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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aussenbeschichtung von Rohren mit Kunststoffen nach dem Pulverschmelzverfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Bei derartigen Beschichtungen ist erforderlich, dass der aufgebrachte Kunststoff sehr fest auf der metallischen Fläche haftet und einen glatten und gleichmässigen Überzug bildet, der eine möglichst einheitliche Stärke an jeder Stelle der Beschichtung aufweist.
Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Erfordernisse das zu beschichtende Rohr mit einem pulverförmigen, auf der erwärmten Werkstückoberfläche schmelzbaren Überzugsmaterial in Berührung zu bringen, das durch einen aufsteigenden, das Überzugsmaterial in einen flüssigkeitsähnlichen Zustand versetzenden Gasstrom nach der deutschen Patentschrift Nr. 933019 aufgewirbelt wird. Durch Erhöhung des Gasdruckes in der vom Flüssigkeitsauftragen her bekannten Weise wird dabei das schmelzbare Material aus einem Vorratsbehälter heraus um das oberhalb des Vorratsbehälters befindliche Werkstück geleitet, wodurch ein Überzug ausgebildet wird (deutsche Patentschrift Nr. 1172165).
Es ist ferner bekannt, lange Gegenstände, insbesondere Rohre, unter Ausnutzung der Vorteile des Wirbelsinterverfahrens zu überziehen, wobei das zu beschichtende, vorher erhitzte Rohr horizontal durch einen mit seitlichen Ein- und Austrittsöffnungen für den Gegenstand versehenen Wirbelsinterbehälter geführt wird. Oberhalb der Wirbelschicht wird dabei ein unter dem Umgebungsdruck liegender Unterdruck aufrechterhalten (deutsche Auslegeschrift 1571011).
Durch diese bekannten Verfahren gelingt es, Rohre aussen mit einer homogenen Kunststoffschicht beliebiger Stärke zu versehen, die sehr fest auf dem Untergrund haftet.
Allerdings bereitet es Schwierigkeiten, lange Rohre mit geringen lichten Weiten aussen mit einem einheitlich starken Kunststoffüberzug zu überziehen. Rohre geringen Durchmessers sind zwar leicht und schnell zu erhitzen, aber ebenso schnell fliesst die zugeführte Wärme wieder ab, so dass es nicht einfach ist, solche Rohre während des Beschichtungsvorganges mit einer einheitlichen Wärmemenge und damit mit einem überall gleichstarken überzug zu versehen. Es ist ferner schwierig, lange senkrecht angeordnete Rohre mit aufgewirbeltem Kunststoffpulver zu überziehen, weil durch Druckabfall des Wirbelgases die Gefahr besteht, dass zwar in den unteren Teilen des Rohres eine ausreichende Schichtstärke erreicht wird, bei den weiter oben befindlichen Teilen, insbesondere den Rohrenden, jedoch die Teile nicht ausreichend stark beschichtet sind.
Diese Nachteile können durch horizontales Hindurchführen der erhitzten Rohre durch einen Wirbelbehälter weitgehend ausgeglichen werden. Es bereitet jedoch Schwierigkeiten, das Wirbelgefäss jeweils für die verschiedenen Durchmesser aufweisenden Rohre mit geeigneten Abdichtungen zu versehen. Es ist zudem nicht einfach, einen konstanten, unter dem Umgebungsdruck liegenden Unterdruck oberhalb der Wirbelschicht aufrechtzuerhalten.
Der Hauptnachteil dieser und anderer bekannter Schmelzverfahren ist aber darin zu sehen, dass es durch sie nicht möglich ist, gleichmässig starke porenfreie Überzüge in Schichtstärken unter 200, um zu erreichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese und andere Nachteile zu vermeiden und einen gangbaren Weg aufzuzeigen, Rohre verschiedenen Durchmessers, insbesondere auch Rohre mit geringen Durchmessern auf der Aussenseite mit einem überall gleichstarken, homogenen und glatten, gegebenenfalls unter 200 jU dünnen, Kunststoffüberzug zu versehen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass man einen mit Kunststoff beladenen turbulenten Luftstrom auf die vorher erhitzte Rohroberfläche aufbläst, den Pulverüberschuss absaugt und die Rohroberfläche gegebenenfalls ein weiteres Mal zur Glättung des aufgesinterten Kunststoffüberzuges erhitzt.
Im Rahmen der Erfindung wird der turbulente Luftstrom vorteilhafter Weise mit einer Kunststoffpulvermenge von 0, 5 bis 50, vorzugsweise 1 bis 5 kg Kunststoffpulver/m3 beladen. Dabei bläst man vorzugsweise den mit Kunststoffpulver beladenen turbulenten Luftstrom tangential zur Rohrachse auf die vorher erhitzte Rohroberfläche auf und entfernt den Pulverüberschuss wieder durch Absaugen.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung bläst man den mit Kunststoffpulver beladenen turbulenten Luftstrom mittels einer Ringdüse auf die vorher erhitzte Rohroberfläche auf und entfernt anschliessend den Pulverüberschuss durch Absaugen.
Bevorzugt führt man den mit Kunststoffpulver beladenen Luftstrom im Kreis, wobei man den verbrauchten Pulveranteil laufend durch Zudosieren frischen Kunststoffpulvers ersetzt.
Wird die Glättung des aufgesinterten Kunststoffüberzuges durch einmaliges Erhitzen vor dem Aufblasen des Kunststoffpulvers nicht erreicht, so kann die Rohroberfläche zweckmässig ein weiteres Mal erhitzt werden.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens enthält eine das Rohr umgebende Induktionsspule, einen Beschichtungskopf und einen Vorratsbehälter für das Beschichtungsgut. Sie besteht erfindungsgemäss aus einem Beschichtungskopf, der mit einem tangential angeordneten Einlassstutzen und einem Luftaussaugsteigstutzen versehen ist sowie flexiblen Zu- und Ableitungen für den mit Kunststoff beladenen Luftstrom, einer Pulverdosierung mit Pulversilo, einem Druckgebläse zur Zuführung des Luftstromes sowie einem Zyklon zur Abscheidung des überschüssigen, nicht verbrauchten Pulvers aus dem Luftstrom und dem Sauggebläse zum Absaugen der Luft.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Einlassstutzen in einem Winkel von 40 bis 600 zur Rohrachse
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angeordnet. Der Beschichtungskopf der Vorrichtung besteht zweckmässig aus einem Gehäuse mit Öffnungen zum Hindurchbewegen des zu beschichtenden Rohres.
Mit gleicher Wirkung kann der Beschichtungskopf auch als Ringdüse ausgebildet und mit einem weiteren Einlassstutzen und einem weiteren Luftabsaugstutzen versehen sein.
Bevorzugt enthält die Ringdüse Leitbleche und besitzt einen Zulaufring und einen Absaugring.
Die Erfindung ist an Hand der Zeichnungen dargestellt und wird in den folgenden Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 schematisch und beispielsweise eine Vorrichtung zur Aussenbeschichtung von Rohren nach dem erfindungsgemässen Verfahren mit zylindrischem Beschichtungskopf im Schnitt ; Fig. 2 einen Ausschnitt aus Fig. 1 mit einem als Ringdüse ausgebildeten Beschichtungskopf im Schnitt ; Fig. 3 eine komplette Beschichtungsanlage zur kontinuierlichen Aussenbeschichtung von Stahlrohren.
Es bedeuten--l--das zu beschichtende Rohr,--2--die Induktionsspule,--3--den Beschichtungskopf, 4'-Einlassstutzen für den mit Kunststoffpulver beladenen turbulenten Luftstrom, --5, 5'--Luftabsaugstutzen,-6 und 6'-flexible Zu-und Ableitungen für den mit Kunststoffpulver beladenen Luftstrom, --7-- ein Druckgebläse zur Zuführung des Luftstromes, --8-- die Pulverdosierung, --9-- das Pulversilo,--10--ein Zyklon zur Abscheidung des überschüssigen, nicht verbrauchten Pulvers aus
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mitlaufende Säge.
Beispiel l : Gemäss Fig. 1 wird ein zwischen geeigneten Halterungen vertikal eingespanntes 6 m langes Stahlrohr, 25 mm lichte Weite und 2, 5 mm Wandstärke --1-- durch das überziehen einer Induktionsspule - durch Mittelfrequenz von 4000 kHz auf 3200C erwärmt. Auf die mit einer Geschwindigkeit von 3 m/min über das Rohr gezogene Induktionsspule folgt im Abstand von 20 mm ein Beschichtungskopf--3--, der so ausgebildet ist, dass an der der Spule abgewendeten Seite ein tangentialer Einlassstutzen --4-- und an der der Spule zugewendeten Seite ein etwa doppelt so grosser Luftabsaugstutzen--5--angebracht ist. In dem
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MmLuftabsaugstutzen--5--abgesaugt.
Der Zulaufstutzen--4--ist flexibel mit einer Leitung--6-- verbunden, in welche ein Gebläse--7--die erforderliche Luftmenge hineinpresst und in die in der Dosiervorrichtung --8-- aus dem Pulversilo --9-- die erforderliche Polyamid-11-Pulvermenge von 3 kg/m3 eindosiert wird. Der Saugstutzen--4--ist über eine flexible Verbindung--6'--mit dem Zyklon--10--,
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der gleichen Geschwindigkeit von 3 m/min über das Rohr gezogen, wobei auf der erhitzten Rohroberfläche ein porenfreier, fest haftender Kunststoffilm in einer Schichtstärke von 150 mm aufgeschmolzen wird.
Beispiel 2 : Es wird wie bei Beispiel 1 verfahren, nur ist gemäss Fig. 2 der Beschichtungskopf als Ringdüse dergestalt ausgebildet, dass der Pulverluftstrom durch den Zulaufring--12--, in welchen Leitbleche --14-- so eingebaut sind, dass der mit Pulver geladene Luftstrom auf die Rohroberfläche rotierend aufgeblasen wird, und durch den Ringkanal für die Abluft--13--ohne Pulververluste abgesaugt werden kann. Auch bei diesem System wurde ein völlig gleichmässiger, fest haftender und porenfreier Polyamid-11-Überzug in einer Schichtdicke von 300 m erreicht.
Beispiel 3 : Gemäss Fig. 3 wird ein aus einem aufgerollten Stahlband--15--über Verformungsrollen--16--und einer Schweisseinrichtung --17-- kontinuierlich erzeugtes, geschweisstes Stahlrohr--l--mit einer lichten Weite von 20 mm und einer Wandstärke von 2 mm durch eine
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40 m/sec turbulent aufgeblasen, in welchem 5 kg/m3 Polyvinylchlorid-Pulver in einer Körnung von 40 bis 80 mm enthalten sind. Das beschichtete Rohr durchläuft sodann die Kühleinrichtung--19--, in welcher durch einen tangential zur Rohrachse aufgeblasenen kalten Luftstrom das Rohr mit überzug bis auf zirka 500C wieder abgekühlt wird. Durch die mitlaufende Säge--20--wird das Rohr sodann in 6 m lange Stücke zerschnitten.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass es auf eine einfache und wirtschaftliche Weise gelingt, Rohre aussen mit einer homogenen festhaftenden Kunststoffschicht beliebiger Stärke zu versehen.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist insbesondere auch zum Erzielen sehr dünner Überzüge, beispielsweise von 100 bis 150 J1m geeignet.
Durch das Aufblasen eines kontinuierlichen mit Kunststoffpulver beladenen turbulenten Luftstromes ist eine genaue Dosierung des aufzuschmelzenden Pulvers, d. h. der Pulvermenge pro Volumen Luft, möglich, so dass
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einheitliche Beschichtungen erhalten werden, wobei Anfang und Ende des Rohres gleichmässig überzogen sind.
Das Verfahren und die zu dessen Durchführung verwendeten Vorrichtungen arbeiten vollkontinuierlich, wobei keine Pulververluste auftreten.
Mit dem Verfahren ist es auch möglich, Rohre mit geringen Durchmessern zu überziehen, wobei von besonderem Vorteil ist, dass die Rohre nicht gedreht zu werden brauchen. Durch die Erhitzung der Rohre mit einer Induktionsspule wird nicht nur eine gleichmässige Vorerhitzung bewirkt, sondern durch das dichte Nachfolgen des Beschichtungskopfes und der sukzessiven Erhitzung wird jeweils eine bestimmte, vorher genau bestimmbare Pulvermenge an das Rohr angefrittet. Die angefrittete Pulvermenge wird dabei kontinuierlich ersetzt.
Die zur Durchführung der Erfindung benutzte Vorrichtung ist einfach konstruiert, arbeitet zeitsparend und erfordert nur einen geringen Grad an Überwachung.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Aussenbeschichtung von Rohren mit Kunststoffen nach dem Pulverschmelzverfahren,
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vorher erhitzte Rohroberfläche aufbläst, den Pulverüberschuss absaugt und die Rohroberfläche gegebenenfalls ein weiteres Mal zur Glättung des aufgesinterten Kunststoffüberzuges erhitzt.
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