EP0401372A1 - Installation for detonation-gas application of coatings - Google Patents

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EP0401372A1
EP0401372A1 EP89903942A EP89903942A EP0401372A1 EP 0401372 A1 EP0401372 A1 EP 0401372A1 EP 89903942 A EP89903942 A EP 89903942A EP 89903942 A EP89903942 A EP 89903942A EP 0401372 A1 EP0401372 A1 EP 0401372A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gas
detonation
components
mixing device
collecting container
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP89903942A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0401372A4 (en
Inventor
Anatoly Alexandrovich Vasiliev
Tamara Petrovna Gavrilenko
Jury Arkadievich Nikolaev
Vasily Andreevich Nevgod
Albert Mingalimovich Khairutdinov
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institut Gidrodinamiki Sibirskogo
NOVOSIBIRSKY GOSUDARSTVENNY UNIVERSITET IMENI LENINSKOGO KOMSOMOLA
NOVOSIBIRSKY, University of
Original Assignee
Institut Gidrodinamiki Sibirskogo
NOVOSIBIRSKY GOSUDARSTVENNY UNIVERSITET IMENI LENINSKOGO KOMSOMOLA
NOVOSIBIRSKY, University of
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institut Gidrodinamiki Sibirskogo, NOVOSIBIRSKY GOSUDARSTVENNY UNIVERSITET IMENI LENINSKOGO KOMSOMOLA, NOVOSIBIRSKY, University of filed Critical Institut Gidrodinamiki Sibirskogo
Publication of EP0401372A1 publication Critical patent/EP0401372A1/en
Publication of EP0401372A4 publication Critical patent/EP0401372A4/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/0006—Spraying by means of explosions

Definitions

  • the present invention relates to systems for applying coating layers made of metals, ceramics, oxides, nitrides, borides and other powder materials to individual parts and assemblies of mechanisms and machines, in particular to systems for detonation gas coating.
  • One of the most effective areas of application of the present invention is the application of the wear-resistant coating layers to the individual parts of the devices, which are operated under conditions of a strong abrasive wear attack.
  • Another area of application of the present invention is the application of the corrosion-protective coating layers to the surface of the individual parts of the devices which are to work in aggressive media such as acids, alkali metal solutions, etching solutions, sea water, and to the surface of the discharge devices and electrodes in order to prevent electro-erosion when the seals are closed To prevent heavy current circuits.
  • the detonation gas coating process occupies a special position in the known methods for coating, for the advantages of which a high strength of the adhesion of the coating layer with the base of 25 up to 30 kp / mm 2 , a high density with proshness below 1%, missing distortions and curvatures of the components when applying the coating layers, as well as the existing possibility to add practically any powder material to all substrates.
  • the detonation process gives the possibility of applying the metal-ceramic solid alloys on the basis of tungsten, chromium, titanium carbides, the properties of the coating layers differing practically from the properties of the similar solid alloys obtained by sintering.
  • the coating layers produced by the detonation gas coating process allow the operating time of the components to be extended by 10 to 20 times, and the metal consumption on the structures to be reduced by 1.5 to 2 times.
  • detonation dusting systems which include a running tube open at one end, which is connected to compressed gas cylinders via a gas supply system and filled with an exposive gas mixture, for example with the acetylene-oxygen mixture of the preselected component ratio . Then a dose of the powder to be dusted is introduced into the tube with the aid of a dispenser.
  • the detonation is initiated, in which the melted powder particles, which are accelerated by the detonation products up to speeds of 500 to 1500 m / s, engage on the surface of the respective component located at a distance in front of the open end of the running tube and form the coating layer on the workpiece surface.
  • the barrel is blown through the inert gas such as air or nitrogen to ignite a new production in the barrel Avoid blown-in explosion mixture with the strongly heated detonation products of the previous explosion. After blowing through, the process is repeated.
  • the cyclic operation of the detonation coating systems runs with the frequency of 1 to 6 cycles per second.
  • a detonation coating system is known (see AI Swerew and other "detonation coating", “Detonatsionnoe napylenie pokryty", 1979, Sudostroenie, Leningrad, p. 2I6), in which the gas supply system for supplying the gas mixture into the tube from gas supply lines with the flow meters, valves , pressure reducers is put together and the overflow pipe bz w. connects the mixing device of the system to the gas platforms.
  • the pressure reducers mounted on the gas platforms are used to adjust the pressure gradient of the gas flowing in from the gas pressure cylinders and to secure the addition of gas components in the prescribed quantity into the running tube or the mixing device.
  • the stability of the consumption quantities of the allocated gases depends on the accuracy of the work of the respective pressure reducer and determines the stability of the whole process-related process when the coating layers are applied. Because of the imprecise course of operation of the pressure reducer, the surgeon has to pull home
  • Sufficient gas space in the pipelines becomes an essential part of the inner space of the tube during the uncontrollable pressure drop at the variable gas flow rates, which in the longitudinal direction of the runner leads to a different composition of the gas mixture, an instability of the characteristics of the detonation products and the acceleration conditions for the particles of the dusting powder, which also entails the unstable quality of the coating layers obtained.
  • the difficulty of adjusting the composition of the explosive gas mixture determines the influence of the control of the flow rate only one micro onente schungskom p on the flow rates of the other as well as the instability of the work of the flowmeters due deslmpulsvorganges during the gas supply.
  • a major disadvantage of the detonation coating system in question is the lack of stability of the operating values of the applied coatings as a result of the unstable detonation process within the barrel, the inadequate dosing accuracy of the components of the detonation gas mixture, the difficulty in adjusting the flow rates of the supplied gases, and the flow rate instability the portion supply of the working gases in the mixing device or in the running tube is related.
  • the present invention has for its object to develop a system for detonation gas coating, in which the gas supply system for supplying the gases to the mixing device is constructed such that the invariability of the flow rates of the components of the explosive mixture in the feed lines is achieved and Control of the flow of each of the gases is enabled independently of the others under effective control of the gas flow rates.
  • the object is achieved in that in the system for detonation gas coating, which consists of a running tube and detonation introduction unit connected to it, allocator of the dusting powder and gas supply system for supplying the gases to the runner is put together, which gas supply system provides a gas mixing device with supply lines for introducing the components of the explosive gas mixture into this and in the flow direction of the components of the explosive gas mixture one after the other in each supply line installed pressure reducer, flow meter and inlet valve, according to the invention each supply line a collection container installed in the direction of the addition of the components of the explosive gas mixture behind the flow meter and a partition arranged between the collection container and the mixing device.
  • the gas pressure within the collecting container of each supply line should be so high that a critical gas outflow through the partition wall is achieved at the same speed as the speed of sound. In the critical gas outflow, the gas flow is in no way related to the pressure in the collecting container, which does not influence the flow rates of the gas components when regulating them.
  • the pipes in the supply line between the partition and the mixing device are again included when the inlet valve is installed between them or between the inlet valve and the mixing device if the partition is installed in between a much smaller space than the spatial amount of the gas portion introduced into the barrel during a work cycle.
  • the collecting container is designed with a volume that exceeds the interior of the running tube by at least 3 times. The computational analysis of the filling process in the runner confirms that such a spatial relationship between the runner and the collecting container is sufficient to ensure the invariability of the gas flow rate when the gas flows out of the collecting container into the running pipe at the speed of sound.
  • the system according to the invention contains a runner tube I and with this connected distributor 2 of the dusting powder, detonation initiation unit 3, a blowing device 4 for blowing through the running tubes I and a gas supply system 5 for entering the working gases in the running tube I.
  • the feed system 5 for working gases includes a mixing device 6 and three feed lines 7, 8 and 9 for feeding the fuel, oxidizing agent and the diluent. In the drawing, only the feed line 9 is shown in detail, while the feed lines 7 and 8 are only shown schematically.
  • a supply pressure reducer 10 which is mounted on a stage that is not shown, a flow rate meter II, a collecting tank 12, a partition T3 and an inlet valve 14 are installed one after the other.
  • the collecting container 12 has an interior space which at least 3 times exceeds the volume of the running tube I.
  • the detonation gas coating system according to the invention operates in the cyclic operating mode.
  • the workpiece which cannot be seen from the drawing is arranged at a distance in front of the open end of the running tube I.
  • the gas pressure from the compressed gas cylinder platform acts continuously on the pressure reducers 10 in the feed lines 7, 8, 9.
  • the runner tube I is blown in advance with the aid of the blowing device 4, after which the inlet valves 14 are opened and the gases flow out of the collecting containers 12 and supply lines 7, 8, 9 through the respective partitions 13 to the mixing device 6.
  • the explosion mixture of the required composition which arises during this outflow of the gases in the mixing device 6 is hereby entered into the exhaust pipe I.
  • the inlet valves I4 close in the feed lines 7 and 8, while the explosive gas mixture from the mixing device 6 is displaced by the gas thinner from the feed line 9 into the running tube I for a certain period of time in order to prevent the spread of the detonation from the running tube I to the mixing device 6. Thereafter, the inlet valve I4 in the feed line 9 closes.
  • the powder material to be dusted is pressed into the running tube I and the detonation is initiated at the detonation initiation unit 3.
  • the detonation products accelerate when they flow out of the runner tube I, the powder, which after its ejection from the runner tube I interacts with the surface of the dusting workpiece to form the coating.
  • the work cycle is then repeated.
  • the flow rate of each gas is regulated on the respective pressure reducer 10 and flow rate meter II.
  • the system according to the invention enables a control-regulating apparatus and standardized circuits for automatic control to be used to control and readjust the flow rate of the gas impulse streams which are usually used in the case of the stationary gas streams.
  • the system can be used to apply the wear-resistant coating layers to the individual parts of the mechanisms and machines, which are operated under conditions of a strong abrasive wear attack.
  • system according to the invention for applying corrosion-protective coatings to the surfaces of the individual parts of the devices working in aggressive media as well as the discharge units and electrodes can be used in order to avoid possible electrochemical corrosion when the high-current circuits are closed.

Landscapes

  • Nozzles (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

The installation comprises a barrel (1) and, connected to it, a powder dosing arrangement (2), a detonation initiating unit (3), a barrel scavenging device (4) and a system (5) intended for feeding the working gases into the barrel and comprising, in turn, a gas mixer (6) with pipes (7, 8, 9) for feeding it with the components of the gas mixture. Each pipe (7, 8, 9) comprises, mounted consecutively along the gas path, a reducer (10), a flowmeter (11), a receiver (12), a diaphragm (13) and a valve (14).

Description

Technisches GebietTechnical field

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Anlagen zum Auftragen von Uberzugschichten aus Metallen, Keramiken, Oxyden, Nitriden, Boriden und anderen Pulverstoffen auf Einzelteile und Baugruppen der Mechanismen und Maschinen, insbesondere auf Anlage zum Detonations-Gasüberziehen.The present invention relates to systems for applying coating layers made of metals, ceramics, oxides, nitrides, borides and other powder materials to individual parts and assemblies of mechanisms and machines, in particular to systems for detonation gas coating.

Einen wirksamtsten Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung stellt das Auftragen der verschleissfesten Uberzugschichten auf die Einzelteile der Einrichtungen dar, die unter Verhältnissen eines starken abreibenden Verschleissangriffs betrieben werden.One of the most effective areas of application of the present invention is the application of the wear-resistant coating layers to the individual parts of the devices, which are operated under conditions of a strong abrasive wear attack.

Ein anderer Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung ist das Auftragen der korrosionsschützenden Uberzugschichten auf die Oberfläche der Einzelteile der Einrichtungen, die in agressiven Medien wie Säuren, Alkalilaugen, Atzlösungen, Meereswasser arbeiten sollen, sowie auf die Oberfläche der Entladevorrichtungen und Elektroden, um der Elektroerosion beim Zuschliessen der Starkstromschaltungen vorzubeugen.Another area of application of the present invention is the application of the corrosion-protective coating layers to the surface of the individual parts of the devices which are to work in aggressive media such as acids, alkali metal solutions, etching solutions, sea water, and to the surface of the discharge devices and electrodes in order to prevent electro-erosion when the seals are closed To prevent heavy current circuits.

Zugrundeliegender Stand der TechnikUnderlying state of the art

Die Zunahme der Arbeitsgeschwindigkeiten, Leistungen und Produktivität der Maschinen bewirkt auch die Erhöhung der Arbeitstemperaturen, -drücke, der Geschwindigkeiten der Gasströmung, der Kraft- und Schlagbelastungen der Konstruktionselemente, was auch eine wesentliche Steigerung des Metallbedarfes für die jeweiligen Maschine mit sich bringt.The increase in working speeds, performance and productivity of the machines also results in an increase in working temperatures, pressures, the speeds of the gas flow, the force and impact loads on the structural elements, which also entails a significant increase in the metal requirements for the respective machine.

Als Lösung des Problems, den Metallverbrauch an dem Aufbau zu verkleinern und eine hohe Verschleissbeständigkeit, mechanische Festigkeit, Schlagzähigkeit, Korrosionsbeständisgkeit der Bauteile in der jeweiligen Konstruktion zu erreichen, tritt die Benutzung der Schützüberzüge hervor.As a solution to the problem of reducing the metal consumption on the structure and achieving high wear resistance, mechanical strength, impact resistance, corrosion resistance of the components in the respective construction, the use of the protective covers emerges.

Eine besondere Stellung bei den bekannten Verfahren zum Uberziehen nimmt das Detonations-Gasüberzugsverfahren ein, zu dessen Vorteilen eine hohe Festigkeit des Aneinanderhaftens der Uberzugschicht mit der Unterlage von 25 bis 30 kp/mm2, eine hohe Dichte mit der Prosität unter 1%, fehlende Verzerrungen und Verkrümmungen der Bauteile bei dem Auftragen der Uberzugschichten sowie auch die bestehende Möglichkeit zugezählt werden sollen, um praktisch beliebige Pulver stoffe auf allen Unterlegen aufzutragen.The detonation gas coating process occupies a special position in the known methods for coating, for the advantages of which a high strength of the adhesion of the coating layer with the base of 25 up to 30 kp / mm 2 , a high density with proshness below 1%, missing distortions and curvatures of the components when applying the coating layers, as well as the existing possibility to add practically any powder material to all substrates.

Aus allen bestehenden Uberzugsverfahren gibt nur das Detonationsverfahren die Möglichkeit, die metallkeramischen Festlegierungen auf Grund von Wolfram-, Chrom-, Titankarbiden aufzutragen, wobei sich die Eigenschaften der Uberzugschichten von den Eigenschaften der ähnlichen durch Sintern erhaltenen Festlegierungen praktisch in nichts unterscheiden. Die nach dem Detonations-Gasüberzugsverfahren hergestellten Uberzugschichten ermöglichen eine Verlängerung der Betriebsdauer der Bauteile auf das 10 bis 20fache, eine Herabsetzung des Metallverbrauchs an den Konstruktionen um das 1,5 bis 2fache zu erreichen.From all existing coating processes, only the detonation process gives the possibility of applying the metal-ceramic solid alloys on the basis of tungsten, chromium, titanium carbides, the properties of the coating layers differing practically from the properties of the similar solid alloys obtained by sintering. The coating layers produced by the detonation gas coating process allow the operating time of the components to be extended by 10 to 20 times, and the metal consumption on the structures to be reduced by 1.5 to 2 times.

Zum Uberziehen gemäss dem Detonations-Gasverfahren werden Anlagen zu dem Detonationsaufstäuben ausgenutzt, die ein an ihrem einen Ende offenes Laufrohr einschliessen, das über ein Gaszuführungssystem mit Druckgasflaschen verbunden und mit einer expolosiven Gasmischung, beispielsweise mit der Azetylen-Sauerstoff-Mischung des vorgewählten Komponentenverhältnisses ausgefüllt wird. Hiernach wird in das Laufrohr eine Dosis des aufzustäubenden Pulverstoffes mit Hilfe eines Zuteilers eingeführt. Nach der luftdichten Abtrennung der zuführenden Gasleitungen wird die Detonation eingeleitet, bei der die zerschmolzenen und durch die Detonationsprodukte bis auf die Geschwindigkeiten 500 bis 1500 m/s beschleunigten Pulverteilchen an der Oberfläche des jeweiligen, in einem Abstand vor dem offenen Stirnende des Laufrohrs befindlichen Bauteils eingreifen und auf der Werkstückoberfläche die Uberzugschicht bilden.To cover according to the detonation gas process, detonation dusting systems are used, which include a running tube open at one end, which is connected to compressed gas cylinders via a gas supply system and filled with an exposive gas mixture, for example with the acetylene-oxygen mixture of the preselected component ratio . Then a dose of the powder to be dusted is introduced into the tube with the aid of a dispenser. After the airtight separation of the supply gas lines, the detonation is initiated, in which the melted powder particles, which are accelerated by the detonation products up to speeds of 500 to 1500 m / s, engage on the surface of the respective component located at a distance in front of the open end of the running tube and form the coating layer on the workpiece surface.

Nach dem Schuss wird das Laufrohr durch das Inertgas wie Luft bzw. Stickstoff durchgeblasen, um die Entflammung einer neuen Produktion der in das Laufrohr hineingedrückten Expolosionsmischung mit den stark erhitzen Detonationsnrodukten der vorherigen Explosion zu vermeiden. Nach dem Durchblasen wird der Vorgang wiederholt durchgeführt. Der zyklische Betriebsvorgang der Detonationsüberzugsanlagen verläuft mit der Häufigkeit von 1 bis 6 Zyklen pro Sekunde.After the shot, the barrel is blown through the inert gas such as air or nitrogen to ignite a new production in the barrel Avoid blown-in explosion mixture with the strongly heated detonation products of the previous explosion. After blowing through, the process is repeated. The cyclic operation of the detonation coating systems runs with the frequency of 1 to 6 cycles per second.

Bekannt ist eine Detonationsüberzugsanlage (s. A.I. Swerew und andere "Detonationsüberziehen", "Detonatsionnoe napylenie pokryty", I979, Sudostroenie, Leningrad, S. 2I6), in der das Gaszuführungssystem zum Zuführen der Gasmischung in das Laufrohr aus Gaszuleitungen mit den Mengenmessern, Ventilen, Druckminderern zusammengestellt ist und das Laufrohr bzw. die Mischvorrichtung der Anlage mit den Gasbühnen verbindet.A detonation coating system is known (see AI Swerew and other "detonation coating", "Detonatsionnoe napylenie pokryty", 1979, Sudostroenie, Leningrad, p. 2I6), in which the gas supply system for supplying the gas mixture into the tube from gas supply lines with the flow meters, valves , pressure reducers is put together and the overflow pipe bz w. connects the mixing device of the system to the gas platforms.

Die auf den Gasbühnen montierten Druckminderer dienen der Einstellung des Druckgefälles des aus den Gasdruckflaschen zuströmenden Gases und der Sicherung der Gaskomponentenzugabe in der vorgeschriebenen Menge in das Laufrohr bzw. die Mischvorrichtung. Die Stabilität der Verbrauchsmengen der zugeteilten Gase hängt mit der Genauigkeit der Arbeit des jeweiligen Druckminderers zusammen und bestimmt die Stabilität des ganzen verfahrenstechnischen Vorganges bei dem Auftragen der Uberzugschichten. Wegen des ungenauen Verlaufs des Betriebes der Druckminderer, heim Uberziehen muss der OperateurThe pressure reducers mounted on the gas platforms are used to adjust the pressure gradient of the gas flowing in from the gas pressure cylinders and to secure the addition of gas components in the prescribed quantity into the running tube or the mixing device. The stability of the consumption quantities of the allocated gases depends on the accuracy of the work of the respective pressure reducer and determines the stability of the whole process-related process when the coating layers are applied. Because of the imprecise course of operation of the pressure reducer, the surgeon has to pull home

mittels der jeweiligen Ventile ununterbrochen den Druck und die Zuteilungsmenge der Komponenten der explosiven Mischung korrigieren. Nach dem Offnen der die Zugabe der Gase in die Mischvorrichtung und weiter in das Laufrohr regierenden Einlassventile tritt zunächst ein unbeherrschbarer Abfall des Druckes in den Zuleitungen auf und worauf danach das nicht stationäre Herausströmen der Gase aus diesen Zuleitungenauftritt, welche mit strömen der Gase aus diesen Zuleitungenauftritt, welche mit sowohl dem Gasdruck in der Zuleitung und in der Mischvorrichtung als auch dem hydraulischem Widerstand in den zuführenden Rohren zusammenhängt. Durch einen nichtCorrect the pressure and the amount of the components of the explosive mixture continuously using the respective valves. After opening the inlet valves that regulate the addition of the gases into the mixing device and further into the runner tube, an uncontrollable drop in the pressure in the supply lines occurs and then the non-stationary flow of the gases out of these supply lines, which occurs with the gases flowing out of these supply lines , which is related to both the gas pressure in the feed line and in the mixing device and the hydraulic resistance in the feed pipes. Not by one

ausreichenden Gasrauminhalt in den Rohrleitungen wird ein wesentlicher Teil des Innenraumes des Laufrohrs während des unbeherrschbaren Druckabfalls bei den veränderlichen Gasdurchflussmengen ausgfüllt, was in Längsrichtung des Laufrohrs unterschiedliche Zusammensetzung der Gasmischung, eine Instabilität der Kennwerte der Detonationsprodukte und der Beschleunigungsverhältnisse für die Teilchen des Aufstaubungspulvers mit sich bringt, was auch die instabile Qualität der erhaltenen Uberzugschichten mit sich bringt.Sufficient gas space in the pipelines becomes an essential part of the inner space of the tube during the uncontrollable pressure drop at the variable gas flow rates, which in the longitudinal direction of the runner leads to a different composition of the gas mixture, an instability of the characteristics of the detonation products and the acceleration conditions for the particles of the dusting powder, which also entails the unstable quality of the coating layers obtained.

Die Schwierigkeit der Einstellung der Zusammensetzung der explosiven Gasmischung bestimmt den Einfluss der Regelung der Durchflussmenge nur einer Mi- schungskomponente auf die Durchflussmengen der anderen sowie die Instabilität der Arbeit der Mengenmessgeräte infolge deslmpulsvorganges während der Gaszufuhr.The difficulty of adjusting the composition of the explosive gas mixture determines the influence of the control of the flow rate only one micro onente schungskom p on the flow rates of the other as well as the instability of the work of the flowmeters due deslmpulsvorganges during the gas supply.

Ein wesentlicher Nachteil der betreffenden Detonationsüberzugsanlage besteht in der fehlenden Stabilität der Betriebswerte der aufgetragenen Uberzüge infolge des instabilen Detonationsverlaufs innerhalb des Laufrohrs, der mit der ungenügenden Dosierungsgenauigkeit der Komponenten der Detonations-Gasmischung, der Schwierigkeit der Einstellung der Durchflussmengen der zugeführten Gase, mit der Durchflussmengeninstabilität bei der Portionszufuhr der Arbeitsgase in die Mischvorrichtung bzw. in das Laufrohr zusammenhängt.A major disadvantage of the detonation coating system in question is the lack of stability of the operating values of the applied coatings as a result of the unstable detonation process within the barrel, the inadequate dosing accuracy of the components of the detonation gas mixture, the difficulty in adjusting the flow rates of the supplied gases, and the flow rate instability the portion supply of the working gases in the mixing device or in the running tube is related.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zum Detonations-Gasüberziehen zu entwickeln, bei der das Gaszufuhrsystem zur Zuführung der Gase in die Mischvorrichtung derart aufgebaut ist, dass dadurch die Unveränderlichkeit der Durchflussmengen der Komponenten der explosiven Mischung in den Zuleitungen erreicht wird und die Steuerung des Durchflusses jedes der Gase unabhängig von den anderen unter einer wirksamen Kontrolle der Gasdurchflussmengen ermöglicht wird.The present invention has for its object to develop a system for detonation gas coating, in which the gas supply system for supplying the gases to the mixing device is constructed such that the invariability of the flow rates of the components of the explosive mixture in the feed lines is achieved and Control of the flow of each of the gases is enabled independently of the others under effective control of the gas flow rates.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass in der Anlage zum Detonations-Gasüberziehen, die aus einem Laufrohr und mit diesem verbundenen Detonationseinleitungseinheit, Zuteiler des Aufstaubungspulvers und Gaszuführungsysten zum Zuführeh der Gase in das Laufrohr zusammengestellt ist, welches Gaszuführungssystem eine Gasmischvorrichtung mit Zuleitungen zum Einführen der Komnonenten der explosiven Gasmischung in diese und in Strömungsrichtung der Komponenten der explosiven Gasmischung hintereinander in jeder Zuleitung eingebaute Druckminderer, Durchflussmengenmesser und Einlassventil vorsieht, erfindungsgemäss jede Zuleitung mit einem in Richtung der Zugabe der Komponenten der explosiven Gasmischung hinter dem Durchflussmengenmesser eingebauten Sammelbehälter und einer zwischen dem Sammelbehälter und der Mischvorrichtung angeordneten Scheidewand ausgerüstet ist.The object is achieved in that in the system for detonation gas coating, which consists of a running tube and detonation introduction unit connected to it, allocator of the dusting powder and gas supply system for supplying the gases to the runner is put together, which gas supply system provides a gas mixing device with supply lines for introducing the components of the explosive gas mixture into this and in the flow direction of the components of the explosive gas mixture one after the other in each supply line installed pressure reducer, flow meter and inlet valve, according to the invention each supply line a collection container installed in the direction of the addition of the components of the explosive gas mixture behind the flow meter and a partition arranged between the collection container and the mixing device.

Durch den Einbau des Sammelbehälters in jede Zuleitung wird nur eine geringere Abänderung des Druckes in der jeweiligen Zuleitung innerhalb eines Arbeitszyklus der Anlage bewerkstelligt, wodurch die Unveränderlichkeit des Gasdurchflusses in jeder Zuleitung und erforderliche Stabilität des Betriebes des Durchflussmengenmessers gewährleistet werden. Der Gasdruck innerhalb des Sammelbehälters jeder Zuleitung soll so gross sein dass eine kritische Gasausströmung durch die Scheidewand mit der Geschwindigkeit erreicht wird, die mit der Schallgeschwindigkeit gleichgross ist. Bei der kritischen Gasausströmung hängt der Gasdurchfluss mit dem Druck in dem Sammelbehälter keinenfalls zusammen, was keine der Durchflussmengen der Gaskomponenten bei deren Regelung beeinflusst.By installing the collection container in each supply line, only a slight change in the pressure in the respective supply line is achieved within one working cycle of the system, which ensures the invariability of the gas flow in each supply line and the required stability of the operation of the flow rate meter. The gas pressure within the collecting container of each supply line should be so high that a critical gas outflow through the partition wall is achieved at the same speed as the speed of sound. In the critical gas outflow, the gas flow is in no way related to the pressure in the collecting container, which does not influence the flow rates of the gas components when regulating them.

Die Regelung der Gasdurchflussmengen kann durch Auswahl der Scheidewand-Querschnittsflächen und durch Abänderung der Druckwerte innerhalb der Sammelbehälter durchgeführt werden. Falls die Druckverluste in den Gaszuleitungsrohren gering sind, hängen die Durchflussmengen der Gaskomponenten mit der Betriebsart der Anlage, manuellen oder automatischen nicht zusammen, wodurch die Einstellung der erforderlichen Druckgrössen in unterschiedlichen Rohrleitungen auch bei der stillstehenden Anlage durchgeführt werden kann, solange der Gasdruck innerhalb der Sammelbehälter sich keinenfalls von dem jeweiligen maximalen Druckwert in der Rohrleitung im wesentlichen unterscheidet. Die Druckverluste in den den jeweiligen Sammelbehälter und die Mischvorrichtung miteinander verbindenden Rohren der jeweiligen Zuleitung sollen vielmehr kleiner als das Druckgefälle in der Scheidewand sein.Can asdurchflussmengen the regulation of G by selecting the septum-sectional areas and by varying the pressure values are carried out within the collection container. If the pressure losses in the gas supply pipes are low, the flow rates of the gas components are not related to the operating mode of the system, manual or automatic, which means that the setting of the required pressure values in different pipelines, even when silent stationary system can be carried out as long as the gas pressure inside the collecting container does not differ substantially from the respective maximum pressure value in the pipeline. The pressure losses in the pipes of the respective feed line connecting the respective collecting container and the mixing device should rather be smaller than the pressure drop in the partition.

Zwecks Verkürzung der Zeitdauer bei der instabilen Ausfüllung des Laufrohrs mit der Gasmischung sind die Rohre in der Zuleitung zwischen der Scheidewand und der Mischvorrichtung bei dem Einbau des Einlassventils zwischen diesen bzw. zwischen dem Einlassventil und der Mischvorrichtung wiederum, falls die Scheidewand dazwischen eingebaut ist, mit einem wesentlich kleineren Raum als die räumliche Menge der in das Laufrohr bei einem Arbeitszyklus eingeführten Gasportion auszuführen. In einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist der Sammelbehälter mit einem den Innenraum des Laufrohrs zumindest um das 3fache übersteigenden Rauminhalt ausgeführt. Die rechnerische Analyse des Ausfüllungsvorganges im Laufrohr bestätigt, dass ein solches Raumverhältnis des Laufrohrs und Sammelbehälters zur Sicherung der Unveränderlichkeit der Gasdurchflussmenge bei der Ausströmung des Gases aus dem Sammelbehälter in das Laufrohr mit der Schallgeschwindigkeit ausreicht.In order to shorten the period of time when the runner tube is unstably filled with the gas mixture, the pipes in the supply line between the partition and the mixing device are again included when the inlet valve is installed between them or between the inlet valve and the mixing device if the partition is installed in between a much smaller space than the spatial amount of the gas portion introduced into the barrel during a work cycle. In a preferred embodiment of the invention, the collecting container is designed with a volume that exceeds the interior of the running tube by at least 3 times. The computational analysis of the filling process in the runner confirms that such a spatial relationship between the runner and the collecting container is sufficient to ensure the invariability of the gas flow rate when the gas flows out of the collecting container into the running pipe at the speed of sound.

Kurzbeschreibung der ZeichnungBrief description of the drawing

Andere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus nachstehender ausführlicher Beschreibung, deren Ausführungsbeispiele und angelegter Zeichnung verständlicher, in der die erfindungsgemässe Anlage in schematischer Darstellung wiedergegeben ist.Other objects and advantages of the present invention will become clearer from the detailed description below, its exemplary embodiments and the attached drawing, in which the system according to the invention is shown in a schematic representation.

Beste Ausführungsvariante der ErfindungBest embodiment of the invention

Die erfindungsgemässe Anlage enthält ein Laufrohr I und mit diesem verbundene Zuteiler 2 des Auf stäubungspulvers, Detonationseinleitungseinheit 3, eine Durchblasevorrichtung 4 zum Durchblasen des Laufrohre I und ein Gaszuführungssystem 5 zum Eingeben der Arbeitsgase in das Laufrohr I. Das Zuführungssystem 5 für Arbeitsgase sdhliesst eine Mischvorrichtung 6 und drei Zuleitungen 7, 8 bzw. 9 zum Zuführen des Brennstoffs, Oxydationsmittels und des Verdünnungsmittels. In der Zeichnung ist, nur die Zuleitung 9 ausführlich wiedergegeben, während die.Zuleitungen 7 und 8 nur schematisch dargestellt sind. In jeder Zuleitung 7, 8, 9 sind im Strömungswege der Komponenten der explosiven Gasmischung hintereinander ein Zufuhrdruckminderer 10, der auf einer nicht mitabgebildeten Bühne angebracht ist,ein Durchflussmengenmesser II, ein Sammelbehälter 12, eine Scheidewand T3 und ein Einlassventil 14 eingebaut.The system according to the invention contains a runner tube I and with this connected distributor 2 of the dusting powder, detonation initiation unit 3, a blowing device 4 for blowing through the running tubes I and a gas supply system 5 for entering the working gases in the running tube I. The feed system 5 for working gases includes a mixing device 6 and three feed lines 7, 8 and 9 for feeding the fuel, oxidizing agent and the diluent. In the drawing, only the feed line 9 is shown in detail, while the feed lines 7 and 8 are only shown schematically. In each feed line 7, 8, 9, in the flow paths of the components of the explosive gas mixture, a supply pressure reducer 10, which is mounted on a stage that is not shown, a flow rate meter II, a collecting tank 12, a partition T3 and an inlet valve 14 are installed one after the other.

Der Sammelbehälter 12 weist einen mindestens um das 3fache den Rauminhalt des Laufrohrs I übersteigenden Innenraum auf.The collecting container 12 has an interior space which at least 3 times exceeds the volume of the running tube I.

Der Aufbau aller erwähnten Einzelteile der erfindungsgemässen Anlage beeinflusst keinenfalls den Grundgedanken und Umfang der vorliegenden Erfindung, da an deren Stelle alle im betreffenden technischen Gebiet bekannte Ausführungen vertreten werden können.The structure of all the individual parts of the system according to the invention mentioned in no way influences the basic idea and scope of the present invention, since all versions known in the relevant technical field can be represented in its place.

Die erfindungsgemässe Anlage zum Detonations-Gasüberziehen arbeitet im zyklischen Betriebsart.The detonation gas coating system according to the invention operates in the cyclic operating mode.

Vor Beginn deren Betriebes wird das aus der Zeichnung nicht ersichtliche Werkstück in einem Abstand vor dem offenen Stirnende des Laufrohrs I angeordnet. Dabei greift der Gasdruck von der Druckgasflaschenbühne an den Druckminderern 10 in den Zuleitungen 7, 8, 9 ununterbrochen an. Im Laufe eines Arbeitszykluses wird das Laufrohr I im voraus mit Hilfe der Durchblasevorrichtung 4 durchgeblasen, wonach die Einlassventile 14 geöffnet werden und die Gasen aus den Sammelbehältern 12 und Zuleitungen 7, 8, 9 durch die jeweiligen Scheidewände 13 zu der Mischvorrichtung 6 herausströmen. Die bei dieser Ausströmung der Gase in der Mischvorrichtung 6 entstehende Explosionsmischung der erforderlichen Zusammensetzung wird hierbei in das Leufrohr I eingegeben. Nachdem das Laufrohr I mit der Gasmischung ausgefüllt ist, schliessen die Einlassventile I4 in den Zuleitungen 7 und 8 zu, während die explosive GasmiSchung aus der Mischvorrichtung 6 durch den Gasverdünner aus der Zuleitung 9 in das Laufrohr I in gewisser Zeitdauer weiterverdrängt wird, um der Verbreitung der Detonation aus dem Laufrohr I zu der Mischvorrichtung 6 vorzubeugen. Hiernach schliesst das Einlassventil I4 in der Zuleitung 9. Mittels des Zuteilers 2 wird der aufzustäubende Pulverstoff in das Laufrohr I hineingedrückt und die Detonation an der Detonationseinleitungseinheit 3 eingeleitet. Die Detonationsprodukte beschleunigen bei ihrer Herausströmung aus dem Laufrohr I den Pulverstoff, der nach seinem Ausstoss aus dem Laufrohr I mit der Oberfläche des Auf stäubungswerkstücks unter Bildung des Uberzugs in Wechselwirkung tritt. Im weiteren wiederholt sich der Arbeitszyklus. Die Regelung der Durchflussmenge jedes Gases erfolgt an dem jeweiligen Druckminderer 10 und Durchflussmengenmesser II.Before the start of their operation, the workpiece which cannot be seen from the drawing is arranged at a distance in front of the open end of the running tube I. The gas pressure from the compressed gas cylinder platform acts continuously on the pressure reducers 10 in the feed lines 7, 8, 9. In the course of a working cycle, the runner tube I is blown in advance with the aid of the blowing device 4, after which the inlet valves 14 are opened and the gases flow out of the collecting containers 12 and supply lines 7, 8, 9 through the respective partitions 13 to the mixing device 6. The explosion mixture of the required composition which arises during this outflow of the gases in the mixing device 6 is hereby entered into the exhaust pipe I. After the runner tube I is filled with the gas mixture, the inlet valves I4 close in the feed lines 7 and 8, while the explosive gas mixture from the mixing device 6 is displaced by the gas thinner from the feed line 9 into the running tube I for a certain period of time in order to prevent the spread of the detonation from the running tube I to the mixing device 6. Thereafter, the inlet valve I4 in the feed line 9 closes. By means of the feeder 2, the powder material to be dusted is pressed into the running tube I and the detonation is initiated at the detonation initiation unit 3. The detonation products accelerate when they flow out of the runner tube I, the powder, which after its ejection from the runner tube I interacts with the surface of the dusting workpiece to form the coating. The work cycle is then repeated. The flow rate of each gas is regulated on the respective pressure reducer 10 and flow rate meter II.

Solange die Durchflussmenge der Gase bei der Auffüllung des Laufrohrs I unverändert bleibt, ermöglicht die erfindungsgemässe Anlage eine kontrollregelnde Apparatur und vereinheitlichte Schaltungen der automatischen Regelung zur Kontrolle und Nachstellung der Durchflussmenge der Gasimpulsströme auszunutzen, welche bei den stationären Gasströmen gewöhnlich ihre Anwendung finden.As long as the flow rate of the gases remains unchanged when filling the runner tube I, the system according to the invention enables a control-regulating apparatus and standardized circuits for automatic control to be used to control and readjust the flow rate of the gas impulse streams which are usually used in the case of the stationary gas streams.

Gewerbliche VerwertbarkeitCommercial usability

Die Anlage kann zum Auftragen der verschleissfesten Uberzugschichten auf die Einzelteile der Mechanismen und Maschinen ausgenutzt werden, die unter Verhältnissen eines starken abreibenden Verschleissangriffs betrieben werden.The system can be used to apply the wear-resistant coating layers to the individual parts of the mechanisms and machines, which are operated under conditions of a strong abrasive wear attack.

Darüber hinaus kann die erfindungsgemässe Anlage zum Auftragen von korrosionsschützenden Uberzügenauf die Oberflächen der Einzelteile der in agressiven Medien arbeitenden Einrichtungen sowie der Entladungseinheiten und Elektroden ihre Anwendung finden, um eventuelle elektrochemischen Korrosion beim Schliessen der Starkstromschaltungen zu vermeiden.In addition, the system according to the invention for applying corrosion-protective coatings to the surfaces of the individual parts of the devices working in aggressive media as well as the discharge units and electrodes can be used in order to avoid possible electrochemical corrosion when the high-current circuits are closed.

Claims (2)

I. Anlage zum Detonations-Gasüberziehen, die ein Laufrohr (I) und.mit diesem verbundene Detonationsleitungseinheit (3), Zuteiler(2) zum Dosieren des eufzusstäubenden Pulverstoffs und ein Gaszuführungssystem (5) zum Einführen der Gaskomponenten in das Laufrohr (I) vorsieht, welches aus einer Mischvorrichtung (6) für Gaskomponenten mit den Zuleitungen (7, 8, 9) zur Zufuhr der Komponenten der explosiven Gasmischung in diese und aus einem in Strömungsrichtung der Komponenten der explosiven Gasmischung in jeder Zuleitung (7, 8, 9) hintereinander eingebauten Druckminderer (10), Durchflussmengenmesser (II) und Einlassventil (14) zusammengestellt wird, dadurch. gekennzeichnet, dass jede Zuleitung (7, 8, 9) einen Sammelbehälter (I2), der in Zufuhrrichtung der Komponenten der explosiven Gasmischung hinter dem Durchflussmengenmesser (II) montiert ist, und eine zwischen dem Sammelbehälter (II) und der Mischvorrichtung (6) eingebaute Düseneinheit (I3) enthält.I. Detonation gas coating system, which provides a running pipe (I) and detonation line unit (3) connected to it, distributor (2) for metering the powder to be dusted and a gas supply system (5) for introducing the gas components into the running pipe (I) , Which consists of a mixing device (6) for gas components with the feed lines (7, 8, 9) for feeding the components of the explosive gas mixture into them and from one another in the flow direction of the components of the explosive gas mixture in each feed line (7, 8, 9) built-in pressure reducer (10), flow meter (II) and inlet valve (14) is put together. characterized in that each feed line (7, 8, 9) a collecting container (I2), which is mounted in the feed direction of the components of the explosive gas mixture behind the flow meter (II), and one installed between the collecting container (II) and the mixing device (6) Contains nozzle unit (I3). 2. Anlage nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelbehälter (12) einen mindestens um den 3fachen Rauminhalt des Laufrohrs (I) übersteigenden Innenraum besitzt.2. Installation according to claim I, characterized in that the collecting container (12) has an interior space which exceeds at least three times the volume of the running tube (I).
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