Горелка для газопламенного напыления Советский патент 1992 года по МПК B05B7/20 

Изобретение относится к средствам для термического нанесения металлических покрытий напылением и может ,быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, в частности в автомобилестроении, например, для молибденирования поршневых колец.

Целью изобретения является повышение производительности, снижение, расхода составляющих горючей смеси и расширение технологических возможностей горелки.

На фиг.1 показана горелка, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - инжектор с рассекателем, общий вид; на фиг.4 - вид Б на фиг.З.

Корпус t горелки имеет наружный резьбовой поясок 2 со стороны рабочего торца 3 и осевую цилиндрическую полость 4, в которой размещен инжектор 5, выполненный в виде полой цилиндрической оси, формирующей осевой канал 6 подачи напыляемого материала. На одном конце инжектора имеется цапфа 7, предназначенная для базирования инжектора 5 в корпусе, и наконечник 8 для подсоединения к системе подачи напыляемого материала (не по- казана). На другом, свободном, конце инжектора 5 установлен рассекатель 9 выполненный в виде конусной втулки г, пазами 10 треугольного профиля, расположенными параллельно его продоль- ной оси. Между обращенными друг к другу торцами рассекателя 9 и цапфы

7находятся две смежные сообщающиеся смесительные камеры 11 и 12, из которых дополнительная, камера 11 пред- назначена для предварительного перемешивания смеси горючих газов, а основная амера 17 - для окончательного ее перемешивания. Эти камеры находя то и в одной общей для них полос- ти п разделены между собой диском 13 установленным на инжекторе 5 с зазором 14 относительно цилиндрической поверхности полости 4, обеспечивающим сообщение этих камер между собой

8диске 13 могут бить пыпопнены отверстия 15, гмр ощие меньшающиеся в сторону камеры 1 сеченич для стабилизации подачи смеси из камеры 11 в камеру. 12.

На резьбовой поясок 2 корпуса ступицей 16, имеющей внутреннюю резьбу, навинчен мундштук 17, имеющий центральный выходной канал 18, выполненный, например, цилиндрическим, и ко- ническую поверхность 19. Переходный участок 20 между цилиндрической и конической внутренними поверхностями мундштука выполнен радиусным.

Внутри мундштука 17 располагается камера сгорания 21.

Камера 22 централизованного прием сжатого воздуха образована кольцевой проточкой, выполненной в корпусе со стороны торца 3, и внутренней поверх ностью ступицы 16 и сообщается каналом 23 с системой подвода сжатого воздуха (не показана),

Сопло 24 представляет собой коническую втулку, образованную внутрен- ней и наружной коническими поверхностями 25 и 26, и размещено большим основанием на рабочем торце 3 корпуса (может быть выполнено заодно с корпусом) так, что вход сопла 24 и выход полости 4 размещены в одной плоскости. Внутренняя поверхность 25 сопла 24 плотно охватывает наружную поверхность 27 рассекатечя 9,

с

Q

$

5

выполнен ы 1дркв...гно ей, образуя совмес i но с патт.ы 10 газовые каналы 28, внутренние стенки которых расположены заподлицо с внутренней стенкой 29 смесительной камеры 12. Рассекатель 9 установлен так, что каналы 28 имеют непрер .шно уменьшающиеся в сторону выхода сошы сечения, нрм чем наибольшие сечегиг лигиов 28 лежат в одной плоскости с вьгходом камеры )2, выполненной спкрытой в сторону сопла 24 и прилегающей к его входу, а наименьшие сечения каналов 28 лежат в одной плоскости с выходом сопла 24.

Канал 30 предназначен для подвода в камеру 11 горючей смеси исходной кондиции. Канал 31 предназначен для подачи горючего газа, а канал 32 - для подачи окислителя,

В торце 3 выполнены отверстия 33, выполняющие роль стабилизатора подачи сжатого воздуха из камеры 22 в кольцевой канал 34 подачи его в меру сгорания, образованный участком 20 поверхности 19 мундштука 17 и эк-, видистантно выполненным участком 35 на поверхности 26 сопла 24.

Для герметизации внутреннего объема горелки предусмотрено уплотнение 36, поджатое фланцем 37.

Камера 38 предназначена для централизованного приема окислителя, выполнена сообщающейся с каналом 30 и расположена в корпусе 1 соосно с этим каналом, причем канал 30 расположен касательно к внутренней стенке камеры 11, Канал 31 подвода горючего газа выполнен в виде патрубка, размещенного в камере 38 вдоль ее оси, перпендикулярно оси горелки, а кайал 32 подвода окислителя выполнен в корпусе под углом к оси камеры .38 и касательно к ее внутренней поверхности.

Рассекатель 9 может быть выполнен заодно с инжектором 5 или съемным для улучшения условий обслуживании горелки (при необходимости заменяется только один рассекатель) и изготавливается из термостойкого материала, например керамики.

Горелка работает следующим образом.

Посредством каналов 30, 31 и 32, смесительных камер 11 и 12, зазора 14, отверстий 15 и каналов 28 в каме51

ру сгорания 21 подается горючая смесь, которая воспламеняется от запальника. После чего п камеру сгорания подается рабочий расход горючей смеси и затем - рабочий расход сжатого воздуха с помощью канала 23, отверстий 33 н кольцевого канала 34. Одновременно по осевому каналу 6 в камеру сгорания 21 поступает материал напыления пропппочпого или порошкового исполнения, возможно поступление одновременно двух материалов: проволоки с порошком ипи порошков двух различных составов. Поступивший в камеру сгораиия материал под воздействием тс-пла, образованного от высокоэффективного сгорания гомогенной горючей смеси, высокопроизводительно разогревается до температуры, обеспечивающей распыление его сжатым воздухом и напором пламени до скорости,, обеспечивающей требуемую яягечию покрытнч с основной и когйзию структуры покрытия .

Гомогенность горючей смеси с п0:со- кой кинетической энергией ее потока обеспечивается благодаря схеме перемешивания газа с- окнслптевем, осуществляемой следующим образом.

Посредством канала 32 в камеру 38 касательно ие внутренней поверхности подаете окислитель, который, чакру- чинаясъ, поступает в канал 30, образуя эффект эжекцнп на срезе канала 31f через который в канал 30 поступает газ. Последний под воздеч- стинам кипе ическои термин окислителя также приводится но вра ценне, п таким образом осуществляется их первое соединение. Полученная горючая смесь исходно кондиции, с увеличенным благодаря преобразованию цилиндрической поверхности в поверхность усеченного конуса напором пос-

тупает по касательной к внутренней

стенке смесительной камеры 11, в которой горючая смесь закручивается по увеличенному диаметру. В результате горючая смесь дополнительно разгони- ется и направляется вдоль оси горел-- ки. При этом она перемешивается дополнительно. После чего горючая спесь проходит через форсуночный зазор 14,. форсуночные отверстия 15 н поступает в смесительную камеру 12, при этом ( еще раз дополнительно перемешивается с одновременным увеличением напора за счет того, что горючая смесь через

« г 0 5

0

Q г

J

Q

5

52&

злзор 14 проходит с закруткой, а чергз отверстия прямым током, и в смесительной камере 12 горючая смесь об-ьодиняется в единый объем, обладая качествами гомогенности и большой кинетической энергией. Из смесительной камеры 12 горючая смесь через непрерывно уменьшающиеся в сечениях каналы 28 направляется в камеру сгорания 21. Одновременно в камеру сгорания 21 поступает через кольцевой канал 34 сжатый воздух параллельно оси горелки, создавая эжектнрующий эффект в области торца со гена 24, вытягивая пламя из канала 28 п среду из канала 6, исключая возможность проникновения в эти полости пламени, т.е. его обратного удара.

Использование горелки обеспечивает по сравнению i с прототипом более высокую кондицию смеси.горючих газов (перемешивается до гомогенного состояния) и подачу потока смеси н камору сгорания с большой кинетической энергией, что способствует повышен.; мощности и производительности го- речки, снижению расхода составляющих СМРСН. Кроме того, конструкция горел ки универгалрпа - п тпоччет вести напыление как проволокой, так и порой-- ком,, более проста в изготовлении и нацежна в эксплуатации.

Формула изобретения

I, Горелка для газопламенного на-. пыпеннк, содержащая корпус с резьбовым поиском осевой иопостыо, инжектор, расположенный в этой полости, сопло с наружной и внутренней кони- ческимп поверхностями, мундштук с центральным выходным каналом, внутренней ко .ической поверхностью и ступице., oi евой канал подачи напыляемого .-иг риала, каналы подвода сжатого bOjio a, окислителя н горючего га- „а. смесительную камеру и камеру сго- . газовые каналы, соединяющие эти каь.еры между собой, камеру приема оккс-чителя, камеру централизованного приема сжатого воздуха и со- o6m.aiOiUH .qH с ;.ей кольцевой канал подачи сжатого воздуха в камеру сгорания кёжду наружной конической поверхностью сопла и внутренней конической поверхностью мундштука, о т- л и ч а ю ц а я с я тем, что, с . целью повышения производительности,

снижения расхода составляющих горючей смпси и расширения технологических возможностей горелки, она снабжена дополнительной смесительной камерой, смежной с основной, каналом подачи в эту камеру горючей смеси исходной кондиции, выполненным в корпусе касательно к ее внутренней поверхности, и рассекателем потока горючей смеси п виде конической втулки с пазами, сотшо горелки выполнено в виде конической втулки, которой снабжен корпус, размещенной по оси горелки на его рабочем торце большим основанием, инжектор выполнен в виде полой оси с диском и цапфой на одном ксшце, свободный конец которой размещен внутри сопла, при этом камера приема окислителя и канал подачи горючей смеси исходной кондиции выполнены сообщающимися и расположены в корпусе соосио друг другу, капал подвода горючего газа выполнен в виде патрубка, размещенного в камере приема окислителя вдоль ее оси, и канал подвода окислителя выполнен в корпусе под углом к оси этой камеры и касательно к ее внутренней поверхности, а газовые каналы образованы внутренней коническо поверхностью сопла и пазами рассекателя, установленного на свободном конце инжектора таким образом, что -внутренняя стенка каждого газового канала расположена заподлицо с внутренней стенкой основной смесительной камеры и поперечные сечения газовых каналов выполнены непрерывно уменьшающимися в сторону камеры сгорания, причем наибольшие сечения расположены ч одной плоскости с выходом основной смесительной камеры, а наименьшие - в одной плоскости с выходом сопла,

4

2,Горелка по п,1, о т п(и ч a rout а я с я тем, что центральный выходной канал мундштука выполнен цилиндрическим .

3,Горелка по п.1, о т л и ч а ю- щ а я с я тем, что внутренняя коническая поверхность мундштука и ответная ей наружная поверхность сопла выполнены с -эквидистантными радиусными

5

0

5

0

5

0

5

0

участками, образующими кольцевой канал подачи сжатого воздуха.

4.Горелка по п.1, отличающаяся тем, что рассекатель выполнен с наружной поверхностью, адекватной внутренней конической поверхности сопла, и с пазами треугольного профиля, расположенными параллельно его продольной оси.

5.Горелка по н.1, отличающаяся тем, что диск на инжекторе выполнен с зазором относительно поверхности осевой полости корпуса и размещен между основной и дополнительной смесительными камерами.

6.Горелка по п.1, отличающая с я тем, что в диске инжектора выполнены сквозные каналы.

7.Горелка по п. 6, отличающаяся тем, что сквозные каналы в диске выполнены с сечениями, уменьшающимися в сторону камеры сгорания .

8.Горелка по п.1, отличающаяся тем, что камера централизованного приема сжатого воздуха выполнена в виде полости, образованной наружной радиальной кольцевой проточкой в корпусе со стороны рабо-. чего торца и внутренней поверхностью ступицы мундштука.

9.Горелка по п.1, о т л и ч а ю- щ а я с я тем, что мундштук ступицей установлен на корпусе с возможностью регулировочных перемещений вдоль оси горелки.

10.Горелка по п.9, о т л и ч a torn, а я с я тем, что ступица мундштука выполнена с внутренней резьбой для взаимодействия с наружным резьбовым пояском корпуса,

11.Горелка по п.1, отличающаяся тем, что в рабочем торце корпуса выполнены сквозные отверстия для сообщения кольцевого канала подачи сжатого воздуха с камерой централизованного приема сжатого воздуха.

12.Горелка по п.1, о т л к ч а- ю щ а я с я тем, что рассекатель выполнен съемным,

13.Горелка по п.1, о Т л и ч а- ю щ а я с я тем, что рассекатель выполнен из термостойкого материала.

&

25

Я // Я

J3 ®&f i ,

5 / / / / / / /

Гч

Я // Я

f i ,

/ / / /

Воздух

/ ,я

я

Изобретение относится к средствам для термического нанесения металлических покрытий напылением и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства. Цель - повышение производительности, снижение расхода составляющих горючей смеси и расширение технологических возможностей горелки. Для этого горелка снабм жена дополнительной камерой, смежной с основной, каналом подачи в эту камеру горючей смеси исходной кондидни, выполненным в корпусе касат ль-. но к ее внутренней поверхности, и рассекателем потока горючей смеси в виде конической втулки с пазами. Сопло горелки выполнено в виде конической втулки, которой снабжен корпус, размещенной по оси горелки на его .рабочем торце большим основанием. Инжектор выполнен в виде полой оси с диском и цапфой на одном конце, свободный конец которой размещен внутри сопла. При этом камера приема окислителя и канал подачи горючей смеси исходной кондиции выполнены сообщающимися и расположены з корпусе соосно друг другу. Канал подвода горючего газа выполнен в виде патрубка, размещенного в камере приема окислителя вдоль ее осн. Канал прдвода окислителя выполни корпусе под углом к оси этоа Кен,.. ры и касательно к ее внутренней поверхности. Газовые каналы образованы внутренней кон ческой поверхностью сопла и гтаза рассекателя. $

Видя

Putt

Фиг. 3