Портативное устройство для газодинамического напыления покрытий

Изобретение относится к портативному устройству для газодинамического напыления покрытий из порошковых материалов. Блок напыления устройства включает электронагреватель сжатого газа, сверхзвуковое сопло, выполненное со сменной вставкой, соединенное с выходом электронагревателя, и узел ввода в сопло порошкового материала. Блок управления устройства соединен с электронагревателем сжатого газа гибким трубопроводом и электрокабелем. Выход порошкового питателя соединен трубопроводом с узлом ввода в сопло порошкового материала. Сверхзвуковое сопло установлено с возможностью поворота и фиксации на угол до 180°. Ось поворота сопла перпендикулярна направлению движения газово-порошкового потока. В закритическом сечении сверхзвукового сопла установлен рассекатель газово-порошкового потока, состоящий из кольцевой части, сопряженной со сменной вставкой, радиальной части, перпендикулярной направлению движения газово-порошкового потока, и концевой части в виде иглы, расположенной по центру сменной вставки вдоль направления движения газово-порошкового потока. Техническим результатом является повышение эффективности процесса напыления покрытий и получение плотных и однородных по составу и толщине покрытий с высокой адгезией. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к технологии и средствам для газодинамического нанесения покрытий из порошковых материалов для ремонта и/или восстановления поверхности деталей и изделий, а также получения покрытий, придающих различные свойства обрабатываемым поверхностям и может быть использовано в машиностроении и других отраслях промышленности.

Известно устройство для газодинамического нанесения покрытий из порошковых материалов, включающее узел подогрева сжатого газа, порошковый питатель-дозатор и сверхзвуковое сопло, отличающееся тем, что выход узла подогрева газа соединен непосредственно с входом сверхзвукового сопла, которое в закритической части соединено через трубопровод с выходом порошкового питателя-дозатора (патент RU №2100474, опубл. 27.12.1997).

Недостатком этого устройства является то, что в нем отсутствует узел ввода в сопло порошкового материала, наличие и устройстве которого во многом влияют на эффективность процесса напыления в целом. Известно устройство для газодинамического напыления порошковых материалов, содержащее блок напыления, включающий электронагреватель сжатого газа и сверхзвуковое сопло, жестко соединенное с выходом электронагревателя сжатого газа и содержащее узел ввода в сопло порошкового материала, блок управления, соединенный с электронагревателем сжатого газа гибким трубопроводом и электрокабелем, а также порошковый питатель (дозатор), выход которого соединен гибким трубопроводом с узлом ввода в сопло порошкового материала (патент RU №2190695, опубл. 10.10.2002). В этом устройстве имеется блок управления, обеспечивающий стабилизацию и контроль температуры сжатого газа, которая является важным параметром режима напыления покрытия.

Недостатком этого устройства является то, что узел ввода порошка (насадка) установлен вдоль оси сопла и обеспечивает ввод порошка в сопло только по его оси. В этом случае распределение порошка по поперечному сечению сопла может оказываться существенно неравномерным, а именно - с перегрузкой центральной части газового потока в сопле и слабым заполнением периферийной части поперечного сечения сопла. При прочих равных условиях это приводит к уменьшению эффективности напыления в целом.

Наиболее близким является портативное устройство для газодинамического напыления покрытий из порошковых материалов, содержащее блок напыления, включающий электронагреватель сжатого газа и сверхзвуковое сопло, жестко соединенное с выходом электронагревателя и содержащее узел ввода в сопло порошкового материала, блок управления, соединенный с электронагревателем сжатого газа гибким трубопроводом и электрокабелем, порошковый питатель, выход которого соединен гибким трубопроводом с узлом ввода в сопло порошкового материала, при этом электронагреватель сжатого газа включает в себя кожух, в котором размещен с зазором, заполненным теплоизолятором, металлический корпус, внутри которого установлен тепловыделяющий элемент, при этом в металлическом корпусе выполнены отверстия, обеспечивающие обдув кожуха изнутри ненагретым газом, узел ввода в сопло порошкового материала выполнен с возможностью обеспечения поступления порошкового материала в закритическую часть сверхзвукового сопла под углом к его оси (Патент RU №2257423, опубл. 27.07.2005).

Недостатками прототипа является то, что частицы порошкового материала мелкой и средней фракции подвержены комкованию, что приводит к неоднородности газово- порошкового потока и как следствие, уменьшению эффективности процесса напыления. Вследствие конструктивных особенностей исполнения блока напыления максимальный угол поворота сопла к оси электронагревателя сжатого газа не обеспечивает возможность напыления порошка в наиболее труднодоступные места.

Задачей является разработка портативного устройства для газодинамического напыления покрытий, позволяющего обеспечить напыление порошка в труднодоступные места, а также повысить однородность газово-порошкового потока за счет уменьшения количества и размеров групп частиц порошкового материала, что в конечном итоге приводит к повышению эффективности процесса напыления покрытий и получению плотных и однородных по составу и толщине покрытий с высокой адгезией.

Техническим результатом является повышение эффективности процесса напыления покрытий и получение плотных и однородных по составу и толщине покрытий с высокой адгезией.

Технический результат достигается в портативном устройстве для газодинамического напыления покрытий из порошковых материалов, содержащем блок напыления, включающий электронагреватель сжатого газа, соединенный со сверхзвуковым соплом посредством трубопровода, при этом сверхзвуковое сопло выполнено со сменной вставкой и соединено с выходом электронагревателя, узел ввода в сопло порошкового материала, блок управления, соединенный с электронагревателем сжатого газа посредством электрокабеля и гибкого трубопровода, и порошковый питатель, выход которого соединен трубопроводом с узлом ввода порошкового материала в сопло, отличающееся тем, что сверхзвуковое сопло установлено с возможностью поворота и фиксации на угол не более 180° вокруг оси, перпендикулярной направлению подачи газово-порошкового потока, при этом узел ввода в сопло порошкового материала выполнен в виде гибкой трубки, посредством которой обеспечивается подача порошка от порошкового питателя в упомянутое сопло и которая натянута на сопло и упомянутый трубопровод не менее, чем на 5 мм., причем в закритическом сечении сверхзвукового сопла установлен рассекатель газово-порошкового потока, состоящий из кольцевой части, сопряженной со сменной вставкой, радиальной части, перпендикулярной направлению подачи газово-порошкового потока, и концевой части в виде иглы, расположенной по центру сменной вставки вдоль направления подачи газово-порошкового потока.

Рассекатель выполнен сменным.

В частном варианте исполнения рассекатель выполнен за одно целое со сменной вставкой сопла.

В частном варианте исполнения рассекатель выполнен из металла.

В частном варианте исполнения рассекатель выполнен из керамики.

В частном варианте исполнения рассекатель выполнен из полимерных материалов.

В частном варианте исполнения игла выполнена полой.

Установка сверхзвукового сопла с возможностью поворота и фиксации на угол до 180° с осью поворота сопла перпендикулярной направлению движения газово-порошкового потока обеспечивает возможность напыления порошка в наиболее труднодоступные места, где ограничено пространство для напыления покрытий.

Использование рассекателя газово-порошкового потока повышает однородность газово-порошкового потока за счет уменьшения количества и размеров групп частиц порошкового материала, что в конечном итоге приводит к повышению эффективности процесса напыления и получению плотных и однородных по составу и толщине покрытий с высокой адгезией.

На Фиг. 1 изображена общая схема устройства для газодинамического напыления покрытий.

На Фиг. 2 - блок напыления в разрезе.

На Фиг. 3 - Вид А блока напыления.

На Фиг. 4 - Рассекатель газово-порошкового потока с одной радиальной частью и иглой, расположенной по направлению движения газово-порошкового потока.

Портативное устройство для газодинамического напыления покрытий из порошковых материалов содержит блок напыления 1, включающий электронагреватель 8 сжатого газа, выход которого соединен трубопроводом 10 со сверхзвуковым соплом 9, выполненным со сменной вставкой 13, и узел ввода 11 в сопло 9 порошкового материала, блок управления 2, соединенный с электронагревателем 8 сжатого газа гибким трубопроводом 3 и электрокабелем 4, порошковый питатель 5, выход которого соединен электрокабелем 6 с блоком управления 2 и соединен трубопроводом 7 с узлом ввода 11 в сопло 9 порошкового материала, причем сверхзвуковое сопло 9 установлено с возможностью поворота и фиксации на угол до 180°, при этом ось поворота сопла 9 перпендикулярна направлению движения газово-порошкового потока. Ввод нагретого воздуха от электронагревателем 8 в сопло 9 осуществляется через трубопровод 10 в форме колена. Фиксация колена трубопровода 10 относительно сопла 9 обеспечивается накидной гайкой 18. Подача порошка от порошкового питателя 5 в сопло 9 при различных углах поворота сопла 9 обеспечивается с помощью гибкой трубки 17. Гибкая трубка 17 должна быть натянута на сопло 9 и трубопровод 7 подачи порошка не менее, чем на 5 мм. Сопло 9 крепится к корпусу электронагревателя 8 с помощью планки 19 и фиксируется винтом 20. В закритическом сечении сверхзвукового сопла 9 установлен рассекатель 12 газово-порошкового потока, состоящий из кольцевой части 14, сопряженной со сменной вставкой 13, одной радиальной части 15 (Фиг. 4), расположенной по направлению движения газово-порошкового потока, и концевой части в виде иглы 16, расположенной по направлению движения газово-порошкового потока. Рассекатель 12 может быть выполнен сменным или за одно целое со сменной вставкой 13 сопла 9. Игла 16 может быть выполнена полой.

Портативное устройство для газодинамического напыления покрытий из порошковых материалов работает следующим образом.

Газ-носитель поступает в блок управления 2, а затем направляется по гибкому трубопроводу 3 в электронагреватель 8 сжатого газа. В блоке управления 2 осуществляется выбор необходимого температурного режима работы устройства. Подача электроэнергии к электронагревателю 8 сжатого газа и передача электрических сигналов от электронагревателя сжатого газа 8 к блоку управления 2 осуществляется по многожильному электрокабелю 4. Сжатый газ из электронагревателя 8 подается в сверхзвуковое сопло 9 со сменной вставкой 13.

В сверхзвуковом сопле 9 со сменной вставкой 13 сжатый газ ускоряется и внутри сопла формируется сверхзвуковой газовый поток. В этот поток через узел 11 ввода в сверхзвуковое сопло 9 порошкового материала вводится рабочий порошковый материал, который на участке от места ввода его в сопло до выхода из сопла ускоряется до скорости несколько сот метров в секунду и направляется на поверхность обрабатываемого изделия. Рабочий порошковый материал подается в узел ввода 11 в сверхзвуковое сопло 9 по трубопроводу 7, соединенному с выходом порошковых питателей 5. В блоке управления 2 производится выбор необходимого режима работы порошковых питателей 5. Сигналы управления порошковыми питателями передаются из блока управления 2 в порошковые питатели 5 по электрокабелю 6.

Для подачи порошка в труднодоступные места при напылении покрытий из порошковых материалов используют сверхзвуковое сопло 9 с возможностью его поворота и фиксации на угол до 180° вокруг оси поворота сопла 9, перпендикулярной направлению движения газово-порошкового потока.

При напылении порошка в труднодоступные места изменяют угол поворота сопла. Для этого необходимо ослабить на 1-2 оборота резьбы винт 20, соединяющий планку 19 и сопло 9, и накидную гайку 18, фиксирующую

колено трубопровода 10 и сопло 9, небольшим усилием повернуть сопло 9 относительно оси его поворота на требуемый угол, при этом визуально контролировать, чтобы гибкая трубка 17 подачи порошка не отсоединилась от трубопровода 7 и сопла 9, затянуть накидную гайку 18 на колене трубопровода 10 до упора, затянуть винт 20, соединяющий планку 19 и сопло 9.

При использовании порошкового материала, состоящего из частиц крупных фракций (80-100 мкм) возможна установка рассекателя газово-порошкового потока, выполненного с одной радиальной частью (Фиг. 4).

Выбор материала, из которого выполнен рассекатель газово-порошкового потока, определяется составом порошкового материала. В случае использования порошкового материала, состоящего из частиц с низкой твердостью рассекатель выполняют из полимерных материалов. В случае использования порошкового материала, состоящего из частиц со средней твердостью рассекатель выполняют из металла. В случае использования порошкового материала, состоящего из частиц с высокой твердостью рассекатель выполняют из керамики.

Таким образом разработано портативное устройство для газодинамического напыления покрытий, позволяющее обеспечить напыление порошка в труднодоступные места, а также повысить однородность газово-порошкового потока за счет уменьшения количества и размеров групп частиц порошкового материала, что в конечном итоге приводит к повышению эффективности процесса напыления покрытий и получению плотных и однородных по составу и толщине покрытий с высокой адгезией.

1. Портативное устройство для газодинамического напыления покрытий из порошковых материалов, содержащее блок напыления, включающий электронагреватель сжатого газа, соединенный со сверхзвуковым соплом посредством трубопровода, при этом сверхзвуковое сопло выполнено со сменной вставкой и соединено с выходом электронагревателя, узел ввода в сопло порошкового материала, блок управления, соединенный с электронагревателем сжатого газа посредством электрокабеля и гибкого трубопровода, и порошковый питатель, выход которого соединен трубопроводом с узлом ввода порошкового материала в сопло, отличающееся тем, что сверхзвуковое сопло установлено с возможностью поворота и фиксации на угол не более 180° вокруг оси, перпендикулярной к направлению подачи газово-порошкового потока, при этом узел ввода в сопло порошкового материала выполнен в виде гибкой трубки, посредством которой обеспечивается подача порошка от порошкового питателя в упомянутое сопло и которая натянута на сопло и упомянутый трубопровод не менее чем на 5 мм, причем в закритическом сечении сверхзвукового сопла установлен рассекатель газово-порошкового потока, состоящий из кольцевой части, сопряженной со сменной вставкой, радиальной части, перпендикулярной направлению подачи газово-порошкового потока, и концевой части в виде иглы, расположенной по центру сменной вставки вдоль направления подачи газово-порошкового потока.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что рассекатель выполнен сменным.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что рассекатель выполнен за одно целое со сменной вставкой сопла.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что рассекатель выполнен из металла.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что рассекатель выполнен из керамики.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что рассекатель выполнен из полимерных материалов.

7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что игла выполнена полой.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу создания интерметаллических покрытий на основе соединений NiAl и Ni3Al. Осуществляют механоактивационную обработку в шаровой мельнице в течение 30-60 минут совместно с металлическим изделием, на которое наносится покрытие.

Изобретение относится к области металловедения, а именно к химико-термической обработке металлических изделий, к созданию наноструктурированных материалов конструкционного назначения, к решению проблемы трения и износа, и может быть использовано для повышения долговечности деталей машин в любой отрасли промышленности.

Изобретение относится к способу подготовки подложки к нанесению металлического покрытия посредством термического напыления. Наносят слой адгезива на покрываемую зону, причем слой имеет однородную толщину более 10 мкм и менее 100 мкм.

Изобретение относится к устройствам для создания высокотемпературных высокоскоростных потоков частиц, которые могут быть использованы, в частности для нанесения порошкового покрытия на изделия любой формы.

Изобретение относится к технологии напыления газотермических покрытий и может быть использовано в машиностроении, авиационной и ракетно-космической технике, станкостроении, нефтегазодобывающей промышленности, энергетике и в городских сетях.

Изобретение относится к гальваностегии, в частности к нанесению защитных никелевых покрытий на изделия из циркония и сплавов на его основе, и может найти применение в области атомной энергии при производстве уран-циркониевых твэлов при подготовке поверхности перед гальваническим никелированием.

Изобретение относится к области металловедения, химико-термической обработке металлических изделий, к созданию наноструктурированных материалов конструкционного назначения, к проблеме трения и износа и может быть использовано для повышения долговечности деталей машин в любой отрасли промышленности.

Изобретение относится к технологии получения покрытий и может быть использовано в различных отраслях машиностроения при изготовлении или восстановлении деталей для придания поверхности повышенных характеристик сопротивления коррозии.

Изобретение относится к нанесению покрытия из антифрикционного твердого сплава на металлическую подложку. На поверхность металлической подложки размещают порошковый материал, состоящий из слоев титанового порошка и смеси порошков карбида хрома и титана в соотношении 78 мас.

Изобретение относится к способам нанесения покрытия из алюминида титана на металлическое изделие и к металлическому изделию с указанным покрытием. Способ нанесения покрытия из алюминида титана на металлическое изделие включает холодное напыление алюминида титана на изделие для формирования покрытия из алюминида титана, причем покрытие из алюминида титана включает тонкую гамма/альфа2 структуру, а алюминид титана, нанесенный на изделие холодным напылением, имеет состав, включающий 45 мас.

Изобретение относится к технологии плазменной обработки изделий, а более конкретно к электродуговым плазматронам, предназначенным для напыления порошковых материалов, включая тугоплавкие металлы.

Изобретение относится к способу нанесения многокомпонентного покрытия путем электродуговой металлизации и предназначено для создания антифрикционных покрытий на поверхности деталей, работающих в условиях интенсивного износа поверхностного слоя.

Изобретение относится к устройству термического плазменно-дугового проволочного напыления. Механизм подачи проволоки (20) действует как первый электрод.

Изобретение относится к генерированию нагруженного частицами теплового потока. .

Изобретение относится к устройствам плазменного нанесения покрытий из порошковых материалов на рабочие поверхности различных изделий для придания этим поверхностям заданных свойств.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к дуговым плазматронам с аксиальным вводом порошка для напыления металлических и неметаллических защитных покрытий на изделия.

Изобретение относится к нанесению покрытий и может быть использовано для нанесения металлических или керамических покрытий, в частности, на детали аэрокосмических объектов.

Изобретение относится к сплаву на основе кобальта в порошкообразной форме для нанесения покрытия на объекты, подвергающиеся эрозии жидкостями, в частности на лопатки паровых турбин, а также к способу нанесения такого сплава.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к установке для нанесения газотермических покрытий, и может найти применение в различных отраслях машиностроения при подготовке поверхностей к напылению.

Изобретение относится к портативному устройству для газодинамического напыления покрытий из порошковых материалов. Блок напыления содержит электронагреватель сжатого газа и сверхзвуковое сопло, выполненное со сменной вставкой, соединенное с выходом электронагревателя, и узел ввода в сопло порошкового материала. Блок управления, соединенный с электронагревателем сжатого газа гибким трубопроводом и электрокабелем, порошковый питатель, выход которого соединен трубопроводом с узлом ввода в сопло порошкового материала, причем сверхзвуковое сопло установлено с возможностью поворота и фиксации на угол до 180°, при этом ось поворота сопла перпендикулярна направлению движения газово-порошкового потока, а для подачи сжатого газа в сверхзвуковое сопло используют трубопровод, выполненный с изгибом под 90° и перпендикулярный оси сопла. Техническим результатом является увеличение срока эксплуатации сменной вставки сверхзвукового сопла, повышение эффективности процесса напыления покрытий и качества покрытия. 3 ил.

Изобретение относится к портативному устройству для газодинамического напыления покрытий из порошковых материалов. Блок напыления устройства включает электронагреватель сжатого газа, сверхзвуковое сопло, выполненное со сменной вставкой, соединенное с выходом электронагревателя, и узел ввода в сопло порошкового материала. Блок управления устройства соединен с электронагревателем сжатого газа гибким трубопроводом и электрокабелем. Выход порошкового питателя соединен трубопроводом с узлом ввода в сопло порошкового материала. Сверхзвуковое сопло установлено с возможностью поворота и фиксации на угол до 180°. Ось поворота сопла перпендикулярна направлению движения газово-порошкового потока. В закритическом сечении сверхзвукового сопла установлен рассекатель газово-порошкового потока, состоящий из кольцевой части, сопряженной со сменной вставкой, радиальной части, перпендикулярной направлению движения газово-порошкового потока, и концевой части в виде иглы, расположенной по центру сменной вставки вдоль направления движения газово-порошкового потока. Техническим результатом является повышение эффективности процесса напыления покрытий и получение плотных и однородных по составу и толщине покрытий с высокой адгезией. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх