RU2236910C2 - Explosion spraying gun providing high frequency impulse operation - Google Patents
Explosion spraying gun providing high frequency impulse operation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2236910C2 RU2236910C2 RU2002113737/12A RU2002113737A RU2236910C2 RU 2236910 C2 RU2236910 C2 RU 2236910C2 RU 2002113737/12 A RU2002113737/12 A RU 2002113737/12A RU 2002113737 A RU2002113737 A RU 2002113737A RU 2236910 C2 RU2236910 C2 RU 2236910C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- barrel
- spray gun
- combustion chamber
- gun according
- chamber
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Nozzles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к пистолету-распылителю, применяемому при промышленном термическом распылении для нанесения покрытий, в частности в технологиях детонационного распыления.The invention relates to a spray gun used in industrial thermal spraying for coating, in particular in detonation spraying technologies.
Задача изобретения состоит в том, чтобы разработать новый детонационный пистолет, обладающий большей производительностью, чем у существующих пистолетов, поддерживающий стабильные и непрерывные оптимальные условия распыления в каждом цикле включения. По сравнению с предшествующими детонационными устройствами этот пистолет позволяет увеличить частоту включения, а также количество порошка и подаваемых газов и, как следствие, количества порошка покрытия, осаждаемого за единицу времени, поддерживая оптимальный уровень качества, характерный для покрытия, получаемого с помощью детонационных технологий.The objective of the invention is to develop a new detonation gun with greater performance than existing guns, maintaining stable and continuous optimal spraying conditions in each cycle of inclusion. Compared to previous detonation devices, this gun allows you to increase the frequency of inclusion, as well as the amount of powder and supplied gases and, as a result, the amount of coating powder deposited per unit time, while maintaining the optimum level of quality characteristic of a coating obtained using detonation technologies.
С этой целью предложена новая система подачи газа в новой камере сгорания, которая позволяет увеличить рабочую частоту пистолета, обеспечивая возможность поддерживать оптимизированные характеристики каждого взрыва устойчивыми и постоянными даже на высоких частотах, и новая система подачи продуктов в ствол, которая обеспечивает распределенный впрыск продуктов в любую точку внутри ствола с достижением увеличения количества порошка, впрыскиваемого в ствол, и уменьшением засорения каналов подачи, а также большую оперативную универсальность за счет возможности выбора точки впрыска.To this end, a new gas supply system in the new combustion chamber was proposed, which allows to increase the working frequency of the gun, providing the ability to maintain the optimized characteristics of each explosion stable and constant even at high frequencies, and a new product delivery system into the barrel, which provides distributed injection of products into any a point inside the barrel with the achievement of an increase in the amount of powder injected into the barrel, and a decrease in clogging of the supply channels, as well as a large operational universal awn through the ability to select the injection point.
Помимо подачи порошка покрытия систему подачи в ствол также используют для введения других продуктов, которые могут обуславливать процесс термического распыления, придавая тем самым большую гибкость при изменении рабочих параметров за счет возможности изменять характеристики создаваемых вспышек, а также улучшать и изменять покрытия, получаемые таким образом.In addition to supplying the coating powder, the barrel feeding system is also used to introduce other products that can cause the thermal spraying process, thereby giving greater flexibility when changing operating parameters due to the ability to change the characteristics of the created flashes, as well as improve and change the coatings obtained in this way.
Задача изобретения также состоит в том, чтобы достичь лучших рабочих характеристик пистолета на основе теплоизоляции газов, получаемых в процессе взрыва, от охлажденной стенки ствола для достижения лучшего использования энергии, переносимой этими газами, в результате чего и происходит улучшение рабочих характеристик пистолета, а также повышение его кпд.The objective of the invention is also to achieve the best performance of the gun on the basis of thermal insulation of the gases obtained during the explosion from the cooled barrel wall to achieve better use of the energy transferred by these gases, resulting in an improvement in the performance of the gun, as well as increase its efficiency.
Предпосылки создания изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION
Современные технологии распыления применяются главным образом для нанесения покрытий на детали, подвергающиеся воздействию нагрева или коррозии, и основаны, прежде всего, на использовании тепловой или кинетической энергии, вырабатываемой за счет взрыва газообразной смеси, для нанесения порошка материала покрытия на эти детали.Modern spraying technologies are mainly used for coating parts exposed to heat or corrosion, and are based primarily on the use of thermal or kinetic energy generated by the explosion of a gaseous mixture for applying powder coating material to these parts.
Материалы покрытий, которые обычно применяют в процессах детонационного распыления, включают в себя металлический порошок, металлокерамику и керамику, и т.д. и применяются для повышения стойкости к износу, эрозии, коррозии, а также в качестве теплоизоляторов либо в качестве электрических изоляторов или проводников среди прочих приложений, упоминаемых в литературе.Coating materials that are commonly used in detonation spraying processes include metal powder, cermets and ceramics, etc. and are used to increase resistance to wear, erosion, corrosion, as well as heat insulators or as electrical insulators or conductors, among other applications mentioned in the literature.
Детонационное распыление проводят с помощью пистолетов распылителей, которые в основном состоят из трубчатой камеры сгорания, один конец которой закрыт, а другой открыт, и соединенного трубчатого ствола. Горючие газы впрыскивают внутрь камеры сгорания, а воспламенение газовой смеси осуществляют посредством свечи зажигания, которая вызывает взрыв и, как следствие, ударную волну или волну давления, достигающую сверхзвуковых скоростей во время своего распространения внутри ствола до тех пор, пока не выходит из его открытого конца.Detonation spraying is carried out using spray guns, which mainly consist of a tubular combustion chamber, one end of which is closed and the other open, and a connected tubular barrel. Combustible gases are injected into the combustion chamber, and the gas mixture is ignited by a spark plug, which causes an explosion and, as a result, a shock wave or pressure wave reaching supersonic velocities during its propagation inside the barrel until it leaves its open end .
Порошки материалов покрытий обычно впрыскивают внутрь ствола в контакте с горючей смесью, так что они увлекаются распространяющейся ударной волной и совокупностью газообразных продуктов, возникающих после взрыва и выбрасываемых в конце ствола, и осаждаются на подложке или детали, которая находится перед стволом. Это воздействие порошкового покрытия на подложку обеспечивает создание очень плотного покрытия с повышенными уровнями сцепления с подложкой. Этот процесс циклически повторяют до тех пор, пока на детали не образуется надлежащее покрытие.Powders of coating materials are usually injected into the barrel in contact with the combustible mixture, so that they are carried away by the propagating shock wave and the aggregate of gaseous products arising from the explosion and ejected at the end of the barrel, and are deposited on the substrate or part in front of the barrel. This effect of the powder coating on the substrate provides a very dense coating with increased levels of adhesion to the substrate. This process is cyclically repeated until a proper coating is formed on the part.
В традиционном оборудовании детонационного распыления газы, применяемые при инициировании взрывного процесса, смешивают в отдельной камере перед камерой сгорания, а затем подают в виде гомогенной смеси газов в каждом цикле. Эта камера предварительного смешения обычно изолирована от камеры сгорания во время фазы взрыва по причинам безопасности, что достигается за счет применения клапанов в одном или нескольких газораспределителях, с вводом или без ввода инертного газа между двумя последовательными взрывами.In traditional detonation spray equipment, the gases used to initiate the blasting process are mixed in a separate chamber in front of the combustion chamber, and then fed as a homogeneous mixture of gases in each cycle. This pre-mixing chamber is usually isolated from the combustion chamber during the explosion phase for safety reasons, which is achieved through the use of valves in one or more gas distributors, with or without inert gas between two successive explosions.
В других более современных типах детонационного оборудования, представленных заявителем в документе PCT/US 96/20160, этой изоляции между камерой предварительного смешения и камерой сгорания достигают путем использования динамических клапанов, и это означает, что они не имеют никаких подвижных деталей, позволяя преодолеть недостатки, присущие вышеупомянутым механическим системам. Однако в этих устройствах по-прежнему применяют камеру предварительного смешения, чтобы обеспечить гомогенную газовую композицию, подаваемую в камеру сгорания.In other more modern types of detonation equipment presented by the applicant in document PCT / US 96/20160, this isolation between the premixing chamber and the combustion chamber is achieved by using dynamic valves, and this means that they have no moving parts, allowing to overcome the disadvantages, inherent in the aforementioned mechanical systems. However, in these devices, a pre-mixing chamber is still used to provide a homogeneous gas composition supplied to the combustion chamber.
Недавно тот же Заявитель разработал оборудование детонационного типа распыления, описанное в заявке PCT/ES 97/000223, с системой впрыска газа, в которой не применяются механические клапаны или системы для отключения подачи газа и, кроме того, обеспечивается подача питающих газов в камеру сгорания непосредственно и раздельно через несколько независимых каналов, причем каждый канал содержит расширительную камеру и большое количество распределительных каналов с уменьшенным поперечным сечением и/или уменьшенной длиной. Это приводит к получению системы без каких-либо подвижных деталей и/или камеры предварительного смешения. В этом устройстве расширительная камера для каждого канала непосредственно сообщается с соответствующей линией подачи, а газораспределители имеют надлежащее расположение, вследствие чего несколько точек впрыска газов открываются на внутренней поверхности камеры сгорания, обеспечивая непрерывную и раздельную подачу в нескольких точках, и это гарантирует, что получается гомогенная горючая смесь непосредственно в камере сгорания перед каждым воспламенением, а поток является достаточным для заполнения этой камеры в каждом цикле детонации.Recently, the same Applicant has developed detonation-type spraying equipment described in PCT / ES 97/000223 with a gas injection system that does not use mechanical valves or systems to shut off the gas supply and, in addition, provides the supply of gas supply to the combustion chamber directly and separately through several independent channels, each channel containing an expansion chamber and a large number of distribution channels with a reduced cross section and / or reduced length. This results in a system without any moving parts and / or pre-mixing chamber. In this device, the expansion chamber for each channel directly communicates with the corresponding supply line, and the gas distributors are properly positioned, as a result of which several gas injection points open on the inner surface of the combustion chamber, providing a continuous and separate supply at several points, and this ensures that a homogeneous the combustible mixture directly in the combustion chamber before each ignition, and the flow is sufficient to fill this chamber in each deton cycle tion.
В свою очередь, в заявке PCT/ES 97/00015 того же Заявителя описана система впрыска порошка для детонационного пистолета-распылителя, включающего камеру дозирования, в которую осуществляют непосредственную подачу порошка посредством устройства непрерывного действия обычного типа, сообщающегося со стволом посредством канала прямого сообщения. Таким образом, давление, создаваемое взрывом и передаваемое вдоль ствола, распространяется по каналу сообщения и вызывает резкое расширение при достижении камеры дозирования, вследствие чего прерывается подача порошка из устройства непрерывного действия для подачи порошка и происходит полное псевдоожижение порошка в камере дозирования. За счет всасывания происходит перенос псевдоожиженного порошка в ствол, где волна давления, создаваемая в новом взрывном цикле, выбрасывает порошок наружу и осаждает его на поверхности, на которую надо нанести покрытие.In turn, application PCT / ES 97/00015 of the same Applicant describes a powder injection system for a detonation spray gun including a metering chamber into which direct supply of powder is carried out by means of a continuous type of continuous device communicating with the barrel via a direct communication channel. Thus, the pressure created by the explosion and transmitted along the barrel propagates through the communication channel and causes a sharp expansion when the dosing chamber is reached, as a result of which the powder supply from the continuous device for feeding the powder is interrupted and the powder is fully fluidized in the dosing chamber. Due to the suction, the fluidized powder is transferred to the barrel, where the pressure wave created in the new blast cycle throws the powder out and deposits it on the surface to be coated.
Детонационные пистолеты описанного типа создают покрытия превосходного качества, но имеют ограничение в отношении количества порошка, которое можно осадить за единицу времени. Это происходит потому, что для детонационного пистолета некоторого определенного типоразмера оптимальное количество порошка, которое можно обработать в течение каждого взрыва, ограничено наличием максимального объема оптимизированной газообразной смеси, который может быть обработан при каждом взрыве и способен обеспечить надлежащие характеристики реального взрывного процесса как такового. Увеличение объемов газов, участвующих в каждом взрыве при этом максимальном объеме оптимизированной смеси, не переходит непосредственно в улучшение взрывного процесса в каждом цикле, так что увеличение количества порошка, осаждаемого за единицу времени, должно становиться значительным не из-за увеличения (количества) порошка, обрабатываемого при каждой вспышке, а вследствие увеличения частоты включения, что гарантирует оптимальные характеристики взрыва для каждого цикла во всех случаях.Detonation guns of the type described create excellent quality coatings, but have a limitation on the amount of powder that can be deposited per unit time. This is because for a detonation gun of a certain size, the optimal amount of powder that can be processed during each explosion is limited by the maximum volume of the optimized gaseous mixture that can be processed with each explosion and is able to provide the proper characteristics of a real explosive process as such. The increase in the volumes of gases involved in each explosion with this maximum volume of the optimized mixture does not directly go to the improvement of the explosive process in each cycle, so that the increase in the amount of powder deposited per unit time should not become significant due to the increase (quantity) of powder, processed during each flash, and due to an increase in the switching frequency, which guarantees optimal explosion characteristics for each cycle in all cases.
С другой стороны, повторение взрывного цикла с высокими частотами и формирование взрывов с характеристиками, эквивалентными тем, которые получаются при более низких частотах, также требует более значительных потоков газа, чтобы гарантировать участие постоянных объемов газов в каждом взрыве. Применение этих приращений потоков газов и частот включения в вышеописанном оборудовании приводит к увеличению номинальной мощности пистолета и увеличению давления подачи газа с ускорением впрыска и процессов в газовой смеси внутри камеры сгорания, что создает огромные трудности в поддержании реального процесса циклической детонации как такового, приводя к процессам непрерывного сгорания и делая невозможным распыление посредством этого оборудования. В частности, увеличение номинальной мощности пистолета и, следовательно, температуры системы впрыска газов, затрудняет охлаждение газов, получаемых во взрывном цикле, а при возврате последних через каналы системы впрыска вызывает циклическое прерывание подачи окислителя и топлива в камеру.On the other hand, the repetition of a blast cycle with high frequencies and the formation of explosions with characteristics equivalent to those obtained at lower frequencies also requires more significant gas flows in order to guarantee the participation of constant volumes of gases in each explosion. The use of these increments of gas flows and switching frequencies in the above equipment leads to an increase in the rated power of the gun and an increase in the gas supply pressure with accelerated injection and processes in the gas mixture inside the combustion chamber, which creates enormous difficulties in maintaining the actual process of cyclic detonation as such, leading to processes continuous combustion and making atomization impossible with this equipment. In particular, an increase in the rated power of the gun and, consequently, the temperature of the gas injection system makes it difficult to cool the gases produced in the blast cycle, and when the latter is returned through the channels of the injection system, it causes a cyclic interruption in the supply of oxidizer and fuel to the chamber.
В оборудовании, описанном в заявке PCT/ES 97/000223, газы, возвращаясь в камеру сгорания, действуют как изолирующий барьер между газами, полученными в предыдущем взрывном цикле, и новой газовой смесью, образовавшейся в камере сгорания, предотвращая самовоспламенение. Вместе с тем, эксплуатация этого механизма на высоких частотах затруднена из-за увеличения температуры камеры сгорания, уменьшения объема возвратных газов, действующих как изолирующий барьер, и их быстрого возврата в камеру сгорания в результате большего давления в линиях подачи. В вышеописанных детонационных устройствах это приводит к самовоспламенению горючей смеси и созданию процесса непрерывного сгорания.In the equipment described in PCT / ES 97/000223, the gases returning to the combustion chamber act as an insulating barrier between the gases obtained in the previous blast cycle and the new gas mixture formed in the combustion chamber, preventing self-ignition. At the same time, the operation of this mechanism at high frequencies is difficult due to an increase in the temperature of the combustion chamber, a decrease in the volume of return gases acting as an insulating barrier, and their rapid return to the combustion chamber as a result of greater pressure in the supply lines. In the above detonation devices, this leads to self-ignition of the combustible mixture and the creation of a continuous combustion process.
Как описано в этом разделе, современным детонационным пистолетам присуще дополнительное ограничение, которое вытекает из типов применяемых устройств для подачи порошков, поскольку эти устройства не гарантируют надлежащую текучесть порошка при высоких скоростях подачи. В этом смысле можно заметить, что современные конструкции подвержены серьезным проблемам засорения и отложений на стенках каналов подачи в случаях превышения некоторого количества впрыскиваемого порошка, и это очень затрудняет непрерывную и устойчивую работу. Основной причиной этого являются геометрические особенности устройств впрыска порошков и/или температурные особенности, связанные со взрывным процессом. В устройстве впрыска, описанном в заявке PCT/ES 98/00015 того же заявителя, порошок вводится в ствол через единственное отверстие, а затем транспортируется горячими газами, образовавшимися во взрывном цикле. Любые увеличения количества порошка, газов и рабочей частоты с целью увеличения производительности процесса распыления вскоре наталкиваются на присущее устройствам подачи ограничение, такое как упомянутое выше, поскольку вследствие скопления материала в локальной области и увеличения температуры газов, которые взаимодействуют с порошком в форсунке, возникают вышеупомянутые проблемы засорения и отложения.As described in this section, modern detonation guns have an additional restriction that stems from the types of powder delivery devices used, since these devices do not guarantee proper powder flow at high feed rates. In this sense, it can be noted that modern designs are subject to serious problems of clogging and deposits on the walls of the feed channels in cases where a certain amount of injected powder is exceeded, and this makes continuous and stable operation very difficult. The main reason for this is the geometric features of the powder injection devices and / or the temperature features associated with the blasting process. In the injection device described in PCT / ES 98/00015 of the same applicant, the powder is introduced into the barrel through a single hole, and then transported by the hot gases generated in the blast cycle. Any increase in the amount of powder, gases, and operating frequency in order to increase the productivity of the spraying process will soon encounter a restriction inherent in the supply devices, such as the one mentioned above, because due to the accumulation of material in the local area and the increase in temperature of the gases that interact with the powder in the nozzle, the above problems arise clogging and deposits.
С другой стороны, существуют технологии распыления, известные под названием HVOF, которые обуславливают не циклические взрывы, а непрерывное сгорание, применяемое при формировании сверхзвукового потока горячих газов, которые действительно используются в процессе термического распыления, и в таком случае требуются очень большие скорости течения газов, чтобы поддержать эту необходимую сверхзвуковую скорость течения для получения покрытий с хорошим техническим качеством.On the other hand, there are atomization technologies known as HVOF, which do not cause cyclic explosions, but continuous combustion, which is used to form a supersonic flow of hot gases, which are actually used in the process of thermal atomization, and in this case very high gas flow rates are required, to maintain this necessary supersonic flow rate to obtain coatings with good technical quality.
Благодаря непрерывности HVOF-процессов более современные конструкции HVOF-пистолетов имеют такую способность к обработке порошка за единицу времени, которая превышает способность к обработке порошка за единицу времени у традиционных систем детонационного распыления, хотя современные конструкции по-прежнему страдают похожими проблемами засорения и отложений в распыляющих соплах при впрыскивании порошка.Due to the continuity of HVOF processes, more modern designs of HVOF guns have such a powder processing ability per unit time that exceeds the powder processing capacity per unit time of traditional detonation spraying systems, although modern designs still suffer from similar problems of clogging and deposits in spray guns nozzles when injecting powder.
Вместе с тем, меньший термодинамический кпд процессов непрерывного сгорания по сравнению с взрывными процессами (импульсного или циклического сгорания) приводит к тому, что количество газов и порошков, необходимое для осаждения того же количества порошка, становится больше в HVOF-системах, и это приводит к ухудшению использования ресурсов и возникновению дополнительных эксплуатационных проблем вследствие больших рабочих мощностей, применяемых в HVOF-системах с высокой обрабатывающей способностью.At the same time, the lower thermodynamic efficiency of continuous combustion processes compared with explosive processes (pulsed or cyclic combustion) leads to the fact that the amount of gases and powders required to deposit the same amount of powder becomes larger in HVOF systems, and this leads to the deterioration of resource use and the emergence of additional operational problems due to the large operating capacities used in HVOF systems with high processing ability.
Поэтому желательно иметь пистолет-распылитель, в котором применяется импульсный взрывной процесс с высоким термодинамическим кпд при использовании газов и материалов-предшественников, обеспечивающий значительное увеличение количества порошка, обрабатываемого за единицу времени, и поддержание типовых характеристик покрытия, получаемого в детонационных технологиях.Therefore, it is desirable to have a spray gun that uses a pulsed blasting process with high thermodynamic efficiency when using gases and precursor materials, providing a significant increase in the amount of powder processed per unit time and maintaining the typical characteristics of the coating obtained in detonation technologies.
Описание сущности изобретенияDescription of the invention
Детонационный пистолет-распылитель согласно изобретению обеспечивает работу на более высоких частотах, чем в современных устройствах, при большом объеме подачи порошка, за счет чего достигаются более высокие скорости осаждения даже по сравнению со скоростями осаждения, получаемыми с помощью современного HVOF-оборудования непрерывного сгорания, но с поддержанием более высокого термодинамического кпд взрывных процессов при использовании газов и их предшественников, а также с вытекающей отсюда большей производительностью.The detonation spray gun according to the invention provides operation at higher frequencies than in modern devices, with a large volume of powder supply, due to which higher deposition rates are achieved even in comparison with the deposition rates obtained using modern HVOF continuous combustion equipment, but with the maintenance of a higher thermodynamic efficiency of explosive processes when using gases and their predecessors, as well as with the resulting greater productivity.
Современная система детонационного распыления основана на образовании горючих газообразных смесей разных составов в разных зонах камеры, что становится возможным благодаря специальной конструкции газовых форсунок и камеры сгорания, применению динамических клапанов и непосредственного раздельного впрыска топлива и окислителя без предварительного их смешения перед камерой сгорания.The modern detonation spraying system is based on the formation of combustible gaseous mixtures of various compositions in different areas of the chamber, which is made possible thanks to the special design of gas nozzles and the combustion chamber, the use of dynamic valves and direct separate injection of fuel and oxidizer without first mixing them in front of the combustion chamber.
Во-первых, чтобы обеспечить работу пистолета на высоких частотах с большими объемами газов, приходящимися на взрыв, предусмотрено осуществление подачи газов в камеру сгорания в нескольких точках, пространственно распределенных по всей камере сгорания, так что газообразные смеси образуются с локально изменяющимися составами в различных зонах внутри этой камеры, обеспечивая получение взрывов с большей энергией на более высоких частотах и поддержание устойчивой циклической работы.Firstly, in order to ensure the operation of the gun at high frequencies with large volumes of gases attributable to the explosion, it is envisaged to supply gases to the combustion chamber at several points spatially distributed throughout the combustion chamber, so that gaseous mixtures form with locally varying compositions in different zones inside this chamber, providing explosions with greater energy at higher frequencies and maintaining stable cyclic operation.
Внутри камеры сгорания непосредственно перед отверстиями, применяемыми для подачи окислителя, имеется выступ, расположенный по внутреннему периметру камеры и который определяет сужение внутреннего диаметра камеры сгорания, ограничивая кольцевой объем, в который подается исключительно топливо через несколько распределителей, расположенных в самой задней зоне камеры сгорания. Этот ограниченный объем благоприятствует теплообмену газов, получаемых при взрыве, с охлажденной стенкой камеры, а также обеспечивает увеличение объема газов, который действует как изолирующий барьер между газами, участвующими в двух последовательных взрывных циклах, и таким образом упрощает поддержание импульсного процесса в ситуации, обуславливаемой высокими скоростями течения газов и высокой частотой, достижение которых является задачей этого изобретения.Inside the combustion chamber immediately before the openings used to supply the oxidizer, there is a protrusion located on the inner perimeter of the chamber and which determines the narrowing of the inner diameter of the combustion chamber, limiting the annular volume into which fuel is supplied exclusively through several distributors located in the rear zone of the combustion chamber. This limited volume favors the heat exchange of the gases produced by the explosion with the cooled chamber wall, and also provides an increase in the volume of gases, which acts as an insulating barrier between the gases involved in two successive explosive cycles, and thus simplifies the maintenance of the pulse process in a situation caused by high gas flow rates and high frequency, the achievement of which is the object of this invention.
В соответствии с этой рабочей схемой после каждого зажигания свечи зажигания распространение ударной и тепловой волны, создаваемой посредством взрывного процесса, возвращается в упомянутый ограниченный кольцевой объем, вызывая сгорание и разложение топлива, присутствующего в этом объеме, а также создавая избыточное давление, которое вызывает прерывание подачи топлива и даже проникновение продуктов сгорания по распределительным каналам. Высокие скорости течения газов, необходимые для работы на высоких частотах, вызывают уменьшение влияния этого последнего фактора, так что новое топливо имеет возможность быстро проникать в камеру сгорания по распределительным каналам, однако такой эффект компенсируется наличием этого ограниченного кольцевого объема в камере сгорания, содержимое которого образует достаточное количество газа для действия в качестве изолирующего барьера между горячими газами, возникшими во время предшествующего взрыва, и новыми газами, подаваемыми в камеру сгорания.In accordance with this working scheme, after each ignition of the spark plug, the propagation of the shock and heat wave generated by the explosive process returns to the limited annular volume, causing combustion and decomposition of the fuel present in this volume, as well as creating excessive pressure, which causes an interruption in supply fuel and even the penetration of combustion products through the distribution channels. The high gas flow rates necessary for operating at high frequencies cause a decrease in the influence of this last factor, so that the new fuel can quickly penetrate the combustion chamber through the distribution channels, however, this effect is compensated by the presence of this limited annular volume in the combustion chamber, the contents of which form sufficient gas to act as an insulating barrier between the hot gases generated during the preceding explosion and the new gases supplied to combustion moderation.
Подача окислителя начинается в зонах, близких к точке зажигания (свече зажигания), для образования локальной смеси, обедненной кислородом, при впрыскивании в этой зоне максимум 25-% его общего объема, подаваемого в каждом цикле, наряду с локальным впрыскиванием всего количества топлива, подаваемого в камеру сгорания.The oxidant supply starts in zones close to the ignition point (spark plug), for the formation of a local mixture depleted in oxygen by injecting in this zone a maximum of 25% of its total volume supplied in each cycle, along with local injection of the entire amount of fuel supplied into the combustion chamber.
Остаток окислителя вводится в камеру сгорания в более выдвинутых положениях, т.е. ближе к полому стволу, так что фронт сгорания, который возникает при каждом зажигании свечи зажигания, сталкивается со смесями, которые более обогащены окислителем, по мере его продвижения вдоль камеры сгорания, увеличивая свою скорость и энергию и вызывая весьма энергичные взрывы, которые пригодны для получения высококачественных покрытий.The remainder of the oxidizing agent is introduced into the combustion chamber in more advanced positions, i.e. closer to the hollow barrel, so that the combustion front that occurs with each ignition of the spark plug collides with mixtures that are more enriched with the oxidizing agent as it moves along the combustion chamber, increasing its speed and energy and causing very energetic explosions that are suitable for high quality coatings.
Таким образом, в пределах одного и того же объема камеры и одного и того же взрывного цикла можно получить зоны большей и меньшей энергии. В частности, новая конструкция камеры сгорания и системы впрыска газа благоприятствует подводу энергии в зону, расположенную ближе к месту впрыска окислителя, и в то же время уменьшает энергию взрыва в задней зоне камеры сгорания, увеличивая тем самым кпд системы впрыска при охлаждении газов, которые сопровождают повторно отходящую волну давления, и способствуя непрерывности процесса циклической детонации при более высоких частотах, чем в предшествующих устройствах.Thus, within the same chamber volume and the same explosive cycle, zones of higher and lower energy can be obtained. In particular, the new design of the combustion chamber and gas injection system favors the supply of energy to the area closer to the injection site of the oxidizer, and at the same time reduces the explosion energy in the rear zone of the combustion chamber, thereby increasing the efficiency of the injection system when cooling gases that accompany repeatedly outgoing pressure wave, and contributing to the continuity of the cyclic detonation process at higher frequencies than in previous devices.
Согласно предпочтительной конструкции форсунка окислителя расположена концентрично внутри камеры сгорания и имеет удлиненную часть на одном конце, которая проходит практически до ствола пистолета, причем эта удлиненная часть включает множество отверстий, расположенных под острым углом относительно ствола пистолета, для впрыска окислителя в камеру сгорания.According to a preferred construction, the oxidizer nozzle is concentrically located inside the combustion chamber and has an elongated part at one end that extends almost to the gun barrel, and this elongated part includes many holes located at an acute angle with respect to the gun barrel to inject the oxidizer into the combustion chamber.
Вторая характеристика пистолета, являющегося объектом этого изобретения, относится к введению системы подачи продуктов в любой точке ствола, т.е. системы, которая при использовании ее для впрыска порошка покрытия обеспечивает увеличение количества порошка, подаваемого в пистолет за единицу времени, и, следовательно, количества порошка, осаждаемого на подложке за единицу времени, а также увеличение производительности пистолета.The second characteristic of the gun, which is the object of this invention, relates to the introduction of a product feeding system anywhere in the barrel, i.e. system, which when used for injection of powder coating provides an increase in the amount of powder supplied to the gun per unit time, and, therefore, the amount of powder deposited on the substrate per unit time, as well as an increase in productivity of the gun.
По этой причине ствол содержит кольцевую камеру в некоторой промежуточной точке ствола, снабженную одним или несколькими впускными каналами для подачи материала, так что продукт, вводимый через них, достигает внутреннего пространства ствола, имея кольцевое распределение, позволяющее получить надлежащую смесь с газами, присутствующими в стволе, и избежать образования высоких концентраций материала в конкретных зонах, что происходит в случае применения традиционных форсунок, содержащих радиальные отверстия.For this reason, the barrel contains an annular chamber at some intermediate point of the barrel, equipped with one or more inlet channels for supplying material, so that the product introduced through them reaches the inner space of the barrel, having an annular distribution that allows you to get the proper mixture with the gases present in the barrel , and to avoid the formation of high concentrations of material in specific areas, which occurs in the case of the use of traditional nozzles containing radial holes.
Применение каналов подачи этого типа для впрыска порошка покрытия обеспечивает надлежащее распределение порошка, так как вместо введения в ствол в одной точке порошок вводят через кольцевую камеру, и поэтому он распределяется более равномерно, что обеспечивает уменьшение объемной плотности порошка, впрыскиваемого на единицу площади, уменьшение засорения, а также увеличение количества порошка, вводимого в пистолет.The use of this type of feed channels for injection of coating powder ensures proper powder distribution, since instead of being introduced into the barrel at one point, the powder is introduced through an annular chamber, and therefore it is distributed more evenly, thereby reducing the bulk density of the powder injected per unit area, reducing clogging as well as an increase in the amount of powder introduced into the gun.
В соответствии с еще одной характеристикой изобретения предусмотрено, что упомянутая кольцевая камера имеет форму фланца, разделяющего ствол на два сегмента, для обеспечения демонтажа фланца с целью технического обслуживания каналов впрыска, при этом передняя часть ствола, соответствующая выходному жерлу, выполнена с возможностью замены другой частью, имеющей отличающиеся характеристики, чтобы один и тот же пистолет мог иметь несколько конфигураций, включая разные длины, что обеспечивает покрытия из различных материалов, которые требуют большей или меньшей тепловой и/или кинетической энергии и, следовательно, более длинного или более короткого ствола.In accordance with another characteristic of the invention, it is provided that said annular chamber is in the form of a flange dividing the barrel into two segments to allow for the dismantling of the flange for maintenance of the injection channels, while the front part of the barrel corresponding to the outlet vent can be replaced by another part having different characteristics so that the same gun can have several configurations, including different lengths, which provides coatings of various materials that require the coziness of greater or lesser thermal and / or kinetic energy and, therefore, of a longer or shorter trunk.
Аналогичным образом можно также соединять сегменты ствола, имеющие различные диаметры, соответствующие типу используемого порошка покрытия или специальным характеристикам современного процесса.Similarly, barrel segments having different diameters corresponding to the type of coating powder used or to the special characteristics of a modern process can also be connected.
Также предусмотрен фланец, который включает в себя кольцевую форсунку, сочленяемую с пистолетом посредством устройства, обеспечивающего создание изменяемого промежутка между фланцем и стволом, а также впуск внешнего воздуха между этими двумя деталями, при этом обеспечивается независимость одной из этих деталей от другой, вследствие чего в некоторых случаях можно повысить результаты работы пистолета.A flange is also provided, which includes an annular nozzle articulated with a gun by means of a device providing the creation of a variable gap between the flange and the barrel, as well as the intake of external air between these two parts, while ensuring the independence of one of these parts from the other, as a result of which In some cases, gun performance can be enhanced.
В соответствии с еще одной из характеристик изобретения предусмотрен также фланец, который содержит вторую кольцевую камеру, имеющую свои соответствующие впускные каналы для подачи материала и открывающуюся внутрь ствола, а также обеспечивающую впрыск продукта с такими же характеристиками, что и у продукта, вводимого через основную камеру, или с отличающимися характеристиками. В частности, можно вводить порошки различных типов или распределять подачу порошка по длине ствола, что позволит добиться повышенной универсальности состава получаемых покрытий.In accordance with another characteristic of the invention, there is also provided a flange which comprises a second annular chamber having its respective inlet channels for supplying material and opening into the barrel, as well as providing injection of a product with the same characteristics as the product introduced through the main chamber , or with different characteristics. In particular, it is possible to introduce powders of various types or to distribute the supply of powder along the length of the barrel, which will allow for increased versatility of the composition of the resulting coatings.
Можно также использовать вышеупомянутую систему подачи для впрыска активных газов таким образом, что это даст возможность локального изменения характера смеси, создающей условия взрывного процесса; например эти активные газы могут изменять энергетические характеристики реального процесса распыления как такового, изменяя температуры и скорости, сообщаемые распыляемым частицам, или они могут также создавать термохимическую окружающую среду, которая создает условия реакционного взаимодействия между этими газами и осаждаемыми частицами или даже приводит к синтезу материалов, осаждаемых во время процесса распыления.You can also use the aforementioned supply system for the injection of active gases in such a way that it will enable local changes in the nature of the mixture, creating the conditions of an explosive process; for example, these active gases can change the energy characteristics of a real atomization process per se, changing the temperatures and velocities communicated to the sprayed particles, or they can also create a thermochemical environment that creates the conditions for the reaction between these gases and the particles to be deposited, or even leads to the synthesis of materials, deposited during the spraying process.
Конечно, описанная кольцевая форсунка может быть одиночной, сдвоенной или множественной, содержащей один или несколько впускных каналов подачи продуктов, а вдоль ствола можно установить одну или несколько форсунок этого типа.Of course, the described annular nozzle can be single, double or multiple, containing one or more product inlet channels, and one or more nozzles of this type can be installed along the barrel.
Следовательно, посредством предложенной системы подачи можно произвольно изменять условия работы пистолета, поскольку можно впрыскивать продукты всех типов, которые могут обуславливать изменение как условий процесса распыления, так и состава покрытия, и этот впрыск станет осуществимым в любой точке ствола, вследствие чего, как уже упоминалось, размеры ствола можно изменять быстро и просто, достигая необычайной гибкости в эксплуатации пистолета, а значит и в его способности обрабатывать широкий круг материалов.Therefore, using the proposed feed system, it is possible to arbitrarily change the operating conditions of the gun, since it is possible to inject products of all types, which can cause a change in both the conditions of the spraying process and the composition of the coating, and this injection will become feasible at any point in the barrel, as a result of which, as already mentioned , the dimensions of the barrel can be changed quickly and simply, achieving extraordinary flexibility in the operation of the gun, and therefore in its ability to handle a wide range of materials.
Можно также использовать описанную кольцевую форсунку для введения инертного газа с целью уменьшения теплопередачи между газами, получаемыми при взрыве, и охлажденной стенкой ствола, обеспечивая, таким образом, наиболее выгодное использование этих газов.You can also use the described annular nozzle for introducing inert gas in order to reduce heat transfer between the gases produced by the explosion and the cooled barrel wall, thus ensuring the most beneficial use of these gases.
В соответствии с этой конструкцией газы, получаемые при распространении взрыва вдоль центральной зоны ствола в его выходном сегменте, а также газы, впрыскиваемые посредством указанной кольцевой камеры, протекают в контакте со стенкой ствола, образуя разновидность подвижной цилиндрической пленки, которая уменьшает потери тепла газов, получаемых при взрыве, возникающие за счет контакта с охлажденной трубкой, которая образует ствол, и это определяет улучшенные рабочие характеристики пистолета.In accordance with this design, the gases produced by the explosion propagating along the central zone of the barrel in its outlet segment, as well as the gases injected by the said annular chamber, flow in contact with the barrel wall, forming a kind of movable cylindrical film that reduces the heat loss of the gases produced explosion caused by contact with a chilled tube that forms the barrel, and this determines the improved performance of the gun.
Кроме того, пленка окружающих газов образует в жерле ствола так называемый виртуальный ствол, увеличивающий в осевом направлении размер реального ствола как такового, уменьшая и задерживая смешение продуктов взрывного процесса с газами в окружающей среде, что приводит к лучшему плавлению частиц порошка в более коротком, более легком стволе, а это позволяет получить покрытие с лучшими свойствами.In addition, the film of surrounding gases forms a so-called virtual barrel in the hole of the barrel, increasing in the axial direction the size of the real barrel as such, reducing and delaying the mixing of the products of the explosive process with gases in the environment, which leads to better melting of the powder particles in a shorter, more light trunk, and this allows you to get a coating with better properties.
При использовании легко окисляемых порошков можно осуществлять их впрыск с инертным газом, так что порошок оказывается защищенным от окружающего воздуха за счет того, что окружен этим газом, вследствие чего повышается качество получаемого слоя или покрытия.When using easily oxidizable powders, they can be injected with an inert gas, so that the powder is protected from ambient air due to being surrounded by this gas, thereby improving the quality of the resulting layer or coating.
Описание чертежейDescription of drawings
Чтобы придать приводимому описанию законченный характер и способствовать лучшему пониманию характеристик изобретения в соответствии с предпочтительным примером его осуществления на практике, представлен комплект чертежей, являющийся неотъемлемой частью упомянутого описания, при этом нижеследующие чертежи представлены в иллюстративном, а не ограничительном смысле.In order to give the description that has been completed to the character and to contribute to a better understanding of the characteristics of the invention in accordance with a preferred example of its implementation in practice, a set of drawings is presented, which is an integral part of the above description, while the following drawings are presented in an illustrative rather than restrictive sense.
Фиг.1 изображает в разрезе пистолет, являющийся объектом этого изобретения, а также одну из кольцевых форсунок материалов, встроенную в ствол;Figure 1 depicts a sectional view of the gun, which is the object of this invention, as well as one of the ring nozzles of materials built into the barrel;
фиг.2 - в разрезе камеру сгорания предлагаемого детонационного пистолета с новой системой впрыска газов для образования смесей разного состава в различных зонах камеры;figure 2 is a sectional view of the combustion chamber of the proposed detonation gun with a new gas injection system for the formation of mixtures of different composition in different areas of the chamber;
фиг.3 - форсунку для материала, встроенную в ствол согласно варианту, в соответствии с которым кольцевая форсунка также включает в себя вспомогательный вход для продуктов. Кроме того, на этом чертеже показан фланец, который включает в себя упомянутую форсунку, для обеспечения соединения двух сегментов ствола с разными диаметрами;figure 3 - nozzle for material, built into the barrel according to a variant, in accordance with which the annular nozzle also includes an auxiliary input for products. In addition, this drawing shows a flange that includes the nozzle, to ensure the connection of two segments of the barrel with different diameters;
фиг.4 - вариант форсунки для материала, приведенной на фиг.3, в которой выходы для материала представляют собой множество отверстий, открытых внутрь ствола;figure 4 is a variant of the nozzle for the material shown in figure 3, in which the outlets for the material are a lot of holes open inside the barrel;
фиг.5 - фланец, включающий кольцевую форсунку, содержащую разделительные средства, позволяющие изменять расстояние между фланцем и сегментом ствола, обеспечивая тем самым регулируемый промежуток между двумя деталями для ввода внешнего воздуха;5 is a flange comprising an annular nozzle containing separation means that allow you to change the distance between the flange and the barrel segment, thereby providing an adjustable gap between the two parts for the input of external air;
фиг.6 - кольцевую форсунку с продольными пазами и с диаметральным сужением-расширением;6 is an annular nozzle with longitudinal grooves and with a diametric narrowing-expansion;
фиг.7 - кольцевую форсунку, в которой выпускной канал, сообщающийся со стволом, снабжен множеством радиальных отверстий и осевым кольцом подачи.7 is an annular nozzle in which the outlet channel in communication with the barrel is provided with a plurality of radial holes and an axial feed ring.
На чертежах показано, что пистолет, являющийся объектом изобретения, содержит камеру (1) сгорания и ствол (2) подходящей длины, который открыт на одном конце (3), закрыт на другом конце и содержит один или несколько сегментов (2), (2'), соединенных фланцами (7), (7'), которые могут включать в себя впускные каналы для продуктов.The drawings show that the gun, which is the object of the invention, contains a combustion chamber (1) and a barrel (2) of suitable length, which is open at one end (3), closed at the other end and contains one or more segments (2), (2 ') connected by flanges (7), (7'), which may include product inlets.
Камера (1) сгорания содержит средство в виде форсунки (5) топлива, средство в виде форсунки (4) окислителя и свечу (6) зажигания, предназначенную для воспламенения смеси топлива и окислителя, получаемой в камере сгорания. Кроме того, она включает в себя соединители, которые соответствуют контуру охлаждения (не показан) пистолета, в котором используется, например, вода.The combustion chamber (1) contains means in the form of a nozzle (5) of fuel, means in the form of a nozzle (4) of an oxidizer and a spark plug (6) designed to ignite the mixture of fuel and oxidizer obtained in the combustion chamber. In addition, it includes connectors that correspond to the cooling circuit (not shown) of the gun, which uses, for example, water.
Как можно увидеть на фиг.2, камера (1) сгорания содержит заднюю зону, расположенную как раз перед отверстиями (17), используемыми для подачи окислителя, выступ (14), расположенный по внутреннему периметру камеры и который определяет сужение, ограничивающее кольцевой объем (11), в который подается исключительно топливо, причем подача осуществляется через отверстия (16), находящиеся во втулке, которая концентрична по отношению к камере сгорания, или непосредственно в стенках (5) и открывающиеся в эту камеру в самом заднем положении (11) перед выступом (14).As can be seen in figure 2, the combustion chamber (1) contains a rear zone located just in front of the holes (17) used to supply the oxidizing agent, a protrusion (14) located on the inner perimeter of the chamber and which defines a narrowing that limits the annular volume ( 11), which is supplied exclusively with fuel, and the supply is through holes (16) located in the sleeve, which is concentric with respect to the combustion chamber, or directly in the walls (5) and opening into this chamber in the most rear position (11) before protrusion ( 14).
Одна из основных характеристик пистолета согласно изобретению заключается в том, что он включает в себя устройство (4) для подачи окислителя (например, кислорода), расположенное концентрично камере (1) сгорания внутри нее и имеющее удлиненную часть на одном конце, которая проходит практически до зоны, которая сообщается со стволом (13) пистолета, и включает множество отверстий (17), (18) для подачи окислителя, например кислорода, что обеспечивает подачу этого окислителя в различные места, распределенные по всей камере сгорания.One of the main characteristics of the gun according to the invention is that it includes a device (4) for supplying an oxidizing agent (for example, oxygen) located concentrically to the combustion chamber (1) inside it and having an elongated part at one end that extends almost to zone, which communicates with the barrel (13) of the gun, and includes many holes (17), (18) for supplying an oxidizing agent, such as oxygen, which provides the supply of this oxidizing agent to various places distributed throughout the combustion chamber.
В частности, первое множество отверстий (17) для подачи окислителя предусмотрено в первом месте, близком к зоне (12) зажигания, причем удлиненная часть (15) устройства (4) для подачи включает в себя другие каналы (18) подачи окислителя, разнесенные по длине удлиненной части и применяемые для постепенного обогащения смеси во время ее продвижения по направлению к зоне камеры, сообщающейся со стволом (13).In particular, a first plurality of oxidant supply openings (17) are provided in a first place close to the ignition zone (12), the elongated part (15) of the supply device (4) includes other oxidant supply channels (18) spaced apart the length of the elongated part and used for the gradual enrichment of the mixture during its advancement towards the zone of the chamber in communication with the barrel (13).
Еще одна важная характеристика изобретения заключается в том, что ствол (2) пистолета включает в себя одну или несколько кольцевых камер (9) расширения и распределения, имеющих собственные впускные каналы (8) для подачи соответствующих продуктов, причем камеры (9) открываются внутрь ствола (2) через кольцевые выпускные каналы (10), направленные к выходному каналу ствола.Another important characteristic of the invention is that the barrel (2) of the gun includes one or more annular chambers (9) of expansion and distribution having their own inlet channels (8) for supplying the respective products, the chambers (9) opening into the barrel (2) through the annular outlet channels (10) directed to the output channel of the barrel.
Кольцевые камеры (9) созданы внутри фланцев (7) независимо от ствола (2) и могут быть прикреплены к нему любым способом, так что эти фланцы (7) вместе с сегментом или сегментами (2), (2') ствола можно заменять или снимать, имея несколько стволов для одного пистолета, включая стволы различных длин или диаметров, что дополнительно позволяет проводить значительно упрощенные операции технического обслуживания каналов впрыска и обеспечивает существенное изменение эксплуатационных особенностей единственного пистолета с использованием наиболее подходящей конфигурации для каждого случая.The annular chambers (9) are created inside the flanges (7) independently of the barrel (2) and can be attached to it in any way, so that these flanges (7) together with the segment or segments (2), (2 ') of the barrel can be replaced or shoot with several barrels for one gun, including barrels of various lengths or diameters, which additionally allows for significantly simplified maintenance operations of the injection channels and provides a significant change in the operational features of a single gun using the most suitable appropriate configuration for each occasion.
На фиг.1 и 6 представлен ствол с концевым сегментом (2') того же диаметра, что и первый сегмент (2), тогда как на фиг. 3 и 5 показан ствол, в котором концевой сегмент (2') имеет больший диаметр, чем первый сегмент (2).Figures 1 and 6 show a barrel with an end segment (2 ') of the same diameter as the first segment (2), while in Fig. 3 and 5 show a barrel in which the end segment (2 ') has a larger diameter than the first segment (2).
Как можно увидеть на фиг. 5, в соответствии с еще одной характеристикой изобретения фланец (7) может включать в себя разделительное устройство (19), которое обеспечивает изменяемый промежуток между фланцем (7) и начальным сегментом (2) ствола, так что можно установить регулируемый промежуток между ними для обеспечения впуска внешнего воздуха.As can be seen in FIG. 5, in accordance with another characteristic of the invention, the flange (7) may include a separation device (19) that provides a variable gap between the flange (7) and the initial segment (2) of the barrel, so that you can set an adjustable gap between them to ensure external air inlet.
Канал (8) подачи можно использовать для впрыска порошка покрытия, достигая этим надлежащего распределения этого порошка и минимизируя объемную плотность порошка, вводимого на единицу площади, поскольку вместо ввода в ствол в единственной точке порошок попадает в него через камеры (9) и кольцевые выходные каналы (10), то есть в более гомогенной и распределенной форме.The feed channel (8) can be used to inject the coating powder, thereby achieving a proper distribution of this powder and minimizing the bulk density of the powder introduced per unit area, since instead of entering the barrel at a single point, the powder enters it through the chambers (9) and the annular output channels (10), i.e. in a more homogeneous and distributed form.
Кольцевой канал подачи можно также использовать для впрыска активных, реактивных или нейтральных веществ, таких как, например, топливо, кислород или азот, и т.д., изменяя за счет этого условия реального процесса термического распыления и создавая возможность изменять параметры на основе впрыска различных продуктов в разных точках внутри ствола.The annular feed channel can also be used for injection of active, reactive or neutral substances, such as, for example, fuel, oxygen or nitrogen, etc., thereby changing the conditions of the actual process of thermal spraying and making it possible to change parameters based on the injection of various products at different points inside the trunk.
При наличии этой основной конструкции и в соответствии с фиг.3 и 4 один и тот же фланец (7) помимо уже упомянутой кольцевой камеры (9) может включать в себя вторую кольцевую камеру (20), имеющую собственные соответствующие впускной (21) и выпускной (22) каналы, предназначенные для образования вспомогательной форсунки продуктов, которые могут быть теми же, что и впрыскиваемые через основную камеру (9) подачи, или другими, и поэтому создается возможность, например, впрыска разных порошков для формирования покрытий из двух или более разных материалов.With this basic structure and in accordance with FIGS. 3 and 4, the same flange (7), in addition to the already mentioned annular chamber (9), may include a second annular chamber (20) having its own corresponding inlet (21) and outlet (22) channels intended for the formation of an auxiliary nozzle of products that can be the same as those injected through the main supply chamber (9), or others, and therefore it is possible, for example, to inject different powders to form coatings of two or more different materials.
Кроме того, как можно увидеть на упомянутых фиг.3 и 4, диаметр сегмента (2') ствола больше, чем диаметр первого сегмента (2), более точно, диаметр второго сегмента (2') совпадает с внешним или максимальным диаметром кольцевого выпускного канала (10') на выходе из камеры (9), тоже кольцевой, и в то же время больше, чем внутренний диаметр первого сегмента (2) упомянутого ствола, причем, как уже говорилось и в соответствии с задачей изобретения, газ, впрыскиваемый через входной канал (8), выходит из выпускного канала (10), образуя разновидность пленки, которая также является кольцевой и находится между стенкой реального ствола в сегменте (2') и горячими газами, полученными при взрыве, затрудняя контакт между ними и охлажденным стволом и, следовательно, обеспечивая уменьшение потерь энергии.In addition, as can be seen in the aforementioned FIGS. 3 and 4, the diameter of the barrel segment (2 ') is larger than the diameter of the first segment (2), more precisely, the diameter of the second segment (2') coincides with the outer or maximum diameter of the annular outlet channel (10 ') at the outlet of the chamber (9), also annular, and at the same time larger than the inner diameter of the first segment (2) of the aforementioned barrel, and, as already mentioned in accordance with the object of the invention, the gas injected through the inlet channel (8) exits the exhaust channel (10), forming a kind of film that akzhe is annular and lies between the real borehole wall segment (2 ') and the hot gases obtained during the explosion, making it difficult to contact between them and the cooled barrel and thus providing a reduction in energy loss.
Фланец (7), показанный на фиг.1, обеспечивает соединение двух сегментов (2, 2') ствола, имеющих одинаковый диаметр, причем это соединение можно также осуществить при компоновке, показанной на фиг.6, где два сегмента (2, 2') ствола, имеющие одинаковый диаметр, соединены посредством постепенного уменьшения диаметра в концевой зоне первого сегмента (2) ствола и последующего постепенного расширения в соответствии с выходным каналом (10) кольцевой камеры (9).The flange (7) shown in figure 1, provides the connection of two segments (2, 2 ') of the barrel having the same diameter, and this connection can also be done with the arrangement shown in Fig.6, where two segments (2, 2' ) the barrel having the same diameter are connected by gradually reducing the diameter in the end zone of the first segment (2) of the barrel and subsequent gradual expansion in accordance with the output channel (10) of the annular chamber (9).
Как можно увидеть на фиг.4, один из выпускных каналов (22') для доступа в ствол может быть реализован не в виде непрерывного кольцевого паза, а в виде совокупности отверстий, расположенных, по существу, в форме кольца. На фиг.1 и 6 также показано, что в выпускных каналах (10) имеются продольные пазы (23), выполняющие функцию увеличения количества порошка, который можно обрабатывать с помощью тех же конструктивных элементов. Эти конфигурации можно использовать в любом из выпускных каналов любой из форсунок материалов, встроенных в пистолет.As can be seen in figure 4, one of the outlet channels (22 ') for access to the barrel can be implemented not in the form of a continuous annular groove, but in the form of a set of holes located essentially in the form of a ring. 1 and 6 also show that in the outlet channels (10) there are longitudinal grooves (23) that perform the function of increasing the amount of powder that can be processed using the same structural elements. These configurations can be used in any of the outlet channels of any of the nozzles of materials built into the gun.
На фиг. 7 показано, что выпускной канал (10) помимо того, что он находится в кольцевом аксиальном сообщении со стволом, включает в себя множество отверстий (24) вдоль своей длины, которые открываются в радиальном направлении внутри ствола и обеспечивают более распределенную подачу продуктов. Эти конфигурации можно использовать в любом из выпускных каналов любой из форсунок материалов, встроенных в пистолет.In FIG. 7 shows that the outlet channel (10), in addition to being in axial axial communication with the barrel, includes many holes (24) along their length, which open in the radial direction inside the barrel and provide a more distributed flow of products. These configurations can be used in any of the outlet channels of any of the nozzles of materials built into the gun.
Выпускным каналам (10), связывающим кольцевые камеры (9) с внутренним пространством ствола (2), придана конфигурация каналов, образованных внутренней стенкой ствола и осевым буртиком (25) во фланце (7), что, с одной стороны, обеспечивает правильное распределение материала внутри ствола, а с другой стороны, обеспечивает регулирование взаимодействия между газами, получаемыми за счет взрыва, и материалами, подаваемыми в кольцевые камеры (9). Этим выпускным каналам можно придать конфигурацию кольцевых каналов, комбинация длины и сечения которых может быть переменной, и выполнить радиальные каналы в виде отверстий (24) и пазов (23). В конечном счете, геометрия выпускного канала (10) определяется характеристиками продукта, впрыскиваемого в ствол, и свойствами покрытия, которое надлежит получить. Например, если материал, подаваемый в ствол, является газом и должен быть использован для изоляции газов, получаемых при взрыве, от охлажденных стенок ствола, то наиболее приемлемый выпускной канал должен иметь конфигурацию, аналогичную каналу, обозначенному позицией (10) на фиг.6. С другой стороны, для подачи материала в форме порошка более подходящей является такая конфигурация выпускного канала, как представленная на фиг.7.The outlet channels (10) connecting the annular chambers (9) with the internal space of the barrel (2) are given the configuration of the channels formed by the internal wall of the barrel and the axial shoulder (25) in the flange (7), which, on the one hand, ensures the correct distribution of material inside the barrel, and on the other hand, provides regulation of the interaction between the gases produced by the explosion and the materials supplied to the annular chambers (9). These outlet channels can be configured with annular channels, the combination of the length and section of which can be variable, and radial channels can be made in the form of holes (24) and grooves (23). Ultimately, the geometry of the outlet channel (10) is determined by the characteristics of the product injected into the barrel and the properties of the coating to be obtained. For example, if the material supplied to the barrel is gas and should be used to isolate the gases produced by the explosion from the cooled walls of the barrel, then the most suitable outlet channel should have a configuration similar to the channel indicated by (10) in FIG. 6. On the other hand, for the delivery of material in the form of a powder, an outlet configuration such as that shown in FIG. 7 is more suitable.
Claims (17)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002113737/12A RU2236910C2 (en) | 1999-10-28 | 1999-10-28 | Explosion spraying gun providing high frequency impulse operation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002113737/12A RU2236910C2 (en) | 1999-10-28 | 1999-10-28 | Explosion spraying gun providing high frequency impulse operation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002113737A RU2002113737A (en) | 2003-11-27 |
| RU2236910C2 true RU2236910C2 (en) | 2004-09-27 |
Family
ID=33432820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002113737/12A RU2236910C2 (en) | 1999-10-28 | 1999-10-28 | Explosion spraying gun providing high frequency impulse operation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2236910C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2506341C1 (en) * | 2012-07-11 | 2014-02-10 | Николай Яковлевич Василик | Method for gas-dynamic detonating speedup of powders and device for its implementation |
| CN115595528A (en) * | 2022-09-07 | 2023-01-13 | 华能太原东山燃机热电有限责任公司（Cn） | Explosion spraying device suitable for hydrogen premixed combustion |
-
1999
- 1999-10-28 RU RU2002113737/12A patent/RU2236910C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2506341C1 (en) * | 2012-07-11 | 2014-02-10 | Николай Яковлевич Василик | Method for gas-dynamic detonating speedup of powders and device for its implementation |
| CN115595528A (en) * | 2022-09-07 | 2023-01-13 | 华能太原东山燃机热电有限责任公司（Cn） | Explosion spraying device suitable for hydrogen premixed combustion |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6745951B2 (en) | High frequency pulse rate and high productivity detonation spray gun | |
| AU754654B2 (en) | System for injecting gas into a detonation projection gun | |
| KR950014072B1 (en) | High-velocity flame spray apparatus of a spraying material for forming materials | |
| EP0889756B1 (en) | Self sustained detonation apparatus | |
| US2774625A (en) | Apparatus utilizing detonation waves for spraying powders | |
| JP2003512172A5 (en) | ||
| US6787194B2 (en) | Method and apparatus for pulsed detonation coating of internal surfaces of small diameter tubes and the like | |
| US4669658A (en) | Gas detonation coating apparatus | |
| CN114525464B (en) | Spraying device based on rotatory knocking | |
| RU2236910C2 (en) | Explosion spraying gun providing high frequency impulse operation | |
| EP0866732B1 (en) | Labyrinth gas feed apparatus and method for a detonation gun | |
| US6168828B1 (en) | Labyrinth gas feed apparatus and method for a detonation gun | |
| RU2036022C1 (en) | Device for application of coatings to article internal surfaces by detonation | |
| CN107653429B (en) | Accumulative pressure high frequency detonation-gun | |
| CA2247146C (en) | Self sustained detonation apparatus | |
| US5985373A (en) | Method and apparatus for applying multi-layered coatings by detonation | |
| SU671089A1 (en) | Apparatus for explosion application of coatings | |
| RU2002113737A (en) | High-performance detonation gun with high pulse repetition rate | |
| SU887015A1 (en) | Burner for depositing powder materials | |
| RU2178344C2 (en) | System for supplying gases in detonation type atomizer | |
| UA65194A (en) | Detonation gas gun |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101029 |