Устройство для нанесения покрытий детонационным способом

 

СОЮЗ .СОВЕТСКИХ

GOLDA ËÈÑÒÈ×ÅÑÍÈ Õ

РЕСПУБЛИК (19) (21) (5И 4 В 05 В 7/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3315309/23-05 (22) 30.06.81 (46) 30.08.88. Бюп. 2(- 32 (7!) Научно-исследовательский институт технологии автомобильной промьппленности (72) А.А.Гончаров, Ю.П.Федько, P.À.Амлинский, В.Е.Неделько, Э.З.Конторовский и В.В.Ежов (53) 621.793(088.8) (56) Патент США )2 4231518, кл.239-81, опублик. 1980 ° (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ

ПОКРЫТИЙ ДЕТОНАЦИОННЫМ СПОСОБОМ, содержащее водоохлаждаемый ствол, открытый с одного концау дозатор порошкового материала, соединенный со стволом трубкой ввода у его закрытого конца, смеситель горючих газов с мундштуком, соединенным со стволом, и свечу зажигания,отличающееся тем, что> с целью повышения надежности работы за счет предотвращения зарастания и перегрева трубки ввода порошкового материала, свеча зажигания и мундштук смесителя присоединены к стволу в его средней части.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что ствол выполнен телескопическим Из двух ступеней разного диаметра, причем ступень с закрытым концом имеет меньший диаметр, а к ступени большего диаметра присоединены свечи зажигания и мундштук смесителя, установленный тангеHциально цилиндрической стенке ствола, при этом выходной конец ступени меньшего диаметра расположен за местом присоединения мундштука и свечи зажигания в направленИи к открытому торцу ствола °

14 !9737 2 1эобретение относится к технике нанесения покрытий детонационным напыпением.

Целью изобретения является ловышение надежности работы за счет предотвращения эарастания и перегрева трубки ввода порошкового материала.

На фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 устройство с телескопическим стволом вариант; на фиг. 3 — разрез А-А на фиг.2; на фиг, 4 — диаграмма взаимодействия продуктов детонации с буферным объемом холодной газовой сме- 15 си.

Устройство для нанесения покрытий детонационным способом содержит ствол

1, окруженный кожухом 2 для охлаждения водой. Ствол 1 длиной L имеет эа- 20 крытый конец 3 и открытый конец 4 .

К стволу 1 подсоединены система инициирования детонации (не показана) со свечой 5 зажигания, система подачи газов горючей смеси, содержащая смеси-2 тель 6, подсоединенный к стволу 1 мундштуком 7. Ось мундштука 7 расположена на расстоянии h .от закрытого конца 3 ствола, Свеча 5 может быть смещена относительно оси мундштука на 3-4 диаметра в направлении конца

4 ствола 1 и на 1-2 диаметра в направлении конца 3 ствола 1. Ствол 1 соединен также с доэатором 8 порошкового материала через трубку 9 ввода порошкового материала. Трубка 9 размещена между закрытым концом 3 водоохлаждаемого ствола 1 и мундштуком 7 ввода смеси горючих газов, вблизи от конца 3, на расстоянии 6 от него . 40

Ствол 1 может быть выполнен в виде трубы постоянного сечения (фиг. 1) или из двух ступеней (см. фиг. 2,3), при этом ступень 10 ствола 1 с закрытым концом 3 имеет меньший диаметр, 45 чем другая ступень 11. Ступень 10 ствола 1 меньшего диаметра имеет открытый конец 12, размещенный внутри ступени 11 ниже мундштука 7 и свечи

5 зажигания, В этом случае предпочтительно мундштук 7 расположить тангенциально к цилиндрической поверхности ступени 10 ствола 1.

Устройство работает следующим образом. 55

Кожух 2 ствола 1 подсоединяется к системе водоснабжения для постоянного охлаждения во время работы. Затем ствол 1 заполняется горючей газовой смесью через мундштук 7. При этом горючая газовая смесь занимает объем в стволе, равный

ЛД2 — Г PL — h)+ 7 где d — диаметр ствола, dÃ вЂ” 1-2d.

Граница газовой смеси смещена относительно оси мундштука 7 в направлении эакрытого конца 3 ствола 1 на расстояние d за счет динамического напора газовой смеси.

Таким образом, перед инициированием детонации в стволе имеются два газовых объема различного состава, а именно: упомянутый объем 13 горючей смеси газов длиной (L-h) + о и буферный объем 14 газа (воздуха) длиной

h — d у закрытого конца 3 (буферный объем газа). Затем инициируется детонация свечой 5, в конечном счете детонационные волны D u D распростI раняются в противоположных направлениях: первая D по направлению к откры(I тому концу 4 ствола 1 и D по направлению к закрытому концу 3 ствола 1.

После прохождения детонационной волной D расстояния У происходит ее взаимодействие с буферным объемом 14 газа и по буферному объему 14 начинает распространяться ударная волна S сжимающая гаэ, а продукты детонации продолжают движение в направлении к закрытому концу 3 ствола с увеличенной скачком скоростью.

Одновременно при достижении волной

D открытого конца 4 ствола 1 начинается истечение продуктов детонации в окружающую атмосферу, сопровождающееся распространением волны R разрежения в направлении закрытого конца

3 ствола 1.

После прохождения ударной волной

S уровня трубки 9 ввода порошкового материала, через последнюю в дозатор

8 входит часть сжатого газа буферного объема 14. После взаимодействия ударной волны S с закрытым концом 3 ствола 1 в буферном объеме 14 возникаI ет отраженная волна $, которая останавливает продукты детонации, препятствуя достижению ими уровня трубки

9 ввода, и дополнительно заполняет дозатор 8 через трубку 9 ввода сжатым газом. В результате прохождения волны R разрежения по стволу 1 и вэаимо- .

1419737

1 Ь -.Ь

n V

Lг

Ъ

Ч (1а) 40 (1б) П-Ь х*

n-d Ь

v>

S

45

Ч ю где Ь

U длина ствола 1; скоростb границы продуктов 5О д ет о нации," скорость падающей и отраженной от закрытого конца

3 ударных волн в буферном объеме 14; место встречи отраженной волны с границей продуктов в детонации,"

Vs ý Чьч— действия ее с волной S в стволе уменьшается давление, сопровождающееся истечением сжатого газа и порошка из дозатора 8 через трубку 9 ввода в ствол 1 и к открытому концу 4.

В это же время в ствол 1 непрерывно подается иэ смесителя 6 через мундштук 7 смесь горючих газов и в тот момент, когда порошок оказывается в 1р объеме 13 ствола 1 но ниже уровня ввода смеси газов, происходит следующее инициирование детонации свечой 5.

Продукты детонации нагревают порошок и через открытый-конец 4 направляют его на напыляемую поверхность, образуя на ней покрытие, Далее цикл повторяется °

При указанном взаимноьг расположении элементов устройства расстояния 2р между ними играют решающую роль для обеспечения поставленной цели. Расстояние h-Ь от места присоединения мундштука смесителя 6 к стволу 1 до оси трубки 9 ввода дозатора 8 зави- 25 сят от ряда факторов: расстояния h от места присоединения смесителя 2 до закрытого конца 3, выбранной скорострельности напыления п и скорости движения порошка Ч из доэатора. Пере- Зп численные параметры должны удовлетворять условиям, следующим иэ анализа работы устройства и х-t диаграммы взаимодействия продуктов детонации с буферным объемом 14 (фиг. 3).

S — расстояние, проходимое детонационной волной (D ) в направлении закрытого конца 3.

Соотношения (1а, 1б) имеют следующий очевидный смысл: 1а - порошок перед инициированием находится в стволе 1 ниже уровня ввода газа и счечи 5 зажигания, 1б - продукты детонации не достигают трубки 9 ввода °

Значения Vs U и s определяются из соотношений

2 Ir -1;

P (1+ (V — U,)3

2С

2 С р - Ч вЂ” -(1 - — -)

s К+1 ч1 У

Ч

s хГ(К-1)Р. + P,), где P,,Р„ — давления во фронте ударных волн в буферном объеме 14 и в продуктах детонации в точке ЧепменаЖуг е, U> массовая скорость продуктов детонации, С С вЂ” скорости звука в продуктах детонации и буферном объеме 14;

К вЂ” отношения удельных теплбемкостей продуктов детонации и смеси воздуха с остывшими продуктами, — плотность газа в буферном объеме, P. — атмосферное давление.

Устройство по фиг. 2,3 работает аналогично вышеизложенному. Геометрические соотношения должны соблюдаться также. Однако, поскольку порошок выносится холодным буферным газовым объемом 14 в объем 13, то в данном случае мундштук 7 оказывается экранированным от воздействия частиц порошка, что предотвращает зарастание выходного отверстия мундштука 7.

Выполнение места ввода газов тангенциальным объясняется стремпениеМ уменьшить динамическое сопротивление на выходе из смесителя, чтобы исключить "обратные удары".

1419737

141973 7

Составитель Л.Янковская, Редактор М.Бандура Техред Л.Олийнык К ор р ект ор M . .Шар оши

° т

Заказ 4267/11 Тираж 634 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4