Способ детонационного нанесения покрытий и устройство для его осуществления Советский патент 1989 года по МПК B05B7/20 C23C18/00 

Изобретение относится к области нанесения покрытий.детонационным методом и может быть использовано в машиностроении, энергетике, автомобилестроении, приборостроении и других областях народного хозяйства. Известен способ детонационного наг несения покрытий, заключающийся в инЖекционном смешении горючего газа, кислорода и нейтрального газа, заполнении ствола образовавшейся смесью газов, подаче в ствол порошка и инициировании взрыва с последующим выбросом продуктами детонации порошка на поверхность изделия. Осуществляют этот способ устройством, содержащим ствол, систему подачи горючего газа, кислорода и нейтрального газа, инжекционный смеситель газов с выходным соплом, систему подачи порошкового материала, узел иницйирова НИН взрыва и блок управления. При нанесении покрытий известным устройством возможно проникновение горячих высокоскоростных продуктов детонации в инжекционный смеситель и в подводящие магистрали, что приводит к взрыву в последних. Цель изобретения - повьтаение взрывобезопасности процесса. Цель достигается тем, что в способе детонационного нанесения покрытийj заключающемся в инжекционном смешении горючего газа, кислорода и нейтраль:ного газа, заполнении ствола образорвавшейся смесью газов, подаче в ствол порошка и инициировании взрыва с последующим выбросом продуктами детонации порошка на поверхность издепия, согласно изобретению, в зоне инжекции одновременно с инициированием взрыва изменяют давление газов. Давление газов в зоне инжекции изменяют за счет дополнительной подачи в нее нейтрального газа или за счет подключения зоны инжекции в камере разрежения, Устройство для осуществления способа детонационного нанесения покрытий, содержащее ствол, систему подач горючего газа, кислорода и нейтрального газа, инжекционный смеситель га зов с выходным соплом, систему подач порошкового материала, узел иницинро вания взрыва и блок управления, согласно изобретению, снабжено блоком i изменения давления в зоне инжекции, соединенным с инжекционным смесителе через клапан. Блок изменения давлени .в зоне инжекции может быть выполнен виде резервуара с нейтральным газом или в виде камеры разряжения Причем,выход ное сопло инжекционного смесителя снабжено рассекателем с цилиндрически ш каналами, длина каждого из которых равна не менее 1I его диаметрам. На фиг. показано устройство, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1. Устройство содержит ацетиленовую 1, кислородную 2, азотную 3 магистрали, соединенные с инжекционным смеситепем 4. С последним соединен блок изменения давления 5 через магистраль 6, расположенную перпендикулярно магистрали с горючим газом - ацетиленом 1и снабженную клапаном 7. -Длина магистрали 6 от клапана 7 до смесителя 4 сравнительно короткая И не превышает трех-пяти ее диаметров . Смеситель 4 через трубку 8 соединен с соплом 9. В сопло 9, в месте соединения его со стволом 10 размещен рассекатель II. У закрытого конца ствола 10 (не может находиться и у открытого конца ствола), размещена свеча зажигания 2, электрически связанная с блоком управления 1 3. Блок 1 3 . электрически связан с клапаном7, а такэке с дозатором порошка 4. Рассекатель 1S связанный с соплом 9 и стволом 10, выполнен с цилиндрическими каналами 15, оси которых параллельны оси сопла 9. о Устройство работает следуюш 1м обг разом. Кислород, находящийся в магистрали 2под давлением 5 атм, подают в ин-.-.. жекционный смеситепь 4. В зону инжекг,. ции через магистрали 1 и 3 поступают ацетилен и азот, находящиеся под дз.влением до 0,3 атм, они подсасываются кисшородом и перемешиваются. Полученная ацетилено-кислородо-азотная смесь (с заданным соотношением компонентов) по трубке 8 через сопло 9, каналы 15 рассекателя 11 вводится в ствол 10. После заполнения ствола 10 газовой смесью блок управления 13 дает команду на впрыск порции порошка покрытия в ствол устройство при помощи дозатора порощка 14. Затем выдается команда на инициирование взрыва и блок; управления 13 вырабатывает высоковольтный и fflyльc, вызывающий проскок искры на электродах свечи 12, Одновре- . ме1шо подается команда от блока 13 на открытие клапана 7 блока изменения давления.

Газовая смесь в стволе зажигается. е горение переходит в детонацию. родукты детонации выбрасывают поро ок покрытия через;открытый конец твола 10 на обрабатываемую поверхность изделия.

Возникшее в результате взрыва повышенное давление в стволе 10 снижается при выбросе продуктов детонации через открытый конец ствола, но частично через каналы 15, рассекатель П 5 сопло 9 и распространяются в трубку 8 и в зону инжекции смесителя 4.

При открывании клапана 7 из блока изменения давления 5, выполненного в виде резервуара с нейтральным газом, в магистраль 6 поступает дополнительная порция нейтрального газа, например, азота, находящегося под давлег нием выше 1 атм. Упомянутая порция азота попадает в зону инжекции. Нейтральный газ из резервуара, имея дав.-. ленке вьшзе, чем рабочее давление в ацетиленовой магистрали 1 заполняет магистраль 6, и отсекает ацетиленовую магистраль 1 .от зоньг инжекции. Нейтральнь й газ находится в зоне инжекции, противодействует обратному удару продуктов детонации. Для эффективного действия необходимо ввести в зону инжекции нейтрального газа до 5% от общего расхода газовой смеси.

С целью упрощения конструкции устг ройства на магистрали 6 может быть

установлен обратный клапан, открьгоакяцийся под действием повьшёния давления в икжекционном смесителе от взывного сгорания горячей смеси газов и пропускающий в зону инжекции дополнительную дозу нейтрального газа азота.

При использовании стехиометричесг.- . ких ацетилено-кислородных смесей для нанесения покрытий из окисных материалов, в качестве блока изменения давления 5 применяют камеру разрежения. Камера разрежения соединена с инжекционным смесителем через клапан 7. При постоянно открытом клапане 7 в камере поддерживается постоянное разрежение за счет инжектирующего действия кислородной струи в смесителе 4.

0 При этом, при синхронном открывании при взрыве клапана 7 в зоне инжекции давление резко падает, что препятствует опасному сжатию ацетилена.

Сопло 9, снабженное рассекателем

5 II f не препятствует прохождению в ствол 10 дозвуковой газовой смеси, т.е. смеси рабочих газов из инжекционного смесителя 4, в то ж.е время, .рассекатель 11 оказывает значительное сопротивление сверхзвуковому потоку

0 продуктов детонации, возникающему в резул1-,тате инициирования взрыва.

Площадь каналов 15 рассекателя П подбирается расчет1н 1м путем, а длина каждого канала 15 должна быть не ме5нее 11 его диаметров.

1. Способ детонационного нанесения покрытий, заключающийся в инжекционном смешении горючего газа, кислорода и нейтрального газа, заполнении ствола образовавшейся, смесью газов, подале в ствол порошка и инициирования взрыва с последующим выб-. росом продуктами детонации порошка на поверхность изделия, отличающийся тем, что, с целью повышения взрывобезопасности процесса, в зоне инжекции одновременно с иниции-. рованием взрыва изменяют давление газа. 2. Способ поп.1,отличающ и и с я Teisi, что давление газов в зоне инжекции изменяют за счет дополнительной подачи в нее нейтрального газа. 3.Способ по п.I, отличаю1ц и и с я тем, что давление газов в зоне инжекции изменяют за счет под.ключения ее к камере разрежения, 4.Устройство для осуществления способа детонационного нанесения покрытий , содержащее ствол, систему подачи горючего газа, кислорода и нейтрального газа, инжекционный смеситель газов с вькодным соплом, систему подачи порошкового материата, узел ини1;р.ирования взрыва и блок управле1ШЯ.. отличающееся тем, что„ оно снабжено блоком иэменения давления в зоне инй екции, соединенным с инжекционным с месителем через клаО ® пан . 5.Устройство по П.4, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок изменения давления в зоне инжекции выполнен в виде резервуара с нейтральным газом. 6.З стройство по п. 4, отли|e fc4 чаю ш, е е с я тем, что блок изменения давления в зоне И1гжекции выполнен в виде камеры разрежеш-гя г |CS 7.Устройство попп.4,5, 6, о т Sjssa-is, л и ч а ю щ е е с я тем, что выходное сопло инжекциоЕ-1Ного смесителя снабжено рассекателем с цилиндрическими каналами 5 длина каждого из которых равна не менее ii его диаметрам,