Способ обработки поверхностей
Изобретение относится к способу обработки поверхностей. Сущность изобретения заключается в том, что смесевое жидкое рабочее тело включает горючее и окислитель, причем в качестве горючего используют углеродсодержащее топливо, а в качестве окислителя - водный раствор пероксида водорода. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности обработки за счет получения плазменной струи, обогащенной газами-восстановителями в результате плазмохимического превращения паров смесевого жидкого рабочего тела. 5 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к способу обработки поверхностей, в частности для выжигания сухой краски на металлических бочках.
Известен способ обработки поверхностей, заключающийся в подаче в рабочий орган смесевого жидкого рабочего тела, его испарении, подаче паров в разрядную камеру, нагреве паров в электрическом дуговом разряде с самостоятельным подводом электрического тока, получении плазменной струи, обогащенной газами-восстановителями, и последующем нагреве обрабатываемых поверхностей плазменной струей (Патент RU №2103129, 27.01.1998 - аналог и прототип).
Недостатком известного способа является низкая эффективность обработки из-за того, что плазменная струя недостаточно обогащена газами-восстановителями.
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности обработки за счет получения плазменной струи, обогащенной газами-восстановителями в результате плазмохимического превращения паров смесевого жидкого рабочего тела.
Достигается это тем, что смесевое жидкое рабочее тело включает горючее и окислитель, причем в качестве горючего используют углеродсодержащее топливо, а в качестве окислителя - водный раствор пероксида водорода при следующих соотношениях компонентов (мас.%):
| углеродсодержащее топливо | 10÷60 |
| водный раствор пероксида водорода | остальное до 100 |
при этом подачу паров смесевого жидкого рабочего тела осуществляют из условия потери пероксидом водорода термохимической стабильности до входа в разрядную камеру, а при нагреве паров осуществляют изменение тока в дуге и напряжения на дуге для обеспечения возможности регулирования плазмохимических процессов в соответствии с зависимостью
W/Q=1,5÷9,7 кВт•ч/л,
где W - среднее значение мощности, вносимой в электрическую дугу, кВт, Q - объемный расход смесевого жидкого рабочего тела, л/ч.
Также достигается это тем, что концентрация водного раствора пероксида водорода составляет 0,1÷65 мас.%.
Также достигается это тем, что в качестве компонентов углеродсодержащего топлива используют вещества с фракционным составом, имеющим начало кипения не ниже 50°С и конец кипения - не выше 120°С.
Также достигается это тем, что в качестве углеродсодержащего топлива используют топливо на основе группы продуктов, включающих бензол и нефтяные растворители.
Также достигается это тем, что в качестве углеродсодержащего топлива используют топливо из класса кислородсодержащих соединений углеводородов, предпочтительно на основе группы продуктов, включающих одноатомные спирты, алифатические предельные кетоны и их смеси.
В качестве рабочего органа используют горелку.
Способ обработки поверхностей поясняется следующими примерами.
Пример 1. В рабочий орган подают смесевое жидкое рабочее тело, которое включает горючее и окислитель. В качестве горючего используют углеродсодержащее топливо из группы нефтяных растворителей, например Нефрас С2-80/120. В качестве окислителя используют водный раствор пероксида водорода с концентрацией 0,1 мас.%.
Берут следующее соотношение компонентов (мас.%):
| Нефтяной растворитель Нефрас С2-80/120 | 10 |
| водный раствор пероксида водорода | остальное до 100 |
Смесевое жидкое рабочее тело образуют в виде эмульсии высокой дисперсности известными способами посредством гомогенизатора как без использования стабилизирующих агентов, так и с использованием стабилизаторов.
В качестве рабочего органа может быть использована горелка, в которой нагрев паров смесевого жидкого рабочего тела осуществляют в электрическом дуговом разряде с самостоятельным подводом электрического тока с обеспечением потери пероксидом водорода термохимической стабильности до входа в разрядную камеру. При нагреве паров осуществляют изменение тока в дуге и напряжения на дуге для регулирования плазмохимических процессов в соответствии с зависимостью W/Q=1,5÷9,7 кВт•ч/л, где W - среднее значение мощности, вносимой в электрическую дугу, кВт, Q - объемный расход смесевого жидкого рабочего тела, л/ч.
Полученную плазменную струю направляют на обрабатываемую поверхность. Обработку поверхности осуществляют восстановительной зоной плазменной струи.
Пример 2. В рабочий орган подают смесевое жидкое рабочее тело, которое включает горючее и окислитель. В качестве горючего используют углеродсодержащее топливо из группы нефтяных растворителей, например Нефрас С2-80/120. В качестве окислителя используют водный раствор пероксида водорода с концентрацией 65 мас.%.
Берут следующее соотношение компонентов (мас.%):
| Нефтяной растворитель Нефрас С2-80/120 | 60 |
| водный раствор пероксида водорода | остальное до 100 |
Смесевое жидкое рабочее тело образуют в виде эмульсии высокой дисперсности известными способами посредством гомогенизатора как без использования стабилизирующих агентов, так и с использованием стабилизаторов.
В качестве рабочего органа может быть использована горелка, в которой нагрев паров смесевого жидкого рабочего тела осуществляют в электрическом дуговом разряде с самостоятельным подводом электрического тока с обеспечением потери пероксидом водорода термохимической стабильности до входа в разрядную камеру. При нагреве паров осуществляют изменение тока в дуге и напряжения на дуге для регулирования плазмохимических процессов в соответствии с зависимостью W/Q=1,5÷9,7 кВт•ч/л, где W - среднее значение мощности, вносимой в электрическую дугу, кВт, Q - объемный расход смесевого жидкого рабочего тела, л/ч.
Полученную плазменную струю направляют на обрабатываемую поверхность. Обработку поверхности осуществляют восстановительной зоной плазменной струи.
Пример 3. В рабочий орган подают смесевое жидкое рабочее тело, которое включает горючее и окислитель. В качестве горючего используют этанол - углеродсодержащее топливо из класса кислородсодержащих соединений углеводородов из группы одноатомных спиртов. В качестве окислителя используют водный раствор пероксида водорода с концентрацией 10 мас.%.
Берут следующее соотношение компонентов (мас.%):
| этанол | 55 |
| водный раствор пероксида водорода | остальное до 100 |
Смесевое жидкое рабочее тело образуют в виде смеси этанола и водного раствора пероксида водорода.
В качестве рабочего органа может быть использована горелка, в которой нагрев паров смесевого жидкого рабочего тела осуществляют в электрическом дуговом разряде с самостоятельным подводом электрического тока с обеспечением потери пероксидом водорода термохимической стабильности до входа в разрядную камеру. При нагреве паров осуществляют изменение тока в дуге и напряжения на дуге для регулирования плазмохимических процессов в соответствии с зависимостью W/Q=1,5÷9,7 кВт•ч/л, где W - среднее значение мощности, вносимой в электрическую дугу, кВт, Q - объемный расход смесевого жидкого рабочего тела, л/ч.
Полученную плазменную струю направляют на обрабатываемую поверхность. Обработку поверхности осуществляют восстановительной зоной плазменной струи.
Таким образом, изобретение повышает эффективность обработки поверхностей.
Промышленная применимость.
Изобретение может быть использовано при обработке поверхностей материалов плазменной струей, а также для безокислительной резки, пайки, сварки или нагрева металлов в ремонтных мастерских и машиностроении при монтаже металлоконструкций.
1. Способ обработки поверхностей, заключающийся в подаче в рабочий орган смесевого жидкого рабочего тела, его испарении, подаче паров в разрядную камеру, нагреве паров в электрическом дуговом разряде с самостоятельным подводом электрического тока, получении плазменной струи, обогащенной газами-восстановителями, и последующем нагреве обрабатываемых поверхностей плазменной струей, отличающийся тем, что смесевое жидкое рабочее тело включает горючее и окислитель, причем в качестве горючего используют углеродсодержащее топливо, а в качестве окислителя - водный раствор пероксида водорода при следующих соотношениях компонентов, мас.%:
| Углеродсодержащее топливо | 10÷60, |
| Водный раствор пероксида водорода | Остальное до 100 |
при этом подачу паров смесевого жидкого рабочего тела осуществляют из условия потери пероксидом водорода термохимической стабильности до входа в разрядную камеру, а при нагреве паров осуществляют изменение тока в дуге и напряжения на дуге для обеспечения возможности регулирования плазмохимических процессов в соответствии с зависимостью W/Q=1,5÷9,7 кВт·ч/л,
где W - среднее значение мощности вносимой в электрическую дугу, кВт;
Q - объемный расход смесевого жидкого рабочего тела, л/ч.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что концентрация водного раствора пероксида водорода составляет 0,1÷65 мас.%.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве компонентов углеродсодержащего топлива используют вещества с фракционным составом, имеющим начало кипения не ниже 50°С и конец кипения - не выше 120°С.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве углеродсодержащего топлива используют топливо на основе группы продуктов, включающих бензол и нефтяные растворители.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве углеродсодержащего топлива используют топливо из класса кислородсодержащих соединений углеводородов, предпочтительно на основе группы продуктов, включающих одноатомные спирты, алифатические предельные кетоны и их смеси.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве рабочего органа используют горелку.
