RU2163864C2 - Газодинамический металлизатор-термоотбойник - Google Patents
Газодинамический металлизатор-термоотбойник Download PDFInfo
- Publication number
- RU2163864C2 RU2163864C2 RU97113410/12A RU97113410A RU2163864C2 RU 2163864 C2 RU2163864 C2 RU 2163864C2 RU 97113410/12 A RU97113410/12 A RU 97113410/12A RU 97113410 A RU97113410 A RU 97113410A RU 2163864 C2 RU2163864 C2 RU 2163864C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- combustion chamber
- gasodynamic
- nozzle
- combustion
- fuel
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Nozzles (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
Изобретение относится к устройству комбинированного газоструйного инструмента, основным рабочим органом которого является сверхзвуковая газодинамическая струя. Предлагаемое устройство включает в себя комплекс конструкторских предложений и способно выполнять следующие технологические операции: нанесение антикоррозионных, восстановительных и декоративных покрытий на металлические и строительные поверхности, высокопроизводительная пескоструйная газодинамическая обработка поверхности металла от коррозии и шлаков, выполнение термоотбойных работ при производстве строительных гранитов. Для производства вышеназванных операций требуется газодинамическое устройство с высокими показателями термостойкости и термонапряженности. Эти цели были достигнуты при увеличении термонапряженности и интенсификации процесса тепломассобмена в камере сгорания за счет того, что комбинированное устройство газодинамического инструмента, содержащее трехканальный коллектор для транспортировки топлива, дополнительного окислителя и рабочего агента, камеру сгорания, завихритель и сопло, согласно изобретению содержит кольцевой радиальный диффузор для подачи топлива в камеру сгорания и создания защитной пленки на стенках камеры сгорания за счет закрутки потока воздуха при входе в камеру сгорания, при этом на входе в камеру сгорания воздух имеет осевую составляющую Wx тангенциальную составляющую Wт отношение которых у стенки камеры сгорания поддерживается в пределах Wт : Wx = 1,2 - 1,7. Кроме того, устройство имеет полосу-обойму для подачи через магазин в зону сверхзвуковой струи легкоплавкого металла с температурой плавления до 1000oС, при этом магазин встроен на срезе сопла. А также конструкция предусматривает возможность подачи тугоплавких металлов в порошкообразном состоянии через канал коллектора в зону горения камеры сгорания с добавлением окислителя - кислорода. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к устройству комбинированного газоструйного инструмента, основным рабочим органом которого является сверхзвуковая газодинамическая струя. Предлагаемое устройство включает в себя комплекс конструкторских предложений и способно выполнять следующие технологические операции:
- нанесение антикоррозионных, восстановительных и декоративных покрытий на металлические и строительные поверхности;
- высокопроизводительная пескоструйная газодинамическая обработка поверхности металла от коррозии и шлаков;
- выполнение термоотбойных работ при производстве строительных гранитов.
- нанесение антикоррозионных, восстановительных и декоративных покрытий на металлические и строительные поверхности;
- высокопроизводительная пескоструйная газодинамическая обработка поверхности металла от коррозии и шлаков;
- выполнение термоотбойных работ при производстве строительных гранитов.
В качестве наиболее близкого аналога принято комбинированное устройство газодинамического инструмента, содержащее трехканальный коллектор для транспортировки топлива, дополнительного окислителя и рабочего агента, камеру сгорания, завихритель и сопло (WO 88/05711, кл. B 24 C 1/00, опубл. 11.08.1988).
Для производительной обработки гранитных блоков, термопескоструйной зачистки поверхностей и нанесения качественного покрытия требуется газодинамическое устройство с высокими показателями термостойкости и термонапряженности. Эти цели были достигнуты при увеличении термонапряженности и интенсификации тепломассобмена в камере сгорания за счет того, что комбинированное устройство газодинамического инструмента, содержащее трехканальный коллектор для транспортировки топлива, дополнительного окислителя и рабочего агента, камеру сгорания, завихритель и сопло, согласно изобретению содержит кольцевой радиальный диффузор для подачи топлива в камеру сгорания и создания защитной пленки на стенках камеры сгорания за счет закрутки потока воздуха при входе в камеру сгорания, при этом на входе в камеру сгорания воздух имеет осевую составляющую Wx и тангенциальную составляющую Wт, отношение которых у стенки камеры сгорания поддерживается в пределах Wт: Wх= 1,2-1,7.
Кроме того, устройство имеет полосу-обойму для напыления через магазин легкоплавкого металла с температурой плавления до 1000oC, при этом магазин встроен на срезе сопла.
А также устройство выполнено с возможностью подачи тугоплавких металлов в порошкообразном состоянии через канал коллектора в зону горения камеры сгорания с добавлением окислителя - кислорода.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен трехканальный коллектор; на фиг. 2 - камера сгорания; на фиг. 3 - камера сгорания со встроенным магазином.
Трехканальный коллектор содержит следующие детали:
1 - канал для подачи напыляемого порошка или песка (при пескоструйной обработке), 2 - канал для подачи окислителя (кислорода), 4 - канал для подачи топлива (керосин или дизельное топливо), 3 - корпус (приемная воздушная камера), 5 - топливный кран, 6 - корпус камеры сгорания, 7 - завихритель, 8 - теплообменная труба, 9 - свеча зажигания, 10 - камера сгорания, 11 - рассекатель, 12 - сопло, 13 - прижимной корпус с патрубком, 14 - распыляемая полоса-обойма, 15 - магазин подачи обоймы, 16 - транспортирующая труба, 17 - канал подачи кислорода, 18 - труба подачи сжатого воздуха, 19 - жиклер топливный, 20 - кольцевой диффузор.
1 - канал для подачи напыляемого порошка или песка (при пескоструйной обработке), 2 - канал для подачи окислителя (кислорода), 4 - канал для подачи топлива (керосин или дизельное топливо), 3 - корпус (приемная воздушная камера), 5 - топливный кран, 6 - корпус камеры сгорания, 7 - завихритель, 8 - теплообменная труба, 9 - свеча зажигания, 10 - камера сгорания, 11 - рассекатель, 12 - сопло, 13 - прижимной корпус с патрубком, 14 - распыляемая полоса-обойма, 15 - магазин подачи обоймы, 16 - транспортирующая труба, 17 - канал подачи кислорода, 18 - труба подачи сжатого воздуха, 19 - жиклер топливный, 20 - кольцевой диффузор.
Изображенная на фиг. 2 камера сгорания 10 более четко отражает завихритель 7, кольцевой диффузор 20, топливный жиклер 19, топливную пленку 21, транспортирующую трубу 16, компенсационные отверстия 22, рассекатель 11, сопло 12, канал подачи кислорода 17.
Изображенная на фиг. 3 камера сгорания 10 имеет сменный конус 23, сверхзвуковое сопло 24, ствол-ускоритель 25, полосу-обойму 26, магазин 27.
Устройство работает следующим образом.
Для увеличения термонапряженности и интенсификации тепломассообмена в камере сгорания путем обеспечения сепарации топлива на стенки камеры сгорания, что достигается закруткой потока воздуха при входе в камеру сгорания, производят следующее (см. фиг. 2).
Воздух подают через лопаточный завихритель 7, на выходе из завихрителя воздух ударяется в стенку кольцевого диффузора 20, на входе в камеру сгорания 10 воздух имеет осевую составляющую Wх и тангенциальную составляющую Wт, отношение которых у стенки камеры сгорания поддерживается в пределах Wт : Wх = 1,2 - 1,7.
Одновременно с подачей воздуха на вход кольцевого диффузора 20 подается топливо, которое действием центробежных сил сепарируется на стенки камеры сгорания в виде тонкой пленки 21, увлекаемой закрученным потоком воздуха.
После частичного испарения топлива во внутренней части кольцевого потока образуется горючая смесь, которая воспламеняется от искрового разряда. Дальнейшее воспламенение происходит под действием раскаленных газов. В камере образуется двухфазный закрученный поток, который значительно увеличивает коэффициент массоотдачи и способствует интенсивному смесеобразованию. Оптимальная закрутка потока позволяет изолировать воздушной прослойкой и топливной пленкой стенку камеры сгорания от конвективного теплового потока факела.
При избытке топлива через канал подачи кислорода 17 (радиальные жиклеры) в камеру сгорания подается окислитель - кислород, за счет чего температура в камере сгорания увеличивается, соответственно увеличивается скорость потока через сопло 12 по известной зависимости где Cг - скорость газа через сопло; Ткс - температура в камере сгорания.
Увеличение скорости газа на срезе сверхзвукового сопла 24 дает возможность увеличения производительности при термоотбойных работах на граните.
Введение трехканального коллектора в схему камеры сгорания и подача топлива через кольцевой диффузор по радиусу помогают сдвигать зону горения к корню камеры сгорания, что позволяет уменьшить объем камеры сгорания и увеличить ее теплонапряженность. Одновременно трехканальный коллектор позволяет подавать в камеру сгорания напыляемый материал. Частица порошка выстреливается через сопло на напыляемую поверхность, где при ударе образуется локальный расплав этой частицы и сцепление с поверхностью. Температура частицы, полученная при ударном торможении, подчиняется закономерности Т' = Тг + С2/2010, где Т' - температура торможения; С - скорость потока за соплом; Тг - температура газа до удара в потоке.
Таким образом решается задача напыления тугоплавкого материала на обрабатываемую поверхность. Материалы, которые имеют температуру пластификации до 1000oC, подаются полосой-обоймой через встроенный магазин на срез сопла (см. фиг. 3).
Claims (3)
1. Комбинированное устройство газодинамического инструмента, содержащее трехканальный коллектор для транспортирования топлива, дополнительного окислителя и рабочего агента, камеру сгорания, завихритель и сопло, отличающееся тем, что оно содержит кольцевой радиальный диффузор для подачи топлива в камеру сгорания с обеспечением образования защитной пленки на стенках камеры сгорания за счет закрутки потока воздуха при входе в камеру сгорания, при этом на входе в камеру сгорания воздух имеет осевую составляющую Wx и тангенциальную составляющую Wт, отношение которых к стенки камеры сгорания поддерживается в пределах Wт : Wx = 1,2 - 1,7.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно имеет полосу-обойму для напыления через магазин легкоплавкого металла с температурой плавления до 1000oС, при этом магазин встроен на срезе сопла.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно выполнено с возможностью подачи тугоплавких металлов в порошкообразном состоянии через канал коллектора в зону горения камеры сгорания с добавлением окислителя.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97113410/12A RU2163864C2 (ru) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | Газодинамический металлизатор-термоотбойник |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97113410/12A RU2163864C2 (ru) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | Газодинамический металлизатор-термоотбойник |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU97113410A RU97113410A (ru) | 1999-06-10 |
RU2163864C2 true RU2163864C2 (ru) | 2001-03-10 |
Family
ID=20196048
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97113410/12A RU2163864C2 (ru) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | Газодинамический металлизатор-термоотбойник |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2163864C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU195515U1 (ru) * | 2019-09-26 | 2020-01-30 | Мороз Максим Николаевич | Устройство для мокрой очистки газов |
CN115143490A (zh) * | 2022-06-15 | 2022-10-04 | 南京航空航天大学 | 一种周向交错对冲射流与全环大尺度旋流耦合的燃烧室 |
-
1997
- 1997-07-31 RU RU97113410/12A patent/RU2163864C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU195515U1 (ru) * | 2019-09-26 | 2020-01-30 | Мороз Максим Николаевич | Устройство для мокрой очистки газов |
CN115143490A (zh) * | 2022-06-15 | 2022-10-04 | 南京航空航天大学 | 一种周向交错对冲射流与全环大尺度旋流耦合的燃烧室 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4634611A (en) | Flame spray method and apparatus | |
US5283985A (en) | Extreme energy method for impacting abrasive particles against a surface to be treated | |
US4836447A (en) | Duct-stabilized flame-spray method and apparatus | |
EP0823592A2 (en) | Oxygen-fuel burner | |
EP0473906B1 (en) | Oxygen-fuel burner assembly and operation | |
US5520334A (en) | Air and fuel mixing chamber for a tuneable high velocity thermal spray gun | |
CA2479811A1 (en) | Nozzle for thermal spray of low oxide content coatings | |
US3347660A (en) | Method for refining metals | |
US3175817A (en) | Burner apparatus for refining metals | |
EP0163776A2 (en) | Highly concentrated supersonic flame spray method and apparatus with improved material feed | |
US4487397A (en) | Method for flame spraying of gunite on lining of metallurgical units | |
RU2163864C2 (ru) | Газодинамический металлизатор-термоотбойник | |
US5531590A (en) | Shock-stabilized supersonic flame-jet method and apparatus | |
RU2003119196A (ru) | Способ создания кумулятивнорй струи и безнадставочная система для создания кумулятивной струи, имеющая выровненные каналы для создания огневой оболочки | |
CN107904541A (zh) | 一种超音速火焰喷涂方法及喷涂装置 | |
JPH01502248A (ja) | 表面の加熱研削ブラスト加工方法とそれを実施するための装置 | |
CN207596939U (zh) | 一种超音速火焰喷涂装置 | |
RU97113410A (ru) | Газодинамический металлизатор - термоотбойник | |
JP2699778B2 (ja) | 溶射補修装置 | |
RU2167756C2 (ru) | Способ термоабразивной обработки поверхностей и устройство для его осуществления | |
US2626880A (en) | Thermochemical material removal | |
RU2061584C1 (ru) | Способ получения оксидов металла и устройство для его осуществления | |
RU2069815C1 (ru) | Газовоздушная горелка со сверхзвуковой струей | |
JPS6029309B2 (ja) | 火炎噴流方法及び装置 | |
JPH09210570A (ja) | 火炎溶射方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050801 |