Устройство для термического распыления присадочных материалов для наплавки

 

Изобретение относится к устройствам для термического распыления присадочных материалов для наплавки и может быть использовано в машиностроении и других отраслях промышленности. Цель - расширение технологических возможностей устройства путем использования разнообразных газообразных горючих компонентов. Для этого камера сгорания снабжена зажигающим устройством, выполненным в виде зажигающего электрода с электрическим включающим элементом. Сопло для подачи горючих газов и присадочного материала установлено с возможностью осевого перемещения в направлении оси камеры сгорания. Зажигающий электрод установлен с возможностью перемещения перпендикулярно оси камеры сгорания. Кроме того устройство снабжено магнитной катушкой, а зажигающий электрод выполнен в виде якоря магнитной катушки и снабжен возвратной пружиной. Сопло фокусирования струи (СФС) выполнено с продольными отверстиями для подвода газа. СФС снабжено сопловой трубой, установленной с возможностью замены. Кроме того СФС выполнено составным, образованным из нескольких частей. СФС может быть снабжено фасонным телом, выполненным из пористого газопроницаемого материала, с образованием полости между внутренней стенкой СФС и фасонным телом для подачи сжатого газа. Полость между внутренней стенкой СФС и фасонным телом выполнена с уменьшающимся проходным сечением по направлению к выходному сечению СФС. 6 з.п. ф-лы, 8 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК цц 4 В 05 В 7/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К llATEHTY

Ж

С >

Ю

ЯР

С

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 3896602/23-05 (86) РСТ/DE 84/00173 27.08.84 (22) 30.04.85 (31) P 3331216.8 (32) 30 ° 08,83 (33) DE (46) 07.07.89. Вюл. У 25 (71) Кастолин С.А. (СН) (72) Манфред Эксле, Уве Щиесло, Карл-Петер И!треб и Вольфганг Зим (DE) (53) 678.056(088.8) (56) Патент США У 4370538, кл. 219-121, 25.01.83.

Патент ФРГ 1089614 кл. 48 Ь 12/00, 1961. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОГО

РАСПЫЛЕНИЯ ПРИСАДОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

ДЛЯ НАПЛАВКИ (57) Изобретение относится к устройствам для термического распыления присадочных материалов для наплавки и может быть использовано в машиностроении и других отраслях промышленности. Цель — расширение технологических возможностей устройства путем использования разнообразных газообразных горючих компонентов. Для этого камера сгорания снабжена зажигающим устройством, выполненным в

Изобретение отно< ится к устройст— вам для термического рас пыления присадочных материалов для наплавки и может быть использовано в машиностроении и других отраслях промышленности.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей устройства

„„SU„„1493095 А 5

2 ° виде зажигающего электрода с электрическим включающим элементом. Сопло для подачи горючих газов и присадочного материала установлено с возможностью осевого перемещения в направлении оси камеры сгорания. Зажигающий электрод установлен с воэможностью перемещения перпендикулярно оси камеры сгорания. Кроме того, устройство снабжено магнитной катушкой, а зажигающий электрод выполнен В виде якоря магнитной катушки и снабжен возвратной пружиной. Сопло фокусирования струй (СФС) выполнено с продольными отверстиями для подвода газа. СФС снабжено сопловой трубой, ус- Я тановленной с воэможностью замены.

Кроме того, СФС выполнено составныч, образованным иэ нескольких частей.

СФС может быть снабжено фасонным телом, выполненным иэ пористого газопроницаемого материала, с образованием полости между внутренней стенкой .

СФС и фасонным телом для подачи сжа-. того газа. Полость между внутренней стенкой СФС и фасонным телом выполнена с уменьшающимся проходным сече-, нием по направлению к выходному сечению СФС. 6 з.п. ф-лы, 8 ил. путем использования разнообразных газообразных горячих компонентов.

На фиг. 1 изображено устройство, выполненное в виде комбинации писто- . лет для газовой металлизации — сопло, фокусирования струи, разрез на фиг.

2 — то же, в виде комбинации держатель сопла — сопло фокусирования

1493095 струи, разрез, на фиг. 3 — особый вариант исполнения сопла фокусирования струи, на фиг. 4 — следующий осо-, бый вариант исполнения сопла фокуси5 рования струи для образования потока на боковой поверхности! на фиг. 5предпочтительный вариант исполнения электрода; на фиг. 6 - электрическая схема для устройства, на фиг. 7— функциональная диаграмма; на фиг,.8— часть устройства в усовершенствованном варианте исполнения, сечение.

Устройство содержит сопло 1 фокусирования струи, камеру 2 сгорания,,адаптер 3. В камере 2 сгорания, выполненной с переходным контуром 4,размещено перемещаемое в осевом направлении сопло 5 для подачи горючих газов и присадочного материала пистоле-gp та Ь для газовой металлизации. Устройство зажиганйя выполнено в виде ,электрода 7, установленного в камере

2 сгорания с возможностью перемещения относительно вертикальной оси. Писто-25 лет 6 содержит регулятор 8 подвода горючего газа и регулятор 9 подвода кислорода или сжатого воздуха.

Электрод 7 подсоединен к элементу 10 включения устройства эажига- 30 ния и является якорем магнитной катушки 11, которая при возбуждении способствует перемещению конца электрода в полость камеры 2 сгорания, преодолевая действия возвратной пружины 12. Включение тока зажигания

35 осуществляется с помощью выключателя 13.

Адаптер 3 и сопло 1 фокусирования струи выполнены водоохлаждаемыми, причем каналы 14 и 15 охлаждения соединены каналом 16. Для подачи охладителя в каналы 14 и 15 предусмотрен патрубок 17. Для удаления охладителя предусмотрен общий патрубок 18, под- 45 соединенный к каналам 14 и 15.

Сопло 1 фокусирования còð è может быть образовано из присоединенных друг к другу отдельных частей !9, ко,торые соединены по теплоносителю ,(охладителю) с помощью соединитель50 ных трубопроводов 20.

Для образования периферийного газового потока внутри сопла 1 фокусирования струи на конце со стороны адаптера предусмотрены одно или несколько отверстий 21 подвхода газа (фиг. 4).

Канал 22 сопла фокусирования струи может быть выполнен конически расширяющимся к выходному отверстию

23 (фиг. 8). Стенка канала 22 может быть выполнен". как фасонное тело 24 иэ пористого гаэопроницаемого матери" ала, которое при этом окружено полостью 25, заполненной сжатым газом, который подводится через канал 26 подачи сжатого газа. При этом предпочтительно полость 25 выполнять с уменьшающимся поперечным сечением, чтобы обеспечить по возможности равномерное распределение сжатого газа через пористый материал фасонного теЛа 24 по всей длине. Фасонное тело

24 может быть изготовлено, например, из спеченного A1 0з, ZnO з или иэ их смесей.

Отнерс !ия 21 могут быть непосред-. ственно размещены н переходном контуре 4 (фиг. 8). Через канал 26 возможна подача горючего газа, который способствует дополнительному ускорению всего потока в канале 22 сопла

1 фокусирования струи.

Вместо пистолета 6 может быть ис,рользонан держатель 6 сопла 5 (фиг. 2). В качестве материала для металлиэации может быть использован. как порошок, так и !|роволока. Цри этом держатель 6 сопла 5 должен быть оснащен резервуаром для порошка или трубопроводом для подачи порошка.

Пистолет 6 (или держатель) сопла

5 снабжен маркировкой илн установленным упором д-.я того, чтобы обеспечивалось размещение сопла 5 на оптимальном ра стоянии от электрода

7. Сопло 1 фокус! рования струи может быть снабжено соппоной трубой 27, установленной с нозм важностью замены.

Для надежно.;о включения и обеспечения работоспо«сбности нсего устройства необходимо, -,:тобы регулятор 8 подвода горючего газа и регулятор 9 подвода кисл.!ðoðà или сжатого воздуха пистолета 6 для газовой металлизации, а также элемент 10 включения устройства зажигания были соединены друг с другом и расположены таким образом, чтобы продувка канала 22 фокусирования струи кислородом или сжатым воздухом, вклкр!ение устройства зажигания и поступление горючего rasa осуществляли друг за другом.

Для этого г!редназначени соответству1493095 ющие элементы регулирования и управления.

В электрической схеме (фиг. 6) только большие позиции 5, 7, 8, 9, 10, 11, 13 и Х, Y имеют прямое отношение к соответствующим позициям на фиг. 1-5. Самому устройству из этой схемы принадлежат лишь элементы

5, 7, 8, 9, 11, т.е. те элементы, ко торые находятся под штрихпунктирной линией в правой части электрической схемы.

Устройство работает следующим образом.

С помощью регуляторон 8 и 9 через сопло 5 камера 2 сгорания заполняется смесью горючего газа с окислителем. При протекании электрического тока по виткам катушки 11, электрод

7, являющийся якорем катушки 11, преодолевая сопротивление возвратной пружины 12, перемещается в камеру 2 сгорания. В этом положении конечным выключателем 13 включается ток зажигания. После проведенного зажигания отключают ток, протекающий по катушке 11, и электрод 7 посредством возвратной пружины 12 возвращается из камеры 2 в исходное положение. Для процесса зажигания является существенным, чтобы оно происходило непосредственно в начале поступления газоной смеси и камеру 2 сгорания.

Существенным для устройства является размещение в камере 2 сгорания перемещаемого в осевом направлении сопла 5. Размер камеры 2 сгорания является, таким образом, изменяемым.

Газы, выгоревшие н камере 2 сгорания, попадают с ускорением н канал 22 фокусирования струи. Так как частицы порошка также сначала попадают в камеру сгорания, там они начинают плавиться и попадают в этом состоянии в канал 22 фокусирования струи. Кроме того, существенным является расположение выдвигаемого поджигающего электрода 7 в камере 2 сгорания для того, чтобы обеспечить зажигание лишь относительно небольшого количества смеси горючего газа н камере 2 сгорания при вводе н эксплуатацию устройства, после чего электрод 7 иэ камеры 2 зажигания удаляется.

Посредством реле К, К, Кз, К4 с замедленным притягиванием или замедленным отпусканнем и соответствующих элементон схемы н устройстве

20

55 обеспечивается необходимый ход работы (фиг. 7), причем t з обозначает непосредственно фазу работы. Представленные кривые имеют только качественное значение. Например, кривая зажигания показывает, что ток зажигания течет только в интервале времени t<, в котором только начинает поступать горючий газ. Электродная кривая показывает, что непосредственно после интервала времени t > электрод вынимается.

В интернале времени г, т.е. после управления при Sä, прекращается подвод газа, причем с целью продувки подвод кислорода еще некоторое время может продолжаться.

Формула изобретения

1. Устройство для термического расплавления присадочных материалов для наплавки, содержащее систему подачи горючих газов и присадочного материала,сопло для подачи горючих газов и присадочного материала, камеру сгорания, сопло фокусирования струи, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расшире- ( ния технологических возможностей устройства путем использования разнообразных газообразных горючих компонентов, камера сгорания снабжена зажигающим устройством, выполненным в виде зажигающего электрода с электрическим включающим элементом, сопло для подачи горючих газов и присадочного материала установлено с возможностью осевого перемещения н направлении оси камеры сгорания, а зажигающий электрод установлен с воэможностью перемещения перпендикулярно оси камеры сгорания.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно снабжено магнитной катушкой, а зажигающий электрод выполнен в виде якоря магнитной катушки и снабжен возвратной пружиной.

3. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что сопло фокусирования струи выполнено с продольными отверстиями для подвода газа.

4. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что сопло фокусирования струи снабжено сопловой трубой, установленной с воэможностью замены.

5. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что сорло фоку1493095

X 1/

15

Фиг.1

Фиг 3 сирования струи выполнено составным, образованным из нескольких частей.

6. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что сопло фокусирования струи снабжено фасонным телом, выполненным из пористого гаэопроницаемого материала, с образовани-, ем полости между внутренней стенкой

8 г Х

1, i g ( г

) сопла фокусирования струи и фасонным телом для подачи сжатого газа.

7. Устройство по и. 6, о т л ич а ю щ е е с я тем, что полость между внутренней стенкой сопла фокусирования струи и фасонным телом выполнена с уменьшающимся приходным сечением по направлению к выходному сечению сопла фокусирования струи.

1493095

1493095

Тираж 563

11одписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинзт "Патент", Ужгород, у т. Гагарина, 101

Редактор A.Êîçîðèç

Заказ 3898/59

Составитель

Техред А.Кравчук Корректор T.Ìàëåö