RU2112603C1

RU2112603C1 - Small-sized detonation thrower

Info

Publication number: RU2112603C1
Application number: RU96117311A
Authority: RU
Inventors: Чин Чунг Вонг; В.И. Кореньков; Б.А. Кустов; Г.Н. Макаров; Ю.С. Попов
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "НовосибирскНИИХиммаш"
Priority date: 1996-08-28
Filing date: 1996-08-28
Publication date: 1998-06-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering; device for detonation high-temperature spraying; shipbuilding and cosmonautics. SUBSTANCE: device includes barrel 1, gas distributor housing 4 with gas and power supply lines, powder proportioner 2 with electromagnetic valve 3 and electric igniter 6. Barrel 1 is made from two through cylindrical channels 13 which are hermetically connected at one end through slots 14 of revolving spool valve 15 and slots 16 of floating washer 17 with gas supply lines through slots 14 of revolving spool valve 15 and slots 16 of floating washer 17. Revolving spool valve 15 is connected with drive 10 by means device 18. Floating washer 17 is movably fixed inside gas distributor housing by means of spherical support 19 and hollow flexible member 20. Electromagnetic valve 3 of proportioner 2 and electric igniter 6 are connected to power supply source through mechanical interrupter which is rigidly mounted of shaft of revolving spool valve drive. EFFECT: improved service parameters including mobility of detonation device. 4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к способу нанесения покрытий путем высокотемпературного и высокоскоростного напыления, в частности, к малогабаритной детонационной установке. The invention relates to a method for coating by high-temperature and high-speed spraying, in particular, to a small detonation installation.

Изобретение может быть использовано в любой отрасли машиностроения, включая авиа-, судостроение и космонавтику. Оно может также найти применение в строительстве и при добыче полезных ископаемых, т.е. там, где есть необходимость в упрочнении или восстановлении поверхности, включая и непосредственную работу на объекте, например на плавучей платформе добычи нефти. The invention can be used in any field of engineering, including aircraft, shipbuilding and astronautics. It can also find application in construction and mining, i.e. where there is a need for hardening or restoration of the surface, including direct work at the facility, for example, on a floating oil production platform.

Наиболее близким из известных к предложенному является малогабаритный детонационный метатель, включающий ствол для метания, корпус газораспределителя с магистралями подвода рабочего, окислительного и продувочного газов, порошковый дозатор и воспламенитель. The closest known to the proposed is a small detonation thrower, including a barrel for throwing, a gas distributor housing with mains for supplying working, oxidizing and purging gases, a powder dispenser and an igniter.

Недостатками известного устройства являются высокие весогабаритные и низкие эксплуатационные характеристики. The disadvantages of the known devices are high weight and low performance.

Техническим результатом изобретения является снижение весогабаритных и улучшение эксплуатационных характеристик детонационного метателя, включая обеспечение его высокой мобильности. The technical result of the invention is to reduce weight and size and improve the operational characteristics of the detonation thrower, including ensuring its high mobility.

Это достигается тем, что в малогабаритном детонационном метателе, включающем ствол для метания, корпус газораспределителя с магистралями подвода рабочего, окислительного и продувочного газов, порошковый дозатор и воспламенитель, согласно изобретению ствол для метания выполнен в виде двух сквозных цилиндрических каналов и герметично соединен с магистралями рабочего, окислительного и продувочного газов посредством вращающегося от привода золотника и плавающей планшайбы, при этом вращающийся золотник выполнен в виде диска с центральным отверстием и сквозными пазами и механически соединен с помощью карданного устройства с приводом, а плавающая шайба выполнена в виде диска с центральным отверстием и глухими пазами и подвижно зафиксирована внутри корпуса газораспределителя с помощью шаровой опоры и упругого полого элемента, гидравлически связанного с магистралью продувочного газа. This is achieved by the fact that in a small detonation thrower, including a throwing barrel, a gas distributor housing with supply lines for working, oxidizing and purging gases, a powder dispenser and an igniter, according to the invention, the throwing barrel is made in the form of two through cylindrical channels and is hermetically connected to the working lines oxidizing and purging gases by means of a spool rotating from the drive and a floating faceplate, while the rotating spool is made in the form of a disk with a central m hole and the through grooves and is mechanically connected to a cardan device with a drive, and the floating washer is formed as a disc with a central hole and blind-grooves and removably fixed inside the gas distributor housing via a ball bearing and a resilient hollow member fluidly connected with the manifold purge gas.

В метателе порошковый дозатор и воспламенитель установлены на каждом канале ствола метания и электрически связаны с электрическим источником через механический прерыватель, установленный на торце корпуса газораспределителя и жестко связанный с приводом вращения золотника. In the thrower, a powder dispenser and an igniter are installed on each channel of the throwing barrel and are electrically connected to the electric source through a mechanical chopper mounted on the end of the valve body and rigidly connected to the spool rotation drive.

Кроме того, порошковый дозатор выполнен в виде плоского золотника и гидравлически связан с магистралью продувочного газа через нормально закрытый электромагнитный клапан со сливным отверстием. К переднему торцу корпуса газораспределителя прикреплена передняя опора держателя, а к заднему торцу - ручка с кнопкой включения электропитания и приклад. In addition, the powder dispenser is made in the form of a flat spool and is hydraulically connected to the purge gas line through a normally closed solenoid valve with a drain hole. The front support of the holder is attached to the front end of the valve body, and the handle with the power button and the butt are attached to the rear end.

На фиг. 1 представлен общий вид малогабаритного детонационного метателя (баллоны с газами и регулирующей арматурой, как и электрический источник, не показаны); на фиг. 2 - горизонтальный разрез корпуса газораспределителя малогабаритного детонационного метателя в момент заполнения каналов ствола метания горючим и окислительным газами; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2 (магистраль подвода газов и ручка не показаны); на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2 (порошковый дозатор, электровоспламенители, как и передняя опора держателя, не показаны). In FIG. 1 shows a general view of a small-sized detonation thrower (gas cylinders and control valves, like an electric source, are not shown); in FIG. 2 is a horizontal section through the body of a gas distributor of a small detonation thrower at the moment of filling the channels of the throwing barrel with combustible and oxidizing gases; in FIG. 3 is a section AA in FIG. 2 (gas supply line and handle are not shown); in FIG. 4 is a section BB in FIG. 2 (powder dispenser, electric igniters, as well as the front support of the holder, not shown).

Малогабаритный детонационный метатель включает ствол 1 для метания (фиг. 1), дозатор 2, электромагнитный клапан 3 со сливным отверстием для запуска дозатора 2, корпус 4 газораспределителя, на передней торцевой крышке 5 которого установлены электровоспламенители 6 с устройством запуска и передняя опора 7 держателя, а на задней крышке 8 газораспределителя установлены механический прерыватель 9, электропривод 10, приклад 11 и ручка 12 с кнопками включения электропитания. Ствол 1 метания состоит из двух сквозных цилиндрических каналов 13 (фиг. 2), которые герметично через пазы 14 вращающегося золотника 15 и глухие пазы 16 плавающей шайбы 17 соединены с магистралями подвода газов. Вращающийся золотник 15 с помощью карданного устройства 18 соединен с электрическим приводом 10, а плавающая шайба 17 при помощи шаровой опоры 19 и полого упругого элемента 20 подвижно зафиксирована внутри корпуса 4 газораспределителя. Внутри полого упругого элемента 20 установлены дополнительные упругие элементы - пружины 21, механически сопряженные с регулировочными винтами 22 торцевой крышки 8 газораспределителя. При этом пазы 14 для рабочего и окислительного газов во вращающемся золотнике 15 со стороны каналов 13 ствола метания объединены между собой и расположены на одном радиусе с пазами 23 (фиг. 3) для продувочного газа. В то же время пазы 14 для рабочего и окислительного газов вращающегося золотника 15 со стороны плавающей шайбы 17 разделены между собой на пазы 24 (фиг. 4), расположенные на большем радиусе, чем пазы 23, и пазы 25, которые расположены на меньшем радиусе, чем пазы 23 вращающегося золотника 15. Для улучшения скольжения и охлаждения сопрягаемых поверхностей в золотнике 15 предусмотрены дополнительные каналы (не показаны), через которые перепускается часть продувочного газа. A small detonation thrower includes a barrel 1 for throwing (Fig. 1), a dispenser 2, an electromagnetic valve 3 with a drain hole for starting the dispenser 2, a gas distributor housing 4, on the front end cover 5 of which electric igniters 6 with a launching device and a front support 7 of the holder are installed, and on the back cover 8 of the gas distributor there is a mechanical chopper 9, an electric actuator 10, a butt 11 and a handle 12 with power buttons. The barrel 1 throwing consists of two through cylindrical channels 13 (Fig. 2), which are hermetically through the grooves 14 of the rotating spool 15 and the blind grooves 16 of the floating washer 17 are connected to the gas supply lines. The rotary valve 15 by means of a cardan device 18 is connected to an electric drive 10, and the floating washer 17 by means of a ball joint 19 and a hollow elastic element 20 is movably fixed inside the valve body 4. Inside the hollow elastic element 20, additional elastic elements are installed - springs 21 mechanically coupled with the adjusting screws 22 of the end cover 8 of the gas distributor. Moreover, the grooves 14 for the working and oxidizing gases in the rotating spool 15 from the side of the channels 13 of the throwing barrel are interconnected and are located on the same radius with the grooves 23 (Fig. 3) for the purge gas. At the same time, the grooves 14 for the working and oxidizing gases of the rotary valve 15 from the side of the floating washer 17 are divided among themselves into grooves 24 (Fig. 4) located at a larger radius than the grooves 23, and grooves 25, which are located at a smaller radius, than the grooves 23 of the rotary valve 15. To improve the sliding and cooling of the mating surfaces, additional channels (not shown) are provided in the valve 15 through which part of the purge gas is bypassed.

Предложенный малогабаритный детонационный метатель работает следующим образом. The proposed small detonation thrower works as follows.

Его можно эксплуатировать как в автоматическом режиме совместно с другим оборудованием для напыления (т.е. он может входить в автоматический комплекс), так и при ручном режиме без какого-либо дополнительного оборудования. В первом случае детонационный метатель устанавливается на специальный координатный механизм и его исполнительные механизмы должны быть включены в схему управления комплексом. Во втором случае оператор берет детонационный метатель в руки и все операции по напылению осуществляет сам путем периодического его включения и направления на соответствующие поверхности напыляемого изделия. It can be operated both in automatic mode together with other equipment for spraying (i.e., it can be included in an automatic complex), and in manual mode without any additional equipment. In the first case, the detonation thrower is installed on a special coordinate mechanism and its actuators should be included in the complex control scheme. In the second case, the operator takes the detonation thrower in his hands and performs all the spraying operations himself by periodically turning it on and sending it to the corresponding surfaces of the sprayed product.

Независимо от способов эксплуатации весь режим работы на малогабаритном детонационном метателе подразделен на два этапа - подготовительный и рабочий. В подготовительном режиме работы оператор автоматически или вручную производит настройку регулирующей аппаратуры, которая расположена непосредственно на газовых баллонах, и также автоматически или вручную осуществляет подключение вышеуказанных баллонов к гибким магистралям детонационного метателя регулирующая и запорная аппаратура, как и сами баллоны с газом, (не показаны), а затем уже подключает последний к источнику электропитания. Предполагается, что расход используемых для метателя газов и частота включений в каждом конкретном случае определяются заранее и на эксплуатационный режим работы практически не влияют, так же, как и вид напяляемого порошка. Метатель может работать как с одним, так и с двумя компонентами. При этом оба канала ствола метателя могут производить метание обоих компонентов одновременно или последовательно друг за другом с небольшим интервалом по времени. Выбор порошка по размеру и его доза определяются в зависимости от проводимой работы и требуемых характеристик напыляемой поверхности. Так, например, при выполнении защитных и декоративных покрытий диапазон разброса частиц порошка по размеру может быть достаточно большим, в то время как при напылении жаропрочных и твердых покрытий этот разброс должен быть сведен до минимума (практически к нулю). Таким образом, после заправки метателя порошком и установления скорости метания подготовительный режим работы заканчивается, и оператор может приступить непосредственно к напылению. Regardless of the methods of operation, the entire operating mode on a small detonation thrower is divided into two stages - preparatory and working. In the preparatory mode of operation, the operator automatically or manually adjusts the control equipment, which is located directly on the gas cylinders, and also automatically or manually connects the above cylinders to the flexible lines of the detonation thrower, regulating and locking equipment, as well as the gas cylinders themselves (not shown) , and then connects the latter to the power source. It is assumed that the flow rate of gases used for the thrower and the switching frequency in each case are determined in advance and practically do not affect the operational mode of operation, as well as the type of powder to be sprayed. The thrower can work with either one or two components. In this case, both channels of the barrel of the thrower can throw both components simultaneously or sequentially one after another with a small time interval. The choice of powder by size and its dose are determined depending on the work being carried out and the required characteristics of the sprayed surface. So, for example, when performing protective and decorative coatings, the range of dispersion of powder particles in size can be quite large, while when spraying heat-resistant and hard coatings this dispersion should be minimized (practically to zero). Thus, after refueling the thrower with powder and setting the throwing speed, the preparatory mode of operation ends, and the operator can proceed directly to spraying.

Рабочий режим работы начинается с включения кнопок на ручке 12 (фиг. 1). После включения электроклапанов на магистралях подвода газов и подачи электропитания на механический прерыватель оператор запускает электропривод 10. Вращающийся золотник 15 (фиг. 2) приводится в движение и автоматически начинает заполнять каналы 13 рабочим и окислительным газами, в качестве которых могут использоваться углеводородосодержащие газы, например ацетилен и кислород. После заполнения каналов 13 смесью газов золотник 15 автоматически перекрывает их при своем дальнейшем движении. В этот момент подаются электрические сигналы на электромагнитные клапаны 3 (фиг. 1) дозатора 2 порошка и электровоспламенители 6, расположенные или непосредственно на каналах 13 (фиг. 2), или в плавающей шайбе 17. При этом в зависимости от выполняемой работы промежутки между сигналами на электровоспламенители 6 могут быть сведены к нулю или выполняться последовательно с небольшим интервалом. С получением этих сигналов, которые проходят через механический прерыватель 9, напыляемый порошок впрыскивается в каналы 13, где происходит взрыв введенной прежде смеси газов, в результате чего впрыснутый порошок мгновенно нагревается и с большой скоростью выносится продуктами взрыва из каналов 13 ствола 1 метания на напыляемую поверхность. При дальнейшем движении золотник 15 соединяет каналы 13 через пазы 23 (фиг. 3) с магистралью продувочного газа, в качестве которого чаще всего используют сухой азот или другой нейтральный газ. После продувки каналов 13 они вновь с помощью золотника 15 и пазов 24, 25 (фиг. 4) соединяются с магистралями рабочего и окислительного газов. При этом за один оборот вращающегося золотника 15 (фиг. 2) ствол 1 метания осуществляет четыре метания, т.е. за один оборот золотника 15 каждый канал 13 заполняется, подрывается и продувается дважды. Время непрерывной работы детонационного метателя определяется количеством запасенного в бункере дозатора порошка. На метателе может быть установлена сигнализация, но и без нее оператор сразу определит отсутствие порошка по изменению звука в процессе напыления, т.к. "холостой" выстрел более резок и осуществляется с большим выносом огня из ствола метания. Таким образом, во время рабочего режима оператор поддерживает подачу электропитания на запорные клапаны магистралей, электроклапаны дозаторов порошка и электрический привод вращающегося золотника. С выключением или исчезновением электропитания все клапаны автоматически закрываются и электропривод останавливается, что исключает произвольное заполнение каналов ствола метания газами и их подрыв. The operating mode of operation begins with the inclusion of buttons on the handle 12 (Fig. 1). After turning on the electric valves on the gas supply lines and supplying power to the mechanical chopper, the operator starts the electric drive 10. The rotary valve 15 (Fig. 2) is driven and automatically starts filling the channels 13 with working and oxidizing gases, which can be used as hydrocarbon-containing gases, for example acetylene and oxygen. After filling the channels 13 with a mixture of gases, the spool 15 automatically blocks them during its further movement. At this moment, electrical signals are applied to the electromagnetic valves 3 (Fig. 1) of the powder dispenser 2 and electric igniters 6 located either directly on the channels 13 (Fig. 2) or in the floating washer 17. In this case, depending on the work performed, the gaps between the signals on electric igniters 6 can be reduced to zero or performed sequentially with a small interval. With the receipt of these signals, which pass through a mechanical interrupter 9, the sprayed powder is injected into the channels 13, where the previously introduced mixture of gases explodes, as a result of which the injected powder is instantly heated and carried out by the explosion products from the channels 13 of the barrel 1 onto the sprayed surface . With further movement, the spool 15 connects the channels 13 through the grooves 23 (Fig. 3) with the purge gas line, which is most often used dry nitrogen or other neutral gas. After purging the channels 13 they again with the help of the spool 15 and the grooves 24, 25 (Fig. 4) are connected to the mains of the working and oxidizing gases. At the same time, in one revolution of the rotating spool 15 (Fig. 2), the barrel 1 throws four throws, i.e. for one revolution of the spool 15, each channel 13 is filled, blown up and blown twice. The time of continuous operation of the detonation thrower is determined by the amount of powder stored in the hopper of the dispenser. An alarm can be set on the thrower, but even without it the operator will immediately determine the absence of powder by the change in sound during the spraying process, as The “blank” shot is sharper and is carried out with a large removal of fire from the throwing barrel. Thus, during the operating mode, the operator maintains the power supply to the shut-off valves of the lines, the electrovalves of the powder dispensers and the electric drive of the rotary valve. When the power is turned off or off, all valves automatically close and the actuator stops, which eliminates the arbitrary filling of the barrel channels with gases and their undermining.

Конструкция малогабаритного метателя весьма проста, что при всех прочих условиях обеспечивает высокую надежность в работе. Малый вес и уменьшенные габариты делают метатель мобильным и неприхотливым, что позволяет использовать его в полевых условиях и на открытом воздухе. При этом вследствие четкой повторяемости процесса метания во времени разброс характеристик напыляемой поверхности может быть сведен к минимуму и в каждом конкретном случае зависеть только от качества используемых газов и напыляемого порошка, что в свою очередь существенно повышает качество получаемого изделия и обеспечивает минимальные затраты в производстве. The design of a small-sized thrower is very simple, which under all other conditions provides high reliability in operation. Light weight and reduced dimensions make the thrower mobile and unpretentious, which allows it to be used in the field and outdoors. Moreover, due to the clear repeatability of the throwing process in time, the spread in the characteristics of the sprayed surface can be minimized and, in each case, depend only on the quality of the gases and sprayed powder, which in turn significantly improves the quality of the resulting product and ensures minimal production costs.

Claims

1. Small detonation thrower, including a barrel for throwing, a gas distributor housing with highways for supplying working, oxidizing and purging gases, a powder dispenser and an igniter, characterized in that the barrel for throwing is made in the form of two through cylindrical channels and is hermetically connected to the mains of the working, oxidizing and purge gases by means of a spool rotating from the drive and a floating faceplate, while the rotating spool is made in the form of a disk with a central hole and a through grooves and mechanically connected to the propeller via a drive device, and the floating washer is formed as a disc with a central hole and blind-grooves and removably fixed inside the gas distributor housing via a ball bearing and the resilient hollow member fluidly connected to a purge gas manifold.

2. The thrower according to claim 1, characterized in that the powder dispenser and igniter are installed on each channel of the throwing barrel and are electrically connected to the electrical source through a mechanical chopper mounted on the end of the valve body and rigidly connected to the spool rotation drive.

3. Thrower according to claims 1 and 2, characterized in that the powder dispenser is made in the form of a flat spool and is hydraulically connected to the purge gas line through a normally closed solenoid valve with a drain hole.

4. Thrower according to claims 1 to 3, characterized in that the front support of the holder is attached to the front end of the valve body and the handle with the power button and butt are attached to the rear end.