JPS5848000A - 爆発被覆装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高温度スジレイ技術によって、被覆を行う装
置に関し、特に爆発によって被覆材を吹付けて被覆を行
う装置に関するものである。本発明は高負荷をかける状
態で使用する物又は通常よシ高い機械的、腐食性及び熱
的損耗をうける物を製造する場合に冶金、化学、航空機
、造船、航空宇宙技術、機械技術等の各産業で使用する
ことができる。

爆発によって被覆材を吹付ける方法が開発されて以来、
これを実施する基本的装置の構成は実際上変化しなかっ
た。このタイプの装置は、通常。

一端が閉鎖した円筒状の爆発室とガス混合物供給装置及
び粉末被覆材を供給する粉末供給装置を備え−る。前記
二つの供給装置は、爆発室に連結する。

円筒状の爆発室には起爆装置として点火ブラダを備える
。自動的装置としては、制御装置を備えておシ、その制
御器は制御線を通して電気的に点火プラグ、粉末供給装
置のパッチメータ及びガス混合物供給装置の弁に接続さ
れる。

主として被覆の品質を改善することを目標にして、装置
の個々のユニット及び機器について改良を加えて、前記
品質に影響す２る被覆処理パラメータのいくつかを安定
させることによって品質の改良を行うことができた。

米国特許第３，８８４，４１５号には、このタイプの装
置で、爆発室に注入する粉末の量を安定化する装置を記
述しである。

他の先行技術の装置（米国特許第３．７７３．２５９号
に開示）では、混合器の構造によって、爆発室に供給す
るガス混合物を均一に準備しかつその成分を一定に維持
する。この装置には、前記のすべてのユニットを含み、
これらユニットへは制御器から制御線を通して伝送され
る信号によって制御される順序にしたがってユニットは
動作する。

この装置はこのタイプの他の通常の装置と同様に、第１
層の被覆とそれにつづいて形成されるすべての被覆層と
は同様な状態で実施しておシ、第１回の爆発時に粉末粒
子を接着する基盤材の物理的化学的性質とその後の爆発
時において粉末粒子を接着する被覆層の物理的化学的性
質とが同様なものではないという事実を考慮していまい
＠均一な粒子の粘着性を″得゛るためには（この条件を
守らなければ高品質の被覆は得られない）、粉末粒子速
度及び温度は、粉末スジレイパラメータ、特に使用する
爆発混合物の成分及び爆発円筒中の粉末被覆材の位置に
応じて変化しなければならない。

前記装置の構成は、完成被覆の品質と吹付は操作の能率
に影響するこれらパラメータを操作中自動的に変化する
ことができない。粒子のエネルイー的パラメータから、
十分な厚さの被覆層を一回の爆発で形成することはでき
ない。

本発明の目的は、上記従来技術の欠点を除去することに
ある。

本発明は、爆発を利用して被覆を行う装置において、制
御装置を改良することによって、被覆材吹付けによって
行なわれる被覆の品質を高め、かつ被覆操作の能率を向
上する装置を提供するものである。制御装置の改良によ
って爆発発生瞬間に円筒内の粉末被覆材の位置を自動的
に変化できるようＫする。

この目的は次のような爆発被覆装置を提供することによ
って実現できる。爆発室は、パッチメータを含む粉末供
給装置と、ガス供給源と弁を介して結合する混合器を含
むガス混合物供給装置とに連結しておシ、かつ制御器は
制御線によって、電気的にパッチメータ、混合器の弁お
よび爆発室内の起爆器に接続している。本発明のバッチ
メータ動作用制御回路には、遅延時間素子とそれに接続
する７’ｏグラムとを備えておシ、遅延時間を変化でき
るように表っている。

爆発室に粉末が注入された瞬間から爆発が開始される瞬
間までの時間内に、粉末は、ガス混合物の流れによって
爆発室の開放端の方へ移動させられる。パッチメータを
動作させる制御回路の遅延時間素子及びこの遅延時間を
制御する！ジグラムを備えることによって、前記粉末の
移動を生じる時間間隔を変化することができる。これは
パッチメータの弁を動作させる制御パルスの遅れ時間を
変化することによって実現する。爆発の瞬間における爆
発室中の粉末の位置は、粉末粒子が高温度の爆発放生物
と接触する時間の長さに影響する。

この時間が粉末粒子の加熱される温度とその最終速度（
前記粒子が付着する表面における）を決定する。これら
のパラメータが粒子と被覆する表面との間の接着の強さ
を決定する。粉末粒子の速度と温度とは、被覆を行う層
の物理的及び化学的性質に従って最適接着力をもつよう
に前記遅延時間を調整することによって選択できる。ま
たこのよう表状態では、先行技術の装置で調整を行わな
いものに比べて被接表面への接着を確実にするためより
多くの粉末粒子が十分な速度と温度な一得る。

従って１回の爆発で形成される被覆層の厚さは増加する
。従って本発明の装置構成では、吹付けによる被覆の品
質と被覆操作の能率を向上することができる。

本発明の好適実施例では、プログラム装置は可変抵抗器
とそれに接続される駆動装置を備えて有効抵抗を変化し
て希望する軸度に遅延時間を選択できるようになってい
る。簡単さと信頼性を得るために、可変抵抗器の駆動装
置は、電気モータで構成し、その軸はクラッチを通、し
て可変抵抗器の軸に結合することが望ましい。

時間遅延素子は２つのマルチパイプレータを差動回路を
通じて互に直列に接続して、プログラム装置の可変抵抗
器を第１マルチパイゾレータの時間調定回路に挿入する
形式に構成することができる。

本発明を実施例と添付図面を参照して以下に説明する。

第１図において、爆発被覆装置は、一端が閉鎖された円
筒状の爆発室１、ガス混合物供給装置２及び粉末供給装
置３から構成するもρとし、前記両供給装置は爆発室１
と連結する。ガス混合物供給装置２に祉混合器４を含む
。混合器４は、弁５゜６及び７を通してガス供給源８，
９及び１０に接続される０これらガス供給源は爆発ガス
混合物をつくる成分を供給する。これらガス混合物は、
可撚物（例えばアセチレン）、酸化剤（例えば酸素）及
び不活性ガス（例えば窒素）である。前記混合器は、コ
イルパイゾ１１を通して爆発室に連結する。

粉末供給装置３には、電磁弁１３を備えたバッチメータ
１２を含む。

爆発室１には起爆器１４を取付けであるがこれは点火ゾ
ラグで良い。

装置の制御装置には、制御弁１５を備える。この制御器
は、制御腕１６を通して混合器の弁５及び６に、制御線
１７を通して混合器の弁７に、制御線１８を通して起爆
器１４に、制御線１９を通じてバッチメータ１２の弁１
３にそれぞれ接続される。バッチメータを動作させる制
御線１９には遅延時間素子２０が接続され、遅延時間素
子２０には電気的に接続するプログラム装置２１が＊続
されている。ノログラム装ｆｌ１２１のトリガけ、プロ
グラム装置を制御器に接続する制御線２２を介して行わ
れる。

プログラム装［２１（第２図）は可変抵抗器２３を備え
、これに結合する駆動装置が前記抵抗器の抵抗値を変化
するようになっている。駆動装置は電気モータ２４で回
転速度が制御できるものである。電気モータ２４の軸は
クラッチ２５を通して抵抗器２３の軸にＩＩ！続されて
いる。

運ｇ時間素子２０は、第６図に示１様に直列に接続され
た第１マルチバイゾレータ２６、差動回路２１及び第２
マルチバイブレータ２８を含む。

第１マルチバイゾレータ２６は、抵抗器２３を含む時間
調定回路を有する。差動回路２７は第１マルチバイブレ
ータ２６の出力パルスの後縁を弁別するもので、受動Ｒ
ｅ素子又はコンデンサを増幅器と並列に接続して構成さ
れる。

遅延時間素子の上記構成は、その簡便さ、信頼性及び希
望する精度で遅延時間が調節可能性であるので好適であ
る。

第４図には、バッチメー□り１２を動作させる制御回路
として可能な別の回路を示す。この回路で。

は、ゾログラム装置２１に電磁リレー２９を含み・遅延
時間素子２０の遅延時間回路３６内のコンデンサ３４及
び３５の接続線３２及び３３にそれぞれメータ接点３０
及びブレーク接点３１が備えられている・電圧を加えた
瞬間に対して、リレー２９の動作する時間を遅延させる
ために、プログラム装置２１には、リレー２９のコイル
に接続する積分ＲＣ回路を備える。制御線２２は、制御
器１５からプログラム装置２１へ直流電圧を供給する。

制御線１９によって制御器１５に接続されている遅延時
間素子２ｏは、電磁リレー３７を含み、そのメータ接点
３８が、バッチメータ１２へ接続されている電源供給線
３９に設けである。電源供給線３９は制御器１５の出方
に接続され、リレー３７は遅延時間回路３６に接続され
る。

爆発被伽装置は以下のように動作する。

Ｉｌｌ　＠コンソール（図示せず）の”スタート”押ボ
タンを押すと、制御器１５（第１図）はプログラム装置
２１に直流電圧を与えるとともに第５図に示す動作順序
図にしたがった制御信号を絢期的に発生する。電気モー
タ２４（＠２図）の軸は、回転を始め、弁５及び６　（
ｖ１４１図）は、制御線１６を通して加えられ會匍ｊ御
信号（第５図ａ）に応答して一放される。混合器４（第
１図）は、アセチレンと酸素で充満された後、混合器４
内の１１１６ピガスからつくられる混合物は、コイルパ
イプ１１を通って爆発室に迭られ、弁５及び６は閉制さ
れる。制御器１５から制御線１７を矧して信号が升７（
第５図ｂ）に加えられると、この信号に応答して弁７が
−いて（第１図−）、駕素ガスを混合器４及びコイルパ
イプに流入させて、ＭｆＪ記短尭性混合物を爆発室に流
入させる。このようにして混合器４とコイルバイア’１
１は不活性ガ／１ｍよって伯抽される。

菌掃縁作が完了する前に、セＪ末被接Ｉが不粘性ガスを
使用してバッチメータ１２から爆発室１に注入さ′れる
（軸別の編付としては、キャリアガスとしてまた命素ガ
スを使用しても良い）。このために、制御器１５がら制
＠１緑１９を経て開側１信号が遅延時間素子２０に送ら
れる。この制（ｉｉ４Ｉ（８号は早い亀シ的パルス（第
５　ｋｌ　ｃ　）で揶１マルチバイブレータ２６（Ｔｈ
３図）をトリガする。このマル　。

チバイブレータの発生する信号は司震抵抗器２３の抵抗
値で決矩されるパルス鴨なもつ。この抵抗（Ｉｌｌは′
−１気モータ２４（第２図）の軸に結合する抵抗器２３
の軸の位−によつｔｉまる。このパルスの後縁Ｋ（第５
図Ｃ）は差鮫ノ回路２７（第２図）で速択されるもので
あるが、この後縁で第２マルチバイブレータ２８をトリ
ガしてパルス（第５図ｄ）を発生してバッチメータ１２
の篭ｍ弁１３（第１図）に直接加える。独って、遅延時
…Ｊ系子２０（第１図、第４図）の出力側のパルスは、
その入力側のパルスに比べて時間１（第５図ｃ、ｄ）た
け遅延する。

爆発室１（第１図）が短促性混合物で充満された仮は、
混合器４とコイルバイア′１１とは、不粘性ガスで拍動
されて、粉末仮後材がバッチメータ１２から爆発室１に
導入される。１１１ＩＪ御器、１５から１ｖｌＪ餉１に
１８を通して起爆装−１４に加えられる制卸イ６号（第
５図ｅ）に応答して起爆装置ｋ１４に点火されるスパー
クによって、短発性混合物の爆発が起こる。

加速され短発生成物により加速辿れて加熱された粉末私
を子は爆発室１（銅１図）から力鍬出してその通路上に
位置している被被板物４１の赤面との相互作用によって
、その上に麺い伝ＮＪ−を彫成する。

鋸発生成物が爆発室を通過した体は、混合器４０弁Ｔが
−いて、爆発室は１１１１！ピ不活−性ガスで拍掃され
るＯｍ掃操作が完了すると弁Ｔは閉じて（第５図）、被
接サイクルＴがまた鰍初から繰返される〇第１ｉ１ｊｌ
の爆発の期間に、′岨、気モータ２４の軸はゆるやかな
一転を始めると、この軸及びこれによるｂ］食抵抗器の
軸の回転角は、可駕抵４７１．器の最小有効抵抗及び制
御１１ａ１ｓから制御線１９を通してバッチメータ１２
（第１凶）に伝達される信号の處小時鴎迦れｌ（第５図
１に応答して最小の麺となるＯｋって、初氷が注入され
てからｗ、１回製１作サイクルのｍ弁が内細内に発止す
る箇での時…ｊｍは厳大となるので、爆健室を満たすガ
ス混合物の外相によってａ＆材粉末は円筒の開放端の力
に大きく軽動させられる０ この装置のつづく爆発期間には、−気モータ２４（第２
図）の軸が回転して、再変抵抗鯵２３の軸の回転角が増
大するので、時間の過れ１（ｋ５−）が大きくなるため
に亀勘間ｍが減少して粉末は円筒出口からおまり近くに
論°かれていないので一兜発生一一】には扱楡する１１
からの距離が第１回の爆発時よりも迷くなる。このため
、爆発生地物の九れによって鳩はれる粉末粒子の通路は
長くなるのでその結果として前ＭＣの粒子はより尚い源
嵐にまで加熱されその連成は遅くなる。

このような画一動作により、厳初の２−３１Ｑｌの爆発
の后は、粒末と基盤材との間に形成される接嵩に対する
絨過条汗を矩めておき、この条件にしたがって温度を増
し、粉末粒子の最終連駄を減少さぜる０このように形成
される被蜂の下ＪＩＩＫ対−「る粒子の接着についても
Ｔｂの物理的化学的性辿が、基盤材の物理的化学的性質
と異るので麺−采件を足めておく。なおまた、一般の装
−を観相して被楊を行う工法と比較１−ると、提案する
工法では１回の気・発によって形成する価蝋層の〜さｖ
′Ｊ１ｍノＪ１１きせる仁とが＋４能で卆）る、こｉｌ
は粉末粒子か短徊−生地物にｉされているＩ、１曲が長
いため、多動σ）粒子に対して、被接される圓に対する
）＆Ｘに十分なエネルギーを与えるからである０ バツチメータ１２（縞１図）の弁１３を％１ｊ卸する信
号の時間遅れ１（ｔＪＩＩＪ５図）を安定化すると、０
ｊ変抵ｔ７Ｌ幅２３が電気モータ２４（第２図）によっ
てｈ錫の位−″に強制されるときに生じる粉末粒子の前
記パラメータな安定化する０司袈姐抗梅が軒端の位−“
にあるときは、モータの軸をさらに回転させても抵抗器
２３の軸の位翫は変化せすたにクラッチ２５をスリップ
させるたけとなる０箪気モータ２４の軸の回転の連駄及
び抵抗器２３の軸の最大ｔｇ１転角には、如核拐の粉本
粒子が被＆鳩を影取するためにはとんなｌ＆Ｅと連成が
最適かによって（−的に決定さおる０ 顎望する厚さの截翰が形敗さｊた後に、装−の・亀りを
鋤断１”ると、・−気モータ２４は抵抗器２３の軸か最
初の位−となるまで逆回転するＯ第４図に示したバッチ
メータ１２ｖ動作するための修止ｉｔ’ｌ１番１１回路
では、１ｔＩＩＩ餉’　１８号のメｉ！７１　＆ｊぴσ
）ようなｈ法で夾担嘔オ［るｏ　１１ＩＩＩ伽１１に１
５からσ）如；側１００号がＴｏｌＩ卸ｈ１９を則して
述蝙時間回路３６に加えられる。ｋｔｌｌｌの第１　ｗ
＋作プサイクル参っては、制−緑２２ン通してリレー２
９のコイルに加わる１−号は、このリレー′ｌｔ動作さ
せるには十分な値に達していない。ＲＣＩｋ４０の遅い
応答のために、接点３０は１いたま＼で、嵌点３１＃Ｅ
ｖｉｉじた１＼であるからである０従って、バッチメー
タ１２の弁１３（第１図）を動作させる信号（第５図）
の時間の過れｌは、接点３１な通ってリレー３７に接続
されているコンデンサ３５（第４図）の谷−゛によって
定する０リレー３７に′ｋＬｆｉが流れると、その接点
３８Ｖ賄じて、−リ岬払も’ｌｋ　ｆｉ＋ｌｊ卸縁３，
９を通してパッチメータ１２（弔１図）σ）弁１３に〃
１１える。回路３６（第４図及び第５図Ｃ）０）入力Ｖ
Ｃパルスがないときは、コンデンサ３５０〕放−＃ｆｌ
…に応じた遅蝙時ＩＭｊをもってリレー３７は柄勢され
る０ その後の装−〇動作サイクルでは（債執する部材が′Ｓ
動しないもののときは２−６サイクルｖｋ）、グロダラ
ムに＆２１のリレー２９のコイルに加わル亀圧は、ＲＣ
回路４０のコンデンサの放−によって１このリレーＶｌ
ｋｌ１作さぜるσ）に十分な電圧に達する０そ゛の細微
として一嶺点３１が開き接点３０が閉じて、コンデンサ
３５の接続が断たれるのに応じて、遅蝙時間回踊３６の
コンデンサ３４をリレー３７のコイルに振＃Ａ″Ｔる。

制御轍１５からの制御信号が：ｈ蝙待時間回路３６加わ
ると、時１Ｍｊの遅れｌ（第５図）は小さくなる０こσ
）値はコンデンサ３４（Ｍ４図）のキャパシタンスの値
によって足まるが仁のキャパシタンスはコンデンサ３６
の１１より大きな１１ｍＫｆｉ足しているからでめるＯ
バッチメータ１３の弁１２　（４１図）を動作さゼる制
御信号σ）時間の遅れが増加すると、粉末の温度及び敲
糾逮嵐が増加イることはｉ１１配した表論の場合と同様
でおる〇 爆発を木１用して被板する前述の装置な使用１−ると基
ｌ＃杓への被核の活部性を勤め、かつ彫成される伎蝋の
特性及び装−°の能率をｌｂ、１時に改愉１きる。

本発明を典型的な夫厖例を示して説明したが、当条者に
は明らかに多くの修正が軸針ｉ＊＊の乾Ｈに示した本発
明の軸押を逸脱しないｌＩｌ囲で１」能で凌）ることが
理解されるでおろう。

４．１四の細ｊＰＬな説明 第１図は本発明による煽健桧松装−の軌略図、第２図は
本発明の装置ｍＫ使使用°−るプログラム装置の略図、
第３図は本発明の装−に便用する遅延時間素子の基本ｌ
！２１路図、第４図は本発明の装置に使用するバッチメ
ータを動作賂せるための制岬回紬の基本（ロ）路図、ｗ
、５図は本発明にょる飯−の被接動作の動作シーケンス
図でめる〇 杓号の説明 １・・・・・・爆発室 ２・・・・・・ガス混合物供給装置 ３・・・・・・粉末世給シ２− ４・・・・・・混合器 ５．６．７・・・・・・混合器の升 ８．９．１０・・・・・・ガス供給台 １２・・・・・・バッチメータ １４・・・・・・起煽装鈑 １５・・・・・・制御器 ２０・・・・・・遅延時間素子 ２１・・・・・・プログラム装置 ２３・・・・・・１」震抵抗器 ２４・・・・・・電気モータ ２５・・・・・・クラッチ ２６・・・・・・第１マルチバイブレータ２７・・・・
・・差Ｉ！！１回路 ２８・・・・・・第２マルチバイブレータ代理人　伐　
村　　　皓 外４名 ｎノ　・

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１４発を利用して被覆を行う装置であって、爆発室
   （１）が、バッチメータ（１２）を含む粉末供給装置Ｎ
   （３）と、ガス供給ｆＡ（８；　９及び１０）に弁（５
   ，６及びＴ）を介して連結された混合器（４）を含むガ
   ス混合物供給装置ｔ（２）とに連結１１．ており、制御
   装置（１５）が電気的に制ｔ１ＴＩ＃Ｉ（１９，１６，
   ｌｒ及び１８）をノ１して前記パッチメータ（１２）、
   前記混合器（４）の弁（５゜６及び７）、及び前記爆発
   室内にある起爆装置（１４）に接続されており、遅延時
   間を変化させるようにさねた遅延時間素子（２ｏ）及び
   プログラム（２１）が蘭す己制＃＃（１９）を力°して
   前日己パッチメータ（１２）に接続されていることを特
   徴とする爆発被覆装置。 （２、特許請求の範囲第１項において、１１１記プログ
   ラム装置は可変抵抗器（２３）とそれに接続された駆動
   装置とを有し、該駆動装置は前記抵抗器（２３）の抵抗
   値を変化することを特、徴とする前記ｍ発被榎装置。 （３）　　特許請求の範囲第２項において、前記抵抗器
   （２３）の抵抗値を変化させる前記駆動装置は電気モー
   タ（２４）であってその軸が前記可変抵抗器（２３）の
   軸とクラッチ（２５）を通して結合されていることを特
   徴とする前記爆発被覆装置。 （４）　　特許請求の範囲第２項又は第３項において、
   前記遅延時間素子（２０）は第１と第２のマルチパイプ
   レータ（２６及び２８）と、それらの間に接続された差
   動回路（２Ｔ）とを有し、前記ゾ四グラム装置（２１）
   の前記可変抵抗器が前記第１マルチパイプレータ（２６
   ）の時間調整回路に含まれることを特徴とする前記爆発
   被覆装置。