RU2257423C2 - Портативное устройство для газодинамического напыления покрытий - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано в машиностроении и других отраслях промышленности для получения покрытий из порошковых материалов, придающих различные свойства обрабатываемым поверхностям. Устройство содержит блок напыления, включающий электронагреватель сжатого газа и сверхзвуковое сопло, жестко соединенное с выходом электронагревателя и содержащее узел ввода в сопло порошкового материала, блок управления, соединенный с электронагревателем сжатого газа гибким трубопроводом и электрокабелем, порошковый питатель, выход которого соединен гибким трубопроводом с узлом ввода в сопло порошкового материала. Для повышения безопасности работы устройства путем снижения температуры внешних элементов электронагревателя сжатого газа электронагреватель сжатого газа включает в себя кожух, в котором размещен с зазором, заполненным теплоизолятором, металлический корпус, внутри которого установлен тепловыделяющий элемент, а в металлическом корпусе выполнены отверстия, обеспечивающие обдув кожуха изнутри ненагретым газом. А узел ввода в сопло порошкового материала выполнен с возможностью обеспечения поступления порошкового материала в закритическую часть сверхзвукового сопла под углом к его оси для повышения эффективности за счет более равномерного распределения порошкового материала по сечению сопла. 38 з.п. ф-лы, 13 ил.

Description

Изобретение относится к технологии и средствам для газодинамического нанесения покрытий из порошковых материалов и может быть использовано в машиностроении и других отраслях промышленности для получения покрытий, придающих различные свойства обрабатываемым поверхностям.

Известно устройство для газодинамического нанесения покрытий из порошковых материалов, включающее узел подогрева сжатого газа, порошковый питатель-дозатор и сверхзвуковое сопло, отличающееся тем, что выход узла подогрева газа соединен непосредственно с входом сверхзвукового сопла, которое в закритической части соединено через трубопровод с выходом порошкового питателя-дозатора (патент РФ №2100474).

Недостатком этого устройства является то, что в данном устройстве отсутствуют важные элементы, обеспечивающие установку, регулировку и поддержание параметров, определяющих режим нанесения покрытия, в частности, давления и температуры сжатого газа, а также производительности порошкового питателя. Кроме того, в устройстве отсутствует узел ввода в сопло порошкового материала, наличие и устройство которого во многом влияют на эффективность процесса напыления в целом.

Известно также устройство для газодинамического напыления порошковых материалов, содержащее блок напыления, включающий электронагреватель сжатого газа и сверхзвуковое сопло, жестко соединенное с выходом электронагревателя сжатого газа и содержащее узел ввода в сопло порошкового материала, блок управления, соединенный с электронагревателем сжатого газа гибким трубопроводом и электрокабелем, а также порошковый питатель (дозатор), выход которого соединен гибким трубопроводом с узлом ввода в сопло порошкового материала (патент РФ №2190695). В этом устройстве имеется блок управления, обеспечивающий стабилизацию и контроль температуры сжатого газа, которая является важным параметром режима напыления покрытия.

Недостатком этого устройства является то, что в нем металлический корпус электронагревателя сжатого газа может значительно нагреваться, что увеличивает опасность работы с ним для персонала, особенно в его ручном варианте. Кроме того, узел ввода порошка (насадка) установлен вдоль оси сопла и обеспечивает ввод порошка в сопло только по его оси. В этом случае распределение порошка по поперечному сечению сопла может оказываться существенно неравномерным, а именно - с перегрузкой центральной части газового потока в сопле и слабым заполнением периферийной части поперечного сечения сопла. При прочих равных условиях это приводит к уменьшению эффективности напыления в целом. В устройстве также отсутствуют элементы, обеспечивающие регулировку и поддержание рабочего давления сжатого газа. Тем не менее, этот параметр совместно с температурой нагрева сжатого газа определяет режим нанесения покрытия.

Задачей заявляемого решения является повышение безопасности работы устройства путем снижения температуры внешних элементов электронагревателя сжатого газа, а также повышение эффективности работы оборудования за счет более равномерного распределения порошкового материала по сечению сопла.

Поставленная задача решается тем, что в известном устройстве для газодинамического напыления порошковых материалов, содержащим блок напыления, включающий электронагреватель сжатого газа и сверхзвуковое сопло, жестко соединенное с выходом электронагревателя сжатого газа и содержащее узел ввода в сопло порошкового материала, блок управления, соединенный с электронагревателем сжатого газа гибким трубопроводом и электрокабелем, порошковый питатель, выход которого соединен гибким трубопроводом с узлом ввода в сопло порошкового материала, электронагреватель сжатого газа включает в себя кожух, в котором размещен с зазором, заполненным теплоизолятором, металлический корпус, внутри которого установлен тепловыделяющий элемент, при этом в металлическом корпусе выполнены отверстия, обеспечивающие обдув кожуха изнутри ненагретым газом, а узел ввода в сопло порошкового материала выполнен с возможностью обеспечения поступления порошкового материала в закритическую часть сверхзвукового сопла под углом к его оси.

Для обеспечения надежности работы электронагревателя сжатого газа и удобства работы с ним, электронагреватель сжатого газа может быть снабжен элементами контроля и управления режимом его работы, например, такими как пневмореле, обеспечивающее отключение электронагревателя сжатого газа при понижении давления газа ниже допустимого уровня, и симистор (полупроводниковый прибор), осуществляющий отключение электронагревателя сжатого газа при размыкании контактов пневмореле.

Для поддержания стабильной температуры сжатого воздуха электронагреватель сжатого газа может быть снабжен термодатчиком, установленным на выходе электронагревателя сжатого газа.

Для обеспечения минимального нагрева кабеля термодатчика, компактности устройства и удобства работы с ним, кабель термодатчика может быть проложен сквозь боковую стенку корпуса электронагревателя сжатого газа и расположен под кожухом электронагревателя сжатого газа.

Для включения подачи сжатого воздуха оператором непосредственно с рабочего места электронагреватель сжатого газа может быть снабжен ручным клапаном подачи в него сжатого газа и кнопкой дистанционного включения порошкового питателя.

Для удобства работы с устройством электронагреватель сжатого газа может быть снабжен ручкой с кнопкой дистанционного включения порошкового питателя.

Для удобства работы с устройством электронагреватель сжатого газа может быть снабжен ручкой с кнопкой дистанционного включения порошкового питателя и кнопкой дистанционного включения подачи сжатого газа в электронагреватель сжатого газа.

Для обеспечения компактности устройства трубопровод, соединяющий выход порошкового питателя с узлом ввода порошка в сверхзвуковое сопло может быть расположен под кожухом электронагревателя сжатого газа.

В зависимости от вида обрабатываемого изделия сверхзвуковое сопло может быть расположено соосно с электронагревателем сжатого газа или под углом к его оси.

Для удобства обработки участков поверхности изделия разной формы сверхзвуковое сопло может иметь круглое или прямоугольное поперечное сечение, а также может иметь круглое входное сечение и близкое к прямоугольному выходное сечение.

В зависимости от состава используемых порошковых материалов узел ввода порошкового материала в сверхзвуковое сопло может быть выполнен в виде штуцера и отверстия в боковой стенке сверхзвукового сопла, ось которого может быть выполнена под углом к оси сопла, отличным от 90°, или в виде трубопровода, проходящего через критическое сечение сверхзвукового сопла.

В зависимости от состава используемых порошковых материалов отношение длины сверхзвуковой части сверхзвукового сопла к минимальному поперечного размеру сопла может составлять от 20 до 100.

Для обеспечения возможности использования негерметичного порошкового питателя отношение площади поперечного сечения сверхзвукового сопла в месте ввода порошкового материала в сопло к площади поперечного сечения критического сечения сверхзвукового сопла может составлять не менее, чем 1+0,8 Р, где Р - давление газа на входе в сопло, выраженное в МПа.

Для упрощения технологии изготовления сопла по крайней мере часть сверхзвукового интервала сопла может быть выполнена в виде одного или нескольких участков, имеющих постоянное по длине поперечное сечение, в частности круглое.

В зависимости от состава используемых порошковых материалов сверхзвуковое сопло может включать в себя сменные элементы, расположенные примерно от места ввода порошкового материала в сопло до выхода из сопла. При этом сменные элементы могут быть выполнены из двух, сложенных вместе, Г-образных пластин, образующих близкое к прямоугольному поперечное сечение сопла. Сменные элементы могут быть выполнены из металла или из керамики.

Для обеспечения стабильной работы устройства блок управления может включать в себя устройство стабилизации давления газа, подаваемого в электронагреватель сжатого газа, а также устройство стабилизации температуры сжатого газа, подаваемого из электронагревателя сжатого газа в сверхзвуковое сопло.

Для обеспечения возможности регулировки режима работы устройства блок управления может включать в себя устройство управления температурой сжатого газа, подаваемого из электронагревателя сжатого газа в сверхзвуковое сопло, а также устройство управления скоростью подачи порошкового материала из порошкового питателя.

Для обеспечения возможности дистанционного включения подачи сжатого воздуха блок управления может включать в себя электромагнитный клапан подачи сжатого газа в электронагреватель сжатого газа.

Для обеспечения удобства работы с устройством порошковый питатель может быть выполнен с возможностью автономного расположения, в частности в непосредственной близости от электронагревателя сжатого газа. При этом порошковый питатель может быть выполнен негерметичным.

В зависимости от количества используемых порошковых материалов порошковый питатель может включать в себя два или более отдельных модуля и переключатель, обеспечивающий подачу из одного из этих модулей порошкового материала в трубопровод, соединенный с узлом ввода в сопло порошкового материала. При этом переключатель, обеспечивающий подачу порошкового материала из одного из модулей, может быть интегрирован в блок управления.

Для обеспечения компактности устройства оно может быть снабжено несущими элементами, предназначенными для временного или постоянного размещения всех или некоторых узлов, а также ручкой для переноски и колесами для легкого горизонтального перемещения.

От прототипа заявленное решение отличается тем, что электронагреватель сжатого газа включает в себя кожух, в котором размещен с зазором, заполненным теплоизолятором, металлический корпус, внутри которого установлен тепловыделяющий элемент, при этом в металлическом корпусе выполнены отверстия, обеспечивающие обдув кожуха изнутри ненагретым газом, а узел ввода в сопло порошкового материала выполнен с возможностью обеспечения поступления порошкового материала в закритическую часть сверхзвукового сопла под углом к его оси.

Указанная совокупность признаков не выявлена в других технических решениях, относящихся к рассматриваемой области техники, и не вытекает очевидным образом из существующего уровня техники в данной области. Следовательно, решение является новым и имеет изобретательский уровень.

Сущность заявляемого решения поясняется чертежами, где на фиг.1 - общая схема устройства, на фиг.2 - общая схема блока напыления, на фиг.3 - схема блока напыления с трубопроводом, проложенным под кожухом электронагревателя сжатого газа, и соплом, выполненным со сменными элементами, на фиг.4 - вариант расположения сверхзвукового сопла под углом к оси элетронагревателя, на фиг.5 и 6 - варианты электронагревателя сжатого газа с различным расположением управляющих кнопок, на фиг.7 - вариант сверхзвукового сопла с одним участком, имеющим постоянное по длине поперечное сечение, на фиг.8 - вариант сверхзвукового сопла с двумя участками, имеющими постоянное по длине поперечное сечение, на фиг.9 - конструкция сменных элементов сверхзвукового сопла с поперечным сечением, близким к прямоугольному, на фиг.10 - вариант устройства с порошковым питателем, включающем два модуля и переключатель, обеспечивающий подачу порошкового материала из одного из этих модулей, на фиг.11 - вариант устройства с порошковым питателем, включающем два (или более) модуля и переключатель, интегрированный в блок управления, на фиг.12 - устройство, размещенное на несущих элементах, на фиг.13 - траектории движения в сверхзвуковом сопле частиц порошкового материала и транспортирующего их воздуха.

Устройство включает в себя: 1 - блок напыления, содержащий электронагреватель сжатого газа 2, выход которого жестко соединен со сверхзвуковым соплом 3, включающем узел ввода в него порошкового материала 4, блок управления 5, соединенный с электронагревателем сжатого газа гибким трубопроводом 6 и электрокабелем 7, и соединенный с порошковым питателем 8 электрокабелем 9, соединенным гибким трубопроводом 10 с узлом ввода порошкового материала 4 в сверхзвуковое сопло 2. Блок управления 5 содержит электромагнитный клапан 11 подачи сжатого газа в электронагреватель сжатого газа, устройства установки и стабилизации рабочего давления сжатого воздуха 12 (редуктор), стабилизации температуры сжатого газа 13, управления температурой сжатого газа 14, управления скоростью подачи порошкового материала из порошкового питателя 15.

Электронагреватель 2 (фиг.2) содержит кожух 16, в котором с зазором, заполненным теплоизолятором 17, размещен металлический корпус 18 с отверстиями 19, внутри которого установлен тепловыделяющий элемент 20. Электронагреватель 2 снабжен пневмореле 21 и симистром 22, а на его выходе установлен термодатчик 23.

Для управления режимом работы электронагревателя 2 на нем установлен ручной клапан 24 подачи в электронагреватель сжатого газа (фиг.2). Кроме того, могут быть установлены кнопки 25 и 26 дистанционного включения порошкового питателя и электромагнитного клапана, которые могут быть размещены на ручке 27 (фиг.5, 6).

Узел ввода порошкового материала 4 в сверхзвуковое сопло выполнен как штуцер 28, введенный в отверстие 29 в стенке сверхзвукового сопла (фиг.1, 2, 4) или, в случае нецелесообразности изготовления отверстий в боковой стенке сверхзвукового сопла узел ввода порошкового материала 4 в сверхзвуковое сопло может быть выполнен в виде трубопровода, проходящего через критическое сечение сверхзвукового сопла (фиг.7).

В зависимости от формы и размеров обрабатываемой поверхности сверхзвуковое сопло может быть выполнено с круглым поперечным сечением или с прямоугольным поперечным сечением. Для упрощения процесса изготовления сверхзвуковое сопло может быть выполнено с круглым входным поперечным сечением и с близким к прямоугольному выходным поперечным сечением.

Сверхзвуковое сопло 3 (фиг.3) на части сверхзвукового участка может быть составлено из сменных элементов 30 и/или выполнено так, что включает в себя хотя бы один 31 (фиг.7) или несколько участков 31 и 31’ (фиг.2, 8), которые имеют постоянное по длине поперечное сечение. Сменный элемент (фиг.9) может быть составлен из двух сложенных вместе профилей Г-образного поперечного сечения, образующих близкое к прямоугольному поперечное сечение.

Порошковый питатель 8 (фиг.10, 11) может быть выполнен в виде двух модулей 8’ и 8’’, подачу из которых порошкового материала в трубопровод 10 обеспечивает переключатель 32, который может быть интегрирован в блок управления 5.

Устройство размещено на несущих элементах, в виде стойки 33, на которой могут быть установлены колеса 34 (фиг.12).

Работает устройство следующим образом.

Сжатый газ (фиг.1) подается в блок управления 5, где через электромагнитный вентиль 11 подается на устройство установки и стабилизации рабочего давления (редуктор) 12. Затем сжатый газ направляется по гибкому трубопроводу 6 в электронагреватель сжатого газа 2. В блоке управления 5 с помощью устройства стабилизации температуры сжатого газа 13 и устройства управления температурой сжатого газа 14 осуществляется выбор необходимого температурного режима работы устройства. Подача электроэнергии к электронагревателю сжатого газа и передача электрических сигналов от электронагревателя сжатого газа к блоку управления осуществляется по многожильному электрокабелю 7.

Сжатый газ из электронагревателя 2 подается в сверхзвуковое сопло 3. При этом непосредственное жесткое соединение выхода электронагревателя сжатого газа с входом сопла обеспечивает минимизацию тепловых потерь и способствует повышению эффективности работы устройства в целом.

В сверхзвуковом сопле 3 сжатый газ ускоряется и внутри сопла формируется сверхзвуковой газовый поток. В этот поток через узел 4 ввода в сопло порошкового материала вводится рабочий порошковый материал, который на участке от места ввода его в сопло до выхода из сопла ускоряется до скорости несколько сот метров в секунду и направляется на подложку, на которой формируется покрытие. Существенно, что порошковый материал вводится в сопло под углом к его оси. Это обеспечивает более равномерное распределение порошкового материала по поперечному сечению сопла внутри сверхзвукового потока газа в сопле и уменьшает вероятность перегрузки центральной части сверхзвукового потока. Кроме того, в этом случае холодный воздух, транспортирующий порошковый материал от порошкового питателя к сверхзвуковому соплу и имеющий низкую скорость, легко сносится (отжимается) сверхзвуковым газовым потоком в сопле к боковой стенке сопла, а частицы порошкового материала, как более плотные, чем воздух, попадают непосредственно в сверхзвуковой газовый поток (фиг.13). Этот поток не смешивается с холодным низкоскоростным транспортирующим воздухом и поэтому имеет более высокую скорость, чем при вводе частиц по оси сопла. Как показали эксперименты, при вводе порошкового материала под углом к оси сопла коэффициент напыления порошкового материала может увеличиваться на 10-30% по сравнению с осевым вводом порошка в сопло.

Рабочий порошковый материал подается в узел ввода в сопло по гибкому трубопроводу 10, соединенному с выходом порошкового питателя 8. В блоке управления 5 с помощью устройства 15 управления скоростью подачи порошкового материала из порошкового питателя производится выбор необходимого режима работы порошкового питателя. Сигналы управления порошковым питателем передаются из блока управления в порошковый питатель 8 по электрокабелю 9.

Заявляемое устройство является портативным и предназначено, в частности, для использования в ручном режиме. Поэтому внешние элементы нагревателя сжатого газа, который, при использовании устройства в ручном режиме, держатся оператором в руках, не должны сильно нагреваться. С этой целью электронагреватель сжатого газа в заявляемом устройстве работает следующим образом.

Сжатый газ (фиг.2) из гибкого трубопровода 6 поступает внутрь корпуса 18, где нагревается от тепловыделяющего элемента 20, который запитывается от электрокабеля 8. Между электрокабелем и тепловыделяющим элементом может устанавливаться симистор 22, который обеспечивает автоматическое или принудительное отключение подачи электроэнергии на тепловыделяющий элемент. На корпусе 18 нагревателя сжатого газа целесообразно установить пневмореле 21, которое обеспечит (например, с помощью симистора 22) отключение подачи электроэнергии на тепловыделяющий элемент при уменьшении рабочего давления сжатого газа внутри корпуса нагревателя ниже допустимого предела.

При работе устройства корпус 18 нагревателя сжатого газа значительно нагревается. С целью уменьшения тепловых потерь вокруг корпуса 18 располагается теплоизолятор 17, вокруг которого в свою очередь расположен кожух 16. Этот кожух во время работы устройства в ручном режиме может располагаться в руках оператора. Принципиальной особенностью заявляемого устройства является то, что с целью дополнительного уменьшения температуры кожуха 16 в корпусе 18 выполнены специальные отверстия 19, через которые часть ненагретого сжатого газа выходит из корпуса и обдувает кожух 16 изнутри (стрелки на фиг.2). Термодатчик 23, который расположен на выходе нагревателя сжатого газа, обеспечивает выработку информационного сигнала, пропорционального температуре сжатого газа, подаваемого в сверхзвуковое сопло. Сигнал по электрокабелю 8 передается в блок управления 5 для контроля и поддержания заданного температурного режима. При этом с целью обеспечения компактности устройства и удобства работы с ним кабель термодатчика может проходить сквозь боковую стенку корпуса нагревателя сжатого газа и располагается под кожухом нагревателя сжатого (фиг.2).

Для обеспечения рационального распределения порошкового материала по поперечному сечению сверхзвукового сопла и в зависимости от вида используемых порошковых материалов узел ввода 4 порошкового материала в сверхзвуковое сопло может быть выполнен в виде штуцера 28 и отверстия 29 в боковой стенке сверхзвукового сопла, причем ось отверстия может быть выполнена под углом к оси сопла, в том числе и отличным от 90°.

Для упрощения технологии изготовления сверхзвукового сопла по крайней мере часть сверхзвукового интервала сопла может быть выполнена в виде одного или нескольких участков 31 (фиг 2, 8, 9), имеющих постоянное по длине поперечное сечение, в частности круглое или прямоугольное.

Для обеспечения компактности устройства трубопровод 10, соединяющий выход порошкового питателя 8 с узлом ввода порошка 4 в сверхзвуковое сопло, может располагаться под кожухом нагревателя сжатого газа (фиг.3). Кроме того, для ручного использования устройства показан вариант компоновки нагревателя сжатого газа, в котором для включения подачи сжатого воздуха оператором непосредственно с рабочего места нагреватель сжатого газа может включать в себя ручной клапан 24 подачи в него сжатого газа.

В ряде случаев в составе используемых для напыления покрытий порошковых материалом могут присутствовать твердые, в том числе абразивные частицы. В этих случаях износ боковых стенок сопла может быть значительным. Для уменьшения эксплуатационных затрат и исключения необходимости замены сопла целиком сверхзвуковое сопло может включать в себя изнашиваемые сменные элементы 30 (фиг.3), расположенные примерно от места ввода порошкового материала в сопло до выхода из сопла. При этом сменные элементы могут быть выполнены, в частности, из двух, сложенных вместе, Г-образных пластин (фиг.9), образующих близкое к прямоугольному поперечное сечение сопла. Сменные элементы могут быть выполнены из металла или из керамики.

В зависимости от типа используемых порошковых материалов отношение длины сверхзвуковой части сверхзвукового сопла к минимальному поперечного размеру сопла может составлять от 20 до 100. При меньшей длине сопла частицы порошкового материала не успевают разогнаться в сопле до необходимой для закрепления на поверхности основы скорости. При слишком большой длине сопла проявляется происходит сильное торможение потока газа о стенки сопла, в результате скорость частиц также падает.

В практической работе удобно использовать негерметичный порошковый питатель, это, в частности, значительно уменьшает вес устройства в целом. Для этого отношение площади поперечного сечения сверхзвукового сопла в месте ввода порошкового материала в сопло к площади поперечного сечения критического сечения сверхзвукового сопла должно быть выбрано так, чтобы оно было не менее, чем 1+0,8 P, где Р - давление газа на входе в сопло, выраженное в МПа. В этом случае в трубопроводе, соединяющем узел ввода в сопло порошкового материала с выходом порошкового питателя, обеспечивается достаточное разряжение для эффективной транспортировки в сопло порошкового материала непосредственно атмосферным воздухом.

При ручной работе с устройством оператору целесообразно иметь возможность в произвольные моменты времени включать или выключать подачу в сопло порошкового материала. Для этого электронагреватель сжатого газа может включать в себя кнопку 25 дистанционного включения порошкового питателя (фиг.5). В некоторых случаях для повышения удобства работы с устройством (фиг.6) электронагреватель сжатого газа может включать в себя ручку 27 с кнопкой 25 дистанционного включения порошкового питателя или ручку с кнопкой 26 дистанционного включения подачи сжатого газа в электронагреватель сжатого газа (кнопкой включения электромагнитного клапана 11 в блоке управления 5) и кнопкой 25 для дистанционного включения порошкового питателя и для обеспечения удобства работы с устройством порошковый питатель 8 может быть выполнен с возможностью автономного расположения (фиг.1, 3, 5, 6), в частности в непосредственной близости от электронагревателя сжатого газа 2. В зависимости от характера выполняемых работ и количества разных типов используемых порошковых материалов порошковый питатель 8 может включать в себя два или более отдельных модуля 8’ и 8’’ и переключатель 32, обеспечивающий подачу из одного из этих модулей порошкового материала в трубопровод 10, соединенный с узлом ввода в сопло порошкового материала (фиг.10). При этом переключатель 32, обеспечивающий подачу порошкового материала из одного из модулей, может быть интегрирован в блок управления 5 (фиг.11).

Устройство для удобства транспортировки может быть размещено на несущих элементах, таких как стойка 33, колеса 34 (фиг.12).

В заявляемом устройстве по сравнению с прототипом внешняя часть электронагревателя нагревателя всегда имеет невысокую температуру и позволяет свободно брать его в руки. Это обеспечивает высокую степень безопасности работы с устройством в целом, особенно в ручном режиме. Кроме того, за счет введения порошкового материала не строго по оси сопла, а под углом к нему, обеспечивается более равномерное заполнение газового потока в сопле порошковым материалом, что повышает коэффициент напыления порошкового материала и эффективность работы устройства в целом.

Устройство позволяет наносить покрытия в ручном режиме и может быть использовано при проведении ремонтно-восстановительных работ. Устройство безопасно для персонала и обеспечивает повышенный коэффициент использования порошкового материала. Кроме того, устройство допускает возможность его использования и в автоматическом режиме, в том числе в производственных процессах.

Claims (39)

1. Портативное устройство для газодинамического напыления покрытий из порошковых материалов, содержащее блок напыления, включающий электронагреватель сжатого газа и сверхзвуковое сопло, жестко соединенное с выходом электронагревателя и содержащее узел ввода в сопло порошкового материала, блок управления, соединенный с электронагревателем сжатого газа гибким трубопроводом и электрокабелем, порошковый питатель, выход которого соединен гибким трубопроводом с узлом ввода в сопло порошкового материала, отличающееся тем, что электронагреватель сжатого газа включает в себя кожух, в котором размещен с зазором, заполненным теплоизолятором, металлический корпус, внутри которого установлен тепловыделяющий элемент, при этом в металлическом корпусе выполнены отверстия, обеспечивающие обдув кожуха изнутри ненагретым газом, узел ввода в сопло порошкового материала выполнен с возможностью обеспечения поступления порошкового материала в закритическую часть сверхзвукового сопла под углом к его оси.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электронагреватель сжатого газа включает в себя элементы контроля и управления режимом его работы.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что в качестве элемента контроля и управления режимом работы использовано пневмореле, обеспечивающее отключение электронагревателя сжатого газа при понижении давления газа ниже допустимого уровня.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что в качестве элемента контроля и управления режимом работы использован симистор, осуществляющий отключение электронагревателя сжатого газа при размыкании пневмореле.

5. Устройство по п.2, отличающееся тем, что в качестве элемента контроля и управления режимом работы использован термодатчик, установленный на выходе электронагревателя сжатого газа.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что кабель термодатчика проложен сквозь боковую стенку корпуса электронагревателя сжатого газа и расположен под кожухом электронагревателя сжатого газа.

7. Устройство по п.2, отличающееся тем, что в качестве элемента контроля и управления режимом работы использован ручной клапан подачи в электронагреватель сжатого газа.

8. Устройство по п.2, отличающееся тем, что в качестве элемента контроля и управления режимом работы использована кнопка дистанционного включения порошкового питателя.

9. Устройство по п.2, отличающееся тем, что в качестве элемента контроля и управления режимом работы использована ручка с кнопкой дистанционного включения порошкового питателя.

10. Устройство по п.2, отличающееся тем, что в качестве элемента контроля и управления режимом работы использована ручка с кнопкой дистанционного включения порошкового питателя и кнопкой дистанционного включения подачи сжатого газа в электронагреватель сжатого газа.

11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что трубопровод, соединяющий выход порошкового питателя с узлом ввода порошка в сверхзвуковое сопло, расположен под кожухом электронагревателя сжатого газа.

12. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сверхзвуковое сопло расположено соосно с электронагревателем сжатого газа.

13. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сверхзвуковое сопло расположено под углом к оси электронагревателя сжатого газа.

14. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сверхзвуковое сопло выполнено с круглым поперечным сечением.

15. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сверхзвуковое сопло выполнено с прямоугольным поперечным сечением.

16. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сверхзвуковое сопло выполнено с круглым входным поперечным сечением и с близким к прямоугольному выходным поперечным сечением.

17. Устройство по п.1, отличающееся тем, что узел ввода порошкового материала в сверхзвуковое сопло выполнен в виде штуцера и отверстия в боковой стенке сверхзвукового сопла.

18. Устройство по п.17, отличающееся тем, что отверстие в боковой стенке сверхзвукового сопла выполнено под углом к оси сопла, отличным от 90°.

19. Устройство по п.1, отличающееся тем, что узел ввода порошкового материала в сверхзвуковое сопло выполнен в виде трубопровода, проходящего через критическое сечение сверхзвукового сопла.

20. Устройство по п.1, отличающееся тем, что отношение длины сверхзвуковой части сверхзвукового сопла к минимальному поперечному размеру сопла составляет от 20 до 100.

21. Устройство по п.1, отличающееся тем, что отношение площади поперечного сечения сверхзвукового сопла в месте ввода порошкового материала в сопло к площади поперечного сечения критического сечения сверхзвукового сопла составляет не менее чем (1+0,8)Р, где Р - давление газа на входе в сопло, МПа.

22. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, по крайней мере, часть сверхзвукового интервала сопла выполнена в виде одного или нескольких участков, имеющих постоянное по длине поперечное сечение.

23. Устройство по п.22, отличающееся тем, что участки сверхзвукового интервала сопла, имеющие постоянное по длине поперечное сечение, имеют цилиндрическое сечение.

24. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сверхзвуковое сопло включает в себя сменные элементы, расположенные примерно от места ввода порошкового материала в сопло до выхода из сопла.

25. Устройство по п.24, отличающееся тем, что сменные элементы выполнены из двух сложенных вместе Г-образных пластин, образующих близкое к прямоугольному поперечное сечение сопла.

26. Устройство по п.24, отличающееся тем, что сменные элементы выполнены из металла.

27. Устройство по п.24, отличающееся тем, что сменные элементы выполнены из керамики.

28. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок управления включает в себя устройство управления давлением сжатого газа, подаваемого в электронагреватель сжатого газа.

29. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок управления включает в себя устройство стабилизации температуры сжатого газа, подаваемого из электронагревателя сжатого газа в сверхзвуковое сопло.

30. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок управления включает в себя устройство управления температурой сжатого газа, подаваемого из электронагревателя сжатого газа в сверхзвуковое сопло.

31. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок управления соединен с порошковым питателем и включает в себя устройство управления скоростью подачи порошкового материала из порошкового питателя.

32. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок управления включает в себя электромагнитный клапан подачи сжатого газа в электронагреватель сжатого газа.

33. Устройство по п.1, отличающееся тем, что порошковый питатель выполнен с возможностью автономного расположения.

34. Устройство по п.1, отличающееся тем, что порошковый питатель выполнен негерметичным.

35. Устройство по п.1, отличающееся тем, что порошковый питатель включает в себя два или более отдельных модуля и переключатель, обеспечивающий подачу порошкового материала из одного из этих модулей в трубопровод, соединенный с узлом ввода в сопло порошкового материала.

36. Устройство по п.35, отличающееся тем, что переключатель, обеспечивающий подачу порошкового материала из одного из модулей, интегрирован в блок управления.

37. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено несущими элементами, предназначенными для временного или постоянного размещения всех или некоторых узлов устройства.

38. Устройство по п.37, отличающееся тем, что оно снабжено ручкой для переноски.

39. Устройство по п.37, отличающееся тем, что оно снабжено колесами для легкого перемещения.

Images