Установка для детонационного нанесения покрытий Советский патент 1984 года по МПК B05B7/20 

О5

СХ)

со

fin.

2.Установка по п.1, о т л ичающаяся тем, что первая камера смесительного устройства разделена на две полости отражательным диском со сквозными каналами.

3.Установка по п.2, о т личающаяся тем, что сквозные каналы отражательного диска выполнены наклонными в тангенциальном направлении, а их входные отверстия смещены по окружности относительно противолежащих выходных отверстий каналов, сообщающих первую камеру

с источниками подачи одного из ингредиентов взрывчатой смеси и нейтрального газа. ,

4.Установка по п.3, о т л ичающаяся тем, что корпус

смесительного устройства вьлолкен из трех разъемнЬ соединенных частей: распределительной плиты, промежуточной плиты и крышки, при зтом на распределительной плите смонтированы клапаны и в ней выполнены каналы для подвода ингредиентов взрывчатой снеси и нейтрального газа в камеры, выполненные в промежуточной плите и крышке, а промежуточная плита выполнена с входным каналом и отверстиями в ее центральной части, сообщаклцими входной канал с камерой в крьшпсе, в которой вьтолнен выходной канал, причем на крышке смонтирован обратный клапан.

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ДЕТОНАЦИОННОГО НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ, содержащая закрытую с одного конца детонационную трубу, дозатор порошкаи смесительное устройство, соединенное через клапаны с источниками подачи ингредиентов взрывчатой смеси и нейтрального газа, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества покрытия за ^чет однородности подаваемой в детонационную трубу газовой смеси, смесительное устройство выполнено с двумя сообщающимися между собой камерами, при этом первая по ходу движения газов камера сообщена посредством выполненных в корпусе устройства каналов с источниками подачи одного из ингредиентов взрывчатой смеси и нейтрального газа, а вторая - с источником подачи второго ингредиента взрывчатой смеси.iСЛ

1

Изобретение относится к технике нанесения покрытий и может быть использовано для нанесения покрытий на детали, которые в процессе эксплуатации, подвергаются значительным коррозионному, эрозионному и тепловому разрушениям.

Основные области применения: самолето- и судостроение, космическая техника, машиностроение, газотзфбинная техника, текстильная и бзгмажная промьшшенность, производство измерительного инструмента, химическое аппаратостроение и т.д.

Известна установка для детонационного нанесения покрытий ГО, содержащая взрьшную камеру в форме трубы, закрытой с одного конца, соединенный с ней дозатор для подач порошкообразного материала покрытия и смесительное устройство для приготовления и подачи во взрывную камеру газовой смеси, при воспламенении которой образуется детонационная волна, выбрасывакяцая распыпенный материал покрытия на поверхность напыляемой детали, расположенной напротив открытого конца взрывной камеры.

Смесительное устройство указанной установки имеет смесительную камеру, которая сначала заполняется

взрьшчатой смесью газов, состоящей из горючего и окислителя, поступающих через одновременно открываемые в полость камеры клапаны, а затем, после закрытия этих клапанов нейтральным газом, который, омывая указанные клапаны, вытесняет взрывчатую смесь во взрывную камеру с тем, чтобы исключить детонацию в смесительной камере и защитить ее от воздействия горячих продуктов детонации при обратном ударе.

Недостатком установки является неоднородность заряда взрьшчатой смеси, обусловленная отсутствием средств, турбулизующих движение газов&пс стрзпй, поступающих в смесительную камеру, и кратковременность смешивания в пространстве камеры.

Известно, что от соотношения объемов горючего и окислителя в зто смеси зависит скорость распространения детонационной волны. Следовательно, неодинаковое распределение .ингредиентов в микрообъемах смеси ведет к неустойчивости детонационной волны, неравномерности прогрева -порошка покрытия и неодинаковой прочности сцепления его частиц с поверхностью детали.

Кроме того, к недостаткам установки относится возможность возникнрвения взрыва в момент смешивания ингредиентов взрывчатой смеси, обладающих в чистом виде высокой активностью а также низкая эффективност газовой защиты смесительной камеры от действия обратного удара.

Более близкой к изобретению является установка для детонационного нанесения покрытий Г 2J, содержащая закрытую с одного конца детонационную трубу, дозатор порошка и смесительное устройство, соединенное через клапаны с источниками подачи ингредиентов взрывчатой смеси и нейтрального газа.

В указанной установке опасность разрушительного воздействия обратного удара на смесительное устройство устраняется наличием предохранительного устройства с пористой перегородкой и рассекателем пламени.

Конструкция смесительного устройства с внутренними перегородками и отверстиями, рассекающими струи подаваемых в него газов, обеспечивает более интенсивное их перемешивание, чем в установке, описанной вьше. Кроме того, в данной установке нейтральный газ используется не только в защитной функции,но также в функции разбавителя горючего и окислителя, что позволяет сни,зить тепловое воздействие продуктов детонации на частицы напыляемого материала и использовать в качестве последнего не только тугоплавкие металлы, но и материалы с относително низкой температурой плавления (никель, кадмий и т.п.). Однако пермешивание горючего, окислителя и нейтрального газа происходит в пространстве одной камеры, что не обеспечивает строгого постоянства заданных режимов и не дает возможности получить достаточно однородную смесь. Как уже было сказано,это приводит в конечном счете к ухудшению качества покрытия, проявляющегося в неодинаковой прочности сцепления его частиц, что обусловлено различным температурным воздействием продуктов детонации на эти частицы.

Целью изобретения является повышение качества покрытия за счет однородности подаваемой в детонационную трубу газовой смеси.

Цель достигается тем, что смесительное устройство выполнено с двум

сообщающимися между собой камерами, при этом первая по ходу движения газов камера сообщена посредством выполненных в корпусе устройства каналов с источниками подачи одного из ингредиентов взрывчатой смеси и нейтрального газа, а вторая - с источником подачи второго ингредиента взрьшчатой смеси.

Q Первая камера смесительного

устройства разделена на две полости отражательньм диском со сквозными каналами. Сквозные каналы отражательного диска выполнены наклонными

5 в тангенциальном направлении, а их входные отверстия смещены по окружности относительно противолежащ1-1Х выходных отверстий каналов, сообщающих первую камеру с источником поQ дачи одного из ингредиентов взрывчатой смеси и нейтрального газа.

Кроме того, корпус смесительного устройства выполнен из трехразъемно соединенных частей: распределит ль5 ной плиты, промежуточной плиты и

крьш1ки, при этом на распределительной плите смонтированы клапаны и в ней выполнены каналы для подвода ингредиентов .взрывчатой смеси и нейтрального газа в камеры, выполненные в промежуточной плите и крышке, а промежуточная плита выполнена с входным каналом и отверстиями в центральной части, сообщающими входной канал с камерой в крьш1ке, в которой выполнен выходной канал, причем на крышке смонтирован обратный клапан.

Наличие двух камер в смесителе дает возможность в каждой камере получить двухкомпонентную смесь: в первой камере смешивать нейтральный газ с одним из ингредиентов взрывчатой смеси, например с окислителем, а во второй - смесь, полученную в первой камере, смешивать с другим ингредиентом взрывчатой смеси, например с горючим. Это позволяет в итоге получить более однородную трехкомпонентрую смесь, чем при смешивании трех компонентов в одном замкнутом объеме.

К тому же, конструкция смесителя обеспечивает более высокую,чем в существующих установках, взрыво5 .безопасность при смешивании горючего и окислителя, поскольку один из них предварительно разбавляется нейтральным газом.

Конструктивное выполнение первой камеры дает возможность турбулизовать струи подаваемых газов, что способствует их интeнcивнo fy перемешиванию.

Конструктивное выполнение корпу са двухкамерного смесительного устройства компактно, менее металлоемко, 4ieM в известных установках, и обеспечивает минимальную длину пути смешения газов.

На фиг.1 схематически изображена установка для детонационного нанвсения покрытий, общий вид; на фиг.2 смесительное устройство установки, разрез; на фиг.З ,- разрез А-А на фиг.2; на фиг. 4 - разрез Б-В на фиг.З на фиг.З - вид по стрелке В на фиг.2; на фиг.6 - разрез Г-Г на фиг.З.

Установка для детонационного нанесения покрытий содержит детонационную трубу 1 (см.фиг. 1). Длина и диаметр трубы 1 подобраны из условий возможности образования и распространения в ней детонационной волны, с помощью которой на поверхность обрабатываемой детали наносится порошкообразный материая покрытия.

Для порционной подачи порошкообразного материала детонационная труба 1 соединена со стороны закрытого конца с дозатором 2, а через предохранительное устройство 3 со смесительным устройством 4,предназначенным для приготовления взрывчатой смеси. Источники 3 и 6 ингредиентов этой смеси, а также источник 7, 8 подачи нейтрального газа через электромагнитные, клапаны 9-12 соединены со смесительным устройством А. .

В полости разъемного корпуса предохранительного устройства 3 последовательно установлены решетка 13 для рассечения пламени в случае его прорыва через змеевик 14 в полость корпуса при обратном ударе в трубу 1 и перегородка 15 из пористого огнеупорного материала, например металлокерамики. Входной полостью 16 предохранительное устройство 3 сообщено со смесительным устройством 4.

Помимо упомянутых узлов,установка содержит генератор 17 импульсов, предназначенный для подачи высокого напряжения на искровую свечу 18 и блок 19 управления электромагнитным

клапанами 9-12 смесительного уст-, ройства 4, клапаном 20, регулирующим поступление в дозатор 2 трансйортирунмцей среды от источника 21.

Смесительное устройство 4 установки для детонационного нанесения покрытий имеет разъемный корпус (см.фиг.2), состоящий из скрепленных между собой распределительной плиты 22, промежуточной плиты 23 и крышки 24.

Первая по ходу движения газ.ов камера, выполненная в промежуточной плите 23, разделена на две кольцевые полости 23, 26 отражательным диском , 27, создающим условия для интенсивного перемешивания подаваемых в камеру газов путем многократного отражения их струй. Диск 27 насажен на выступ 28 промежуточной плиты.

Полости 23 и 26 сообщены между собой сквозными каналами 29 (см. фиг.З). Для создания завихрения в полости 26 способствующего интенсивному перемешиванию газов, каналы выполнены наклонными в тангенциальном направлении, как показано на фиг.З и 4, при этом для получения отражательного эффекта их входные отверстия смещены по окружности относительно выходных отверстий каналов 30 и 31 (см.фиг.2 и 3), вьшолненньк в распределительной плите 22.

В крышке 24 имеется вторая камера 32, выполненная в центрирующем выступе 33. Первая и вторая камеры отделены друг от друга перегородкой 34 с отверстиями 33, сообщающими их между собой.

В выступе 28 плиты 23 выполнен входной канал 36, сообщающийся с камерой 32 множеством расходящихся в ее сторону отверстий 37, образующих кольцевой ряд.

Каналы 30, 31 и 36 смесительного устройства сообщены с выходными отверстиями электромагнитных клапанов 9, 10 и 11, смонтированных на распределительной плите 22.

Выходной канал 38 смесительного устройства выполнен в крышке 24, на которой смонтирован обратный клапан 3$. Вход в канал 37 перекрыт 5 ступицей 40 плиты 23, охватывающей с зазором цилиндрический выступ 41 крышки, что создает дополнительные возможности для пересечения и отражения струй и тем самым способствует интенсивному перемешиванию газов.

Помимо упоминавшихся уже электромагнитных клапанов 9, 10 и 11, из которых клапан 9 соединен с источником 5 (фиг.1) подачи окислителя, в частности кислорода, клапан 10 с источником 7 подачи нейтрального газа, а клапан 11 - с источником 6 подачи горючего, например ацетилена, на распределительной плите 22 (см.фиг.2,5,6) смонтирован также электромагнитный клапан 12, соединенный с источником 8 подачи .нейтрального газа (см.фиг.1). Каналом 42 (см.фиг.6) указанный клапан 12 связан с полостью 16 (см.фиг.1) предохранительного устройства 3. Указаная система предназначена для заполнения нейтральным газом полости предохранительного устройства после подачи газовой смеси во взрьгануто камеру, а также дпя продувки предохранительного устройства и взрьтной камеры после выброса из нее материала покрытия.

Установка работает следующим образом.

По команде с блока 19 (см.фиг.1) управления открываются электромагнитные клапаны 9,10 и 11.

От источника 5 через клапан 9 и канал 30 (см.фиг.2) в полость 25 певой камеры смесительного устройства 4 поступает кислород, а от источника 7 через клапан 10 и канал 31 нейтральный газ, например азот. Струи обоих газов ударяются о поверхность отражательного диска 27. При этом они многократно отражаются от поверхности диска и распределительной плиты 22, в результате чего происходит интенсивное перемешивание поступающих газов в полости 25. Через тангенциально наклонные каналы 29 (см.фиг.3,4) диска 27 струи полученной смеси поступают в полость 26, где благодаря пр давамому каналами завихрению происходит еще более активное перемешивание газов.

От источника 6 (см.фиг.1) через клапан 11 и входной канал 36 (см. фиг.2) в камеру 32 смесительного устройства 4 подается ацетилен, раздробленный на мелкие струи отверстиями 37. В камере 32 происходи его интенсивное перемешивание с поступанщей в нее через отверстия

35 смесью азота с кислородом. При таком двухступенчатом образовании смеси снижается опасность возникновения овзрьша в зоне смешивания, поскольку с ацетиленом встречается не чистый кислород, обладающий высокой активностью, а менее активная смесь с азотом. К тому же образующаяся при этом смесь трех газов значительно более однородна, чем такая же смесь, получаемая в однокамерном смесительном устройстве.

Через кольцевую полость, образуемую ступицей 40 и выступом 41, выхоной канал 38 и обратный клапан 39, смесь проходит во входную полость 16 (см.фиг,1) предохранительного устройства, откуда через поры перегородки 5, калиброванные щели решетки 13 и змеевик 14 поступает в детонационную трубу 1.

После заполнения трубы 1 взрывчатой смесью клапаны 9, 10 и 11 закрываются и од1говременно открйваются клапан 20, управляюисий дозатором 2, и клапан 12 продувки предохранительного устройства 3.

Через клапан 20 в полость дозатора 2 от источника 21 поступает транспортиругощая српда, например азот, которьй вдувает порошок материала покрытия в трубу 1.

Одновременно открывипшся клапан 12 через канал 42 (см.фиг.6) подает в полость 16 (см.фиг.1) предохранительного устройства азот, которьй, пройдя сквозь п,оры перегородки 15 и щели решетки 13, заполнит змеевик 14, вытеснит в трубу 1 остатки взрывчатой смеси.

После этого все клапаны закры-ааются, генератор 17 импульсов посылает сигнал на искровую свечу 18, которая поджигает в трубе 1 взрывчатую смесь. Образовавшаяся при этом детонационная волна выбрасывает порошок материала покрытия на обрабатываемую деталь, установленную перед открытым концом взрывной камеры 1, Затем блок 19 управления вьщает команду на открытие клапана t2 для полной продувки предохранительного устройства 3 и детонационной Трубы 1 нейтральным газом.Азот 5 -от источника В по каналу 42 поступает в полость 16 предохранительного устройства и далее через перегородку 15, решетку 13 и змеевик 14

в трубу 1, вьщувая из нее все продукты сгорания.

Затем описанный цикл повторяется.

Конструкция смесительного устройства установки позволяет подавать во взрывную камеру более однородную смесь, чем удавались получить 38 lf{l 3 J7 5

ш.2

на существующих установках. Это дает возможность стабилизировать возбуждение и распространение детонационной волны, а следовательно (равномерный прогрев частиц порошка напыпяемого материала, и как результат, получать высококачественные покрытия с постоянными служебными свойствами. ЗВ 22 -329

Фиг.З

фиг Л

2У

ВидА 671089 г-rnoSfpHymo . / Д2 2M -Э