СПОСОБ НАПЫЛЕНИЯ ПОКРЫТИЙ С ПОМОЩЬЮ ОРУЖЕЙНОГО ПОРОХА И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ Российский патент 2021 года по МПК B05B7/20 

Изобретение относится к технике нанесения покрытий путем напыления порошкового материала. [B05B7/00; B05B7/20]

Известен СПОСОБ ДЕТОНАЦИОННОГО НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ И АППАРАТ ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ [RU2006132224(A), опубликовано - 20.03.2008 г.], включающий непрерывную последовательность циклов, каждый из которых включает в себя заполнение ствола детонирующей газовой смесью, введение в ствол порции напыляемого порошка, поджигание смеси, формирование покрытия и очистка ствола продувочным газом, отличающийся тем, что перед заполнением ствола детонирующей газовой смесью в него впускают заданный объем негорючего рабочего газа так, что перед поджиганием смеси у закрытого конца ствола создают зону, заполненную детонирующей газовой смесью, у открытого конца - зону, заполненную негорючим рабочим газом, а порошок подают в зону негорючего рабочего газа и частицы разгоняют проходящей по негорючему рабочему газу ударной волной.

Недостатком данного способа является необходимость сложного электронного управления подачей газа и напыляемого материала, что ограничивает возможность применения устройства.

Известна УСТАНОВКА ДЛЯ ДЕТОНАЦИОННОГО НАПЫЛЕНИЯ ПОКРЫТИЙ [SU780283A, опубликован 15.06.1985 г.], содержащая ствол с искровой свечой, порошковый дозатор с клапаном на линии подачи транспортирующего газа, смеситель газов, связанный с их источниками посредством клапанов, управляющий блок, электрически связанный с клапанами смесителя, дозатора и искровой свечой, датчик наличия порошка в продуктах детонации, связанный через преобразователь сигнала с порошковым дозатором, отличающийся тем, что с целью повышения стабильности порции напыляемого порошка и улучшения качества покрытий, порошковый дозатор выполнен в виде расположенных один над другим двух бункеров, сообщающихся между собой через золотник с приводом, подключенным к преобразователю сигнала.

Недостатками данного устройства является высокая конструкторская сложность и ограниченность применения в виду необходимости электропитания.

Наиболее близкой по технической сущности является УСТАНОВКА ДЛЯ ДЕТОНАЦИОННО-ГАЗОВОГО НАПЫЛЕНИЯ ПОКРЫТИЙ [SU605361(A1), опубликовано 15.06.1984 г.], содержащая взрывную камеру, выполненную в виде ствола, закрытого с одного конца, дозатор порошка, и смеситель газов, связанный с источником их подачи при помощи клапанов, искровую свечу для возбуждения детонации во взрывной камере и систему управления, имеющую управляющий блок с цепями управления дозатором, клапанами смесителя и искровой свечой, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества покрытия и сокращения непроизводительных материальных и энергетических затрат, система управления снабжена соединенной с управляющим блоком цепью обратной связи, имеющей датчик наличия порошков продуктах детонации, установленный у открытого конца ствола.

Основной технической проблемой прототипа является сложность узлов клапанных механизмов газовой системы процесса подготовки смесеобразования газов детонации, управляемых электронными блоками. В связи с эти снижается надежность и ограничивается мобильность применения установки.

Задачей изобретения является устранение недостатков прототипа.

Технический результат изобретения заключается в повышении производительности, надежности и мобильности, а также снижения конструкторской сложности установки для напыления покрытий из порошковых материалов.

Указанный технический результат достигается за счет того, что способ напыления покрытий с помощью оружейного пороха, характеризующийся поступательным движением поршня от газоотводного канала, при котором сжимают возвратную пружину, во время движения поршня каналы в корпусе дозатора и поршне начинают совмещаться, при этом из бункеров через каналы в корпусе дозатора напыляемый порошок и огнестрельный порох поступают в соответствующие вертикальные каналыпоршня, затем поршень под действием возвратной пружины перемещают к газоотводному каналу, при этом при достижении крайнего положения поршня происходит сброснапыляемого порошка в канал ствола и пороха во взрывную камеру, после этого во взрывной камере воспламеняют порох, при этом давление образующихся газов создает разгон напыляемого материала через канал ствола для формирования покрытия, а также воздействуя на торцевую часть поршня, возвращает его в исходное положение, тем самым замыкают цикл.

Указанный технический результат достигается за счет того, что установка для напыления покрытий с помощью оружейного пороха способом по п.1, содержащая ствол, закрытый со стороны взрывной камеры, в которой установлен воспламенитель и дозатор, характеризующаяся тем, что сверху ствола выполнено два вертикальных канала, а в конце ствола выполнен газоотводный канал, сообщающийся со взрывной камерой, в которой расположен воспламенитель, при этом сверху ствола установлен дозатор, выполненный в виде продолговатой конструкции, внутри корпуса которого расположен подпружиненный поршень с двумя вертикальными каналами для соответствующих технологических материалов - напыляемого порошка и оружейного пороха, сверху корпуса дозатора выполнено два канала, которые сообщаются с бункерами для напыляемого порошка и пороха, расположенными сверху дозатора.

В частности, вертикальные каналы поршня дозатора выполнены с различным размером сечения с возможностью его изменения полыми вставками для обеспечения соотношения объемных масс пороха и напыляемого порошка.

Краткое описание чертежей.

На фиг. 1 общий вид установки для огнестрельного напыления покрытий в исходном положении, в разрезе.

На фиг. 2 общий вид установки для огнестрельного напыления покрытий в рабочем положении, в разрезе.

На фиг. 3 показан разрез А-А установки для огнестрельного напыления покрытий.

На фиг. 4 показан разрез Б-Б установки для огнестрельного напыления покрытий.

На фигурах обозначено: 1 - ствольный блок, 2 - ствол, 3 - взрывная камера, 4 - отверстие для подачи напыляемого материала, 5 - отверстие для подачи огнестрельного пороха, 6 - корпус, 7 - крышка, 8 - крышка-опора, 9 - бункер для напыляемого материала, 10 - бункер для запаса огнестрельного пороха, 11 - поршень, 12 - шток, 13 - пружина, 14 - шпильки, 15 - выступ, 16 - сверления, 17 - втулки, 18 - электромагнитные фиксаторы, 19 - крышки бункеров, 20 - трубки для подачи избыточного давления, 21 - искровая свеча, 22 - рубашка охлаждения, 23 - штуцеры.

Осуществление изобретения.

Установка для огнестрельного напыления покрытий, содержащая ствольный блок 1 прямоугольной формы, в котором размещен ствол 2 со сквозным каналом, передний конец которого сообщается с внешним пространством, а второй (задний) сообщается со взрывной камерой 3, при этом в ствольном блоке 1 выполнены отверстие для подачи напыляемого материала 4 в канал ствола 2 и отверстие для подачи огнестрельного пороха 5 во взрывную камеру 3.

Сверху ствольного блока выполнен механический дозатор, выполненный в виде полого корпуса 6 прямоугольной формы закрытого с одной стороны крышкой 7, а с другой стороны крышкой-опорой 8. При этом корпус 6 со стороны крышки 7 выполнен с возможностью сообщения со взрывной камерой 3. Сверху корпуса 6 выполнены бункер для напыляемого материала 9 и бункер для запаса огнестрельного пороха 10. Указанные бункеры выполнены с возможностью сообщения с внутренним объемом корпуса 6.

Внутри корпуса 6 выполнен поршень 11, равный в поперечном сечении с внутренним поперечным сечением корпуса 6. Поршень 11 смонтирован на штоке 12 который одним концом жестко соединен с поршнем 11, а другим опирается на стенки отверстия выполненного по центру крышки-опоры 8. Поршень 11 выполнен с возможностью возвратно-поступательного движения, при этом движение поршня в сторону от крышки-опоры 8 в сторону крышки 7 осуществляется за счет пружины 13 установленной на штоке 12 между поршнем 11 и крышкой-опорой 8, а движение в обратную сторону осуществляется за счет давления газов образующихся от сгорания пороха, проходящих из взрывной камеры 3 в пространство между торцевой стороной поршня 11 и крышкой 7. При этом движение поршня 11 в сторону крышки-опоры 8 ограничивается шпильками 14, а в сторону крышки 7 выступом 15 выполненным на крышке 7.

В поршне 11 имеются два сквозных сверления 16 - одно для напыляемого порошка, имеющее возможность соединения с бункером 9, а второе сверление для огнестрельного пороха имеющее возможность соединения с бункером 10. При этом при этом сверления 16 выполнены на таком расстоянии, что при нахождении корпуса в крайнем положении, при движении от крышки-опоры 8 в сторону крышки 7, их центры совпадают с центрами отверстий 4 и 5.

Для изменения соотношения объемов технологических материалов, сверления 16 снабжены втулками 17, обеспечивающих возможность изменения их объема за счет толщины, соответствующих втулок.

Справа и слева корпуса 6, (см. фиг. 3), размещены два электромагнитных фиксатора 18 для фиксации поршня 11 в положении загрузки технологических материалов.

Бункеры 9 и 10 снабжены крышками бункеров 19 в которых смонтированы трубки для подачи избыточного давления 20 с целью ускоренного наполнения сверлений 16 напыляемым материалом и огнестрельным порохом.

Взрывная камера 3 снабжена искровой свечей 21 для воспламенения огнестрельного пороха.

Для охлаждения взрывной камеры 3 и ствола 2 в ствольном блоке 1 выполнена водяная рубашка охлаждения 22. Подвод и отвод охлаждающей жидкости осуществляется через штуцеры 23.

Установку для огнестрельного напыления покрытий используют следующим образом.

Для приведения в исходное положение установки, ручным усилием, воздействуя на шток 12, сжимают пружину 13 до упора поршня 11 в боковые поверхности шпилек 14. В исходном положении установки, поршень 11 закрепляется от осевого перемещения посредством двух электромагнитных фиксаторов 18. При таком положении поршня 11, сверления 16 под напыляемый порошок и оружейный порох оказываются совмещенными с отверстиями соответствующих бункеров 9 и 10. Под воздействием давления (Р=0,1 МПа), создаваемого в бункерах, происходит быстрое заполнение ячеек поршня 11 дозами, соответственно напыляемого порошка и оружейного пороха. При включении замка зажигания (на фигурах не показано), электрической схемы одновременно включаются оба электромагнитных фиксатора 18 и работа искровой свечи 21, а поршень 11 освобождается от стопоров электромагнитных фиксаторов 18 и под действием пружины 13 движется до упора в крышку 7. В этом положении поршня (см. фиг. 2) его сверление 16 с дозой напыляемого порошка оказывается совмещенной с отверстием для подачи напыляемого материала 4 в стволе 2, а сверление 16 с дозой оружейного пороха совмещенной с отверстием для подачи огнестрельного пороха. В этом положении сверления 16 с технологическими материалами мгновенно разгружаются: напыляемый порошок попадает в канал ствола 2, а оружейный порох во взрывную камеру 3. Под воздействием постоянства горения искровой свечи 21 происходит взрывное возгорание дозы оружейного пороха, и под воздействием ударной волны давления газов от сгорания пороха, напыляемый порошок со сверхзвуковой скоростью вылетает из ствола 2 и наносится на напыляемую поверхность. При этом поршень 11 под давлением газов, от сгорания пороха, движется до упора в шпильки 14. В этом положении поршня 11 под действием давления воздуха (Р) в бункерах 9 и 10 происходит последующая мгновенная загрузка технологических материалов в сверления 16 для очередного цикла. Время загрузки технологических материалов в сверления 16 определяется временем сгорания пороха со скоростью за 2,0 - 3,5 сек. Таким образом, подготовка объемов, соответствующих доз технологических материалов и работа установки в автоматическом режиме осуществляются кинематикой возвратно-поступательного движения поршня 11 дозатора без применения внешнего управления. В дальнейшем циклы выстрелов установки повторяются в автоматическом режиме до выключения замка зажигания.

Указанный технический результат повышение производительности достигается за счет увеличения скорострельности путем снижения количества операций в одном цикле выстрела напыляемым веществом, а также увеличением объема напыляемого вещества подаваемого в канал ствола, где объем вещества может быть обусловлен лишь калибром ствола.

Указанный технический результат повышение надежности, мобильности и снижение конструкторской сложности достигается за счет исключения из конструкции сложных элементов электронного управления путем применения механического поршня-дозатора для подготовки и доставки доз напыляемого материала и горючего материала в канал ствола и взрывную камеру.

Изобретение относится к технике нанесения покрытий путем напыления порошкового материала. В процессе нанесения покрытий осуществляют поступательное движение поршня от газоотводного канала, при котором сжимают возвратную пружину. Во время движения поршня каналы в корпусе дозатора и поршне начинают совмещаться. Из бункеров через каналы в корпусе дозатора напыляемый порошок и огнестрельный порох поступают в соответствующие вертикальные каналы поршня. Затем поршень под действием возвратной пружины перемещают к газоотводному каналу. При этом при достижении крайнего положения поршня происходит сброс напыляемого порошка в канал ствола и пороха во взрывную камеру. После этого во взрывной камере воспламеняют порох. Давление образующихся газов создаёт разгон напыляемого материала через канал ствола для формирования покрытия, а также, воздействуя на торцевую часть поршня, возвращает его в исходное положение, тем самым замыкают цикл. Установка для напыления покрытий с помощью оружейного пороха вышеописанным способом содержит ствол, закрытый со стороны взрывной камеры, в которой установлен воспламенитель и дозатор. Сверху ствола выполнено два вертикальных канала. В конце ствола выполнен газоотводный канал, сообщающийся со взрывной камерой, в которой расположен воспламенитель. Сверху ствола установлен дозатор, выполненный в виде продолговатой конструкции, внутри корпуса которого расположен подпружиненный поршень с двумя вертикальными каналами для соответствующих технологических материалов – напыляемого порошка и оружейного пороха. Сверху корпуса дозатора выполнено два канала, которые сообщаются с бункерами для напыляемого порошка и пороха, расположенными сверху дозатора. Обеспечивается повышение производительности напыления и надежности установки за счет снижения ее конструкторской сложности. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ напыления покрытий с помощью оружейного пороха, характеризующийся поступательным движением поршня от газоотводного канала, при котором сжимают возвратную пружину, во время движения поршня каналы в корпусе дозатора и поршне начинают совмещаться, при этом из бункеров через каналы в корпусе дозатора напыляемый порошок и огнестрельный порох поступают в соответствующие вертикальные каналы поршня, затем поршень под действием возвратной пружины перемещают к газоотводному каналу, при этом при достижении крайнего положения поршня происходит сброс напыляемого порошка в канал ствола и пороха во взрывную камеру, после этого во взрывной камере воспламеняют порох, при этом давление образующихся газов создаёт разгон напыляемого материала через канал ствола для формирования покрытия, а также, воздействуя на торцевую часть поршня, возвращает его в исходное положение, тем самым замыкают цикл.

2. Установка для напыления покрытий с помощью оружейного пороха способом по п. 1, содержащая ствол, закрытый со стороны взрывной камеры, в которой установлен воспламенитель и дозатор, характеризующаяся тем, что сверху ствола выполнено два вертикальных канала, а в конце ствола выполнен газоотводный канал, сообщающийся со взрывной камерой, в которой расположен воспламенитель, при этом сверху ствола установлен дозатор, выполненный в виде продолговатой конструкции, внутри корпуса которого расположен подпружиненный поршень с двумя вертикальными каналами для соответствующих технологических материалов – напыляемого порошка и оружейного пороха, сверху корпуса дозатора выполнено два канала, которые сообщаются с бункерами для напыляемого порошка и пороха, расположенными сверху дозатора.

3. Установка по п. 2, характеризующаяся тем, что вертикальные каналы поршня дозатора выполнены с различным размером сечения с возможностью его изменения полыми вставками для обеспечения соотношения объёмных масс пороха и напыляемого порошка.