SE455603B - Detonationsgasanleggning for paforande av beleggningar pa arbetsstycken - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 455 603 2 vilka medverkar till att accelerera övergången fràn för- bränning till detonation, och följaktligen utan minskning av fördetonationsavsnittets längd, leder därför till en ökning av anläggningens ytterdimensioner, en minskning av dess processkapacitet och en avsevärd ökning av arbets- gasförbrukningen.

En detonationsgasanläggning för páförande av belägg- ningar på arbetsstycken är förut känd (jämför exempelvis den amerikanska patentskriften nr 3 150 828), vilken innefattar dels ett i en mantel anordnat styrrör, dels ett tändstift, som är förbundet med styrröret medelst ett huvudrörstycke, dels ett i styrröret infört organ för pulverisering (finfördelning) av det pulver, som skall påföras, dels en buffertenhet, som är försedd med gasled- ningar och är förbunden med styrröret medelst extra rör- stycken, och dels ett med buffertenhetens gasledningar förbundet system för tillförsel av gaser.

Ifall en propan-butanblandning med syrgas användes i denna kända detonationsgasanläggning, införes emellertid i styrröret den gasmängd, som är vald under hänsynstagande till fördetonationsavsnittets längd, vilket resulterar i en ökning av gasförbrukningen. Genom att denna kända an- läggning innefattar avsnittet för övergång från långsam förbränning till detonation samt genom att gasförbrukningen är hög ökas även processtiden per cykel (processcykeltiden), varför skjuthastigheten och, med andra ord, processkapaci- teten minskar.

Till följd av att denna kända anläggning innefattar avsnittet med avsevärd längd för övergång från långsam förbränning till detonation, måste dessutom styrrörets längd ökas.

Det huvudsakliga syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en detonationsgasanläggning för páförande av beläggningar på arbetsstycken, som är försedd med sådana extra organ eller anordningar, som gör det möjligt att minska förbrukningen av brännbara gaser och öka an- läggningens processkapacítet.

Detta syfte uppnås enligt föreliggande uppfinning medelst en detonationsgasanläggning för pàförande av 10 15 20 25 30 35 455 603 3 beläggningar på arbetsstycken, vilken innefattar dels ett i en mantel anordnat styrrör, dels ett tändstift, som är förbundet med styrröret medelst ett huvudrörstycke, dels ett i styrröret infört organ för pulverisering eller finfördelning av det pulver, som skall pàföras, dels en buffertenhet, som är försedd med gasledningar, vilka är förbundna med styrröret genom extra rörstycken, och dels ett med buffertenhetens gasledningar förbundet gas- tillförselorgan, varvid anläggningen enligt föreliggande uppfinning utmärker sig av att den dessutom innefattar ett med styrröret förbundet gasuppvärmningsorgan och ett vid styrrörets ändyta anordnat organ för reglering av gasuppvärmningen.

Det är lämpligt, att den enligt föreliggande uppfin- ning föreslagna detonationsgasanläggningens gasuppvärm- ningsorgan är försett med ringformade spàr, som är upptagna i den cylindriska insidan hos styrrörets begynnelseavsnitt och/eller i insidan hos styrrörets tillslutna ändyta.

Det är vidare lämpligt, att den enligt föreliggande uppfinning föreslagna detonationsgasanläggningens gasupp- värmningsorgan dessutom är försett med värmeisolerande rör, vilka är anordnade att omge var sitt av de extra rörstyckena.

Det är även lämpligt, att detonationsgasanläggningens gasuppvärmningsorgan är försett med ringformade spår, som är upptagna i huvudrörstyckets insida.

Det är dessutom lämpligt, att styrröret i den enligt föreliggande uppfinning föreslagna detonationsgasanlägg- ningen för páförande av beläggningar pá arbetsstycken eller alster är försett med ett pà styrrörets ände anordnat organ för kompensering av styrrörets genom gasuppvärmningen förorsakade förlängning i förhållande till manteln.

Anläggningen enligt föreliggande uppfinning gör det möjligt att åstadkomma detonationsförhàllanden för gasförbränningen genom att eliminera stadiet för gasernas långsamma förbränning, varför förbrukningen av de brännbara gaserna minskar, samtidigt som anläggningens processkapa- citet ökar. 10 15 20 25 30 35 455 603 4 Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvis- ning till bifogade ritning, pà vilken fig. l visar ett längdsnitt genom den enligt föreliggande uppfinning före- slagna detonationsgasanläggningen för páförande av be- läggningar på arbetsstycken, fig. 2 visar en delvis sek- tionerad, i riktningen för en pil A i fig. l visad vy, fig. 3 i förstorad skala visar ett i fig- l markerat av- snitt B, fig. 4 i förstorad skala visar ett i fig. 1 markerat avsnitt C och fig. 5 i förstorad skala visar ett i fig. l markerat avsnitt D.

Detonationsgasanläggningen för páförande av beläggnin- gar på arbetsstycken innefattar ett i en mantel l (fig. 1) anordnat styrrör 2. Insidan hos styrrörets 2 begynnelse- avsnitt 3 är försedd med ringformade spàr 4.

I styrrörets 2 (fig. l) begynnelseavsnitt 3 är infört ett huvudrörstycke 5, vars insida är försedd med ringfor- made spàr 6 (fig. 4). I rörstycket 5 (fig. l) är ett tändstift 7 infört. Styrrörets 2 ändyta 8 uppbär ett lock 9. Insidan hos lockets 9 pà en öppning i styrrörets 2 ändyta 8 liggande avsnitt är försedd med ringformade spår 10 (fig. 5). Locket 9 (fig. l) uppbär en mantel ll hos en buffertenhet 12, som innefattar spiralformade gas- ledningar 13 och 14, vilka är förbundna med styrröret 2 genom extra rörstyckeh 15 respektive 16 (fig. 2), vilka är omgivna med värmeisolerande rör 17 resektive 18. Mantelns ll ändvägg (fig. l) och locket 9 är anordnade att bilda ett organ 19 för reglering av gasuppvärmningen (uppvärm- ningen av gaserna). I locket 9 är kanaler 20 och 21 för vätskepassage uppgagna. I styrröret 2 är genom lockets 9 och ändytans 8 öppningar infört ett rör 22, som utgör en del av ett sprutorgan 23 för pulverisering (finfördelning) av_det pulver, som skall pàföras. Styrrörets 2 ände är an- ordnad att i närheten av styrrörets 2 ändyta uppbära ett organ 25 för kompensering av styrrörets 2 genom upvärm- ningen av gaserna förorsakade förlängning i förhållande till manteln l. Kompenstaionsorganet 25 innefattar följande, i serie efter varandera, pà styrröret 2 anordnade element: en hy1Sa 26, en tätningslist 27, en skiva 28, en tätnings- 10 15 20 25 30 35 455 603 5 list eller ett mellanlägg 29, en skiva 30 och en mutter 31. Gasledningarna 13 och 14 är genom rör 33 respektive 34 anslutna til ett organ 32 för gastillförsel. Finför- delnings- eller pulveriseringsorganet 23 är genom ett rör 36 förbundet med ett organ 35 för reglering av vätske- förbrukningen. Dessutom innefattar anläggningen enligt föreliggande uppfinning ett system för tillförsel av en vätska, exempelvis vatten, vilket system innefattar dels en ventil 37, dels ett med ventilen 37 förbundet rör 38, som är infört i hàlrummet i buffertenhetens 12 mantel ll, dels ett rör 39, som är avsett att förbinda mantelns ll inre hàlrum med hàlrummet i styrrörets 2 mantel l, dels ett rör 40, som förbinder det inre hàlrummet i styrrörets 2 mantel 1 med kanalen 2l, dels ett rör 41, som är avsett att förbinda kanalen 20 med finfördelnings- organet 23, och dels röret 36.

Anläggningen enligt föreliggande uppfinning fungerar pá följande sätt.

Innan anläggningen startas, öppnar man ventilen 37 (fig. l), genom vilken vatten genom rören 38, 39, 40, 41 och 36 successivt fyller hàlrummen mellan manteln 1 pch styrröret 2 och mellan buffertenhetens 12 mantel ll och locket 9. Vattnet bortledes fràn anläggningen genom organet 35 för reglering av vätskeförbrukningen.

Gastillförselorganet 32 sättes sedan igång. Anläggnin- gen arbetar cykliskt (satsvis), varvid gasen under varje processcykel inmatas i styrröret 2 och huvudrörstycket 5 genom rören 33, 34 gasledningarna 13, l4 och de extra rörstyckena 15, 16 (fig. l, 2). Därefter inkopplas tänd- ningskretsen. Sedan styrröret 2 fyllts med gaserna, an- tändes gasblandningen, exempelvis en propan-butanblandning med syrgas, under varje processcykel medelst tändstiftet 7. Detonationsprodukterna uppvärmer snabbt styrrörets 2 väggar och de ringformade spåren 4, 6 och 10 (fig. 3-5).

De in i styrröret 2 (fig. 1 och 2) strömmande gaserna uppvärmes i två steg. Det första uppvärmningssteget för gaserna genomföres i de extra rörstyckena 15 och 16, 10 15 20 25 30 35 455 603 6 som cykliskt uppvärmes av detonationsprodukterna. Värme- isoleringsrören 17 och 18 förhindrar att rörstyckena 15 och 16 kyles- Det andra gasuppvärmingssteget genomföres i styrröret 2 och delvis i huvudrörstycket 5. De ringformade spåren 4, 6 och 10 (fig. 3-5), som är upptagna i den cylindriska insidan hos styrrörets 2 begynnelseavsnitt 3 (fig. 1), huvudrörstyckets 5 insida respektive insidan hos locket 9 på styrrörets 2 ändyta 8, medverkar till att göra värmeväx- lingen med gaserna effektivare, genom att värmeväxlingsytan ökar och gasströmmningen blir mer turbulent. Härvid upp- värmes gaserna till en temperatur, som är nära självan~ tändningstemperaturen, vilket resulterar i pyrolys under bildning av zoner med s k kall flamma. Den blandning, som antänts efter bildningen av zonerna med kall flamma, medverkar till att minska fördetonationssträckans längd.

De ringformade spåren 4, 10 och 6 (fig. 3-5) gör icke endast uppvärmningen av blandningen intensivare utan fungerar även som artificiella hinder, vilka medför att flamflödet blir turbulent och accelereras. Den i förväg uppvärmda, antända blandningen, som innehåller kall flamma, får, samtidigt som den àterkastas från hindren, momentant en temperatur, som är tillräcklig för att blandningen skall kunna antändas'av sig själv framför flamfronten.

I zonen för spåren 4, 10 och 6 alstras i styrrörets 2 (fig. l-5) omkretsriktning ett stort antal antändnings- härdar, vilka accelererar förbränningen. Kombinationen av den förvärmda dissocierade blandingen med den turbulenta strömningen (virvelbildningen) leder till en avsevärd minskning av fördetonationsavsnittets länd, vilket bidrar till att åstadkomma betingelser för excitering av detona- tionsvâgor.

Genom att de i kontakt med detonationsprodukterna varande ytorna, enligt föreliggande uppfinning, hâlles vid hög temperatur elimineras dessutom kondensering av i detonationsprodukterna förekommande vattenånga, vilket förhindrar att pulvret fastnar vid styrrörets 2 väggar och att finfördelningsorganets 23 rör 22 igensättes av pulvret. 10 15 20 25 30 455 603 7 Det vatten, som har en temperatur av 20°C vid ven- tilens 37 inlopp, kyler gasledningarna l3 och 14 säkert och skyddar alltså gastillförselsystemet 32 mot eventuell bakátriktad värmechock. Samtidigt som det uppvärmda vattnet strömmar genom det inre hàlrummet i organet 19 för reg- lering av uppvärm~ningen av gaserna (reglering av gas- uppvärmningstemperaturen), verkar det sá, att de i locket 9 upptagna spåren l0 får en hög temperatur. Organet 35 för reglering av vätskeförburkningen avkänner vatten- temperaturen och inverkar, genom att det ändrar vatten- flödeshastigheten, på lockets 9 uppvärmningstemperatur och följaktligen på gastemperaturen.

Uppvärmningen av gaserna gynnas av att styrrörets 2 temperatur ökas ständigt. Temperaturskillnaden mellan manteln 1 och styrröret 2 leder till att styrröret 2 förlänges i förhållande till manteln 1.

Mellanlägget 29 i organet 25 för kompensering av styrrörets 2 förlängning i förhållande till manteln är, enligt föreliggande uppfinning, fritt glidbart anordnat i förhållande till manteln l och förhindrar härigenom att styrröret 2 förstöres.

Anläggningen enligt föreliggande uppfinning bidrar till att öka explosionssäkerheten och funktionssäkerheten vid utförande av arbeten.

Dessutom kan man genom föreliggande uppfinning öka anläggningens tekniska möjligheter genom användning av lättàtkomliga, billiga brännbara gaser, vilka i kombination med den förhållandevis enkla och billiga processutrust- ningen kan användas inom olika industrigrenar, såväl vid tillverkning av nya maskindelar som vid áterställning av utslitna sådana.

Claims (5)

10 15' 20 25 30 455 603 PATENTKRAV

1. Detonationsgasanläggning för påförande av belägg- ningar på arbetsstycken, vilken innefattar dels ett i en mantel (1) anordnat styrrör (2), dels ett tändstift (7), som är förbundet med styrröret (2) medelst ett huvudrörstycke (5), dels ett i styrröret (2) infört organ (23) för pulverisering eller finfördelning av det pulver, som skall pàföras, dels en buffertenhet (12), som är försedd med gasledningar (13,14), vilka är för- bundna med styrröret (2) genom extra rörstycken (15, 16), och dels ett med buffertenhetens (12) qasledningar (13, 14) förbundet gastillförselorgan (32), t e c k n a d styrröret (2) förbundet gasuppvärmningsorgan och ett k ä n n e - av att den dessutom innefattar ett med vid styrrörets (2) ändyta (8) anordnat organ (19) för reglering av gasuppvärmningen.

2. Anläggning enligt patentkravet 1, k ä n n e - t e C k n a d med ringformade spår (4), som är upptagna i insidan av att gasuppvärmningsorganet är försett hos styrrörets (2) begynnelseavsnitt (3) och/eller i insidan hos styrrörets (2) tillslutna ändyta (8).

3. Anläggning enligt patentkravet 2, k ä n n e - t e c k n a d av att gasuppvärmningsorganet dessutom 18), anordnade att omge var sitt av de extra rörstyckena (15 är försett med värmeisolerande rör (17, vilka är respektive 16).

4. Anläggning enligt något av patentkraven 1-3, k ä n n e t e c k n a d av att gasuppvärmningsorganet är försett med ringformade spår (6), vilka är upptagna i nuvudrörstyckets (5) insida.

5. Anläggning enligt patentkravet 1, k ä n n e ~ t e c k n a d av att styrröret (2) är försett med ett pá styrrörets (2) ände anordnat organ (25) för kom- pensering av styrrörets (2) genom gasuppvärmningen för- orsakade förlängning i förhållande till manteln (1).