RU2211096C2

RU2211096C2 - Method of flame spraying of powder coats and burner for realization of this method

Info

Publication number: RU2211096C2
Application number: RU2001125813/12A
Authority: RU
Inventors: В.Н. Хромов; Э.П. Плетнев; Н.Г. Абашев; В.Г. Верцов; А.Я. Коровин; В.В. Верцов; В.В. Барабаш
Original assignee: Орловский государственный аграрный университет
Priority date: 2001-09-20
Filing date: 2001-09-20
Publication date: 2003-08-27

Abstract

FIELD: high- temperature spraying using acetylene substitutes on hydrogen-oxygen mixture generated from water by means of electrolyzers. SUBSTANCE: proposed method is based on use of water steam as combustion product due to use of ecologically pure hydrogen-oxygen mixture as fuel and carrier gases and avoidance of back impact inside burner when hydrogen- oxygen mixture is used as carrier gas due to equalization of rate of escape of gases from powder channel and orifices of tip. Hydrogen-oxygen mixture generated by electrolysis from water is used as carrier gas and fuel gas; control of flame is effected by additional feed of carbon- containing gases, for example butane-propane to hydrogen-oxygen mixture. Burner proposed for realization of this method is provided with attachment on which tip is secured, bush with channel mounted in tip coaxially relative to central nozzle and cock for control of flow rate of carrier gas. Channel in bush is made in form of cylindrical orifice with chamfer which changes to tapering part having cylindrical section. Ratio of sizes of channel and outlet holes of tip of nozzle end-piece protects burner against back impact in channel. Use of hydrogen-oxygen mixture instead of oxygen or air as carrier gas considerably increases heat capacity of burner flame, thus excluding contamination of surrounding medium. EFFECT: reduction of toxic emissions; enhanced ecological safety. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к технике высокотемпературного напыления и может быть использовано при газопламенном напылении порошковых покрытий, в частности, при работе на газах-заменителях ацетилена, преимущественно на водородно-кислородной смеси, вырабатываемой электролизерами из воды. The invention relates to techniques for high-temperature spraying and can be used for flame spraying of powder coatings, in particular, when working on substitute gases of acetylene, mainly on a hydrogen-oxygen mixture produced by electrolyzers from water.

Известны способ и устройство для обработки поверхностей деталей газопламенным напылением, включающий подачу ацетилена и кислорода через смесительную камеру распылительной головки, подачу проволоки через ее центральный канал и подачу сжатого воздуха в одном направлении с проволокой и газопламенной смесью, при этом подачу сжатого воздуха производят через жиклер непосредственно в канал, по которому подают проволоку. A known method and device for treating the surfaces of parts by flame spraying, including the supply of acetylene and oxygen through the mixing chamber of the spray head, the wire through its central channel and the supply of compressed air in the same direction with the wire and the flame mixture, while the compressed air is supplied through the nozzle directly into the channel through which the wire is fed.

Устройство для газопламенного напыления поверхностей деталей содержит распылительную головку с каналами для подачи кислорода, ацетилена и сжатого воздуха и размещенную в ней направляющую втулку с каналом для подачи проволоки, при этом оно снабжено манжетой, установленной во входной части канала направляющей втулки и закрепленной с помощью пробки для предотвращения выхода воздушного потока навстречу подаваемой по каналу проволоке, и штуцером с жиклером для подачи сжатого воздуха в канал направляющей втулки [1]. A device for gas-flame spraying of surfaces of parts contains a spray head with channels for supplying oxygen, acetylene and compressed air and a guide sleeve placed therein with a channel for feeding wire, while it is equipped with a cuff installed in the inlet of the channel of the guide sleeve and secured with a plug for to prevent the air flow coming out to meet the wire supplied through the channel, and a fitting with a nozzle for supplying compressed air to the channel of the guide sleeve [1].

Однако известные способ и устройство не позволяют осуществлять подачу порошка и работают только на гибких порошкообразных жгутах и проволоках. However, the known method and device do not allow the supply of powder and work only on flexible powdery bundles and wires.

Известен газопламенный метод напыления покрытий, который состоит в формировании на поверхности изделий слоя из частиц напыляемого материала, обладающих достаточным запасом тепловой и кинетической энергии в результате взаимодействия со струей газового пламени. Струя пламени образуется в результате сгорания горючей смеси, вытекающей из сопловых отверстий горелки с большой скоростью. Напыляемый материал подают, как правило, внутрь факела пламени вдоль оси. Температура струи горючий газ - кислород при использовании ацетилена достигает 3200^oС, а скорость истечения 150-160 м/с. Попадая в струю, частицы порошкового материала нагреваются до жидкого или высокопластичного состояния и приобретают скорость 20-80 м/с. Скорость полета частиц порошка зависит от соотношения кислорода и горючего газа в смеси, количества обдувающего газа, расстояния от среза сопла, количества вводимого в пламя порошка и его плотности, гранулометрического состава и др. Материал, используемый для газопламенного напыления покрытий, не должен разлагаться и возгоняться в пламени и должен иметь достаточную разницу между температурами плавления и кипения (более 150-250^oС) [2].Known gas-flame coating spraying method, which consists in the formation on the surface of the product layer from particles of sprayed material having a sufficient supply of thermal and kinetic energy as a result of interaction with a jet of gas flame. A jet of flame is formed as a result of combustion of a combustible mixture flowing from the nozzle openings of the burner at high speed. The sprayed material is fed, as a rule, inside the flame of the flame along the axis. The temperature of the jet of combustible gas - oxygen when using acetylene reaches 3200 ^o C, and the flow velocity of 150-160 m / s. Once in the stream, the particles of the powder material are heated to a liquid or highly plastic state and acquire a speed of 20-80 m / s. The speed of the flight of powder particles depends on the ratio of oxygen and combustible gas in the mixture, the amount of blowing gas, the distance from the nozzle exit, the amount of powder introduced into the flame and its density, particle size distribution, etc. The material used for flame spraying of coatings should not decompose and sublimate in the flame and should have a sufficient difference between the melting and boiling points (more than 150-250 ^o C) [2].

Однако известный метод рассчитан на применение углеродсодержащих горючих газов, что загрязняет окружающую среду продуктами сгорания. However, the known method is designed for the use of carbon-containing combustible gases, which pollutes the environment with combustion products.

Известна горелка для газопламенного напыления порошковых покрытий, содержащая корпус с каналами для подачи горючего газа, окислителя, несущего газа, горючей и газопорошковой смесей, съемное устройство для подачи порошка с емкостью и промежуточным элементом, имеющим канал для подачи порошка из емкости и запирающий орган подачи порошка, несущую плиту, соединяющую съемное устройство с корпусом инжектора несущего газа, соединенным с выходом канала подачи несущего газа и размещенным перед входом канала для порошковой смеси под выходом канала для подачи порошка, и инжектор для горючего газа и окислителя, инжектор для несущего газа размещен в промежуточном элементе съемного устройства подачи порошка, в котором соответственно выполнены входное отверстие канала для подачи газопорошковой смеси и выходное отверстие проходящего через несущую плиту канала подачи несущего газа [3]. Known burner for flame spraying of powder coatings, comprising a housing with channels for supplying combustible gas, an oxidizing agent, a carrier gas, combustible and gas-powder mixtures, a removable device for supplying powder with a container and an intermediate element having a channel for supplying powder from the container and a locking body for supplying powder supporting plate connecting the removable device to the carrier gas injector body connected to the outlet of the carrier gas supply channel and placed in front of the inlet of the powder mixture channel under the outlet of the channel for powder supply, and an injector for combustible gas and an oxidizing agent, a carrier gas injector is arranged in an intermediate element of a removable powder supply device, in which respectively an inlet of a channel for supplying a gas-powder mixture and an outlet of a carrier gas supply channel passing through a carrier plate are made [3 ].

Известна горелка для газопламенного напыления порошков, содержащая корпус с продольно расположенными каналами для подачи горючего газа, окислителя и транспортирующего газа, закрепленный на выходном конце корпуса сопловой наконечник, кран для регулирования расхода транспортирующего газа [4]. Known burner for flame spraying of powders, comprising a housing with longitudinally arranged channels for supplying combustible gas, an oxidizing agent and a transporting gas, a nozzle tip fixed to an outlet end of the housing, a valve for regulating the flow rate of the transporting gas [4].

Известен наконечник газопламенной горелки, содержащий мундштук с центральным соплом и расположенными вокруг него по окружности сопловыми отверстиями, втулку, смонтированную в мундштуке соосно с центральным соплом, и трубку для подачи газопорошковой смеси, отличающийся тем, что с целью сокращения потерь порошка он снабжен пористой шайбой, установленной между торцом втулки и внутренним торцом мундштука, при этом сопловые отверстия выполнены с наклоном к оси центрального сопла под углом 5-15 [5]. A tip of a gas-flame burner is known, comprising a mouthpiece with a central nozzle and nozzle openings arranged around it, a sleeve mounted coaxially with the central nozzle in the mouthpiece, and a tube for supplying a gas-powder mixture, characterized in that it is provided with a porous washer to reduce powder losses, installed between the end face of the sleeve and the inner end of the mouthpiece, while the nozzle holes are made with an inclination to the axis of the central nozzle at an angle of 5-15 [5].

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по совокупности признаков является способ, основанный на нанесении покрытия на детали напылением газовой струей порошка, нагретого пламенем газа до жидкого или вязкотекучего состояния. Порошок подается в зону плавления с помощью транспортирующего газа. В этом случае порошок поступает в горелку, разгоняется потоком транспортирующего газа и на выходе из сопла попадает в пламя, где оплавляется и под действием струи горящих газов направляется на напыляемую поверхность, образуя покрытие [6]. Closest to the proposed invention in terms of features is a method based on coating a part by spraying with a gas jet a powder heated by a gas flame to a liquid or viscous state. The powder is fed into the melting zone using a conveying gas. In this case, the powder enters the burner, is accelerated by the flow of conveying gas, and at the exit of the nozzle it enters the flame, where it is melted and, under the influence of a jet of burning gases, is directed to the sprayed surface, forming a coating [6].

Однако известные горелки не позволяют применять в качестве горючего газа водородно-кислородную смесь, так как она создает окислительное пламя. Применение в них в качестве транспортирующего газа водородно-кислородной смеси может привести к обратному удару в канале для газопорошковой смеси. However, the known burners do not allow the use of a hydrogen-oxygen mixture as a combustible gas, since it creates an oxidizing flame. The use of a hydrogen-oxygen mixture as a transporting gas in them can lead to a back shock in the channel for the gas-powder mixture.

Задачей изобретения является уменьшение загрязнения окружающей среды и вредных выбросов в атмосферу, получение в качестве продукта сгорания водяного пара за счет использования в качестве горючего и транспортирующего газов экологически чистой водородно-кислородной смеси, предотвращение обратного удара внутри горелки при использовании в качестве транспортирующего газа водородно-кислородной смеси за счет выравнивания скоростей истечения газов из канала втулки и выходных отверстий мундштука для горючего газа. The objective of the invention is to reduce environmental pollution and harmful emissions into the atmosphere, to obtain water vapor as a combustion product through the use of an environmentally friendly hydrogen-oxygen mixture as a fuel and transport gas, to prevent a back shock inside the burner when using hydrogen-oxygen as a transport gas mixture due to the alignment of the velocities of the outflow of gases from the bushing channel and the outlet of the mouthpiece for combustible gas.

Поставленная задача достигается тем, что в способе газопламенного напыления порошковых покрытий, включающем подачу порошка из сопла горелки в зону плавления с помощью транспортирующего газа, оплавление порошка под действием струи горючих газов, напыление на поверхность покрытия, согласно изобретению в качестве транспортирующего газа и горючих газов используют водородно-кислородную смесь, вырабатываемую электролизом из воды, при этом регулирование пламени нормального характера струи горючих газов осуществляют дополнительной подачей к водородно-кислородной смеси углеродсодержащих газов, например пропан-бутана. The problem is achieved in that in the method of flame spraying of powder coatings, comprising supplying powder from the nozzle of the burner to the melting zone using a conveying gas, melting the powder under the influence of a jet of combustible gases, spraying onto the coating surface, according to the invention, as a conveying gas and combustible gases, are used hydrogen-oxygen mixture produced by electrolysis from water, while the regulation of the normal flame of a jet of combustible gases is carried out by an additional supply d to a hydrogen-oxygen mixture of carbon-containing gases, for example propane-butane.

Горелка для газопламенного напыления порошковых покрытий, содержащая корпус с расположенными каналами для подачи водородно-кислородной смеси и углеродсодержащего газа, например пропан-бутана, закрепленный на выходном конце корпуса сопловой наконечник, содержащий мундштук с центральным соплом и расположенными вокруг него по окружности сопловыми отверстиями, втулку, смонтированную в мундштуке соосно с центральным соплом, кран для регулирования расхода транспортирующего газа, снабжена стволовой насадкой, на которой закреплен мундштук, втулкой с каналом, смонтированной в мундштуке соосно с центральным соплом, и краном для регулирования расхода транспортирующего газа, при этом канал во втулке выполнен в виде цилиндрического отверстия с фаской, которое переходит в конусносужающуюся часть, продолжением которой является цилиндрический участок, причем площадь выходного отверстия канала втулки равна 0,5-1,3 суммарной площади выходных отверстий мундштука, то есть π(d)²/4 = (0,5...1,3)nπ(d₁)²/4, а длины частей канала имеют следующие размеры:
L=(4...6)d; L₁=(7...10)d; L₂=(0,5...0,6)D;
где
d - диаметр выходного отверстия втулки;
D - диаметр входного отверстия втулки;
L - длина цилиндрического участка канала втулки;
L₁ - длина конусносужающейся части канала втулки;
L₂ - длина цилиндрического отверстия с фаской;
π(d)²/4 - площадь выходного отверстия втулки;
nπ(d₁)²/4 - суммарная площадь сопловых отверстий мундштука для горючего газа, где n - количество отверстий, d₁ - диаметр выходного отверстия мундштука.A torch for gas-flame spraying of powder coatings, comprising a housing with located channels for supplying a hydrogen-oxygen mixture and a carbon-containing gas, for example propane-butane, a nozzle tip fixed to the outlet end of the housing, comprising a mouthpiece with a central nozzle and nozzle openings arranged around it, a sleeve mounted in the mouthpiece coaxially with the central nozzle, the valve for regulating the flow of transporting gas is equipped with a stem nozzle on which the mouthpiece is mounted , a sleeve with a channel mounted in the mouthpiece coaxially with the central nozzle, and a valve for regulating the flow of transporting gas, while the channel in the sleeve is made in the form of a cylindrical hole with a chamfer that goes into a tapered part, the continuation of which is a cylindrical section, and the area of the outlet channel sleeve is 0.5-1.3 total area of outlet openings of the mouthpiece, i.e. π (d) ^2/4 = (0,5 ... 1,3) nπ ( d ₁₎ ^2/4, and the length of the channel portions have the following sizes:
L = (4 ... 6) d; L ₁ = (7 ... 10) d; L ₂ = (0.5 ... 0.6) D;
Where
d is the diameter of the outlet of the sleeve;
D is the diameter of the inlet of the sleeve;
L is the length of the cylindrical section of the sleeve channel;
L ₁ - the length of the tapered part of the sleeve channel;
L ₂ - the length of the cylindrical hole with a bevel;
π (d) ^2/4 - Area of the output bushing holes;
nπ (d ₁₎ ^2/4 - the total area of the mouthpiece nozzle holes for combustion gas, where n - the number of holes, d ₁ - the diameter of the outlet of the mouthpiece.

Когда D = d и π(d)²/4>1,3nπ(d₁)²/4, то наблюдается обратный удар в горелке через канал втулки для транспортирующего газа. Если же d значительно меньше D и π(d)²/4<0,5nπ(d₁)²/4, то снижается производительность горелки по параметру подачи порошка.When D = d, and π (d) ^2/4> 1,3nπ (d ₁₎ ^2/4, then a reverse kick is observed through the sleeve in the burner channel for conveying gas. If d is much smaller than D and π (d) ^2/4 <0,5nπ (d ₁₎ ^2/4, then reduced burner performance parameter powder feed.

Предлагаемые геометрические параметры соплового наконечника горелки позволяют избежать обратного удара по каналу втулки, повысить качество покрытий за счет увеличения теплоемкости пламени горения. The proposed geometric parameters of the nozzle tip of the burner make it possible to avoid a backstroke on the bushing channel, to improve the quality of coatings by increasing the heat capacity of the combustion flame.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:
на фиг.1 - общий вид горелки (продольный разрез);
на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 (регулятор сечения подачи газа);
на фиг.3 - сопловой наконечник горелки.The invention is illustrated by drawings, where:
figure 1 is a General view of the burner (longitudinal section);
figure 2 is a section aa in figure 1 (gas flow cross section regulator);
figure 3 - nozzle tip of the burner.

Горелка содержит корпус 1 с каналом 2 для подачи углеродсодержащего газа, например пропан-бутана, каналом 3 для водородно-кислородной смеси, вырабатываемой электролизером из воды, и каналом 4 для транспортирующего газа, в качестве которого используют водородно-кислородную смесь. В качестве горючего и транспортирующего газов используют водородно-кислородную смесь, которую подают через ниппель 5 в канал 3 и 4. В канале 2 подачи углеродсодержащего газа, например пропан-бутана, и канале 3 подачи водородно-кислородной смеси, вырабатываемой электролизером из воды, установлены запорные клапаны 6 и 7, которые управляются рычагом 8, поворачивающимся вокруг оси 9 и имеющим рабочие поверхности 10 и 11, соответственно воздействующие на управляющий элемент 12 запорного клапана 6 и управляющий элемент 13 запорного клапана 7. Рабочие поверхности 10 и 11 выполнены таким образом, что при выключении сначала закрывается клапан 6, а затем клапан 7, в то время как при включении первым открывается клапан 7. Кроме того, в корпусе 1 выполнен канал 14 для подачи водородно-кислородной смеси и углеродсодержащего газа, например пропан-бутана, а в стволовой насадке 15 выполнен канал 16 для подачи газопорошковой смеси, соединенный с каналом втулки 16а, и каналы 17 и 18 для подачи горючей смеси. Канал 14 соединен с инжектором 19 для подачи горючего газа, например водородно-кислородной смеси, и углеродсодержащего газа, например пропан-бутана. Для регулирования подачи подводимого к инжектору 19 углеродсодержащего газа, например пропан-бутана, служит регулятор сечения подачи газа (фиг. 2), который выполнен в виде двух подпружиненных запорных клапанов: соответственно углеродсодержащего газа, например пропан-бутана - 20, и горючего газа, например водородно-кислородной смеси - 21. Клапан 21 установлен в глухом отверстии 22, а клапан 20 - в сквозном отверстии 23 корпуса 1 горелки и закреплены в них втулками 24 и 25. С другой стороны корпуса 1 горелки в сквозном отверстии 23 установлена игла 26 для регулирования подачи углеродсодержащего газа, например пропан-бутана, с регулирующим винтом 27. The burner comprises a housing 1 with a channel 2 for supplying a carbon-containing gas, for example propane-butane, a channel 3 for a hydrogen-oxygen mixture produced by the electrolyzer from water, and a channel 4 for a transporting gas, which is used as a hydrogen-oxygen mixture. As a combustible and transporting gas, a hydrogen-oxygen mixture is used, which is supplied through a nipple 5 to channel 3 and 4. In a channel 2 for supplying a carbon-containing gas, for example propane-butane, and a channel 3 for supplying a hydrogen-oxygen mixture generated by the electrolyzer from water, are installed shut-off valves 6 and 7, which are controlled by a lever 8, which rotates around the axis 9 and has working surfaces 10 and 11, respectively, acting on the control element 12 of the shut-off valve 6 and the control element 13 of the shut-off valve 7. The surfaces 10 and 11 are made in such a way that when turning off, valve 6 first closes and then valve 7, while when turning on, valve 7 opens first. In addition, a channel 14 for supplying a hydrogen-oxygen mixture and carbon-containing gas is made in housing 1 for example propane-butane, and in the stem nozzle 15 a channel 16 for supplying a gas-powder mixture is made, connected to a channel of the sleeve 16a, and channels 17 and 18 for supplying a combustible mixture. Channel 14 is connected to an injector 19 for supplying a combustible gas, for example a hydrogen-oxygen mixture, and a carbon-containing gas, for example propane-butane. To regulate the supply of carbon-containing gas, such as propane-butane, supplied to the injector 19, a gas supply cross-section regulator (Fig. 2) is used, which is made in the form of two spring-loaded shut-off valves: respectively, carbon-containing gas, for example propane-butane - 20, and combustible gas, for example, a hydrogen-oxygen mixture - 21. The valve 21 is installed in the blind hole 22, and the valve 20 is in the through hole 23 of the burner housing 1 and secured therein by bushings 24 and 25. On the other side of the burner housing 1, a needle 26 is installed in the through hole 23 re ulirovaniya supplying carbon-containing gas, for example propane-butane, with the adjusting screw 27.

Канал 4 для транспортирующего газа, в качестве которого используют водородно-кислородную смесь, соединен с отверстиями инжектора 28 для транспортирующего газа, выполненного в корпусе 1 горелки. Через корпус инжектора 28, кольцевую щель между иглой 29 игольчатого клапана подачи транспортирующего газа и каналом 30 транспортирующий газ проходит через калибровочное отверстие (инжекционное отверстие) 31 с высокой скоростью и пониженным давлением в смесительную порошковую камеру 32, создавая разрежение на выходе порошкового канала 33, что обеспечивает подсос порошка. В корпусе 1 горелки расположена распорная втулка 34 с отверстием для прохода порошка и втулка 35 с каналом 36 для газопорошковой смеси, соединенным с каналом 16 стволовой насадки 15. Channel 4 for transporting gas, which is used as a hydrogen-oxygen mixture, is connected to the holes of the injector 28 for transporting gas, made in the housing 1 of the burner. Through the injector body 28, the annular gap between the needle 29 of the carrier gas supply valve needle and the channel 30, the carrier gas passes through the calibration hole (injection hole) 31 with high speed and reduced pressure into the powder mixing chamber 32, creating a vacuum at the outlet of the powder channel 33, which provides powder suction. In the housing 1 of the burner there is a spacer sleeve 34 with an opening for the passage of powder and a sleeve 35 with a channel 36 for the gas-powder mixture connected to the channel 16 of the barrel nozzle 15.

Емкость для порошка 37 крепится двумя винтами 41. The powder container 37 is secured with two screws 41.

Канал 42 в упругой втулке 43 служит для подачи порошка из емкости для порошка 37. Регулирование подачи порошка производится путем изменения проходного сечения в упругой втулке 43 с помощью толкателя 44. The channel 42 in the elastic sleeve 43 serves to supply the powder from the powder container 37. The powder supply is controlled by changing the flow area in the elastic sleeve 43 using the pusher 44.

Регулирование подачи транспортирующего газа производится путем изменения проходного сечения кольцевой щели между иглой 29 и каналом 30 с помощью вентиля 52. The regulation of the supply of conveying gas is carried out by changing the bore of the annular gap between the needle 29 and the channel 30 using the valve 52.

К корпусу 1 горелки жестко присоединена рукоятка 53. К стволовой насадке 15 крепится сопловой наконечник 54, а с противоположной стороны корпуса 1 установлены штуцеры 55 и 56, к которым с помощью накидных гаек крепятся ниппели 5 и 57. Ниппели 5 и 57 присоединены к гибким шлангам (не показаны). A handle 53 is rigidly attached to the burner body 1. A nozzle tip 54 is attached to the barrel nozzle 15, and fittings 55 and 56 are installed on the opposite side of the housing 1, to which nipples 5 and 57 are attached using union nuts. Nipples 5 and 57 are attached to flexible hoses (not shown).

Сопловой наконечник 54 состоит из втулки 58 (см. фиг.3) и мундштука 59, которые крепятся к стволовой насадке 15 накидной гайкой. Мундштук 59 выполнен с центральным соплом 60 и расположенными вокруг него по окружности двенадцатью выходными отверстиями 61 для горючего газа. Втулка 58 смонтирована в мундштуке 59 соосно с центральным соплом 60. The nozzle tip 54 consists of a sleeve 58 (see figure 3) and a mouthpiece 59, which are attached to the stem nozzle 15 with a union nut. The mouthpiece 59 is made with a central nozzle 60 and twelve outlet openings 61 for combustible gas located around it around the circumference. The sleeve 58 is mounted in the mouthpiece 59 coaxially with the central nozzle 60.

Канал 16а во втулке 58 соединен с каналом 16 и выполнен в виде цилиндрического отверстия с фаской, которое переходит в конусносужающуюся часть, продолжением которой является цилиндрический участок, при этом площадь выходного отверстия равна 0,5-1,3 суммарной площади выходных отверстий мундштука, то есть π(d)²/4 = (0,5...1,3)nπ(d₁)²/4, a
L=(4...6)d; L₁=(7...10)d; L₂=(0,5...0,6)D;
где
d - диаметр выходного отверстия канала втулки;
D - диаметр входного отверстия канала втулки;
L - длина цилиндрического участка канала втулки;
L₁ - длина конусосужающейся части отверстия канала втулки;
L₂ - длина цилиндрического отверстия с фаской входного отверстия втулки;
π(d)²/4 - площадь выходного отверстия канала втулки;
nπ(d₁)²/4 - суммарная площадь выходных отверстий мундштука, где n - количество отверстий, d₁ - диаметр соплового отверстия мундштука.The channel 16a in the sleeve 58 is connected to the channel 16 and is made in the form of a cylindrical hole with a chamfer that goes into the tapered section, the continuation of which is a cylindrical section, while the area of the outlet is equal to 0.5-1.3 of the total area of the outlet of the mouthpiece, then is π (d) ^2/4 = (0,5 ... 1,3) nπ ( d ₁₎ ^2/4, a
L = (4 ... 6) d; L ₁ = (7 ... 10) d; L ₂ = (0.5 ... 0.6) D;
Where
d is the diameter of the outlet of the sleeve channel;
D is the diameter of the inlet of the sleeve channel;
L is the length of the cylindrical section of the sleeve channel;
L ₁ - the length of the conical-narrowing part of the hole of the sleeve channel;
L ₂ - the length of the cylindrical hole with a chamfer of the inlet of the sleeve;
π (d) ^2/4 - channel outlet area of the sleeve;
nπ (d ₁₎ ^2/4 - total area of the outlet apertures of the mouthpiece, where n - the number of holes, d ₁ - the diameter of the nozzle opening of the mouthpiece.

Работа горелки осуществляется следующим образом. The operation of the burner is as follows.

Через ниппель 5 в горелку подается горючий газ, в качестве которого используют водородно-кислородную смесь, а через ниппель 57 - углеродсодержащий газ, например пропан-бутан. Поворотом рычага 8 открывают сначала запорный клапан 7, а затем клапан 6. Водородно-кислородная смесь поступает в инжектор 19 и засасывает углеродсодержащий газ, например пропан-бутан, смешиваясь с ним. Образовавшаяся горючая смесь поступает по каналу 14 через каналы 17 и 18 стволовой насадки 15 в сопловой наконечник 54 горелки. Регулировка характера углеродсодержащего пламени осуществляется регулировочным винтом 27 (фиг.2). Водородно-кислородная смесь поступает через канал 4 и кольцевую щель между иглой 29 и каналом 30 в калибровочное отверстие 31 и, выходя из него, увлекает за собой порошкообразный материал, поступающий через канал подачи порошка 42 в упругую втулку 43, канал 33 и распорную втулку 34. Газопорошковая смесь по каналу 36 втулки 35 поступает в канал 16 стволовой насадки 15 и далее к сопловому наконечнику 54. Through nipple 5, a combustible gas is supplied to the burner, which is used as a hydrogen-oxygen mixture, and through nipple 57 a carbon-containing gas, for example propane-butane, is used. By turning the lever 8, first the shut-off valve 7 is opened, and then the valve 6. The hydrogen-oxygen mixture enters the injector 19 and draws in a carbon-containing gas, for example propane-butane, mixing with it. The resulting combustible mixture enters through the channel 14 through the channels 17 and 18 of the barrel nozzle 15 into the nozzle tip 54 of the burner. Adjusting the nature of the carbon-containing flame is carried out by the adjusting screw 27 (figure 2). The hydrogen-oxygen mixture enters through the channel 4 and the annular gap between the needle 29 and the channel 30 into the calibration hole 31 and, leaving it, entrains the powdery material coming through the powder supply channel 42 into the elastic sleeve 43, the channel 33 and the spacer sleeve 34 The gas-powder mixture along the channel 36 of the sleeve 35 enters the channel 16 of the barrel nozzle 15 and then to the nozzle tip 54.

Толкатель 44 меняет проходное сечение в упругой втулке 43, что позволяет регулировать подачу порошка и устанавливать оптимальный режим напыления, или перекрывает канал совсем. The pusher 44 changes the flow area in the elastic sleeve 43, which allows you to adjust the flow of powder and set the optimal spraying mode, or completely blocks the channel.

Предлагаемое соотношение размеров канала втулки и выходных отверстий мундштука соплового наконечника 54 предохраняет горелку от обратного удара по каналу 16. The proposed ratio of the dimensions of the channel of the sleeve and the outlet of the mouthpiece of the nozzle tip 54 protects the burner from the reverse impact on the channel 16.

В результате такого способа газопламенного напыления порошковых покрытий продуктами сгорания горючей смеси является водяной пар, что позволяет избежать загрязнения окружающей среды от вредных выбросов. Использование в качестве транспортирующего газа вместо кислорода или воздуха водородно-кислородной смеси значительно повышает теплоемкость пламени горелки. As a result of this method of flame spraying of powder coatings, the products of combustion of the combustible mixture are water vapor, which avoids environmental pollution from harmful emissions. The use of a hydrogen-oxygen mixture instead of oxygen or air as a transporting gas significantly increases the heat capacity of the burner flame.

Использование предлагаемого решения по сравнению с прототипом позволяет уменьшить загрязнения окружающей среды и вредных выбросов в атмосферу, получить в качестве продукта сгорания водяного пара за счет использования в качестве горючего и транспортирующего газов экологически чистой водородно-кислородной смеси, вырабатываемой электролизерами из воды, предотвратить образование обратных ударов в горелке по каналу втулки. Using the proposed solution in comparison with the prototype allows to reduce environmental pollution and harmful emissions into the atmosphere, to obtain water vapor as a combustion product by using environmentally friendly hydrogen-oxygen mixture produced by electrolysis from water as fuel and transporting gases, to prevent the formation of back shock in the burner along the bushing channel.

Источники информации
1. Патент РФ 2146582. Способ и устройство для обработки поверхностей деталей газопламенным напылением /Казаков В. М. , МКИ В 05 В 7/20, БИ 8, 20.03.2000.Sources of information
1. RF patent 2146582. Method and device for surface treatment of parts by flame spraying / Kazakov V. M., MKI V 05 V 7/20, BI 8, 03.20.2000.

2. Сварка и свариваемые материалы, в 3-х т. Т. II Технология и оборудование. Справ. изд. /Под ред. В.М. Ямпольского. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1998, 574 с., с.450 и 451. 2. Welding and materials to be welded, in 3 volumes T. II. Technology and equipment. Ref. ed. / Ed. V.M. Yampolsky. - M.: Publishing House of MSTU. N.E. Bauman, 1998, 574 p., P. 450 and 451.

3. А.с. СССР 1787568, МКИ В 05 В 7/20, БИ 2, 1993. 3. A.S. USSR 1787568, MKI V 05 V 7/20, BI 2, 1993.

4. А.с. СССР 1224009, МКИ В 05 В 7/20, БИ 14, 15.04.86. 4. A.S. USSR 1224009, MKI V 05 V 7/20, BI 14, 04/15/08.

5. А.с. СССР 1106543. Наконечник газопламенной горелки /В.К. Бабенко, В. В. Голубев, В.С. Ивашко и И.Л. Куприянов //Белорусское республиканское научно-производственное объединение порошковой металлургии, МКИ В 05 В 7/20, БИ 29, 07.08.84. 5. A.S. USSR 1106543. Tip of a gas flame burner / V.K. Babenko, V.V. Golubev, V.S. Ivashko and I.L. Kupriyanov // Belarusian Republican Scientific and Production Association of Powder Metallurgy, MKI V 05 V 7/20, BI 29, 08/07/08.

6. Батищев А.Н., Голубев И.Г., Лялякин В.П. Восстановление деталей сельскохозяйственной техники. - М.: Информагротех, 1995, 296 с., с.78 - прототип. 6. Batishchev A.N., Golubev I.G., Lyalyakin V.P. Restoration of agricultural machinery parts. - M .: Informationgrotech, 1995, 296 p., P. 78 - prototype.

Claims

1. The method of flame spraying of powder coatings, comprising feeding powder from the nozzle of the burner to the melting zone using a conveying gas, melting the powder under the influence of a jet of combustible gases, spraying onto the coating surface, characterized in that hydrogen-oxygen is used as the conveying gas and combustible gases the mixture produced by electrolysis from water, while the regulation of the normal flame of a jet of combustible gases is carried out by additional supply of carbon-hydrogen to the hydrogen-oxygen mixture ERZHAN gases.

2. The method according to claim 1, characterized in that propane-butane is used as the carbon-containing gas.

3. Burner for flame spraying of powder coatings, comprising a housing fixed to an outlet end of a housing a nozzle tip comprising a mouthpiece with a central nozzle and openings arranged around the circumference thereof, characterized in that it is provided with a barrel nozzle on which the mouthpiece is fixed, a sleeve with a channel mounted in the mouthpiece coaxially with the central nozzle and a valve for regulating the flow of transporting gas, while the channel in the sleeve is made in the form of a cylindrical hole with a bevel, which It becomes conically-tapered portion, which is a continuation of the cylindrical portion, wherein the area of the outlet channel of the sleeve is equal to 0.5-1.3 of the total area of outlets of the mouthpiece, and the channel length of the sleeve parts have the following dimensions:
L = (4-6) d; L ₁ = (7-10) d; L ₂ = (0.5-0.6) D;
where d is the diameter of the outlet channel of the sleeve;
D is the diameter of the inlet of the sleeve channel;
L is the length of the cylindrical section of the sleeve channel;
L ₁ - the length of the tapered part of the sleeve channel;
L ₂ - the length of the cylindrical hole with a bevel.