo
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Description
Vorrichtung zum Versprühen bzw. Zerstäuben flüssiger Medien Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Versprühen bzw. Zerstäuben flüssiger Medien, insbesondere flüssiger Metalle, die aus einem fest angeordneten heizbaren Gefäß zur Aufnahme des zu zerstäubenden Mediums mit einer zentral angebrachten oberen Düse am unteren Boden des Gefäßes und einem unter der oberen Düse angeordneten flachen Düsengehäuse mit einem Spiraleinsatz und einer unteren Düse zur Führung des Zerstäubungsmittels besteht.Device for spraying or atomizing liquid media The invention relates to a device for spraying or atomizing liquid media, in particular liquid metals from a fixed, heated vessel for receiving of the medium to be atomized with a centrally mounted upper nozzle on the lower Bottom of the vessel and a flat nozzle housing arranged under the upper nozzle with a spiral insert and a lower nozzle for guiding the atomizing agent consists.
Es ist bekannt, flüssige Stoffe, wie wäßrige Emulsionen, geschmolzene Kunststoffe oder Metalle, zu zerstäuben bzw. zu versprühen. Die Stoffe werden hierbei entweder auf die Oberfläche von festen Körpern aufgetragen oder zur Gewinnung des Feststoffes in feiner Pulverform in einen Gasraum versprüht. It is known that liquid substances, such as aqueous emulsions, are melted Plastics or metals, to be atomized or sprayed. The fabrics are here either applied to the surface of solid bodies or for the extraction of the Sprayed solid in fine powder form in a gas space.
Letzteres gilt besonders für das Zerstäuben von Metallen oder Kunststoffen. Die entstehenden Pulver dienen als Ausgangsstoffe oder Hilfsprodukte für mannigfache Aufgaben, z. B. als Sinterpulver, Katalysatoren oder zur Herstellung von Brennstoffen hoher Verbrennungswärme.The latter is particularly true for the atomization of metals or plastics. The resulting powders serve as starting materials or auxiliary products for a variety of purposes Tasks, e.g. B. as sintering powder, catalysts or for the production of fuels high heat of combustion.
Bei dem bekannten Metallspritzverfahren wird geschmolzenes Metall auf eine Oberfläche aufgespritzt. In the known metal spraying process, molten metal is used sprayed onto a surface.
Hierzu wird das Metall, meist in Form eines Drahtes, durch einen heißen Gasstrahl erhitzt und zusammen mit dem Gas auf den zu beschichtenden Körper geblasen. For this purpose, the metal, usually in the form of a wire, is passed through a hot gas jet and heated together with the gas on the body to be coated blown.
Zur Herstellung von feinen Pulvern ist dieses Verfahren nicht geeignet, da sich in den meisten Fällen infolge der Umsetzung der geschmolzenen Metallteilchen mit dem Gas die physikalischen und technologischen Eigenschaften des Metalls gegenüber denen des ursprünglichen Drahtes vollständig ändern. Nach dem Spritzvorgang sind die entstehenden Metallpulverteilchen im allgemeinen hart, versprödet und verhältnismäßig grob. This process is not suitable for the production of fine powders, because in most cases as a result of the reaction of the molten metal particles with the gas, the physical and technological properties of the metal are compared completely change those of the original wire. After the spraying process are the resulting metal powder particles are generally hard, brittle and proportionate rough.
Es ist weiterhin bekannt, die Außenwand des Behälters für das zu zerstäubende Medium im Abstand von der inneren Wand des unterhalb des Behälters angebrachten Düsenkörpers anzuordnen. Bei dieser Vorrichtung kann jedoch wegen der axialen Strömung des Zerstäubungsmittels durch den Abstand hindurch keine Luft angesaugt werden. It is also known to use the outer wall of the container for that too atomizing medium at a distance from the inner wall of the underneath the container attached nozzle body to be arranged. In this device, however, because of the axial flow of the atomizing agent through the distance through no air is sucked will.
Bekannte Vorrichtungen zum Zerstäuben von Flüssigkeiten verwenden Ringschlitze bzw. Rohrdüsen zur Führung des unter Druck ausgestoßenen Zerstäubungsmittels. Ein Einsaugen von zusätzlicher Luft wird hierbei nicht erreicht. Use known devices for atomizing liquids Ring slots or tube nozzles for guiding the atomizing agent expelled under pressure. Sucking in of additional air is not achieved here.
Zur Erzeugung von Metallstaub aus Blei ist es bekannt, einen mit dem geschmolzenen Metall gefüllten Behälter zu verwenden, der unten in seiner zylindrischen Wand eine waagerecht angeordnete Auslaßöffnung aufweist, durch welche das flüssige Blei mittels Druckluft ausgestoßen wird. Eine Verwendung dieser Anordnung für die Zerstäubung hochschmelzender Metalle ist wegen der fehlenden Beheizung unmöglich. To generate metal dust from lead, it is known to use a to use the molten metal filled container that is at the bottom of its cylindrical Wall has a horizontally arranged outlet opening through which the liquid Lead is ejected by means of compressed air. A use of this arrangement for the Atomization of refractory metals is impossible because of the lack of heating.
In einer bekannten Anordnung zur Herstellung von spratzigen Metallpulvern wird das flüssige Metall gleichzeitig durch Kühlmittel und Dampf, zu deren Führung in der Düse Ringräume vorgesehen sind, zersprüht. Feine Pulver können daher nicht hergestellt werden. In a known arrangement for the production of spattered metal powders the liquid metal is simultaneously carried by coolant and steam to guide them Annular spaces are provided in the nozzle, sprayed. Fine powders cannot therefore getting produced.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Versprühen bzw. zum Zerstäuben flüssiger Medien, insbesondere flüssiger Metalle, aufzufinden, welches es ermöglicht, die Größe der entstehenden Teilchen zu verändern, ohne dabei deren Eigenschaften gegenüber denen der unzerstäubten Stoffe zu verschlechtern. Hierbei sollte das Zusetzen des unteren Düsenrandes durch erstarrende Schmelze vermieden werden. The invention is based on the object of a device for spraying or to find the atomization of liquid media, especially liquid metals, which makes it possible to change the size of the resulting particles without changing to worsen their properties compared to those of the non-atomized substances. The clogging of the lower edge of the nozzle due to solidifying melt should be avoided will.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die obere Düse aus einem von einer mit konischer AußenSäche versehenen tYberwurfmutter an ein Rohrstück angepreßten Düseneinsatz besteht und daß die untere, mit einer konischen Innenfläche versehene Düse mit einem Abstand von der konischen Außen-Fläche der tJberwurfmutter in einem Düsengehäuse angeordnet ist, welches seinerseits über einstellbare Verbindungsmittel mit dem beheizbaren Gefäß verbunden ist. According to the invention, this object is achieved with a device which is characterized in that the upper nozzle consists of one of a conical Outer surface provided with a union nut on a piece of pipe pressed against the nozzle insert consists and that the lower, provided with a conical inner surface nozzle with a Distance from the conical outer surface of the union nut in a nozzle housing is arranged, which in turn via adjustable connecting means with the heated vessel is connected.
Das Zusetzen des unteren Düsenrandes ist bei im wesentlichen axialer Zuführung des Zerstäubungsmittels möglich. Aber auch eine Zuführung des Zerstäubungsmittels durch einen spiralförmigen Raum ist für sich allein reicht ausreichend, um dieses Zusetzen mit Sicherheit auszuschalten. Bei Zuführung des Zerstäubungsmittels durch einen spiralförmigen Raum tritt dagegen die zu zerstäubende Flüssigkeit aus, wenn die Außenwand des Flüssigkeitsbehälters von der Innenwand des Düsenkörpers im Abstand angeordnet ist. Dies ist bei axialer Zuführung des Zerstäubungsmittels für sich bekannt. The clogging of the lower edge of the nozzle is substantially axial at Feeding of the atomizing agent possible. But also a supply of the atomizing agent by A spiral space on its own is sufficient for this clogging to be switched off with certainty. When feeding the atomizing agent through a spiral space, on the other hand, the liquid to be atomized emerges when the Outer wall of the liquid container at a distance from the inner wall of the nozzle body is arranged. When the atomizing agent is fed in axially, this is in itself known.
Bei dieser bekannten Vorrichtung kann Jedoch wegen der axialen Strömung des Zerstäubungsmittels durch den entstehenden Spalt hindurch keine Luft angesaugt werden, weil dazu die relativ geringe Geschwindigkeit des Flüssigkeitsstrahls (1 bis 4 mlsec) nicht ausreicht. In this known device, however, because of the axial flow of the atomizing agent, no air is sucked in through the resulting gap because the relatively low speed of the liquid jet (1 up to 4 mlsec) is not sufficient.
Die Zufuhr von Luft durch den Spalt vermindert den Unterdruck in dem kegelförmigen Raum unterhalb der oberen Düsenöffnung für das flüssige Metall. The supply of air through the gap reduces the negative pressure in the conical space below the upper nozzle opening for the liquid metal.
Als oberer, den Ansaugspalt bildender Teil der konischen Innenfläche ist eine austauschbare Verstellschraube eingeschraubt. As the upper part of the conical inner surface that forms the suction gap an exchangeable adjusting screw is screwed in.
Um ein Zusetzen des unteren Randes der oberen Düse auch bei schnell erstarrenden Schmelzen zu vermeiden, ist der Düseneinsatz beheizt. To avoid clogging of the lower edge of the upper nozzle even with fast To avoid solidifying melts, the nozzle insert is heated.
Der Düseneinsatz ist aus einem warmfesten oder verschleißfesten Werkstoff, z. B. aus einer Chrom-Nickel-Molybdän-legierung oder einem gesinterten Werkstoff, hergestellt und erhält dadurch eine große Lebensdauer. The nozzle insert is made of a heat-resistant or wear-resistant material, z. B. made of a chrome-nickel-molybdenum alloy or a sintered material, manufactured and thus has a long service life.
Es ist zweckmäßig, Menge bzw. Druck und Geschwilldigkeit des Zerstäubungsmittels jeweils dem zu zerstäubenden Medium anzupassen. Hierzu ist der Spiraleinsatz im Düsengehäuse lose auswechselbar angeordnet. It is appropriate to determine the amount or pressure and speed of the atomizing agent to be adapted in each case to the medium to be atomized. For this purpose, the spiral insert is in Nozzle housing arranged loosely interchangeable.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Vorrichtung wird Zusatzgas oder -luft durch den veränderlichen Ansaugspalt zwischen der Überwurfmutter und der unteren Düse eingesaugt. Dadurch wird verhindert, daß bei Zuführung des Zerstäubungsmittels durch einen spiralförmigen Raum der zu zerstäubende Flüssigkeitsstrahl bereits vor dem Austritt aus der unteren Düsenöffnung unterteilt wird. The inventive design of the device makes additional gas or air through the variable suction gap between the union nut and sucked into the lower nozzle. This prevents the atomizing agent from being fed in the liquid jet to be atomized is already in front of it through a spiral space the outlet from the lower nozzle opening is divided.
Das Zusetzen der I) üsenöffnung ist darnit sicher vermieden. Durch diese ungestörte Zerstäubung wird unterstützt, daß das Maximum der zerstäubten Flüssigkeitsteilchen in einem sehr engen Bereich liegt.The clogging of the nozzle opening is thus reliably avoided. By this undisturbed atomization is supported that the maximum of the atomized liquid particles is in a very narrow range.
Die Vorrichtung zum Zerstäuben besteht aus einem oberen Teil und einem darunter angeordneten Oçhäuse (Fig. 1). Im oberen Teil ist ein Gefäß 1 zur Aufnahme des geschmolzenen Stoffes angeordnet. The device for atomizing consists of an upper part and an oçhous arranged underneath (Fig. 1). In the upper part is a vessel 1 for Arranged receiving the molten substance.
Mittels einer darunter angebrachten Heizung 2 kann das Gefäß 1 erwärmt werden. Mit dem Boden des Gefäßes 1 ist ein Einsatzstück 3 verbunden, welches nach unten in ein zentral angeordnetes Rohrstück 02 übergeht. Die Bohrung 5 des Rohrstückes 4 ist mit der Öffnung im Boden des Gefäßes 1 verbunden.The vessel 1 can be heated by means of a heater 2 attached underneath will. With the bottom of the vessel 1, an insert 3 is connected, which according to merges into a centrally arranged pipe section 02 at the bottom. The bore 5 of the pipe section 4 is connected to the opening in the bottom of the vessel 1.
In das untere Ende des lCohrstückes 4 ist ein. In the lower end of the lCohrstückes 4 is a.
Düseneinsatz 6 eingesetztS der mit einer Düsenöffnung 7 versehen ist. Er wird mittels einer tXberwurfmutter s mit dem Ende des Rohrstückes 4 verschraubt. Die Überwurfmutter 8 ist außen E4it einer Kegelfläche versehen. Das unter der Düsenöffnung 7 angebrachte Gehäuse besteht aus einem Düsengehäuse 9, in, welches ein Spiraleinsatz 10 eingesetzt ist. Dieser wird durch Stifte 11 gehindert, sich zu drehen. Durch eine obere Platte 12 ist der Spiraleinsatz 10 im Düsengehäuse 9 mittels Kopfschrauben 13 befestigt.Nozzle insert 6 inserted which is provided with a nozzle opening 7. It is screwed to the end of the pipe section 4 by means of a union nut. The union nut 8 is provided with a conical surface on the outside E4. That under the nozzle opening 7 attached housing consists of a nozzle housing 9, in which a spiral insert 10 is used. This is prevented from rotating by pins 11. By an upper plate 12 is the spiral insert 10 in the nozzle housing 9 by means of cap screws 13 attached.
In das Düsengehäuse 9 ist zentral von unten eine Düsenmutter 14 eingeschraubt. Die Düsenmutter 14 bildet mit dem heruntergezogenen Kegelteill5 der Platte 12 einen Ringspalt 16. Der Kegelteil 15, welcher oben in eine eingeschraubte Verstellschraube 17 übergeht, besitzt unten eine Düsenöffnung 18. Zum Abdichten des Düsengehäuses 9 dienen Dichtungen 19 und 20. Der Ringspalt 16 an der Düsenöffnung 18 kann durch Veränderung der Dicke der Dichtung 20 eingestellt werden. A nozzle nut 14 is screwed centrally into the nozzle housing 9 from below. The nozzle nut 14 forms with the pulled down cone part 5 of the plate 12 one Annular gap 16. The conical part 15, which at the top in a screwed-in adjusting screw 17 passes, has a nozzle opening 18 at the bottom. For sealing the nozzle housing 9 are seals 19 and 20. The annular gap 16 at the nozzle opening 18 can through Change in the thickness of the seal 20 can be adjusted.
Das Düsengehäuse9 ist mit dem Einsatzstück3 durch doppelte Stiftschrauben 21 verbunden. Durch Drehung der jeweils zwischen zwei zusammengehörenden Stiftschrauben befindlichen Ringmutter 22 kann das Düsengehäuse 9 gegenüber dem Einsatzstück3 bewegt werden. Dadurch wird es möglich, die Dicke des kegelförmigen Ansaugspaltes 23 zwischen der Verstellschraubel7 und der Überwurfmutter8 zu verändern. Zur Boheizung des Düseneinsatzes 6 bzw. Rohrstückes 4 ist eille Heizung 24 vorgesehen. The nozzle housing9 is connected to the insert3 by means of double studs 21 connected. By turning the two stud bolts that belong together The ring nut 22 located can move the nozzle housing 9 relative to the insert 3 will. This makes it possible, the thickness of the conical suction gap 23 between the adjusting screw7 and the union nut8 to change. For heating the nozzle insert 6 or pipe section 4, a heater 24 is provided.
Die wesentlichen Teile der Zerstäubungseinrichtung sind demnach der oben angeordnete Düseneinsatz 6, der Ringkanal 25 mit dern Spiralei3asatz 10, der unten in dem Ringspalt 16 endet, und die untere Düse 26 im Kegelteil 15 der Platte 12. The essential parts of the atomizing device are therefore the The nozzle insert 6 arranged at the top, the annular channel 25 with the spiral set 10, the ends at the bottom in the annular gap 16, and the lower nozzle 26 in the conical part 15 of the plate 12th
Bei der Ausführung des Zerstäubers wird das Druckmedium, z. B. Luft oder Gas, tangential in den Ringkanal 25 eingeblasen, Hier erhält es einen Drall, wird nach unten umgelenkt und tritt aus dem unteren Ringspalt 16 aus ; Es entspannt sich hierbei uExd breitet sich infolge des Dralls unter dauemder Kreisbewegung kegelförmig aus. Der zu zerstäubende Stoff gelangt in geschmolzenem Zustand aus dem Gefäß 1 in das Rohrstück 4 und aus der Öffnung des hier angebrachten Düseneinsatzes 6 als geschlossenber Strahl in den freien Kegelraum des Kegelteiles 15. When executing the atomizer, the pressure medium, e.g. B. Air or gas, blown tangentially into the annular channel 25, here it receives a twist, is deflected downwards and emerges from the lower annular gap 16; It relaxes Here uExd spreads conically due to the twist with constant circular motion the end. The substance to be atomized comes out of the vessel 1 in a molten state into the pipe section 4 and from the opening of the nozzle insert 6 attached here as closed beam into the free cone space of the cone part 15.
Durch den kegelförmigen Ansaugspalt 23 wird hierbei Außenluft angesaugt.Outside air is sucked in through the conical suction gap 23.
Kruz hinter dem, verstellbaren Ringspalt 16 kommt das Druckmedium mit dem zu zerstäubenden Stoff in Berührung. Infolge der starken Spiralverwirbelung und Umlenkung des Druckmediurns wird ein sehr hoher Zerstäubungsgrad erreicht. The pressure medium arrives behind the adjustable annular gap 16 in contact with the substance to be atomized. As a result of the strong spiral turbulence and deflection of the print medium, a very high degree of atomization is achieved.
Die Korngröße des zerstäubtea Gutes kann dadurch in bestimmten Grenzxen varüert werden, daß sowohl der Druck im Gefäß 1, der querschnitt des Düseneinsatzes 6, der Druck des Druckmediums als auch der Quersc} mitt des Ringspaltes 16 verändert werden. The grain size of the atomized material can thereby be in certain limits be varied that both the pressure in the vessel 1, the cross section of the nozzle insert 6, the pressure of the pressure medium as well as the Quersc} mitt of the annular gap 16 changed will.
Beispiel In der oben beschriebenen Vorrichtung wurde Zink unter folgenden Bedingungen zerstäubt Druckmedium StIckstoff Druck ........ 16 atü Verhältnis dlh ............ 0, 032 Temperatur im Schmelzgefäß 510° C d = Durchmesser des freien Strahles in Millimeter. h = Länge des freien Strahles in Millimeter. Example In the apparatus described above, zinc was obtained from the following Conditions atomized pressure medium nitrogen pressure ........ 16 atü ratio dlh ............ 0, 032 temperature in the melting vessel 510 ° C d = diameter of the free Beam in millimeters. h = length of the free jet in millimeters.
Ergebnis Unter den genannten kedlngungen wurde mit der beschriebenen Vorrichtung aus geschmolzenen Zinkbarren Zinkpulver mit einer Körnung zwischen 2 und 60 E ooamm) hergestellt, wobei das Maximum des angefallenen Zinkpulvers bei 1011 zu lag. Result Under the stated conditions, the described Device made of molten zinc ingot zinc powder with a grain size between 2 and 60 E ooamm), with the maximum amount of zinc powder produced at 1011 to lay.
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