RU1676152C

RU1676152C - Torch for gas-plasma spraying

Info

Publication number: RU1676152C
Application number: SU894645393A
Authority: RU
Inventors: Ю.Ю. Жевченко
Original assignee: Научно-Производственное Объединение Технологии Автомобильной Промышленности
Priority date: 1989-01-31
Filing date: 1989-01-31
Publication date: 1992-12-23

Abstract

Изобретение относитс к средствам дл термического нанесени металлических покрытий напылением и может быть использовано в различных отрасл х народного хоз йства. Цель - повышение производительности, снижение расхода составл ющих горючей смеси и расширение технологических возможностей горелки. Дл этого горелка снабм жена дополнительной камерой, смежной с основной, каналом подачи в эту камеру горючей смеси исходной кондидни , выполненным в корпусе касат ль-. но к ее внутренней поверхности, и рассекателем потока горючей смеси в виде конической втулки с пазами. Сопло горелки выполнено в виде конической втулки, которой снабжен корпус, размещенной по оси горелки на его .рабочем торце большим основанием. Инжектор выполнен в виде полой оси с диском и цапфой на одном конце, свободный конец которой размещен внутри сопла. При этом камера приема окислител и канал подачи горючей смеси исходной кондиции выполнены сообщающимис и расположены з корпусе соосно друг другу. Канал подвода горючего газа выполнен в виде патрубка, размещенного в камере приема окислител вдоль ее осн. Канал прдвода окислител выполни корпусе под углом к оси этоа Кен,.. ры и касательно к ее внутренней поверхности. Газовые каналы образованы внутренней кон ческой поверхностью сопла и гтаза рассекател . $ The invention relates to means for the thermal deposition of metal coatings by spraying and can be used in various industries. The goal is to increase productivity, reduce the consumption of components of the combustible mixture and expand the technological capabilities of the burner. For this, the burner will be equipped with an additional chamber adjacent to the main channel for supplying to this chamber a combustible mixture of the original condini, made in the housing of the casters. but to its inner surface, and the flow divider of the combustible mixture in the form of a conical sleeve with grooves. The nozzle of the burner is made in the form of a conical sleeve, which is equipped with a housing placed along the axis of the burner at its working end with a large base. The injector is made in the form of a hollow axis with a disk and a pin at one end, the free end of which is placed inside the nozzle. In this case, the oxidizer receiving chamber and the supply channel for the combustible mixture of the initial condition are made communicating and arranged coaxially with each other. The channel for supplying combustible gas is made in the form of a pipe placed in the oxidizer receiving chamber along its main. Run the oxidizer feed channel to the housing at an angle to the axis of this Ken, .. r and tangentially to its inner surface. The gas channels are formed by the internal final surface of the nozzle and gase of the dissector. $

Description

Изобретение относитс к средствам дл термического нанесени металлических покрытий напылением и может ,быть использовано в различных отрасл х народного хоз йства, в частности в автомобилестроении, например, дл молибденировани поршневых колец.The invention relates to means for the thermal deposition of metal coatings by spraying and can be used in various sectors of the national economy, in particular in the automotive industry, for example, for molybdenizing piston rings.

Целью изобретени вл етс повышение производительности, снижение, расхода составл ющих горючей смеси и расширение технологических возможностей горелки.The aim of the invention is to increase productivity, reduce the consumption of components of the combustible mixture and expand the technological capabilities of the burner.

На фиг.1 показана горелка, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - инжектор с рассекателем, общий вид; на фиг.4 - вид Б на фиг.З.Figure 1 shows a burner, a General view; figure 2 is a section aa in figure 1; in Fig.Z - injector with a divider, General view; in Fig.4 is a view of B in Fig.Z.

Корпус t горелки имеет наружный резьбовой по сок 2 со стороны рабочего торца 3 и осевую цилиндрическую полость 4, в которой размещен инжектор 5, выполненный в виде полой цилиндрической оси, формирующей осевой канал 6 подачи напыл емого материала. На одном конце инжектора имеетс цапфа 7, предназначенна дл базировани инжектора 5 в корпусе, и наконечник 8 дл подсоединени к системе подачи напыл емого материала (не по- казана). На другом, свободном, конце инжектора 5 установлен рассекатель 9 выполненный в виде конусной втулки г, пазами 10 треугольного профил , расположенными параллельно его продоль- ной оси. Между обращенными друг к другу торцами рассекател 9 и цапфыThe burner body t has an external threaded juice 2 from the side of the working end 3 and an axial cylindrical cavity 4 in which the injector 5 is arranged, made in the form of a hollow cylindrical axis forming an axial channel 6 for supplying the sprayed material. At one end of the injector there is a trunnion 7 for supporting the injector 5 in the housing, and a nozzle 8 for connection to the feed system of the sprayed material (not shown). At the other, free, end of the injector 5, a divider 9 is installed, made in the form of a conical sleeve g, with grooves 10 of a triangular profile parallel to its longitudinal axis. Between the ends of the divider 9 and the trunnion facing each other

7наход тс две смежные сообщающиес смесительные камеры 11 и 12, из которых дополнительна , камера 11 пред- назначена дл предварительного перемешивани смеси горючих газов, а основна амера 17 - дл окончательного ее перемешивани . Эти камеры наход то и в одной общей дл них полос- ти п разделены между собой диском 13 установленным на инжекторе 5 с зазором 14 относительно цилиндрической поверхности полости 4, обеспечивающим сообщение этих камер между собой7 there are two adjacent communicating mixing chambers 11 and 12, of which an additional one, chamber 11 is intended for pre-mixing a mixture of combustible gases, and main camera 17 for its final mixing. These chambers are located in one common band n and are separated by a disk 13 mounted on the injector 5 with a gap 14 relative to the cylindrical surface of the cavity 4, providing communication between these chambers

8диске 13 могут бить пыпопнены отверсти 15, гмр ощие меньшающиес в сторону камеры 1 сеченич дл стабилизации подачи смеси из камеры 11 в камеру. 12.The holes 13 can be beaten on the disk 13 with a smaller cross-sectional area, in order to stabilize the flow of the mixture from the chamber 11 into the chamber. 12.

На резьбовой по сок 2 корпуса ступицей 16, имеющей внутреннюю резьбу, навинчен мундштук 17, имеющий центральный выходной канал 18, выполненный , например, цилиндрическим, и ко- ническую поверхность 19. Переходный участок 20 между цилиндрической и конической внутренними поверхност ми мундштука выполнен радиусным.A mouthpiece 17 having a central outlet channel 18, made, for example, cylindrical, and a conical surface 19, is screwed onto the threaded juice 2 of the body by a hub 16 having an internal thread. The transition section 20 between the cylindrical and conical inner surfaces of the mouthpiece is made radial.

Внутри мундштука 17 располагаетс камера сгорани 21.Inside the mouthpiece 17 there is a combustion chamber 21.

Камера 22 централизованного прием сжатого воздуха образована кольцевой проточкой, выполненной в корпусе со стороны торца 3, и внутренней поверх ностью ступицы 16 и сообщаетс каналом 23 с системой подвода сжатого воздуха (не показана),The centralized compressed air intake chamber 22 is formed by an annular groove formed in the housing from the end face 3 and the inner surface of the hub 16 and communicates with the channel 23 with a compressed air supply system (not shown).

Сопло 24 представл ет собой коническую втулку, образованную внутрен- ней и наружной коническими поверхност ми 25 и 26, и размещено большим основанием на рабочем торце 3 корпуса (может быть выполнено заодно с корпусом) так, что вход сопла 24 и выход полости 4 размещены в одной плоскости. Внутренн поверхность 25 сопла 24 плотно охватывает наружную поверхность 27 рассекатеч 9,The nozzle 24 is a conical sleeve formed by the inner and outer conical surfaces 25 and 26, and is placed by a large base on the working end 3 of the housing (can be made integral with the housing) so that the inlet of the nozzle 24 and the outlet of the cavity 4 are placed in one plane. The inner surface 25 of the nozzle 24 tightly covers the outer surface 27 of the split 9,

с with

Q Q

$ $

55

выполнен ы 1дркв...гно ей, образу совмес i но с патт.ы 10 газовые каналы 28, внутренние стенки которых расположены заподлицо с внутренней стенкой 29 смесительной камеры 12. Рассекатель 9 установлен так, что каналы 28 имеют непрер .шно уменьшающиес в сторону выхода сошы сечени , нрм чем наибольшие сечегиг лигиов 28 лежат в одной плоскости с вьгходом камеры )2, выполненной спкрытой в сторону сопла 24 и прилегающей к его входу, а наименьшие сечени каналов 28 лежат в одной плоскости с выходом сопла 24.1 gas pipe was made ... in common with patt 10 gas channels 28, the inner walls of which are flush with the inner wall 29 of the mixing chamber 12. The spacer 9 is installed so that the channels 28 are continuously decreasing towards the exit of the cross section, npm, than the largest cross-section of the leagues 28 lie in the same plane as the chamber inlet) 2, made hidden towards the nozzle 24 and adjacent to its entrance, and the smallest cross-sections of the channels 28 lie in the same plane as the exit of the nozzle 24.

Канал 30 предназначен дл подвода в камеру 11 горючей смеси исходной кондиции. Канал 31 предназначен дл подачи горючего газа, а канал 32 - дл подачи окислител ,Channel 30 is for supplying a combustible mixture of initial condition into the chamber 11. Channel 31 is for supplying combustible gas, and channel 32 is for supplying oxidizing agent,

В торце 3 выполнены отверсти 33, выполн ющие роль стабилизатора подачи сжатого воздуха из камеры 22 в кольцевой канал 34 подачи его в меру сгорани , образованный участком 20 поверхности 19 мундштука 17 и эк-, видистантно выполненным участком 35 на поверхности 26 сопла 24.Holes 33 are made in the end face 3, which act as a stabilizer for supplying compressed air from the chamber 22 to the annular channel 34 for supplying it to the extent of combustion, formed by a section 20 of the surface 19 of the mouthpiece 17 and an ex- istently executed section 35 on the surface 26 of the nozzle 24.

Дл герметизации внутреннего объема горелки предусмотрено уплотнение 36, поджатое фланцем 37.To seal the internal volume of the burner, a seal 36 is provided, preloaded by flange 37.

Камера 38 предназначена дл централизованного приема окислител , выполнена сообщающейс с каналом 30 и расположена в корпусе 1 соосно с этим каналом, причем канал 30 расположен касательно к внутренней стенке камеры 11, Канал 31 подвода горючего газа выполнен в виде патрубка, размещенного в камере 38 вдоль ее оси, перпендикул рно оси горелки, а кайал 32 подвода окислител выполнен в корпусе под углом к оси камеры .38 и касательно к ее внутренней поверхности .The chamber 38 is designed for centralized reception of the oxidizing agent, which is in communication with the channel 30 and is located in the housing 1 coaxially with this channel, the channel 30 being located tangentially to the inner wall of the chamber 11, the channel 31 for supplying combustible gas is made in the form of a nozzle placed in the chamber 38 along its axis, perpendicular to the axis of the burner, and the kayal 32 of the oxidizer supply is made in the housing at an angle to the axis of the chamber .38 and with respect to its inner surface.

Рассекатель 9 может быть выполнен заодно с инжектором 5 или съемным дл улучшени условий обслуживании горелки (при необходимости замен етс только один рассекатель) и изготавливаетс из термостойкого материала , например керамики.The divider 9 may be integral with the injector 5 or removable to improve the maintenance conditions of the burner (only one divider may be replaced if necessary) and is made of a heat-resistant material, such as ceramic.

Горелка работает следующим образом .The burner operates as follows.

Посредством каналов 30, 31 и 32, смесительных камер 11 и 12, зазора 14, отверстий 15 и каналов 28 в каме51Through channels 30, 31 and 32, mixing chambers 11 and 12, a gap 14, holes 15 and channels 28 in the chamber51

ру сгорани 21 подаетс горюча смесь, котора воспламен етс от запальника . После чего п камеру сгорани подаетс рабочий расход горючей смеси и затем - рабочий расход сжатого воздуха с помощью канала 23, отверстий 33 н кольцевого канала 34. Одновременно по осевому каналу 6 в камеру сгорани 21 поступает материал напылени пропппочпого или порошкового исполнени , возможно поступление одновременно двух материалов: проволоки с порошком ипи порошков двух различных составов. Поступивший в камеру сгораии материал под воздействием тс-пла, образованного от высокоэффективного сгорани гомогенной горючей смеси, высокопроизводительно разогреваетс до температуры, обеспечивающей распыление его сжатым воздухом и напором пламени до скорости,, обеспечивающей требуемую гечию покрытнч с основной и когйзию структуры покрыти .Combustion mixture 21 is supplied with a combustible mixture which ignites from the igniter. After that, the working flow rate of the combustible mixture is supplied to the combustion chamber and then the working flow rate of compressed air using channel 23, openings 33 n of the annular channel 34. At the same time, axial channel 6 enters the combustion chamber 21 onto the spraying material of a powder or powder version, two Materials: wire with powder or powder of two different compositions. The material entering the combustion chamber under the influence of TC-pl, formed from highly efficient combustion of a homogeneous combustible mixture, is heated up to a temperature efficiently, which ensures that it is sprayed with compressed air and flame pressure to a speed that provides the required hechia coating with the main and cohesion of the coating structure.

Гомогенность горючей смеси с п0:со- кой кинетической энергией ее потока обеспечиваетс благодар схеме перемешивани газа с- окнслптевем, осуществл емой следующим образом.The homogeneity of the combustible mixture with n0: what is the kinetic energy of its flow is ensured by the gas-mixing scheme, carried out as follows.

Посредством канала 32 в камеру 38 касательно ие внутренней поверхности подаете окислитель, который, чакру- чина съ, поступает в канал 30, образу эффект эжекцнп на срезе канала 31f через который в канал 30 поступает газ. Последний под воздеч- стинам кипе ическои термин окислител также приводитс но вра ценне, п таким образом осуществл етс их первое соединение. Полученна горюча смесь исходно кондиции, с увеличенным благодар преобразованию цилиндрической поверхности в поверхность усеченного конуса напором пос- By way of channel 32, an oxidizing agent is fed into chamber 38 with respect to the inner surface, which enters the channel 30 through the chakrachina, forming an ejection effect on the section of channel 31f through which gas enters channel 30. The latter, under the influence of the Cypriot term, an oxidizing agent, is also used but is not very important, and thus their first compound is realized. The resulting combustible mixture of initial condition, with an increased due to the conversion of the cylindrical surface to the surface of a truncated cone with a pressure

тупает по касательной к внутреннейdulls tangent to the inside

стенке смесительной камеры 11, в которой горюча смесь закручиваетс по увеличенному диаметру. В результате горюча смесь дополнительно разгони- етс и направл етс вдоль оси горел-- ки. При этом она перемешиваетс дополнительно . После чего горюча спесь проходит через форсуночный зазор 14,. форсуночные отверсти 15 н поступает в смесительную камеру 12, при этом ( еще раз дополнительно перемешиваетс с одновременным увеличением напора за счет того, что горюча смесь черезthe wall of the mixing chamber 11, in which the combustible mixture is twisted in an enlarged diameter. As a result, the combustible mixture is further accelerated and directed along the axis of the burner. However, it is mixed additionally. Then the combustible arrogance passes through the nozzle gap 14 ,. the nozzle openings 15 n enter the mixing chamber 12, while (again it is additionally mixed with a simultaneous increase in pressure due to the fact that the combustible mixture through

« г 0 5"R 0 5

00

Q гQ g

J J

Q Q

55

52&52 &

злзор 14 проходит с закруткой, а чергз отверсти пр мым током, и в смесительной камере 12 горюча смесь об-ьодин етс в единый объем, облада качествами гомогенности и большой кинетической энергией. Из смесительной камеры 12 горюча смесь через непрерывно уменьшающиес в сечени х каналы 28 направл етс в камеру сгорани 21. Одновременно в камеру сгорани 21 поступает через кольцевой канал 34 сжатый воздух параллельно оси горелки, создава эжектнрующий эффект в области торца со гена 24, выт гива плам из канала 28 п среду из канала 6, исключа возможность проникновени в эти полости пламени, т.е. его обратного удара.The glazor 14 passes with a swirl, and the chirps through a hole with direct current, and in the mixing chamber 12 the combustible mixture is spanned into a single volume, possessing the properties of homogeneity and high kinetic energy. From the mixing chamber 12, the combustible mixture is directed through the channels 28 continuously decreasing in cross section into the combustion chamber 21. At the same time, compressed air is supplied to the combustion chamber 21 through the annular channel 34 parallel to the axis of the burner, creating an ejecting effect in the end region of the gene 24, drawing the flame from channel 28 n the medium from channel 6, excluding the possibility of flame penetration into these cavities, i.e. his kick back.

Использование горелки обеспечивает по сравнению i с прототипом более высокую кондицию смеси.горючих газов (перемешиваетс до гомогенного состо ни ) и подачу потока смеси н камору сгорани с большой кинетической энергией, что способствует повышен.; мощности и производительности го- речки, снижению расхода составл ющих СМРСН. Кроме того, конструкци горел ки универгалрпа - п тпоччет вести напыление как проволокой, так и порой-- ком,, более проста в изготовлении и нацежна в эксплуатации.The use of a burner provides, in comparison with the prototype, a higher condition of the mixture of combustible gases (mixes to a homogeneous state) and a flow of the mixture to the combustion chamber with high kinetic energy, which contributes to an increase .; power and productivity of the burner, reducing the consumption of components of SMRSN. In addition, the design of the universalgalp burner - which counts the spraying both with wire and at times - is simpler to manufacture and reliable in operation.

Claims

The claims

I, Burner for flame. a pypennk containing a housing with a threaded search for axial pressure, an injector located in this cavity, a nozzle with external and internal conical surfaces, a mouthpiece with a central output channel, an internal coic surface and a hub., oi eve feed channel of the sprayed one. -game, channels for supplying compressed bOjio a, oxidizing agent and fuel. mixing chamber and chamber gas channels connecting these channels with each other, the reception chamber of the OXX-reader, the camera for centralized reception of compressed air, and o6m.aiOiUH .qH c; its ring channel for supplying compressed air to the combustion chamber by the outer conical surface of the nozzle and the inner conical surface of the mouthpiece, about tl and h and yu ts and so that, with. to increase productivity

To reduce the consumption of components of combustible SMSPS and to expand the technological capabilities of the burner, it is equipped with an additional mixing chamber adjacent to the main channel for supplying the original mixture of combustible mixture to this chamber, made in the housing relative to its inner surface, and with a flow divider of the combustible mixture in the form of a conical sleeve with grooves, the burner is made in the form of a conical sleeve, which is equipped with a housing placed along the axis of the burner on its working end with a large base, the injector is made in the form of a hollow axis with with a suit and a pin on one end, the free end of which is located inside the nozzle, while the oxidizer receiving chamber and the supply channel for the initial mixture of combustible mixtures are made communicating and located in the coaxial case to each other, the drip of the supply of combustible gas is made in the form of a pipe placed in the oxidizer receiving chamber along its axis, and the oxidant supply channel is made in the housing at an angle to the axis of this chamber and tangentially to its inner surface, and the gas channels are formed by the conical inner surface of the nozzle and the slots of the divider, mounted on the free end of the injector in such a way that the -internal wall of each gas channel is flush with the inner wall of the main mixing chamber and the cross sections of the gas channels are continuously decreasing towards the combustion chamber, the largest sections being located on the same plane with the outlet of the main mixing chamber, and the smallest - in the same plane with the nozzle exit,

4

2, Burner according to item 1, about p (and a rout a and so that the central output channel of the mouthpiece is made cylindrical.

3, The burner according to claim 1, with the fact that the inner conical surface of the mouthpiece and the corresponding outer surface of the nozzle are made with -equant radius

5

0

5

0

5

0

5

0

sections forming an annular channel for supplying compressed air.

4. The burner according to claim 1, characterized in that the divider is made with an outer surface adequate to the inner conical surface of the nozzle and with grooves of a triangular profile parallel to its longitudinal axis.

5. Burner according to claim 1, characterized in that the disk on the injector is made with a gap relative to the surface of the axial cavity of the housing and is placed between the primary and secondary mixing chambers.

6. The burner according to claim 1, characterized in that through channels are made in the injector disk.

7. A burner according to claim 6, characterized in that the through channels in the disk are made with sections decreasing towards the combustion chamber.

8. The burner according to claim 1, characterized in that the centralized chamber for receiving compressed air is made in the form of a cavity formed by an outer radial annular groove in the housing from the working side. bringing the butt and inner surface of the hub of the mouthpiece.

9. The burner according to claim 1, with the fact that the mouthpiece of the hub is mounted on the housing with the possibility of adjusting movements along the axis of the burner.

10. The burner according to claim 9, with a torn, and so that the hub of the mouthpiece is made with an internal thread for interacting with an external threaded housing

11. The burner according to claim 1, characterized in that through holes are made in the working end of the housing for communicating the annular channel of compressed air supply with a centralized chamber for receiving compressed air.

12. The burner according to claim 1, about t to h and with the fact that the divider is made removable,

13. The burner according to claim 1, about T l and h and - and with the fact that the divider is made of heat-resistant material.

&

25

I // I

J3 ® & f i,

5 / / / / / / /

Gh

I // I

f i

/ / / /

Air

/,

View

Putt

FIG. 3