FI111054B - Suutin pintojen päällystämiseksi - Google Patents

Description

111054

Suutin pintojen päällystämiseksi - Munstycke för beläggning av ytor *· Tämä keksintö kohdistuu suuttuneen pintojen päällystämiseksi, maalaa-5 miseksi ja/tai muuten käsittelemiseksi ainakin kahden juoksevan, toisten sa kanssa seostuvan ja/tai reagoivan aineen tai mahdollisesti niiden ja ruiskutettavan kohteen pintamateriaalin reaktiotuotteella , jossa suutti-messa aineiden sekoittuminen tapahtuu suuttunen jälkeisessä, ulkopuolisessa tilassa ja jossa on samankeskisiä kanavia kullekin juoksevalle ai-10 neelle j a j oiden kanavien suuaukot ovat lähekkäin suuttunen päässä.

Ennestään tunnetaan lukuisia pintojen päällystämiseen tarkoitettuja suut-timia ja suutinyhdistelmiä aineiden ruiskuttamiseksi, joissa suihkutettavien aineiden sekoittuminen tapahtuu suuttimessa. On kuitenkin selvää, että tällaiset suuttimet eivät sovellu käytettäväksi sellaisten aineyhdistel-15 mien yhteydessä, jotka reagoivat toisensa kanssa nopeasti - jo suuttimes sa - aiheuttaen suuttimen tukkiutumisen.

Toistensa kanssa nopeasti reagoivia ainepareja ruiskutetaan nykyään usein erillisistä, toisistaan riittävän etäällä olevista suuttimista. Ruiskutettujen aineiden sekoittuminen tällaisissa suuttimissa on enemmän tai 20 vähemmän epätasaista - tuloksena reaktiotuotteen laadun epätasaisuus.

Suutinten välinen etäisyys merkitsee myös suurempaa laitekokoa sekä ulkoisten olosuhteiden - kuten esim. tuulen - suurempaa vaikutusmah- « dollisuutta.

Tunnetaan myös suuttimia, joista ainepareja ruiskutetaan vierekkäin ole-25 vista refistä ja joissa aineet näin ollen kohtaavat toisensa ja reagoivat keskenään vasta suuttimen ulkopuolisessa ilmatilassa. Tällaisten suut-timien käytön rajoituksia ovat toisaalta suuttimen ulosvirtauskentässä tapahtuva ilmavirtausten pyörteily, jonka seurauksena jähmeä reaktiotuote tarttuu suuttimen ulkopintaan kasvattaen kerrosta, joka tukkii suuttimen 3 0 toisaalta suutinreikien pienuudesta j ohtuva lukkiintuminen.

US-patenttijulkaisusta 4.788.011 tunnetaan suutin kahden keskenään jauhemaiseksi suolaksi, reagoivan nestemäisen aineen syöttämiseksi erik-: seen kahdesta samankeskisestä kanavasta, jolloin nestemäiset aineet, en nen purkautumistaan kanavistaan saatetaan spiraalimaisilla siivekkeillä 111054 2 suuttimen akselin ympäri kiertävään liikkeeseen, niin että ne purkautuvat kanavistaan kartiomaisina suihkuina, jotka leikkaavat toisiaan suuttimen ulkopuolella. Tätä suurinta ei ole tarkoitettu pintojen päällystämiseen eikä se siihen soveltuisikaan sen suihkun tyypin sekä siivekkeiden aiheut-5 tämän tukkiutumisvaaran vuoksi.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on näin ollen aikaansaada johdannossa mainittua tyyppiä oleva käsikäyttöinen ja toimintavarma suutin pintojen päällystämiseksi ja josta tuleva suihku on helppo suunnata haluttuun kohtaan, jopa ahtaisiinkin paikkoihin.

10 Keksinnön pääasialliset tunnusmerkit ilmenevät oheisesta patenttivaati muksesta 1, joka yksinään määrittelee keksinnön suojapiirin. Muut patenttivaatimukset määrittelevät ainoastaan esimerkinomaisesti keksinnön erinäisiä edulliseksi katsottuja suoritusmuotoja.

Keksinnön mukaisessa suuttimessa on oleellista, että keskenään sekoi-15 tettavien juoksevien aineiden, kuten nesteiden, suspensioiden, massojen, jauheiden jne. samankeskisten kanavien välissä on kaasumaisen väliaineen, kuten ilman, höyryn, typen tms. painelähteeseen yhdistetty samoin samankeskinen välikanava. Välikanavasta tuleva kaasumaisen väliaineen virtaus toimii sekä keskikanavasta että ulkokanavasta tulevan juoksevan 20 aineen irrottajana kanavan jättöreunassa - edesauttaen nain suuttimen tukkiutumattomuutta. Samanaikaisesti luodessaan virtauskenttien väliin korkeampipaineisen vyöhykkeen kaasumainen väliaine estää juoksevien aineiden virtausten sekoittumisen ennenaikaisesti suuttimen pinnalla -estäen täten suuttimen tukkiutumisen. Kaasumainen väliaine voi myös 25 osallistua juoksevien aineiden väliseen reaktioon katalysaattorina ja/tai reagoivana aineena (esim. hapettajana).

Keksinnön mukaisen suuttimen toinen oleellinen piirre on, että kaasu-: maisen väliaineen painelähteeseen yhdistetyn välikanavan suuaukko on kartiomaisesti viistetty ja välikanavan sisähalkaisijan mittainen tai hie-30 man ahtaampi. Kaasumaisen väliaineen virtaus toimii ulkokanavasta tulevan juoksevan aineen virtauksen ejektorina. Viiste ohjaa ejektoituneen seoksen virtauksen suuntaan, joka leikkaa keskikanavasta tulevan virtauksen ja aikaansaa näin suuttimesta tulevien aineiden tehokkaan sekoittumisen. Kaasuvirtaus toimii vielä tunnetun tekniikan mukaisesti saman-35 aikaisesti myös toisensa kohdanneiden juoksevien aineiden seoksen ha- 3 111054 jotuskulman määrääjänä samoin kuin ruiskutteen suihkupituuden, pisaran- tai partikkelinmuodostuksen avaintekijänä.

*·

Keksinnön mukaisen suuttimen kolmas oleellinen piirre on, että poikki- leikkaukseltaan rengasmaisen välikanavan suuaukko supistuu viistosti 5 suuttimen keskiakselia kohti. Tämä piirre edesauttaa tasaisen ja symmet risen virtauskentän muodostumista ja ruiskutustuloksen tasalaatuisuutta.

Toisaalta, jos tämä sisäänpäin suuntautuva kaasuvirtaus olisi kanavassa, joutuisi sen virtausnopeus kasvamaan poikkipinta-alan pienetessä. Nyt -vapaassa tilassa - tällainen virtaus leviää, aikaansaaden juoksevien ainei-10 den tehokkaan sekoittumisen.

Keksinnön mukaisen suuttimen tehoa voidaan lisätä juoksevan aineen ulkokanavan ulkopuolella olevalla samankeskisellä kaasumaisen väliaineen painelähteeseen yhdistetyllä ulkokanavalla. Mainitunlainen kaasu-virtaus edesauttaa varsinkin viskoosimpien juoksevien aineiden ejektoi-15 tumista ja sekoittumista ja sillä voidaan vaikuttaa myös seoksen suunta ukseen, pisaran- tai partikkelinmuodostukseen ja suihkupituuteen. Sama efekti voidaan tietyissä tapauksissa aikaansaada yhdistämällä keskikana-va ja/tai juoksevan aineen ulkokanava kaasumaisen väliaineen painelähteeseen, jolloin ko. kanavasta tai kanavista purkautuu juoksevan aineen ja 20 kaasumaisen väliaineen seosta.

Juoksevan aineen ulkokanavan suuaukko voi myös olla kartiomaisesti supistuva ja suunnattu vinosti suuttimen keskiakselia kohti.

Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan juoksevan aineen ulkokanavan suuaukko ulottuu kaikkein kauimmaksi suuttimesta muodostaen eräänlai-25 sen ’’materiaalisen sateenvarjon” purkautuvien juoksevien aineiden vir tausten väliin, joka yhdessä välikanavasta purkautuvan kaasumaisen väliaineen kanssa estää juoksevia aineita kohtaamasta toisiaan suuttimessa : tuoden kuitenkin samalla ulkokanavasta virtaavan juoksevan aineen ' mahdollisimman lähelle keskikanavasta virtaavaa juoksevaa ainetta te- 30 hostaen tällä tavalla välikanavan ejektorivaikutusta ja juoksevien ainei den sekoittumista.

Kanavien suuaukot ovat edullisesti teräväsärmäisiä. Tällä edistetään kaasun virtausta pinnan välittömässä läheisyydessä (tehokkaampi pintojen 4 111054 pyyhkiminen) ja vähennetään pyörteisyyttä jättöreunassa. Tämä helpottaa pisaroiden tai partikkelien irrottautumista suuaukoista.

j

Keksinnön eräässä erityisen edullisessa suoritusmuodossa kanavien suu-aukkojen särmien kulma suuttunen keskiakselin suhteen suurenee siir-5 ryttäessä keskikanavasta uloimpaa kanavaa kohti. Tämä pyrkii suuntaa maan virtauksia oleellisesti samaan ’’polttopisteeseen tai -alueeseen” mainitulla akselilla, mikä entisestään tehostaa sekoittumista.

Kaasumaisen väliaineen kanavan tai kanavien suuaukkojen sisäpinnat ovat edullisesti pyöristetyt niin, että kaasuvirtaukset paremmin seuraavat 10 näitä kaartuvia pintoja, jolloin virtaukset myös pyöristyksen alueella seu raavat pintaa eivätkä aiheuta pyörteilyä (Coanda-ilmiö). Tämäkin edistää pintojen pysymistä puhtaana.

Suuttimen pään molemmilla puolilla voi edullisesti olla vinosti toisiaan kohti ja suuttimen pään eteen suunnatut, edullisesti pistemäiset paineil-15 masuuttimet suuttimesta purkautuvan kartiomaisen suihkun litistämiseksi olennaisesti tasomaiseksi viuhkaksi, silloin kun se on tarpeen, esim. päällystettäessä tasomaisen pinnan reunoja.

Suuttimesta tulevan seoksen pisarakoon, suihkupituuden ja suihkukul-man säätämiseksi on keskikanavaa ja/tai ulointa kanavaa ympäröivän 20 putken pää edullisesti aksiaalisesti siirrettävissä, esim. kierreliitoksella keskikanavan tai uloimman kanavan suuaukon koon säätämiseksi, edullisesti välillä noin 0-2 mm.

Keksintöä selostetaan alla lähemmin viitaten oheisiin piirustuksiin, jotka esittävät poikkileikattuja sivukuvantoja keksinnön edullisista suoritus-25 muodoista.

Kuviossa 1 on suutin yleisesti merkitty viitenumerolla 1 ja sen runko * viitenumerolla 2. Runko 2 sulkee sisäänsä paineilmalähteeseen 12 yhdistetyn paineilmakammion 13, jonka läpi kulkee keskikanavaa 4 ympäröivä keskiputki 3 jotakin nestemäistä kovetettavaa pinnoitusainetta var-30 ten, joka purkautuu keskiputken 3 viistetystä suuaukosta 4’.

Keskiputken 3 ulkopuolella on sen kanssa samankeskinen väliputki 5, jolloin väliputken 5 ja keskiputken 3 väliin muodostuu poikkileikkaukseltaan rengasmainen välikanava 6, joka yhtyy paineilmakammioon 13 5 111054 aukon tai aukkojen 15 kautta. Väliputken 5 suuaukko 6’ on myös viistetty ja kaarevasti supistettu niin, että sen halkaisija on pienempi kuin 1 keskiputken 3 ulkohalkaisija. Lisäksi väliputki 5 ulottuu kaikkein pisim mälle keskiputken 3 yli muodostaen eräänlaisen katoksen tälle.

» 5 Väliputkea 5 vuorostaan ympäröi samankeskisesti putki 7, joka yhdessä väliputken 5 kanssa muodostaa poikkileikkaukseltaan rengasmaisen kanavan 8 nestemäiselle kiihdyttimelle, jota syötetään kanavaan 8 putkijohdosta 11. Putki 7 on hieman lyhyempi kuin keskiputki 3 ja sen viistettyjä teräväsärmäinen suuaukko 8’ on läpimitaltaan pienempi kuin väliputken 10 5 ulkohalkaisija.

Kaikkein uloin samankeskinen putki 9 ja sen sisäpuolella oleva putki 7 rajoittavat väliinsä poikkileikkaukseltaan rengasmaisen kanavan 10, joka aukon tai aukkojen 14 välityksellä on yhteydessä paineilmakammioon 13. Uloimman putken 9 viistetty ja teräväsärmäinen suuaukko 10’ on läpi-15 mitaltaan suurin piirtein väliputken 5 ulkohalkaisijan mittainen se on vä liputkea 5 lyhempi, mutta keskiputkea 3 pidempi.

Kaikkien putkien 3,5,7,9 suuaukot 4’,6’,8’,10’ ovat siis viistetyt ja terä-väreunaisia, minkä lisäksi kaikkien keskiputkea 3 samankeskisesti ympäröivien putkien 5,7,9 päät ovat kaarevasti suippenevia.

20 Käytössä keskikanavasta 4 suihkuavan nestemäisen päällystysaineen ja kanavasta 8 suihkuavan kiihdyttimen suihkut kohtaavat suuttimen pään ulkopuolella sen keskiakselin tuntumassa ja sekoittuvat suuttimen uiko- « puolisessa ilmatilassa hallitusti välikanavasta 6 ja uloimmasta kanavasta 10 tulevien paineilmasuihkujen avustamina ilman suuttimen 1 tukkeutu-25 misvaaraa.

Piirustuksessa esitetty ja edellä kuvattu suoritusmuoto on vain eräs esi-. merkki ja ammattimiehelle on ilmeistä, että keksintöä voidaan vaihdella „ - laajoissa rajoissa oheisen patenttivaatimuksen 1 puitteissa.

Kuvio 2 vastaa kaikilta muilta osin kuvion 1 suoritusmuotoa, paitsi että *30 väliputkea 5 ympäröivä putki 7 ei ole suuaukostaan 8’ kartiomaisesti su pistuva vaan muistuttaa sisäputken 3 suuaukkoa 4’ eli se on vain teräväsärmäinen.

Claims (10)

111054

1. Suutin ainakin kahden juoksevan aineen sekoittamiseksi keskenään pinnan päällystämiseksi mainittujen juoksevien aineiden seoksella tai niiden reaktiotuotteella tai mahdollisesti edellä mainittujen aineiden ja 5 niillä ruiskutettavan pintamateriaalin reaktiotuotteella, jossa suuttimessa (1) on olennaisesti samankeskisiä kanavia (4,8) kullekin juoksevalle aineelle, sekä joiden kanavien (4,8) suuaukot (4’,8’) ovat lähekkäin suuttunen (1) päässä, tunnettu siitä, että keskenään sekoitettavien juoksevien aineiden samankeskisten kanavien (4,8) välissä on kaasumaisen väliai-10 neen painelähteeseen (12) yhdistetty samoin olennaisesti samankeskinen välikanava (6), ja kaasumaisen väliaineen painelähteeseen (12) yhdistetyn välikanavan (6) suuaukko (6’) on kartiomaisesti viistetty ja korkeintaan mainitun välikanavan (6) sisähalkaisijan mittainen sekä suunnattu viistosti suuttunen (1) keskiakselia kohti.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen suutin, tunnettu siitä, että juoksevan aineen ulkokanavan (8) ulkopuolella on olennaisesti samankeskinen kaasumaisen väliaineen painelähteeseen (12) yhdistetty ulkokanava (10), jonka kartiomainen suuaukko (10’) edullisesti on suunnattu viistosti suuttunen (1) keskiakselia kohti.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen suutin, tunnettu siitä, että poikkileikkaukseltaan rengasmaisen juoksevan aineen ulkokanavan (8) suuaukko (8’) on kartiomainen ja suunnattu viistosti suuttunen (1) keskiakselia kohti.

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen suutin, tunnettu siitä, että 25 juoksevan aineen sisä- ja/tai ulkokanava on myös yhdistetty kaasumaisen väliaineen painelähteeseen.

. 5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen suutin, tunnettu siitä, että kanavien (4,6,8,10) suuaukot (4’,6’,8’,10’) ovat teräväsärmäisiä.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen suutin, tunnettu siitä, että kanavien 30 (4,6,8,10) suuaukkojen (4’,6’,8’,10’) särmien kulma suuttunen (1) kes- kiakseliin suurenee siirryttäessä keskikanavasta (4) uloimpaan (8 tai 10). 111054

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen suutin, tunnettu siitä, että kaasumaisen väliaineen kanavan tai kanavien (6,10) aukkojen (6’, 10’) sisäpintojen viistekohdat ovat pyöristetyt.

, 8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen suutin, tunnettu sii- 5 tä, että sen pään molemmilla puolilla on vinosti toisiaan kohti ja suutti- men pään eteen suunnatut, edullisesti pistemäiset paineilmasuuttimet suuttimesta purkautuvan suihkun litistämiseksi olennaisesti tasomaiseksi suihkuksi.

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen suutin, tunnettu siitä, 10 että keskikanavan (4) muodostavan keskiputken (3) pää on aksiaalisesti siirrettävissä sisäkanavan (4) suuaukon koon säätämiseksi, edullisesti välillä 0-2 mm.

10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen suutin, tunnettu siitä, että ulointa kanavaa (8 tai 10) ympäröivän putken (7 tai 9) pää on 15 kierteellä (13) liitetty suuttuneen (1), niin että putken (7 tai 9) pää on ak siaalisesti siirrettävissä uloimman kanavan (8 tai 10) suuaukon (8’ tai 10’) koon säätämiseksi, edullisesti välillä 0-2 mm. 20 « « 25 4 8 111054