Горелка для газопламенного напыления


 


Владельцы патента RU 2443478:

Говорин Евгений Владимирович (RU)

Изобретение относится к аппаратуре газопламенного напыления, работающей на смеси горючего газа-заменителя (метана, природного газа, пропана и др.), кислорода и сжатого воздуха. В горелке для газопламенного напыления газовые сопла выполнены с углом наклона к центральному каналу 4-30°. Наружный конус трубчатой насадки выполнен с наклоном к центральному каналу под углом 4-70°. Расстояние от среза насадки до среза оребренной втулки на выходе составляет 1-10 внутреннего диаметра насадки на ее срезе. Техническим результатом изобретения является повышение производительности напыления покрытий. Замена ацетилена на метан резко повышает безопасность процесса напыления покрытий. 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к аппаратуре газопламенного напыления, работающей на смеси горючего газа-заменителя ацетилена (метана, природного газа, пропана и др.), кислорода и сжатого воздуха.

В качестве прототипа выбрана горелка для газопламенного напыления, содержащая корпус с каналами подачи природного газа, кислорода, сжатого воздуха и с центральным каналом подачи напыляемого порошка, мундштук с полостью и с газовыми соплами, концентрично расположенными вокруг центрального канала, трубчатую насадку, установленную на торце мундштука соосно с центральным каналом и оребренную втулку, прикрепленную к корпусу с образованием кольцевого зазора с трубчатой насадкой (1).

Недостаток данной горелки - неудовлетворительная производительность напыления покрытий.

Целью предлагаемого изобретения является повышение производительности напыления покрытий.

Поставленная цель достигается тем, что в горелке, содержащей корпус с каналами подачи природного газа, кислорода, сжатого воздуха и с центральным каналом подачи порошкового материала, мундштук с полостью и с газовыми соплами, концентрично расположенными вокруг центрального канала, трубчатую насадку, установленную на торце мундштука соосно с центральным каналом и оребренную втулку, прикрепленную к корпусу с образованием кольцевого зазора с трубчатой насадкой, газовые сопла выполнены с углом наклона к центральному каналу 4-30°, а наружный конус трубчатой насадки выполнен с наклоном к центральному каналу с углом 4-70°, при этом расстояние от среза насадки до среза оребренной втулки составляет 1-10 внутреннего диаметра насадки на ее срезе.

В предлагаемой горелке в полости мундштука может быть установлена шайба соосно с центральным каналом.

Сопла в мундштуке могут быть выполнены в виде пазов.

На наружной поверхности трубчатой насадки могут быть выполнены ребра.

Полость трубчатой насадки может быть выполнена в виде раструба с углом отклонения от оси центрального канала до 12°.

Полость оребренной втулки может быть выполнена в виде конуса с углом наклона к оси центрального канала до 12°.

В полости оребренной втулки могут быть выполнены несколько внутренних конусов с углами наклона к оси центрального канала до 45°.

При напылении покрытий из тугоплавких порошков мощность газового пламени может быть повышена за счет выполнения в газовом мундштуке дополнительного ряда газовых сопел, концентрично расположенных вокруг центрального канала и с наклоном к нему под углом до 12°.

В полости оребренной втулки на выходе может быть выполнен цилиндр, который для некоторых составов порошковых материалов повышает стабильность процесса нанесения покрытий.

Принципиальная конструктивная схема горелки представлена на фиг.1.

Горелка для газопламенного напыления включает в себя рукоятку 1, корпус 2 с каналами подачи метана (природного газа), кислорода (каналы не показаны) и с каналом подачи сжатого воздуха 3, кран 4 для одновременного пуска в горелку метана (природного газа), кислорода и сжатого воздуха, центральный канал 5 подачи порошка, мундштук 6 с полостью 7 и с газовыми соплами 8, шайбу-клапан 9, трубчатую насадку 10 с наружным конусом 11, оребренную втулку 12 с межреберными полостями 13 и внутренним конусом 14, имеющую паз 15 для ввода сжатого воздуха в полости 13, центрирующую втулку 16 с радиально расположенными отверстиями 17, накидную гайку-колпак 18, фиксирующую втулку 19, фиксирующую накидную гайку 20, колпак 21 с полостью 22, второй канал подачи сжатого воздуха 23, воздушные каналы 24, каналы подачи 25 горючей смеси метан (природный газ)-кислород в полость 7 мундштука 6, кран 26 для регулирования подачи сжатого воздуха в каналы 24.

Горелка работает следующим образом.

Краном 4 в каналы корпуса горелки одновременно подаются метан (природный газ), кислород и сжатый воздух. Метан (природный газ) и кислород образуют горючую смесь, которая из каналов 25 поступает в полость 7 мундштука 6 и через узкий кольцевой зазор между полостью 7 и шайбой-клапаном 9 попадает в газовые сопла 8, выполненные под углом а к оси центрального канала 5. По выходе горючей смеси из сопел 8 она поджигается и таким образом возникает газовое пламя. Одновременно в центральный канал 5 подается порошок из порошкового питателя (не показан), который поступает в газовое пламя - в результате образуется газопорошковая струя.

Выполнение газовых сопел 8 под углом 4-30° к оси центрального канала 5 создает концентрацию газового пламени и сжимает порошковую струю - в результате улучшаются условия для теплообмена частиц порошка с газовым пламенем.

Одновременно с горючей смесью и порошком в корпус 2 горелки подается сжатый воздух через канал 3 и выходит из корпуса по каналам 24 в полость накидной гайки-колпака 18 и далее через отверстия 17 центрирующей втулки 16 попадает в кольцевой зазор между оребренной втулкой 12 и наружным конусом 11 трубчатой насадки 10. Здесь этот воздух охлаждает насадку 10 и благодаря наружному конусу 11 трубчатой насадки 10, выполненному под углом γ к оси центрального канала, этот сжатый воздух сильно сжимает газопорошковую струю. В результате значительно возрастает внутригазовое давление, как следствие, существенно повышается температура газового пламени и в итоге заметно повышается теплосодержание частиц напыляемого порошка. Результат - повышение производительности напыления высококачественных покрытий. В зависимости от свойств напыляемого порошка этот угол γ находится в пределах 4-70°. Расход обжимающего воздуха регулируется краном 26.

Далее газопорошковая струя входит в полость оребренной втулки 12, выполненной в виде конуса с с углом наклона θ к оси центрального канала 5. Этот конус дополнительно обжимает газовую струю, повышая тем самым температуру газового пламени.

Теплосодержание частиц напыляемого порошка зависит не только от температуры газового пламени, но и от времени контакта с ним.

Весь спектр порошков, пригодных для напыления, позволяет получать качественные покрытия при условии, что расстояние от среза трубчатой насадки 10 до среза оребренной втулки 12, т.е. L (фиг.1) составляет 1-10 внутреннего диаметра D (фиг.1) насадки 10 на ее срезе.

При проходе газопорошковой струи через конусную полость оребренной втулки 12 происходит ее существенный нагрев. Для охлаждения втулки 12 через канал 23 подается сжатый воздух. Этот воздух не только охлаждает втулку 12, но и создает инжектирующий эффект в полости втулки 12, который повышает скорость истечения газопорошковой струи из полости втулки 12.

Источники информации

1. Авторское свидетельство РФ №2212953 от 30.08.2001 г. (прототип).

1. Горелка для газопламенного напыления, содержащая корпус с каналами подачи сжатого воздуха, природного газа, кислорода и с центральным каналом подачи напыляемого порошка, мундштук с полостью и с газовыми соплами, концентрично расположенными вокруг центрального канала, трубчатую насадку, установленную на торце мундштука соосно с центральным каналом и оребренную втулку, прикрепленную к корпусу с образованием кольцевого зазора с трубчатой насадкой, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности напыления, газовые сопла выполнены с углом наклона к центральному каналу 4-30°, а наружный конус трубчатой насадки выполнен с наклоном к центральному каналу под углом 4-70°, при этом расстояние от среза насадки до среза оребренной втулки на выходе составляет 1-10 внутреннего диаметра насадки на ее срезе.

2. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что в полости мундштука установлена шайба-клапан соосно с центральным каналом.

3. Горелка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что газовые сопла в мундштуке выполнены в виде пазов.

4. Горелка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что на наружной поверхности трубчатой насадки выполнены ребра.

5. Горелка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что полость трубчатой насадки выполнена в виде раструба с углом отклонения от оси центрального канала до 12°.

6. Горелка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что полость оребренной втулки выполнена в виде конуса с углом наклона к оси центрального канала до 12°.

7. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что в полости оребренной втулки могут быть выполнены несколько конусов с углами наклона к оси центрального канала до 45°.

8. Горелка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что в мундштуке выполнен дополнительный ряд газовых сопел, концентрично расположенных вокруг центрального канала и с наклоном к нему под углом до 12°.

9. Горелка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что в полости оребренной втулки на выходе выполнен цилиндр.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам формирования напылением аморфного пленочного покрытия. .

Изобретение относится к технологии получения высокодисперсного порошка диоксида кремния методом сжигания жидких кремнийсодержащих соединений (прекурсора) в пламени горючих газов.

Изобретение относится к газодетонационным устройствам и предназначено для использования в установках детонационного напыления (детонационных пушках). .

Изобретение относится к устройствам в области напыления покрытий детонационным способом и может быть использовано для упрочнения внутренних поверхностей деталей, работающих в условиях повышенного коррозионного, эрозионного и абразивного воздействия в различных отраслях машиностроения и ремонта машин, например, при восстановлении гильз двигателей внутреннего сгорания.

Изобретение относится к способу сверхзвуковой газопорошковой наплавки защитных покрытий и может быть использовано для получения на изделиях покрытий, устойчивых к коррозии, высокотемпературному или абразивному износу.

Изобретение относится к устройствам дозированной импульсной подачи порошкового материала и предназначено для использования в установках для газотермического нанесения покрытий, преимущественно в установках детонационного напыления (детонационных пушках).

Изобретение относится к детонационному напылению и может быть использовано для нанесения порошковых покрытий различного назначения на детали из различных материалов.

Изобретение относится к технике напыления покрытий, в частности к газотермическому напылению покрытий на тела вращения. .
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для создания защитных покрытий на одной из сторон анода химического источника тока (ХИТ) из сплава на основе алюминия.

Изобретение относится к устройствам в области нанесения покрытий детонационным способом на внутренние поверхности деталей и механической обработки их и может быть использовано в различных отраслях машиностроения для изготовления и восстановления деталей, работающих в условиях повышенного коррозионного, эрозионного и абразивного воздействия, например, при восстановлении гильз двигателей внутреннего сгорания

Изобретение относится к области детонации, а именно к детонационному метателю для получения износостойких покрытий, и может быть использовано в любой отрасли машиностроения для получения износостойких покрытий, включая космонавтику и судостроение

Изобретение относится к технологии генерации газокапельных струй повышенной дальнобойности и может использоваться в противопожарной технике, в сельском хозяйстве при орошении земель и других отраслях, связанных с необходимостью создания дальнобойных газожидкостных струй

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к детонационному напылению. Может использоваться для разгона и нагрева порошков при нанесения покрытий. Горючую смесь одновременно подают и смешивают в двух камерах сгорания. Детонацию инициируют последовательно, сначала в форкамере устройством для поджигания. Затем ударными или детонационными волнами в основной и вспомогательных боковых камерах сгорания. Причем, в боковых камерах формируются сходящиеся ударные или детонационные волны, что позволяет увеличить амплитуду и скорость волны. Ускорение порошка осуществляют детонационными и ударными волнами, и продуктами сгорания последовательно следующими из основной и боковых камер. Устройство имеет две или более камер сгорания с независимыми системами подачи, смешивания и акустического активирования подаваемых в них горючих смесей. Инициирование детонации в камерах сгорания осуществляется последовательно с синхронизацией за счет конструктивных особенностей систем сопряжения камер. Обеспечивается повышение скорости порошка и качества покрытия. 2 н. и 25 з.п. ф-лы, 1 табл., 6 ил., 7 пр.

Изобретение относится к способу атмосферного плазменного напыления и может быть использовано для нанесения покрытия на различные детали машин, например на турбины. Из распылительного сопла для атмосферного плазменного напыления в направлении вытекания выходит материал покрытия. Сопло (4) на одном аксиальном конце содержит насадку (19), из которой в направлении (25) вытекания может выходить защитный газ (28). Насадка (19) имеет на своей торцевой поверхности (31) несколько выходных отверстий (13) или несколько щелей (14) для защитного газа (28). Распылительное сопло имеет твердую наружную и/или внутреннюю оболочку. Насадка (19) не состоит из пористого материала. В способе нанесения покрытия на деталь используется распылительное сопло. С помощью плазменного распылительного сопла, обеспечивающего плазменное распыление с защитным газом, легкоокисляемые металлические покрытия можно наносить также в атмосфере. Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности получения существенно большей шероховатости и лучшей морфологии слоя покрытия в труднодоступных местах, а также упрощение монтажа и демонтажа. 5 н. и 10 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к способу и устройству для формирования аморфной покрывающей пленки (варианты). Пленку формируют посредством выпуска пламени, содержащего частицы материала для пламенного напыления, струей из пистолета для пламенного напыления по направлению к материалу-основе, вызывания плавления частиц посредством пламени и охлаждения как частиц, так и пламени посредством охлаждающего газа перед тем, как частицы достигают материала-основы. Устройство содержит трубчатый элемент, предусмотренный на пути, по которому пистолет для пламенного напыления выбрасывает струю пламени, так что он окружает пламя, проходящее через зону плавления, в которой плавятся частицы. Трубчатый элемент имеет проточный канал для охлаждающего газа, выполненный вдоль трубчатого элемента и как единое целое с ним. Изобретение обладает следующими преимуществами: для формирования аморфной покрывающей пленки на материале-основе можно использовать множество металлов, имеющих высокие температуры плавления и узкие диапазоны температур переохлаждения, устройство позволяет обеспечить подавление выделения оксидов. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 12 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для детонационного наращивания толщины линейных физических объектов. В способе управления процессом детонационного напыления деталей объектив видеокамеры (2) ориентируют в направлении обрабатываемой детали (3). Видеокамеру (2) устанавливают в плоскости оси ствола детонационного инструмента (1) и оси обрабатываемой детали (3). Ось видеокамеры (2) отстоит от оси детонационного инструмента (1) на расстоянии, величина которого определяется суммой половины наружного диаметра ствола детонационного инструмента (1) и половины минимального поперечного размера видеокамеры (2). В устройстве управления процессом детонационного напыления деталей объектив видеокамеры установлен в направлении обрабатываемой детали. Видеокамера (2) установлена в плоскости оси ствола детонационного инструмента (1) и оси обрабатываемой детали (3). Ось видеокамеры (2) отстоит от оси детонационного инструмента (1) на расстоянии, величина которого определяется суммой половины наружного диаметра ствола детонационного инструмента (1) и половины минимального поперечного размера видеокамеры (2). Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности непрерывности контроля толщины наносимого покрытия в процессе его напыления, уменьшение затрат времени на выполнение технологического процесса наращивания толщины линейного физического объекта, повышение качества покрытия, точности выполнения заданной толщины покрытия и надежности системы контроля толщины наносимого покрытия и снижение затрат наносимого материала. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к способу получения наноструктурированных покрытий для защиты поверхностей изделий. Способ включает формирование в камере сгорания распылителя высокотемпературного газового потока путем сжигания топлива в окислителе, подачу в камеру сгорания исходного материала, являющегося источником образования наночастиц, образование и перенос высокотемпературным газовым потоком наночастиц и осаждение их на подложке. При этом в камере сгорания воздействием высокотемпературного газового потока исходный материал переводят в газообразное состояние. Затем газовый поток после выхода из камеры сгорания резко охлаждают до температуры ниже температуры плавления исходного материала. Охлаждение газового потока возможно осуществлять путем смешения с холодным потоком инертного газа. Технический результат заключается в получении наноструктурированных покрытий высокого качества с использованием порошковых материалов металлургической промышленности. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 пр.

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для детонационного наращивания поверхности физических объектов. В способе используют детонационный циклический инструмент (1) с манипулятором (2) и блок установки обрабатываемой детали (4) с приводом. В процессе наращивания поверхности физических объектов (3) манипулятор (2) и блок установки обрабатываемой детали (4) перемещают так, чтобы газодетонационный циклический инструмент (1) на объекте напыления (3) формировал на поверхности детали дискретные пятна напыления от отдельных очередных выстрелов в последовательности 1…n. При этом пятно напыления, выполненное при n-м от начала процесса обработки объекта выстреле газодетонационного инструмента (1), накладывалось на пятно напыления, выполненное в процессе не позднее чем n-2-го от начала процесса обработки объекта выстрела газодетонационного циклического инструмента (1). Способ позволяет повысить качество покрытия (5), исключив контакт и перегрев наносимого материала в зонах его перекрытия при последовательных выстрелах, и улучшить адгезию покрытия к основе. Обстрел компактной площадки поверхности детали производят в такой последовательности, что обеспечивают локальный нагрев детали от сосредоточенной в целом обработки локальной серией выстрелов газодетонационного циклического инструмента. Расстояние на поверхности детали между площадками, по которым производятся очередные серии выстрелов, минимизируют. 2 ил.

Изобретение относится к способу и устройству газопламенного напыления наноструктурированных покрытий. Распылитель содержит форкамеру. В качестве исходного материала используют порошковый материал. Одновременно с формированием в камере сгорания распылителя высокотемпературного газового потока в упомянутой форкамере устанавливают давление выше, чем давление в камере сгорания, и формируют высокотемпературный газовый поток, в который подают порошковый материал с образованием газопорошковой струи, которую подают в камеру сгорания со скоростью, большей скорости высокотемпературного газового потока. Осуществляют перенос высокотемпературным газовым потоком наночастиц, полученных из исходного материала, и осаждение их на подложке. В результате получают качественное покрытие из порошкового материала. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх