RU2081711C1

RU2081711C1 - Apparatus for application of coatings out of powder materials

Info

Publication number: RU2081711C1
Application number: RU95116732A
Authority: RU
Inventors: Ю.В. Дикун; И.И. Басалаев; Г.В. Абрамин
Original assignee: Акционерное общество закрытого типа "ТОТЕМ"
Priority date: 1995-09-28
Filing date: 1995-09-28
Publication date: 1997-06-20

Abstract

FIELD: production of apparatuses to form surface layers of covering type; apparatuses are used in metallurgy and mechanical engineering industries to cover lengthened pieces; bar, angle bar, channel, shaped pieces etc. SUBSTANCE: supersonic nozzle 1 is made as collector 6 linked with nozzle acceleration section 7. Collector 5 and nozzle acceleration section 7 are made in the form of helicoid with pitch, that does not allow interaction of opposing to each other two-phase streams flowing out of supersonic part of nozzle. System of two-phase mixture feeding has inlet branch pipe 2 mounted on collector 6 butt tangentially to its generatrix. EFFECT: improved design. 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам формирования поверхностных слоев покровного типа, в частности, может быть использовано в металлургической и металлорежущей отраслях промышленности (длинномерные изделия пруток, уголок, швеллер, фасонные изделия и т.д.). The invention relates to devices for the formation of surface layers of the integumentary type, in particular, can be used in the metallurgical and metal-cutting industries (long products bar, angle, channel, shaped products, etc.).

Известно устройство для нанесения покрытий, содержащее камеру смешения с соплом, питатель-дозатор с бункером для порошка и систему подачи рабочего газа (авт.св. N 1618777, кл. C 23 C 4/09, 1991). A device for coating, containing a mixing chamber with a nozzle, a feeder-batcher with a hopper for powder and a system for supplying a working gas (ed. St. N 1618777, class C 23 C 4/09, 1991).

Известное устройство не позволяет наносить покрытия по всей поверхности протяженной детали без ее вращения вокруг своей оси и продольного перемещения, не обеспечивает разгон частиц до необходимых для формирования покрытия скоростей. The known device does not allow coating on the entire surface of an extended part without its rotation around its axis and longitudinal movement, it does not accelerate particles to the speeds necessary for forming a coating.

Техническим результатом от использования предложенного изобретения является расширение технологических и функциональных возможностей процесса нанесения покрытий на длинномерные тела различной геометрической формы и размеров по всей поверхности без вращения их вокруг своей оси, и повышение качества покрытий. The technical result from the use of the proposed invention is the expansion of technological and functional capabilities of the coating process on long bodies of various geometric shapes and sizes over the entire surface without rotating them around its axis, and improving the quality of coatings.

Технический результат достигается тем, что устройство для нанесения покрытий из порошковых материалов, содержащее систему подачи двухфазной смеси, питатель-дозатор, камеру смещения и сверхзвуковое сопло, согласно изобретению сверхзвуковое сопло выполнено в виде коллектора, связанного с разгонным участком сопла, причем коллектор и разгонный участок сопла имеют форму геликоида с шагом, исключающим взаимодействие друг с другом встречных двухфазных потоков, истекающих из сверхзвуковой части сопла, а патрубок ввода двухфазной смеси установлен в торец коллектора по касательной к его образующей. The technical result is achieved by the fact that the device for applying coatings of powder materials containing a two-phase mixture supply system, a feeder-dispenser, a displacement chamber and a supersonic nozzle, according to the invention, the supersonic nozzle is made in the form of a collector associated with the accelerating section of the nozzle, the collector and the accelerating section the nozzles are in the form of a helicoid with a step that excludes the interaction of counterpropagating two-phase flows flowing from the supersonic part of the nozzle, and the inlet of the input of the two-phase mixture lined at the end of the collector along a tangent to its generatrix.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 дан общий вид: на фиг. 2 устройство в разрезе. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a general view: in FIG. 2 device in section.

Устройство состоит из сверхзвукового сопла 1, выполненного в виде геликоида, патрубка 2 ввода двухфазной смеси, камеры 3 смещения, входных патрубков 4 и 5 подачи рабочего тела (газа) и взвеси частиц. The device consists of a supersonic nozzle 1 made in the form of a helicoid, a nozzle 2 for introducing a two-phase mixture, a displacement chamber 3, inlet nozzles 4 and 5 for supplying a working fluid (gas) and a suspension of particles.

Сверхзвуковое сопло 1 устройства состоит из коллектора 6 и связанного с ним разгонного сверхзвукового участка 7 сопла, на выходе которого, по его оси, расположена обрабатываемая деталь 8. The supersonic nozzle 1 of the device consists of a collector 6 and a related accelerating supersonic nozzle section 7, at the outlet of which, on its axis, the workpiece 8 is located.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Газ под давлением, подаваемый по входному патрубку 4, и взвесь частиц из питателя-дозатора по патрубку 5 поступают в смесительную камеру 3, где происходит смешивание частиц и газа в необходимых для процесса нанесения покрытия концентрации. Приготовленная таким образом смесь частиц и газа по патрубку 2 ввода поступает в коллектор 6 сопла. Для обеспечения равномерного заполнения двухфазной смесью коллектора 6 патрубок 2 ввода двухфазного потока пристыкован к торцу коллектора 6 по касательной к образующей коллектора. Из заполняемого двухфазной смесью коллектора 6 смесь газа и частиц поступает в разгонный сверхзвуковой участок 7, где ускоряется до скоростей, необходимых для формирования покрытия на поверхности детали 8. Gas under pressure, supplied through the inlet pipe 4, and a suspension of particles from the metering feeder through the pipe 5 enter the mixing chamber 3, where particles and gas are mixed in the concentration necessary for the coating process. Thus prepared mixture of particles and gas through the inlet pipe 2 enters the nozzle manifold 6. To ensure uniform filling of the two-phase mixture of the collector 6, the pipe 2 for the input of the two-phase flow is joined to the end face of the collector 6 tangentially to the collector generatrix. From the collector 6 filled with a two-phase mixture, the mixture of gas and particles enters the accelerated supersonic section 7, where it is accelerated to the speeds necessary to form a coating on the surface of the part 8.

На выходе из сверхзвукового сопла газ обтекает деталь 8, а частицы соударяются с поверхностью детали, сохраняя при этом необходимую скорость и концентрацию для образования покрытия в условиях, исключающих взаимодействие встречных двухфазных потоков, при отсутствии в этом случае вихревых течений и "мертвых" зон на телах неправильной формы (уголок, швеллер, многогранник и т.д.). At the exit from the supersonic nozzle, gas flows around part 8, and particles collide with the surface of the part, while maintaining the necessary speed and concentration to form a coating under conditions that exclude the interaction of counterpropagating two-phase flows, in this case there are no vortex flows and “dead” zones on bodies irregular shapes (corner, channel, polyhedron, etc.).

В случае неподвижной детали, помещенной по оси устройства, на ее внешней поверхности формируется винтовая поверхность с шагом, равным шагу разгонного участка устройства. При поступательном движении детали вдоль оси устройства со скоростью Y, на ее поверхности формируется равномерное покрытие заданной толщины. Толщина покрытия в данном случае зависит от скорости протяжки изделия (V) и концентрации частиц в сверхзвуковом потоке газа. In the case of a fixed part placed along the axis of the device, a helical surface is formed on its outer surface with a step equal to the step of the acceleration section of the device. With the translational movement of the part along the axis of the device with speed Y, a uniform coating of a given thickness is formed on its surface. The coating thickness in this case depends on the speed of the product (V) and the concentration of particles in the supersonic gas flow.

Предлагаемое устройство создает сверхзвуковое течение двухфазного потока, обеспечивает расширение технологических и функциональных возможностей процесса нанесения покрытий на длинномерные изделия различного профиля. The proposed device creates a supersonic flow of a two-phase flow, provides the expansion of technological and functional capabilities of the coating process on long products of various profiles.

Устройство позволяет получать равномерные покрытия заданной толщины и физико-химических свойств по всей поверхности изделия, не прибегая к вращению ее вокруг своей оси. The device allows to obtain uniform coatings of a given thickness and physico-chemical properties over the entire surface of the product without resorting to its rotation around its axis.

Claims

A device for applying coatings of powder materials containing a two-phase mixture supply system, a feeder-dispenser, a mixing chamber and a supersonic nozzle, characterized in that the supersonic nozzle is made in the form of a collector connected to the acceleration section of the nozzle, the collector and the acceleration section of the nozzle having the shape of a helicoid with a step that excludes the interaction of oncoming two-phase flows flowing from the supersonic part of the nozzle with each other, and the two-phase mixture supply system is made with an inlet pipe installed in the torus n collector tangentially to its generator.