Устройство для газопламенного напыления порошковых материалов Советский патент 1984 года по МПК B05B7/20 B05C7/02 

Изобретение относится к нанесению защитных покрытий на внутреннюю Поверхность труб, в частности к устройствам для гаэрпламенного напыления порошковых материалов, и может найти применение в машиностроительной, нефтяной, химической и других отраслях промьвиленности.

Известно устройство для газопламенного напыления порошковых материалов , содержащее корпус,. в котором выполнены центральный канал для подачи порошка транспортирующим газом и окружакяцие его каналы подачи горючей смеси, причем в центральном канале расположен турбулятор, выполненный в виде винтовой канавки 17 .

При движении смеси транспортирую1 его газа и частиц порошкового материала по винтовой канавке поток приобретает вращательное движение по направлению спирали какавки, за счет чего обеспечивается перемешивание частиц порошкового материала и их равномерное распределение по поперечному сечению ка-нала. Однако при подаче порошкового по винтовой канавке внутрь фа кела пламени происходит износ винтовой канавки, а подача горючего газа в виде отдельных , параллельных оси канала, приводит к обжатию потока газопорошковой смеси и к подавлению радиальной и тангенциальной составляющих скоростей потока, что не позволяет обеспечить эффективное перемешивание горючего газа и потока газопорошковой смеси и снижает качество покрытия.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для газопламенного напыления порошковых материалов, содержащее цилиндрический корпус с соплом и соединенной с ним вихревой камерой, имеющей тангенциальные входной и выходной каналы, и узлы подачи порошкового материала, горючего газа и сжатого воздуха f2l.

Недостатками известного устройства являются его большие габариты, что не позволяет использовать его для нанесения покрытий на внутреннюю поверхность труб малого диаметра ( мм), а также низкое качество напыленного покрытия вследствие подачи горючего газ-а в виде плотного и тонкого слоя, обтекающего центральный вращающаяся ноток газопорошковой смеси, что tte обеспечивает зффективное переметиаФание горючего газа и газопорош1совой сме.си и равномерное распределение Чгастиц порошка по сечению мени.

Целью изобретения является повышение качества покрытия и снижение габаритов устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для газопламенного напыления порошковых материалов, содержащем цилиндрический корпус с соплом и соединенной с ним вихревой камерой, имеющей тангенциашьные входной и выходной каналы, и узлы

0 подачи порошкового материала, го- . рючего газа и сжатого воздуха, вихревая камера соединена с узлом подачи горючего газа, корпус выполнен с лопатками, расположенными по

5 спиралям на его наружной цилиндрической поверхности, снабжен жиклерами для подачи порошкового материала, размещенными в межлопаточных каналах, и установлен в соединенной

Q с узлом подачи сжатого воздуха полой штанге, внутренний диаметр которой равен диаметру окружности, описанной вокруг наиболее выступающих частей лопаток.

5 При ЭТОМжиклеры расположены параллельно лопаткам, угол наклона которых к продольной оси корпуса равен 45-60°.

Выходной торец сопла расположен от выходного торца штанги на рас0 стоянии, 0,1-0,5 диаметра сопла.

На фиг.1 показано устройство, вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1.

5 Устройство состоит из корпуса 1 с соплом 2; в корпусе выполнена вихревая камера 3 с тангенциальными входным 4 и выходным 5 каналами. На наружной поверхности корпуса 1

0 выполнены по спиралям лопатки 6, а в межлопаточных каналах 7 равномерно по окружности, размещены жиклеры 8 для подачи порошкового материала, при этом оси жиклеров 8 и

ло-г-злкч 6 установлены под углом

45-60° к продольной оси устройства. Корпус 1 монтируется внутри полой штанги 9, внутренний диаметр которой равен диаметру окружности, ояисанной вокруг наиболее выступающих частей лопаток 6 так, чтобы выходные торцы жиклеров 8 были расположены в плоскости выходного торца штанги 9, а сопло 2 было расположено от наружного торца штанги 9

5 на расстоянии 0,1-0,5 диаметра сопла 2. Подача горючего газа внутрь вихревой камеры 2 осуществляется по шлангу 10, а подача порошкового матери-ала к жиклерам 8 - по шлангу

0 11, проходящих внутри полой штанги 9. Подэча сжатого воздуха внутрь ш Еангй 9 осуществляется от источн:шса сжатоаго воз-духа (не показан) . Усфаяовка лопаток 6 под углом 45-60

5 к продольной оси устройства, а так.же жиклеров 8 под тем же углом позволяет получить оптимальные закрутку воздуха и порошка и режим подмешивания их к газу и смешению друг с другом. При углах более бо возможно удлинение пламени и отрыв его от стенок обрабатываемой трубы 12, а при углах меньших 45 - каса ние пламенем торцов лопаток б, их обгорание и выход устройства из . .строя. Выход сопла 2 на расстояние f 0,1-0,5 диаметра сопла обусловлен тем, что при расстоянии,меньшем О,1 диаметра сопла возможно прилипание пламени к выходным торцам лопаток и их обгорание, а при расстоянии, большем 0,5 диамет ра сопла резко ухудшаются условия смешивания воздуха, выходящего из межлопаточных каналов 7.с пламенем, что ведет к образованию сажис тых отложений и ухудшению качества наносимого покрытия. Выбором углов установки лопаток б и осей жиклеров 8 можно обеспечить .частич ное прохождение порошкового материала через пламя горелки, в то время как другая часть порошкового материала обрабатывает поверхность трубы, вращаясь в воздушном потоке Устройство для газопламенного напыления порошковых материалов работает следующим образом. Штанга 9 с корпусом 1 вводится внутрь обрабатываемой трубы 12. Предварительно проводится очистка внутренней поверхности трубы и под готовка ее для нанесения покрытия. В штангу 9 подается сжатый воздух, который поступает, по наружной поверхности корпуса 1 внутрь лопаток б, приобретая на выходе из них вращательное движение в виде отдельных струй, равных-числу лопаток, которые затем расширяясь, сли ваются, образуя один вихревой пс5ток, обеспечивающий очистку трубы от загрязнений. Затем в шланг 10 подаются под давлением горючий газ например пропан-бутан в смеси с воздухом, который через тангенциальный канал 4 поступает внутрь вихревой камеры 3, закручивается и выходит из сопла 2 внутрь обрабатываемой трубы, где он поджигается окисляется вторичным закрученным потоком воздуха, текущим .через лопатки 6. Одновременно в шланг 11 ,под давлением б ати подаются порош ковый материал, например металличе кий necQK в смеси с воздухом, который через жиклеры 8 поступает в зону пламени под углом закрутки ло паток б. Частицы песка, пролетая . через пламя, обжигаются и очищают поверхность трубы от остатков масла и загрязнений равномерно по всей Ькружности. После окончания очистки поверхности, которая одновременно и нагревается, прекращается подача песка. Нагрев поверхности может производиться и без подачи песка. Для нанесения покрытия через шланг 11 под давлением подают порошкообразный материал покрытия, который через те .-же -жиклеры 8 после продувки их чистым воздухом или же через дополнительные жиклеры, установленные равномерно по окружности под углом 120, поступает в зону пламени в виде закрученного потока воздушно-порошковой смеси. Частицы порошка,;проходя через пламя, раз.мягчаются и в таком виде, ударяясь о поверхность трубы, сцепляются с ней, образуя сплошное покрытие. Эффективность обработки повышается при вращении обрабатываемой трубы со скоростью 50-200 об/мин. Данное устройство по сравнению С известными конструкциями позволяет снизить габариты устройства за счет компактного размещения его элементов и использовать его для нанесения покрытий на внутренние поверхности труб относительно малого диаметра, например 100 мм, и большой длиной, более 6 м, таких как насосно-компрессорные трубы нефтяного сортамента. Вращение воздушно-порошковой .смеси и вращение пламени относительно продольной оси трубы позволяет обеспечить эффективное перемешивание указанных потоков, более равномерное распределение частиц порошка по сечению факела пламени, увеличить центробежные силы, обеспечивающие сцепление порошкового материала с поверхностью обрабатываемой трубы, и тем самым повысить качество покрытия. Применение предлагаемого устройства дает возможность проводить предварительную очистку внутренней поверхности трубы от загрязнений закрученным потоком сжатого воздуха; удалять (выжигать) жировые и масляные пятна за счет подачи горючего газа в поток сжатого воздуха с образованием вращающегося факела пламени; повысить качество подготовки абразива перед подачей его на обрабатываемую поверхность за счет подачи металлического абразива в , факел плгмшени; наносить покрытия из поро&жов термопластического поликюрного материала.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАЗОПЛАМЕННОГО НАПЫЛЕНИЯ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее цилиндрический корпус с соплом и соединенной с ним вихревой камерой, именидей тангенциальные входной и выходной каналы, и узлы подачи порошкового материала, горючего газа и сжатого воздуха, отличающееся тем, что, с целью повышения качества покрытия и снижения габаритов устройства, вихревая камера соединена с узлом подачи горючего газа, корпус выполнен с лопатками, расположенными по спиралям на его наружной цилиндрической поверхности, снабжен жиклерами для подачи порошкового материала, размещенными в мейслопаточных каналах, и установлен в соединенной с узлом подачи сжатого воздуха полой штанге, внутренний диаметр которой равен диаметру окружности, описанной вокруг наиболее выступающих частей лопаток. 2.Устройство по п,1,о т л и чающееся тем, что жиклеры расположены параллельно лопаткс1м, угол наклона которых к продольной (О оси Kdpnyca равен 45-60. 3.Устройство по ПП.1 и 2, о тличающееся тем, что выходной торец сопла расположен от выходного торца штанги на расстоянии.5 равном 0,1-0,5 диаметра сопла. | CJt) 4 СО