RU2070442C1 - Gun for detonation spraying - Google Patents
Gun for detonation spraying Download PDFInfo
- Publication number
- RU2070442C1 RU2070442C1 SU5048839A RU2070442C1 RU 2070442 C1 RU2070442 C1 RU 2070442C1 SU 5048839 A SU5048839 A SU 5048839A RU 2070442 C1 RU2070442 C1 RU 2070442C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drum
- cooling medium
- channels
- rotation
- spool
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Nozzles (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области нанесения покрытий путем высокотемпературного напыления, в частности к многоствольной пушке для нанесения порошковых материалов детонационно-газовым способом. The invention relates to the field of coating by high-temperature spraying, in particular to a multi-barrel gun for applying powder materials by the detonation-gas method.
Изобретение может быть использовано в любой отрасли народного хозяйства, где требуется нанесение сверхпрочных покрытий, включая энергетику и судостроение. The invention can be used in any sector of the national economy, which requires the application of heavy-duty coatings, including energy and shipbuilding.
Основное внимание в данной технологии уделяется вопросам безопасности. Целесообразность и эффективность нанесения сверхпрочных и защитных покрытий детонационно-газовым способом в судостроении и других отраслях энергомашиностроения сегодня не подлежит сомнению, однако степень готовности оборудования для промышленного применения пока еще недостаточна. В одном случае она сдерживается сложностью и высокой стоимостью, в другом малой эффективностью и низкой надежностью в работе. Для промышленности целесообразна разработка таких способов и устройств, которые бы не требовали ни больших капитальных вложений на их освоение, ни высокой квалификации обслуживающего персонала, обеспечивая при этом полную безопасность во время проведения этих работ. Одним из путей решения данной проблемы является интенсификация процесса напыления за счет увеличения скорострельности детонационных пушек. В свою очередь последняя может быть повышена как за счет увеличения количества стволов в пушке, так и за счет уменьшения времени на подготовку и проведение одного выстрела, включая продувку, заправку и сам процесс напыления. Другой путь к интенсификации этих процессов лежит в обеспечении возможности послойного напыления различных материалов одновременно или с заданной последовательностью. This technology focuses on security issues. The appropriateness and effectiveness of applying heavy-duty and protective coatings by the detonation-gas method in shipbuilding and other branches of power engineering today is beyond doubt, however, the degree of readiness of equipment for industrial use is still insufficient. In one case, it is constrained by complexity and high cost, in the other by low efficiency and low reliability. For industry, it is advisable to develop such methods and devices that would not require either large capital investments for their development, or highly qualified staff, while ensuring complete safety during these works. One way to solve this problem is to intensify the spraying process by increasing the rate of detonation guns. In turn, the latter can be increased both by increasing the number of barrels in the gun, and by reducing the time to prepare and conduct one shot, including blowing, refueling and the spraying process itself. Another way to intensify these processes lies in providing the possibility of layer-by-layer deposition of various materials simultaneously or with a given sequence.
Известна детонационная установка (см. авт.св. СССР N 1103410, кл. В 05 В 7/20, 1985 г.), включающая детонационный канал (ствол), блок газоснабжения с каналами рабочего и продувочного газов, электровоспламенитель, устройство ввода напыляемого порошка и блок управления. Known detonation installation (see ed. St. USSR N 1103410, class B 05 V 7/20, 1985), including a detonation channel (barrel), a gas supply unit with channels for working and purge gases, an electric igniter, an input device for sprayed powder and control unit.
Данная установка позволяет использовать при напылении различные детонируемые смеси газов, например водород-кислород, однако она малоэффективна и не обеспечивает соответствующую надежность в работе. Наличие в средствах автоматики временных задержек и электромагнитных клапанов в системе питания и продувки снижает скорострельность и вносит дополнительный элемент ненадежности в целом. Следует также отметить как недостаток и тот факт, что электровоспламенитель в данной установке расположен внутри детонационного канала и в процессе детонации ничем не защищен от воздействия детонационных волн и продуктов детонации. К тому же такая компоновка не исключает самопроизвольную детонацию рабочего газа во время заполнения в случае ложного срабатывания средств автоматики. Отсутствие системы охлаждения детонационного канала может привести при интенсивной стрельбе к его разогреву и, как следствие, к самовоспламенению рабочих газов во время заполнения. This installation allows you to use when spraying various detonated mixtures of gases, such as hydrogen-oxygen, but it is ineffective and does not provide adequate reliability. The presence in the automation equipment of time delays and electromagnetic valves in the power and purge system reduces the rate of fire and introduces an additional element of unreliability in general. It should also be noted as a drawback and the fact that the electric igniter in this installation is located inside the detonation channel and in the process of detonation is not protected from the effects of detonation waves and detonation products. In addition, this arrangement does not exclude spontaneous detonation of the working gas during filling in the event of a false response of automation. The absence of a cooling system for the detonation channel can result in intense firing to heat it up and, as a result, to self-ignition of the working gases during filling.
Все указанное выше позволяет утверждать, что процесс напыления с помощью вышеуказанной детонационной установки малоэффективен и не может быть интенсифицирована простыми средствами. К тому же на данной установке не исключена аварийная ситуация, которая может возникнуть в результате проникновения горячих высокоскоростных продуктов детонации в каналы рабочих газов. All of the above allows us to argue that the spraying process using the above detonation installation is ineffective and cannot be intensified by simple means. In addition, this installation does not exclude an emergency that may arise as a result of the penetration of hot high-speed detonation products into the working gas channels.
Целью изобретения является устранение вышеперечисленных недостатков, т. е. улучшение технико-экономических параметров путем повышения скорострельности и обеспечение возможности нанесения композиционных покрытий, а также повышение надежности за счет исключения самопроизвольной детонации. The aim of the invention is to eliminate the above disadvantages, i.e., improving the technical and economic parameters by increasing the rate of fire and providing the possibility of applying composite coatings, as well as improving reliability by eliminating spontaneous detonation.
Указанная цель достигается тем, что в многоствольной пушке для детонационного напыления, включающей канал для метания, газораспределитель с каналами подвода рабочего и продувочного газов, электровоспламенитель, устройство ввода напыляемого материала и блок управления, согласно изобретению канал для метания выполнен в виде блока стволов, соединенных жестко между собой внутри барабана, установленного с возможностью вращения, который выполнен с каналами для охлаждающей среды и герметично соединен одним из торцов с газораспределителем при помощи двух плоских золотников, впускные каналы которых параллельны оси вращения барабана и разнесены в перпендикулярной плоскости друг относительно друга, при этом в одном золотнике установлен электровоспламенитель и последний размещен внутри другого золотника с возможностью осевого смещения, а зона контакта обоих золотников с торцем вращающегося барабана окружена камерой для подачи охлаждающей среды. Указанная цель достигается также тем, что вход охлаждающей среды во вращающемся барабане выполнен по оси его вращения, а выход через радиальные отверстия, выполненные на торце барабана, сопрягаемого с газораспределителями, при этом входной участок каналов охлаждения барабана выполнен за счет внутреннего сопряжения стволов между собой, а выходной участок за счет сопряжения вышеуказанных стволов с наружным корпусом вращающегося барабана. Цель достигается еще тем, что устройство ввода напыляемого материала внутрь стволов включает отдельные дозаторы для каждой компоненты напыляемого материала, которые установлены независимо друг от друга вдоль оси вращения барабана с возможностью смещения вдоль оси вращения барабана с возможностью смещения вдоль радиуса барабана, при этом каждый из дозаторов отделен от питающего бункера при помощи цилиндрического золотника с двумя отверстиями, одно из которых совмещено с отверстием дозатора и бункера, а второе соединено через электропневмоклапан с магистралью продувочного газа. This goal is achieved by the fact that in a multi-barrel gun for detonation spraying, including a channel for throwing, a gas distributor with channels for supplying working and purge gases, an electric igniter, an input device for the sprayed material and a control unit, according to the invention, the channel for throwing is made in the form of a block of trunks connected rigidly between each other inside a drum mounted for rotation, which is made with channels for the cooling medium and is hermetically connected by one of the ends to the gas distributor Using two flat spools whose inlet channels are parallel to the axis of rotation of the drum and spaced perpendicular to each other, an electric igniter is installed in one spool and the latter is placed inside the other spool with axial displacement, and the contact area of both spools with the end of the rotating drum is surrounded chamber for supplying a cooling medium. This goal is also achieved by the fact that the inlet of the cooling medium in the rotating drum is made along the axis of its rotation, and the output is through radial holes made at the end of the drum mating with gas distributors, while the inlet section of the drum cooling channels is made due to the internal mating of the trunks, and the output section due to the coupling of the above trunks with the outer casing of the rotating drum. The goal is further achieved by the fact that the input device of the sprayed material into the trunks includes separate dispensers for each component of the sprayed material, which are installed independently from each other along the axis of rotation of the drum with the possibility of displacement along the axis of rotation of the drum with the possibility of displacement along the radius of the drum, each of the dispensers separated from the feed hopper by means of a cylindrical spool with two holes, one of which is combined with the hole of the dispenser and the hopper, and the second is connected through an electric non-valve with purge gas line.
На фиг. 1 изображена многоствольная пушка для детонационного напыления, общий вид; на фиг. 2 то же, продольный разрез газораспределителя на фиг. 1; на фиг. 3 то же, сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 4 то же, поперечное сечение дозатора на фиг. 1. In FIG. 1 shows a multi-barrel gun for detonation spraying, general view; in FIG. 2 the same, a longitudinal section of the valve in FIG. 1; in FIG. 3 same, section AA in FIG. 2; in FIG. 4 the same, cross section of the dispenser in FIG. 1.
Многоствольная пушка содержит вращающийся барабан 1, внутри наружного корпуса 2 которого размещены стволы 3 (например, четыре, как показано на чертежах). Количество стволов выбирается произвольно, однако, предпочтителен вариант, по которому количество стволов равно количеству компонентов напыляемого материала. Барабан 1 установлен с помощью опор 4 на платформе 5 и соединен механически с электроприводом 6. От напыляемой поверхности 7 барабан 1 отделен створкой 8 с отверстием 9, а с противоположной стороны герметично соединен с газораспределителем 10. При этом створка 8 и распределитель 10 жестко соединены с близлежащими опорами 4 и между последними расположено устройство 11 загрузки напыляемых материалов, которое примыкает к кольцам 12, расположенным над отверстиями 13 в стволах 3 вращающегося барабана 1. Для охлаждения стволов 3 во вращающемся барабане 1 выполнены охлаждающие каналы 14 и 15. The multi-barrel gun contains a rotating drum 1, inside the
Центральный канал 14 образован за счет герметичного смыкания стволов 3 между собой, в то время как канал 15 состоит из нескольких каналов, образованных за счет смыкания стволов 3 с наружным корпусом 2 вращающегося барабана 1. Вход охлаждающей среды и канал 14 осуществляется через центральное отверстие 16 (фиг. 2) сопрягаемого торца 17 вращающегося барабана 1, а выход из каналов 15 через отверстие 18 торца 17 вращающегося барабана 1. К торцу 17 примыкают каналы 19, соосные со стволами 3, при этом к торцу 17 примыкает плоский золотник 20. Внутри золотника 20 установлен дополнительный плоский золотник 21, в центре которого размещен электровоспламенитель 22. Золотник 20 поджат к торцу 17 упругим элементом 23, а золотник 21 поджат к торцу 17 с помощью пружины 24, которая опирается на регулировочную гайку 25 крышки 26 газораспределителя 10. При этом в корпусе 27 газораспределителя 10 установлены уплотнения 28, а внутри золотника 20 установлено уплотнение 29. В золотнике 20 газораспределителя 10 выполнен канал 30 для входа в него охлаждающей среды и канал 31, в котором установлен смеситель 32. Зона контакта обоих золотников с торцем барабана окружена камерой для подачи охлаждающей среды. Канал 31 (фиг. 3) соединен каналами 33 и 34 с магистралями газообразных компонентов рабочего газа (на чертежах условно не показаны), и в золотнике 20 выполнен еще канал 35 для соединения его с магистралью продувочного газа (на чертежах условно не показана). Впускные каналы в золотниках разнесены в перпендикулярной по отношению к оси барабана плоскости друг относительно друга. The
Для впрыскивания напыляемого материала используют не всегда все отверстия 13, часть их закрыта кольцами 12, которые сопряжены при помощи крановых золотников 36 (фиг. 4) с дозаторами 37. Число дозаторов 37 выбирается по числу напыляемых компонентов, но не более количества стволов 3 во вращающемся барабане 1. Каждый дозатор 37 загрузочного устройства 11 соединен через цилиндрический золотник 38 с бункером 39. Нормально закрытый золотник 38 установлен под острым углом к оси дозатора 37 и выполнен с двумя отверстиями 40, 41. Отверстие 40 совпадает с отверстиями бункера 39 и дозатора 37, а угловое отверстие 41 соединено через электропневмоклапан 42 с магистралью продувочного газа (на чертежах условно не показана) и служит для выброса дозируемой навески в рабочую зону стволов 3. Для возврата золотника 38 в исходное состояние,после снятия напряжения с электропневмоклапана 42 в его корпусе установлена пружина 43, а для поджатия кранового золотника 36 к кольцу 12 вращающегося барабана 1 на дозаторе 37 установлена пружина 44. К тому же дозатор 37 жестко связан через корпус золотника 38 с бункером 39 и он подвижно закреплен на платформе 5 с возможностью перемещения в вертикальной плоскости вдоль радиуса вращающегося барабана 1. For injection of the sprayed material, not all
Пушка для детонационного напыления работает следующим образом. The gun for detonation spraying works as follows.
Ее включение в работу может осуществляться с помощью оператора или автоматически, т. е. от программного устройства, при этом последнее может быть выполнено электронным или электромеханическим (на чертеже условно не показано). Независимо от степени автоматизации всю работу на детонационной пушке можно разделить на три этапа: предпусковой, рабочий, т.е. стационарный, и остановочный, т.е. квазистационарный. Its inclusion in the work can be carried out with the help of an operator or automatically, that is, from a software device, while the latter can be performed electronically or electromechanically (not shown conventionally in the drawing). Regardless of the degree of automation, all work on the detonation gun can be divided into three stages: pre-launch, working, i.e. stationary, and stop, i.e. quasistationary.
Подготовительный этап складывается из следующих операций: выбор смеси рабочего газа; подбор напыляемых компонентов; загрузка напыляемых компонентов в дозаторы. The preparatory phase consists of the following operations: selection of a mixture of working gas; selection of sprayed components; loading sprayed components into dispensers.
В каждом конкретном случае количество напыляемых компонентов, а также последовательность их нанесения определяются экспериментально с обязательной проверкой напыленных образцов на специальных стендах. Для описываемой пушки количество компонентов может быть от одного до четырех. При работе с одним компонентом используется лишь один дозатор 37 (фиг. 4) загрузочного устройства 11 (фиг. 1); при этом под этим дозатором открыты с помощью кольца 12 все загрузочные отверстия 13, в то время как отверстия 13 под другими дозаторами 37 закрыты. При этом дозатор 37 и величина дозировки, регулируемая за счет перемещения дозатора 37 вдоль радиуса, определяются расчетным путем для каждой смеси горючего газа и компоненты напыляемого порошка, а после выбора также подлежат экспериментальной проверке. Эти операции проводятся очень редко, т.е. при замене горючего газа или смене напыляемого материала, и поэтому никакой автоматизации не требуют. In each particular case, the amount of sprayed components, as well as the sequence of their application, are determined experimentally with the mandatory verification of sprayed samples on special stands. For the described gun, the number of components can be from one to four. When working with one component, only one dispenser 37 (Fig. 4) of the boot device 11 (Fig. 1) is used; however, under this dispenser, all
После загрузки напыленных компонентов оператор включает систему охлаждения. С ее включением все блокировки автоматически снимаются и все исполнительные механизмы и электроклапаны подключаются к источнику питания. После чего открывается магистраль 35 (фиг. 3) продувочного газа и запускается электропривод 6 (фиг. 1), а следом открываются магистрали 33, 34 (фиг. 3) рабочего газа. На этом подготовительный этап заканчивается. After loading the sprayed components, the operator turns on the cooling system. With its inclusion, all locks are automatically removed and all actuators and electrovalves are connected to a power source. Then opens the line 35 (Fig. 3) of the purge gas and starts the electric drive 6 (Fig. 1), and then open the
Рабочий режим начинается с включения электропневмоклапанов 24 (фиг. 4) и выдачи электросигнала на электровоспламенитель 22 (фиг. 2). В рабочем режиме каждый ствол 3 вращающегося барабана 1 за один оборот производит один выстрел, а пушка, следовательно, произведет за один оборот четыре выстрела (в данной конструкции). При этом весь цикл подготовки к выстрелу осуществляется в строгой последовательности по следующему сценарию. При совпадении канала 19 (фиг. 2) в торце 17 барабана 1 с каналом 35 (фиг. 3) золотника 20 продувочный газ попадает внутрь ствола 3 и продувает его. The operating mode begins with the inclusion of electro-pneumatic valves 24 (Fig. 4) and the issuance of an electrical signal to the electric igniter 22 (Fig. 2). In the operating mode, each
Затем канал 19 рассматриваемого ствола 3 перекрывается и далее совмещается уже с каналом 31 золотника 20, через который ствол 3 заполняется уже рабочим газом (т.е. смесью горючего и окислительного газов), а затем вновь перекрывается. В это время включается соответствующий данному стволу 3 электропневмоклапан 42 (фиг. 4) загрузочного устройства 11 (система подачи электросигнала на клапан 42 осуществляется автоматически с помощью светодиодов, описание ее условно не приводится), вследствие чего цилиндрический золотник 38 (фиг. 4) дозатора 37 перемещается в свое верхнее положение и отделяет дозатор 37 от бункера 39, подключая при этом продувочную магистраль к дозатору 37. При совпадении канал 41 с отверстием дозатора 37 навеска напыляемого порошка впрыскивается внутрь ствола 3. Далее канал 19 (фиг. 2), перемещаясь по окружности, входит в соприкосновение с золотником 21 и электровоспламенителем 22 и при совпадении последних на электровоспламенитель 22 подается высокое напряжение (его система питания и средства синхронизации условно не описаны). В результате электрического разряда рабочий газ в стволе 3 поджигается и детонирует. Во время детонации напыляемый материал разогревается и выносится вместе с продуктами детонации на напыляемую поверхность 7 (фиг. 1) через отверстие 9. Все стволы 3 подготавливаются аналогично вышеописанному и выстреливают лишь при совпадении их с отверстием 9 и золотником 22. При этом скорострельность данной пушки лимитируется только процессом детонации и скоростью выноса продуктов из ствола. Все другие задержки по времени могут быть уменьшены по отношению к вышеуказанным на порядок и поэтому не являются определяющими. В предложенной пушке скорострельность уже достигнута до 30 выстрелов в секунду и это не предел, в то время как в других конструкциях она не превышает пяти выстрелов в секунду. Then, the
Квазистационарный режим работы на пушке осуществляется за счет временного снятия напряжения с электропневмоклапанов 42. Пушка продолжает стрелять холостыми выстрелами. С выключением клапанов на магистрали рабочего газа пушка перестает стрелять и может быть полностью остановлена путем снятия напряжения и выключения системы охлаждения. The quasistationary mode of operation on the gun is carried out by temporarily relieving tension from the electro-
Конструкция пушки более надежна и проста в эксплуатации. С помощью ее можно получать любые композиционные покрытия, в том числе такие, в которых в качестве основы для тугоплавкого материала, например карбида вольфрама, используются аморфные покрытия. Другое преимущество пушки заключается в том, что весь процесс напыления осуществляется при минимуме средств автоматики и отказ любой ее системы практически исключен. В то же время она мобильна и без больших затрат может легко перемещаться относительно напыляемой поверхности. Это позволяет использовать пушку не только в стационарных условиях, но и в нестационарных, например, при восстановительных работах в судостроении и большой энергетике, включая атомную. Скорострельность пушки возросла более чем в 10 раз в сравнении с другими конструкциями, а вес и габариты существенно уменьшились. The design of the gun is more reliable and easy to operate. Using it, you can get any composite coatings, including those in which amorphous coatings are used as the basis for a refractory material, for example tungsten carbide. Another advantage of the gun is that the entire spraying process is carried out with a minimum of automation equipment and the failure of any of its systems is practically excluded. At the same time, it is mobile and can be easily moved relative to the sprayed surface without high costs. This allows the gun to be used not only in stationary conditions, but also in non-stationary ones, for example, during restoration work in shipbuilding and large energy, including nuclear. The rate of gun increased by more than 10 times in comparison with other designs, and the weight and dimensions decreased significantly.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5048839 RU2070442C1 (en) | 1992-06-23 | 1992-06-23 | Gun for detonation spraying |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5048839 RU2070442C1 (en) | 1992-06-23 | 1992-06-23 | Gun for detonation spraying |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2070442C1 true RU2070442C1 (en) | 1996-12-20 |
Family
ID=21607573
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5048839 RU2070442C1 (en) | 1992-06-23 | 1992-06-23 | Gun for detonation spraying |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2070442C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2460591C1 (en) * | 2011-03-30 | 2012-09-10 | Открытое акционерное общество "НовосибирскНИИхиммаш" | Detonation thrower |
-
1992
- 1992-06-23 RU SU5048839 patent/RU2070442C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 1103410, кл. B 05 B 7/20, 1985. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2460591C1 (en) * | 2011-03-30 | 2012-09-10 | Открытое акционерное общество "НовосибирскНИИхиммаш" | Detonation thrower |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0889756B1 (en) | Self sustained detonation apparatus | |
KR101562083B1 (en) | Apparatus and method for producing explosions | |
US4669658A (en) | Gas detonation coating apparatus | |
US6517010B1 (en) | System for injecting gas into a detonation projection gun | |
US2774625A (en) | Apparatus utilizing detonation waves for spraying powders | |
CN203719554U (en) | Ammunition destroying device | |
US3728937A (en) | Gas fired caseless ammunition rifle | |
TW201941839A (en) | Device and method for producing pressure waves of high amplitude | |
RU2070442C1 (en) | Gun for detonation spraying | |
US2979991A (en) | Rapid firing recoilless bomb projecting device | |
US5398591A (en) | Distillate fuel oil/air-fired, rapid-fire cannon | |
US2869924A (en) | Apparatus for utilizing detonation waves | |
KR910008270B1 (en) | Gatling gun control system | |
US4319715A (en) | Apparatus for explosive application of coatings to articles | |
US4215819A (en) | Apparatus for explosive application of coatings to articles | |
CN109764764B (en) | Blasting dust fall fire prevention gun device | |
US6000627A (en) | Detonation gun apparatus and method | |
RU2233681C1 (en) | Method of fire-extinguishing agent delivery into container, fire-extinguishing plant and container for fire-extinguishing agent delivery | |
CA2247146C (en) | Self sustained detonation apparatus | |
US4580020A (en) | Dynamic seal for gas generator chamber | |
US944973A (en) | Gun. | |
RU2278711C1 (en) | Fire suppression method system | |
RU2100770C1 (en) | Isolating device for safe handling of dangerously explosive objects | |
US4123962A (en) | Rotary breech apparatus for an automatic weapon | |
RU1257912C (en) | Device for detonation covering |