RU2193454C2 - Device for application of coats on outer surfaces of articles - Google Patents
Device for application of coats on outer surfaces of articles Download PDFInfo
- Publication number
- RU2193454C2 RU2193454C2 RU98107972/12A RU98107972A RU2193454C2 RU 2193454 C2 RU2193454 C2 RU 2193454C2 RU 98107972/12 A RU98107972/12 A RU 98107972/12A RU 98107972 A RU98107972 A RU 98107972A RU 2193454 C2 RU2193454 C2 RU 2193454C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- head
- longitudinal axis
- coats
- gas
- coating
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Nozzles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится главным образом к металлургической промышленности, однако может быть широко использовано и в других отраслях народного хозяйства, таких как машиностроение, авиация, космонавтика, транспорт, нефтегазодобывающая промышленность, энергоустановки и пр. The invention relates mainly to the metallurgical industry, but can be widely used in other sectors of the national economy, such as engineering, aviation, astronautics, transport, oil and gas industry, power plants, etc.
Известны ряд устройств для нанесения покрытий, содержащие порошковый дозатор-питатель с бункером для содержания порошка и каналами подвода рабочего газа (А.с. 1138429, кл. С 23 С 4/00, 1983 г.). В известном устройстве не стабилизирован расход плохосыпучих, микродисперсных порошков, что не позволило организовать контролируемый технологический процесс. A number of coating devices are known comprising a powder dispenser-feeder with a hopper for containing powder and working gas supply channels (A.S. 1138429, class C 23 C 4/00, 1983). In the known device the flow rate of low-flowing, microdispersed powders is not stabilized, which did not allow the organization of a controlled process.
Известно устройство для нанесения покрытий, содержащее камеру смешения со сверхзвуковым соплом, бункер для засыпки порошка с питателем-дозатором порошка и систему подачи рабочего газа (А.с. 1618778, кл. С 23 С 4/00, 1991 г.). A device for coating is known, comprising a mixing chamber with a supersonic nozzle, a hopper for filling powder with a powder metering feeder and a working gas supply system (A.S. 1618778, class C 23 C 4/00, 1991).
Известное устройство не обеспечивает разгон смеси порошка до необходимого уровня скоростей, обеспечивающих формирование покрытий с заданными механическими и физико-химическими свойствами, одинаковыми по всей поверхности детали. The known device does not provide acceleration of the powder mixture to the required level of speeds, providing the formation of coatings with specified mechanical and physico-chemical properties that are identical over the entire surface of the part.
Известно устройство для нанесения покрытий, содержащее бункер для загрузки порошковой смеси с питателем-дозатором, систему подачи газа к питателю-дозатору, камеру смешения, распыливающую головку, связанную с камерой смешения. Это устройство отличается от других тем, что питатель-дозатор выполнен в виде сверхзвукового питателя-эжектора, а распыливающая порошок головка выполнена в виде кольцевого коллектора - кольцевого сверхзвукового сопла (Патент Российской Федерации 2089665 от 23.06.95 на "Устройство для нанесения покрытий"),
Известное устройство разработано с целью реализации нового низкотемпературного газодинамического метода (НТГДМ) нанесения покрытий (Патент Российской Федерации 2082823 от 17.06.91 на "Способ получения покрытий").A coating device is known, comprising a hopper for loading a powder mixture with a metering feeder, a gas supply system to the metering feeder, a mixing chamber, a spray head associated with the mixing chamber. This device differs from others in that the feeder-dispenser is made in the form of a supersonic feeder-ejector, and the powder spraying head is made in the form of an annular collector - an annular supersonic nozzle (Patent of the Russian Federation 2089665 from 06.23.95 on “Coating device”),
The known device is designed to implement a new low-temperature gas-dynamic method (NTGDM) coating (Patent of the Russian Federation 2082823 from 06/17/91 on "Method for producing coatings").
Известное устройство формирует покрытия на внешних поверхностях деталей, однако в силу особенности своей схемы не позволяет использовать оптимальное, потребное, расчетное отношение по массовому расходу газа-носителя и порошковой смеси. The known device forms coatings on the external surfaces of parts, however, due to the peculiarities of its circuit, it does not allow the use of the optimal, required, calculated ratio of the mass flow rate of the carrier gas and the powder mixture.
Целью изобретения является улучшение качества покрытий и повышения производительности технологического процесса нанесения разнофункциональных покрытий на внешнюю поверхность изделий различной конфигурации с продольной их протяжкой вдоль оси распылительной головки. The aim of the invention is to improve the quality of coatings and increase the productivity of the technological process of applying multifunctional coatings on the outer surface of products of various configurations with their longitudinal broach along the axis of the spray head.
Данная цель достигается тем, что устройство для нанесения покрытий низкотемпературным газодинамическим методом, содержащее бункер для загрузки порошковой смеси с питателем-дозатором, камеру смешения, систему подачи рабочего газа в камеру смешения и питатель-дозатор, распыливающую головку, в корпусе которой расположен коллектор с кольцевым сверхзвуковым соплом. При этом в корпусе распыливающей головки расположено поворотное устройство, обеспечивающее поворот потока под углом 90o в сторону продольной оси симметрии головки. Поворотное устройство сообщено и сопряжено с выходом сверхзвукового кольцевого сопла. Оно имеет форму кольца и выполнено осесимметричным относительно центральной продольной оси головки.This goal is achieved by the fact that the device for coating the low-temperature gas-dynamic method, containing a hopper for loading the powder mixture with the feeder-dispenser, a mixing chamber, a system for supplying working gas to the mixing chamber and a feeder-dispenser, a spray head, in the housing of which there is a collector with an annular supersonic nozzle. At the same time, a rotary device is located in the housing of the spray head, which ensures rotation of the flow at an angle of 90 o towards the longitudinal axis of symmetry of the head. The rotary device is communicated and associated with the output of a supersonic annular nozzle. It has the shape of a ring and is made axisymmetric with respect to the central longitudinal axis of the head.
На фиг.1 приведена схема предлагаемого устройства для нанесения покрытий на наружную поверхность детали, а на фиг.2 - схема распыливающей головки. Figure 1 shows a diagram of the proposed device for coating on the outer surface of the part, and figure 2 is a diagram of the spray head.
Устройство для нанесения покрытий состоит из бункера 1 для загрузки порошковой смеси, подготовленной в определенном соотношении компонент-порошков; сверхзвукового питателя-эжектора 2, осуществляющего забор необходимого для нанесения покрытия массового расхода порошковой смеси из бункера 1; камеры смешения 3, связанной с распыливающей головкой 4 и через питатель-эжектор 2 с бункером 1. The coating device consists of a hopper 1 for loading a powder mixture prepared in a certain ratio of component-powders; supersonic ejector-feeder 2, sampling the necessary for coating the mass flow of the powder mixture from the hopper 1; mixing chamber 3, connected with the spray head 4 and through the feeder-ejector 2 with the hopper 1.
Распыливающая головка (фиг. 2) представляет собой кольцевой коллектор 5, соединенный со сверхзвуковым кольцевым продольным соплом 6, необходимым для формирования двухфазного сверхзвукового потока, его разгона до необходимой скорости и доставки с помощью поворотного устройства 7 на поверхность детали, где наносится покрытие. The spray head (Fig. 2) is an
Геометрические размеры коллектора и профиль сопла рассчитываются на ЭВМ с учетом трения и теплообмена по длине тракта сопла и поворотного устройства. The geometric dimensions of the collector and the nozzle profile are calculated on a computer taking into account friction and heat transfer along the length of the nozzle path and the rotary device.
Для формирования двухфазной смеси в нужном соотношении масс частиц и газа-носителя, а также доставки этой смеси в коллектор 5 (фиг. 2) сопла, устройство содержит две пневмосистемы: систему подачи в камеру смешения 3 (фиг. 1) рабочего газа-носителя 8 и систему подачи газа 9 для работы питателя-эжектора 2. Обе системы соединены с батареей рессиверов 10 для хранения сжатого газа. For the formation of a two-phase mixture in the desired ratio of the mass of particles and carrier gas, as well as the delivery of this mixture to the manifold 5 (Fig. 2) of the nozzle, the device contains two pneumatic systems: a supply system to the mixing chamber 3 (Fig. 1) of the working carrier gas 8 and a gas supply system 9 for operating the feeder-ejector 2. Both systems are connected to a battery of receivers 10 for storing compressed gas.
В систему 8 подачи рабочего газа входит: редуктор, манометр, обратный клапан, нагреватель, термопара (на фиг. 1 не показаны) и камера смешения 3. В систему 9 подачи газа для работы питателей-эжекторов 2 входят: редуктор, обратный клапан, запорные вентили, манометр (на фиг. 1 не показаны). The working gas supply system 8 includes: a pressure reducer, a pressure gauge, a check valve, a heater, a thermocouple (not shown in Fig. 1) and a mixing chamber 3. The gas supply system 9 for operation of the ejector feeders 2 includes: a pressure reducer, a check valve, and shut-off valves valves, pressure gauge (not shown in Fig. 1).
Предлагаемое устройство для нанесения покрытий работает следующим образом. The proposed device for coating works as follows.
Устройство может производить нанесение покрытия на внешние поверхности детали, изделия прокатных станов, арматуру и т.д. как независимо, так и в ходе технологического процесса изготовления изделий (труб, уголков, швеллеров и т.д.). The device can produce coating on the external surfaces of the part, products of rolling mills, fittings, etc. both independently and during the technological process of manufacturing products (pipes, corners, channels, etc.).
Распыливающая головка 4 устройства устанавливается так, что ось кольцевого коллектора 5 и сопла 6 совпадают с осью изделия (труба, уголок, швеллер и т.д.), проходящего через продольное сопло. The spray head 4 of the device is installed so that the axis of the
Скорость V протяжки детали может быть равной скорости изготовления в технологическом процессе (например, на прокатном стане). The speed V of the broaching part can be equal to the speed of manufacture in the process (for example, on a rolling mill).
Материал покрытия (порошок) выбирается в зависимости от назначения покрытия (антикоррозионное, термостойкое, износостойкое и др.). The coating material (powder) is selected depending on the purpose of the coating (anti-corrosion, heat-resistant, wear-resistant, etc.).
В качестве материала покрытия могут использоваться металлы, сплавы металлов, керамики, металлокерамики (карбиды, бориды и т.д.). Диаметр частиц порошка определяется плотностью материала порошка и может изменяться в широком диапазоне - от нескольких микрон до нескольких десятков микрон. As the coating material can be used metals, alloys of metals, ceramics, cermets (carbides, borides, etc.). The diameter of the powder particles is determined by the density of the powder material and can vary in a wide range - from several microns to several tens of microns.
Смесь газа и порошка формируется в пневмосистемах 8 и 9 устройства и с необходимыми термодинамическими параметрами поступает в кольцевой коллектор-смеситель 5 (фиг. 2) распыливающей головки 4 (фиг. 1). Двухфазная смесь, поступив в кольцевой коллектор 5 (фиг. 2), перемещается вдоль расчетного профиля сверхзвукового сопла 6, ускоряется, приобретая расчетную скорость на входе в поворотное устройство 7. Поменяв в поворотном устройстве вектор скорости на 90o в направлении к оси детали, двухфазный поток достигает поверхности детали и формирует покрытие. Расчетная конечная скорость частиц в двухфазном потоке определяется типом покрытия, а массовая концентрация частиц в потоке толщиной покрытия, скоростью V перемещения детали вдоль оси сопла и размерами детали (например, диаметра).A mixture of gas and powder is formed in the pneumatic systems 8 and 9 of the device and with the necessary thermodynamic parameters enters the annular collector-mixer 5 (Fig. 2) of the spray head 4 (Fig. 1). The two-phase mixture, entering the annular collector 5 (Fig. 2), moves along the design profile of the supersonic nozzle 6, accelerates, acquiring the design speed at the entrance to the
Потребляемый массовый расход порошка однозначно определяет массовый расход рабочего газа-носителя. The mass flow rate of the powder consumed uniquely determines the mass flow rate of the carrier gas.
Уровень температуры двухфазного потока, определяющий скорость рабочего газа и частиц порошка на выходе из сопла, устанавливается родом покрытия и выбирается значительно меньше температуры плавления материала частиц порошка. The temperature level of the two-phase flow, which determines the speed of the working gas and powder particles at the exit of the nozzle, is set by the kind of coating and much lower than the melting temperature of the material of the powder particles is selected.
Массовый расход порошка, проходящего через сверхзвуковой питатель-эжектор 2 (фиг. 1), определяется параметрами сжатого газа на входе в эжектор, который плавно регулируется системой подачи газа 9. Двухфазная смесь, образовавшаяся в питателе-эжекторе 2, поступает в смеситель 3 (фиг. 1) для смешивания с рабочим газом-носителем и далее транспортируется в кольцевой коллектор 5 (фиг.2) распылительной головки. The mass flow rate of the powder passing through the supersonic feeder-ejector 2 (Fig. 1) is determined by the parameters of the compressed gas at the inlet of the ejector, which is continuously regulated by the gas supply system 9. The two-phase mixture formed in the feeder-ejector 2 enters the mixer 3 (Fig. 1) for mixing with the carrier gas, it is further transported to the annular manifold 5 (FIG. 2) of the spray head.
Предлагаемое устройство создает двухфазную газовую смесь (частицы + газ-носитель) с необходимыми термо- и газодинамическими параметрами, обеспечивающими технологию формирования покрытия и его качество. The proposed device creates a two-phase gas mixture (particles + carrier gas) with the necessary thermo- and gas-dynamic parameters, providing the technology of coating formation and its quality.
Устройство позволяет получать равномерное, заданной толщины покрытие по всей внешней поверхности изделия, без его вращения, при этом профиль поверхности изделия может иметь любую форму (цилиндр, многогранник, швеллер, уголок, галтель и др.). The device allows to obtain a uniform, predetermined thickness coating over the entire external surface of the product, without rotation, while the surface profile of the product can be of any shape (cylinder, polyhedron, channel, angle, fillet, etc.).
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98107972/12A RU2193454C2 (en) | 1998-04-20 | 1998-04-20 | Device for application of coats on outer surfaces of articles |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98107972/12A RU2193454C2 (en) | 1998-04-20 | 1998-04-20 | Device for application of coats on outer surfaces of articles |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU98107972A RU98107972A (en) | 2000-02-27 |
RU2193454C2 true RU2193454C2 (en) | 2002-11-27 |
Family
ID=20205300
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98107972/12A RU2193454C2 (en) | 1998-04-20 | 1998-04-20 | Device for application of coats on outer surfaces of articles |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2193454C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2681858C2 (en) * | 2017-07-25 | 2019-03-13 | Акционерное общество "Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара" | Portable device for gas dynamic spray coating |
-
1998
- 1998-04-20 RU RU98107972/12A patent/RU2193454C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2681858C2 (en) * | 2017-07-25 | 2019-03-13 | Акционерное общество "Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара" | Portable device for gas dynamic spray coating |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2861900A (en) | Jet plating of high melting point materials | |
EP0361710B1 (en) | High-velocity flame spray apparatus | |
US5206059A (en) | Method of forming metal-matrix composites and composite materials | |
US4634611A (en) | Flame spray method and apparatus | |
US4866240A (en) | Nozzle for plasma torch and method for introducing powder into the plasma plume of a plasma torch | |
RU2261763C1 (en) | Device and nozzle for cold powder spraying | |
US6861101B1 (en) | Plasma spray method for applying a coating utilizing particle kinetics | |
EP0484533B1 (en) | Method and device for coating | |
US20040018317A1 (en) | Process and device for high-speed flame spraying | |
CN101767080B (en) | Coating preparing method and device by mixing metal and plastic powders | |
US3253783A (en) | Atomizing nozzle | |
Smirnov et al. | Receiving finely divided metal powder by inert gas atomization | |
WO2006047441A1 (en) | Multi-sectioned pulsed detonation coating apparatus and method of using same | |
US5405085A (en) | Tuneable high velocity thermal spray gun | |
US4835022A (en) | Process and apparatus for coating components | |
US20030196600A1 (en) | Method and apparatus for pulsed detonation coating of internal surfaces of small diameter tubes and the like | |
RU2193454C2 (en) | Device for application of coats on outer surfaces of articles | |
US5135166A (en) | High-velocity thermal spray apparatus | |
RU2194091C2 (en) | Apparatus for applying coat to internal surfaces of parts | |
US6630207B1 (en) | Method and apparatus for low-pressure pulsed coating | |
RU2089665C1 (en) | Device for application of coatings | |
EP1519791B1 (en) | High-temperature powder deposition apparatus and method utilizing feedback control | |
RU2222639C2 (en) | The device for deposition of coatings on the internal surfaces of items | |
RU4700U1 (en) | DEVICE FOR GAS-DYNAMIC COATING SPRAY | |
RU2222640C2 (en) | The device for deposition of coatings on the external surfaces of items |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050421 |