NO773683L

NO773683L - PROCEDURE FOR PREPARING A POWDERED COATING MATERIAL ON A WORKPIECE

Info

Publication number: NO773683L
Application number: NO773683A
Authority: NO
Inventors: Melton; Clark; Mathis; Weatherford; Wood
Original assignee: Zachry Co H B
Priority date: 1971-11-15
Filing date: 1977-10-27
Publication date: 1973-05-16
Also published as: IT980990B; FR2160390A1; JPS4859138A; NO139912B; CA984233A; HU174657B; FR2160390B1; AR195981A1; US3801346A; IL40695A; SE398979B; IL40695A0; DE2250750A1; AU467770B2; ZA727456B; BE790902A; NO139912C; GB1415345A; AU4853072A; CS170455B2

Description

Fremgangsmåte ved påføring av et pulverformig belegningsmateriale på et arbeidsstykke Procedure for applying a powdered coating material to a workpiece

Foreliggende oppfinnelse vedrører en metode for påføring av et pulverformig belegningsmateriale på et arbeidsstykke, og mer spesielt en metode hvor belegningsmaterialet avvekslende rettes mot arbeidsstykket i oppvarmet tilstand i en høyhastighetsgass-strøm. The present invention relates to a method for applying a powdery coating material to a workpiece, and more particularly a method where the coating material is alternately directed towards the workpiece in a heated state in a high-speed gas stream.

Ved påføring av belegningsmaterialer er det fordelaktig When applying coating materials, it is advantageous

for visse materialer, i lys av deres høye smeltepunkt, ikke-galvaniske egenskaper eller av andre grunner, å føre belegningsmaterialet i pulverform mot arbeidsstykket i en høyhastighetsgass-strøm ved forhøyet temperatur. Hvis betingelsene er omhyggelig valgt, vil partiklene av belegningsmaterialet bli utflatet og sveiset til hverandre og til arbeidsstykket til å gi et hårdt, ikke-porøst belegg. for certain materials, in view of their high melting point, non-galvanic properties or for other reasons, to advance the coating material in powder form against the workpiece in a high-velocity gas stream at an elevated temperature. If the conditions are carefully chosen, the particles of coating material will be flattened and welded to each other and to the workpiece to produce a hard, non-porous coating.

Ved utforelse av en bv:'l'j<g>ningsprososs av denne generelle natur er der .funnet at minst tre variable er av kritisk betydning,, nemlig mengdeforholdet ved hviIket.materialet avsettes, hastigheten med hvilken partiklene treffer 'overflaten, og temperaturen ved partik-lenes stdt, som ér en funksjon både av temperaturen til hvilken de heves i gass trommen og deres kineti ske energi ved sammens tot, 'som omdan-nes for å gi en ytterligere tempera tur hevning. Tidligere kjente .b ti-legn ings s ys terne r er derfor blitt foreslått3den hensikt å gi en'passende grad av kontroll for disse belegningsprosessvariable. When carrying out a bv:'l'j<g>ing process of this general nature, it has been found that at least three variables are of critical importance, namely the quantity ratio at which the material is deposited, the speed with which the particles hit the surface, and the temperature at the particle's base, which is a function of both the temperature to which they are raised in the gas drum and their kinetic energy when combined, which is transformed to give a further temperature rise. Previously known .b ti-laying sys terns have therefore been proposed with the intention of providing an appropriate degree of control for these paving process variables.

F.eks. et tidligere kjent belegnings sys tem anvender 'et rorformet tilforselshus med. kontinuerlige strammer av acetylen, oxygen og en bærergass (som også kan være oxygen) inneholdende pulverformig belegningsmateriale. • Gassene forbrenner kontinuerlig inne i det ror-formede hus og rettes ned i et vannkjolét kammer for å stote mot arbeidsstykket i en kontinuerlig gasstrom med en hastighet på minst 60C) m/s. Selv om et slikt system generelt kan være tilfredsstillende for det formål for hvilket det er påtenkt, kan visse problemer oppstå under spesielle betingelser. F.eks. et kontinuerlig opererende system utsetter arbeidsstykket for en stor, uavbrutt strom av meget varme forbrenningsgasser som meget lett kan overopphete arbeidsstykket, og således kan dette undergå en alvorlig termisk erosjon eller distorsjon. I tillegg arbeider et slikt system kontinuerlig ved hastigheter av stor reises ordenen 6O0 m/s, hvilket lett vil forårsake at belegningsmaterialet avsettes med meget hdy avsetningshastighet og for visse typer mindre arbeidsstykker vil denne hove oppbygningsbastighet av .belegningsmaterialet ikke tillate at varme.unns lipper fra arbeidsstykket tilstrekkelig raskt, hvilket ytterligere vil bidra til en termi.sk distorsjon av arbeides tykket. Et annet problem med et slikt system kan være en utilstrekkelig utnyttelse■av brennstoffet, da et kontinuerlig gasstrdmsystera vanligvis nodyendiggjor at forholdet mellom pulveret i forbrennings gas sene er 5 - 10 % av gassmengden, da. hdye konsentrasjoner vil påfore materialet så raskt at det vil. ytterligere komplisere vartneavgivelsesproblemet som ovenfor beskrevet. For å. unngå disse potensielle vanskeligheter vil det være fordelaktig å anvende et pulserende system som tillater en viss tid mellom påforingene av belegningsmaterialet, som er tilstrekkelig til at varme kan unnslippe fra arbeidsstykket for å hindre distorsjon.'Ytterligere gjor behovet for et vannavkjolt kammer for å forhindre at kammeret smelter under den kontinuerlige operasjon apparatet unodig tungt og .vanskelig å håndtere. E.g. a previously known coating system uses a tube-shaped supply house with continuous tensioners of acetylene, oxygen and a carrier gas (which can also be oxygen) containing powdered coating material. • The gases burn continuously inside the rudder-shaped housing and are directed down into a water-cooled chamber to impinge on the workpiece in a continuous gas space at a speed of at least 60C) m/s. Although such a system may generally be satisfactory for the purpose for which it is intended, certain problems may arise under particular conditions. E.g. a continuously operating system exposes the workpiece to a large, uninterrupted stream of very hot combustion gases which can very easily overheat the workpiece, and thus it can undergo severe thermal erosion or distortion. In addition, such a system works continuously at high travel speeds of the order of 600 m/s, which will easily cause the coating material to be deposited at a very high deposition rate, and for certain types of smaller workpieces, this high build-up stability of the coating material will not allow heat to escape from the workpiece sufficiently quickly, which will further contribute to a thermal distortion of the thickness of the workpiece. Another problem with such a system can be insufficient utilization of the fuel, as a continuous gas flow system usually means that the ratio between the powder in the combustion gas is 5 - 10% of the gas quantity, then. hdye concentrations will apply to the material so quickly that it will. further complicating the warning delivery problem as described above. In order to avoid these potential difficulties, it would be advantageous to use a pulsating system that allows a certain amount of time between the applications of the coating material, which is sufficient for heat to escape from the workpiece to prevent distortion.'Furthermore, the need for a water-cooled chamber for to prevent the chamber from melting during continuous operation the apparatus is unnecessarily heavy and .difficult to handle.

Det'kan derfor i visse I' i lf olle være ønskelig å anvende et avbrutt eller pulserende beregningssystem. I et slikt tidligere'kjent system antennes en brennbar gassblanding i et forbrenningskammer ved oppstrdmsenden av et lop (gun barrel) som er tilstrekkelig langt til at det tillater at der dannes en supersonisk detonasjonsbdlge i lopet og som beveger seg ned i dette. Nedstrøms i forbrenningskammeret innfores det-pulverformige belegningsmateriale inn i løpet, slik at partiklene fores ned i lopet med hoy hastighet og rettes mot et egnet arbeidsstykke. Selv om den kjente anordning av denne annen type er generelt tilfredsstillende for dets påtenkte anvendelse, kan det være u-tilfredsstillende under visse betingelser. F.eks. kan behovet for å ha\ et tilstrekkelig langt lop på. anordningen for å underholde en supersonisk detonasjonsbdlge gjore anordningen unødvendig lang for en installasjon, i lokaliteter hvor plass er kostbar. Ytterligere, ved å injisere pulveret på et sted nedstroms for forbrenningssoaen, tapes, muligheten for å oppvarme pulveret direkte i forbrenningssonen. Ytterligere på det tidspunkt hvor detonasjonsbolgen når pulverinjeksjonssonen nedstroms for forbrenningskammeret vil noe av topptrykket som erholdes i.forbrenningssonen allerede, nødvendigvis være avgitt. It may therefore be desirable in certain situations to use an interrupted or pulsating calculation system. In such a previously known system, a combustible gas mixture is ignited in a combustion chamber at the upstream end of a barrel (gun barrel) which is sufficiently long to allow a supersonic detonation bubble to form in the barrel and which moves down it. Downstream in the combustion chamber, the powdered coating material is introduced into the barrel, so that the particles are fed down the barrel at high speed and directed towards a suitable workpiece. Although the known device of this second type is generally satisfactory for its intended application, it may be unsatisfactory under certain conditions. E.g. can the need to have a sufficiently long run on. the device for entertaining a supersonic detonation bdlge makes the device unnecessarily long for an installation, in localities where space is at a premium. Furthermore, by injecting the powder at a location downstream of the combustion zone, the possibility of heating the powder directly in the combustion zone is lost. Furthermore, at the time when the detonation bolt reaches the powder injection zone downstream of the combustion chamber, some of the peak pressure already obtained in the combustion zone will necessarily be released.

Foreliggende oppfinnelse angir en metode og et apparat for påforing av pulverformig belegningsmateriale på et arbeidsstykke, ved hvilken det er påtenkt å unngå eller, minimalisere problemene med de typer som tidligere er beskrevet. The present invention specifies a method and an apparatus for applying powdered coating material to a workpiece, whereby it is intended to avoid or minimize the problems with the types previously described.

Mere detaljert vil ved metoden ifølge foreliggende oppfinnelse et pulverformig belegningsmateriale, eksempelvis wolframcarbid, rettes mot et arbeidsstykke i en serie pulser. Hver puls innbefatter et initialt trinn av å innfore en ladning av en gassformig, brennbar blanding i et f orbrenningskammer forsynt rned et ut lops munns tykke. Den brennbare, blanding antennes, og utstromningen av gassblandingen gjennom munnstykket begrenses tilstrekkelig til at det forårsaker en rask trykkdkning under forbrenningen av blandingen til en toppverdi, efter-fulgt av en periode med fallende trykk under kontinuerlig utstrømning av forbrent gassblanding gjennom munnstykket. En sats av pulverformig belegningsmateriale injiseres i forbrenningskammeret i en tidsperiode som begynner like for antennelse, eller alternativt tilnærmet samtidig med at trykket i forbrenningskammeret når dets toppverdi, og som av-slutter når trykket i kammeret fremdeles utgjor en betydelig del.av topptrykket. Utstrømningen av den forbrente blanding og deri værende In more detail, in the method according to the present invention, a powdered coating material, for example tungsten carbide, is directed at a workpiece in a series of pulses. Each pulse includes an initial step of introducing a charge of a gaseous, combustible mixture into a pre-combustion chamber provided with an outlet nozzle thickness. The combustible mixture is ignited and the outflow of the gas mixture through the nozzle is sufficiently restricted to cause a rapid pressure build-up during the combustion of the mixture to a peak value, followed by a period of falling pressure during continuous outflow of burnt gas mixture through the nozzle. A batch of pulverulent coating material is injected into the combustion chamber for a period of time that begins just before ignition, or alternatively approximately at the same time as the pressure in the combustion chamber reaches its peak value, and which ends when the pressure in the chamber still constitutes a significant part of the peak pressure. The outflow of the burnt mixture and its contents

.pulverformig materiale rettes gjennom' munns tykket mot arbeidsstykket med hoy hastighet, hviIket ■ forårsaker at det pulvefformige materiale .pulverized material is directed through the nozzle thickness towards the workpiece at a high speed, which ■ causes the powdered material to

danner et belegg på arbeidss1ykket. Det vil forståes at ved anvendelse av et pulserende system vil påfdrings hastigheten av materialet på arbeidsstykket reduseres tilstrekkelig til å tillate at arbeidsstykket avgir noe varme mellom på hverandre påføringer av belegningsmaterialet hvorved muligheten for distorsjon nedsettes. Puls operasjon gir også en mere effektiv utnyttelse av brennstoffet, hvorved tap av forbrente gasser som finner sted ved kontinuer lig stroin mot arbeides s tykket unngåes . Ved å avslutte innføringen av pulve rformig materiale i forbrenningskammeret inens trykket fremdeles utgjor en vesentlig del av topptrykket er man sikret, at nesten alt det pulverf ormige materiale påfør-es arbeidsstykket mens has tiglieten av den .utgående strom fremdeles er tilstrekkelig hoy til å gi et tilfredsstillende belegg. Således, ved det tidspunkt når hastigheten av strømmen har faldt under et egnet ni-vå, vil i det vesentlige alt belegningsmateriale i satsen allerede væ-re påfdr t. forms a coating on the working surface. It will be understood that when using a pulsating system, the application rate of the material on the workpiece will be reduced sufficiently to allow the workpiece to emit some heat between successive applications of the coating material, thereby reducing the possibility of distortion. Puls operation also provides a more efficient utilization of the fuel, thereby avoiding the loss of burnt gases that occur with continuous stroking against the work surface. By ending the introduction of powdered material into the combustion chamber while the pressure still constitutes a significant part of the top pressure, it is ensured that almost all of the powdered material is applied to the workpiece while the temperature of the outgoing stream is still sufficiently high to give a satisfactory occupancy. Thus, at the time when the speed of the flow has fallen below a suitable level, essentially all coating material in the batch will already be applied.

Det kan bemerkes at trykk og hastighetsbetin.gelsene som er påtenkt ved foreliggende oppfinnelse er topptrykk som erholdes i kam-1112 re t på ca. 28 kg/cm og en uts tromshas tighet av forbrente gasser på ca. 900 m/s, og hvor det pulverformige materiale i forbrenningsgassene beveger seg med en hastighet på ca. 450 m/s. It may be noted that the pressure and speed conditions contemplated by the present invention are peak pressures obtained in chamber 1112 of approx. 28 kg/cm and an output drum density of burnt gases of approx. 900 m/s, and where the powdery material in the combustion gases moves at a speed of approx. 450 m/s.

Et apparat for påforing av pulverformig belegningsmateriale på et arbeidsstykke, konstruert i henhold til en foretrukken utfdr-elsesform for foreliggende oppfinnelse, er vist i de medfølgende teg-ninger, hvor : Fig. 1 viser, sett fra siden., et apparat for påforing av et pulverformig belegningsmateriale, konstruert i henhold til en foretrukken utførelsesform av foreliggende oppfinnel.se, og som viser visse hovedelementer ved apparatet, innbefattende et forbrenningskammer, en brennstoffinnførsels enhet og en pulverinjekt or, An apparatus for applying powdered coating material to a workpiece, constructed according to a preferred embodiment of the present invention, is shown in the accompanying drawings, where: Fig. 1 shows, seen from the side, an apparatus for applying a powdered coating material, constructed according to a preferred embodiment of the present invention, and showing certain main elements of the apparatus, including a combustion chamber, a fuel introduction unit and a powder injector,

fig. 2 viser skjematisk en kilde for en forbrennbar gassblanding for tilførsel til apparatet vist i fig. 1, fig. 2 schematically shows a source for a combustible gas mixture for supply to the apparatus shown in fig. 1,

fig. 3 er et side tverrsnitt l\ v f orbrenningskammeret vist i fig. 1, fig. 3 is a side cross-section l\v of the combustion chamber shown in fig. 1,

fig. 4 viser skjematisk et kobling«skjema for en tenni nys-krevs for en tennplugg forbundet med forbrenningskammeret vist i fig. 1, fig. 4 schematically shows a connection diagram for a spark plug for a spark plug connected to the combustion chamber shown in fig. 1,

fig. 5 er et tidsdiagram som. viser de relative tidsperio-der for de forskjellige operasjoner for. hovedelementene vist i fig. i, fig. 5 is a timing diagram which. shows the relative time periods for the different operations for. the main elements shown in fig. in,

fig. 6 er et tverrsnitt, sett fra siden, av brennstofftilfdrselsenheten vist i fig..1, fig. 6 is a cross-section, seen from the side, of the fuel supply unit shown in Fig. 1,

fig. 7 er et tverrsnitt, sett ovenfra, av brennstofft.il-fdrselsenheten vist i fig. 6., tatt langs linjer 7 - 7, fig. 7 is a cross-section, seen from above, of the fuel supply unit shown in fig. 6., taken along lines 7 - 7,

fig. 8 er et tverrsnitt, sett fra- siden, av pulverinje'kto-ren vist i fig. 1, fig. 8 is a cross-section, seen from the side, of the powder injector shown in fig. 1,

fig. 9A e/r et skjematisk elektrisk, koblingsdiagram som viser de elektriske forbindelser til en elektrisk spole som utgjor en del av brennstofftilfdrselsenheten vist i fig. 6, og fig. 9A is a schematic electrical wiring diagram showing the electrical connections of an electrical coil forming part of the fuel supply assembly shown in FIG. 6, and

fig. 9B er en skjematisk grafisk fremstilling av strom-st yrke og spenning mot tid for den elektriske kobling vist i fig. 9A. fig. 9B is a schematic graphic representation of amperage and voltage versus time for the electrical connection shown in fig. 9A.

Under henvisning til fig. 1 av tegningene<1>er der. vist et apparat for påforing av et pulverformig belegningsmateriale, kons tru-ert i henhold til. en foretrukken utforelsesform av oppfinnelsen.. With reference to fig. 1 of the drawings<1> is there. shown an apparatus for applying a powdery coating material, constructed in accordance with. a preferred embodiment of the invention..

Komponentene av enheten innbefatter et forbrenning skammer 2 fonnet generelt som en omvendt pære, og et nedadretfet munnstykke 4 gjennom hvilket det partikkelformige belegningsmateriale som bæres i en hoyhastighetsgasstrom rettes i avbrutte pulser mot et underliggende arbeidsstykke 6. Forbundet med forbrenningskammeret 2 er en brennstoff innfor selsenhet 8 for periodisk tilforing av satser av en forbrennbar gassblanding til forbrenningskammeret 2, en tennplugg 10 montert på f orbrenningskammeret, og som er nedfort inn i det. indre for å antenne ladningen av den forbrennbare gassblanding, samt en pulverinjektorenhet 12 for tilfdrsel av en sats av partikkelformig materiale. Mange par tikkelf ormige materialer kc\n anvendes, innbefattende hoyt-smeltende belegningsmaterialer som wolframcarbid, såvel som me.tall-flakbelegninger eller andre belegningsmaterialer. En separat beskriv-else av disse komponenter.vi 1 bli angitt senere. The components of the unit include a combustion chamber 2 shaped generally as an inverted bulb, and a downwardly directed nozzle 4 through which the particulate coating material carried in a high velocity gas chamber is directed in interrupted pulses towards an underlying workpiece 6. Connected to the combustion chamber 2 is a fuel injection unit 8 for periodic supply of batches of a combustible gas mixture to the combustion chamber 2, a spark plug 10 mounted on the combustion chamber, and which is lowered into it. interior to ignite the charge of the combustible gas mixture, as well as a powder injector unit 12 for supplying a batch of particulate material. Many pairs of tick-shaped materials are used, including high-melting coating materials such as tungsten carbide, as well as metal flake coatings or other coating materials. A separate description of these components will be given later.

.Forbre nning skamneret .Combustion shamed

Forbreimingskammeret 2 som er dannet av stål eller tilsvarende materiale er generelt utformet som en omvendt pære med en avfla-tet, forstdrret ovre endedel med en midlere diameter "JD" (fig. 3) av-smalnende ned til en mindre halsdel. Sveiset på den frie nedre del av halsen av forbrenningskammeret 2 er en blokk 20 som er forsynt med gjenger for å motta den tilsvarende med gjenger forsynte ovre del av det tidligere nevnte munnstykke 4, som er et kort ror anordnet konsentrisk med den vertikale akse av forbrenningskammeret 2. The expansion chamber 2 which is formed of steel or similar material is generally designed as an inverted bulb with a flattened, enlarged upper end part with a mean diameter "JD" (Fig. 3) tapering down to a smaller neck part. Welded to the free lower part of the neck of the combustion chamber 2 is a block 20 which is threaded to receive the correspondingly threaded upper part of the aforementioned nozzle 4, which is a short rudder arranged concentrically with the vertical axis of the combustion chamber 2.

En horisontal bossing 22 strekker seg gjennom veggen, av forbrenningskammeret 2 inn i dets indre i den ovre, fors torrede del av f orbrenningskammeret. Bdssingen 22 er innvendig gj'enget og mottar en tilsvarende gjenget del av den tidligere nevnte brennstofftilfdr- selsanordnin-g 0. Poirj.odi.sk (sovi vil bli beskrevet senere) injiserer brenns toff ti Iforsc 1 sanordiri.n gen 0 en sats av en .forbrennbar gassblanding som i den foretrukne utforelsesform er en blanding av propangass og luft, inn i det indre av forbrenningskammeret 2. A horizontal boss 22 extends through the wall, of the combustion chamber 2 into its interior in the upper, dry part of the combustion chamber. The nozzle 22 is internally threaded and receives a correspondingly threaded part of the previously mentioned fuel supply device 0. The fire engine (which will be described later) injects fuel at a controlled rate of a .combustible gas mixture which in the preferred embodiment is a mixture of propane gas and air, into the interior of the combustion chamber 2.

Blandingen antennes derefter av den tidligere nevnte tennplugg 10 (fig. 1) som er innfort gjennom veggen av forbrenningskammeret 2, rettet mot kammerets indre del. Tennpluggen er anordnet sen-tralt i den ovre, forstdrrede del av forbrenningskammeret og forflyttet 90° fra innlopsenheten 8. Andre innfori.ngss teder kan velges for tennpluggen. Tennpluggen 10 kan være en konvensjonell automobiltennplugg som når den settes under spenning initierer en flammefront som strekker seg gjennom satsen av den forbremibare blanding.' The mixture is then ignited by the previously mentioned spark plug 10 (fig. 1) which is inserted through the wall of the combustion chamber 2, directed towards the inner part of the chamber. The spark plug is arranged centrally in the upper, enlarged part of the combustion chamber and moved 90° from the inlet unit 8. Other insertion points can be chosen for the spark plug. The spark plug 10 may be a conventional automotive spark plug which, when energized, initiates a flame front which extends through the batch of the pre-ignitable mixture.

Et viktig trekk ved foreliggende. oppfinnelse■er at forbrenningen inne i kammeret er en eksplosjon i motsetning til detonasjon, hvilket vil forståes ved at flammefronten beveger seg gjennom blandingen i forbrenningskammeret ved en subsonisk hastighet som er ca. 25 m/s. Ved den foretrukne utforelsesform er det antatt at forbrenningen av blandingen finner fullstendig sted ved en eksplosjonsaktig forbrenning (deflagrasjon). An important feature of the present. invention ■ is that the combustion inside the chamber is an explosion as opposed to detonation, which will be understood by the flame front moving through the mixture in the combustion chamber at a subsonic speed which is approx. 25 m/s. In the preferred embodiment, it is assumed that the combustion of the mixture takes place completely by an explosive combustion (deflagration).

Ved en alternativ utf orelsesf orm av f reingan gsmåten kan imidlertid kammeret 2 dimensjoneres slik at trykkstigningen under den eksplosjonsaktige forbrenning er så rask at for en sluttelig ubrent del av forbrenn.ingsgassen inne i kammeret, som kan betegnes som en en-degass, at minst en del av forbrenningen foregår ved selvtenning hvor en spontan antennelse av endegassen i det vesentlige finner sted i al-le deler samtidig. In an alternative embodiment of the clearance method, however, the chamber 2 can be dimensioned so that the pressure rise during the explosive combustion is so rapid that for a final unburnt part of the combustion gas inside the chamber, which can be described as an end gas, at least part of the combustion takes place by self-ignition, where a spontaneous ignition of the end gas essentially takes place in all parts at the same time.

En viktig egenskap ved kammeret for å oppnå en tilstrekkelig trykkstigning under forbrenningen for å gi et tilfredsstillende belegg er at forholdet mellom dj.amet eren av den ovre, fors tor rede del av forbrenningskammeret 2 og diameteren av utlopsmunnstykket 4. Ifdlge det foretrukne eksempel innfores propan/luftblandingen i kammeret 2 ved et trykk på o ca. 7 kg/cm 2 , og det er nodvendig å o oppnå o en trykkstigning til toppverdien under forbrenningen på o ca. 28 kg/cm<2>.. Hvis utlopsmunnstykket 4 har for stor indre diameter, vil for meget av gassblandingon unnslippe gjennom munnstykket for trykket har bygget seg tilstrekkelig opp. For å oppnå,, et slikt- trykk er der funnet at forholdet mellom, den midlere indre diameter "D'f av f orbrenningskammeret i den ovre, .forstorrede del til den indre diameter-av munnstykket 4 ("D" i fig. 3) bor minst, varre 5:1, og fortrinnsvis noe s torre. F.eks. ved den foretrukne utf or sis osf orm hvo ir- den indre diameter "d" av munnstykket'4 er 0,8'mm, er kamme irdiameteren "D" i den ovre, for-størrede del 63,5 mm, hvilket gir forhold for D/d på 7,5. Forbren-ningskammerets trykk og dimensjoner som beskrevet gir en gasshastighet gjennom munnstykket på ca. 900 ms, og' hvor hastigheten av de oppebar-ne partikler er ca. 450 ms. An important feature of the chamber to achieve a sufficient pressure rise during combustion to provide a satisfactory coating is that the ratio between the diameter of the upper, enlarged part of the combustion chamber 2 and the diameter of the outlet nozzle 4. According to the preferred example, propane is introduced /air mixture in chamber 2 at a pressure of approx. 7 kg/cm 2 , and it is necessary to o achieve o a pressure rise to the peak value during combustion of o approx. 28 kg/cm<2>.. If the outlet nozzle 4 has too large an internal diameter, too much of the gas mixture will escape through the nozzle because the pressure has built up sufficiently. In order to achieve such a pressure, it has been found that the ratio between the average internal diameter "D'f of the combustion chamber in the upper, enlarged part to the internal diameter of the nozzle 4 ("D" in Fig. 3 ) bore at least, longer than 5:1, and preferably something as dry. For example, in the preferred embodiment, if the inner diameter "d" of the nozzle'4 is 0.8 mm, the comb diameter is "D" in the upper, enlarged part 63.5 mm, which gives a ratio of D/d of 7.5. The pressure and dimensions of the combustion chamber as described give a gas velocity through the nozzle of about 900 ms, and' where the speed of the suspended particles is approximately 450 ms.

En annen viktig egenskap ved forbrenningskammeret 2 er dets totale volum i relasjon til tverrsnittsarealet av munnstykket 4. Volumet av kammeret 2 bor være tilstrekkelig stort til å gi en tidsperiode for den utstrdxmende gass gjennom munnstykket som varer tilstrekkelig lenge til å muliggjøre at tidsperioden for injeksjon av satsen av det pulverformige materiale, som vil bli beskrevet i det efterfolgende, inn i f orb irenningskammeret til å være fullstendig mens trykket i f orbrenningskammeret fremdeles er ved et høyt nivå. Således ved den foretrukne utf drei sesf orm hvor injoks j onspe trioden for pulveret kan av-stedkommes i lopet av 5 ms bor gassutstrømnings tiden (enkelte ganger kaldt nedblåsning) under hvilken gass utldper fra munnstykket, være flere ganger lengere. F.eks. med en indre diameter av munns tykket på 6,35 mm- bor kammer volumet være minst 130 cm' 3 . hvilket gir en nedblåos - ningsperiode på ca. 10 ms, og i praksis kan der gis kammere med en ka-pasitet på o 196 - 230 cm 3. Med disse dimensjoner kan pulver injiseres og i det vesentlige elimineres fra forbrenningskammeret 2 for trykket i dette er faldt til en verdi som er for lav til å utfore belegningsmaterialet .mot arbeidsstykket med tilstrekkelig hastighet for" tilfredsstillende belegning. Another important characteristic of the combustion chamber 2 is its total volume in relation to the cross-sectional area of the nozzle 4. The volume of the chamber 2 should be sufficiently large to provide a time period for the escaping gas through the nozzle that lasts sufficiently long to enable the time period for injection of the charge of the pulverulent material, which will be described below, into the combustion chamber to be complete while the pressure in the combustion chamber is still at a high level. Thus, with the preferred output rotation form where the injection speed of the powder can be achieved in the course of 5 ms, the gas outflow time (sometimes cold blowdown) during which gas escapes from the nozzle should be several times longer. E.g. with an inner diameter of mouth thickness of 6.35 mm - the chamber volume must be at least 130 cm' 3 . which gives a downpour period of approx. 10 ms, and in practice chambers with a capacity of o 196 - 230 cm 3 can be provided. With these dimensions, powder can be injected and essentially eliminated from the combustion chamber 2 because the pressure in this has fallen to a value that is too low to carry out the coating material against the workpiece at sufficient speed for satisfactory coating.

Forskjellige betraktninger påvirker niunnstykkelengden .Denne bestemmes av den nodvendige stot hastighet for pulvere, pulverets partikkelstdrrelse og avfyrings trykket, og er for en gitt hastighet proporsjonal med partikkelstor reisen og omvendt proporsjonal med avfyrings trykket . Den nodvendige hastighet er den som vil hamre partiklene til et tett, velbundet belegg, mens en for hoy hastighet vil på steder bryte opp belegget eller til og med fjerne substratmaterialet, mens en utilstrekkelig hastighet gir et pordst belegg. Temperaturen spiller en underordnet rolle ved å mykgjdre partiklene for å fremme en stdtdeformasjon, men temperaturen erholdes i det vesentlige fra eks-poneringen av pulveret for de varme gasser ved at pulveret injiseres tvers over forbrenningsrommet, mens en relativt ytterligere oppvarm-ning finner sted i munnstykket. Relativt hove avfyrings trykk (som er avhengige av det tilgjengelige brennstoff- og luf tti If.drselstrykk) muliggjor hoye hastigheter fra- et- kort munnstykke, som kunne gjores meget kortere enn lier beskrevet ved en proporsjonal fordkning av avfyrings trykket, eller vice versa ved å manipulere pulverets stdrrelse og/eller brennstoff- og lufttilfdr selstrykk. F.eks. ved påforing av wolf ramcarbid med par tiklcel s tor reis e i området -325 mesh + 15 |rm ble der erholdt et tilfredsstillende belegg ved anvendelse av et munnstykke- med en lengde på 10,0 cm, hvor belegget hadde en amorf struktur med en Knoop hardhet på ca. 1200 og med adhesjon i overkant av 775 kg/ Various considerations affect the length of the bullet. This is determined by the required shock velocity for powders, the powder's particle size and the firing pressure, and for a given speed is proportional to the particle size travel and inversely proportional to the firing pressure. The necessary speed is that which will hammer the particles into a dense, well-bonded coating, while too high a speed will in places break up the coating or even remove the substrate material, while an insufficient speed results in a porous coating. The temperature plays a minor role by softening the particles to promote a base deformation, but the temperature is essentially obtained from the exposure of the powder to the hot gases by injecting the powder across the combustion chamber, while a relatively further heating takes place in the nozzle . Relatively high firing pressures (which depend on the available fuel and air and throttle pressures) enable high velocities from a short nozzle, which could be made much shorter than described by a proportional increase in the firing pressure, or vice versa by to manipulate the powder's consistency and/or fuel and air supply seal pressure. E.g. by applying tungsten carbide with particle size in the range -325 mesh + 15 |rm, a satisfactory coating was obtained using a nozzle with a length of 10.0 cm, where the coating had an amorphous structure with a Knoop hardness of approx. 1200 and with adhesion in excess of 775 kg/

2 2

cm . cm.

Viktige fordeler erholdt ved anvendelse av et relativt kort munnstykke er at den relative betydning av veggfriksjonen og varmetap fra veggen reduseres betydelig.. I kontrast dertil vil et "sugeror" munnstykke, dvs. et som har et forhold mellom lengde og diameter i overkant av 30 av et stort veggflatearea1 i forhold til dets tverr-snittsareal med det resultat.at veggfriksjonen i vesentlig grad vil senke gasstromhastigheten ved gjennomgangen gjennom munnstykket, og ytterligere vil der oppstå relativt hoy varmetap. I tillegg vil'ev-nen til å fungere med et kort munnstykke muliggjore installasjon av apparatet i lokaliteter hvor tilgjengelig rom er begrenset. Ved å utfore forbrenningen ved en eksplosjonsprosess (deflagras jon) ved foreliggende oppfinnelse fremfor ved detonasjon som frembringer en supersonisk- sjokkbdlge er det mulig å unngå behovet for et munnstykke med Important advantages obtained by using a relatively short nozzle is that the relative importance of wall friction and heat loss from the wall is significantly reduced. of a large wall surface area1 in relation to its cross-sectional area with the result that the wall friction will significantly lower the gas flow rate when passing through the nozzle, and in addition there will be relatively high heat loss. In addition, the ability to operate with a short nozzle will enable installation of the device in locations where available space is limited. By carrying out the combustion by an explosive process (deflagration) in the present invention rather than by detonation which produces a supersonic shock wave, it is possible to avoid the need for a nozzle with

lengde tilstrekkelig til å opprettholde en detonasjonsbdlge. length sufficient to sustain a detonation bdlge.

Prossen som finner sted i forbrenningskammeret med hensyn til trykk og dimensjoner for den foretrukne beskrevne utforelsesform er angitt grafisk i fig. 5. Går man ut fra en puls eller strdm ved tiden null, påbegynnes innfdringen av en forbrennbar blanding ved et trykk pa p 7 kg/cm" 2inn i kammeret gjennomtilfdrselsenheten 8 (som vil bli beskrevet, mere detaljert i det efterfdlgende) i ca. 8 ms. Ved ca. 5 ms injiseres en sats av pulverformig-belegningsmateriale inn i kammeret, og injeksjon av det pulverformige materiale fortsetter inntil den avsluttes ved ca. 10- ins. Ef ter ca. midtveis i pulverin jeks j ons-perioden, dvs. efter 7,5 ms er medgått, vil tennpluggen 10 antenne blandingen og forårsake en rask stigning i trykket inne i forbrenningskammeret til en toppverdi på ca. 28 kg/cm'' ca. 10 ms efter påbegynnelse av cyklusen. The process which takes place in the combustion chamber with respect to pressure and dimensions for the preferred embodiment described is indicated graphically in fig. 5. Starting from a pulse or stream at time zero, the introduction of a combustible mixture at a pressure of 7 kg/cm" 2 into the chamber through the supply unit 8 (which will be described in more detail below) is started for approx. 8 ms At approximately 5 ms, a batch of powdered coating material is injected into the chamber, and injection of the powdered material continues until it ends at approx. 10 ins. After approx. halfway through the powder injection period, i.e. after 7.5 ms have elapsed, the spark plug 10 will ignite the mixture and cause a rapid increase in the pressure inside the combustion chamber to a peak value of approx. 28 kg/cm'' approx. 10 ms after the start of the cycle.

Pulverinjeksjonen avsluttes tilnærmet'på det tidspunkt når trykket i kammeret er ved dets toppverdi. Omtrentlig ved dette tidspunkt vil de fors te partikler som ble injisert ha beveget seg ut av f orbrenningskammer 2 gjennom munnstykke 4 og steilt mot a rbei.ds s tykket og har således startet en belegningsperiode som fortsetter i ca. 2 rn-.-- Belegningsperioden er kortere enn i. n j eks- jon s perioden , .fordi de nist innforte partileie r Lar igjen de fors t innforte partikler i munnstykket som folge av oppbygning av trykk i kammeret. Ved slutten av be-regningsperioden er i det alt vesentlige alt av det pulverfor mige .materiale blitt blåst ut av forbrenningskammeret 2 med det resultat at på det tidspunkt hvor trykket i forbrenningskammeret tilslutt fal-ler under det som er nddvendig for å underholde en tilstrekkelig hastighet for belegning, er hele den pulverformige ladning allerede blitt påfort. The powder injection ends approximately at the time when the pressure in the chamber is at its peak value. At approximately this time, the first particles that were injected will have moved out of the pre-combustion chamber 2 through the nozzle 4 and steeply towards the thickness of the work and have thus started a coating period which continues for approx. 2 rn-.-- The coating period is shorter than the i. n j ex-tion period, .because the newly introduced particle layers allow the first introduced particles in the nozzle as a result of a build-up of pressure in the chamber. At the end of the calculation period, essentially all of the pulverulent material has been blown out of the combustion chamber 2 with the result that at the time when the pressure in the combustion chamber finally falls below what is necessary to maintain a sufficient speed for coating, the entire powdery charge has already been advanced.

Det vil forståes at trykkene, tidene og dimensjonene som beskrevet for den foretrukne utforelsesform kan selektivt varieres om dnsket, for å muliggjore anvendelse; av s torre eller mindre belegnings-apparater ifolge foreliggende oppfinnelse. I tillegg kan tidspunktet for belegningsmaterialets injeksjonsperl ode velges til å begynne efter fremfor for antennelse, for påføringer hvor det er dnskelig å innfore pulveret i en atmosfære hvor alt oxygen allerede er forbrukt, i den It will be understood that the pressures, times and dimensions as described for the preferred embodiment can be selectively varied if desired to enable application; of large or small coating devices according to the present invention. In addition, the time for the coating material's injection period can be chosen to begin after rather than before ignition, for applications where it is desirable to introduce the powder into an atmosphere where all the oxygen has already been consumed, in the

hensikt å redusere partikkeloxydasjon. intended to reduce particle oxidation.

Brennstoff t i1f drs e1senhet en Fuel t i1f drs unit one

Den tidligere nevnte brennstofftilfdrselsenhet 8 (fig. 6 og 7) innbefatter et sylindrisk tilfdrsels hus 30 som.har en forminsket gjenget stuss ved dets fremre ende og som fastskrues i den tidligere beskrevne bdssing 22 i siden av forbrenningskammeret 2. Utgående bakover inn i innldpshuset 30 fra dets fremre.ende er en innldpspassa.sje 34 som ender ved omtrent midtpunktet av tilfdrselshuset. Utgående bakover fra tilfdrselspassasjen 34 gjennom resten av tilfdrselshuset er en annen passasje 36 mad relativt mindre diameter, som glidende mottar en ventilstang 38 som bærer et ventiIhode 40. Ventilhodet 40 som er avskrådd langs dets kant, er tilpasset i ét tilsvarende åvfaset ventilsete 42 på tilfdrselshusets legeme 30 og avstenger væskekemmu-nikasjonen mellom tilfdrselspassasjen 34 og forbrenningskammeret 2 når ventilhodet er i. lukket stilling. The previously mentioned fuel supply unit 8 (Figs. 6 and 7) includes a cylindrical supply housing 30 which has a reduced threaded connection at its front end and which is screwed into the previously described socket 22 in the side of the combustion chamber 2. Exiting backwards into the intake housing 30 from its front end is an inlet passage 34 which ends at approximately the midpoint of the supply housing. Extending backwards from the supply passage 34 through the remainder of the supply housing is another passage 36 of relatively smaller diameter, which slidingly receives a valve rod 38 carrying a valve head 40. The valve head 40, which is chamfered along its edge, is fitted into a correspondingly chamfered valve seat 42 on the supply housing body 30 and shuts off the liquid communication between the supply passage 34 and the combustion chamber 2 when the valve head is in the closed position.

For å holde ventilhodet i dets lukkede setes tilling er den bakre del av ventilstangen 38, som utstrekker seg bakover og ut av tilfdr selshuset 30, forsynt med en ikke gjennombrutt sirkelformet ril-le som gir en, fremadrettet skulder 43 som fastholdes av en .sirkulær plate eller fjærholder 44. En sirkulær kompressibel fjær 46 er anordnet konsentrisk rundt ventiIs tangen 38 og utgår mellom tilfdrselshuset 30 og platen 44, og som er akkurat tilstrekkelig sterk til å holde ventilhodet 40 lukket mot det ..rykk som utoves av den innkom- niende ti l.fdrsel av f orbrennbar" gass, som tilfores kontinuerlig til det indre av innlopspassasjen 34 gjennom rorledning 48 (fig. 7). To hold the valve head in its closed seat position, the rear portion of the valve stem 38, which extends rearward and out of the supply housing 30, is provided with an unbroken circular groove which provides a forward shoulder 43 which is retained by a circular plate or spring holder 44. A circular compressible spring 46 is arranged concentrically around the valve tang 38 and extends between the supply housing 30 and the plate 44, and which is just strong enough to keep the valve head 40 closed against the thrust exerted by the incoming ten flow of "combustible" gas, which is supplied continuously to the interior of the inlet passage 34 through pipe line 48 (fig. 7).

For å bevege ventilhodet 40 fremover fra dets sete og således gjore innlopspassasjen 34 i væskekommunikasjon med det indre av forbrenna ngskcVmmeret, er to elektriske solenoider 50 fast montert på det ytre av ti lf drselshuset 30 på den motsatte sj.de derav. Solenoidene 50 er av konvensjonell konstruksjon som hver har en elektromag-netisk spole 51 (fig. 9A ) med en kjerne 52 montert for en aksial frem-og tilbakegående bevegelse i spolen når denne aktiveres.. Forbundet med, og båret av kjernene 52 er et tversgående krysshode 54 (fig. 6) som er i kontinuerlig tilstdtende kontakt med den frie bakovervenden-de ende av ventils tangen 38. To move the valve head 40 forward from its seat and thus make the inlet passage 34 in fluid communication with the interior of the combustion chamber, two electric solenoids 50 are fixedly mounted on the outside of the throttle body 30 on opposite sides thereof. The solenoids 50 are of conventional construction each having an electromagnetic coil 51 (Fig. 9A) with a core 52 mounted for an axial reciprocating movement in the coil when it is activated. Connected to and carried by the cores 52 is a transverse crosshead 54 (fig. 6) which is in continuous adjacent contact with the free rearward-facing end of the valve's tang 38.

i in

Under den ikke-aktiverte tilstand av solenoidene 50 vil den forspente fjær 46 forårsake at ventilstangen 38 beveger krysshodet bakover slik at kjernene 52 bringes i tilbaketrukket tilstand når ventiohodet 40 ligger an mot ventiIsetet. Aktivering av solenoidene 50 forårsaker at kjernene 52 beveges inn i solenoidene og trekker krysshodet 54 fremover (til den posisjon som.er indikert med stiplet linje i fig. 6) og således forer ventilstangen 38 fremover og hever ventilhodet 40. fra ventilsetet. På dette tidspunkt vil den forbrennbare blanding som er ved et trykk på o 7 kg/cm 2 ved den foretrukne ut-f drei ses f or rn, påbegynne tilforselen inn i f orbrermingskammeret 2. Solenoidene 50 deaktiveres på ca. det tidspunkt når tennpluggen 10. ten-ner. En rask trykkoppbygning som finner sted i forbrenningskammeret 2 under tilforselen av forbrenningsgassen muliggjdr at fjæren 46 raskt bringer ventilhodet 40 tilbake til ventilsetet og derved avstenger forbrenningskammeret 2 fra tilfdrselspassasjen 34 for den fremadgående f lammefron t kan rekke blandingen i tilforse.lspassas jen . During the non-activated state of the solenoids 50, the biased spring 46 will cause the valve rod 38 to move the cross head backwards so that the cores 52 are brought into a retracted state when the valve head 40 rests against the valve seat. Activation of the solenoids 50 causes the cores 52 to move into the solenoids and pulls the crosshead 54 forward (to the position indicated by the dashed line in Fig. 6) thus advancing the valve stem 38 and raising the valve head 40 from the valve seat. At this time, the combustible mixture, which is at a pressure of o 7 kg/cm 2 at the preferred outlet, will begin to feed into the pre-cooling chamber 2. The solenoids 50 are deactivated in approx. the time when the spark plug 10. ignites. A rapid pressure build-up which takes place in the combustion chamber 2 during the supply of the combustion gas enables the spring 46 to quickly bring the valve head 40 back to the valve seat and thereby shut off the combustion chamber 2 from the supply passage 34 so that the advancing flame front can reach the mixture in the supply passage.

For å forhindre lekkasje av den forbrennbare blanding ut gjennom tilforselshuset langs stangen 38, hvilket kunne forårsake brannrisiko, er der anordnet en sirkulær fordypning 56 i tilfdrselshuset 30, som omgir venti1stangen ca.- ved midtpunktet av den annen passasje 36 (fig. 7). Luft tilfores til passasjen 56 gjennom rorledning 58 ved et hoyere trykk enn trykket for den forbrennbare blanding som tilfores gjennorn tilf drselspassas jen 34.. Som et resultat av dette vil en eventuell lekkasje av gass mellom stangen 38 og den annen passasje 36 rettes fra fordypningen 56 mot i-nnlopspas s as jen 34 og In order to prevent leakage of the combustible mixture out through the supply housing along the rod 38, which could cause a fire risk, a circular recess 56 is arranged in the supply housing 30, which surrounds the venti1 rod approximately at the midpoint of the second passage 36 (fig. 7). Air is supplied to the passage 56 through the pipe 58 at a higher pressure than the pressure of the combustible mixture which is supplied through the supply passage 34. As a result of this, any leakage of gas between the rod 38 and the other passage 36 will be directed from the recess 56 against entry pass s as jen 34 and

således forhindre at forbrennbar gass unnslipper bakover og ut mot thus preventing combustible gas from escaping backwards and towards

atmosfæren. Ytterligere i en alternativ utforelsesform av foreliggende oppfinnelse ved hvilken det pul verformige materiale innfores i the atmosphere. Furthermore, in an alternative embodiment of the present invention, in which the powdered material is introduced into

kammeret 2 g jennom ' brenns to.f.-ft i l.fd r sels es ven t i. lea ved a. oppebære det pulverf ormige materiale i brenns: toffgas s t i lf dr se len , er s-t comme a av gass som innfores gjennom senkningen 56 meget viktig for å forhindre pulveret fra å fylle passasjen rundt ven tils tivngon og forhindre dens raske bevegelse mellom de lukkede og åpne posisjoner. the chamber 2 g through 'burns to.f.-ft in l.fd r sels es ven t i. lea by a. raise the powdery material in burn: toffgas s t i lf dr se len , is s-t comme a of gas that is introduced through the depression 56 very important to prevent the powder from filling the passage around the vein to the valve and prevent its rapid movement between the closed and open positions.

For å aktivere og deaktivere solenoidene 50 for en pulsert eller cyclisk tilfdrsel av blandingen inn i forbrenningskammeret anvendes det elektriske kretslop som er vist i fig. 9ft. Den foretrukne operasjonsbastighet er en pulshastighet i området 5-25 pulser/s, selv om dette kan'varieres. Spolen 51 i solenoiden 50 er forbundet i serie med en kondensator 62 som. opplades fra en hdyspenningski lde (300 v) indikert med batteri 64 når bryterkon taktene 66a og 66b er sluttet. Når bryterkontakter 66a og 66c er lukket, utlades kondensatoren 62 gjennom spolen 51,og solenoiden beveger den tilhdrende kjerne 52 fremover. Når bryterkontaktene 66a og 66b igjen sluttes, opplades igjen.kondensatoren 62 gjennom spolen 66 fra kraftkilden 64. En likeretterdiode 70 er innbefattet i kretsldpet til solenoidespolen 51 for å forhindre en strdm i motsatt retning når kondensatorens lader svinger til dens motsatte polaritet (fig- 913), hvilket sikrer at solenoiden tilfores kun en enkelt strdmpuls. Denne oppkobling minimalise-rer systemets elektriske energibehov. - To activate and deactivate the solenoids 50 for a pulsed or cyclic supply of the mixture into the combustion chamber, the electrical circuit shown in fig. 9ft. The preferred operating speed is a pulse rate in the range of 5-25 pulses/s, although this can be varied. The coil 51 of the solenoid 50 is connected in series with a capacitor 62 which. is charged from a high-voltage source (300 v) indicated by battery 64 when switch contacts 66a and 66b are closed. When switch contacts 66a and 66c are closed, the capacitor 62 is discharged through the coil 51, and the solenoid moves the associated core 52 forward. When the switch contacts 66a and 66b are again closed, the capacitor 62 is again charged through the coil 66 from the power source 64. A rectifier diode 70 is included in the circuit of the solenoid coil 51 to prevent a current in the opposite direction when the capacitor's charger swings to its opposite polarity (Fig. 913 ), which ensures that only a single current pulse is supplied to the solenoid. This connection minimizes the system's electrical energy requirements. -

På lignende måte for å aktivere tennpluggen 10 (fig. 4) er en kondensator 70 og primærspolen 72 i'en standard tenn transformator koblet i serie med batteriet 74. Tenntransformatorens sekundærspole 73 er forbundet med tennpluggen 10. Et par bryterkontakter 76 er forbundet i parallell med kondensatoren 70. Bryterkontaktene 76 åpnes og lukkes av bevegelsen til ventils tangen 38. Når ventilstangen beveges for å åpne ventilhodet 40, sluttes bryteren 76, hvorved påbegynnes en strdmoppbygning i primærspolen 72. Når ventilstangen lukker ventilhodet 40, åpnes kontakten 76, hvilket forårsaker en spenningsfor-andring over spolene i transformatoren, hvilket forårsaker en tenn-• gnist. Selv om der kun har vært åpenbart et system hvor der anvendes én tennplugg, vil det forståes at tenningssystemet lett kan modifise-res for å aktivere to tennplugger 10, anordnet på motsatt side av forbrenningskammeret 2. Similarly, to activate the spark plug 10 (Fig. 4), a capacitor 70 and the primary coil 72 of a standard ignition transformer are connected in series with the battery 74. The ignition transformer's secondary coil 73 is connected to the spark plug 10. A pair of switch contacts 76 are connected in parallel. with the capacitor 70. The switch contacts 76 are opened and closed by the movement of the valve stem 38. When the valve stem is moved to open the valve head 40, the switch 76 closes, thereby initiating a current build-up in the primary coil 72. As the valve stem closes the valve head 40, the contact 76 opens, causing a voltage change across the coils of the transformer, which causes an ignition • spark. Although only a system has been disclosed where one spark plug is used, it will be understood that the ignition system can easily be modified to activate two spark plugs 10, arranged on the opposite side of the combustion chamber 2.

B r e li n s t off /1 u f 1: t i 3. f d r s e 1 s le i 1 d c. n B r e li n s t off /1 u f 1: t in 3. f d r s e 1 s le in 1 d c. n

Som tidligere nevnt inniores en tilførsel av brennbar blanding gjennom rorledning 48 til tilfdrselspassasjen 34 i tilfor-selsenheten 8. Tilforselen av den brennbare blanding kommer fra til-for 's e1ssysternet vist i fig. 2, som innbefatter en brennstoff/luft-blandetank 80 forbundet med rorledningen 48, hvori luft og propangass blandes ved et trykk på ca. 7 kg/cm^ for å gi den forbrennbare ding. Når innldpsventilhodet 40 åpnes, strømmer blandingen gjennom rorledning 48 og til tilfdrselspassasjen 34 og inn i forbrenningskammeret 2, som efter at den foregående puls er fullstendig, er ved et trykk soin er vesentlig lavere enn 7 kg/cm". As previously mentioned, a supply of combustible mixture is initiated through pipeline 48 to the supply passage 34 in the supply unit 8. The supply of the combustible mixture comes from the supply system shown in fig. 2, which includes a fuel/air mixing tank 80 connected to the rudder line 48, in which air and propane gas are mixed at a pressure of approx. 7 kg/cm^ to give the combustible ding. When the intake valve head 40 is opened, the mixture flows through the pipe line 48 and to the supply passage 34 and into the combustion chamber 2, which, after the preceding pulse is complete, is at a pressure substantially lower than 7 kg/cm".

Luft tilfores blandetanken 80 fra en luftreservoartank 82 forbundet med en hdytrykksluftkilde, slik som en luftrdrledning som arbeider ved 7 kg/cm 2. Luftreservoirtanken '82 er forbundet ved hjelp av en mellomliggende rorledning 84 til blandetanken 80. Air is supplied to the mixing tank 80 from an air reservoir tank 82 connected to a high-pressure air source, such as an air duct operating at 7 kg/cm 2 . The air reservoir tank '82 is connected by means of an intermediate duct 84 to the mixing tank 80.

Propangass tilfores til blandetanken 80 fra flasken 86 inneholdende flytende propan, via de forbindende rdrledninger 88. Anordnet på utsiden av propanflasken 86 er elektriske varmelampcr 90 som hevere temperaturen av den flytende propan slik at denne koker av. Oppvarmningen av .den flytende propan danner en tilførsel av propangass ved et trykk på o ca. 8 kg/cm 2, og gassen fores gjennom en variabel ven-til 92, anordnet i rorledning 88, som regulserer tilforselen av propan til blandekarriiToeret 80. En slaveregulator 94 er forbundet med rorledning 88 via en avgrenet rd.rforbiiidel.se til. luf trdrledning 84, som således automatisk regulerer tilforselen av propangass i forhold til lufttrykket. Propane gas is supplied to the mixing tank 80 from the bottle 86 containing liquid propane, via the connecting pipelines 88. Arranged on the outside of the propane bottle 86 are electric heating lamps 90 which raise the temperature of the liquid propane so that it boils off. The heating of the liquid propane forms a supply of propane gas at a pressure of approx. 8 kg/cm 2 , and the gas is fed through a variable valve 92, arranged in pipeline 88, which regulates the supply of propane to the mixing carrier 80. A slave regulator 94 is connected to pipeline 88 via a branched rd.rforbiiidel.se to. air line 84, which thus automatically regulates the supply of propane gas in relation to the air pressure.

To. sikkerhetsforanstaltninger er innbefattet. En trykkfd-ler 98 i strdmnings.fo.rbindel.se med propangassen i rorledning 88 er forbundet med den elektriske strdmkilde for varmelampene.90 for pro-panf lasken, slik at hvis en for stor trykkstigning påvises av enheten 98, vil denne automatisk stenge av varmelampene. Det er også nødven-dig å slå av varmelampene'90 når den flytende propan i. flasken 86 er forbrukt, og for dette formål er en vektfdleranordning indikert" skjematisk som 100, som også er forbundet med propanflasken. Vektfdler-anordningen 100 bryter den elektriske tilfdrsel til lampene 90 når vekten av flasken. 86 og dens innhold synker under et på forhånd bo--s t. e m t nivå. Two. safety measures are included. A pressure sensor 98 in the power supply connection with the propane gas in the pipeline 88 is connected to the electric current source for the heat lamps 90 for the propane tank, so that if too great a pressure rise is detected by the unit 98, it will automatically shut down of the heat lamps. It is also necessary to turn off the heat lamps' 90 when the liquid propane in the bottle 86 is consumed, and for this purpose a balance device is indicated schematically as 100, which is also connected to the propane bottle. The balance device 100 breaks the electrical supply to the lamps 90 reaches the weight of the bottle 86 and its contents drop below a pre-set level.

Blandetanken 80 og lufi.re.se rvoirtank 82 har begge en meget sto r re volumka pas.i. te t enn f orbrcn u.i ngskamme re 1: 2 for å minimalisere variasjoner i tilfbrselstrykket av den forbrennbare blanding under inns trornning av gass til f orbrenningskammeret. The mixing tank 80 and lufi.re.se rvoirtank 82 both have a very large r re volumka pas.i. te t than f orbrcn u.ingchamber re 1: 2 to minimize variations in the supply pressure of the combustible mixture during the introduction of gas to the f combustion chamber.

Selvom en kilde hvor der anvendes flytende propangass er blitt beskrevet, vil det forståes at ved passende modifikasjoner kan et flytende brennstoff eller tåke derav blandes, med luft og tilfores f orbrenningskammeret for å gi en f orbrennb.ar blanding. Although a source using liquid propane gas has been described, it will be understood that with suitable modifications a liquid fuel or mist thereof can be mixed with air and supplied to the combustion chamber to provide a pre-combustion mixture.

P ulverin je k t ore n lie t e n. P ulverin je c t ore n lie t e n.

Den tidligere nevnte pulverinjektorenhet ]2 (fig. 8) innbefatter et vertikalt, lukket, hult sy.lindr.isk injektorhus 120. Huset 120 har i dets nedre ende en gjenget tapp 122 som kan. fastskrues i en gjenget bdssing .124 som er fastsveisct og forer gjennom voggen i forbrenning skammare! 2 i dets ovre ende. En vertikal passasje 126 som forer tappen .122 bringer det indre av injektorhuset 120 i. strdmnings-forbindelse med det indre av forbrenningskammeret 2. Passasjen 126 er imidlertid normalt lukket ved at et injektorventilhode 1.28 ligger an mot en sirkelformet neopren forseglings ring 130 som er anordnet i den nedre ende av injektorhuset. Injektorventilhodet 128 kan loftcs vertikalt fra dets sete 130 ved en injektoryenLilstang 132 som strekker seg oppover og ut gjennom den ovre ende av injektorhuset 120. Den ovre ende av injektorhuset innbefatter en konvensjonell trykkforsegl-ihg (ikke v'is't) som tillater en vertikal glidende bevegelse av stangen 132 uten at der oppstår trykktap inne i huset. The previously mentioned powder injector unit 2 (Fig. 8) includes a vertical, closed, hollow cylindrical injector housing 120. The housing 120 has at its lower end a threaded pin 122 which can. is screwed into a threaded rod fitting .124 which is welded and leads through the cradle in the combustion chamber! 2 at its upper end. A vertical passage 126 which guides the pin 122 brings the interior of the injector housing 120 into flow communication with the interior of the combustion chamber 2. However, the passage 126 is normally closed by an injector valve head 1.28 abutting a circular neoprene sealing ring 130 which is provided at the lower end of the injector housing. The injector valve head 128 can be lifted vertically from its seat 130 by an injector rod 132 which extends upward and out through the upper end of the injector housing 120. The upper end of the injector housing includes a conventional pressure seal (not shown) which allows a vertical sliding movement of the rod 132 without pressure loss occurring inside the housing.

Fast anordnet på stangen .132, motstående til midtpunktet i huset, er et stempel 134 som deler det indre av huset i et ovre kammer 136 og et nedre kammer 138. Stemplet .134 leder ventilstangen for en vertikal glidende bevegelse for å sikre at ventilhodet beveges vertikalt av og på dets sete 130. Fixed to the rod .132, opposite the center point of the housing, is a piston 134 which divides the interior of the housing into an upper chamber 136 and a lower chamber 138. The piston .134 guides the valve stem for a vertical sliding movement to ensure that the valve head moves vertically off and on its seat 130.

Pulverformig materiale tilfores periodevis inn i det nedre kammer 138 gjennom en horisontal ledning 140 som er forbundet med, og fores gjennorn sideveggen av huset 120. Ved den motsatte ende av rorledningen 140 er denne forbundet med den nedre ende av porsjonerings-, enhet 142 som omfatte c en ovre la ga r be h o 1 de r .144 inneholdende en ti L-fdrsel av belegningsmateriale, og en. nedre samle trakt 146. Lage r be-holde ren 1.44 er en lukket, vertikal hulsylinder med en kjegleformet bunnvegg som forer ned i en smal hals 148. Gjennomgående gjennom lagringsenheten 144 er en vertikal aksel 1.50 som har'et gjenget område 152 ved dens nedre ende og anordnet i. halsen 148, og aclski.lt fra den- nes vegger. Et venti 1 nod o 154 er fasts ler uud iri 1. den nedre ende- av akslingen 152, og har en oppad rc-11 o t konisk del som ligger an i et tilsvarende .formet sete ved den nedre ende av halsen 148. Powdered material is periodically fed into the lower chamber 138 through a horizontal line 140 which is connected to, and fed again to, the side wall of the housing 120. At the opposite end of the rudder line 140, this is connected to the lower end of the portioning unit 142 which comprises c an upper layer ga r be h o 1 de r .144 containing a ti L-fdrsel of coating material, and a. lower collecting funnel 146. Make r keep clean 1.44 is a closed, vertical hollow cylinder with a cone-shaped bottom wall leading down into a narrow neck 148. Passing through the storage unit 144 is a vertical shaft 1.50 having a threaded area 152 at its lower end and arranged in the neck 148, and aclski.lt from its walls. A valve 154 is attached to the lower end of the shaft 152, and has an upwardly conical part which rests in a correspondingly shaped seat at the lower end of the neck 148.

Normalt vil strommen gjennom halsen ned i den underliggende mottagertrakt 146, som er forbundet med lagringsenheten 144, ved den mellomliggende stuss .160, forhindres av ventilhodet .154. Imidlertid kan akslen 150 selektivt beveges.nedover slik at partiklene kan fores gjennom halsen 143 og inn i mottagertrakten 146. I tillegg vil gjengene 152 i den nedre ende av akslen 150 hjelpe til å fore det pulverformige materiale nedover og inn i den underliggende mottagertrakt. Fra mottagertrakten 146 kan partiklene fores via den mellomliggende rorledning 140 til det nedre kammer 138. Normally, the flow through the throat into the underlying receiving funnel 146, which is connected to the storage unit 144, at the intermediate connection .160, will be prevented by the valve head .154. However, the shaft 150 can be selectively moved downwards so that the particles can be fed through the neck 143 and into the receiver hopper 146. In addition, the threads 152 at the lower end of the shaft 150 will help to feed the powdery material downwards and into the underlying receiver hopper. From the receiving funnel 146, the particles can be fed via the intermediate pipe line 140 to the lower chamber 138.

Ved. anvendelse av både lagringsenheten og mottagertrakten kan mengden av materiale som fores inn i. pulverinjektorhuset 120 kon-trolleres for hver sats. Ytterligere ved å angi mottagertrakten 146 sikres at volumet av det pulverformige materiale blir blandet med et relativt stort luftvolum som tilfores gjennom rorledning 140 og således unngåes gjentetning av rorledning .140, hvilket kunne finne sted hvis materialet ble forsdkt tilfort direkte fra hoveddelen av materialet i lagringsenheten og inn i rorledningen uten den mellomliggende tilf oi sel st rakt. By. using both the storage unit and the receiver hopper, the amount of material fed into the powder injector housing 120 can be controlled for each batch. Furthermore, by specifying the receiving funnel 146, it is ensured that the volume of the powdery material is mixed with a relatively large volume of air which is supplied through pipe line 140 and thus resealing of pipe line 140 is avoided, which could take place if the material was supplied directly from the bulk of the material in the storage unit and into the rudder line without the intermediate supply seal stretched straight.

Da det pulverformige materiale må innfores i forbrenningskammeret under en periode hvor trykket i kammeret når en toppverdi på ca. 23 kg/cm<2>',er det nddvendig å sikre at trykket i det indre av hver del av injektorhuset 120, lagringsenheten 144 og mottagertrakten 146 er ved et ytterligere hdyere trykk. For dette formål er en tl.I-fdrselsledning for luft fra en konvensjonell trykkilde på ca. 70 kg/ cm2' (ikke vist) forbundet via en tilfdrselsrorledning 162 som forgre-nes til forledninger 164, 166 og .168 s om. henholdsvis er forbundet med det. ovre kammer 136, det indre av lagerenheten 144 og det indre av mottagertrakten 146. As the powdery material must be introduced into the combustion chamber during a period when the pressure in the chamber reaches a peak value of approx. 23 kg/cm<2>', it is necessary to ensure that the pressure in the interior of each part of the injector housing 120, the storage unit 144 and the receiving funnel 146 is at a further higher pressure. For this purpose, a tl.I supply line for air from a conventional pressure source of approx. 70 kg/cm2' (not shown) connected via a supply pipe line 162 which branches into supply lines 164, 166 and .168, etc. respectively are associated with it. upper chamber 136, the interior of the storage unit 144 and the interior of the receiver hopper 146.

For å injisere materialet i det nedre kammer 138, lottes vertikals tangen 132, hvilket lofter ventilhodet 128 fra dets sete.. Det hdye trykk, inne i det nedre kammer 138 injiserer partiklene inn i forbrenningskammeret i en retning mot munnstykket 4. Ved å injisere partiklene på den side av forbrennings-kamme ret som er på motsatt side av munnstykket 4 gis partiklene tilstrekkelig oppholdstid i forbrenningskammeret 2 for å oppnå en tilstrekkelig foroppvarmning'fdr de fores inn i hdyhasLighetsforbrenningsgasseno gjennom munnstykket 4. To inject the material into the lower chamber 138, the pin 132 is plumbed vertically, which lifts the valve head 128 from its seat. The high pressure inside the lower chamber 138 injects the particles into the combustion chamber in a direction towards the nozzle 4. By injecting the particles on the side of the combustion chamber which is on the opposite side of the nozzle 4, the particles are given sufficient residence time in the combustion chamber 2 to achieve sufficient preheating before they are fed into the high-pressure combustion gas through the nozzle 4.

Den ofterfdlgende retur av ventilen til dens lukkede stilling avhjelpes ved det hdye trykk på oversiden av ventilhodet 128, hvilket resulterer i en spesielt rask og effektiv ventillukning. The frequent return of the valve to its closed position is remedied by the high pressure on the upper side of the valve head 128, which results in a particularly fast and efficient valve closing.

Ventilstangen .132 kan heves og senkes ved hjelp av en sol-enoide med tilhdrende bryterkretslop, tilsvarende en av solenoidene 50 med tilhdrende kretslop som tidligere beskrevet i forbindelse med brennstofftilfdrselsenheten. Det kan således bemerkes at brennstoff-tilf dr sel ss ole noi. de ne, pulverin jeiet ors olenoid en og tennpluggen hver aktiveres som folge av manipulering av brytere i deres respektive tilhdrende elektriske kretser. Gom tidligere diskutert er åpne-og slut-tepunktene for tennpluggen 10 montert på tilfdrselsventilmekanismen slik at der automatisk oppnåes at gnisten avgis i det onskede inter-vall efter åpning av ventilen. På tilsvarende måte kan åpningen av pulverinjektorventilen oppnåes 1 henhold til det tidligere beskrevne tidsforhold ved å anordne bryterkontakter på puIverinjektorsolenolden som sluttes ca. 3 ms efter at brennstofftilfdrselsventilhodet 40 har begynt å åpne. Dette kan oppnåes ved å montere kammer på en felles roterende aksling som kontrollerer operasjonen av bryterne som styrer tilf drsels ventilen og pul ve r i ri j ek t or s t angen 132 i. det onskede tidsforhold. Andre konvensjonelle tidskoblingor kan alternativt anvendes. The valve rod .132 can be raised and lowered by means of a sole-enoid with an associated switch circuit, corresponding to one of the solenoids 50 with an associated circuit as previously described in connection with the fuel supply unit. It can thus be noted that fuel supply dr sel ss ole noi. de ne, pulverin jeiet ors olenoid en and the spark plug are each activated as a result of the manipulation of switches in their respective associated electrical circuits. As previously discussed, the opening and closing points for the spark plug 10 are mounted on the supply valve mechanism so that it is automatically achieved that the spark is emitted at the desired interval after opening the valve. In a similar way, the opening of the powder injector valve can be achieved 1 according to the previously described time relationship by arranging switch contacts on the powder injector solenold which is closed approx. 3 ms after the fuel supply valve head 40 has started to open. This can be achieved by mounting the chamber on a common rotating shaft which controls the operation of the switches which control the supply valve and powder in the rej ector rod 132 in the desired time ratio. Other conventional time switches can alternatively be used.

Ved en alternativ utforelsesform av oppfinnelsen kan belegningsmaterialet i stedet for å innfores i kammeret adskilt fra den brennbare blanding,innfores i kammeret sammenblandet med den forbrennbare blanding. Dette kan fordelaktig gjores ved å innfore belegningsmaterialet i rorledning 48 mellom brennstoff/lufttilfdrselskilden og brennstofftilfdrsels ventilen, eller alternativt ved å innfore belegningsmaterialet i kammeret'34, inne i brenns toff tilf drsels vent i len 8 via en passende rorledning. I begge tilfeller tilfores belegningsmaterialet i forbrenningskammeret sammen med den forbrennbare blanding. In an alternative embodiment of the invention, instead of being introduced into the chamber separately from the combustible mixture, the coating material can be introduced into the chamber mixed with the combustible mixture. This can advantageously be done by inserting the coating material into pipe line 48 between the fuel/air supply source and the fuel supply valve, or alternatively by inserting the coating material into the chamber'34, inside the fuel supply valve in line 8 via a suitable pipe line. In both cases, the coating material is fed into the combustion chamber together with the combustible mixture.

Claims

1..Procedure for repeated application of a. powdered coating material on a workpiece, where a chamber with a gas outlet is filled with a combustible gas mixture at a first pressure, the gas mixture is ignited in the combustion chamber, and the particulate material is mixed with the burned gas mixture and applied. is then applied to the workpiece in the burnt gas mixture at an elevated temperature and at high speed, characterized in that the combustible gas mixture is burnt rapidly ("deflagration") in the chamber, the rapidly burnt mixture is held in the combustion chamber so that the gaseous mixture remains in the substantially completely burned before the gas mixture can flow through the outlet in such a volume that the pressure increase created due to the combustion of the mixture will be significantly limited, thereby creating a peak pressure in the chamber that is significantly higher than the first pressure, as the partial f o. particulate material is mixed with the combustion gases while the chamber pressure constitutes at least a substantial portion of the chamber peak pressure, and the particulate coating material is applied to the workpiece using the second pressure to propel the combustion gases and the particulate material through a nozzle to accelerate it par.tickel-shaped material against workpiece a.

2. Method according to claim 1, characterized in that the combustible gas mixture is introduced into the chamber in a sufficiently large amount to increase the pressure of the mixture to substantially above atmospheric pressure, and that the rapid combustion of the gaseous mixture is initiated while the gaseous mixture has a pressure which is significantly higher than atmospheric pressure.

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the combustible gas mixture is delimited to essentially make the maximum flame propagation period during the rapid combustion as small as possible and thereby increase the peak pressure obtained due to the combustion. 1.

4. Method according to claims .1.-3, k a r a k ± e' r . i s e r t . \ • in that a portion of the gaseous mixture is burned by means of self-ignition after the pressure of the gaseous mixture has been increased due to the rapid combustion. .

5. Method according to claims 1-4, characterized in that the particulate material is mixed with the combustion gases before a major proportion of the combustion gases have been passed through the nozzle.

6.. Method according to claims 1-5, characterized in that the particulate material is mixed with the combustion gases by the particulate material being injected into the combustion chamber so that the particulate material will be preheated before it leaves the combustion chamber.

7. Method according to claims 1-6, characterized in that fuel and air are used as gaseous mixture.

8. Method according to claims 1-7, characterized in that an initial pressure of at least approx. 3 atmospheres.

9. Method according to claims 1-8, characterized in that a material with a high melting point is used as particulate material.