Горелка газового металлизационного пистолета для проволок Советский патент 1987 года по МПК B05B7/18 

Изобретение относится к горелке газовых металлизационных пистолетов для проволок, т.е. пистолетов, расплавляющих проволоку и распыляющих расплав под действием газового пламени.

Известна горелка газового 1металлиза- ционного пистолета для проволок, содержащая сопло для подачи горючих газов в камеру сгорания, сообщенное каналами с элементами подвода горючих газов, и втулку из износостойкого материала, устаноЕ5лен- пую в сопле и элементе подвода горючих газов (патент Франции № 2332811, кл. В 05 В 7/18, 1977).

Основными деталями горелки газового металлизационного пистолета является сопло и мундщтук. Через сопло по его оси подается шоопированная проволока. В сопло вставляется втулка из закаленной стали, через которую проходит проволока. Через ряд симметрично расположенных вокруг проволоки отверстий, выполненных в стенке сопла, подается смесь горючих газов, например кислорода и ацетилена. Мундщтук охватывает сопло и всегда выдвинут вперед по отнощению к нему. Пространство в мундштуке между его выходным отверстием и передним концом сопла образует камеру сгорания, в которой горят поступающие горючие газы, подогревая проволоку. От стенок мундштука пламя отделено потоком воздуха, протекающим тонким слоем по стенкам мундщтука в направлении к выходному отверстию .мундштука. Через выходное отверстие мундщтука по его оси проходит подогретая проволока, вокруг которой текут продукты сгорания и дальше от центра ближе к стенкам охлаждающий воздух. Выходное отверстие мундштука выбирается малого сечения, чтобы газы выходили из него с большой скоростью. Поток быстрых газов перед мундштуком оплавляет и распыляет проволоку на поверхность изделия. Для обеснечения высокой выходной скорости газов из отверстия мундштука в камере сгорания должно быть достаточное избыточное давление. Проволока через втулку в камеру сгорания должна проходить с определенным люфтом. Через зазор между проволокой и втулкой сопла под влиянием избыточного давления в камере сгорания горячие газы могут возвращаться назад по проволоке и перегревать сопло, что приводит к повреждениям (короткий срок службы сопла, обратное зажигание и т.п.). Поэтому в отверстие сопла, через которое проходит проволока, подается сжатый воздух, обтекающий вокруг проволоки в направлении против подачи проволоки. Обтекающий воздух образует в отверстии для проволоки в сопле из. ное давление, компенсирующее приблизительно избыточное давление в камере сгорания, так что горячие газы не текут назад по проволоке.

Состояние, когда созданное воздухом в полости сопла избыточное давление так

же велико, как давление в камере сгорания, является только теоретическим. В действительности давления в камере сгорания и в полости сопла колеблются в соответствии с режимом работы согласно настроенным

давлениям горючих газов и воздуха.

Если давление воздуха в полости сопла больще давления в камере сгорания, то в зазоре между проволокой и втулкой сопла течет воздух в камеру сгорания. Поток воздуха по проволоке отделяет проволоку

от пламени по пути, необходимому для смещения воздуха с пламенем, поэтому пистолет имеет неболь пую мощность.

Если, наоборот, давление воздуха в полости сопла ниже, чем давление в камере

сгорания, то в зазоре между втулкой сопла и проволокой горячие продукты сгорания текут назад вдоль проволоки. Они подогревают проволоку, и пистолет при этом имеет более значительную мощность, но одновременно подогревают и сопло, что сокращает

срок его службы. При интенсивном нагреве сопла может произойти обратное зажигание пламени, когда в камере сгорания горящее пламя прожигает отверстия в сопле до самого инжектора. В этом случае горелка выходит из строя и ее необходи.мо прочистить. При более важном повреждении горелку или некоторые ее детали необходимо заменить.

Чтобы указанные повреждения оказывали как можно менее отрицательное влияние, отверстие в втулке сопла выполняют как можно меньше. Однако это создает затруднения в подаче проволоки (искривленная или деформированная проволока не пройдет сквозь узкое отверстие во втулке сопла).

в предлагаемой горелке втулка установлена с зазором для воздуха относительно стенок сопла и элементов подвода горючих газов.

Этот зазор соединен с одной стороны с

подводом сжатого воздуха, с другой стороны - с полостью между втулкой и проволокой.

Передний конец втулки смещен назад относительно переднего конца сопла, образуя форкамеру, соединенную при помощи

каналов для подачи воздуха с подводом сжатого воздуха.

Каналы для подачи воздуха в форкамеру расположены наклонно к оси горелки. Полость между втулкой и проволокой по длине имеет несколько конически расширенных участков, причем угол при вер- щине конуса больше 24°.

Отверстие для подвода воздуха, выполненное в стенке втулки и соединяющее за

зор между втулкой и соплом с полостью между втулкой и прово. юкой, расположено в распжреппой части полости.

Отверстие для подвода воздуха расположено тангенциальпо к образующей полости.

На фиг. 1 изображена горелка, стунен- чатый осевой разрез; на фиг. 2 - втулка, осевой разрез, и прилегающие к ней детали; на фиг. 3 - вид по стрелке А на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 1. В корпусе 1 пистолета притертым конусом уложен инжектор 2. К нему вплотную прилегает сопло 3, прикрепленное при помощи прихвата 4, к которому прикреплен мундштук 6 с помощью гайки 5. Внутри сопла 3 (и отчасти даже внутри инжектора 2) размещена из износостойкого материала втулка сопла. По оси горелки проходит щоопи- рованная проволока 8.

На переднем конце инжектора 2 и в сопле 3 выполнена кольцеобразная полость 9, которая щестью каналами 10 сообщена с камерой 11 сгорания, последняя ограничена с одной стороны передней частью 25 сопла 3 и с другой - выходным отверстием 14 в мундпггуке 6. В корпусе i пистолета имеется подвод 30 сжатого воздуха и подводы горючих газов - подвод 31 кислорода и подвод 32 ацетилепа. На втулке 7 выполнена выточка 16, а на сопле 3 - пазы 12, которые кольцевым пазом 13 сообщены с камерой сгорания, а отверстиями 15 - с выточкой 16. Втулка 7 установлена с зазором 17 относительно стенок сопла 3 и инжектора 2 для прохода охлаждающего воздуха. В стенке втулки 7 выполнено несколько отверстий 18, сообщающих зазор 17 с полостью 19 втулки. В бурте 21 выполнено несколько наклонных к оси горелки каналов 20, сообп1ающих выточку 16 через кольцеобразный зазор 22 с форкамерой 23 - полостью в сопле 3, ограниченной стенками 24 сопла 3 и с одной стороны передним концом 28 втулки 7 сопла, а с другой стороны передним концом 25 сопла с отверстием 26, с помощью которого форкамера 23 соединена с камерой 11 сгорания. Внутренняя стенка втулки 7 образует относительно расположенной в ней проволоки 8 полость 27, которая по длине в направлении, обратном перемещению проволоки 8, и.меет несколько конически расширяющихся участков, причем угол при верщине конуса больще 24°. В стенке втулки 7 в листе расположения самого расширенного участка полости 27 выполнены тангенциальные отверстия 29 для подвода воздуха.

Горелка работает следующим образом.

Горючие газы проходят от инжектора 2 в кольцеобразную полость 9 в еопле 3 и из нее через njecTb каналов 10 в камеру 11 сгорания, где они горят. Воздух подводится щестью пазами 12, выполненными в соп0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ле 3, к кольцевому пазу 13, через Kcrupoi oii входит в камеру 1 1 сгорания.

Затем через выходное отве 1стие 14 г. мундп1туке 6 продуктами сгорания п воздухом, вытекающими пз каморы с|-оранпя. расплавляется и распыляется шоонировап- пая проволока 8.

В результате подачи воздуха осуществляется охлаждение втулки 7, воздух через пазы 12 и отверстия 15 подводится к выточке 16 на втулке 7 сопла. От выточки 16 поток воздуха разделяется и паправляется в две стороны. Больпшнство воздуха течет назад через воздушный зазор 17 и охлаждает поверхность втулки 7 сопла. Затем охлаждающий воздух выходит через несколько выходных отверстий 18 во вту. 1ке 7 сопла и через полость 19 вокруг прово.ю- ки 8 в ат.мосферу.

Остальная часть воздуха, проходящая через подводящие отверстия 15, течет от выточки 16 через несколько каналов 20 в бурте 21 и через ко.чьцеобразный зазор 22 в форкамеру 23, которая отверстием 26 соединена с камерой 11 сгорания. Каналы 20 выполнены наклонно к оси горелки, поэтому приводят воздух во вращательное дгзн- жение, который затем течет вдоль внутренней стены 24 coii. ia 3 к отверстию 26, где смешивается с продуктами сгорания.

Под влиянием избыточного дав.ченпя в камере 1 1 сгорания по отношению к атмосфере продукты сгорания, смешанные с воздухом, подведенным в форкамеру 23, текут через отверстие 26 назад против направления перемещения проволоки 8 через форкамеру 23 и далее через полость 27 между проволокой 8 и внутренней стенкой втулки 7 сопла. Полость в панравленн против перемещения проволоки 8 несколько раз конически расширяется (указаны два расщирения), угол конуса расширения больше, че.м 24. Это расширение вызывает отделение потока продуктов егорания от внутренних стен втулки 7 сопла 3 -и его сцепление проволокой 8. Продукты сгорания подогревают проволоку 8 в более зпа- чительной мере, чем втулку 7 сопла 3. Кроме того, воздух подводится в место расширения через тангенциально расположенное отверстие 29 подвода воздуха.

Продукты сгорания, таким образом, передают тепло прежде всего проволоке 8, только незначительно подогревают втулку 7 сопла 3, которая на своей наружной по- верхноети интенсивно охлаждается воздухом, текущим через зазор 17.

Охлажденные о проволоку продукты сгорания смеп иваются с воздухом, выходящим из выходных отверетий 18, вследствие чего их температура продолжает понижаться, поэтому продукты сгорапия уже не нагревают остальные детали пистолета, с которыми они встречаются.

5

Полость 27 во втулке 7 сопла 3 расширяется так/КС конически от самогчз узко1Ч) места и в направлении перемещения ripoBixio- ки 8 вперед. При остановке перемещения проволоки при повреждении подачи в чае, если конец проволоки в камере ci opa- ния и в форкамере расплавится и образует каплю, которая затвердеет, кониче ское рас- птрение выхода полости 27 в форкамеру 33 облегчит ее ослабление.

При ис11ользоваь1ии предлагаемой горелки но проволоке назад течет значительное ко/1ичество г орячих газов, передавая тепло нюопировапной проволоке 8, в результате чего увеличиваются использование тепла продуктов сгорания, мощность пистолета и понижается удельный расход газов на 1 кг пюопированного металла.. Кроме того, втулка 7 и сопло 3 интенсивно охлаждаются протекающим воздухо.м, поэтому увеличивается срок их службы.

По.чость 19 во втулке 7 сопла 3 может выпсхппять.ся с больпшм диаметром при том же диаметре пюопированной проволоки 8, вследствие чего увеличивается полость 27. Это облегчает проход деформированных проволок и эксплуатация пистолета становится более падежной.

Формула изобретения

. Горелка газового металлизационного пистолета для проволок, содержащая сопло для подачи горючих газов в камеру сгорания, сообщенное каналами с элементами

10

0

5

0

отличающаяся тем, е одной стороны с воздуха, с другой 27 между втулкой

и

2, отличаюи аяся

(S

подвода г(;р1очи газов, и втулку из износостойкого материала, установленную в сопле и элементе подвода горючих газов, отличающаяся тем. что втулка 7 устапов- лепа с зазором 17 для воздуха относитель- iio стенок сопла 3 и элементов 2 подвода горючих -азов.

2.Горелка по п. 1, что зазор 17 соединен подводом 30 сжатого стороны - с полостью 7 и проволокой 8.

3.Горелка по пп. 1

тем, что передний конец 28 втулки 7 смещен назад относительно переднего конца 5 25 сопла, образуя форкамеру 23, соединенную при помощи каналов 20 для подачи воздуха с подводо.м 30 сжатого воздуха.

4.Горелка по п. 1-3, отличающаяся тем, что каналы 20 для подачи воздуха в форкамеру 23 расположены наклонно к оси горелки.

Г). Горелка по п. 1-4, отличающаяся тем, что полость 27 между втулкой 3 и проволокой 8 по длине имеет несколько кони- чееки расширенных участков, приче.м угол при вершине конуса болыие 24.

6.Горелка но п. 1--5, отличающаяся тем, что отверстие 29 для подвода воздуха, выполненное в стенке Еггулки 7 и соединяющее зазор 17 е полостью 27, распо. :ожено в расплиренной части полости 27.

7.Горелка по п. 1-6, отличающаяся тем, что отверстие 29 для подвода воздуха расположено тангенциально к образующей полости 27.

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии, а более конкретно к горелкам газовых металлизацион- ных пистолетов для проволок, т.е. пистолетов, расплавляющих н распыляющих проволоки под действием газового пламени. Сущность -изобретения состоит в том, что втулка 7 сопла 3 отделена на большей части своей поверхности от сопла 3, а при случае и от дальнейщих частей горелки зазором 17 для прохода воздуха, зазор 17 соединен с одной стороны с подводом 30 сжатого воздуха, с другой стороны - с полостью 27 между втулкой 7 сопла и проволокой. Передний конец 28 втулки 7 сопла сдвинут назад относительно переднего коп- ца 25 сопла 3 и таким образом образует форкамеру 23, соединенную при помоп1и каналов 20, выполненных наклонно к оси горелки, с зазором 17 для проход,а воздуха, а отверстием 26 в переднем конце 25 сопла с камерой 11 сгорания. 6 з.п. ф-лы, 4 ил. ff 23 (Л J/

22

J5 /

ч N 1 4 чч у.

20

20

ВиЭ/1

Фиг.З

Составитель И. Фролова

Редактор М. ДылынТехред И. ВересКорректор А. Тяско

Заказ 2381/7Тираж 645Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I 13035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4;5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг. Ц