Способ термоабразивной обработки поверхностей и устройство для его осуществления

 

Изобретения может быть использовано для шлифования поверхностей, очистки деталей от различных покрытий (в том числе от радиоактивных загрязнений), а также для разрушения горных пород. Способ включает предварительное регулирование степени распыления топлива и формирование двухфазного сверхзвукового потока рабочего тела. Разгон потока ведут путем подачи в камеру сгорания топлива, смешанного с частью окислителя, подачу другой части окислителя в камеру сгорания через радиальные отверстия и подачу абразивной смеси в камеру сгорания. Окислитель через радиальные отверстия подают по всей длине камеры сгорания с многократным чередованием последовательных зон сгорания и смешения. Абразивную смесь подают за последнюю по ходу потока зону смешения. Скорость потока продуктов сгорания выравнивают со скоростью транспортирующего абразива газа, а длину пути абразивной смеси по камере сгорания и ускорительному соплу регулируют из условия нагрева абразивных частиц до температуры, не превышающей температуру их плавления. В устройстве главными отличительными особенностями является размещение форсунки для подачи горючего в канале для подачи в распылительную камеру окислителя с кольцевым зазором и возможностью изменения положения среза ее сопла в распылительной камере. Трубопровод для подачи абразивной смеси перемещается в камере сгорания, а его выходной срез расположен в полости конфузора для ускорения потока продуктов сгорания, установленного на выходе камеры сгорания. Завихритель установлен на входном участке камеры сгорания вблизи отверстий, соединяющих распылительную камеру с камерой сгорания, и выполнен с переходным конусом. Изобретение позволяет обеспечить стабильность и равномерность абразивного потока на выходе из устройства и, как следствие, повысить качество и производительность обработки. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретения относятся к струйной термоабразивной обработке металлоконструкций, строительных поверхностей и деталей из различных материалов и могут быть, в частности, использованы при осуществлении процессов шлифования поверхностей из природного камня, искусственных минеральных сред, очистки деталей от различных покрытий, отложений, ржавчины, радиоактивных загрязнений, а также разрушения горных пород.

На сегодняшний день известны многочисленные способы и устройства для абразивной обработки поверхностей изделий. В частности, в патенте России №2137593 описан способ абразивно-воздушной обработки поверхности, который включает смешение рабочего вещества с потоком сжатого воздуха и последующую подачу полученной смеси в сопло для ускорения и выброса на обрабатываемую поверхность. При этом изначально расширяют сжатый воздух до уровня ниже атмосферного и разгоняют его до сверхзвуковой скорости. Одновременно под давлением плотным слоем с низкой скоростью поступательного движения в ускоренный поток воздуха подают рабочее вещество. Создают абразивно-воздушную смесь и продолжают ее ускорять до фиксированного значения полного давления выше атмосферного уровня. Расход рабочего вещества регулируют давлением его подачи. Пистолет для осуществления способа содержит корпус с патрубками для подвода материалов и камерой. В камере установлено сопло для подачи абразива с критическим сечением, переходящим в выходное сопло. Внутренняя поверхность выходного сопла имеет коническо-цилиндрическую форму. Сопло для подачи абразива выполнено в виде форсунки. Она установлена соосно в критическом сечении с кольцевым зазором относительно критического сечения камеры. Плоскость выходного отверстия сопла совпадает с критическим сечением. Однако известные изобретения не обеспечивают экономичное расходование материалов, производительность устройства недостаточна из-за низкой температуры абразивных частиц и потерь энергии абразивных частиц из-за большой разницы в скоростях при смешении.

Известно устройство по патенту РФ №2163864. Изобретение касается комбинированного газоструйного инструмента, основным рабочим органом которого является сверхзвуковая газодинамическая струя. Предлагаемое устройство включает в себя комплекс конструкторских предложений и способно выполнять следующие технологические операции:

нанесение антикоррозионных, восстановительных и декоративных покрытий на металлические и строительные поверхности, высокопроизводительная пескоструйная газодинамическая обработка поверхности металла от коррозии и шлаков, выполнение термоотбойных работ при производстве строительных гранитов. Для производства вышеназванных операций требуется газодинамическое устройство с высокими показателями термостойкости и термонапряженности. Эти цели были достигнуты при увеличении термонапряженности и интенсификации процесса тепломассообмена в камере сгорания за счет того, что комбинированное устройство газодинамического инструмента, содержащее трехканальный коллектор для транспортировки топлива, дополнительного окислителя и рабочего агента, камеру сгорания, завихритель и сопло, согласно изобретению содержит кольцевой радиальный диффузор для подачи топлива в камеру сгорания и создания защитной пленки на стенках камеры сгорания за счет закрутки потока воздуха при входе в камеру сгорания. Устройство имеет полосу-обойму для подачи через магазин в зону сверхзвуковой струи легкоплавкого металла с температурой плавления до 1000С, при этом магазин встроен на срезе сопла. Однако данная конструкция не обеспечивает необходимую полноту сгорания топлива, что приводит к образованию копоти и снижает качество обработанной поверхности.

Из международной заявки WO 01/81044 известен способ механической обработки каменной облицовки зданий, включающий непрерывную подачу под давлением твердых частиц рабочего вещества в транспортирующий поток сжатого воздуха с образованием взвеси, подачу ее в рабочий орган, разгон ее в нем воздействием вспомогательного потока газообразного рабочего тела, имеющего скорость истечения и давление, превышающие скорость истечения и давление разгоняемой им взвеси, и динамическое силовое воздействие твердыми частицами рабочего вещества на обрабатываемую поверхность. Размер твердых частиц рабочего вещества составляет 0,01-20,0 мм в поперечнике. В качестве вспомогательного потока газообразного рабочего тела используют сверхзвуковую струю горячих отходящих газообразных продуктов сгорания, которая одновременно с передачей кинетической энергии взвешенным твердым частицам рабочего вещества производит разогрев и расширение воздуха во взвеси за счет перемешивания ее со сверхзвуковой струей горячих отходящих газообразных продуктов сгорания. Температура продуктов сгорания превышает температуру воздуха во взвеси на 350-900С, при этом скорость и давление сверхзвуковой струи отходящих газообразных продуктов сгорания, взаимодействующей со взвесью твердых частиц рабочего вещества, превышают аналогичные параметры последней соответственно в 500-1100 и 75-125 раз. Для осуществления этого способа используют устройство, содержащее корпус, внутри которого размещена камера сгорания с форкамерой, концентрично расположенные завихрители потока воздуха и форсунка. Устройство снабжено охватывающим корпус и образующим охлаждающую полость кожухом и установленным на выходном конце корпуса сменным соплом в виде сопряженных криволинейной поверхностью конфузора и диффузора. Причем диаметр критического сечения сменного сопла меньше диаметра поперечного сечения камеры сгорания в 1,2-2,5 раза, причем охлаждающая полость соединена через вспомогательный завихритель с источником сжатого воздуха и сообщается с камерой сгорания через образованные в корпусе радиальные отверстия. Диаметр внутренней поверхности кожуха превышает диаметр поверхности камеры сгорания в 1,2-1,7 раза, а угол закрытия конфузора меньше угла раскрытия диффузора сменного сопла в 1,2-3,5 раза. Радиус кривизны поверхности сопряжения конфузора и диффузора равен 0,5-2,5 диаметра критического сечения сменного сопла. В известных решениях невозможно достичь высокой теплонапряженности из-за подачи охлаждающего воздуха в охлаждающую полость в одном направлении с потоком внутри камеры сгорания, т.е. более горячий участок камеры сгорания охлаждается более горячим воздухом.

Наиболее близкими аналогами для заявляемых способа и устройства являются изобретения по патенту РФ 2167756. Согласно известному способу формируют двухфазный поток рабочего тела, разгон его осуществляют путем подачи в камеру сгорания абразивной аэросмеси и горючего, смешанного с частью окислителя, другую часть которого подают в камеру сгорания через радиальные отверстия в две зоны камеры сгорания - в зону выгорания горючего и в зону смешения, а абразивную аэросмесь подают за зону смешения в область сформированного профиля скорости и температуры потока. Устройство для осуществления этого способа содержит трубопровод для абразивной смеси, вокруг которого расположен завихритель, кожух, регенеративную трубу, камеру сгорания, образованную жаровой трубой с радиальными отверстиями и завихрителем, и корпус с каналом для подачи горючего и каналом для подачи окислителя в пространство между кожухом, регенеративной и жаровой трубой, в корпусе выполнена камера смешения, соединенная с каналом подачи горючего и сообщающаяся с каналом для подачи окислителя и с завихрителем, а радиальные отверстия в жаровой трубе выполнены в зоне выгорания горючего и в зоне смешения окислителя с продуктами сгорания.

Однако этим изобретениям присущ ряд недостатков, которые не позволяют эффективно использовать их для осуществления поставленных задач.

Во-первых, известный способ имеет недостаточную эффективность, так как организация процесса сгорания при условиях, близких к стехиометрическим на небольшой длине камеры сгорания, приводит к термическому разрушению трубопровода для подачи абразивной аэросмеси, расположенного в центре камеры сгорания, а также к спеканию частиц абразива внутри трубопровода в результате его перегрева. Подача абразивной аэросмеси по трубопроводу со скоростью, равной скорости смеси продуктов сгорания и окислителя за зоной смешения, не обеспечивает условия поддержания оптимальной температуры трубопровода подачи абразивной аэросмеси, при которой он не выгорает и остается работоспособным в течение длительного времени. Кроме того, не обеспечиваются условия надежной транспортировки абразива без прилипания к стенкам трубопровода и его закупоривания. Это приводит к снижению производительности очистки из-за перебоев в подаче абразива. Кроме того, не обеспечивается необходимый разогрев самих абразивных частиц. Температура абразивных частиц должна быть такой, чтобы происходило их очищение от влагомасляных загрязнений, но сами частицы не размягчались и не плавились. Размягчение частиц приводит к потере абразивных свойств и прилипанию к очищаемой поверхности.

Недостатком известного устройства является отсутствие переходного конуса между завихрителем и жаровой трубой, что резко снижает эффективность стабилизации пламени с помощью завихрителя и приводит к трудностям при запуске устройства и его неустойчивой работе. Кроме того, описанная смесительная камера горючего и окислителя неустойчиво работает при малых скоростях окислителя из-за появления пленки нераздробленного топлива на стенках камеры. В дальнейшем эта часть топлива не может сгореть и выбрасывается из устройства в виде капель топлива и сажи, снижая качество обрабатываемой поверхности.

Таким образом, до настоящего момента не существовало средств и методов, которые бы позволили производить быструю и эффективную очистку обрабатываемых поверхностей, в том числе и сложной конфигурации, при экономном расходовании рабочего вещества и длительной стабильной эксплуатации оборудования.

Мы предлагаем новый способ термоабразивной обработки поверхностей и устройство для его осуществления, которые лишены вышеуказанных недостатков.

Мы разработали способ и конструкцию устройства, обеспечивающие повышение качества обработки поверхности, улучшение условий труда, повышение производительности термообразивной обработки, повышение ресурса работы изделия, уменьшение загрязнения окружающей среды. Причем при использовании заявленных изобретений обнаружен неожиданный синергетический результат, который проявляется в высокой полноте сгорания топлива с одновременным поддержанием стабильной некритической для работоспособности конструкции температуры трубопровода для транспортировки абразива, что обуславливает стабильный горячий поток абразивной смеси на выходе из устройства.

Технический результат, достигаемый при использовании настоящих изобретений по сравнению с ближайшими аналогами, заключается в обеспечении стабильного и равномерного потока абразивной смеси на выходе из устройства и, следовательно, в обеспечении высокого качества обрабатываемых поверхностей и высокой производительности обработки.

Дополнительный технический результат заключается в экономии расходных и вспомогательных материалов - абразива, топлива и окислителя.

Дополнительный технический результат заключается в повышении надежности оборудования: не происходит быстрого выгорания частей устройства и таким образом повышается долговечность и экономичность его эксплуатации.

Другой дополнительный технический результат заключается в том, что происходит практически полное сгорание топлива и таким образом повышаются экологические характеристики, наносится минимальный урон окружающей среде.

Технический результат достигается за счет того, что в способе термоабразивной обработки поверхностей, включающем формирование двухфазного сверхзвукового потока рабочего тела, разгон которого осуществляется путем подачи в камеру сгорания топлива, смешанного с частью окислителя, подачи другой части окислителя в камеру сгорания через радиальные отверстия и подачи абразивной смеси в камеру сгорания, окислитель через радиальные отверстия подают по всей длине камеры сгорания с многократным чередованием зон сгорания и смешения, абразивную смесь подают за последнюю по ходу потока зону смешения, при этом осуществляют разгон продуктов сгорания до выравнивания со скоростью потока транспортирующего газа абразивной смеси и регулируют длину пути абразивной смеси по камере сгорания и ускорительному соплу из условия нагрева абразивных частиц до температуры ниже температуры их плавления.

Кроме того, предварительно осуществляют регулировку степени распыления топлива.

В устройство для термоабразивной обработки поверхностей, содержащее корпус, установленные концентрически трубопровод для подачи абразивной смеси, камеру сгорания, образованную жаровой трубой с радиальными отверстиями, регенеративную трубу и кожух, образованную между кожухом, жаровой и регенеративной трубами полость, сообщенную с каналом для подачи окислителя, а также завихритель, распылительную камеру и ускоряющее сопло с цилиндрической и конической частями, установленное на выходе камеры сгорания соосно с трубопроводом для подачи абразивной аэросмеси, введена форсунка для подачи горючего, размещенная с кольцевым зазором в канале для подачи в распылительную камеру окислителя, трубопровод для подачи абразивной аэросмеси установлен с возможностью перемещения в камере сгорания и расположения его выходного среза в полости конфузора для ускорения потока продуктов сгорания, установленного на выходе камеры сгорания, радиальные отверстия для подачи окислителя выполнены по всей длине жаровой трубы, заявихритель установлен на входном участке камеры сгорания вблизи отверстий, соединяющих распылительную камеру с камерой сгорания, и снабжен переходным конусом.

Форсунка для подачи топлива установлена с возможностью изменения положения ее выходного среза в распылительной камере.

Дополнительный технический результат обеспечивается за счет того, что трубопровод для подачи абразивной смеси содержит резьбовую часть, сопряженную с резьбой на корпусе, форсунка также имеет резьбовую часть, сопряженную с резьбой на корпусе.

Дополнительный технический результат обеспечивается за счет того, что отношение длины цилиндрического участка сверхзвукового сопла к его диаметру составляет 2-4, а угол схождения конуса сопла =(0,91,1)2arctg(D/L).

Сущность изобретения будет более понятна из дальнейшего описания со ссылками на чертеж, где приведен общий вид заявленного устройства в разрезе.

Устройство для осуществления заявленного способа содержит корпус 1 с форсункой 2 для подачи горючего и каналом 3 для подачи окислителя, кожух 4, регенеративную трубу 5, жаровую трубу 6, образующую камеру сгорания 13 с радиальными отверстиями 7 для подачи окислителя в камеру сгорания, конфузор 8 для увеличения скорости потока продуктов сгорания в месте смешения с абразивной смесью, ускоряющее сопло 9 с цилиндрической частью 10, конической частью 21, завихритель 11, переходный конус завихрителя 20, трубопровод 12 с резьбовой частью для изменения длины и контргайкой (не показана), камеру сгорания 13, распылительную камеру 15, отверстия 16 для подачи топливной смеси в камеру сгорания, кольцевой зазор 17 распылительной камеры. Форсунка 2 установлена в резьбовом отверстии корпуса 1 и может перемещаться внутри распылительной камеры 15.

Кольцевой зазор 17 сообщен с полостью 19, куда через канал 3 подают окислитель. Полость между жаровой 6 и регенеративной 5 трубами также сообщена с каналом 3. Трубопровод 12 установлен соосно с ускорительным соплом 9 и перемещается в резьбовом отверстии корпуса 1 за счет резьбы, выполненной на его поверхности. На внешнем конце трубопровода 12 установлена контргайка, которая фиксирует положение трубопровода после регулировки. Соотношения размеров элементов ускорительного сопла 9 (см. далее) подобраны специальным образом с тем, чтобы обеспечить максимальную энергию струи рабочего вещества на выходе при минимальном износе сопла от абразивного материала. Конфузор 8 установлен на выходе из камеры сгорания и служит для разгона продуктов сгорания до скорости транспортирующего абразив газа при их смешении.

Описанный способ реализуется следующим образом. Через отверстие 3 в полость 19 подается окислитель. В полости 19 окислитель разделяется на два потока. Первый поток через кольцевой зазор 17 с большой скоростью (до 100 м/с) поступает в распылительную камеру 15, в то время как скорость истечения топлива из канала форсунки 2 ничтожно мала. При высокой относительной скорости возникает трение между струями окислителя и распыляемого топлива, вследствие чего струя топлива, как бы закрепленная с одной стороны, вытягивается в отдельные тонкие струи, которые затем распадаются из-за возникающих колебаний на множество полидисперсных капель - топливный аэрозоль. В камере 15 возникает облако полидисперсных капель диаметром 1-100 мкм и паров топлива. Через отверстие 16 эта гетерогенная смесь топлива и окислителя поступает в камеру сгорания 13.

Второй поток поступает в полость между кожухом 4 и регенеративной трубой 5, охлаждает наружную поверхность сопла 9 и поступает в полость между регенеративной трубой 5 и жаровой трубой 6. Далее окислитель поступает в камеру сгорания 13 через радиальные отверстия 7 и завихритель 11. Количество рядов радиальных отверстий определяется многими факторами, но, как экспериментально было доказано, должно быть не менее 5.

После воспламенения и вывода устройства в рабочий режим процесс сгорания происходит следующим образом. Через отверстие 16 в камеру сгорания 13 поступает гетерогенная смесь, состоящая из окислителя, паров и капель топлива различного диаметра. Пары топлива в смеси с окислителем воспламеняются и сгорают. Одновременно окислитель, поступая через завихритель 11 в камеру сгорания 13, приобретает вращательное движение и под действием центробежных сил движется вдоль внутренней поверхности конуса 20. В центре камеры сгорания образуется зона пониженного давления, в которую возвращается часть воспламененной смеси, истекающей из отверстий 16. Происходит воспламенение свежей смеси.

Таким образом, завихритель и переходной конус служат стабилизатором (дежурным источником) пламени. Далее воспламененная смесь продвигается вдоль жаровой трубы. Из-за повышения температуры некоторая часть наиболее мелких капель топлива испаряется, затем перемешивается с чистым окислителем из первого ряда радиальных отверстий 7 жаровой трубы, воспламеняется и сгорает. Температура повышается, испаряется следующая часть капель топлива, на некоторой длине жаровой трубы происходит перемешивание смеси, затем подача чистого окислителя через следующий ряд радиальных отверстий и сгорание. Цикл работы повторяется до тех пор, пока не испарятся и не сгорят самые крупные капли топлива. Расстояние между рядами радиальных отверстий подобрано так, что одновременно происходит как повышение температуры за счет сгорания паров топлива, так и снижение температуры за счет испарения следующей порции капель топлива и за счет смешения с холодным окислителем.

Как известно, сгорание смеси углеводородного топлива с окислителем происходит по двум основным законам: диффузному и турбулентному. При сгорании по диффузному закону скорость сгорания определяется теплопроводностью смеси топлива и окислителя. При организации процесса сгорания по турбулентному закону скорость сгорания существенно более высокая и определяется скоростью турбулентного массообмена в воспламененной смеси топлива и окислителя. В зоне выгорания топлива продольный поток продуктов неполного сгорания обтекает струи окислителя, подаваемого через радиальные отверстия. В результате высокой степени турбулентного массообмена на границе втекающих струй горючее выгорает вокруг струй с высокой скоростью и полнотой. Распространение пламени внутрь струи невозможно т.к. там нет горючего, оно происходит наружу по диффузному закону. При движении продуктов неполного сгорания после струй окислителя, поданного через радиальные отверстия, сгорание происходит с более низкой скоростью по диффузному закону. Основным процессом становится перемешивание продуктов сгорания с непрореагировавшим окислителем и испарение капель топлива, что приводит к уменьшению температуры. При такой организации процесса сгорания топлива количеством втекающего через радиальные отверстия окислителя, определяемого сечением, количеством радиальных отверстий и подобранным расстоянием между рядами отверстий вдоль всей камеры сгорания, удается достичь высокой полноты сгорания топлива при обеспечении безопасной температуры для трубопровода подачи абразива, расположенного в центре камеры сгорания и стенок самой камеры сгорания.

В качестве топлива могут использоваться различные виды жидких углеводородных горючих материалов, например керосин, дизельное топливо или их смеси. Для обеспечения высокой полноты сгорания осуществляют регулировку степени распыления топлива. Более легкое топливо, например керосин, быстрее испаряется и требует меньшей степени распыления, т.е. преобладает крупная размерная фракция капель. Тяжелые топлива, например дизельное, менее летучие и требуют высокой степени распыления. Степень распыления определяется величиной относительной скорости топлива и окислителя в зоне выходного среза форсунки. При расположении выходного среза форсунки с небольшим выступанием из кольцевого зазора распылительной камеры относительная скорость максимальна и соответственно максимальна степень распыления. При углублении выходного среза форсунки внутрь распылительной камеры относительная скорость падает и уменьшается степень распыления. Экспериментально установлено, что для различных видов топлива выступание выходного среза форсунки внутрь распылительной камеры должно составлять 0,2-1,5 мм.

Абразивная смесь это взвесь абразивных частиц в каком-либо газе. Условием устойчивого существования этой взвеси является наличие относительной скорости абразивных частиц и газа. Перемещение абразивных частиц в заданном направлении осуществляется потоком газа, имеющим скорость в заданном направлении, превышающую скорость абразивных частиц. Этот газ является транспортирующим для абразивной смеси. Таким образом, абразивная смесь характеризуется двумя скоростями: скоростью транспортирующего газа и скоростью абразивных частиц. Чем выше разница между этими скоростями, тем устойчивее смесь. Поэтому абразивная смесь подается в трубопровод 12 со скоростью транспортирующего абразив газа (например, воздуха), обеспечивающей бесперебойную подачу абразива в устройство, а в целях уменьшения потерь энергии на смешение потоков транспортирующего абразив газа и продуктов сгорания для выравнивания их скоростей в камере сгорания 13 установлен конфузор 8.

Разгон абразивных частиц происходит как в конической, дозвуковой 21, так и цилиндрической, сверхзвуковой 10 частях сопла 9. В конической части сопла разгон более эффективен, т.к. происходит при высоком давлении и соответственно при высокой плотности разгоняющего газа, но скорость разгоняющего газа невысока. При разгоне в цилиндрической, сверхзвуковой части скорость газа высока, но меньше его плотность. Таким образом, существует оптимальное соотношение размеров цилиндрической и конической частей ускоряющего сопла для обеспечения максимальной эффективности передачи кинетической энергии от продуктов сгорания к абразивным частицам.

Экспериментально установлено, что отношение длины цилиндрической части сопла L к его диаметру D должно находиться в пределах 2-4. При большей длине происходит потеря кинетической энергии абразивных частиц вследствие трения о стенки и существенно увеличивается износ сопла. Более короткая цилиндрическая часть ускоряющего сопла (L/D=2-3) используется для мелких абразивов, которые разгоняются быстрее (средний диаметр абразивных частиц 0,2-1,0 мм). Более длинная цилиндрическая часть ускоряющего сопла (L/D=3-4) используется для крупных абазивов (средний диаметр абразивных частиц более 1 мм). Входной конус сопла должен иметь такой угол, чтобы линии продолжения его образующих пересекали противоположные стенки цилиндрической части в точке, близкой к срезу сопла, т.е. =(0,91,1)2arctg (D/L). При таком угле входного конуса сопла абразивные частицы, которые в процессе разгона соприкасаются со стенками конической части сопла и движутся вдоль них, не могут достичь стенки цилиндрической части, что резко снижает износ сопла.

Как было отмечено выше, абразивные частицы должны нагреваться до температуры, обеспечивающей выгорание влагомаслянных загрязнений, но не приводить к размягчению и потере абразивных свойств. Возможно использование различных абразивных материалов (например, кварцевого песка, корунда), имеющих различную температуру плавления. Кроме того, более мелкие абразивные частицы нагреваются быстрее крупных. При обработке изделий необходимо обеспечивать заданную шероховатость поверхностей, что обеспечивается использованием абразива соответствующей размерной фракции. Для того чтобы не допустить перегрева, температуру абразивных частиц необходимо регулировать. Температуру частиц абразива регулируют за счет изменения времени нахождения в горячих продуктах сгорания, определяемого длиной пути абразива по камере сгорания и ускорительному соплу, т.е. регулировкой положения среза патрубка трубопровода для подачи абразива в камере сгорания. Изменение расстояния осуществляется выкручиванием или закручиванием резьбы патрубка в резьбе корпуса.

Причем регулировка осуществляется в процессе работы, а контроль ведут по цвету и качеству частиц абразива (они не должны терять абразивных свойств, размягчаться и прилипать к поверхности обрабатываемой конструкции). Цвет свечения абразивных частиц должен быть ярко-красным. Отсутствие свечения или темно-красный цвет свидетельствует о недостаточном нагреве. Желтое свечение свидетельствует о перегреве частиц.

Формула изобретения

1. Способ термоабразивной обработки поверхностей, включающий формирование двухфазного сверхзвукового потока рабочего тела, разгон которого ведут путем подачи в камеру сгорания топлива, смешанного с частью окислителя, подачу другой части окислителя в камеру сгорания через радиальные отверстия и подачу абразивной смеси в камеру сгорания, отличающийся тем, что предварительно регулируют степень распыления топлива, окислитель через радиальные отверстия подают по всей длине камеры сгорания с многократным чередованием последовательных зон сгорания и смешения, абразивную смесь подают за последнюю по ходу потока зону смешения, при этом выравнивают скорость потока продуктов сгорания со скоростью транспортирующего абразив газа и регулируют длину пути абразивной смеси по камере сгорания и ускорительному соплу из условия нагрева абразивных частиц до температуры, не превышающей температуру их плавления.

2. Устройство для термоабразивной обработки поверхностей, содержащее корпус с каналом для подачи окислителя, установленные концентрически трубопровод для подачи абразивной смеси, камеру сгорания, образованную жаровой трубой с радиальными отверстиями, регенеративную трубу и кожух, образованную между кожухом, жаровой и регенеративной трубами полость, сообщенную с каналом подачи окислителя, а также завихритель, распылительную камеру и установленное на выходе камеры сгорания соосно с трубопроводом для подачи абразивной смеси ускоряющее сопло с конической и цилиндрической частями, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит форсунку для подачи горючего, размещенную в канале для подачи в распылительную камеру окислителя с кольцевым зазором и возможностью изменения положения среза ее сопла в распылительной камере, трубопровод для подачи абразивной смеси установлен с возможностью перемещения в камере сгорания и расположения его выходного среза в полости конфузора для ускорения потока продуктов сгорания, установленного на выходе камеры сгорания, радиальные отверстия выполнены по всей длине жаровой трубы, а завихритель установлен на входном участке камеры сгорания вблизи отверстий, соединяющих распылительную камеру с камерой сгорания, и выполнен с переходным конусом.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что трубопровод для подачи абразивной смеси содержит резьбовую часть, сопряженную с резьбой на корпусе.

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что форсунка имеет резьбовую часть, сопряженную с резьбой на корпусе.

5. Устройство по п.2, отличающееся тем, что отношение длины L цилиндрического участка ускорительного сопла к его диаметру D составляет 24, а угол схождения конуса сопла составляет (0,91,1)2arctg (D/L).

6. Устройство по п.2, отличающееся тем, что количество рядов радиальных отверстий составляет не мене 5.

РИСУНКИ

Рисунок 1

NF4A Восстановление действия патента Российской Федерации на изобретение

Извещение опубликовано: 27.09.2006        БИ: 27/2006




 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области обработки и очистки поверхностей облицовок зданий, сооружений и различных объектов в строительстве и других областях народного хозяйства

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при производстве прецизионных пар трения, преимущественно деталей топливной аппаратуры дизелей

Изобретение относится к устройствам для поверхностного упрочнения поверхностей детали посредством шариков

Изобретение относится к строительному оборудованию, с помощью которого производят очистку поверхностей труб и металлоконструкций от старых и дефектных антикоррозионных покрытий, представляющих собой слоистую вязкую массу типа битумов, смол, пленок и других подобных материалов, которые не поддаются очистке традиционными способами

Изобретение относится к машиностроению

Изобретение относится к области абразивно-газовой обработки поверхностей от различных покрытий, отложений, ржавчины, в частности крупногабаритных металлических конструкций, например, судов, емкостей для нефтепродуктов, листов и т.д

Изобретение относится к газоабразивной обработке и может быть использовано при очистке мостов, резервуаров, судов, вагонов, автомобилей, строительных конструкций и технологического оборудования от продуктов коррозии и загрязнений, для изменения шероховатости и улучшения декоративных свойств различных поверхностей, а также при пневмотранспортировке сыпучих материалов

Изобретение относится к области машиностроения и атомной энергетики для гидроабразивной обработке деталей, а именно к гидроабразивной очистке и финишной обработке поверхностей деталей, и может быть использовано при дезактивации поверхностей от радиоактивных загрязнений

Изобретение относится к области машиностроения и атомной энергетики для гидроабразивной обработки деталей и может быть использовано для очистки поверхностей деталей от эксплуатационных и технологических загрязнений, а также для дезактивации радиоактивно загрязненных поверхностей

Изобретение относится к финишной обработке преимущественно прецизионных деталей

Изобретение относится к очистке поверхностей и может быть использовано для очистки труднодоступных поверхностей изделий из металлических материалов, в частности деталей сложной формы, подвергнутых упрочнению микродуговым оксидированием

Изобретение относится к очистке поверхностей и может быть использовано для очистки труднодоступных поверхностей изделий из металлических материалов, в частности деталей сложной формы, подвергнутых упрочнению микродуговым оксидированием
Наверх