Наконечник горелки для газопламенного напыления Советский патент 1985 года по МПК B05B7/20 

1 Изобретение относится к газопламенному напылению покрытий из порош ковых материалов, в частности к кон струкции наконечника горелки для га зопламенного напыления. Известен наконечник горелки для газопламенного напыления, включающий корпус с центральным каналом подачи порошка и окружающие его каналы, подачи горючей смеси, причем центральный канал выполнен на входе цилиндрическим с турбулятором, а к выходу - переходящим в конусообразную расходящуюся полость 1 . В такой конструкции наконечника турбулятор выполненный в виде спиральной нарезки на цилиндрической части центрального канала, способствует закручиванию внешней части газопорошковой струи, контактирующе со спиральными нарезками при прохож дении порошка по центральному кана лу. При дальнейшем движении газопорошковой струи через конусообразную расходящуюся полость порошок под действием центробежных сил перемещается вдоль образующей конусообразной расходящейся полости и попадает во вн.ешнюю часть, что приводит выбро су отдельных частиц за предель пламени. При этом снижается коэффициент использова:ния порошка и ухудшается качество напыленного покрытия. Наиболее близким по технической сущностии достигаемому результату к изобретению является наконечник горелки для газопламенного напыления , включающий корпус с центральным каналом подачи порошка и окружающими его каналами подачи горючей смеси и установленное в центральном ка нале средство закручивания потока 2 J Средство закручивания потока вы полнено в виде прямого закрытого геликоида, имеющего не менее трех полных витков. Однако такая конструкция средства закручивания пото ка очень сложна в изготовлении. Кроме того, закручивание оДнопоточной газопорошковой струи в центральном канале за счет центробежных сил приводит к разделению порошка п сечению центрального канала по размерам и по массе частиц. Это особен но заметно при использовании для на пьшения разнородного порошка и порошковых смесей. При подаче закрученной газопорош .ковой струи с неравномерно распреде 022 ленными по сечению частицами в факел пламени частицы порошка, имеющие большую массу, попадают во внешнюю часть факела пламени, что приводит к неравномерному прогреву порошка. Недогретые частицы, попадая на подготовленную поверхность детали и на предварительно напьшенные частицы- порошка, слабо деформируются и не заполняют впадин шероховатой поверхности. При этом увеличивается пористость покрытия и ухудшается его качество. Цель изобретения - повьш1ение качества покрытий путем обеспечения равномерного распределения частиц порошка в факеле пламени. Поставленная цель достигается тем, что в наконечнике горелки для газопламенного напьшения, имеющем корпус с центральным каналом подачи порошка и окружающему его каналами подачи горючей смеси и установленное в центральном канале средство закручивания потока, последнее вы-полнено в виде двух конусов, обращенных основаниями один к другому, с цилиндрическим элементом между ними, причем на поверхности конусов и цилиндрического элемента выполнены винтовые канавки под углом 1560° к их оси, образующие с корпусом каналы для прохода порошка, при этом выходной участок центрального канала выполнен конусообразным, сходящимся к выходу. На фиг.1 изображен наконечник горелки, продольный разрез-, на фиг,2 /разрез А-А на фиг.1. Наконечник горелки для газопламенного напьшения содержит корпус 1 с центральным каналом 2 для подачи порошка в зону нагрева, окружающие его каналы 3 подачи горючей смеси, установленное в корпусе 1 средство 4 закручивания потока, выполненное в виде двух конусов, расположенных основаниями один к другому с цилиндрическим элементом между ними, причем на поверхности конусов и цилиндрического элемента выполнены винтовые канавки 5, образующие с корпусом 1 винтовые каналы 6 для прохода порошка, а центральный канал 2 выполнен на выходе в виде конусообразной сходящей полости 7. Наконечник горелки установлен в корпусе горелки 8 таким образом, «то его центральный канал 2 соединен

31

с каналом 9 подачи порошка, а каналы 3 подачи горючей смеси соединены с каналом 10 подачи горючей смеси корпуса горелки 8 через кольцевой паз 11 корпуса 1 наконечника.

Устройство работает следуюп им образом.

Горючую смесь подают через канал 10 подачи горючей смеси корпуса горелки 8, кольцевой паз 1I корпуса 1 наконечника в каналы 3 подачи горючей-: смеси, окружающие центральный канал 2, на выходе из которого горючая смесь сгорает с образованием факела пламени.

Порошок с помощью транспортирующего газа подают через канал 9 подачи порошка, корпуса горелки 8, винтовые каналы 6, конусообразную сходящуюся полость 7, центральный канал 2 в факел пламени. При переходе из центрального канала в винтовые каналы газопорошковая смесь разделяется на отдельные потоки. ;Перемещаясь по винтовым каналам, газопорошковая смесь приобретает вращательное движение. Закручивание струи, разделенной на отдельные потоки, производится более эффективно, чем однопоточной, так как крутящий момент многопоточной сТруи больше, чем однопо.точной, вследствие того , что в однопоточной струе часть частиц перемещается близко к оси вращения и имеет малый крутящий момент.

Проходя через конусообразную сходящуюся полость, частицы порошка ускоряются за счет уменьшения радиу Са вращения, тщательно перемешиваются и попадают в начальную часть факела пламени компактной струей, имея вращательное движение. Под действием центробежных сил частицы порошка перемещаются в факеле пламени по винтовой расходящейся траектории, равномерно распределяясь по сечению

25024

факела пламени и проходя все зоны пламени от центральных до периферийных участков. Нагретые в пламени частицы порошка попадают на специальJ но подготовленную поверхность дета-. ли.

Таким образом, средство-закручивания потока, выполненное в виде двух конусов, расположенных основа-

0 ниями один к другому-с цилиндрической частью между ними и винтовыми канавками на его поверхности-, способствует разделению компактной газопорошковой струи на отдельные потоки,

«j эффективному ее закручиванию в винтовых каналах, а затем тщательному перемешиванию закрученной газопорошковой струи в конусообразной сходящейся полости.

0 Выполнение винтовых канавок под углом 15-60 позволяет регулировать распределение частиц по сечению факела пламени для различных типов порошков за счет изменения центробежных сил, действующих на частицы порошка.

Угол наклона винтовых канавок менее 15° не обеспечивает .равномерного распределения порошка в факеле пламени. При изготовлении винтовых канавок под углом более 60° часть порошка попадает во внешнюю зону пламени и вьшетает за его пределы.

Использование предлагаемой конструкции наконечника позволяет более полно использовать тепло пламени для нагрева частиц порошка, обеспечивает более высокую степень теплообмена между порошком и пламенем за счет увеличения пути прохождения частиц порошка 6 пламени при движении по винтовой расходящейся траектории .

Предлагаемый наконечник позволяет получить покрытия высокого качества.

Л-А

НАКОНЕЧНИК ГОРЕЛКИ ДЛЯ ГАЗОПЛАМЕННОГО НАПЫЛЕНИЯ, имеющий корпус с центральным каналом подачи порошка и окружаю1цими его каналами подачи горючей смеси и установленное в центральном канале средство закруотличаючивания потока, щийся тем, что, с целью повышения качества покрытий путем обеспечения равномерного распределения частиц порошка в факеле пламени, средство закручивания потока выполнено в виде двух конусов, обращенных основаниями один к другому, с цилиндрическим элементом между ними, причем на поверхности конусов и цилиндрического элемента выполнены винтовые канавки под углом 15-60° к их оси, образующие с корпусом каналы для прохода порошка, при этом выходной участок центрального канала вы(Л полнен конусообразным, сходящимся к выходу. о tc ел о IN9