Устройство для нанесения теплоизолирующего покрытия


 


Владельцы патента RU 2486966:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежская государственная лесотехническая академия" (RU)

Настоящее изобретение относится к технике нанесения жидких составов различной вязкости одновременно с сыпучими материалами и может найти промышленное применение в строительстве, машиностроении, нефтегазовой области при нанесении защитных и теплоизолирующих покрытий на различные поверхности. В устройстве для нанесения теплоизолирующего покрытия в зону разрежения конфузора введены два коаксиально расположенных патрубка выхода каналов подачи жидкого связующего и псевдоожиженных микросфер для формирования посредством эжектирующего воздуха низкого давления мелкодисперсного потока связующего и твердодисперсного потока микросфер. В дальнейшем происходит перемешивание потока связующего и твердодисперсного потока за пределами сопла с образованием мягкого факела распыляемых компонент покрытия. Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности одновременного распыления жидкого связующего и сыпучего наполнителя, в данном случае псевдоожиженных микросфер, с получением направленного факела крупнодисперсного аэрозоля. 1 ил.

 

Изобретение относится к технике нанесения жидких составов различной вязкости одновременно с сыпучими материалами и может найти промышленное применение в строительстве, машиностроении, нефтегазовой области при нанесении защитных и теплоизолирующих покрытий на различные поверхности.

Разработка и применение предлагаемого устройства обусловлены тем, что существующие жидкие теплоизолирующие композиции (RU 2251563 С2), включающие в качестве главного теплоизолирующего материала полые керамические и стеклянные микросферы, в процессе производства теряют 20-25% микросфер, разрушающихся при длительном перемешивании композиции и выпадающих в твердый нефункциональный осадок, не участвующий в теплозащитном процессе.

С целью повышения функциональных свойств теплоизолирующих покрытий, включающих полые микросферы, при использовании предлагаемого устройства композиция разбивается на две части: жидкую (полимерное связующее) и сыпучую (наполнитель-микросферы), что в корне изменяет процесс производства, нанесения и хранения используемых компонент теплоизоляционных покрытий данного типа.

Из существующего уровня техники известны различные способы и устройства для нанесения на поверхность жидких, порошковых материалов и покрытий различной вязкости, плотности и дисперсности. К ним относятся: гидравлический, пневматический высокого и низкого давления, центробежный, безвоздушного и электростатического напыления. Известно устройство нанесения покрытий из порошковых материалов (RU 2213805 С2, С23С 24/04, 10.10.2003), включающее сопловой блок с двумя входящими в него ускоряющими соплами и эжекторной насадкой на выходе, позволяющее наносить мелкодисперсные и крупнодисперсные материалы на подложку. Также известно устройство распылителя жидкости (RU 2329873 С2, В05В 7/00, 27.07.2008), реализующего эжекционный принцип и позволяющее получать мелкодисперсный однородный газокапельный поток.

К недостаткам перечисленных методов и устройств можно отнести то, что все они работают только с однородной средой, либо требуют предварительного смешивания компонент и не способны направленно распылять одновременно жидкие и сыпучие, порошкообразные материалы, образующие на поверхности защитные теплоизолирующие покрытия.

Наиболее близким техническим решением к заявленному является использование способа нанесения металлонаполненного полимерного покрытия и устройства для его осуществления (RU №2201808 С2, В05В 7/14, 10.04.2003), представляющее собой распылитель, имеющий распылительную насадку с каналом введения жидкой смолы и два диаметрально противоположных канала, образованных в корпусе для подачи металлического порошка. Распылитель обеспечивает смешивание смолы и сухого металлического порошка при помощи сжатого воздуха высокого давления.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, можно отнести сложность реализации и обслуживания системы, низкий коэффициент переноса порошкового материала из-за большого давления воздуха на выходе устройства, а также невозможность распыления более крупных частиц размером до 350 мкм.

Изобретение решает задачу создания принципиально нового устройства с возможностью одновременного распыления жидкого связующего и сыпучего наполнителя.

Для этого в устройстве для нанесения теплоизолирующего покрытия, включающем эжекторный распылитель, псевдоожижающий питатель для микросфер, питатель для связующего и компрессор, согласно изобретению в зону разрежения конфузора распылителя введены два коаксиально расположенных патрубка выхода каналов подачи жидкого связующего и псевдоожиженных микросфер для формирования посредством эжектирующего воздуха низкого давления мелкодисперсного потока связующего и твердодисперсного потока микросфер с дальнейшим их перемешиванием за пределами сопла распылителя с образованием мягкого факела распыляемых компонентов покрытия.

Одновременное распыление жидкого связующего и сыпучего наполнителя, вводимых по коаксиально расположенным каналам в зону разрежения эжектора низкого давления, позволяет повысить коэффициент переноса частиц до 98% с формированием направленного мелкодисперсного потока связующего и твердодисперсного потока микросфер с дальнейшим их перемешиванием и образованием мягкого факела распыляемых компонент покрытия, обладающего при таком нанесении повышенными теплозащитными свойствами.

Заявленное устройство позволяет наносить теплоизолирующие покрытия толщиной слоя до 0,5 мм за один проход, с производительностью до 60 кв. м/час при использовании в качестве связующего полимерные композиции вязкостью до 35 сек по ВЗ-4 и в качестве сыпучего наполнителя алюмосиликатные, керамические, зольные и стеклянные микросферы размерами до 350 мкм и насыпной плотностью до 650 кг/м куб.

В предлагаемом изобретении задача одновременного нанесения жидкой и сыпучей составляющих покрытия решается применением устройства, схематично представленного на чертеже и состоящего из эжекторного распылителя низкого давления (1), псевдоожижающего питателя для микросфер (2), питателя для связующего (3), компрессора среднего давления (4), транспортирующих шлангов (5), регулировочных кранов (6).

В качестве главного элемента устройства применяется эжекторный распылитель низкого давления (1) с двумя коаксиально расположенными патрубками на выходе конфузора распылителя, в котором смешение жидкой и псевдоожиженной сыпучей составляющих происходит за пределами распылительного сопла без резкого перепада давления, что позволяет получать однородный факел аэрозоля твердой дисперсной фазы с гарантированным переносом материала 95-98% при давлении распыляющего воздушного потока на выходе сопла (0,5-0,7 бар), что практически исключает туманообразование и отскок частиц от поверхности. Эжекторный распылитель низкого давления представляет собой металлическую цилиндрическую трубку с внутренним диаметром 32 мм и длиной 180 мм, один конец которой закрыт крышкой со штуцером с проходным диаметром 8 мм, для подачи сжатого воздуха давлением 1,5-2,5 бар. Внутри трубки, на расстоянии 35 мм от выходного отверстия воздушного штуцера, расположена перегородка-вставка (7) со сквозными отверстиями по краям, служащая для равномерного распределения воздушного потока в объеме трубки и снижения его скорости. С другого конца трубки расположена коническая втулка выходным диаметром 14 мм (8), выполняющая роль конфузора эжектора и выходы двух коаксиально расположенных патрубков каналов эжектируемых жидкого связующего (9) и псевдоожиженных микросфер (10), причем для лучшей эжекции конец патрубка (10) внутренним диаметром 4 мм смещен вперед вдоль продольной оси на 2 мм относительно патрубка (9). Внутренний диаметр патрубка подачи связующего (9) и внешний диаметр патрубка канала подачи микросфер (10) отличаются на 0,4 мм и образуют кольцевой канал подачи связующего. Эжектирующий поток воздуха низкого давления (0,5-0,7 бар) создает разрежение на конце конфузора, которое вытягивает из коаксиально расположенных торцов патрубков эжектируемые жидкий и псевдоожиженный сыпучий материалы и распыляет их. Техническое решение позволяет при низком давлении воздуха на выходе распылителя получать мягкий направленный факел распыляемых материалов с их максимальным смешиванием и гарантируемую доставку до покрываемой поверхности.

Устройство подготовки и подачи сыпучего материала (2) в распылитель представляет собой питатель, выполненный по довольно известной схеме, используемой для подачи термопластичного порошка в электростатических распылителях (RU 2444409 С2 от 10.03.2012). Питатель обеспечивает псевдоожижение, дозирование и подачу сыпучего материала через гибкий шланг в распылитель. Сжатый воздух подается в питатель через пористую перегородку, расположенную в его нижней части. Проходя через слой микросфер, воздух приводит их во взвешенное состояние, образуя аэровзвесь. Забор микросфер из псевдоожиженного слоя происходит через смесительный эжектор, обеспечивая постоянство высоты слоя в замкнутом объеме питателя с возможностью регулирования количества подаваемого материала изменением давления воздуха. Для предотвращения образования дополнительного конденсата при работе устройства предлагается накопительную рабочую емкость питателя покрыть слоем керамического теплоизолирующего покрытия толщиной 2-3 мм. Псевдоожижающий питатель (2) выполняет две функции: во первых, он обеспечивает равномерный и устойчивый перенос микросфер к распылителю, во-вторых, осуществляет его предварительную подготовку, устраняя слипание частиц, удаляя влагу, тем самым улучшая текучесть материала.

Питатель для связующего (3) выполнен по стандартной схеме. Дополнительная подпитка питателя от компрессора введена для создания небольшого избыточного давления с целью компенсации потери давления при транспортировании связующего по подающему шлангу и при изменении его вязкости.

Компрессор (4) обеспечивает подачу сжатого воздуха давлением 1,5-2,5 бар и имеет производительность до 200 л/мин.

Устройство работает следующим образом: сжатый воздух из компрессора (4) по шлангам поступает в распылитель (1), устройство подготовки и подачи микросфер (2) и питатель для связующего (3), в питателе (2) происходит псевдоожижение микросфер, откуда аэровзвесь микросфер по гибкому шлангу подается в распылитель (1). Сюда же, из питателя (3), под небольшим избыточном давлением подается связующее. Сжатый воздух, проходя через перегородку (7), равномерно распределяется в объеме распылителя и уменьшает скорость. Далее, проходя через конфузор (8), скорость воздушного потока увеличивается с одновременным формированием области пониженного давления в месте выходов коаксиально расположенных патрубков каналов (9, 10). Создавшееся разрежение вытягивает из каналов связующее и аэровзвесь микросфер, и под воздействием эжектирующего воздуха происходит формирование двух потоков мелкодисперсного связующего и крупнодисперсной аэровзвеси микросфер, которые при дальнейшем движении перемешиваются в потоке, образуя мягкий факел распыляемых компонент покрытия.

Оптимальное соотношение между количеством подаваемого в цилиндрическую трубку распылителя и дозирующего воздуха, подаваемого в питатели, устанавливается опытным путем с помощью регулировочных кранов (6).

Применение схемы распыления двух различных по свойствам компонентов при низком давлении эжектирующего воздушного потока продиктовано не только инженерными соображениями, но и экологическими аспектами, такими как безопасность применения устройства и практическое отсутствие окрасочного тумана.

Устройство для нанесения теплоизолирующего покрытия, включающее эжекторный распылитель, псевдоожижающий питатель для микросфер, питатель для связующего и компрессор, отличающееся тем, что в зону разрежения конфузора распылителя введены два коаксиально расположенных патрубка выхода каналов подачи жидкого связующего и псевдоожиженных микросфер для формирования посредством эжектирующего воздуха низкого давления мелкодисперсного потока связующего и твердодисперсного потока микросфер, с дальнейшим их перемешиванием за пределами сопла распылителя с образованием мягкого факела распыляемых компонентов покрытия.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к распылению порошков в газовых средах и может быть использовано при адсорбционной очистке серосодержащих дымовых газов теплотехнических установок.

Изобретение относится к способу и устройству для нанесения на подложку твердых материалов в форме частиц. .

Изобретение относится к устройству для нанесения материала. .

Изобретение относится к способу дозирования количества, по меньшей мере, одного твердого катализатора из частиц и/или вспомогательного вещества процесса в реакторе (5), содержащем псевдоожиженный слой (11) из частиц в, по меньшей мере, частично газообразной среде, в которой количество катализатора и/или вспомогательного вещества процесса дозируют периодически в предписанные временные интервалы в псевдоожиженном слое (11) в, по меньшей мере, одной точке дозирования (10), где поток текучей среды в каждом случае вводят в реактор (5) так, чтобы образовалась область, имеющая пониженную плотность частиц в псевдоожиженном слое (11) вокруг точки или точек дозирования (10), и количество катализатора или катализаторов и/или вспомогательного вещества или вспомогательных веществ процесса затем дозируют в этой области, при этом поток текучей среды вводят периодически за период от 0,5 до 60 секунд, и количество катализатора измеряют после задержки от 0,5 до 3 секунд после начала введения потока текучей среды.

Изобретение относится к устройствам для распыления мелкодисперсных твердых материалов и может быть использовано для распыления сорбента при ликвидации разливов нефти.

Изобретение относится к устройствам для плазменно-порошковой наплавки или напыления порошков. .

Изобретение относится к технике нанесения порошковых полимерных покрытий в электростатическом поле. .

Изобретение относится к технике электростатического нанесения покрытий на внутреннюю поверхность колб электрических ламп. .

Изобретение относится к способам и устройствам напыления покрытий на поверхности изделий холодным газодинамическим напылением, в том числе на поверхности художественных изделий и объемных форм из натурального камня или из металлического материала

Изобретение относится к устройствам газодинамического нанесения покрытий на внутреннюю цилиндрическую поверхность изделий и может быть использовано в машиностроении, в автомобильной промышленности, энергетике, строительстве и нефтегазовой отрасли промышленности. Технический результат - повышение качества покрытий, упрощение конструкции устройства, унификация конструкции для различных типоразмеров обрабатываемых изделий. Устройство содержит питатель-дозатор, систему подачи рабочего газа и частиц порошка в форкамеру, сменное радиальное сверхзвуковое сопло и средство перемещения устройства внутри изделия, а также изолирующую камеру с системой отсоса. Диаметр сопла на срезе выбран из соотношения: dex=din-2lns, где din - диаметр отверстия в изделии, lns - расстояние от среза сопла до напыляемой поверхности изделия, выбираемое в пределах (1-10)δex; δex - поперечный размер канала сверхзвуковой части радиального сопла на срезе. Внутренний диаметр радиального сверхзвукового сопла выбран из соотношения: , где δcr - поперечный размер канала сверхзвуковой части радиального сопла в критическом сечении. При этом устройство выполнено с возможностью подачи рабочего газа в форкамеру через тангенциальные или радиальные каналы и подачи порошка через радиальные каналы. 7 ил.

Изобретение относится к устройству газодинамического нанесения покрытий на внешние цилиндрические поверхности изделий и может быть использовано в машиностроении и других областях хозяйства. Устройство содержит питатель-дозатор, систему подачи рабочего газа и порошка в форкамеру (1), узел напыления и средство продольного перемещения изделия. Узел напыления выполнен в виде Ns>1 многоканальных кольцевых секций, установленных вдоль оси напыляемого изделия на расстоянии друг от друга и зафиксированных относительно друг друга на заданный угол. Каналы, образованные плоскими сменными вставками (4), расположены равномерно по периметру кольцевой секции и образуют плоские сверхзвуковые сопла с размером канала в критическом сечении hcr и углом раскрытия αn, обеспечивающими угол соударения напыляемых частиц с поверхностью изделия 60÷90° и число Маха на срезе сопла Mex=1÷3. Длина и ширина сверхзвуковой части каналов обеспечивает оптимальное ускорение напыляемых частиц. Выбор числа каналов обеспечивает оптимальное перекрытие сверхзвуковых струй непосредственно у напыляемой поверхности. Технический результат: расширение технологических и функциональных возможностей процесса нанесения покрытий на внешние цилиндрические поверхности изделий различных размеров и повышение качества покрытий. 2 ил.

Изобретение относится к сварочному производству, в частности к устройствам для смешивания порошков для наплавки, и может быть использовано при восстановлении и упрочнении деталей. Устройство содержит камеру, систему подачи порошка, состоящую из двух бункеров, закрепленных в верхней части камеры с помощью порошкопроводов, двух дисков, имеющих загрузочные канавки, жестко закрепленных на якорях электродвигателей постоянного тока. Угол между плоскостью вращения дисков и осью симметрии порошкового питателя лежит в диапазоне 30-45°, что обеспечивает хорошую текучесть и качество подаваемой порошковой смеси. В камере установлены штуцер для подачи в нее транспортирующего газа и штуцер для подачи смеси порошков и транспортирующего газа в зону наплавки. Изобретение позволяет смешивать два вида порошков для наплавки в различной пропорции в зависимости от требуемых физико-механических свойств наплавляемого покрытия. 1ил.

Изобретение относится к распылителю порошкообразных веществ импульсного действия, содержащему корпус и подвижную подпружиненную тарелку. При этом дополнительно установлены в нижней части корпуса пороховой генератор, а в верхней части корпуса коническая насадка для размещения порошка и полиэтиленовый баллон, закрепленный на фланце кольцевым зажимом, с размещенным в нем электровоспламенителем. Причем тарелка поджата через калиброванные вставки к внутреннему кольцевому выступу верхней части корпуса упругим элементом, например, цилиндрической пружиной, образуя с ним кольцевое сужающееся сопло, формирующее при движении газа кольцевой турбулентный вихрь, распыляющий порошок в газовую среду полиэтиленового баллона за счет газообразных продуктов, поступающих в буферную полость распылителя от порохового генератора. Использование настоящего устройства обеспечивает импульсное распыление порошкообразного материала массой до 10 кг для создания однородной аэрозольной смеси в большом объеме. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх