Горелка для газопорошковой наплавки Советский патент 1993 года по МПК B05B7/20 

Изобретение относится к области устройств для покрытия поверхностей изделий твердыми материалами, расплавляемыми перед нанесением, и может быть использовано в различных областях техники для восстановления изношенных поверхностей деталей машин и механизмов, исправления дефектов литья и наплавки твердых сплавов и покрытий.

Известна горелка для газопорошковой наплавки, содержащая инжекцйонную смесительную камеру с переменным по длине сечением, подключенную на входе к бункеру с порошком и активному кислородному соплу, а на выходе - к смесительной камере горелки, которая на входе соединена с инжекционной камерой и подачей горючего

газа, а на выходе - с наконечником. В этой горелке диаметр входного участка инжекционной камеры, выполненного коническим (сужающимся), превышает диаметр ее выходного участка, кислородного сопла и смесительной камеры горелки, расположенной за инжекционной камерой.

Недостатком такой горелки является значительное изменение расхода порошка при изменении расхода горючего газа и кислорода вследствие изменения величины разрежения, создаваемого у входа в инжекцйонную камеру.

Известна также горелка для газопорошковой наплавки, содержащая инжекцйонную смесительную камеру с переменным по длине сечением и с цилиндрическими входvjсо о ю ю ел

ным и выходным участками, подключенную на входе к бункеру с порошком и активному кислородному соплу, а на выходе - к смесительной камере горелки, которая на входе соединена с инжекционной камерой и подачей горючего газа, а на выходе - с наконечником. Выполнение смесительной инжекционной камеры в виде цилиндра приводит к образованию дополнительного местного сопротивления в зоне перехода камеры в цилиндрическое выходное отверстие, что турбулизирует ядро потока, повы- шая качество смесеобразования и обеспечивая постоянство расхода порошка при изменении расхода газа.

Известная горелка для газопорошковой наплавки имеет следующие недостатки.

При использовании газов-заменителей ацетилена, например пропан-бутана, количество кислорода должно быть увеличено примерно в 3,5-4 раза. Работа известной горелки при этом затруднена, так как при пропускании большого количества кислорода происходит запирание горелки кислородом, наплавочный порошок во многих сечениях горелки (в местах расширений) плохо перемещается, значительно перекрывает эти проходные сечения, что снижает устойчивость горения пламени и, вызывая обратные удары, приводит к невозможности ее нормальной работы. Из-за большого количества образующихся окислов ухудшается качество покрытия, выражающееся в образовании шлаковых и газовых пор, наличия в металле окислов.

Другая особенность, понижающая надежность из-за обратных ударов при работе горелки на пропан-бутане, определяется большим количеством выделяющегося тепла, что вызывает перегрев горелки и в ре- зультате чего скорость распространения пламени становится большей скорости истечения газов.

Кроме того, горелка снабжена мундштуком с сужающейся формой сопла, которая при работе на пропан-бутане имеет малую эффективную мощность пламени и неустойчивый режим горения. Увеличение мощности пламени за счет увеличения проходного сечения сопла не обеспечивает повышение эффективности нагрева из-за рассеивания тепла пламени в окружающую среду, что ухудшает качество наплавленного металла.

Таким образом, при использовании газов-заменителей ацетилена, например пропан-бутана, в известной горелке возникают такие недостатки, как запирание горелки кислородом, в результате чего через нее плохо идет порошок, перегрев горелки из-за увеличения качества выделяющегося ,

в результате чего скорость распространения пламени становится больше скорости истечения газа и происходит обратные удары, а также малая эффективность пламени

сопла наконечника и неустойчивость в работе. Все это понижает надежность и долговечность горелки.

Целью изобретения является повышение надежности и долговечности горелки за

0 счет устранения ее запирания, перегрева, обратных ударов и неустойчивости в работе при использовании газов-заменителей ацетилена.

Поставленная цель достигается тем, что

5 в горелке для газопорошковой наплавки, содержащей инжекционную смесительную камеру с переменным по длине сечением и с цилиндрическими входным и выходным участками, подключенную на входе к бункеру с

0 порошком и активному кислородному соплу, а на выходе - к смесительной камере горелки, которая на входе соединена с инжекционной камерой и подачей горючего газа, а на выходе - с наконечником, в соот5 ветствии с изобретением диаметр входного участка инжекционной камеры превышает диаметр активного кислородного сопла в 1,33-2,30 раза, диаметр выходного участка инжекционной камеры и диаметр смеситель0 ной камеры горелки превышают диаметр входного участка инжекционной камеры соответственно в 1,25-2 и в 1-1,75 раза, наконечник выполнен многосопловым, а площадь поперечного сечения выходных со5 пел наконечника горелки превышает площадь поперечного сечения входного участка инжекционной камеры в 2,92-10,7 раза.

Отличительные особенности предложения обеспечивают устранение запирания

0 кислородом горелки, увеличение скорости истечения кислородно-порошковой струи, которая сужается на выходе из инжекционной смесительной камеры из-за турбулентности в выходном участке инжекционной

5 камеры, вызванной его расширением. Вследствие сужения кислородно-порошковой струи на выходе из инжекционной камеры, увеличивается разрежение, создаваемое этой струей, благодаря чему обеспечивается

0 хороший подсос горючего газа, что обеспечивает стабильность работы горелки, особенно в процессе длительной работы. Заявленное отношение диаметров смесительной камеры горелки и входного участка

5 инжекционной камеры позволяют обеспечить проход газопорошковой смеси без обратных ударов из-за недостаточного поступления горючего газа, а выполнение наконечника многосопловым с указанным отношением площади поперечного сечения

сопел наконечника к площади поперечного сечения входного участка инжекционной камеры обеспечивает надежное инжектирова- ние наплавочного порошка.

На фиг. 1 изображен продольный разрез горелки; на фиг, 2 - наконечник горелки, продольный разрез.

Горелка содержит инжекционную смесительную камеру 1, активное кислородное сопло 2, бункер с порошком 3, смесительную камеру горелки 4 и наконечник 5. Ин- жекционная смесительная камера.1, выполненная с переменным по длине сечением, имеет цилиндрические входной 6 и выходной 7 участки и подключена на входе к бункеру 3 с порошком и активному кислородному соплу 2, а на выходе к смесительной камере 4 горелки, которая на входе соединена с инжекционной камерой 1 и подачей горючего газа 8, на выходе - с наконечником 5. Инжекционная смесительная камера 1, активное кислородное сопло 2 и смесительная камера 4 горелки выполнены таким образом, что диаметр входного участка инжекционной камеры превышает диаметр активного кислородного сопла в 1,33-2,30 раза, а диаметр выходного участка инжекционной камеры и диаметр смеси- тельной камеры горелки превышают диаметр входного участка инжекционной камеры соответственно в 1,25-2 и в 1-1,75 раза. Наконечник 5 выполнен многосопловым с наклоненными к оси наконечника соплами 9, площадь поперечного сечения которых превышает площадь поперечного сечения входного участка инжекционной

камеры в 2,92-10,7 раза.

Горелка работает следующим образом.

На вход инжекционной смесительной

камеры 1 по кислородному соплу 2 подается

кислород, активная струя которого инжектирует порошок из бункера 3. Смесь из камеры 1 поступает через выходной участок 7 в смесительную камеру 4 горелки, где происходит смешение указанной смеси с горючим газом. Затем смесь газа, кислорода и порошка

проходит через сопла 9 наконечника 5, сгорает на выходе из горелки и расплавленный порошок покрывает поверхность обрабатываемой детали.

Устройство горелки обеспечивает требуемую подачу порошка при использовании газов-заменителей ацетилена, например бу- танпропана. При выходе указанных соотношений ниже нижнего предела не обеспечивается достаточная подача порошка, а при выходе за верхние пределы подается избыточное количество порошка.

Использование изобретения повышает надежность и долговечность горелки за счет устранения её запирания, перегрева,

обратных ударов и неустойчивости работы при использовании газов-заменителей ацетилена.

Использование: изобретение относится к устройствам для покрытия поверхностей изделий твердыми материалами, расплавленными перед нанесением, и может быть использовано в различных областях техники для повышения надежности и долговечности горелки за счет устранения ее запирания, перегрева, обратных ударов и неустойчивости работы при использовании газов - заменителей ацетилена. Сущность изобретения: диаметр входного участка ин- жекционной камеры превышает диаметр активного кислородного сопла в 1,33-2,3 раза. Диаметр выходного участка инжекционной камеры и диаметр смесительной камеры горелки превышают диаметр входного участка инжекционной камеры соответственно в 1,25-2 и в 1-1,75 раза. Наконечник выполнен многосопловым, а площадь поперечного сечения выходных сопел горелки превышает площади поперечного сечения входного участка инжекционной камеры в 2,92-10,7 раза. 2 ил. ел С

Формула изобретения

Горелка для газопорошковой наплавки, содержащая инжекционную смесительную камеру с переменным по длине сечением и с цилиндрическими входным и выходным участками, подключенную на входе к бункеру с порошком и активному кислородному соплу, а на выходе - к смесительной камере горелки, которая на входе соединена с инжекционной камерой и каналом для подачи горючего газа, а на выходе - с наконечником, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности горелки за счет устранения ее запирания, перегрева, обратных ударов и неустойчивости работы при использовании газов-заменителей ацетилена, диаметр входного участка инжекционной камеры превышает диаметр активного кислородного сопла в 1,33-2,30 раза, диаметр выходного участка инжекционной камеры и диаметр смесительной камеры горелки превышают диаметр входного участка инжекционной камеры соответственно в 1,25-2 и 1-1,75 раза, наконечник выполнен многосопловым, а площадь поперечного сечения выходных сопл горелки превышает площадь поперечного сечения входного участка инжекционной камеры в 2,92-10,7 раза.

Фиг. I

Л