RU2043789C1 - Supersonic burner for gas flame spray-deposition of coatings - Google Patents
Supersonic burner for gas flame spray-deposition of coatings Download PDFInfo
- Publication number
- RU2043789C1 RU2043789C1 RU93008431A RU93008431A RU2043789C1 RU 2043789 C1 RU2043789 C1 RU 2043789C1 RU 93008431 A RU93008431 A RU 93008431A RU 93008431 A RU93008431 A RU 93008431A RU 2043789 C1 RU2043789 C1 RU 2043789C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nozzle
- central body
- channels
- burner according
- circular
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к установкам для напыления покрытий, в частности к конструкциям горелок для сверхзвукового газопламенного напыления покрытий. The invention relates to installations for spraying coatings, in particular, to designs of burners for supersonic gas-flame spraying of coatings.
Известна горелка для газопламенного напыления покрытий, содержащая камеру сгорания с охлаждающим трактом и форсуночной головкой с каналами подвода топлива, сопло, магистраль подвода порошка в поток продуктов сгорания и систему подвода и отвода охлаждающей жидкости [1]
В этой горелке порошок подводится непосредственно в сверхзвуковую струю.Known burner for flame spray coating, containing a combustion chamber with a cooling path and a nozzle head with fuel supply channels, a nozzle, a powder supply line to the combustion product stream and a coolant supply and discharge system [1]
In this burner, the powder is fed directly into the supersonic stream.
Недостаток с низкими степенями расширения и невысокими скоростями, до которых можно разогнать частицы порошка. Кроме того, такая схема перевода потока продуктов сгорания через скорость звука сопряжена со значительными потерями энергии, поскольку при свободном расширении потока в нем формируется система прямых и косых скачков уплотнения, переход через которые сопряжен с потерями полного давления. A disadvantage with low degrees of expansion and low speeds to which powder particles can be dispersed. In addition, such a scheme for transferring the flow of combustion products through the speed of sound is associated with significant energy losses, since with the free expansion of the flow, a system of direct and oblique shock waves is formed in it, the passage through which is associated with loss of total pressure.
Известны горелки для сверхзвукового газопламенного напыления покрытий, содержащие камеру сгорания с форсуночной головкой, магистраль подвода порошка в поток продуктов сгорания, систему подачи топлива и сопло [2]
Отличительной особенностью этой и других аналогичных горелок является то, что порошок вводится в дозвуковой поток продуктов сгорания на докритическом участке сопла. Несмотря на преимущества подобной схемы порошка в поток, например, высокая степень равномерности распределения частиц порошка по поперечному сечению потока, высокая степень прогрева частиц вследствие достаточно большого времени их пребывания в высокотемпературном потоке, известные схемы обладают недостатками, обусловленными следующим. Ввод порошка в проточную часть сопла приводит к попаданию частиц на стенки сопла, их налипанию и эррозионному износу материала стенок. Последний фактор делает практически невозможным использование сверхзвуковых сопловых блоков, ограниченных стенками.Known burners for supersonic gas-flame spraying of coatings containing a combustion chamber with a nozzle head, a powder supply line to the combustion product stream, a fuel supply system and a nozzle [2]
A distinctive feature of this and other similar burners is that the powder is introduced into the subsonic flow of combustion products at the subcritical section of the nozzle. Despite the advantages of such a scheme of the powder into the stream, for example, a high degree of uniformity of the distribution of powder particles over the cross section of the stream, a high degree of heating of the particles due to their sufficiently long residence time in the high temperature stream, the known schemes have disadvantages due to the following. The introduction of powder into the flow part of the nozzle leads to the ingress of particles on the walls of the nozzle, their adhesion and erosion wear of the material of the walls. The latter factor makes it almost impossible to use supersonic nozzle blocks bounded by walls.
Кроме этого, налипание частиц порошка на стенки приводит к периодическому отрыву потоком от стенок конгломератов из частиц и их выносу на поверхность обрабатываемого изделия, что ухудшает качество покрытия. Следует также отметить и то, что разгон потока до сверхзвуковых скоростей осуществляется при свободном расширении струи в окружающей среде за счет ее разворота вокруг выходной кромки сопла. Однако в таком режиме истечения достигаемые степени расширения невелики, что приводит к тому, что один из основных параметров, определяющих качество наносимого покрытия, а именно скорость частиц, которая определяется скоростью потока, не немного выше тех его значений, которые имеют место при дозвуковом напылении. In addition, the adherence of powder particles to the walls leads to periodic separation of the conglomerates from the particles from the walls and their removal to the surface of the workpiece, which affects the quality of the coating. It should also be noted that the flow is accelerated to supersonic speeds when the jet expands freely in the environment due to its rotation around the nozzle exit edge. However, in this mode of expiration, the achieved expansion rates are small, which leads to the fact that one of the main parameters determining the quality of the applied coating, namely, the particle velocity, which is determined by the flow rate, is not slightly higher than its values that occur during subsonic spraying.
Недостатком этой схемы является также и то, что подача порошка непосредственно в дозвуковой поток делает практически невозможным использование одного из наиболее эффективных методов повышения эффективности процесса сгорания и увеличения скорости потока, а именно проведения процесса сжигания топлива при высоких давлениях, поскольку при повышении давления в камере сгорания необходимо в такой же степени увеличивать давление в емкости с порошком, что требует разработки специальной системы наддува емкости и изменения ее конструкции с точки зрения безопасности, а на практике приведет к резкому усложнению конструкции горелки. The disadvantage of this scheme is that the supply of powder directly into the subsonic flow makes it practically impossible to use one of the most effective methods to increase the efficiency of the combustion process and increase the flow rate, namely, the process of burning fuel at high pressures, since with increasing pressure in the combustion chamber it is necessary to increase the pressure in the container with the powder to the same extent, which requires the development of a special system for pressurizing the container and changing its design with safety perspectives, but in practice will lead to a sharp complication of the design of the burner.
Цель изобретения повышение скорости разгона частиц вводимого в поток продуктов сгорания порошка при минимальных потерях энергии. The purpose of the invention is to increase the acceleration rate of particles introduced into the flow of combustion products of the powder with minimal energy loss.
Это достигается тем, что в сверхзвуковой горелке для газопламенного напыления покрытий, содержащей камеру сгорания с охлаждающим трактом и форсуночной головкой с каналами подвода топлива, сверхзвуковое сопло, магистраль подвода порошка в поток продуктов сгорания и систему подвода и отвода охлаждающей жидкости, согласно изобретению сопло выполнено в виде кольцевого аэродинамического сопла с полым профилированным центральным телом, внутренняя полость которого сообщена с магистралью подвода порошка и областью, прилегающей к наружной поверхности профилированного участка центрального тела. При этом продольная ось каждого из каналов подвода топлива может лежать в плоскости, касательной к кругу, перпендикулярному к продольной оси камеры сгорания, и составлять с указанной осью угол, отличный от прямого. This is achieved by the fact that in a supersonic burner for gas-flame spraying of coatings containing a combustion chamber with a cooling duct and a nozzle head with fuel supply channels, a supersonic nozzle, a powder supply line to the combustion product stream and a coolant supply and discharge system, according to the invention, the nozzle is made in in the form of an annular aerodynamic nozzle with a hollow profiled central body, the inner cavity of which is in communication with the powder supply line and the area adjacent to the outer the surface of the profiled portion of the central body. In this case, the longitudinal axis of each of the fuel supply channels can lie in a plane tangent to a circle perpendicular to the longitudinal axis of the combustion chamber and make an angle different from the straight line with the specified axis.
На наружном торце форсуночной головки напротив входных участков топливных каналов могут быть выполнены сообщенные с последними две кольцевые канавки, герметично закрытые крышками с образованием двух кольцевых коллекторных каналов, один из которых сообщен с системой подвода горючего, а другой с системой подвода окислителя. Внутренняя полость центрального тела может быть сообщена с областью, прилегающей к наружной поверхности профилированного участка центрального тела через отверстия, выполненные в его боковой стенке, причем наиболее предпочтительно на закритическом участке сопла, и выполнена в виде сквозного продольного канала. At the outer end of the nozzle head opposite the inlet sections of the fuel channels, two annular grooves communicated with the latter can be made, hermetically sealed with covers to form two annular collector channels, one of which is in communication with the fuel supply system and the other with the oxidizer supply system. The inner cavity of the central body can be in communication with the area adjacent to the outer surface of the profiled portion of the central body through holes made in its side wall, most preferably in the supercritical portion of the nozzle, and made in the form of a through longitudinal channel.
Горелка может быть снабжена патрубком и расположенной в нем с зазором трубкой, выступающей за пределы патрубка, последний на одном из торцов герметично закреплен на трубке со стороны, противоположной центральному телу. Форсуночная головка выполнена в виде кольцевого диска, охватывающего патрубок и закрепленного в его средней части, центральное тело в виде охватывающей патрубок полой оболочки с образованием между ним кольцевой щели, сообщенной с зазором через незакрепленный торец патрубка, зазор подключен к системе подвода, а щель к системе отвода охлаждающей жидкости. При этом оболочка торцами закреплена на одной из выступающих концов трубки и на форсуночной головке и может быть выполнена зацело с форсуночной головкой. The burner can be equipped with a nozzle and a tube located in it with a gap protruding outside the nozzle, the latter at one of its ends being hermetically fixed to the tube from the side opposite to the central body. The nozzle head is made in the form of an annular disk enclosing the nozzle and fixed in its middle part, the central body in the form of a hollow shell enclosing the nozzle with the formation of an annular gap between it, communicating with a gap through the loose end of the nozzle, the gap is connected to the supply system, and the gap to the system coolant drain. In this case, the shell ends are fixed on one of the protruding ends of the tube and on the nozzle head and can be made integrally with the nozzle head.
Стенку камеры сгорания и дозвукового участка сопла предпочтительно выполнять в виде внутренней, промежуточной и наружной обечаек, расположенных с образованием между внутренней и промежуточной обечайками входного щелевого тракта, подключенного к системе подвода охлаждающей жидкости, а между промежуточной и наружной обечайками выходного щелевого тракта, подключенного к системе отвода охлаждающей жидкости, при этом обечайки одним из торцов закреплены на форсуночной головке, другим внутренняя и наружная обечайки соединены между собой герметично, а входной и выходной щелевые тракты сообщены между собой через незакрепленные торец промежуточной обечайки с образованием тракта охлаждения камеры сгорания. The wall of the combustion chamber and the subsonic portion of the nozzle is preferably made in the form of an inner, intermediate and outer shells, which are formed between the inner and intermediate shells of the inlet slot path connected to the coolant supply system, and between the intermediate and outer shells of the outlet slot path connected to the system coolant drain, while the shells are attached to one of the ends of the nozzle head, the other inner and outer shells are interconnected ermetichno, and the inlet and outlet slot paths are interconnected through the loose end of the intermediate shell to form a combustion chamber cooling path.
В форсуночной головке могут быть выполнены по периферии и напротив патрубка кольцевые коллекторные проточки, сообщенные между собой посредством радиальных каналов, при этом одна из проточек сообщена с системой подвода, а другая с системой отвода охлаждающей жидкости, либо периферийная коллекторная проточка может быть сообщена с входным щелевым трактом, а другая с кольцевой щелью. In the nozzle head, annular collector grooves communicated with each other via radial channels can be made around the periphery and opposite the nozzle, while one of the grooves is in communication with the supply system, and the other with the coolant drainage system, or the peripheral collector groove can be communicated with the inlet slot path, and the other with an annular gap.
Каналы подвода топлива в таком случае могут быть размещены между радиальными каналами. Форсуночная головка может быть также выполнена из двух частей, первая из которых имеет форму диска с цилиндрическим каналом, соосным диску, а вторая в виде цилиндрической втулки с фланцами, введенной в сквозной канал. При этом внутренняя, промежуточная и наружная обечайки закреплены на первой части, в ней же расположены кольцевые коллекторные проточки и радиальные каналы, патрубок закреплен на цилиндрической втулке, а коллекторная проточка, сообщенная с кольцевой щелью, уплотнена относительно цилиндрической втулки посредством кольцевых уплотнений, размещенных по обе стороны коллекторной проточки. Патрубок может быть также выполнен зацело с цилиндрической втулкой. The fuel supply channels in this case can be placed between the radial channels. The nozzle head can also be made of two parts, the first of which has the form of a disk with a cylindrical channel, a coaxial disk, and the second in the form of a cylindrical sleeve with flanges inserted into the through channel. In this case, the inner, intermediate and outer shells are fixed on the first part, the annular collector grooves and radial channels are located in it, the nozzle is fixed on the cylindrical sleeve, and the collector groove communicated with the annular gap is sealed relative to the cylindrical sleeve by means of ring seals placed on both side of the collector groove. The pipe may also be made integrally with a cylindrical sleeve.
На фиг.1 представлена горелка, продольный разрез; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 схема форсуночной головки с кольцевыми коллекторными каналами; на фиг.4 разрез Б-Б на фиг.3; на фиг.5 схема горелки с составной форсуночной головкой; на фиг.6 вид по стрелке В на фиг.5. Figure 1 presents the burner, a longitudinal section; figure 2 section aa in figure 1; figure 3 diagram of the nozzle head with annular collector channels; in Fig.4 a section bB in Fig.3; 5 is a diagram of a burner with a composite nozzle head; in Fig.6 view along arrow B in Fig.5.
Сверхзвуковая горелка для газопламенного напыления покрытий содержит камеру 1 сгорания с охлаждающим трактом и форсуночной головкой 2 с каналами 3 и 4 подвода топлива, сверхзвуковое сопло 5, магистраль подвода порошка в поток продуктов сгорания и систему подвода и отвода охлаждающей жидкости. Сопло 5 выполнено в виде аэродинамического кольцевого сопла с полым профилированным центральным телом, внутренняя полость которого сообщена с магистралью подвода порошка и областью, прилегающей к наружной поверхности профилированного участка центрального тела. The supersonic burner for gas-flame spraying of coatings contains a
Продольная ось каналов подвода топлива лежит в плоскости, касательной к кругу, перпендикулярному продольной оси камеры сгорания 1, и составляет с указанной осью угол, отличный от прямого. На наружном торце форсуночной головки 2 напротив входных участков топливных каналов 3 и 4 выполнены сообщенные с последними две кольцевые канавки, герметично закрытые крышками 6 и 7 с образованием двух кольцевых коллекторных каналов 8 и 9. Один из кольцевых каналов 8 сообщен с системой подвода окислителя, а другой 9 с системой подвода горючего. The longitudinal axis of the fuel supply channels lies in a plane tangent to the circle perpendicular to the longitudinal axis of the
Внутренняя полость центрального тела может быть сообщена с областью, прилегающей к наружной поверхности профилированного участка центрального тела, через отверстия 10, при этом отверстия могут располагаться на закритическом участке сопла 5. Внутренняя полость центрального тела выполнена в виде сквозного продольного канала 11 в нем. Горелка снабжена патрубком 12 и расположенной в нем с зазором 13 трубкой 14, выступающей за пределы патрубка 12, последний на одном из торцов 15 герметично закреплен на трубке 14 со стороны, противоположной центральному телу. Форсуночная головка 2 выполнена в виде кольцевого диска, обхватывающего патрубок 12 и закрепленного в его средней части, центральное тело в виде охватывающей патрубок 12 полой оболочки 17 с образованием между ними кольцевой щели 18, сообщенной с зазором 13 через незакрепленный торец 19 патрубка 12. Зазор 13 подключен к системе подвода, а щель 18 к системе отвода охлаждающей жидкости, при этом оболочка 17 торцами закреплена на одном из выступающих концов 20 трубки 14, и на форсуночной головке 2. Оболочка 17 может быть выполнена зацело с форсуночной головкой 2. The inner cavity of the central body can be communicated with the region adjacent to the outer surface of the profiled portion of the central body through the
Стенка камеры 1 сгорания и дозвукового участка 21 сопла 5 выполнена в виде внутренней 22, промежуточной 23 и наружной 24 обечаек, расположенных с образованием между внутренней и промежуточной обечайками 22 и 23 входного щелевого тракта 25, подключенного к системе подвода охлаждающей жидкости, а между промежуточной и наружной 23 и 24 обечайками выходного щелевого тракта 26, подключенного к системе отвода охлаждающей жидкости, при этом обечайки 22-24 одним из торцов закреплены на форсуночной головке 2, другим внутренняя и наружная обечайки 22 и 24 соединены между собой герметично, а входной и выходной щелевые тракты 25 и 26 сообщены между собой через незакрепленный торец 27 промежуточной обечайки 23 с образованием тракта охлаждения камеры сгорания. The wall of the
На периферии форсуночной головки 2 и напротив патрубка 12 выполнены кольцевые коллекторные проточки 28 и 29, сообщенные между собой посредством радиальных каналов 30, при этом одна из проточек сообщена с системой подвода, а другая с системой отвода охлаждающей жидкости. Периферийная коллекторная проточка 28 может быть сообщена с входным щелевым трактом 25, а другая 29 с кольцевой щелью 18, причем каналы 3 и 4 подвода и отвода топлива размещены между радиальными каналами 30. On the periphery of the
Форсуночная головка 2 может быть также выполнена из двух частей, первая из которых имеет форму диска 31 с цилиндрическим сквозным каналом 32, соосным диску 31, а вторая в виде цилиндрической втулки 33 с фланцами 34, введенной в сквозной канал 32. При этом внутренняя, промежуточная и наружная обечайки 22, 23 и 24 закреплены на первой части 31, в ней же расположены кольцевые коллекторные проточки 28 и 29 и радиальные каналы 30, патрубок 12 закреплен на цилиндрической втулке 33, а коллекторная проточка 29, сообщенная с кольцевой щелью 18, уплотнена относительно цилиндрической втулки 33 посредством кольцевых уплотнений 35 и 36, размещенных по обе стороны коллекторной проточки 29. Кроме того, патрубок может быть выполнен зацело с цилиндрической втулкой 33, а фланец 34 может иметь фигурную (не круглую) форму, например крестообразную (фиг.6). The
Горелка работает следующим образом. Топливная смесь (или горючее и окислитель раздельно) подаются по каналам 3 и 4 в камеру сгорания, где воспламеняются (например, посредством свечи) и сгорают. Наклон продольной оси каналов 3 и 4 по отношению к продольной оси камеры сгорания позволяет несколько закрутить впрыскиваемую топливную смесь, увеличив тем самым время ее пребывания в камере сгорания и улучшить качество протекания процессов испарения (в случае использования жидкого топлива) и смешения, и в результате повысить полноту сгорания топлива. The burner operates as follows. The fuel mixture (or fuel and oxidizer separately) are fed through
Далее продукты сгорания разгоняются в сопле 5, к ним подводится порошок, который разгоняется, нагревается и направляется на поверхность изделия для формирования покрытий. Разгон продуктов сгорания до сверхзвуковых скоростей осуществляется с использованием кольцевого аэродинамического сопла с центральным телом. Основной особенностью таких сопл является то, что за счет специального профилирования центрального тела удается, в отличие от расширения потока при повороте вокруг выходной кромки сопла, обеспечить практически любые степени расширения, а следовательно, и скорости газового потока, при этом торможение сверхзвукового потока будет иметь место только после достижения им расчетной скорости, и поэтому на основном участке потока не будет иметь место образование скачков уплотнения, а следовательно, потери энергии на разгон частиц порошка будут минимальны. Подобные типы сопл являются авторегулируемыми, т.е. при изменении давления в камере сгорания сопло работает на так называемом расчетном режиме, т.е. режиме истечения, при котором давление на "срезе" сопла равно давлению в окружающей среде, и поэтому при изменении давления в камере сгорания не требуется внесения каких-либо изменений в конструкцию горелки, и в частности, не требуется для обеспечения течения в сопле с минимальными потерями изменения профиля сопла (на практике при использовании обычных круглых сопл это просто замена последнего, либо без замены повышенные энергозатраты на разгон частиц). Порошок в поток продуктов сгорания может вводиться через центральное тело при выполнении его полым. Further, the combustion products are accelerated in the
Порошок из магистрали подвода порошка поступает в трубку 14, а из нее либо через отверстия 10, либо по каналу 11 вводится непосредственно в поток продуктов сгорания. При вводе порошка только через открытый торец трубки 14 частицы подаются в зону, примыкающую к торцу трубки, в которой за счет эжекции сверхзвуковым потоком газа создается разрежение. Такая схема ввхода частиц порошка в поток дает возможность обеспечить безнапорную подачу порошка в поток продуктов сгорания вне зависимости от того, при каком давлении в камере сгорания топлива, и реализовать тем самым все те преимущества, о которых было упомянуто ранее, связанные с проведением процесса сгорания при высоком давлении. The powder from the powder supply line enters the
Однако в случае необходимости, в частности при использовании тугоплавких порошков, или обеспечения максимального разгона частиц порошка для увеличения их времени пребывания в потоке продуктов сгорания частицы могут вводиться в поток и на дозвуковом участке сопла 5, например, через отверстия 10. В этом случае удается подать порошок в центральную часть сверхзвукового потока, что как правило не достижимо без разрушения или изменения структуры потока при использовании любых других известных методов. Это позволяет резко увеличить расходы порошка без изменения расхода продуктов сгорания, повысить производительность напыления и обеспечить равномерное распределение порошка по поперечному сечению потока. However, if necessary, in particular when using refractory powders, or to ensure maximum dispersal of the powder particles to increase their residence time in the stream of combustion products, the particles can be introduced into the stream in the subsonic section of
Трубка 14 размещена внутри патрубка 12 и образует с последним зазор 13. Патрубок на торце 15 закреплен герметично на трубке 14. Центральное тело выполнено в виде обхватывающей патрубок 12 полой оболочки 17 с образованием между ними кольцевой щели 18, сообщенной с зазором 13 через незакрепленный торец 19 патрубка 12. Такое выполнение позволяет обеспечить эффективное охлаждение как трубки подвода порошка 14, так и центрального тела (оболочки 17) путем подачи охлаждающей жидкости через зазор 13 и щель 18. Охлаждение камеры сгорания осуществляется подачей охлаждающей жидкости (например, воды) во входной и выходной тракты 25 и 26. Конструкция камеры сгорания достаточно проста и технологична. Стенка камеры сгорания и дозвукового участка сопла 5 образована тремя обечайками 22, 23 и 24, закрепленными со стороны одного из торцов на форсуночной головке 2. Промежуточная обечайка 23 необходима для организации течения охлаждающей жидкости в тракте охлаждения вдоль всей поверхности боковой стенки камеры сгорания 1 и дозвукового участка сопла 5 и исключения образования застойных зон в тракте охлаждения. В ряде случаев (и прежде всего при высоких давлениях в камере сгорания) требуется охлаждение форсуночной головки 2. The
Охлаждающий тракт форсуночной головки 2 горелки образован двумя коллекторными проточками 28 и 29, сообщенными между собой радиальными каналами 30. Охлаждающая жидкость поступает в одну из проточек 29 и отводится через проточку 28. The cooling path of the
Достоинства такого конструктивного выполнения в случае необходимости охлаждать все элементы горелки возможность органического сочетания охлаждающих трактов каждого из основных элементов горелки, как-то системы подвода порошка, форсуночной головки 2 и камеры сгорания 1. В этом случае охлаждающая жидкость может подаваться в зазор 13, из него в кольцевую щель 18, проходя через которую она будет осуществлять теплосъем от стенок камеры сгорания. Далее жидкость может направляться в коллекторную проточку 29, каналы 30 и в коллекторную проточку 28, а из нее во входной и выходной щелевые тракты 25 и 26. Для упрощения технологии изготовления и сборки горелки форсуночная головка может быть выполнена съемной из двух частей, первая из которых, имеющая форму диска 31, надета на вторую часть в виде втулки 33 с фланцем 34. Уплотнение тракта охлаждения головки 2 осуществлено при помощи кольцевых уплотнений 35 и 36. The advantages of such a design, if necessary, to cool all the elements of the burner is the possibility of an organic combination of the cooling paths of each of the main elements of the burner, such as a powder supply system,
Для удобства подвода магистралей подачи топлива и ввода свечи зажигания фланец 34 выполнен крестообразным. Это дает возможность осуществить подвод магистралей в зоне между фланцевыми выступами. For the convenience of supplying the fuel supply lines and introducing the spark plug, the
Эффективность процесса сгорания топлива во многом определяется качеством протекания подготовительных процессов-испарением и смешением компонентов топлива. Для улучшения распределения топлива по окружности камеры сгорания требуется выполнить как можно больше топливных каналов 3 и 4. Однако в таком случае необходим специальный узел, который мог бы обеспечить распределение топлива, поступающего из топливной магистрали, по всем каналам 3 и 4. В качестве такого узла в форсуночной головке 2 на ее торце напротив входных участков каналов 3 и 4 выполнены две кольцевые канавки, герметично закрытые крышками 6 и 7 с образованием двух кольцевых коллекторных каналов 8 и 9. Горючее и окислитель, подаваемые в каналы 8 и 9, равномерно распределяются по окружности головки 2 и тем самым по топливным каналам 3 и 4. Кроме того, в ряде случаев определенное упрощение конструкции достигается выполнением оболочки 17 зацело либо с форсуночной головкой 2, либо с цилиндрической втулкой 33. The efficiency of the fuel combustion process is largely determined by the quality of the preparatory processes — evaporation and mixing of the fuel components. To improve the distribution of fuel around the circumference of the combustion chamber, it is required to perform as
Предложенная схема горелки позволяет решить две основные проблемы, стоящие при создании устройств подобного рода обеспечение ввода порошка непосредственно в центральную часть сверхзвуковой струи без разрушения структуры сверхзвукового потока, и использование в максимально возможной степени преимуществ сверхзвукового потока для разгона частиц порошка. Существующие схемы горелок не позволяют разогнать частицы до скоростей порядка тысяч метров в секунду в силу весьма неэффективных схем перевода дозвукового потока в сверхзвуковой, при детонационном напылении невозможности получения сверхзвуковых режимов течения газа за детонационной волной, а при использовании плазменных методов исключения налипания частиц на стенки и эррозионного износа последних. The proposed burner circuit allows us to solve two main problems when creating devices of this kind, ensuring the introduction of powder directly into the central part of the supersonic stream without destroying the structure of the supersonic stream, and using the advantages of the supersonic stream to disperse powder particles as much as possible. Existing burner circuits do not allow particles to be accelerated to speeds of the order of thousands of meters per second due to very ineffective schemes for converting a subsonic flow into a supersonic flow, with detonation spraying it is impossible to obtain supersonic flow regimes of a gas behind a detonation wave, and when using plasma methods to prevent particles from sticking to walls and erosive wear of the latter.
Предлагаемая горелка позволяет повысить скорость частиц при практически той же (или ненамного меньшей по сравнению с плазменным напылением) степени их нагрева. При этом в силу принятой схемы сопла разгон частиц порошка осуществляется с минимальными потерями энергии, поскольку в широком диапазоне изменения параметров процесса сгорания как по давлениям, так и по расходам сопло работает на расчетном режиме (при отсутствии на основном участке сверхзвуковой струи скачков уплотнения). The proposed burner allows you to increase the speed of the particles with almost the same (or slightly less than plasma spraying) degree of heating. In this case, due to the adopted nozzle scheme, acceleration of powder particles is carried out with minimal energy losses, since in a wide range of changes in the parameters of the combustion process both in pressure and in flow rate, the nozzle operates in the calculated mode (in the absence of shock waves in the main section of the supersonic jet).
Claims (14)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93008431A RU2043789C1 (en) | 1993-02-12 | 1993-02-12 | Supersonic burner for gas flame spray-deposition of coatings |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93008431A RU2043789C1 (en) | 1993-02-12 | 1993-02-12 | Supersonic burner for gas flame spray-deposition of coatings |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2043789C1 true RU2043789C1 (en) | 1995-09-20 |
RU93008431A RU93008431A (en) | 1997-03-27 |
Family
ID=20137241
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93008431A RU2043789C1 (en) | 1993-02-12 | 1993-02-12 | Supersonic burner for gas flame spray-deposition of coatings |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2043789C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103521365A (en) * | 2013-10-21 | 2014-01-22 | 芜湖鼎恒材料技术有限公司 | Nozzle with high durability and for supersonic speed processing equipment |
US10213872B2 (en) | 2014-03-04 | 2019-02-26 | Oerlikon Metco Ag, Wohlen | Machining head and machining device |
WO2021249584A1 (en) * | 2020-06-12 | 2021-12-16 | Centrum Hydraulickeho Vyzkumu Spol. S R.O. | Turbopump and long-term heat removal system from a hermetic zone, which contains the turbopump |
-
1993
- 1993-02-12 RU RU93008431A patent/RU2043789C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Патент США N 4604306, кл. B 05B 1/06, 1986. * |
2. Патент США N 4416421, кл. B 05B 7/20, 1983. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103521365A (en) * | 2013-10-21 | 2014-01-22 | 芜湖鼎恒材料技术有限公司 | Nozzle with high durability and for supersonic speed processing equipment |
US10213872B2 (en) | 2014-03-04 | 2019-02-26 | Oerlikon Metco Ag, Wohlen | Machining head and machining device |
RU2688973C2 (en) * | 2014-03-04 | 2019-05-23 | Эрликон Метко Аг, Волен | Processing head and processing device |
WO2021249584A1 (en) * | 2020-06-12 | 2021-12-16 | Centrum Hydraulickeho Vyzkumu Spol. S R.O. | Turbopump and long-term heat removal system from a hermetic zone, which contains the turbopump |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3790558B2 (en) | Injector | |
US3713588A (en) | Liquid fuel spray nozzles with air atomization | |
US4301657A (en) | Gas turbine combustion chamber | |
US2458497A (en) | Combustion chamber | |
KR100194272B1 (en) | Plaz Matochi | |
US5353599A (en) | Fuel nozzle swirler for combustors | |
WO1989006309A1 (en) | Turbine combustor with tangential fuel injection and bender jets | |
CN108731029B (en) | Jet fuel nozzle | |
JPS62228630A (en) | Injector with shaft-centripetal type scroll chamber | |
US2774625A (en) | Apparatus utilizing detonation waves for spraying powders | |
US3968644A (en) | Fuel admitting and conditioning means on combustion chambers for gas turbine engines | |
US7146937B2 (en) | Combustion chamber design with water injection for direct-fired steam generator and for being cooled by the water | |
US5135166A (en) | High-velocity thermal spray apparatus | |
RU2043789C1 (en) | Supersonic burner for gas flame spray-deposition of coatings | |
RU98102924A (en) | ROTARY INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
CA1145571A (en) | Atomizing air metering nozzle | |
US4105393A (en) | Fuel burners | |
US4936090A (en) | Assuring reliable starting of turbine engines | |
CN106016258B (en) | A kind of superelevation velocity of sound flame gun | |
US3102393A (en) | Combustion apparatus | |
US5513801A (en) | Pressure compensation chamber having an insertion element | |
US4652725A (en) | Method and apparatus for heating a first gas flow with a second gas flow | |
US4723413A (en) | Reverse flow combustion chamber, especially reverse flow ring combustion chamber, for gas turbine propulsion units, with at least one flame tube wall film-cooling arrangement | |
RU2037337C1 (en) | Unit for ultrasonic gas-flame spraying | |
RU1676152C (en) | Torch for gas-plasma spraying |