RU2167756C2 - Method for thermoabrasive working of surfaces and apparatus for its embodiment - Google Patents

Method for thermoabrasive working of surfaces and apparatus for its embodiment Download PDF

Info

Publication number
RU2167756C2
RU2167756C2 RU99118303A RU99118303A RU2167756C2 RU 2167756 C2 RU2167756 C2 RU 2167756C2 RU 99118303 A RU99118303 A RU 99118303A RU 99118303 A RU99118303 A RU 99118303A RU 2167756 C2 RU2167756 C2 RU 2167756C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel
abrasive
combustion chamber
zone
combustion
Prior art date
Application number
RU99118303A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.Н. Кострица
В.Н. Мальцев
Original Assignee
Кострица Владимир Николаевич
Мальцев Владимир Николаевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Кострица Владимир Николаевич, Мальцев Владимир Николаевич filed Critical Кострица Владимир Николаевич
Priority to RU99118303A priority Critical patent/RU2167756C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2167756C2 publication Critical patent/RU2167756C2/en

Links

Landscapes

  • Nozzles For Spraying Of Liquid Fuel (AREA)

Abstract

FIELD: jet type thermoabrasive working of surfaces of metallic structures, parts of different materials, possibly removing radioactive contaminations from different surfaces, breaking rocks, working natural stones and artificial minerals. SUBSTANCE: method for thermoabrasive working of surfaces by means of double-phase supersonic flow of working fluid comprises steps of creating and speeding up working fluid by supplying to combustion chamber abrasive aeromixture and fuel mixed with a part of oxidizer whose other part is fed to combustion chamber through radial openings. Oxidizing agent through radial openings is fed in two zones of combustion chamber: fuel combustion zone and mixing zone; abrasive aeromixture is fed to space (behind mixing zone) in which profile of flow speed and temperature is formed at rate equal to flow speed. Speed of working fluid flow is sustained higher than sound velocity by 1.1-4.8 times. Apparatus for performing the method includes pipeline for abrasive aeromixture around which swirler is placed, envelope, regenerative pipe, nozzle, combustion chamber formed by flame pipe with radial openings and swirler, and housing with duct for feeding fuel and duct for feeding oxidizer to space between envelope, regenerative pipe and flame pipe. There is mixing chamber in housing joined with duct for feeding fuel and communicated with duct for feeding oxidizer and with swirler. Radial openings of flame pipe are provided in zone of fuel burning and in zone for mixing oxidizer with combustion products. Outlet cut of pipeline for abrasive aeromixture is arranged between terminal row of radial opening and inlet cross section of nozzle having cylindrical portion with relation of its length to diameter in range 4-8. EFFECT: enhanced quality and efficiency of thermoabrasive working. 5 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к струйной термоабразивной обработке поверхностей металлоконструкций, деталей из различных материалов, может быть использовано для очистки от радиоактивных загрязнений различных поверхностей, в устройствах для разрушения горных пород, обработки поверхностей природного камня, искусственных минеральных сред. The invention relates to thermal abrasive blasting treatment of surfaces of metal structures, parts from various materials, can be used for cleaning from radioactive contamination of various surfaces, in devices for the destruction of rocks, surface treatment of natural stone, artificial mineral environments.

Известен способ термоабразивной обработки поверхностей, включающий формирование двухфазного сверхзвукового потока рабочего тела, разгон которого осуществляют путем подачи в камеру сгорания абразивной аэросмеси и горючего, смешанного с частью окислителя, другую часть которого подают в камеру сгорания через радиальные отверстия [1]. Известный способ имеет недостаточную эффективность, так как наблюдаются существенные потери кинетической энергии при смешении аэросмеси и продуктов сгорания из-за большого различия в скорости. В результате уменьшается энергия удара абразивных частиц и падает темп нагрева покрытия обрабатываемой поверхности, что снижает производительность процесса очистки при прочих равных условиях. A known method of heat-abrasive surface treatment, including the formation of a two-phase supersonic flow of the working fluid, the acceleration of which is carried out by feeding into the combustion chamber an abrasive air mixture and fuel mixed with a part of the oxidizer, the other part of which is fed into the combustion chamber through radial holes [1]. The known method has insufficient efficiency, since there is a significant loss of kinetic energy when mixing aerosol and combustion products due to the large difference in speed. As a result, the impact energy of abrasive particles decreases and the rate of heating of the coating of the treated surface decreases, which reduces the productivity of the cleaning process, ceteris paribus.

Известно устройство для термоабразивной обработки поверхностей, содержащее трубопровод для абразивной аэросмеси, вокруг которого расположен завихритель, кожух, регенеративную трубу, сопло, камеру сгорания, образованную жаровой трубой с радиальными отверстиями и завихрителем и корпус с каналами для подачи горючего и горючего и каналом для подачи окислителя в пространство между кожухом, регенеративной и жаровой трубами [1]. A device is known for thermoabrasive surface treatment, comprising a pipeline for abrasive mixture, around which a swirler, a casing, a regenerative tube, a nozzle, a combustion chamber formed by a flame tube with radial openings and a swirler, and a housing with channels for supplying fuel and fuel and a channel for supplying oxidizer are located into the space between the casing, regenerative and flame tubes [1].

Недостатком известного устройства и реализуемого им способа является карбюрирование горючего всем окислителем и использование этой смеси для охлаждения камеры сгорания, что снижает ресурс работы материальной части, производительность термоабразивной обработки, качество обработанной поверхности и ухудшает условия труда оператора и экологию окружающей среды. A disadvantage of the known device and the method it implements is the carburization of fuel with an entire oxidizing agent and the use of this mixture to cool the combustion chamber, which reduces the resource of the material, the performance of heat-abrasive treatment, the quality of the treated surface and worsens the working conditions of the operator and the environment.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение качества обработки поверхности, улучшение условий труда оператора и экологии окружающей среды, повышение производительности термоабразивной обработки и ресурса работы материальной части. The technical problem to which the invention is directed is to improve the quality of surface treatment, improve the working conditions of the operator and the environment, increase the productivity of thermoabrasive processing and the resource of the material.

Эта задача решается за счет того, что в способе термоабразивной обработки поверхностей, включающем формирование двухфазного сверхзвукового потока рабочего тела, разгон которого осуществляют путем подачи в камеру сгорания абразивной аэросмеси и горючего, смешанного с частью окислителя, другую часть окислителя через радиальные отверстия подают в две зоны камеры сгорания - в зону выгорания горючего и в зону смешения, а абразивную аэросмесь подают за зону смешения в область сформированного профиля скорости и температуры потока. Абразивную аэросмесь подают в камеру сгорания со скоростью, равной скорости потока смеси окислителя и продуктов сгорания за зоной смешения. This problem is solved due to the fact that in the method of thermoabrasive surface treatment, which includes the formation of a two-phase supersonic flow of a working fluid, the acceleration of which is carried out by supplying an abrasive air mixture and fuel mixed with a part of the oxidizer to the combustion chamber, the other part of the oxidizer is fed into two zones through radial holes combustion chambers - to the burnout zone of the fuel and to the mixing zone, and the abrasive aerosol is fed beyond the mixing zone into the region of the formed velocity profile and flow temperature. The abrasive air mixture is fed into the combustion chamber at a speed equal to the flow rate of the mixture of oxidizing agent and combustion products behind the mixing zone.

Потоку рабочего тела сообщают скорость, превышающую скорость звука в потоке в 1,1 - 4,8 раза. The flow of the working fluid is reported at a speed exceeding the speed of sound in the stream by 1.1 to 4.8 times.

Для реализации способа термоабразивной обработки поверхностей разработано устройство, содержащее трубопровод для абразивной аэросмеси, вокруг которого расположен завихритель, кожух, регенеративную трубу, сопло, камеру сгорания, образованную жаровой трубой с радиальными отверстиями и завихрителем, и корпус с каналом для подачи горючего и каналом для подачи окислителя в пространство между кожухом, регенеративной и жаровой трубами. В корпусе выполнена камера смешения, соединенная с каналом подачи горючего и сообщающаяся с каналом для подачи окислителя и с завихрителем, а радиальные отверстия в жаровой трубе выполнены в зоне выгорания горючего и в зоне смешения окислителя с продуктами сгорания, при этом выходной срез трубопровода для абразивной аэросмеси расположен между последним рядом радиальных отверстий и входным сечением сопла. Сопло может быть выполнено с цилиндрическим участком, отношение длины которого к его диаметру составляет 4 - 8. To implement the method of thermoabrasive surface treatment, a device has been developed that contains a pipeline for abrasive air mixture, around which a swirl, a casing, a regenerative pipe, a nozzle, a combustion chamber formed by a flame tube with radial holes and a swirl are located, and a body with a fuel supply channel and a supply channel oxidizing agent in the space between the casing, regenerative and flame tubes. The housing has a mixing chamber connected to the fuel supply channel and communicating with the oxidizer supply channel and the swirl, and the radial holes in the flame tube are made in the fuel burnout zone and in the mixing zone of the oxidizer with the combustion products, while the outlet section of the pipeline for abrasive air mixture located between the last row of radial holes and the inlet section of the nozzle. The nozzle can be made with a cylindrical section, the ratio of the length of which to its diameter is 4 - 8.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображен продольный разрез устройства. The invention is illustrated in the drawing, which shows a longitudinal section of the device.

Устройство содержит корпус 1 с каналами 2 для подачи горючего и каналами 3 для подачи окислителя, кожух 4, регенеративную трубу 5, жаровую трубу 6 с радиальными отверстиями 7 для подачи окислителя в зону выгорания горючего и радиальными отверстиями 8 для подачи окислителя в зону смешения его с продуктами сгорания, сверхзвуковое сопло 9 с цилиндрической трансзвуковой частью 10, завихритель (стабилизатор пламени) 11, материальный трубопровод 12 для подачи абразивной аэросмеси, камеру сгорания 13, каналы для подачи окислителя 14, камеру смешения 15, коллектор 16, отверстия 17 для подачи карбюрированного горючего, отверстия 18 для подачи окислителя, полость 19, канал 20 подачи окислителя для карбюрирования горючего. The device comprises a housing 1 with channels 2 for supplying fuel and channels 3 for supplying an oxidizing agent, a casing 4, a regenerative pipe 5, a flame tube 6 with radial openings 7 for supplying an oxidizing agent to a fuel burn-up zone and radial holes 8 for supplying an oxidizing agent to its mixing zone with combustion products, a supersonic nozzle 9 with a cylindrical transonic part 10, a swirler (flame stabilizer) 11, a material pipe 12 for supplying an abrasive air mixture, a combustion chamber 13, channels for supplying an oxidizing agent 14, a mixing chamber 15, count lecturer 16, openings 17 for supplying carburized fuel, openings 18 for supplying oxidizer, cavity 19, channel 20 for supplying oxidizer for carburizing fuel.

Описываемый способ с помощью устройства реализуется следующим образом. Через отверстие 3 в полость 19 подается окислитель, например сжатый воздух. В полости 19 часть окислителя поступает в отверстие 18, далее в канал 20 и в камеру смешения 15. Оставшаяся часть окислителя через каналы 14 поступает в полость, образованную кожухом 4 и регенеративной трубой 5, обтекает наружную поверхность сверхзвукового сопла 9 и поступает в полость, образованную регенеративной трубой 5 и жаровой 6. В этой полости окислитель делится на первичный и вторичный. Вторичный окислитель по радиальным отверстиям 8 поступает в зону смешения камеры сгорания 13, а по радиальным отверстиям 7 поступает в зону выгорания горючего камеры сгорания. Первичный окислитель поступает в каналы завихрителя 11, далее в камеру сгорания 13. В канал 2 подается горючее, например керосин, которой распыляется и смешивается с окислителем в камере смешения 15. Из камеры смешения 15 карбюрированное горючее поступает в коллектор 16, где оно равномерно распределяется по его объему, далее через каналы 17 подается в каналы завихрителя 11, смешивается с первичным окислителем и истекает в камеру сгорания 13. Транспортный газ, например воздух, через материальный трубопровод 12 поступает в камеру сгорания 13. Компоненты топлива воспламеняются одним из известных способов, например электросвечой или втягиванием открытого пламени. Устройство выводится на рабочий режим, соответствующий определенной температуре и скорости истечения продуктов сгорания. В транспортный газ подается абразивная аэросмесь, которая по материальному трубопроводу 12 поступает за зону смешения камеры сгорания 13 в направлении скорости продуктов сгорания. Продукты сгорания увлекают абразивную аэросмесь, затем смешиваются с ней в цилиндрической трансзвуковой части 10 сопла и ускоряют ее. При реализации описываемого способа карбюрирование жидкого углеводородного горючего происходит частью окислителя, поступающего с равномерным профилем скорости в камеру смешения на смешение с горючим, где происходит распыление горючего с приемлемой тонкостью распыла и его смешение с окислителем. Оставшаяся часть окислителя поступает в сторону сопла, омывает наружные поверхности сопла и жаровой трубы и внутреннюю поверхность регенеративной трубы, образующие регенеративный тракт охлаждения, и делится на два потока: первичный и вторичный. После подогрева в тракте охлаждения вторичный окислитель поступает через радиальные отверстия в жаровой трубе, выполненные с оптимальным шагом и обеспечивающие оптимальную глубину проникновения вторичного окислителя в камеру сгорания в зоны смешения и выгорания горючего. The described method using the device is implemented as follows. Through the opening 3, an oxidizing agent, such as compressed air, is supplied into the cavity 19. In the cavity 19, a part of the oxidizer enters the hole 18, then into the channel 20 and into the mixing chamber 15. The remaining part of the oxidizer through the channels 14 enters the cavity formed by the casing 4 and the regenerative pipe 5, flows around the outer surface of the supersonic nozzle 9 and enters the cavity formed regenerative pipe 5 and flame 6. In this cavity, the oxidizing agent is divided into primary and secondary. The secondary oxidizing agent through the radial openings 8 enters the mixing zone of the combustion chamber 13, and through the radial openings 7 enters the burnout zone of the combustible combustion chamber. The primary oxidizer enters the channels of the swirler 11, then into the combustion chamber 13. Fuel is supplied to the channel 2, for example kerosene, which is sprayed and mixed with the oxidizer in the mixing chamber 15. From the mixing chamber 15, the carburized fuel enters the manifold 16, where it is evenly distributed over its volume, then through the channels 17 it is fed into the channels of the swirler 11, mixes with the primary oxidizer and flows into the combustion chamber 13. Transport gas, for example air, enters the combustion chamber through the material pipe 12 s ignite fuel in a known manner, e.g. elektrosvechoy retracting or open flame. The device is displayed on the operating mode corresponding to a certain temperature and the rate of expiration of the combustion products. The transport gas is supplied with an abrasive air mixture, which through a material pipe 12 enters the mixing zone of the combustion chamber 13 in the direction of the velocity of the combustion products. The combustion products carry away the abrasive aerosol, then mix with it in the cylindrical transonic part 10 of the nozzle and accelerate it. When implementing the described method, the carburization of liquid hydrocarbon fuel takes place with a part of the oxidizing agent, which flows with a uniform velocity profile into the mixing chamber for mixing with the fuel, where the fuel is atomized with an acceptable atomization fineness and mixed with the oxidizing agent. The remainder of the oxidizing agent enters the nozzle side, washes the outer surfaces of the nozzle and flame tube and the inner surface of the regenerative pipe, which form the regenerative cooling path, and is divided into two streams: primary and secondary. After heating in the cooling path, the secondary oxidizer enters through the radial holes in the flame tube, made with an optimal pitch and providing the optimal penetration depth of the secondary oxidizer into the combustion chamber into the mixing and burning zones of the fuel.

Как известно [2,3], в зоне выгорания горючего сносящий поток продуктов неполного сгорания горючего обтекает струи вдуваемого вторичного окислителя, доставляет горючее к переднему, боковым и кормовому участкам турбулентного слоя струй. Остатки горючего выгорают вокруг струй на большой поверхности, и тепловыделение заканчивается на минимальной длине камеры сгорания. В свою очередь, такое выполнение радиальных отверстий в зоне смешения обеспечивает высокую степень турбулентности, что способствует интенсивному перемешиванию вторичного окислителя и продуктов полного сгорания горючего и, тем самым, выравниванию температуры по объему на минимальной длине камеры сгорания. Горючее выгорает при условиях, близких к стехиометрическим, что способствует полному выгоранию горючего. Использование зоны смешения позволяет широко изменять температуру продуктов сгорания за счет изменения состава продуктов сгорания, не влияя на процесс выгорания горючего. Это позволяет получать максимальное тепловыделение при заданной температуре продуктов сгорания, исключить выброс в атмосферу продуктов неполного сгорания горючего, получить полное превращение химической энергии горючего в тепло, следовательно, увеличить кинетическую энергию потока и, тем самым, увеличить производительность термоабразивной очистки поверхности. Отсутствие в рабочем теле продуктов неполного сгорания горючего повышает качество очищенной поверхности. Жаровая труба охлаждается чистым окислителем, поэтому на ее наружной поверхности не отлагаются осадки. Процесс теплоотдачи не изменяется, повышается тепловая стойкость жаровой трубы, в месте с этим ее ресурс работы. Подогретый первичный окислитель поступает в стабилизатор пламени (завихритель 11), где он смешивается с карбюрированным горючим, и поступает в камеру сгорания 13. Абразивная аэросмесь подается за зону смешения, где образовался равномерный профиль скорости и температуры. Скорость абразивной аэросмеси не должна отличаться от скорости продуктов сгорания, с тем чтобы свести к минимуму потери кинетической энергии, вызванные процессом смешения двух потоков при их соударении. Абразивная аэросмесь ускоряется и смешивается с продуктами сгорания в цилиндрической трансзвуковой части 10 сверхзвукового сопла и ускоряется недорасширенной высокоэнтальпийной сверхзвуковой струей, причем в абразиве термически нейтрализуются примеси, способствующие коррозии. As is known [2, 3], in the zone of fuel burnout a blowing stream of products of incomplete combustion of fuel flows around the jet of the injected secondary oxidizer, delivers the fuel to the front, side and aft sections of the turbulent layer of jets. The remaining fuel burns out around the jets on a large surface, and the heat ends at the minimum length of the combustion chamber. In turn, this embodiment of the radial holes in the mixing zone provides a high degree of turbulence, which contributes to intensive mixing of the secondary oxidizer and the products of complete combustion of the fuel and, thereby, equalization of temperature in volume over the minimum length of the combustion chamber. Fuel burns out under conditions close to stoichiometric, which contributes to the complete burnout of the fuel. The use of the mixing zone allows you to widely change the temperature of the combustion products by changing the composition of the combustion products, without affecting the process of burning fuel. This allows you to get the maximum heat at a given temperature of the combustion products, to eliminate the emission of products of incomplete combustion of fuel into the atmosphere, to obtain the complete conversion of the chemical energy of the fuel into heat, therefore, to increase the kinetic energy of the flow and, thereby, increase the performance of thermal abrasive cleaning of the surface. The absence of products of incomplete combustion of fuel in the working fluid increases the quality of the cleaned surface. The flame tube is cooled by a pure oxidizing agent, therefore precipitation is not deposited on its outer surface. The heat transfer process does not change, the heat resistance of the flame tube increases, in the place with this its resource of work. The heated primary oxidizing agent enters the flame stabilizer (swirler 11), where it is mixed with carburized fuel, and enters the combustion chamber 13. The abrasive aerosol is fed to the mixing zone, where a uniform velocity and temperature profile is formed. The speed of the abrasive mixture should not differ from the speed of the combustion products in order to minimize the loss of kinetic energy caused by the process of mixing the two flows during their collision. The abrasive aerosol is accelerated and mixed with the products of combustion in the cylindrical transonic part 10 of the supersonic nozzle and accelerated by an underexpanded highly enthalpy supersonic jet, and the impurities contributing to corrosion are thermally neutralized in the abrasive.

Процесс обработки ведут при отношении скорости потока рабочего тела (Vс) к скорости звука (а) в потоке 1,1...4,8. Использование для этих целей расчетной сверхзвуковой струи нежелательно по двум причинам: расчетное сверхзвуковое сопло имеет большую длину, а следовательно, его сверхзвуковая часть подвергается интенсивному абразивному износу, и расчетная струя имеет меньшую дальнобойность, в результате чего будет меньшее время взаимодействия абразивных частиц с продуктами сгорания, следовательно, частицы приобретут меньшую кинетическую энергию. При выходе за верхний предел отношения скоростей (Vс/a=4,8) течение газа приближается к гиперзвуковому. Техническая реализация устройства с такого сорта течением сложна и экономически не выгодна. При выходе за нижний предел отношения скоростей (Vс/a=1,1) наблюдается низкая производительность.The processing process is carried out with the ratio of the flow rate of the working fluid (V s ) to the speed of sound (a) in the stream 1.1 ... 4.8. The use of a calculated supersonic jet for these purposes is undesirable for two reasons: the calculated supersonic nozzle has a large length, and therefore, its supersonic part undergoes intensive abrasive wear, and the calculated jet has a smaller range, resulting in a shorter interaction time of abrasive particles with combustion products, therefore, particles will acquire less kinetic energy. When going beyond the upper limit of the velocity ratio (V s / a = 4.8), the gas flow approaches hypersonic. The technical implementation of a device with this kind of current is complex and not economically viable. When going beyond the lower limit of the velocity ratio (V s / a = 1.1), low productivity is observed.

Описываемое устройство имеет некоторые особенности. Рекомендуются соотношения площадей сечения смесительной камеры 15 и канала 2 подачи горючего выбирать из ряда от 4 до 300 и обеспечить поступление окислителя в камеру 15 с равномерным профилем скорости для получения приемлемой тонкости распыла при карбюрировании жидкого углеводородного горючего. В жаровой трубе, в зоне выгорания горючего и в зоне смешения выполняют радиальные отверстия с оптимальным шагом и обеспечивающими оптимальную глубину проникновения вторичного потока окислителя, причем величина оптимального безразмерного шага выбирается из ряда от 1,9 до 3,4, где под безразмерным шагом понимают отношение длины периметра жаровой трубы к числу отверстий и диаметру отверстий, величину оптимальной безразмерной глубины проникновения выбирают из ряда от 0,35 до 0,5, где под безразмерной глубиной проникновения понимают отношение дальнобойности радиальной струи вторичного окислителя к радиусу жаровой трубы. Трансзвуковую часть сопла выполняют в виде цилиндра 10, отношение длины которого к его диаметру находится в диапазоне 4 - 8. Короткая трансзвуковая часть сопла не позволяет полностью реализовать передачу кинетической энергии от продуктов сгорания к аэросмеси вследствие малого времени пребывания последних в ней. Слишком длинная трансзвуковая часть вызывает большие потери давления вследствие трения о стенки и существенный абразивный износ стенки сопла. The described device has some features. It is recommended that the ratio of the cross-sectional areas of the mixing chamber 15 and the fuel supply channel 2 be selected from a range from 4 to 300 and to ensure that the oxidizing agent enters the chamber 15 with a uniform velocity profile to obtain an acceptable atomization fineness when carburizing liquid hydrocarbon fuel. In the flame tube, in the combustion zone of the fuel and in the mixing zone, radial holes are made with an optimal pitch and providing an optimal penetration depth of the secondary oxidizer stream, and the value of the optimal dimensionless step is selected from the range from 1.9 to 3.4, where the dimensionless step is understood as the length of the perimeter of the flame tube to the number of holes and the diameter of the holes, the value of the optimal dimensionless penetration depth is selected from a range from 0.35 to 0.5, where the dimensionless penetration depth is understood as the ratio d All the forces of the radial jet of the secondary oxidizer to the radius of the flame tube. The transonic part of the nozzle is made in the form of a cylinder 10, the ratio of the length of its diameter to its diameter is in the range of 4 - 8. The short transonic part of the nozzle does not allow the complete transfer of kinetic energy from the combustion products to the air mixture due to the short residence time of the latter in it. Too long a transonic part causes large pressure losses due to friction against the walls and significant abrasive wear of the nozzle wall.

Описываемая схема формообразования потока рабочего тела позволяет с меньшими потерями преобразовать химическую энергию горючего в кинетическую и, тем самым, увеличить производительность термоабразивной очистки, улучшить экологию окружающей среды и условия труда, уменьшить массогабаритные характеристики ручного инструмента. The described flow shaping scheme of the working fluid allows transforming the chemical energy of the fuel into kinetic energy with less losses and, thereby, increasing the performance of thermal abrasive cleaning, improving the environment and working conditions, and reducing the overall dimensions of the hand tool.

Для изготовления устройства применяются традиционные материалы: конструкционные стали. Соединение деталей выполняют сваркой и при помощи резьбы. В качестве подвижных уплотняющих элементов используют резиновые кольца и сальниковую набивку. В качестве горючего применяют керосины, дизельное топливо. Traditional materials are used for the manufacture of the device: structural steels. The connection of parts is performed by welding and using threads. As the moving sealing elements use rubber rings and stuffing box packing. Kerosene and diesel fuel are used as fuel.

Сформированный двухфазный высокоэнтальпийный сверхзвуковой поток натекает на обрабатываемую поверхность, например металлическую, покрытую эпоксидной эмалью. В результате интенсивного локального термического воздействия поверхность лакокрасочного покрытия подвергается интенсивному тепловому удару (коэффициент теплоотдачи достигает нескольких тысяч киловатт на 1 м2), вследствие чего разрушаются внутренние структурные связи покрытия и оно растрескивается и отслаивается от металлической поверхности. Ударное воздействие частиц абразива ускоренно разрушает лакокрасочное покрытие и снимает его с поверхности. Кинетическая энергия частиц столь велика, что они срезают верхний слой металла, создавая при этом шероховатую поверхность, величину шероховатости которой можно регулировать подбором размера абразивных частиц. Кроме этого, очищенная металлическая поверхность вышеизложенным способом является обезжиренной, прогретой и с отсутствием элементов, провоцирующих коррозию.The formed biphasic high-enthalpy supersonic flow flows onto the treated surface, for example, a metal coated with epoxy enamel. As a result of intense local thermal exposure, the surface of the paintwork is subjected to intense heat shock (heat transfer coefficient reaches several thousand kilowatts per 1 m 2 ), as a result of which the internal structural bonds of the coating are destroyed and it cracks and peels off the metal surface. The impact of abrasive particles rapidly destroys the paintwork and removes it from the surface. The kinetic energy of the particles is so great that they cut off the top layer of the metal, creating a rough surface, the roughness of which can be controlled by selecting the size of the abrasive particles. In addition, the cleaned metal surface as described above is fat-free, warmed up and with no elements provoking corrosion.

Таким образом, вышеописанный способ термоабразивной очистки и устройство для его реализации позволяют повысить производительность термоабразивной очистки, качество обработки поверхности и ресурса работы материальной части, улучшить условия труда оператора и экологию окружающей среды. Thus, the above-described method of thermal abrasive cleaning and a device for its implementation can improve the performance of thermal abrasive cleaning, the quality of surface treatment and the resource of work of the material part, improve the working conditions of the operator and the environment.

Источники информации
1. WO 88/05711 B 24 C 1/00, 1988.
Sources of information
1. WO 88/05711 B 24 C 1/00, 1988.

2. Кубачевский Г. С. "Авиационные газотурбинные двигатели", М., Машиностроение, 1974 г., стр. 375. 2. Kubachevsky G. S. "Aircraft gas turbine engines", M., Mechanical Engineering, 1974, p. 375.

3. "Теория воздушно-реактивных двигателей", под ред. С.М. Шляхтенко, М., Машиностроение, 1975 г., с. 118, 163-164. 3. "Theory of jet engines", ed. CM. Shlyakhtenko, M., Mechanical Engineering, 1975, p. 118, 163-164.

Claims (5)

1. Способ термоабразивной обработки поверхностей, включающий формирование двухфазного сверхзвукового потока рабочего тела, разгон которого осуществляют путем подачи в камеру сгорания абразивной аэросмеси и горючего, смешанного с частью окислителя, другую часть которого подают в камеру сгорания через радиальные отверстия, отличающийся тем, что через радиальные отверстия окислитель подают в две зоны камеры сгорания - в зону выгорания горючего и в зону смешения, а абразивную аэросмесь подают за зону смешения в область сформированного профиля скорости и температуры потока. 1. The method of thermoabrasive surface treatment, including the formation of a two-phase supersonic flow of the working fluid, the acceleration of which is carried out by feeding into the combustion chamber an abrasive air mixture and fuel mixed with a part of the oxidizing agent, the other part of which is fed into the combustion chamber through radial openings, characterized in that through radial holes, the oxidizing agent is fed into two zones of the combustion chamber — into the fuel burnup zone and into the mixing zone, and the abrasive aerosol is fed beyond the mixing zone into the region of the formed fillet of speed and flow temperature. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что абразивную аэросмесь подают в камеру сгорания со скоростью, равной скорости потока смеси окислителя и продуктов сгорания за зоной смешения. 2. The method according to claim 1, characterized in that the abrasive air mixture is fed into the combustion chamber at a speed equal to the flow rate of the mixture of oxidizing agent and combustion products behind the mixing zone. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что скорость потока рабочего тела поддерживают превышающей скорость звука в потоке в 1,1 - 4,8 раза. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the flow rate of the working fluid is maintained at 1.1-4.8 times the speed of sound in the stream. 4. Устройство для термоабразивной обработки поверхностей, содержащее трубопровод для абразивной аэросмеси, вокруг которого расположен завихритель, кожух, регенеративную трубу, сопло, камеру сгорания, образованную жаровой трубой с радиальными отверстиями и завихрителем, и корпус с каналом для подачи горючего и каналом для подачи окислителя в пространство между кожухом, регенеративной и жаровой трубами, отличающееся тем, что в корпусе выполнена камера смешения, соединенная с каналом подачи горючего и сообщающаяся с каналом для подачи окислителя и с завихрителем, а радиальные отверстия в жаровой трубе выполнены в зоне выгорания горючего и в зоне смешения окислителя с продуктами сгорания, при этом выходной срез трубопровода для абразивной аэросмеси расположен между последним рядом радиальных отверстий и входным сечением сопла. 4. Device for thermoabrasive surface treatment, containing a pipeline for abrasive air mixture, around which a swirl, a casing, a regenerative pipe, a nozzle, a combustion chamber formed by a flame tube with radial holes and a swirl are located, and a body with a channel for supplying fuel and a channel for supplying an oxidizer into the space between the casing, regenerative and flame tubes, characterized in that in the housing there is a mixing chamber connected to the fuel supply channel and in communication with the oki supply channel with a swirl and a swirl, and the radial holes in the flame tube are made in the zone of combustion of the fuel and in the zone of mixing of the oxidizer with the products of combustion, while the output section of the pipeline for abrasive air mixture is located between the last row of radial holes and the inlet section of the nozzle. 5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что сопло выполнено с цилиндрическим участком, отношение длины которого к его диаметру находится в диапазоне 4 - 8. 5. The device according to claim 4, characterized in that the nozzle is made with a cylindrical section, the ratio of the length of which to its diameter is in the range of 4 to 8.
RU99118303A 1999-08-27 1999-08-27 Method for thermoabrasive working of surfaces and apparatus for its embodiment RU2167756C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99118303A RU2167756C2 (en) 1999-08-27 1999-08-27 Method for thermoabrasive working of surfaces and apparatus for its embodiment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99118303A RU2167756C2 (en) 1999-08-27 1999-08-27 Method for thermoabrasive working of surfaces and apparatus for its embodiment

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2167756C2 true RU2167756C2 (en) 2001-05-27

Family

ID=20224216

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99118303A RU2167756C2 (en) 1999-08-27 1999-08-27 Method for thermoabrasive working of surfaces and apparatus for its embodiment

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2167756C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004009292A1 (en) * 2002-07-23 2004-01-29 Oleg Ivanovich Grechishkin Abrasive blasting device

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
WO/05711, 11.08.1988. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004009292A1 (en) * 2002-07-23 2004-01-29 Oleg Ivanovich Grechishkin Abrasive blasting device
US7101266B2 (en) 2002-07-23 2006-09-05 Oleg Ivanovich Grechishkin Abrasive blasting device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5283985A (en) Extreme energy method for impacting abrasive particles against a surface to be treated
US7628606B1 (en) Method and apparatus for combusting fuel employing vortex stabilization
AU713566B2 (en) Oxygen-fuel burner
EP1424525A2 (en) Method and apparatus for cleaning combustor liners
NZ328286A (en) Low emission oxygen/fuel burner with laminar flow via central conically diverging outlet, and oxygen flow via circumferential outlets radially inwardly directed and skewed relative to x-axis
US4836447A (en) Duct-stabilized flame-spray method and apparatus
CN109779788A (en) A kind of solution-air coaxial shear formula nozzle based on the design of lip sawtooth
DE102011050965A1 (en) Cleaning device with pulsating detonation and several folded flow paths
RU2167756C2 (en) Method for thermoabrasive working of surfaces and apparatus for its embodiment
EP2437024B1 (en) Pulsed Detonation Cleaning Method
US5531590A (en) Shock-stabilized supersonic flame-jet method and apparatus
CN1046880C (en) Method and apparatus for torch working materials
CN107904541A (en) A kind of supersonic flame spraying method and spray equipment
WO1988005711A1 (en) Method and device for thermoabrasive surface processing
US2882017A (en) Rock-piercing method and blowpipe
RU2338638C2 (en) Method of thermo abrasive treatment and machine "castor" for its implementation
RU2234407C1 (en) Method and device for thermoabrasive treatment of surfaces
CN207596939U (en) A kind of supersonic flame sprayer
Gorlach High velocity thermal gun for surface preparation and treatment
RU2806459C1 (en) Device for thermal abrasive treatment of surfaces of products and materials
RU2163864C2 (en) Gasodynamic metal spray gun -thermic breaker
RU219684U1 (en) Torch for device for thermal abrasive treatment of surfaces of products and materials
RU2251579C2 (en) Method for torch fluidic-air heating of articles and apparatus for performing the same
RU2222420C1 (en) Nozzle tool of apparatus for abrasive-jet treatment of surface
RU2240282C1 (en) Method of production of cellular graphite and a device for its implementation

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120828