DE2717806A1

DE2717806A1 - Detonationsbeschichtungsanlage

Info

Publication number: DE2717806A1
Application number: DE19772717806
Authority: DE
Inventors: Anatolij Ivanovitsch Zverev
Original assignee: BONDARENKO ALEKSANDR SERGEEVITSCH
Current assignee: BONDARENKO ALEKSANDR SERGEEVITSCH
Priority date: 1977-03-28
Filing date: 1977-04-21
Publication date: 1978-10-26
Also published as: FR2396808B1; FR2396808A1; DE2717806C3; DE2717806B2; CH625977A5; GB1517679A

Description

1. Anatolij Ivanovitsch Zverev, Kiew/UdSSR

2. Aleksandr Segeevitsch Bondarenko, Ikaskau/UdSSR

P 64 662-M-61 21.April 1977 L/Br

BLTONATIONSEESCHICHTUNGSANLAGE

Die vorliegende Erfindung "betrifft Einrichtungen, die den Detonationseffekt in Gasen ausnutzen, insbesondere Anlagen zum Detonationsbeschichten durch Zerstäuben von Beschichtunssmaterialpulver mit den Verbrennungsprodukten eines Explosionsgemisches.

Vorteilhaft kann die vorliegende Erfindung beim

η
Auftragen von Überzüge aus feindispersen Pulvern vcn VYerk-

der
stoffen auf Grundlage schwerschiaelzender Verbindungen, wie zum Beispiel, Wolfram-, Chrom- und Molybdänkarbide Verwendung finden.

Es sind bereits Detonationsbeschichtungsanlagen bekannt, die einen Lxplosionsraum enthalten, der in Form eines an einem Lnde verschlossenen Rohres mit zumindest ein<_r darin angeordneten Zündkerze ausgeführt und mit einer Kammer zur Aufbereitung des xjcplosionsgemisches sowie mit einem Beschichtungsmaterialpulverdosator über dessen Mischkammer verbunden ist, die mit

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(p

einem Bunker durch einen Kanal in Verbindung steht, in dem eine Einrichtung zum Kegeln der Querschnittsfläche dieses

die

Kanals angeoidnet ist, und eine Strahldüse zur zwangläufigen Zufuhr des pulverförmig en Beschichtungsmaterials zu dem Explosionsraum aufweist.

Bei diesen Anlagen ist der Explosionsrauii in Fora eines geeichten Zylinderrohres ausgebildet, dessen Länge und Durchmesser entsprechend a_en Bedingungen gewählt werden, die zur Lrregung und Fortpflanzung einer durch Zünden des Explosionsgemisches erzeugten Detonationswelle im Explosionsraum ausreichen. Die Detonationsvyelle hat einen hohen Druck unu eine hohe Temperatur und pflanzt sich mit einer für den gegebenen Sprengstoff und die vorliegenden Verhältnisse gleichbleibenden und maximal möglichen Geschwindigkeit, die 2 bis 4 km/s erreicht, fort.

Die Kammer zur Aufbereitung des Explosionsgemisches enthält in ihren Wänden Ventile zur Zufuhr von Bestandteilen des Explosionsgemisches, wie Brenngas, Oxydationsmittel und Neutralblasegas za ihremMischhohlraum.

Die Anlage weist eine elektronische Steuereinheit auf.

Auf einen Befehl von der Steuereinheit öffnen sieη die Ventile der Kammer zur Aufbereitung des Explosionsgemisches in bestimmter Reihenfolge, und das im Mischhohlraum dieser Kammer entstandene Explosionsgemisch wird dem Explosionsraum zugeführt, zu dem gleichzeitig das Beschichtungsmaterialpulver aus der Mischkammer des Dosators zugeführt wird. Danach erfolgt das Durchblasen der Kammer zur Aufbereitung des Lxplosionsge-

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nisches mit Neutralgas, und das Lxplosionsgemisch wird mit Hilfe der Zündkerze im Lxplos ions raum gezündet.

Infolge der Intonation des Lxplosions^emisches treten in Lxplosionsraum ein hoher ^ruck und eine hohe Tenperatur auf, und es findet eine stürmische Lntv.icklung von Lxplosionsgasen statt, die sieh im Augenblick des Zerknallens in stark komprimierten Zustand befinden und jene physikalische Agenzien sind, während deren Umsetzung der augenblickliche übergang von Energie des ioqplosionsg episches in kinetische j-Jifci'gie der beweglichen Gase stattfindet.

-iese Lnergie wird auf die im Gasstrom schwebenden Pulverteilchen des Beschichtungsmaterials übertragen, wodurch sich diese erwärmen, ihre !Bewegung nimmt an Gesch.·.indigkeit zu, und diese !Teilchen bilden beim Austritt aus dem offenen Lude des Lxplosionsräumes einen Überzug auf der Oberfläche des vor dem Lxplosionsraum angeordneten Werkstückes aus.

Der Hauptnachteil dieser Detonationsbeschichtungsanlagen

besteht darin, daß bei Verwendung hochfeindisperser pulver-

ver

fömiger Eeschichtungsnaterialien eine Selbstdichtung xm Bunker erfolgt, wodurch eine ungleichmäßige Zufuhr des Pulvers zur Llischkaianer des Dosators und ferner zum Explosions raum bedingt ist. Dadurch wild die ζ ische Zufuhr des Beschichtungsmaterial· pulvers gestört und somit die Beschichtungsqualität im ganzen schlechter.

Zu den Kachteilen der bekannten Anlagen zählt auch der Umstand, daß sich die rückwärtslaufenden Stoßwellen, die die Detonation begleiten, kraft de^r Besonderhe des Detonations-

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beschichtun^svorganges nach allen Lichtungen gleich fortpflanzen und zusätzliche konstruktive und technologische Maßnahmen zun Schutz der Baugruppen der Anlage sowie des Beschichtungsnaterialpulvers ge^en den Einfluß der erhöhten Drücke und Temperaturen bei Mickschlägen erfordern.

Betriebserfahrungen mit den bekannten Anlagen ergaben,

daß das Hauptaugenmerk zur Erhöhung ihrer Arbeitsexaktheit

die

und Herstellung hochwertiger homogener Überzüge auch auf Mittel, die die zyklische Zufuhr einer Losis Beschichtungsmaterialpulver an einen streng vorgegebenen Abschnitt des Explosionsraumes gewährleisten, und auf Maßnahmen, die eine vollere Vermischung ües Explosionsgemisches mit dem Beschichtungsmaterialpulver sichern, gelenkt werden nuß d.h. es ist notwendig, daß sich seine Teilchen gleichmäßig im Strom der Explosionsprodukte verteilen und einen minimalen kompakten Abschnitt der Länge des Lxplosionsräumes nach einnehmen.

Ls ist Zweck der vorliegenden Erfindung, die erwähnten Nachteile zu beseitigen.

i>er Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Detonationsbeschichtungsanlace mit einer solchen konstruktiven Lösung der Baugruppen zu schaffen, die eine zyklische Dosierung des Beschichtungsmaterialpulveis in den Explosionsiaum und einen zuverlässigen Schutz der Baugruppen der Anlage gegen die Einwirkung der erhöhten Drücke und Temperaturen bei einem Rückschlag der Detonationswelle aus dem Explosionsraum gewährleistet» und die Beschichtungsqualität im ganzen zu verbessern und einen zuverlässigen Betrieb der Anlage zxx sichern vermag·

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Liese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einer Detonationsbeschichtuncsanlage, deren Explosionsraum in Form eines cn einem Ende verschlossenen üohres mit zumindest einer darin angeordneten Zündkerze ausgeführt und mit einer Karaner zur Aufbereitung des Lacplosionsgemisches sov/ie mit einem üosator für pulverförmiges Beschichtungsmaterial über dessen Mischkammer verbunden ist» die mit einem Bunker durch eine Kanal in Verbindung steht, in dem eine Einrichtung zum Regeln der Querschnittsfläche dieses Kanals angeordnet ist, und αie eine Strahldüse zur zvrangläufigen Zufuhr des pulverförmig en Beschichtungsmaterials in den Explosionsrauin aufweist, erfindurgsgemäß eine Trennwand aus gasdurchlässigem Material, die einen ringförmigen Hohlraum bildet, der mit einer Druckgasquelle in Verbindung steht, im Bunker dee Dosators equidistant zu aessen Wänden angeordnet ist, und im Kanal an seiner

vorgesehen ist. Verbindungsstelle mit den Bunker ein !rückschlagventil -.»-.

das den Kanal beim Hickschlag aus dem Explosionsraum absperrt.

ver

Lösung gestatte teine Selbst/dichtung des Be-

schichtungsmaterialpulvers im Bunker und insbesondere von feindispersem Pulver zu vermeiden, weil das Beschichtung smacerialpulver unter dem Linfluß des durch die gasdurchlässige Trennwand in den Hohlraum des Bunkers eindringenden Druckgases "aufzuwallen" scheint» was seinen freien Durchgang zu dem Kanal des Dosators und weiter zu dessen Mischkammer erleichtert, wodurch die Sicherheit der zyklischen Dosierung des Beschichtungsmaterialpulvers erhöht und seine Qualität somit verbessert wird.

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Außerdem schützt die Anordnung eines Rückschlagventils an der Verbindungsstelle mit dem Bunker^Lm Kanal des Dosatorsk vor dem Eindringen der locplosionswelle bei Bückschlägen aus dem Lxplosionsraum.

Das ist bei Verwendung feindisperser Pulver für Überzüge, die mit der locplosicnsY/elle leicht aus dem Bunker herausgeschleudert werden können, besonders wichtig.

Insgesamt ermöglicht dies die Arbeit der Anlage exakter, produktiver und rentabler zu machen.

Es ist zweckmäßig, eine Querteilfuge im Dosator-

gehäuse an der Verbindungsstelle des Kanals mit dem Bunker

vorzusehen und eine nachgiebige Menbran^v, die in

dieser Teilfuge angeordnet ist und eine mit dem Kanal gleichachsige Durchgangsbohrung aufweist, die den Kanal mit dem Hohlraum unter dem Bunkerboden verbindet, in dem Durchgangsbchrungen zum Durchgang des Beschichtungsmaterialpulvers auf

und die

dem Umfang vorgesehen sind,VaIs Buckschlagventil dient, wobei ein kegelförmiger Vorsprung, der als Sitz dient, die öffnung in der Membran während ihrer Durchbiegung beim Kück-

und

schlag überdeckt am Boden gegenüber der Öffnung in der Membran ausgebildet sein kann.

bietet
Diese Lösung die Möglichkeit , die Montage

des Bunkers mit dem Dosator während Herstellung und beim Betrieb der Anlage zu vereinfachen und zu beschleunigen. Das

erleichtert Vorhandensein der Querteilfuge außerdem den Zugang zur Membran des Bückschlagventils und zu der unter dieser im Kanal des Dosators angeordneten Einrichtung zum Segeln der Quer-

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schnittsfläche dieses Kanals zwecks deren Besichtigung, Reinigung und Reparatur .

Die Ausführung des Sitzes vcm Rückschlagventil an der

unteren Oberfläche des Bunkerbodens dabei/ermöglich t es die L! embr anÖffnung sicherer abzusperren und somit den Gaseinbruch in den Bunker bei Rückschlägen aus dem Explosionsraum zu verhindern.

diesem

Ia Bunker kann gleichachsig mit ein Rohr aus gasdurchlässigem Material angeordnet werden, dessen oberes Lnde durch

ein

eine Öffnung im Bunkerdtckel gelassen und mit einer Druckgasquelle verbunden iyt, während sich das untere Lnde des Kohres auf den am Bunkerboden ausgebildeten kegelförmigen Vorsprung stützt und auf dem Rohrumfang gleichmäßig verteilte Öffnungen zum Gasdurchfluß in den Bunker aufweist, deren Achsen unter gleichem Winkel zu seinem Boden gerichtet sind.

Diese Lösung gestattet, die Fließfähigkeit des Beschichtungsmaterialpulvers an dessen Eintrittsstelle in den Kanal des Dosators zusätzlich zu erhöhen und gleichzeitig eine Zwangaufladung des Pulvers in die Mischkammer des Dosators zu deren Strahldüse zu verwirklichen.

Es ist ferner zweckmäßig, die Einrichtung zum Regeln der Querschnittsf e des Dosatorkanals als ein darin koaxial angeordnetes Rohr aus elastischem Werkstoff mit zu beiden Seiten davon angeordneterDüse und elektromagnetischem Ventil auszubilden, die gleichachsig miteinander angeordnet sind und mit dem Rohr zur Änderung seines Querschnitts zus aiamenw ir k en.

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Das Vorhandensein der Löise \ } ein st ι äff es und störungsfreies Arbeiten des Dosators bei der Regelung der losen des Beschichtungsnaterialpulvers^gewährleiste^ während das elektromagnetische Ventil eine Kontrolle über die Dosenzufuhr ermöglicht.

D.S Vorhardensein der Düse und des elektromagnetischen Ventil^ } weiter eine genaue Regelung der Querschnittsfläche des elastischen Rohres und somit des Dosatorkanals und folglich eine piäzise Portionsdosierung des Beschichtung smaterialpulveis^ewähi leiste ^

Außerdem<. ^ das elektromagnetische Ventil die Überwachung der Zufuhr der Pulverportionen an den Explosionsraum

. _N kann,

^gewährleistet/ und falls notwendig, das Rohr vollständig überdecken und die Unteibrechunc der Pulverzufuhr sicherstellen.

Gemäß einer Ausführungsvariante steht die

Löschkammer des Dosators mit dem Explosionsraum über einen Zuleitungsstutzen in Verbindung, dessen entsprechendes Ende in einer axialen Durch^angsbohrurv; angeordnet ist, die an der Stirnfläche des verschlossenen Endes des Explosionsraumes angebracht ist.

Diese Lösung ^ /► Optimalparameter der Zufuhr des Beschichtungsnaterialpulvers an den Explosionsraum und die Ausbildung einer homogenen zweiphasigen Explosionsgemisch-Pulver-

eine -Strömung darin^gewährleist* } was Verbesserung der Beschichtungsqualität begünstigt.

Is ist zweckmäßig, die Verbindung der Mischkammer des Dosators mit dem Explosionsraum in kleinbauenden Anlagen mit

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axialer Zuführung ^yoⁿ Beschichtun^smaterialpulver zu ver-

<r>

sehen , die zum Detonationsauftrag en von Überzügen aus/

bestehenden/Pulvern . . . \ . .

(hauptsächlich aus einea Material/bestimmt sind.

Gemäß einer anderen Variante ist der Lxplosionsrauni seiner Länge nach zusammengesetzt aus zwei teleskopisch miteinander veibundenen Teilen ausgeführt, vcn denen das Schwänzende ^ußenteil ist und das zweite Teil teilv;eii>e umgibt, in de.2 eine Zündkerze angebracht ist und das mit einer

dazwischen

Strahldüse endet, wobei ein Innenhohlraum entsteht, und die Verbindungsstelle dieser Teile des Explosions-

ist raunes von außen mit einem Kingmantel umschlossen, der mit den: Schwänzende einen Hohlraum bildet, der mit dem Innenhohlraum und der Mischkammer des Dosators in Verbindung steht.

Die Ausführung des Lxplosionsraumes seiner Län^e nach zusammengesetzt aus zwei teleskopisch miteinander verbundenen Teilen unter Bildung eines Innenhohlraumes an ihrer Verbindungsstelle ^ y die liöclichkeit^Liefeit jt ein konstantes Lxplosionsgemischvolunen, das zum Auswerfen des Pulvexs aus dem Explosionsraum nötig ist, sowie eine streng vorgegebene Beschleunigungsstrecke zu erhalten, auf der die Übertragung der Energie des Verbrennungsproduktstromes des Explosionsgeuisches an die Pulverteilchen des Beschichtungsmaterials erfolgt, was letzten Lndes einen der wichtigen Faktoren darstellt, die die Herstellung homogener Überzüge mit hohen Nutz-eigenschaften beeinflussen.

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Dadurch, daß der Teil des Lxplosionsräumes mit den offenen Lnde als Außenteil und der Innenteil mit einer Strahldüse endend ausgeführt ist, wird die Möglichkeit geboten, die Geschwindigkeit des Verbrennungsproduktstromes des i^.plosionssemisch.es am Ausgang der Strahldüse beträchtlich zu erhöhen sen ie einen sog für Pulver aus dea Dosator aufgrund des Unterdrucks am Austrittsquerschnitt der Strahldüse zu erzeugen und somit die Energie des Verbrennungsproduktstromes des Lxplosionsgemisches zur förderung des Beschichtungsmaterialpulvers in den iüxplosionsraum auszunutzen.

Das Vorhandensein des Hingmantels, der einerseits mit dem Dosator und andererseits mit dem Hohlraum, in dem die Düse angeordnet ist, in Verbindung steht, gestattet, bei rela-

eine tiv kleinen Abmessungen des Explosionsraumes Voraufladung des Pulvers zu erzeugen und, was besonders wesentlich ist, den Dosator gegen eventuelle Rückschläge und Flammenrückschlag zu schützen und dadurch eine hohe Betriebssicherheit und -exaktheit der Anlage zu gewährleisten. Ls ist vorteilhaft, den Hohlraum des Mantels mit dem

zu

des Schwanzendes des locplosionsraumes mittels Kanälen * verbinden, die in den Wänden dieses Teils des lacplosionsraumes gleichmäßig auf seinem Umfang verteilt ausgebildet und deren Achsen in einer der Anordnung des offenen Lndes des Explosionsraumes entgegengesetzten Lichtung unter gleichem Win-" sind

kel geneigö, während die Austiittsöffnungen dieser Kanäle in Hinblick auf das offene Ende des Explosionsramme hinter dem Strahlendüsenaustritt angeordnet sind.

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Diese Lösung läßt einen gleichmäßigeren und wirksameren einlauf des Beschichtungsmaterialpulvexs in den Hohlraum des Lxplosionsrauiaes, v?o die Strahldüse Platz findet, sowie eines Sog des Pulvers aus dea Dosator aufgrund des dadurch erzeugten Unterdrucks erhalten.

Der Abstand zwischen den Achsen der Auslauföffnungen der

Kanäle in den V.ändert des Schwanzendes des Lxplosionsraunes und

dem _φ -fachen des

der Achse der Zündkerze kann zwischen 15 bis 60 Innendurchmesser des Innenteils vom Lxplosionsraum gewählt «erden.

Diese Lösung die Möglichkeit /bietet, den Lxplosionsraum optimal zu bemessen sowie die Linführungsstelle des Beschichtungsmaterialpulvers unter dessen minimaler Verteilung über die Länge des ucplosionsiaumes genauer zu bestimmen, wodurch die V.irtschaftlichkeit der Anlage erhöht v/ird.

Der Abstand zwischen den Achsen der Auslauföffnungen der Kanäle in den Wänden des Schwänzendes des Lxplosionsraumes und der Schnittstelle von seinem offenen Lnde kann zwischen 15 bis 160 Innendurchmesser betragen.

Die Auswahl der Länge des Schwanzendes des Explosionsraumes in diesen Grenzen liefert die Möglichkeit, die Energie des Verbrennungsproduktstromps des Gasgemisches in Abhängigkeit von dem Beschichtung^ jerial vollständiger zur Beschleunigung und Bewegung der Beschicutungsmaterialteilchen auszu-

guten

nutzen una dadurcn homogenere überzüge mit Betriebseigenschaften herzustellen.

Ls ist technisch vorteilhaft, wenn die Wände des Hohlraumes vom Schwcnzende des locplosionsraumes einen in Dichtung

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des offenen Lndes des Explosionsräumes sich verengenden kegelförmigen Abschnitt aufweisen, der über einen zylinderförmigen Abschnitt und einen Abschnitt mit Ge^enkegel in einen zylinderförmigen Abschnitt übergeht, der sich unweit des offenen Lndes vom L: plosionsraun befindet.

Liese Lösung/^ \die Möglichkeit<biete ta die Geschwindigkeit des Verbrennungsproduktstromes des Lxplosionsgemi-

sches am Ausgang der Strahldüse wesentlich zu erhöhen und aufeinen grund des dadurch erzeugten Unterdrucks Sog des Pulvers

aus dem Dosatcr zu schaffen.

Nachstehend wird die Erfindung unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert; es zeigt Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Gesamtansicht

einer
der ersten Variante erfindungsgemäßen Detcnationsbeschich-

tungsanlage,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Stelle ^MA^H in Fig. 1

in größerem Maßstab _y

< V
Fig 5 eine Gesaatansicht/der erfindungsgenäßen Detonat ions beschic htungsanlase ^er zweiten Variante)) Fig. 4 einen Schnitt gemäß Linie IV-IV in Fig. 3.

eine

Die Detonationsbeschichtungsanlage enthält Explosionsraum 1 (Fig. 1), eine Kammer 2 zur Aufbereitung des Lxplosionsgemisches und einen Dosator 3 für Beschichtungsmaterialpulver, die mit dem Explosionsiaum 1 in Verbindung stehen.

Der Explosionsraum 1 ist in Form eines geeichten, an einem Lnde verschlossenen Zylinderrohres ausgeführt· in dem an dieser Stelle eine Zündkerze 4- angeordnet ist. Mit der Kammer

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2 zur Aufbereitung des Explosionsgemisches ist der Explosions raux 1 über ein als Eohrschlagen ausgebildetes Schutzrohr 5 und ein Sichrheitsventil 6 verbunden.

ein

Der Beschichtun^smateiialpulverdosator 3 weist . Gehäuse 6 (Fig. 2) mit einer Mischkammer 9 und einem Kanal 11 auf, der diese mit einem Bunker 10 verbindet.

Bei der ersten Variante (Fig. 1) der Detcnationsbecchichtungsanlage ist die Mischkammer 9 des Dosators 3 gleich achsig mit den Lxplosionsraum 1 angeordnet und über einen Zuleitunssstutzen 12 damit verbunden, dessen entsprechendes Ende in einer axialen, an der Stirnfläche des verschlossenen Lndes des i-xplos ions räume s 1 angebrachten Durchgiin^sbohrung angeordnet ist.

In der Mischkammer 9 des Dosators 3 ist koaxial d#u eine Strahldüse 13 (Fig. 2) zur Zwangförderung des Eeschichtungsmaterialpulvers "B" in den Explosionsraum I angeordnet.

Ler Längskanal 14 der Düse 13 steht mit einer (nicht dargestellten) Quelle von Druckgas, das das Pulver befördert, in Verbindung.

sich Die Wände 15 des Bunkers 10 haben die Form eines nach

unten verengenden Kegelstumpfes und gehen in dessen Boden 16 über. Von oben ist der Bunker IO mit einem Deckel 17 verschlossen, der eine öffnung zum Rillen des Bunkers 10 mit Pulver ¹¹B" aufweist.

Erfindungsgemäß ist eine Trennwand 18 aus gasdurchlässigem Material, die einen mit der Druckgasquelle verbundenen ringförmigen Hohlraum 19 bildet, im Bunker 10 äquidietant von dessen ?/^ncLen 15 angeordnet·

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Außerdem ist im Bunker 10 gleichachsig da.zu ein hohr aus gasdurchlässigen Material angeordnet, dessen oberes Lnde durch die öffnung χά Deckel 17 des Bunkers IO gelassen und ait der Druck£a3cuelle verbunden ist, während sich das untere Imde auf einen am Boden 16 des Bunkers 10 ausgebildeten kegelförmigen Vorsprung 21 stützt und auf de-i Umfang'des Rohres 20 gleichmäßig verteilte Öffnungen 22 zum Gasdurchfluß in den Hofcuraum des Bunkers 10 aufweist. Die Achsen dieser öffnungen 22 sind unter gleichem Winkel zum Boden 16 des Bunkers 10 gerichtet.

Als luftdurchlässiges Material für die Trennwand lü und

ein

das B.ohr 20 kann Metallkeramik oder beliebiger sonstiger werkstoff (zum Beispiel Filz, Metallnetz, Nessel) Verwendung finden, dessen Porosität zum freien Durch^tritt £_es Gases aus dem ringförmigen Hohlraum 19 und dem Inneren des Kohres 20 in den Hohlraum des Bunkers 10 ausreicht.

Dabei darf das luftdurchlässige Material natürlich nicht das feindisperseste Beschichtungsmaterialpulver ^WB" aus dem Hohlraum des Bunkers 10 durchlassen.

Der Durchtritt des Gases in den Hohlraum des Bunkers

10 durch die gasdurchlässige Trennwand 18 und die Wände des

ver Eohres 20 gestattet, dx_e Selbstdichtung von Pulvern, insbesondere von feindispersen Pulvern an den Wänden des Bunkers 10 zu verhindern und deren freien Durchgang in den Kanal 11 des Losators 3 zu gewährleisten.

Im Gehäuse 6 des Dosators 3 ist an der Verbindungsstelle des Kanals 11 und des Bunkers 10 eine Querteilfuge ausgeführt, die durch zwei auf dem Umfang mittels Schrauben 23 miteinander verbundene Flansche £| ,und 2Ä £äbildet ist.

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Im Kanal 11 des Gehäuses 8 des !»osators 3 ist an seiner Verbindungsstelle mit den Bunker 10 ein Rückschlagventil angeordnet, das den Kanal 11 bei einem Rückschlag aus dem Lxplosionsraua I absperrt.

Als rückschlagventil dient eine nachgiebige Membran 26, die in der erwähnten Teilfu^e zwischen den Flanschen 23 und 24 angeordnet ist und eine mit dem Kanal 11 gleichachsige Durchgan^sbohrung 27 aufweist, die den Kanal 11 mit dem Hohlraum unter dea Eoden 16 des Bunkers 10 verbindet. Im Boden 16 des Bunkers sind auf seinem Umfang Durchsangsbohrungen zum Durchgang des Eeschicatungsmaterialpulvers in den Kanal 11 vorgesehen. Dabei ist ein kegelförmiger Vorsprung 28, dex als l.ückschlagventilsitz dient und die öffnung 27 in der Membran 26 während ihrer Durchbiegung beim Rückschlag überdeckt, am Boden 16 gegenüber der Öffnung 27 in der Membran 26 ausgebildet.

Im Kanal 11 des Gehäuses 8 des Dosators 3 ist eine Einrichtung zum Hegeln der Querschnittsfläche dieses Kanals 11 angeordnet.

Liese Linxichtung enthalt ein im Kanal 11 angeordnetes elastisches I<ohr 29 und eine Düse 30 sowie ein elektromagnetisches, den Kanal 11 überc .endes Ventil 31» die beiderseits des Eohres 29 untergebracht sind.

Die Regelung der Pulverdosen erfolgt durch die Düse 30, die in einem Gewindedurchgangsloch im Gehäuse 8 des Dosators 3 gleichachsig mit der Spindel 32 des elektromagnetischen Ventils 31 angeordnet und mit einer Schraubenmutter 38 gesichert ist.

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Lurch Irenen der Düse J>0 kann der Spalt zwischen ihr und der Spindel 32 des elektromagnetischen Ventils 31 und scnit dex Querschnitt des elastischen Bohres 29» in dea sich das Beschichtunosmaterialpulver ^HB^M von dam Bunker IO in die Mischkammer 9 des Dosators 3 bewegt, geändert v/erden.

Die Kammer 2 (Fi^. 1) zur Aufbereitung des £zplosionsgeaisches steht über elektromagnetische Ventile 34, 35 und 36, die in Zuführungsieitun£en 37, 38 bzw. 39 angeordnet sind, mit (nicht dargestellten) Quellen von Lxplosionsgemischbestandteilen in Verbindung.

An dex beschriebenen Anlage verbindet das VenUil 34 die Kammer 2 mit einer Quelle für Oxydationsmittel (Sauerstoff), das Ventil 35 nit einer Quelle für Neutralgas (Stickstoff), und über das Vtntil 36 wird Brennstoff (Azetylen) zugeführt·

Außer den erwähnten Stellgliedern enthält die Anlege einen Hochspannungsgenerator 40, der Impulse an die Zündkerze 4 gibt, mit deren Hilfe das Explosionsgeaisch 6^ezündet wird.

Bei der zweiten, in Fig. 3 gezeigten Variante der Detonationsbeschichtungsanlage ist der Explosionsraun 1 seiner Länge nach zusammengesetzt aus zwei teleskopisch miteinander verbundenen Teilen 41 und 42 ausgeführt, von denen das Schwänzende 41 (rechts in Fig. 3) des Explosionsraumes 1 Außenteil ist und das zweite -innere-Teil 42 teilweise umgibt, wobei ein

da
Innenhohlraum 43 zwischen entsteht.

Das zweite Teil 42 des locplosionsiaumes 1 endet mit einer Strahldüse 44, die in dem . Hohlraum 43 angeordnet ist. Außerdem ist die Zündkerze 4 im zweiten Teil 42 unweit des verschlossenen Lndes des Explosionsraumes 1 angebracht·

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Die Verbindungsstelle der genannten Teile 41 und 42 des Explosionsraumes 1 ist von außen mit einem Ringaantel 45 umschlossen, der mit dem Schwänzende 41 einen Hohlraum 46 bildet, der mit dem Hohlraum 43, in dem die Strahldüse 44 Platz findet, und mit der Mischkammer 9 (Fig. 2) des Dosatcrs 3 in Verbindung steht.

Der Hohlraum 46 des Mantels 45 ist mit dem Hohlraum 43, in dea die Strahldüse 44 angeordnet ist, über in den Wänden des Sch..anzendes 41 des Lxplos ions räume s 1 gleicnmäßig auf seinen Umfang verteilt ausgebildete Kanäle 47 (Fig. 3 und 4) verbunden. Die Achsen dieser Kanäle 47 sind in einer der Anordnung des offenen Endes 48 (Fig. 3) des Explosionsraumes 1 entgegengesetzten Richtung unter gleichem Winkel geneigt. Dabei sind die öffnungen zum Auslauf dieser Kanäle 47 in den Hohlraum 43 in Hinblick auf das offene Ende 48 des Explosionsraumes hinter dem Austritt 49 der Strahldüse 44 angeordnet.

Es wurde experimentell gefunden, daß der Abstand I, zwischen den Achsen der Austrittsöffnungen der Kanäle 47 und der Achse der Zündkerze 4 zweckmäßigerweise zwischen 15 bis 60

η
Innendurchmesser dj des Innenteils 42 des Explosionsraumes 1

gewählt wird.

Es ist vorteilhaft,den Abstand Ip zwischen den Achsen der Austrittsöffnungen der Kanäle 47 in den Wänden des Schwanzendes 41 des iocplosionsraumes 1 und der Schnittstelle seines

Bereich von

offenen Endes 46 ebenfalle in einem 15 bis 60 Innendurchmessern dp dieses Endes 48 zu wählen·

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Die .Vände des Hohlraumes 43 weisen zwischen den Ililen und 42 des Explosions!· umes 1 einen in ι dchtung des offenen inCes 46 des Lxplocionsraumes I sich veie-r^ enden kegelförmigen Abcchnitt 50 auf, der über einen zvlinderförnigen Abschnitt 51 und einen Abschnitt 52 mit Gegenkegel in einen zylinderförmigen Abschnitt 53 übergeht;, der sich in der Nähe des offenen ioades 48 des locplos ions räume s 1 befindet.

Zur Auswahl der optimalen Betriebsbedingungen der Strahldüse 44 kann der Abstand h (Fig. 3) zwischen ihrem Austritt 49 und dem Lintritt in den zylinaerförniigen Abschnitt 52 des Sch.anz.endes 41 des locplosionsraumes 1 durch gemeinsame Verschiebung des Innenteils 42 des Lxplosionsraumes 1 und der Düse 44 in Axialrichtung geregelt werden.

Die wirkungsweise der itetonationsbeschichtungsanlage in der ersten Variante (Fig. 1) ist wie lolgt.

Entsprechend dem vorgegebenen Zyklcgrana gibt

die elektronische Steucreinhiet 54 (Fig. 1) Impulse (deren

die

Iiichtuiig in Fig. 1 mit Pfeilen angedeutet ist) an elektromagnetische¹¹ Steuerventile 31» 34, 35, 36, 55 und 56. Die Steuereinheit 54- sendet auch ein Signal an den Hochspannungüimpul.^eneraüor 40 auc, der ein Signal zum Zünden des iirplosionsgemisches im xocplosionsraum 1 der Zündkerze 4 zuführt.

Während des gesamten Betriebes der Anlage ist das Ventil 56 Offen und gewährleistet Durchwirbelung des Gases, das über eine Hauptleitung 57 in den ringförmigen Hohlrau¹19 (Fig. 2) des Bunkers 10 und ferner durch die Lüftungstrennwand 18 und das Bohr 20 in den Hohlraum 10 einströmt, das Beschich-

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tuivrcnateiialpulver ¹¹B" auflockert und weiter durch einen Stutzen 58 im Deckel 1? des Bunkers 10 ins Fxeie ausströmt.

Ia Anfangszeitpunkt öffnen sich die elektromagnetischen Ventile 2^» 35 und 3d (für Cxydatiomaaittel, Keutralgas und ErerbstGff) auf einen Befehl von der Steuereinheit 5^t wobei das HouLtralgasventil 35 sich in zv.ei Stellungen "offen¹¹ oder "5 esc hl oss en" befinden kann, je nachdem was für ein iocplosionsgeaisch im Prozentverhältnis zwischen den Bestandteilen notwendig ist.

lAirch Zusatz von verschiedenen Neutralgasmengen zum Lxplosionsgemisch kann man mit Hilfe des Ventils 35 Teaperatur, Druck und Geschwindigkeit der Detonationswelle in weiten Grenzen regeln und somit den erforderlichen Betriebszustand der Anlage für verschiedene Beschichtungsmaterialien schnell ausv/ählen.

Eeim Öffnen der Ventile 34-, 35 und 36 strömen Oxydationsmittel, Neutralgas und Brennstoff in die Kammer 2 ein, τ/ο sie sich vermischen,wobei sie ein homogenes Explosionsgemisch bilden, das beim Durchfluß durch das Rückschlagventil 6 und

das Schutzrohr 5 den Lxplosionsiaum 1 füllt.

Die Men^e von dem * ihichtuncsmaterialpulver "B^H wird durch den Josator 3 bestimmt, dei wie folgt arbeitet.

Auf einen Befehl von der Steuereinheit 54 werden die Ventile 31 und 55 gleichzeitig geöffnet. Beim Auslösen des Ventils 31 wird seine Spindel 32 eingezogen, wobei sie den Durchflußquerschnitt des elastischen Rohres 29 öffnet.

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31*

Unter dem Einfluß des Gasstromes, der durch das Ventil

55 iß den Kanal 14 der Lüse 13 einströmt, wird in der Mischkammer 9 des ^osators 3 ein Unterdruck erzeugt, der einen Sog des Pulvers ¹¹B" auL. dem Kohr 29» in welchfcs es aus deia Bunker 10 durch die öffnungen in seinen Boden 16 und die Öffnung 27 in der Membran 26 eintritt, in diese Kammer 9 verursacht. Unter dem Einfluß derselben Lüse 15 strömt das Trägergas gemeinsam mit dem Pulver "B" aus der Mischkammer 9 in den zylinderförmi^en Abschnitt 59 des Stutzens 12 ein, wo sie sich vermischen und nach Passieren eines erweiterten Kegels 6ü in den Explosionsraum 1 eintreten.

Nach der Auffüllung des Lxplos ions raumes 1 mit Explosionsgemisch und Eeschichtunösmaterialpulver werden alle Ventile geschlossen, und die Steueieinheit 5* sendet ein Signal zum öffnen des Neutralgasventils 35 (zum Durchblasen der Räumer 2) und dann zum Impulsgenerator 40 der seinerseits ein Signal zum Zünden ι des Explosionsgemisches im Explosionsraum 1 der Zündkerze 4 zuführt.

Infolge der Detonation des Iotplosionsgemiscb.es treten im Explosionsraum 1 ein hoher Druck und eine hohe Temperatur auf, und es findet eine stürmische Entwicklung von Lxplosionsgasen statt, die sich im Augenblick des Zerknallens in stark komprimiertem Zustand befinden und jene physikalische Agenzien sind, wählend deren Umsetzung der augenblickliche Übergang von Energie des ExplosionLgemisches in kinetischer Energie der beweglichen Gase stattfindet· Diese Energie wird auf die im Gasstrom schwebenden Pulverteilchen des Beschich-

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tuncsmaterials übertιagen,wodurch, sich diese erwärmen, beschleuniget v/erden und beim Austritt aus dem offenen ~nde des iocplosicnsraumes 1 einen Überzug auf der Oberfläche des ..erkstücks bilden (nicht dargestellt).

Nach Abschluß des oben beschriebenen Vorganges wird der Explosionsraum 1 von dem gleiohen Ventil 35 mit Neutralgas durchseblasen. L/ann wiederholt sich der Zyklus.

uie Arbeit der Detonationsbeschichtungsanlage in der z.veiten Variante (Fig. 3) unterscheidet sich von der der Anlage in der ersten Variante (Fig. 1) durch folgendes.

Nachdea das Neutralgas die Rückstände des i^.plosionsgemisches aus der es aufbereitenden Kammer 2 verdrängt hatte, wird das Lxplosionsgemiscn. im Hohlraum des Innenteils 42 des Lxplosionsraumes 1 gezündet.

Infolge äer Detonation des locplosionsgemisches bildet sicii ein sehr schneller Verbrennungsproduktstrom aus, der sich mit einer hohen· Geschwindigkeit durch die Strahldüse in den Hohlraum 4-3 stürzt, wo dieser Strom einen unterdruck am Austritt 49 der Mise 44 erzeugt, wodurch ein sog auf Eeschichtungsmaterialpulver aus den Dosator 3 in den Hohlraum 46 des Mantels 45 und ferner durch die Kanäle 47 in den Hohlraum 4-3 entsteht.

Dabei wild die Energie des Verbrennungsproduktstromes zum Sog und Fördern des Eeschichtungsmaterialpulvers in den Lxplosionsraum 1 ausgenutzt. i>a ferner der Strom am Eintritt des zylinderförmigen Abschnitts 51 vcm Schwanzende 41 des Lxplosionsraumes 1 stark verwiibelt ist, wild praktisch voll-

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ständiges Vermischen des Pulvers mit dem Explosionsgenisch gewährleistet.

Lurch das ^»pezifische des VOiSaD₀es der Überschallausströnung gewinnt der Strom der Erplosionsgemischspiengprodukte mit den darin schwebenden Pulverteilchen des Beschichtun.~snate rials nach Passieren des Abschnitts 52 mit Gegenkegel des Schv/anzendes 4-1 des Explosionsrammes I eine noch höhere Geschwindigkeit, die neben der hohen Temperatur den wichtigsten Faktor beim Ausbilden von in ihrer Zusammensetzung homogenen Überzügen mit minimaler Porosität, festem Haften am Werkstück undguten Betriebseigenschaften darstellt.

Die erfindungsgemäien Anlagen in den beiden Varianten weisen hohe Zuverlässigkeit, Exaktheit und Betriebssicherheit von sämtlichen Baugruppen und Aggregaten auf, was die Möglichkeit bietet, die Anwendungsv/irksamkeit des Beschichtung smate rials zu erhöhen.

Die Anlagen in beiden AusfUhrungsvarianten können zum Auftragen von mehrschichtigen Überzügen aus Pulvern verschiedener Materialien mit gutem Erfolg verwendet werden. Zu diesem Zweck können am Gehäuse mehrere Eintritbs-Rohrstutzen (in Fig. nicht gezeigt) vorgesehen werden an die dem obenbeschriebenen ähnlich ausgeführte und mit Pulvern verschiedener Materialien gefüllte Dosatoren angeschlossen werden, Indem man diese Dosatoren der Reihe nach einschaltet, kann man mehrschichtige überzüge herstellen. Die Stärke dieser überzüge kann vom Steuerungspult aus ohne Stillsetzen der Anlage nach vorgegebenen Programm geregelt werden.

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Eeim Auftragenvon Überzüge aus verschiedenen lYerkstoffen müssen die technologischen Parameter des Vorganges und somit auch die Betriebsarten der Anlage unter Anpassung an die Ligenschaften dieser Y/erkstcffe geändert werden, iinen Vorteil der oben beschriebenen Anlagen gegenüber den bisherigen bildet auch Einfachheit und Handlichkeit der Änderung dieser Betriebszustände, die auf das Drehen der

betreffenden , ,. . __ „,· , a_ · -, ~.

Schaltergriffe am Bedienungspult hinauslauft, wodurch zur Verwirklichung der Detonationsbeschichtung nach einem

Sollprograma des Zyklus keine hohe Qualifizierung des Bedienungspersonals erforderlich ist.

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Claims

PATLNl'AlISPHÜCilE

1.) Detonations beschichtuiigsanlage, deren Lxplosionsiaum in Forzs eines an einen Lnde verschlossenen Eohrv-S mit zuuindest einer darin angeordneten Zündkerze ausgeführt und mit einer Kanter zur Aufbereitung des Lxplcsiomsgenisches sov.ie ait einen Bcschichtungsmaterialpulverdcsator über dessen Mischkammer verbunden ist, die mit einem Bunker durch einen Kanal in Verbindun . steht, in deia eine Einrichtung zum kegeln der Querschnitssfläcne dieses Kanals angeordnet ist, und die eine Strahldüse zur zwangläufigen Zufuhr des Beschichtungsnaterialpulvers zu dezn.I.xplosionsrau:a aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß eine Trennwand (lü) aus gasduichläsaigem Material, die einen ringförmigen Hohlrau (19) bildet, der mit einer Druckgasquelle in Verbindung steht, im Bunker (10) äquidistant zu dessen wänden (15) angeordnet ist» und im Kanal (11) an seiner Verbindungsstelle mit

vorgesehen ist, den Bunker (10) ein Rückschlagventil (26) das den Kanal (11) bei einem Rückschlag aus dem Lxplosionsiaum (1) absperrt.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß eine Querteilfuge im Gehäuse (8) des Dosators (3) an der Verbindungsstelle des canals (11) mit dea Bunker (10) ausgeführt ist, und daß eine nachgiebige Membran (26), die in dieser Teilfu{je angeordnet ist und eine mit dem Kanal (11) gleichachsige Durchsangsbohrung (27) aufweist, die den Kanal (11) mit dea Hohlraum unter dem Boden (16) des Bunkers (10) verbindet, in dem Durchgangsbohrungen

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zum Durchgang des Beschichtungsmaterialpulvers (B) auf dem Umfang vorgesehen sind, als Rückschlagventil dient, wobei ein kegelförmiger Vorsprung (2o) als ^itz dien:;, der die öffnung (27) in der Membran (26) Während ihxer Lurch-

und biegung beim Rückschlag überdeckt, am Boden (16) gegenüber der Öffnung (27) in der Membran (26) ausgebildet ist.

3. Anlege nach Anspruch 1, daduxch gekennzeichnet , daß im Bunker (10) gleichachsig dain, ein Kohr (20) aus gasdurchlässigem Material angeordnet ist, dessen oberes Ende durch eine Öffnung im Leckel (17) des Bun-

ein einer

kers (10) gelassen und air Lruckgasquelle verbunden ist;, während sich das untere Ende des Ivohres auf einen an Boden (16) des Burikeis (10) ausgebildeten kegelförmigen Vorsprung (21) stützt und gleichmäßig verteilte Lurehgangsöffnungen (22) zum Gasdurchfluß in den Bunker (10) aufweist, deren Achsen unter gleichem Winkel zu seinem Boden (16) gerichtet sind.

4. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zum Hegeln der Querschnittsfläch« des Kanals (11) durch ein darin koaxial dalu. angeordnetes Rohr (29) aus elastischem Weikstoff und zu beiden Seiten davon angeordnete Lüse (30) und elektromagnetisches Ventil (31) gebildet ist, die gleichachsig miteinander angeordnet sind und mit dem hohr (29) zur Änderung seines Querschnitts zuscnuenwirken.

5. Anlage nach Anspruch 1 bis M-, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischkammer (9) des Dosators (3) mit dea Explosionsraum (1) über einen Zuleitungs-

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stutzen (12) in Verbindung steht, dessen entsprechendes Lnde in einer axialen iAiichganijsbohrung angeordnet ist, die an
der Stirnfläche des verschlossenen Endes des Explosionsruunes (1) angebracht ist.

6. Anlage nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Explosionsraum seiner Länge nach zusammengesetzt aus zwei teleskopisch miteinander
verbundenen Teilen (A-I und 42) ausgeführt ist, von denen das Schwänzende (41) Außenteil ist und das zweite Teil (42) teilweise umgibt, in dem eine Zündkerze (4) angebracht ist und

das nit einer Strahldüse (44) endet, wobei ein Innenhohlraum

(4-3) zwischen entsteht, und die Verbindungsstelle dieser Teile (41 und 42) des Explosionsiaumes (l)/ist)von außen mit einem liingmantel (45) umschlossen/ der mit dem Schwänzende (41) einen Hohlraum (46) bildet, der mit dem erwähnten Innenhohlraum (43) und der Mischkammer (9) des Itosators (3)
in Verbindung steht.

7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (46) des Mantels (45) mit den Hohlraum (43) des Schwänzendes (41) mittels j£anälea(47)

in Verbindung steht, die in seinen Wänden gleichmäßig auf
sein&n Umfang verteilt auc^ .ldet und deren Achsen in einer der Anordnung des offenen Endes (48) des Explosionsraumes (1) entgegengesetzten Kichtung unter gleichem Winkel geneigt sind, warnend die Austritt soffnungen dieser Kart tie (47) in bezug
auf das offene Ende (48) des Explosionsraumes (I) hinter dem Austritt (49) der Strahldüse (44) angeordnet sind.

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ö. Anlage nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet , daß der Abstand (I₁) zwischen den Achsen der Auslauf öffnung en der Kanäle (.47) in den Wänden des Schwänzendes (41) des .explosionsraunes (1) und der Achse der Zündeines 3ereic"nes von
kerze (4) innerhalb/15 bis 60 Innendur-chmessern(d₁) des Innenteils (42) vom Lxplosionsraum (1) gewählt ist.

9· Anlage nach Anspiuch 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (Ip) zwischen den Achsen der Auslauföffnungen der Kanäle (47) in den Wänden des

Schwanzendes (41) des Lxplosiont>raumes (1) und der Schnittsteleines Bereiches von

Ie von seinem offenen Lnde (48) innerhalbVL5 bis 60 Innendurchmessern.(dp) gewählt ist.

10. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Wände des Hohlraumes (43) vom Schwanz ende (41) des Lxpl os ions räume s (1) einen in Bachtung des offenen Lndes (48) des Lxplosionsiaumes (1) sich verengenden kegelförmigen Abschnitt (50) aufweisen, der über einen zylinderförmigen Abschnitt (51) und einen Abschnitt (52) mit Gegenkegel in einen zylinderförmigen Abschnitt (53) übergeht, der sich unweit des offenen Endes (48) vom Lxplosionsraum (I) befindet.

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