МАЛОГАБАРИТНЫЙ ДЕТОНАЦИОННЫЙ МЕТАТЕЛЬ Российский патент 1998 года по МПК B05B7/20 

Изобретение относится к способу нанесения покрытий путем высокотемпературного и высокоскоростного напыления, в частности, к малогабаритной детонационной установке.

Изобретение может быть использовано в любой отрасли машиностроения, включая авиа-, судостроение и космонавтику. Оно может также найти применение в строительстве и при добыче полезных ископаемых, т.е. там, где есть необходимость в упрочнении или восстановлении поверхности, включая и непосредственную работу на объекте, например на плавучей платформе добычи нефти.

Наиболее близким из известных к предложенному является малогабаритный детонационный метатель, включающий ствол для метания, корпус газораспределителя с магистралями подвода рабочего, окислительного и продувочного газов, порошковый дозатор и воспламенитель.

Недостатками известного устройства являются высокие весогабаритные и низкие эксплуатационные характеристики.

Техническим результатом изобретения является снижение весогабаритных и улучшение эксплуатационных характеристик детонационного метателя, включая обеспечение его высокой мобильности.

Это достигается тем, что в малогабаритном детонационном метателе, включающем ствол для метания, корпус газораспределителя с магистралями подвода рабочего, окислительного и продувочного газов, порошковый дозатор и воспламенитель, согласно изобретению ствол для метания выполнен в виде двух сквозных цилиндрических каналов и герметично соединен с магистралями рабочего, окислительного и продувочного газов посредством вращающегося от привода золотника и плавающей планшайбы, при этом вращающийся золотник выполнен в виде диска с центральным отверстием и сквозными пазами и механически соединен с помощью карданного устройства с приводом, а плавающая шайба выполнена в виде диска с центральным отверстием и глухими пазами и подвижно зафиксирована внутри корпуса газораспределителя с помощью шаровой опоры и упругого полого элемента, гидравлически связанного с магистралью продувочного газа.

В метателе порошковый дозатор и воспламенитель установлены на каждом канале ствола метания и электрически связаны с электрическим источником через механический прерыватель, установленный на торце корпуса газораспределителя и жестко связанный с приводом вращения золотника.

Кроме того, порошковый дозатор выполнен в виде плоского золотника и гидравлически связан с магистралью продувочного газа через нормально закрытый электромагнитный клапан со сливным отверстием. К переднему торцу корпуса газораспределителя прикреплена передняя опора держателя, а к заднему торцу - ручка с кнопкой включения электропитания и приклад.

На фиг. 1 представлен общий вид малогабаритного детонационного метателя (баллоны с газами и регулирующей арматурой, как и электрический источник, не показаны); на фиг. 2 - горизонтальный разрез корпуса газораспределителя малогабаритного детонационного метателя в момент заполнения каналов ствола метания горючим и окислительным газами; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2 (магистраль подвода газов и ручка не показаны); на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2 (порошковый дозатор, электровоспламенители, как и передняя опора держателя, не показаны).

Малогабаритный детонационный метатель включает ствол 1 для метания (фиг. 1), дозатор 2, электромагнитный клапан 3 со сливным отверстием для запуска дозатора 2, корпус 4 газораспределителя, на передней торцевой крышке 5 которого установлены электровоспламенители 6 с устройством запуска и передняя опора 7 держателя, а на задней крышке 8 газораспределителя установлены механический прерыватель 9, электропривод 10, приклад 11 и ручка 12 с кнопками включения электропитания. Ствол 1 метания состоит из двух сквозных цилиндрических каналов 13 (фиг. 2), которые герметично через пазы 14 вращающегося золотника 15 и глухие пазы 16 плавающей шайбы 17 соединены с магистралями подвода газов. Вращающийся золотник 15 с помощью карданного устройства 18 соединен с электрическим приводом 10, а плавающая шайба 17 при помощи шаровой опоры 19 и полого упругого элемента 20 подвижно зафиксирована внутри корпуса 4 газораспределителя. Внутри полого упругого элемента 20 установлены дополнительные упругие элементы - пружины 21, механически сопряженные с регулировочными винтами 22 торцевой крышки 8 газораспределителя. При этом пазы 14 для рабочего и окислительного газов во вращающемся золотнике 15 со стороны каналов 13 ствола метания объединены между собой и расположены на одном радиусе с пазами 23 (фиг. 3) для продувочного газа. В то же время пазы 14 для рабочего и окислительного газов вращающегося золотника 15 со стороны плавающей шайбы 17 разделены между собой на пазы 24 (фиг. 4), расположенные на большем радиусе, чем пазы 23, и пазы 25, которые расположены на меньшем радиусе, чем пазы 23 вращающегося золотника 15. Для улучшения скольжения и охлаждения сопрягаемых поверхностей в золотнике 15 предусмотрены дополнительные каналы (не показаны), через которые перепускается часть продувочного газа.

Предложенный малогабаритный детонационный метатель работает следующим образом.

Его можно эксплуатировать как в автоматическом режиме совместно с другим оборудованием для напыления (т.е. он может входить в автоматический комплекс), так и при ручном режиме без какого-либо дополнительного оборудования. В первом случае детонационный метатель устанавливается на специальный координатный механизм и его исполнительные механизмы должны быть включены в схему управления комплексом. Во втором случае оператор берет детонационный метатель в руки и все операции по напылению осуществляет сам путем периодического его включения и направления на соответствующие поверхности напыляемого изделия.

Независимо от способов эксплуатации весь режим работы на малогабаритном детонационном метателе подразделен на два этапа - подготовительный и рабочий. В подготовительном режиме работы оператор автоматически или вручную производит настройку регулирующей аппаратуры, которая расположена непосредственно на газовых баллонах, и также автоматически или вручную осуществляет подключение вышеуказанных баллонов к гибким магистралям детонационного метателя регулирующая и запорная аппаратура, как и сами баллоны с газом, (не показаны), а затем уже подключает последний к источнику электропитания. Предполагается, что расход используемых для метателя газов и частота включений в каждом конкретном случае определяются заранее и на эксплуатационный режим работы практически не влияют, так же, как и вид напяляемого порошка. Метатель может работать как с одним, так и с двумя компонентами. При этом оба канала ствола метателя могут производить метание обоих компонентов одновременно или последовательно друг за другом с небольшим интервалом по времени. Выбор порошка по размеру и его доза определяются в зависимости от проводимой работы и требуемых характеристик напыляемой поверхности. Так, например, при выполнении защитных и декоративных покрытий диапазон разброса частиц порошка по размеру может быть достаточно большим, в то время как при напылении жаропрочных и твердых покрытий этот разброс должен быть сведен до минимума (практически к нулю). Таким образом, после заправки метателя порошком и установления скорости метания подготовительный режим работы заканчивается, и оператор может приступить непосредственно к напылению.

Рабочий режим работы начинается с включения кнопок на ручке 12 (фиг. 1). После включения электроклапанов на магистралях подвода газов и подачи электропитания на механический прерыватель оператор запускает электропривод 10. Вращающийся золотник 15 (фиг. 2) приводится в движение и автоматически начинает заполнять каналы 13 рабочим и окислительным газами, в качестве которых могут использоваться углеводородосодержащие газы, например ацетилен и кислород. После заполнения каналов 13 смесью газов золотник 15 автоматически перекрывает их при своем дальнейшем движении. В этот момент подаются электрические сигналы на электромагнитные клапаны 3 (фиг. 1) дозатора 2 порошка и электровоспламенители 6, расположенные или непосредственно на каналах 13 (фиг. 2), или в плавающей шайбе 17. При этом в зависимости от выполняемой работы промежутки между сигналами на электровоспламенители 6 могут быть сведены к нулю или выполняться последовательно с небольшим интервалом. С получением этих сигналов, которые проходят через механический прерыватель 9, напыляемый порошок впрыскивается в каналы 13, где происходит взрыв введенной прежде смеси газов, в результате чего впрыснутый порошок мгновенно нагревается и с большой скоростью выносится продуктами взрыва из каналов 13 ствола 1 метания на напыляемую поверхность. При дальнейшем движении золотник 15 соединяет каналы 13 через пазы 23 (фиг. 3) с магистралью продувочного газа, в качестве которого чаще всего используют сухой азот или другой нейтральный газ. После продувки каналов 13 они вновь с помощью золотника 15 и пазов 24, 25 (фиг. 4) соединяются с магистралями рабочего и окислительного газов. При этом за один оборот вращающегося золотника 15 (фиг. 2) ствол 1 метания осуществляет четыре метания, т.е. за один оборот золотника 15 каждый канал 13 заполняется, подрывается и продувается дважды. Время непрерывной работы детонационного метателя определяется количеством запасенного в бункере дозатора порошка. На метателе может быть установлена сигнализация, но и без нее оператор сразу определит отсутствие порошка по изменению звука в процессе напыления, т.к. "холостой" выстрел более резок и осуществляется с большим выносом огня из ствола метания. Таким образом, во время рабочего режима оператор поддерживает подачу электропитания на запорные клапаны магистралей, электроклапаны дозаторов порошка и электрический привод вращающегося золотника. С выключением или исчезновением электропитания все клапаны автоматически закрываются и электропривод останавливается, что исключает произвольное заполнение каналов ствола метания газами и их подрыв.

Конструкция малогабаритного метателя весьма проста, что при всех прочих условиях обеспечивает высокую надежность в работе. Малый вес и уменьшенные габариты делают метатель мобильным и неприхотливым, что позволяет использовать его в полевых условиях и на открытом воздухе. При этом вследствие четкой повторяемости процесса метания во времени разброс характеристик напыляемой поверхности может быть сведен к минимуму и в каждом конкретном случае зависеть только от качества используемых газов и напыляемого порошка, что в свою очередь существенно повышает качество получаемого изделия и обеспечивает минимальные затраты в производстве.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к устройствам для детонационного высокотемпературного напыления. Оно может быть использовано в любой отрасли, где требуется быстро восстановить или получить новую поверхность, включая судостроение и космонавтику. Изобретение направлено на улучшение технико-эксплуатационных показателей, включая мобильность, детонационного устройства для высокотемпературного напыления. Устройство включает ствол 1 для метания, корпус 4 газораспределителя с магистралями подвода газов и электроэнергии, порошковый дозатор 2 с электромагнитным клапаном 3 и электровоспламенитель 6. Ствол 1 выполнен из двух сквозных цилиндрических каналов 13, которые герметично соединены с одного торца через пазы 14 вращающегося золотника 15 и пазы 16 плавающей шайбы 17 с магистралями подвода газов. Вращающийся золотник 15 с помощью карданного устройства 18 соединен с приводом 10. Плавающая шайба 17 подвижно зафиксирована внутри корпуса газораспределителя с помощью шаровой опоры 19 и полого упругого элемента 20. Электромагнитный клапан 3 дозатора 2 и электровоспламенитель 6 подключены к источнику питания через механический прерыватель, который жестко установлен на валу привода вращающегося золотника. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Малогабаритный детонационный метатель, включающий ствол для метания, корпус газораспределителя с магистралями подвода рабочего, окислительного и продувочного газов, порошковый дозатор и воспламенитель, отличающийся тем, что ствол для метания выполнен в виде двух сквозных цилиндрических каналов и герметично соединен с магистралями рабочего, окислительного и продувочного газов посредством вращающегося от привода золотника и плавающей планшайбы, при этом вращающийся золотник выполнен в виде диска с центральным отверстием и сквозными пазами и механически соединен с помощью карданного устройства с приводом, а плавающая шайба выполнена в виде диска с центральным отверстием и глухими пазами и подвижно зафиксирована внутри корпуса газораспределителя с помощью шаровой опоры и упругого полого элемента, гидравлически связанного с магистралью продувочного газа. 2. Метатель по п.1, отличающийся тем, что порошковый дозатор и воспламенитель установлены на каждом канале ствола метания и электрически связаны с электрическим источником через механический прерыватель, установленный на торце корпуса газораспределителя и жестко связанный с приводом вращения золотника. 3. Метатель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что порошковый дозатор выполнен в виде плоского золотника и гидравлически связан с магистралью продувочного газа через нормально закрытый электромагнитный клапан со сливным отверстием. 4. Метатель по пп.1 - 3, отличающийся тем, что к переднему торцу корпуса газораспределителя прикреплена передняя опора держателя, а к заднему торцу - ручка с кнопкой включения электропитания и приклад.