Устройство для детонационно-газовой обработки материалов

 

(19)RU(11)720859(13)C(51)  МПК ⁶    _B05B7/20Статус: по данным на 17.12.2012 - прекратил действиеПошлина:

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕТОНАЦИОННО-ГАЗОВОЙ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к устройствам для обработки материалов, в частности к устройствам для получения покрытий. Известно устройство для детонационно-газовой обработки материалов, содержащее открытый с одного конца ствол, блок подачи детонирующих газов и блок инициирования взрыва с воспламенителем. Блок инициирования взрыва устроен так, что периодически подает высоковольтные импульсы на воспламенитель после заполнения полости ствола детонирующей смесью газов. Для получения качественных покрытий или качественной обработки материалов, например сфероидизации порошков, необходимо перед инициированием взрыва заполнить ствол детонирующей смесью газов. Процесс детонационно-газовой обработки материалов является импульсным, причем в течение одного цикла происходит изменение температуры рабочих компонентов в интервале 20-4000^оС и давления в интервале 0,5-50 атм, что затрудняет измерение и регулировку расхода детонирующих газов. Кроме того, из-за оседания сажи, образующейся при детонации ацетилена, из-за процессов окисления, испарения и т.п. происходит непрерывное изменение сечений трубопроводов, по которым подаются газы в ствол. Указанные причины приводят к тому, что расход рабочих газов в известном устройстве значительно завышен, что, в свою очередь, увеличивает опасность скапливания взрывоопасных газов в рабочем помещении. Кроме того, повышенный расход газов сказывается на экономике применяемых покрытий, так как стоимость покрытий, получаемых из дешевых материалов, например из окиси алюминия, в основном определяется стоимостью используемых газов (ацетилена и кислорода). Цель изобретения повышение безопасности работы и уменьшение потерь рабочих газов. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для детонационно-газовой обработки материалов, содержащем открытый с одного конца ствол, блок подачи детонирующих газов и блок инициирования взрыва с воспламенителем, согласно изобретению, к стволу на расстоянии от открытого конца, превышающем половину его длины, присоединена трубка, у выходного отверстия которой установлен воспламенитель, а ее канал сообщен с полостью ствола через выполненное в стенке ствола отверстие, площадь проходного сечения которого равна площади проходного сечения трубки и определена из соотношения S_от S_ст l_тр² l_ст², где S_oт площадь проходного сечения отверстия в стенке ствола; S_ст площадь проходного сечения ствола; l_тр длина трубки плюс толщина стенки ствола;
l_ст расстояние от центра отверстия до открытого конца ствола. На чертеже схематично показано устройство. Устройство содержит ствол 1, открытый с одного конца, соединенный со стволом посредством трубопровода 2, блок 3 подачи детонирующих газов. К стволу 1 присоединены трубка 4, канал а которой сообщен с полостью б ствола через отверстие в, выполненное в стенке ствола и являющееся продолжением канала а. Трубка 4 соединена с дополнительной трубкой 5, имеющей большее поперечное сечение. Внутри трубки 5, вблизи выходного отверстия трубки 4 расположен воспламенитель 6, соединенный с блоком 7, инициирования взрыва, кроме того, на чертеже показана обрабатываемая деталь 8, расположенная напротив открытого конца ствола 1. Устройство работает следующим образом. С блока 7 на воспламенитель 6 подаются импульсы на инициирование детонации непрерывно или с интервалом, по крайней мере на порядок меньшим, чем время заполнения ствола детонирующей смесью газов. Из блока 3 через трубопровод 2 подается смесь детонирующих газов в полость ствола 1 и в трубку 4. Благодаря тому, что проходное сечение отверстия в и трубки 4 выбраны из приведенного в формуле изобретения соотношения, детонирующая смесь газов достигнет одновременно открытого конца ствола 1 и выходного отверстия трубки 4, при этом произойдет инициирование газовой смеси от воспламенителя 6. Детонационная волна будет первоначально распространяться по трубке 4, затем по стволу 1, и, наконец, продукты детонации будут воздействовать на поверхность обрабатываемой детали 8. Все операции повторяются необходимое число раз. Пример конкретного выполнения. Было изготовлено устройство со стволом, выполненным из нержавеющей стали длиной 2 м, внутренним диаметром 2,5 см и толщиной стенок 3 мм. Детонирующие газы подавали в ствол 1 непрерывно на расстоянии 3 см от закрытого конца ствола. В стволе 1 на расстоянии 10 см от его закрытого конца выполнили отверстие в диаметром 0,5 см. К стволу приварили трубку 4 из нержавеющей стали длиной 37,7 см и внутренним диаметром 5 мм. К указанной трубке приварили трубку 5 из нержавеющей стали длиной 5 см с внутренним диаметром 8 мм и толщиной стенок 8 мм, в которую ввинтили воспламенитель 6. В качестве воспламенителя использовали автомобильную свечу, которая была расположена так, что центр искрового промежутка располагался на расстоянии не более 1 мм от центра выходного отверстия трубки 4. Блок инициирования взрыва состоял из электромотора и магнето, применяемой на машинах ЗИЛ-61. Мотор вращал магнето с частотой не менее 100 об/с. При том на свече с данной частотой возникала искра, которая инициировала взрыв при соприкосновении с ней детонирующей смеси, истекающей из трубки 4. Устройство работало при скорострельности 1-5 выстрелов в секунду. Устройство было применено для очистки поверхности от краски, для обдува поверхностей абразивными материалами и для получения износостойких покрытий из окиси алюминия. Во втором и в третьему случаях в промежутках между выстрелами в ствол подавали порошок окиси алюминия. Безопасность работы предлагаемого устройства повышается за счет предотвращения скапливания гремучей смеси газов в рабочем помещении и уменьшения расхода рабочих газов примерно в полтора раза, по сравнению с расходом их в известных устройствах, что, в свою очередь, удешевляет детонационно-газовую обработку материалов.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕТОНАЦИОННО-ГАЗОВОЙ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ, содержащее открытый с одного конца ствол, блок подачи детонирующих газов и блок инициирования взрыва с воспламенителем, отличающееся тем, что, с целью повышения безопасности устройства в работе и уменьшения потерь рабочих газов, к стволу на расстоянии от открытого конца, превышающем половину его длины, присоединена трубка, у выходного отверстия которой установлен воспламенитель, а ее канал сообщен с полостью ствола через выполненное в стенке ствола отверстие, площадь проходного сечения которого равна площади проходного сечения трубки и определена из соотношения
S_от: S_ст= l²_тр: l²_ст,
где S_от площадь проходного сечения отверстия в стенке ствола;
S_ст площадь проходного сечения ствола;
l_тр длина трубки плюс толщина стенки ствола;
l_ст расстояние от центра отверстия до открытого конца ствола.