RU2222638C2 - Устройство для нанесения порошкового покрытия - Google Patents
Устройство для нанесения порошкового покрытия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2222638C2 RU2222638C2 RU2001118979/02A RU2001118979A RU2222638C2 RU 2222638 C2 RU2222638 C2 RU 2222638C2 RU 2001118979/02 A RU2001118979/02 A RU 2001118979/02A RU 2001118979 A RU2001118979 A RU 2001118979A RU 2222638 C2 RU2222638 C2 RU 2222638C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- powder
- working gas
- industry
- deposition
- coating
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургической промышленности, а также может быть использовано в машиностроении, авиакосмической технике, в автомобильной промышленности, энергетике, строительстве, нефтегазовой промышленности и других отраслях хозяйства для нанесения покрытий. Изобретение содержит корпус пистолетного типа с сверхзвуковым соплом, штуцерами подачи порошка и рабочего газа, кнопкой управления, камерой смешения порошка и рабочего газа, которая сообщена со штуцерами подачи рабочего газа и порошка, а сверхзвуковое сопло соответственно сопряжено и сообщено с камерой смешения. Устройство позволяет мобильно, оперативно и качественно наносить порошковое покрытие на изделие в полевых условиях, в том числе и в экстремальных ситуациях. Кроме того, с помощью предложенного устройства можно оперативно производить ремонтно-восстановительные работы в любых условиях, в том числе полевых. 2 ил.
Description
Изобретение относится к металлургической промышленности, а также может быть использовано в машиностроении, авиакосмической технике, в автомобильной промышленности, энергетике, строительстве и других отраслях хозяйства для нанесения покрытий.
Известны устройства для нанесения покрытий с распыливающей головкой пистолетного типа, например:
- распылительное устройство со сменным патроном пистолетного типа по патенту США 4878619 (МПК6 В 05 В 7/30);
- распылительное устройство по европейскому патенту ЕР 650767 (МПК6 В 05 В 11/00), содержащее емкость с компонентом, систему подачи последнего, многосопловый пистолет с соплами по периферии пистолета;
- распыливающее устройство в виде емкости, системы подачи компонента и воздуха, распыливающий пистолет с регулировкой потока в распыливающей насадке с дефлектором (международная заявка WO 9522409 МПК6 В 05 В 7/02);
- устройство по патенту РФ 2098195 (МПК6 В 05 В 11/00), содержащее корпус с распыливающей головкой и управляющим элементом в виде кнопки, установленной на оси на корпусе, емкость для распыливаемого компонента, подающую магистраль с запорным элементом, сопло.
- распылительное устройство со сменным патроном пистолетного типа по патенту США 4878619 (МПК6 В 05 В 7/30);
- распылительное устройство по европейскому патенту ЕР 650767 (МПК6 В 05 В 11/00), содержащее емкость с компонентом, систему подачи последнего, многосопловый пистолет с соплами по периферии пистолета;
- распыливающее устройство в виде емкости, системы подачи компонента и воздуха, распыливающий пистолет с регулировкой потока в распыливающей насадке с дефлектором (международная заявка WO 9522409 МПК6 В 05 В 7/02);
- устройство по патенту РФ 2098195 (МПК6 В 05 В 11/00), содержащее корпус с распыливающей головкой и управляющим элементом в виде кнопки, установленной на оси на корпусе, емкость для распыливаемого компонента, подающую магистраль с запорным элементом, сопло.
Общим недостатком вышеописанных аналогов является невозможность использования их для нанесения металлических и неметаллических порошковых покрытий, так как их конструктивное исполнение не позволяет использовать двухфазный сверхзвуковой поток газ-порошок.
Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является устройство по патенту РФ 2085300 (МПК6 В 05 В 7/12), содержащее емкость с распыливаемой композицией, источник подачи рабочего газа, системы подачи распыливаемой композиции и рабочего газа, закручивающий рабочий газ элемент, расположенный внутри сопла и выполненный в виде лопасти с углом закрутки 20o-30o, при этом система подачи рабочего газа снабжена узлом управления с клапаном и спусковым курком, взаимодействующим с клапаном.
Описанное решение не обеспечивает необходимых механических свойств покрытия (адгезии и когезии) из-за значительных потерь кинетической энергии частицами наносимого порошка вследствие широкой конусности охвата поверхности распыла при действии центробежных сил в результате закрутки потока рабочего газа.
Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение возможности нанесения порошковых металлических и неметаллических покрытий низкотемпературным газодинамическим методом с одновременной возможностью нанесения покрытия оперативно и мобильно в полевых условиях, а также обеспечение возможности оперативного ремонта и восстановления работоспособности изделий при локальных нарушениях как покрытий, так и самих конструкций.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для нанесения порошкового покрытия, содержащего корпус пистолетного типа с соплом, штуцерами подачи порошка и рабочего газа и кнопкой управления, дополнительно в корпусе смонтирована камера смешения порошка и рабочего газа, которая сообщена со штуцерами подачи порошка и рабочего газа, а сопло выполнено сверхзвуковым, сопряжено и сообщено с камерой смешения.
Заявляемое изобретение изображено на фиг.1, где:
1 - корпус пистолетного типа;
2 - камера смешения;
3 - сверхзвуковое сопло;
4 - кнопка управления;
5 - штуцер подачи рабочего газа;
6 - штуцер подачи порошка.
1 - корпус пистолетного типа;
2 - камера смешения;
3 - сверхзвуковое сопло;
4 - кнопка управления;
5 - штуцер подачи рабочего газа;
6 - штуцер подачи порошка.
На фиг. 2 изображена установка для нанесения порошкового покрытия с предлагаемым устройством, где:
7 - бункер для хранения порошка;
8 - питатель-дозатор;
9 - система подачи рабочего газа в камеру смешения;
10 - система подачи рабочего газа в питатель-дозатор;
11 - источник рабочего газа.
7 - бункер для хранения порошка;
8 - питатель-дозатор;
9 - система подачи рабочего газа в камеру смешения;
10 - система подачи рабочего газа в питатель-дозатор;
11 - источник рабочего газа.
Предлагаемое устройство состоит из корпуса 1 пистолетного типа, в котором смонтирована камера смешения 2 наносимого порошка и рабочего газа, подаваемых из штуцеров 5 и 6 соответственно.
В корпусе 1 выполнено сверхзвуковое сопло 3, сообщенное и сопряженное с камерой смешения 2.
На корпусе 1 установлена кнопка управления 4 подачей порошка и рабочего газа.
Работу предлагаемого устройства целесообразно показать на примере его функционирования в составе установки для нанесения порошкового покрытия, схема которой изображена на фиг.2.
Для нанесения порошкового покрытия или проведения ремонтно-восстановительных работ выбирается тип порошка или смеси порошков в соответствии с поставленной задачей и засыпается в бункер 7.
В качестве исходного материала покрытия могут использоваться металлы, сплавы металлов, их смеси, керамика, металлокерамика (карбиды, бориды и т.п. ).
Диаметр частиц порошка определяется плотностью материала порошка и может изменяться в широком диапазоне - от нескольких микрон до нескольких десятков микрон (90 мкм).
В исходном состоянии устройство для нанесения порошкового покрытия в виде пистолета с корпусом 1 находится в руках оператора. Расход газа формируется в системе подачи рабочего газа 9 из источника рабочего газа 11 (например, блока ресиверов сжатого рабочего газа) с необходимыми термодинамическими параметрами в соответствии с расчетной скоростью достижения частицами порошка поверхности нанесения покрытия. При этом температура газа значительно ниже температуры плавления материала частиц порошка.
Расход порошка устанавливается питателем-дозатором 8 и подается в камеру смешения 2 через штуцер подачи порошка 6, в которую также подается рабочий газ из системы подачи рабочего газа 9 через штуцер 5.
Образовавшаяся двухфазная смесь порошок-газ из камеры смешения 2 поступает в сверхзвуковое сопло 3, ускоряясь и формируя на поверхности изделия требуемое покрытие.
Перемещение устройства осуществляется рукой оператора, который управляет подачей порошка и рабочего газа с помощью кнопки управления 4, выполненной, например, в виде электровыключателя, электрически связанного с электроклапанами систем 9 и 10 (электроклапаны на фиг.1 и 2 не показаны, т.к. это один из вариантов исполнения системы управления подачей).
Приведем пример использования изобретения при заделке повреждения трубы. К месту аварии устройство с сопровождающим оборудованием доставляется на любом доступном виде транспорта. В зависимости от масштаба аварии и характера повреждения устройство может быть использовано в двух вариантах.
Первый вариант использования - обнаружено повреждение в виде трещины в трубе. Оборудование монтируется согласно инструкции, и на предварительном этапе используется в качестве инструмента для механической очистки поверхности сверхскоростным пескоструйным потоком. В этом случае оператор вручную обрабатывает локальную поверхность трубы, распыляющей головкой пистолетного типа, которая формирует сверхзвуковой двухфазный поток, несущий частицы песка или абразива с дисперсностью до 100 мкм. Обладая большой кинетической энергией (скорость частиц до 200-400 м/с), частицы сносят всякого рода загрязнения, в том числе ржавчину. Время поверхностной обработки не превышает 1 мин.
Оператор, обработав локально аварийный участок трубы до необходимой степени чистоты, переходит к обработке краев трещины. За счет эрозионного воздействия создается канавка по всей длине трещины шириной 10-15 мм и глубиной до 5-10 мм. Подготовив таким образом поверхность трещины, оператор переходит ко второму этапу работы, который заключается в ликвидации трещины. Для этого оператор согласно инструкции переключает аппаратуру на создание двухфазного потока с металлическими частицами, например, никеля (Ni), любой стали, в том числе и легированной (1х19Н9Т), и вручную наносит послойно покрытие, "заваривая" аварийную трещину. Процесс ликвидации аварийной трещины, например, длиной 200 мм и глубиной 7 мм потребует менее 5 мин времени.
Пример второго варианта использования устройства. Обнаружено сильное аварийное повреждение трубопровода. Требуется замена участка трубы, для чего вырезается аварийный участок и вваривается новый. По завершении сварки необходимо обработать сварные швы антикоррозийным покрытием. Такая обработка швов производится оператором с использованием распылителя пистолетного типа. В этом случае антикоррозийное покрытие выполняется, например, из цинка (Zn) или смеси цинка и алюминия (Zn+Al). Покрытие наносится толщиной ≤100 мкм, шириной 100-150 мм. Скорость нанесения составляет 100 мм/с. Покрытие наносится в зоне сварного шва после предварительной механической обработки неровностей (облоя) на поверхности шва.
Предложенное устройство позволяет просто, мобильно и оперативно оператору в любых полевых условиях наносить покрытие, в том числе и на полимерные изделия, металлическим и неметаллическим порошком низкотемпературным газодинамическим методом, не перемещая само изделие.
При этом данное устройство может быть успешно использовано для ремонтно-восстановительных работ в экстремальных условиях, например, при авариях на нефтегазовых трассах, на фермах линий высоковольтных электропередачах, при ремонте водоканализационных магистралей.
Изготовление предложенного устройства не представляет особых трудностей, осуществляется методами токарной и фрезерной обработки, а корпус может быть выполнен штамповкой.
Claims (1)
- Устройство для нанесения порошкового покрытия, содержащее корпус пистолетного типа с соплом, штуцерами подачи порошка и рабочего газа, кнопкой управления, отличающееся тем, что в корпусе смонтирована камера смешения порошка и рабочего газа, сообщенная со штуцерами подачи рабочего газа и порошка, а сопло выполнено сверхзвуковым, сопряжено и сообщено с камерой смешения.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001118979/02A RU2222638C2 (ru) | 1999-01-20 | 1999-01-20 | Устройство для нанесения порошкового покрытия |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001118979/02A RU2222638C2 (ru) | 1999-01-20 | 1999-01-20 | Устройство для нанесения порошкового покрытия |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2001118979A RU2001118979A (ru) | 2003-09-20 |
RU2222638C2 true RU2222638C2 (ru) | 2004-01-27 |
Family
ID=32090277
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001118979/02A RU2222638C2 (ru) | 1999-01-20 | 1999-01-20 | Устройство для нанесения порошкового покрытия |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2222638C2 (ru) |
-
1999
- 1999-01-20 RU RU2001118979/02A patent/RU2222638C2/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10272468B2 (en) | Integrated fluidjet system for stripping, prepping and coating a part | |
CN107429381B (zh) | 用于包覆物品的表面的方法和设备 | |
RU2744008C1 (ru) | Усовершенствованное устройство для холодного газодинамического напыления и способ нанесения покрытия на подложку | |
EP1383610B1 (en) | An apparatus and process for solid-state deposition and consolidation of high velocity powder particles using thermal plastic deformation | |
US4552784A (en) | Method of coating a substrate with a rapidly solidified metal | |
CN100569989C (zh) | 喷镀方法 | |
Irissou et al. | Review on cold spray process and technology: part I—intellectual property | |
EP0568315B1 (en) | Apparatus and method for blasting metallic surfaces | |
CA2701185C (en) | Method and apparatus for prepping a surface using a coating particle entrained in a pulsed waterjet or airjet | |
EP1132497A1 (en) | Method for producing a coating made of powdered materials and device for realising the same | |
CN107620029A (zh) | 一种wc颗粒和铁基合金粉末的等离子喷焊方法 | |
RU2222638C2 (ru) | Устройство для нанесения порошкового покрытия | |
Kashirin et al. | DYMET technology evolution and application | |
EP0493695B1 (de) | Drahtspritzanlage | |
RU2222640C2 (ru) | Устройство для нанесения покрытий на внешние поверхности изделий | |
RU2193455C2 (ru) | Мобильное устройство для ремонта и восстановления работоспособности деталей и элементов металлоконструкций в полевых условиях | |
Roy et al. | A Review of the Cold Gas Dynamic Spraying Process | |
TR2021012053U5 (tr) | Ark sprey elektri̇kli̇ / havali metal püskürtme kaplama ci̇hazi | |
WO2000043571A1 (fr) | Dispositif d'application de revetement poudreux |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040121 |