Горелка для газопламенного напыления легкоплавких порошковых материалов

Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

(51)05 7/20 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ГОРЕЛКА ДЛЯ ГАЗОПЛАМЕННОГО НАПЫЛЕНИЯ ЛЕГКОПЛАВКИХ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт механики и надежности машин Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Белоцерковский Марат Артемович Пунтус Игорь Леонидович Федаравичус Александр Владимирович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт механики и надежности машин Национальной академии наук Беларуси(57) 1. Горелка для газопламенного напыления легкоплавких порошковых материалов,преимущественно термопластичных полимеров, содержащая корпус с каналами подачи воздуха, горючего газа и порошкового материала, мундштук с осевым каналом для выхода порошка, газосмесительную камеру, коаксиально охватывающую мундштук, накидную гайку и сопловый наконечник с отверстиями для выхода горючей смеси, отличающаяся тем, что сопловый наконечник имеет хвостовик, на наружной поверхности которого выполнена винтовая канавка, а со стороны торца горелки между сопловым наконечником и накидной гайкой выполнена кольцевая щель шириной 25 мм. 7926 1 2006.04.30 2. Горелка по п. 1, отличающаяся тем, что между мундштуком и сопловым наконечником образован зазор 0,250,5 мм. 3. Горелка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что на сопловом наконечнике со стороны торца по центру выполнена выемка глубиной 39 мм. Устройство относится к технологии машиностроения, в частности к устройствам для формирования покрытий из порошков легкоплавких материалов, преимущественно термопластичных полимеров, и может быть использовано для защиты от коррозии деталей машин и элементов конструкций, а также для нанесения антифрикционных покрытий на рабочие поверхности деталей узлов трения. Известна горелка для газопламенного напыления легкоплавких порошковых материалов, преимущественно термопластичных полимеров 1, содержащая корпус с каналами подачи воздушно-порошковой смеси, ацетилена и кислорода, мундштук с осевым каналом для выхода порошка и цилиндрический сопловой наконечник с отверстиями для выхода горючей смеси. Недостатками известной конструкции горелки являются, во-первых, необходимость использования как кислорода, так и воздуха для нанесения покрытий, что экономически нецелесообразно, а во-вторых, большие радиальные размеры соплового наконечника для получения относительно небольших значений плотности теплового потока,не вызывающих деструкцию полимерного материала, потому что факел пламени ацетилен-кислородной смеси имеет температуру 30003150 С. В качестве ближайшего аналога служит горелка для газопламенного напыления легкоплавких порошковых материалов, преимущественно термопластичных полимеров 2. Горелка содержит корпус с каналами подачи воздуха, горючего газа и порошкового материала, мундштук с осевым каналом для выхода порошка, газосмесительную камеру, коаксиально охватывающую мундштук, накидную гайку и сопловой наконечник с отверстиями для выхода горючей смеси. Недостатком данного устройства является низкое качество покрытий и плохая стабильность процесса из-за налипания напыляемого полимера на торец сопла. Кроме того, недостатком является невозможность обеспечения качественного смешения рабочих газов в газосмесительной камере, что оказывает влияние на качество наносимых покрытий. Задачей изобретения является улучшение смешения компонентов горючей смеси для повышения качества наносимых покрытий и ликвидация налипания полимерного материала на торец сопла для обеспечения стабильности работы горелки. Поставленная задача решена в горелке для газопламенного напыления легкоплавких порошковых материалов, преимущественно термопластичных полимеров, содержащей корпус с каналами подачи воздуха, горючего газа и порошкового материала, мундштук с осевым каналом для выхода порошка, газосмесительную камеру, коаксиально охватывающую мундштук, накидную гайку и сопловой наконечник с отверстиями для выхода горючей смеси, в которой, согласно изобретению, сопловой наконечник имеет хвостовик,на наружной поверхности которого выполнена винтовая канавка, а со стороны торца горелки между сопловым наконечником и накидной гайкой выполнена кольцевая щель шириной 25 мм. Кроме того, между мундштуком и сопловым наконечником образован зазор 0,250,50 мм. Помимо того на сопловом наконечнике со стороны торца по центру выполнена выемка глубиной 39 мм. Повышение качества покрытий достигается за счет лучшего смешения компонентов горючей смеси в газосмесительной камере, имеющей форму винтовой канавки. При движении по винтовой канавке горючего газа и воздуха возникают циркуляционные токи или так называемая вторичная циркуляция, обусловливающая возникновение развитого турбулентного течения, которое повышает интенсивность перемешивания и обеспечивает получение качественной смеси. Выполненная на сопловом наконечнике со стороны торца по центру выемка глубиной 39 мм обеспечивает попадание частиц порошка непосредст 2 7926 1 2006.04.30 венно в самую горячую зону факела. Это позволяет интенсифицировать теплообмен между порошком и факелом, что также положительно сказывается на качестве наносимых покрытий. При выполнении выемки глубиной более 9 мм происходит налипание порошкового материала на торец сопла, а выемка с глубиной менее 3 мм не обеспечивает попадание частиц порошка непосредственно в самую горячую зону факела. Повышение стабильности работы горелки достигается за счет ликвидации налипания полимерного материала на торец соплового наконечника путем изменения его конструкции. Воздух, движущийся в зазоре шириной 0,250,50 мм между мундштуком и сопловым наконечником, с одной стороны, охлаждает мундштук, препятствуя налипанию полимерных частиц на его внутреннюю поверхность, а с другой - не позволяет налипать порошку на наружный торец мундштука. При выполнении кольцевого зазора вне указанных пределов происходит налипание полимерного материала на торец соплового наконечника. Кольцевая щель шириной 25 мм, выполненная со стороны торца горелки между сопловым наконечником и накидной гайкой, обеспечивает равномерное истечение газовой смеси. Кольцевая щель шириной менее 2 мм, препятствуя равномерному истечению газовой смеси, ухудшает процесс образования газового пламени. А при выполнении кольцевой щели шириной более 5 мм значительно увеличивается расход горючего газа, что экономически нецелесообразно. На рисунке представлена принципиальная схема предложенной горелки для газопламенного напыления. Горелка содержит корпус 1, к которому с помощью накидной гайки 2 крепится сопловой наконечник 3, содержащий хвостовик 4. В хвостовике 4 выполнены канал 5 подачи воздуха, канал 6 подачи горючего газа. Мундштук 7 коаксиально вставлен в сопловой наконечник с зазором 8 и содержит осевой канал 9 для подачи порошка. На наружной поверхности хвостовика 4 имеется винтовая канавка, образующая газосмесительную камеру 10 с внутренней поверхностью корпуса 1. Прокладка 11 препятствует выходу горючей смеси в обратном направлении, а стопорное кольцо 12 фиксирует положение вставки относительно корпуса в осевом направлении. На наружной поверхности корпуса выполнены кольцевые ребра 13, предназначенные для улучшения теплообмена корпуса горелки с окружающей средой. Со стороны торца горелки между сопловым наконечником 3 накидной гайкой 2 имеется кольцевая щель 14. В сопловом наконечнике 3 выполнены газовые сопла 15 для выхода горючей смеси. Горелка работает следующим образом. Из порошкового питателя (не показан) в осевой канал 9 мундштука 7 поступает непрерывной струей порошковый материал. В канал 5 поступает сжатый воздух, количество которого регулируется вентилем (не показан). В канал 6 поступает горючий газ, количество которого также регулируется вентилем (не показан). В газосмесительной камере 10 горючий газ и воздух равномерно перемешиваются и образуют горючую смесь, которая,поступая в сопла 15, образует на выходе из кольцевой щели 14 газовое пламя. Частицы порошка, проходя осевой канал 9, поступают в это газовое пламя и прогреваются до плавления, а затем под динамическим воздействием факела движутся в сторону заранее подготовленной поверхности подложки. Здесь частицы порошка деформируются, сцепляются с поверхностью и образуют сплошное полимерное покрытие. Горелка для напыления легкоплавких порошковых материалов, преимущественно термопластичных полимеров, улучшает смешение компонентов горючей смеси и ликвидирует налипание полимерного материала на торец сопла, а также обеспечивает возможность проведения процесса газопламенного напыления с высокой производительностью и с получением высоких коэффициентов использования напыляемого порошкового материала и качества напыленных покрытий. Кроме того, горелка имеет достаточно высокую технологичность конструкции, определяемую простотой в изготовлении, эксплуатации и ремонте, а также возможностью регулирования режимов нанесения покрытий непосредственно в процессе напыления. 3 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4

МПК / Метки

МПК: B05B 7/20

Метки: газопламенного, напыления, горелка, порошковых, легкоплавких, материалов

Код ссылки

<a href="http://bypatents.com/4-7926-gorelka-dlya-gazoplamennogo-napyleniya-legkoplavkih-poroshkovyh-materialov.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Горелка для газопламенного напыления легкоплавких порошковых материалов</a>

Похожие патенты