DE1218911B

DE1218911B - Method and apparatus for dip coating an article by fluidized bed sintering

Info

Publication number: DE1218911B
Application number: DET13728A
Authority: DE
Inventors: Peter Geoffrey Freeman; Frederick Charles Philli Whale
Original assignee: Telegraph Construction and Maintenance Co Ltd
Current assignee: Telegraph Construction and Maintenance Co Ltd
Priority date: 1956-06-15
Filing date: 1957-06-14
Publication date: 1966-06-08
Also published as: GB852638A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. α.:Int. α .:

B44dB44d

Deutsche Kl.: 75 c - 5/01 German class: 75 c - 5/01

Nummer: 1218 911 Number: 1218 911

Aktenzeichen: T13728 VI b/75 c File number: T 13728 VI b / 75 c

Anmeldetag: 14. Juni 1957 Filing date: June 14, 1957

Auslegetag: 8. Juni 1966Opening day: June 8, 1966

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Tauchbeschichten eines Gegenstandes durch Wirbelsintern, bei dem ein erhitzter Gegenstand in ein durch aufwärts strömendes Gas gebildetes Wirbelbett aus Pulver eingetaucht wird, das sich über einer das Gas durchlassenden porösen Trägerplatte befindet und aus thermoplastischen Teilchen mit einem unterhalb der Temperatur des zu beschichtenden Gegenstandes liegenden Schmelzpunkt besteht.The invention relates to a method for dip-coating an object by fluidized-bed sintering, in which a heated object is immersed in a fluidized bed of powder formed by upwardly flowing gas, which is located above a porous carrier plate permeable to the gas and made of thermoplastic particles with a temperature below the to be coated object lying melting point.

Es ist bereits ein derartiges Verfahren bekannt, bei dem das Werkstück in dem Wirbelbett hin- und herbewegt wird. Diese Maßnahme hat den Zweck, auch an schwer zugänglichen Stellen des Werkstückes, wie Ecken oder Höhlungen, einen Überzug herbeizuführen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß selbst bei einer ständigen Bewegung des Werkstückes im Wirbelbett die Überzüge häufignicht gleichmäßig sind.Such a method is already known in which the workpiece back and forth in the fluidized bed is moved. This measure has the purpose, even in hard-to-reach areas of the workpiece, such as corners or cavities to bring about a coating. However, it has been shown that even with constant movement of the workpiece in the fluidized bed, the coatings are often not uniform.

Ziel der Erfindung ist es somit, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung zu schaffen, mit dem Überzüge hergestellt werden können, die sich durch eine große Gleichmäßigkeit auszeichnen und frei von verdünnten oder Unterbrechungsstellen sind.The aim of the invention is therefore to create a method of the type mentioned above with which Coatings can be produced, which are characterized by a great uniformity and free from are diluted or interrupted.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der normalen Wirbelbettbewegung in der Nähe der Trägerplatte eine quer zur Vertikalen gerichtete, insbesondere hin- und hergehende Bewegung überlagert wird, derart, daß die Bildung von gesonderten Gaskanälen vermieden wird. Bei allen bekannten Verfahren zum Tauchbeschichten mittels Wirbelsinterns bilden sich im Wirbelbett Gaskanäle aus, die direkt auf das Werkstück auftreffen und dort den Überzug wegblasen, so daß verdünnte oder gänzlich freie Stellen auftreten. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird dieser Nachteil beseitigt, und die erhaltenen Überzüge sind außerordentlich gleichmäßig.This object is achieved in that the normal fluidized bed movement in the Proximity of the carrier plate is directed transversely to the vertical, in particular a back and forth movement is superimposed in such a way that the formation of separate gas channels is avoided. At all known processes for dip coating by means of fluidized bed sintering, gas channels are formed in the fluidized bed from that impinge directly on the workpiece and there blow away the coating, so that thinned or completely vacancies occur. This disadvantage is eliminated by the method according to the invention, and the coatings obtained are extremely uniform.

Es sind zwar bereits Verfahren zum Durchmischen von pulverförmigem Material bekannt, bei denen das zu durchmischende Material von einem Luftstrom durchflossen wird und gleichzeitig eine mechanische Rührung stattfindet. Dieses bekannte Verfahren kann jedoch deswegen keine Anregung in Richtung der Erfindung geben, weil das Problem der Herstellung eines gleichmäßigen Überzuges eines Gegenstandes durch Wirbelsintern nicht vorliegt.Although there are already known methods for mixing powdery material in which the material to be mixed is traversed by an air stream and at the same time a mechanical one Emotion takes place. However, this known method can therefore not provide any stimulus in the direction of Invention give because the problem of producing a uniform coating of an object not present due to vortex sintering.

Es ist auch schon bekannt, erhitzte Werkstücke in ein in einem Behälter befindliches Pulver aus thermoplastischem Material einzutauchen und den Behälter in schwingende Bewegung zu versetzen. Ein Wirbelbett ist bei diesem bekannten Verfahren jedoch nicht vorgesehen, so daß auch die hiermit zusammenhängenden Schwierigkeiten nicht auftreten.It is also already known to convert heated workpieces into a thermoplastic powder in a container Immersing the material and setting the container in a vibrating motion. A However, fluidized bed is not provided in this known method, so that the associated therewith Difficulties do not arise.

Verfahren und Vorrichtung zum
Tauchbeschichten eines Gegenstandes
durch WirbelsinternMethod and device for
Dip coating an object
by vortex sintering

Anmelder:Applicant:

The Telegraph Construction and MaintenanceThe Telegraph Construction and Maintenance

Company Limited Mercury House, LondonCompany Limited Mercury House, London

Vertreter:Representative:

Dr. W. Müller-Bore, Patentanwalt,
Braunschweig, Am Bürgerpark 8Dr. W. Müller-Bore, patent attorney,
Braunschweig, Am Bürgerpark 8

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Peter Geoffrey Freeman, Farnborough, Kent;Peter Geoffrey Freeman, Farnborough, Kent;

Frederick Charles Phillip Whale, LondonFrederick Charles Phillip Whale, London

(Großbritannien)(Great Britain)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Großbritannien vom 15. Juni 1956 (18 709)Great Britain June 15, 1956 (18 709)

Weiter ist es bekannt, Tauchbäder, in die Gegenstände eingetaucht sind, mittels Rührens auf eine möglichst gleichmäßige Konzentration zu bringen. Bei der Erfindung wird jedoch ein ständiges Durchmischen der Pulverteilchen allein schon durch das Wirbelbett erzielt. Die erfindungsgemäße Überlagerung einer quer zur Vertikalen gerichteten hin- und hergehenden Bewegung über die normale Wirbelbettbewegung dient der Lösung eines ganz speziellen Problems, wie es bei Tauchbädern gar nicht auftritt.It is also known, immersion baths in which objects are immersed, by means of stirring on a to bring as even concentration as possible. In the invention, however, there is constant mixing of the powder particles achieved by the fluidized bed alone. The superposition according to the invention a reciprocating movement transverse to the vertical over the normal fluidized bed movement serves to solve a very special problem that does not even occur in immersion baths.

Das Verfahren gemäß der Erfindung wird zweckdienlicherweise in einem Behälter durchgeführt, der durch eine poröse Trennwand, die aus keramischen Platten, Textilgewebe oder aus perforiertem oder porösem Metall oder Plastik bestehen kann, in eine obere und eine untere Kammer eingeteilt ist. Das gepulverte Material wird in der oberen Kammer durch Gas fluidisiert, das aus der unteren Kammer durch die Trennwand in die obere Kammer einströmt. Die untere Kammer wirkt somit als Druckkammer; sie wird mit Luft versorgt, deren Volumen und Geschwindigkeit hinreichen, um das Pulver im fluidisierten Zustand zu halten.The method according to the invention is expediently carried out in a container which by a porous partition made of ceramic plates, textile fabric or perforated or porous metal or plastic, is divided into an upper and a lower chamber. That Powdered material is fluidized in the upper chamber by gas emanating from the lower chamber flows through the partition into the upper chamber. The lower chamber thus acts as a pressure chamber; it is supplied with air, the volume and speed of which is sufficient to keep the powder in the to keep fluidized state.

Der ständige Richtungswechsel des Fluidisierungsgases kann auf verschiedene Arten erreicht werden.The constant change of direction of the fluidizing gas can be achieved in various ways.

609 578/459609 578/459

Wenn ein Behälter verwendet wird, der — wie oben beschrieben — in eine obere und eine untere Kammer eingeteilt ist, kann man diesen Behälter beispielsweise um eine vertikale Achse schwingen lassen, d. h. ungefähr um die Hauptrichtung des Gasstromes durch das Pulver, Während somit die; fluidisierte Masse als Ganzes mehr oder weniger in Ruhe bleibt, tritt das Gas jeden Augenblick in anderer Richtung ein. Statt den Behälter, hin- und herzubewegen, können auch Blätter oder Schaufeln vorgesehen sein, die in der Nähe des Gaseinlasses quer durch die obere Kammer hindurchstreichen, beispielsweise in hin- und hergehender oder drehender Bewegung, um das Gas zu verteilen. Falls gewünscht, können die Blätter auch in mehreren Lagen übereinander angebracht werden, wobei abwechselnde Reihen gleichzeitig entweder in gleicher oder verschiedener Richtung bewegt werden.If a container is used - as above - is divided into an upper and a lower chamber, you can use this container for example oscillate about a vertical axis, d. H. roughly around the main direction of the gas flow through the powder, While thus the; fluidized mass as a whole remains more or less at rest, the gas enters in a different direction at any moment. Instead of moving the container back and forth, you can also blades or vanes may be provided which close to the gas inlet across the top Swipe through the chamber, for example in a reciprocating or rotating motion, around the Distribute gas. If desired, the sheets can also be placed in several layers on top of each other alternating rows moved simultaneously in either the same or different directions will.

Die Blätter können z. B. aus ebenem oder gewelltem Metallblech bestehen. Mit weiteren Oberflächenausbildungen, Vertiefungen, Löchern od. dgl. kann man die Änderung der Gasströmung durch das pulverisierte plastische Material unterstützen.The sheets can e.g. B. consist of flat or corrugated sheet metal. With further surface finishes, Depressions, holes or the like. You can see the change in gas flow through the pulverized support plastic material.

Es versteht sich, daß alle geeigneten Antriebsvorrichtungen zur Betätigung der Blätter verwendet werden können, beispielsweise Elektromotoren. Bevorzugt wird jedoch eine pneumatische Vorrichtung, die von dem gleichen Preßgas betrieben wird, wie es auch durch den Behälterboden strömt. Auf diese Weise wird die Gefahr vermindert, daß die Blätter- 3p antriebsvorrichtung irrtümlich in Gang gesetzt wird, ohne gleichzeitig das Gas durch die poröse Bodenfläche strömen, zu lassen, da unter diesen Bedingungen ein der Bewegung der Schaufel entgegenwirkender hoher Widerstand auftritt. Als Ersatz für· die Blätter kann mit gleichem Ergebnis eine bewegliche Wabenstruktur od. dgl. Verwendung finden, beispielsweise aus gezogenem Metall. It will be understood that any suitable drive means are used to actuate the blades can be, for example electric motors. However, a pneumatic device is preferred, which is operated by the same compressed gas as it flows through the container bottom. To this Way is reduced the risk that the leaves 3p Drive device is started by mistake without simultaneously passing the gas through the porous floor surface flow, since under these conditions the movement of the blade counteracts high resistance occurs. As a substitute for · the leaves can be a movable one with the same result Honeycomb structure or the like. Find use, for example made of drawn metal.

Das Verfahren nach der Erfindung hat den Vorteil, daß man gekörntes plastisches Material verwen- 4a den kann, welches Teilchen einer Korngröße unter dem obengenannten Bereich enthält, da die kleineren Teilchen nicht aus. dem Behälter hinausgeschleudert werden und in die umgebende Atmosphäre gelangen, Die Erfindung kann als kontinuierlicher Prozeß durchgeführt werden und ist zur Behandlung von langen Gegenständen geeignet. Eine einfache Form einer Vorrichtung, mit der die Erfindung ausgeführt werden kann, ist in der Zeichnung scbematiseh dargestellt. 5QThe method according to the invention has the advantage that granular plastic material is used which contains particles of a grain size below the above range, since the smaller Particles not out. are thrown out of the container and get into the surrounding atmosphere, The invention can be practiced as a continuous process and is for the treatment of long objects. A simple form of device in which the invention is carried out is shown schematically in the drawing. 5Q

Die Vorrichtung besteht aus einem kastenförmigen Behälter, der oben oflien ist und eine obere Kammer 1 aufweist, die von einer unteren Kammer 2 durch eine Anzahl poröser keramischer Platten 3 getrennt ist, welche so verlegt sind, daß sie eine horizontale Trennung bilden. Die Trennwand wird in dem Behälter von Winkeleisen 4 getragen.The device consists of a box-shaped container which is open at the top and an upper chamber 1, which is formed by a lower chamber 2 through a number of porous ceramic plates 3 is separated, which are laid so that they form a horizontal separation. The partition will carried in the container by angle iron 4.

Der Bebälter ist mit einem Lufteinlaß 5 versehen, durch den Luft in die untere Kammer 2 eingeführt werden kann. Die Luft steht unter geeignetem Druck, 5q beispielsweise 4,5 atm, so daß sie durch die Poren der Platten 3 nach oben strömen und in. die obere Kammer 1 eintreten kann. In dieser befindet sich das gepulverte thermoplastische Material, wenn sich die Vorrichtung in Betrieb befindet.The container is provided with an air inlet 5 through which air is introduced into the lower chamber 2 can be. The air is under a suitable pressure, 5q for example 4.5 atm, so that they flow through the pores of the plates 3 upwards and into the upper Chamber 1 can enter. This is where the powdered thermoplastic material is located when the Device is in operation.

In der oberen Kammer 1 ist auf einer Roll- oder Gleitbahn ad, dgl, (nicht dargestellt) eine Art Rost angebracht, der aus einer Anzahl von parallelen Blättern 6 besteht, die von den Trägern 6' in vertikalen Ebenen gehalten werden. Die Blätter 6 reicher parallel von einer Seite der Kammer zur anderer und bestehen aus Wellblech. Der Rost kann in dei Kammer 1 in horizontaler Richtung von links, nach rechts hin- und herbewegt werden, wie aus dei Zeichnung ersichtlich ist. Zu diesem Zweck ist ei über eine Verbindung?, einen horizontalen Schieber 8 und Pleuelstangen 9 mit einer Kurbel 10 verbunden, die mittels eines Elektromotors um eine horizontale Achse angetrieben wird.In the upper chamber 1 there is a kind of grate on a roller or slideway ad, the like (not shown) attached, which consists of a number of parallel sheets 6, which from the supports 6 'in vertical Levels are kept. The leaves 6 extend parallel from one side of the chamber to the other and are made of corrugated iron. The grate can be in the chamber 1 in the horizontal direction from the left, to can be moved back and forth to the right, as shown in the drawing. For this purpose is egg via a connection ?, a horizontal slide 8 and connecting rods 9 connected to a crank 10, which is driven around a horizontal axis by means of an electric motor.

In Betrieb wird thermoplastisches gepulvertes Material, beispielsweise Polyäthylen, in die obere Kammer 1 eingefüllt und ,dann die Gaszufuhr zum Lufteinlaß 5 so einreguliert, daß das Material in der oberen Kammer % fluidisiert wird. Die Kurbel 10 wird dann in Drehung versetzt, so daß die Blätter hin- und hergehen. Das durch die von den Platten 3 gebildete Trennwand hindurchtretende Gas wird sofort durch die Blätter abgelenkt, wenn es in die fluidisierte Masse des Pulvers eintritt, verteilt sich dadurch gleichmäßig durch das ganze Material und bewirkt eine geregeltere und gleichmäßigere Verteilung der Partikeln in dem fluidisierten Material, statt in einer verhältnismäßig kleinen Zahl besonderer Bahnen durch das fluidisiert» Pulver nach oben zu strömen, Wenn sich das Material in diesem Zustand befindet, werden die über den Schmelzpunkt des Pulvers erhitzten Gegenstände durch das offene Oberteil in den Behälter eingesetzt, bis sie mit einem geeigneten überzug von thermoplastischem Material versehen sind.In operation, thermoplastic powdered material, for example polyethylene, is filled into the upper chamber 1 and then the gas supply to the air inlet 5 is adjusted so that the material in the upper chamber is % fluidized. The crank 10 is then rotated so that the sheets go back and forth. The gas passing through the partition formed by the plates 3 is immediately deflected by the leaves when it enters the fluidized mass of the powder, thereby distributing itself evenly through the entire material and causing a more regulated and uniform distribution of the particles in the fluidized material, instead of flowing upwards through the fluidized powder in a relatively small number of special paths. When the material is in this state, the objects heated above the melting point of the powder are inserted through the open top into the container until they are filled with a suitable one coating of thermoplastic material are provided.

Claims

Patent claims:

1. Method gum Tauehbesehichten an article by fluidized sintering, in which a heated article m a fluidized bed formed by upward flowing gas of powder is immersed, which is located above a porous carrier plate permeable to the gas and of thermoplastic particles with a temperature below the temperature to be coated Object lying melting point, characterized in that the normal fluidized bed movement in the vicinity of the support plate (3) is superimposed on a transverse to the vertical, in particular reciprocating movement, in such a way that the formation of separate gas channels is avoided.

2. The method according to claim 1, characterized in that the carrier plate (3) with the the container (1, 2) holding them is set in vibration approximately around the main direction of the upward gas flow.

3. The method according to claim 1, characterized in that directly above the carrier plate (3) vertically arranged sheets (6) reciprocated horizontally or about a vertical one Axis can be rotated.

4. Device for carrying out the process according to claim 1 and 2 with a container through a porous support plate, for example made of porous ceramic plates, is separated into an upper and lower chamber, the powderf ular material in the upper chamber is vortexed by gas that comes from the lower chamber flows through the carrier plate into the upper chamber, characterized by

a device for generating an oscillation of the container (1, 2) about its vertical axis.

5. Apparatus for performing the method according to claim 1 and 3 with a container, through a porous carrier plate, for example made of porous ceramic plates, in an upper and lower chamber is separated, wherein the powdery material in the upper chamber through Gas is vortexed from the lower chamber through the support plate in the upper chamber flows, characterized in that the leaves (6) open through a Crank mechanism (8, 9,10) reciprocable carriers (6 ') are attached.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the sheets in several rows are arranged one above the other, with successive rows optionally also in opposite directions Direction are movable.

Considered publications: German Patent Specifications Nos. 853 998, 578 652; Swiss Patent No. 115 696; French Patent No. 1100 263; British Patent No. 266,901; U.S. Patent No. 2292897; "Der Plastverarbeiter", 1954, p. 178.

1 sheet of drawings