SU1077649A1

SU1077649A1 - Apparatus for flame spraying of powder materials

Info

Publication number: SU1077649A1
Application number: SU833537357A
Authority: SU
Inventors: Василий Васильевич Новиков
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт разработки и эксплуатации нефтепромысловых труб
Priority date: 1983-01-13
Filing date: 1983-01-13
Publication date: 1984-03-07

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАЗОПЛАМЕННОГО НАПЫЛЕНИЯ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ , содержащее цилиндрический корпус с соплом и соединенной с ним вихревой камерой, именидей тангенциальные входной и выходной каналы, и узлы подачи порошкового материала , горючего газа и сжатого воздуха, отличающеес тем, что, с целью повышени качества покрыти и снижени габаритов устройства, вихрева камера соединена с узлом подачи горючего газа, корпус выполнен с лопатками, расположенными по спирал м на его наружной цилиндрической поверхности, снабжен жиклерами дл подачи порошкового материала , размещенными в мейслопаточных каналах , и установлен в соединенной с узлом подачи сжатого воздуха полой штанге, внутренний диаметр которой равен диаметру окружности, описанной вокруг наиболее выступающих частей лопаток. 2.Устройство по п,1,о т л и чающеес тем, что жиклеры расположены параллельно лопаткс1м, угол наклона которых к продольной (О оси Kdpnyca равен 45-60. 3.Устройство по ПП.1 и 2, о тличающеес тем, что выходной торец сопла расположен от выходного торца штанги на рассто нии.5 равном 0,1-0,5 диаметра сопла. | CJt) 4 СО1. DEVICE FOR GAS-FLAME DUSTING OF POWDER MATERIALS, comprising a cylindrical body with a nozzle and a vortex chamber connected to it, tangential inlet and outlet channels, and supply units for the powder material, combustible gas and compressed air, different in that with the aim of improving the quality of the coating material and reduce the size of the device, the vortex chamber is connected to the fuel supply unit, the casing is made with blades arranged in spirals on its outer cylindrical surface, provided with jets for the supply of powder material placed in the meislopathic channels, and installed in a hollow rod connected to the compressed air supply unit, the inner diameter of which is equal to the diameter of the circle described around the most prominent parts of the blades. 2. The device according to claim 1, 1 and 2 tons, which is often the case because the nozzles are parallel to the shoulder blade 1m, the angle of inclination of which is to the longitudinal (About the axis of Kdpnyca is 45-60. 3. The device according to PP.1 and 2, which differs from the output end of the nozzle is located from the output end of the rod at a distance of 5. equal to 0.1-0.5 diameter of the nozzle. | CJt) 4 CO

Description

Изобретение относитс к нанесению защитных покрытий на внутреннюю Поверхность труб, в частности к устройствам дл гаэрпламенного напылени порошковых материалов, и может найти применение в машиностроительной , нефт ной, химической и других отрасл х промьвиленности.The invention relates to the application of protective coatings on the inner surface of pipes, in particular, to devices for flame-dispersing powdered materials, and can be used in engineering, petroleum, chemical and other industries.

Известно устройство дл газопламенного напылени порошковых материалов , содержащее корпус,. в котором выполнены центральный канал дл подачи порошка транспортирующим газом и окружак цие его каналы подачи горючей смеси, причем в центральном канале расположен турбул тор, выполненный в виде винтовой канавки 17 .A device for the flame spraying of powder materials, comprising a housing, is known. in which there is a central channel for supplying powder with a transporting gas and surrounding it with channels for supplying a combustible mixture, with a turbulator in the central channel, made in the form of a helical groove 17.

При движении смеси транспортирую1 его газа и частиц порошкового материала по винтовой канавке поток приобретает вращательное движение по направлению спирали какавки, за счет чего обеспечиваетс перемешивание частиц порошкового материала и их равномерное распределение по поперечному сечению ка-нала. Однако при подаче порошкового по винтовой канавке внутрь фа кела пламени происходит износ винтовой канавки, а подача горючего газа в виде отдельных , параллельных оси канала, приводит к обжатию потока газопорошковой смеси и к подавлению радиальной и тангенциальной составл ющих скоростей потока , что не позвол ет обеспечить эффективное перемешивание горючего газа и потока газопорошковой смеси и снижает качество покрыти .When the mixture moves, its gas and particles of the powder material move along a helical groove, the flow acquires a rotational motion in the direction of the helix spiral, thereby mixing the particles of the powder material and their uniform distribution over the channel cross section. However, when the powder is fed through the helical groove inside the flame chamfer, the helical groove becomes worn, and the supply of combustible gas as separate, parallel to the channel axis, results in compression of the gas-powder mixture flow and inhibition of the radial and tangential components of the flow velocities, which does not allow efficient mixing of the combustible gas and the gas / powder mixture stream and reduces the quality of the coating.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату вл етс устройство дл газопламенного напылени порошковых материалов, содержащее цилиндрический корпус с соплом и соединенной с ним вихревой камерой, имеющей тангенциальные входной и выходной каналы, и узлы подачи порошкового материала, горючего газа и сжатого воздуха f2l.The closest to the invention to the technical essence and the achieved result is a device for flame spraying of powder materials, comprising a cylindrical body with a nozzle and a vortex chamber connected to it, having tangential inlet and outlet channels, and supply units for powdered material, combustible gas and compressed air f2l .

Недостатками известного устройства вл ютс его большие габариты, что не позвол ет использовать его дл нанесени покрытий на внутреннюю поверхность труб малого диаметра ( мм), а также низкое качество напыленного покрыти вследствие подачи горючего газ-а в виде плотного и тонкого сло , обтекающего центральный вращающа с ноток газопорошковой смеси, что tte обеспечивает зффективное переметиаФание горючего газа и газопорош1совой сме .си и равномерное распределение Чгастиц порошка по сечению мени.The disadvantages of the known device are its large dimensions, which prevents its use for coating the inner surface of small diameter pipes (mm), as well as the poor quality of the sprayed coating due to the supply of combustible gas-a in the form of a dense and thin layer flowing around the central rotating from the notes of the gas-powder mixture, that tte provides efficient perimeter of combustible gas and gas-powder mixture and uniform distribution of powder particles over the cross section of the gas.

Целью изобретени вл етс повышение качества покрыти и снижение габаритов устройства.The aim of the invention is to improve the quality of the coating and reduce the size of the device.

Указанна цель достигаетс тем, что в устройстве дл газопламенного напылени порошковых материалов, содержащем цилиндрический корпус с соплом и соединенной с ним вихревой камерой, имеющей тангенциашьные входной и выходной каналы, и узлыThis goal is achieved by the fact that in a device for flame spraying of powder materials, comprising a cylindrical body with a nozzle and a vortex chamber connected to it, having tangential inlet and outlet channels, and nodes

0 подачи порошкового материала, го- . рючего газа и сжатого воздуха, вихрева камера соединена с узлом подачи горючего газа, корпус выполнен с лопатками, расположенными по0 powder feed, go-. gas and compressed air, the vortex chamber is connected to the site of supply of combustible gas, the body is made with blades located on

5 спирал м на его наружной цилиндрической поверхности, снабжен жиклерами дл подачи порошкового материала , размещенными в межлопаточных каналах, и установлен в соединенной5 spirals on its outer cylindrical surface, equipped with nozzles for feeding powder material, placed in interscapular channels, and installed in connected

Q с узлом подачи сжатого воздуха полой штанге, внутренний диаметр которой равен диаметру окружности, описанной вокруг наиболее выступающих частей лопаток.Q with a compressed air supply unit for a hollow rod, the inner diameter of which is equal to the diameter of a circle described around the most prominent parts of the blades.

5 При ЭТОМжиклеры расположены параллельно лопаткам, угол наклона которых к продольной оси корпуса равен 45-60°.5 In case of EOMT-jiggers, they are arranged parallel to the blades, the angle of inclination of which to the longitudinal axis of the body is 45-60 °.

Выходной торец сопла расположен от выходного торца штанги на рас0 сто нии, 0,1-0,5 диаметра сопла.The output end of the nozzle is located from the output end of the rod at a distance of 0.1-0.5 diameter of the nozzle.

На фиг.1 показано устройство, вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1.Figure 1 shows the device type; in fig. 2 shows a section A-A in FIG.

5 Устройство состоит из корпуса 1 с соплом 2; в корпусе выполнена вихрева камера 3 с тангенциальными входным 4 и выходным 5 каналами. На наружной поверхности корпуса 15 The device consists of a housing 1 with a nozzle 2; In the housing there is a vortex chamber 3 with tangential input 4 and output 5 channels. On the outer surface of the housing 1

0 выполнены по спирал м лопатки 6, а в межлопаточных каналах 7 равномерно по окружности, размещены жиклеры 8 дл подачи порошкового материала , при этом оси жиклеров 8 и0 are made in spirals of the blade 6, and in the interscapular channels 7 evenly around the circumference, the nozzles 8 are placed for feeding the powder material, while the axis of the nozzles 8 and

ло-г-злкч 6 установлены под углом lo-g-zlkch 6 set at an angle

45-60° к продольной оси устройства . Корпус 1 монтируетс внутри полой штанги 9, внутренний диаметр которой равен диаметру окружности, о исанной вокруг наиболее выступающих частей лопаток 6 так, чтобы выходные торцы жиклеров 8 были расположены в плоскости выходного торца штанги 9, а сопло 2 было расположено от наружного торца штанги 945-60 ° to the longitudinal axis of the device. The housing 1 is mounted inside the hollow rod 9, the inner diameter of which is equal to the diameter of the circle, around the protruding parts of the blades 6 so that the output ends of the nozzles 8 are located in the plane of the output end of the rod 9, and the nozzle 2 is located from the outer end of the rod 9

5 на рассто нии 0,1-0,5 диаметра сопла 2. Подача горючего газа внутрь вихревой камеры 2 осуществл етс по шлангу 10, а подача порошкового матери-ала к жиклерам 8 - по шлангу5 at a distance of 0.1-0.5 of the diameter of the nozzle 2. The supply of combustible gas to the inside of the vortex chamber 2 is carried out through the hose 10, and the supply of powdered material to the nozzles 8 through the hose

0 11, проход щих внутри полой штанги 9. Подэча сжатого воздуха внутрь ш Еангй 9 осуществл етс от источн:шса сжатоаго воз-духа (не показан) . Усфа овка лопаток 6 под углом 45-60 0 11, passing inside the hollow rod 9. Compressed air inlet into the head of Eangy 9 is carried out from the source: air pressure (not shown). Usfa blade 6 angles 45-60

5 к продольной оси устройства, а так .же жиклеров 8 под тем же углом позвол ет получить оптимальные закрутку воздуха и порошка и режим подмешивани их к газу и смешению друг с другом. При углах более бо возможно удлинение пламени и отрыв его от стенок обрабатываемой трубы 12, а при углах меньших 45 - каса ние пламенем торцов лопаток б, их обгорание и выход устройства из . .стро . Выход сопла 2 на рассто ние f 0,1-0,5 диаметра сопла обусловлен тем, что при рассто нии,меньшем О,1 диаметра сопла возможно прилипание пламени к выходным торцам лопаток и их обгорание, а при рассто нии, большем 0,5 диамет ра сопла резко ухудшаютс услови смешивани воздуха, выход щего из межлопаточных каналов 7.с пламенем , что ведет к образованию сажис тых отложений и ухудшению качества наносимого покрыти . Выбором углов установки лопаток б и осей жиклеров 8 можно обеспечить .частич ное прохождение порошкового материала через плам горелки, в то врем как друга часть порошкового материала обрабатывает поверхность трубы, враща сь в воздушном потоке Устройство дл газопламенного напылени порошковых материалов работает следующим образом. Штанга 9 с корпусом 1 вводитс внутрь обрабатываемой трубы 12. Предварительно проводитс очистка внутренней поверхности трубы и под готовка ее дл нанесени покрыти . В штангу 9 подаетс сжатый воздух, который поступает, по наружной поверхности корпуса 1 внутрь лопаток б, приобрета на выходе из них вращательное движение в виде отдельных струй, равных-числу лопаток , которые затем расшир сь, сли ваютс , образу один вихревой пс5ток , обеспечивающий очистку трубы от загр знений. Затем в шланг 10 подаютс под давлением горючий газ например пропан-бутан в смеси с воздухом, который через тангенциальный канал 4 поступает внутрь вихревой камеры 3, закручиваетс и выходит из сопла 2 внутрь обрабатываемой трубы, где он поджигаетс окисл етс вторичным закрученным потоком воздуха, текущим .через лопатки 6. Одновременно в шланг 11 , под давлением б ати подаютс порош ковый материал, например металличе кий necQK в смеси с воздухом, который через жиклеры 8 поступает в зону пламени под углом закрутки ло паток б. Частицы песка, пролета . через плам , обжигаютс и очищают поверхность трубы от остатков масла и загр знений равномерно по всей Ькружности. После окончани очистки поверхности, котора одновременно и нагреваетс , прекращаетс подача песка. Нагрев поверхности может производитьс и без подачи песка. Дл нанесени покрыти через шланг 11 под давлением подают порошкообразный материал покрыти , который через те .-же -жиклеры 8 после продувки их чистым воздухом или же через дополнительные жиклеры, установленные равномерно по окружности под углом 120, поступает в зону пламени в виде закрученного потока воздушно-порошковой смеси. Частицы порошка,;проход через плам , раз .м гчаютс и в таком виде, удар сь о поверхность трубы, сцепл ютс с ней, образу сплошное покрытие. Эффективность обработки повышаетс при вращении обрабатываемой трубы со скоростью 50-200 об/мин. Данное устройство по сравнению С известными конструкци ми позвол ет снизить габариты устройства за счет компактного размещени его элементов и использовать его дл нанесени покрытий на внутренние поверхности труб относительно малого диаметра, например 100 мм, и большой длиной, более 6 м, таких как насосно-компрессорные трубы нефт ного сортамента. Вращение воздушно-порошковой .смеси и вращение пламени относительно продольной оси трубы позвол ет обеспечить эффективное перемешивание указанных потоков, более равномерное распределение частиц порошка по сечению факела пламени, увеличить центробежные силы, обеспечивающие сцепление порошкового материала с поверхностью обрабатываемой трубы, и тем самым повысить качество покрыти . Применение предлагаемого устройства дает возможность проводить предварительную очистку внутренней поверхности трубы от загр знений закрученным потоком сжатого воздуха; удал ть (выжигать) жировые и масл ные п тна за счет подачи горючего газа в поток сжатого воздуха с образованием вращающегос факела пламени; повысить качество подготовки абразива перед подачей его на обрабатываемую поверхность за счет подачи металлического абразива в , факел плгмшени; наносить покрыти из поро&жов термопластического поликюрного материала.5 to the longitudinal axis of the device, as well as the same jets 8 at the same angle, allows to obtain optimal spin of air and powder and the mode of mixing them into the gas and mixing with each other. At more angles, the flame can lengthen and detach from the walls of the pipe 12 to be processed, while at angles smaller than 45, the ends of the blades b can be touched by the flame, they burn and the device exits from. .stro. The exit of the nozzle 2 at a distance f of 0.1-0.5 of the diameter of the nozzle is due to the fact that at a distance less than 0, 1 of the diameter of the nozzle, the flame can stick to the output ends of the blades and burn them, and at a distance greater than 0.5 The diameter of the nozzle sharply deteriorates the conditions for mixing the air leaving the interscapular channels 7. with a flame, which leads to the formation of black deposits and deterioration of the quality of the applied coating. By selecting the angles of installation of the blades b and the axes of the nozzles 8, it is possible to ensure partial passage of the powder material through the burner flame, while another part of the powder material processes the pipe surface rotating in the air flow. The device for flame spraying of powder materials works as follows. A rod 9 with a housing 1 is inserted inside the pipe 12 to be machined. Previously, the inner surface of the pipe is cleaned and prepared for coating. The rod 9 is supplied with compressed air, which enters the outer surface of the housing 1 inside the blades b, acquiring a rotational movement in the form of separate jets equal to the number of blades, which then expand, merge to form one vortex ps5tok, providing pipe cleaning. Then, a combustible gas, such as propane-butane mixed with air, is supplied to the hose 10 under pressure. The gas flows through the tangential channel 4 into the vortex chamber 3, twists and leaves the nozzle 2 into the processed tube, where it is ignited and oxidized by a secondary swirling air flow. . through the blades 6. At the same time, powder material is fed into the hose 11 under pressure of the bluff, for example metal necQK mixed with air, which through the nozzles 8 enters the flame zone at an angle of twist of the molasses b. Particles of sand, span. through the flame, they burn and clean the surface of the pipe from oil residues and contaminants evenly throughout the entire circle. After the termination of cleaning the surface, which is simultaneously heated, the flow of sand ceases. Heating of the surface can be carried out without sand. For coating, a powdery coating material is fed through pressure hose 11, which through the same jets 8 after purging them with clean air or through additional jets installed evenly around the circumference at an angle of 120 enters the flame zone as a swirling flow of air. -powder mixture. The powder particles, the passage through the flame, once again, are soothed and, in this form, hitting the surface of the pipe, adhering to it, forming a continuous coating. The processing efficiency increases with the rotation of the pipe being processed at a speed of 50-200 rpm. This device, in comparison with the known designs, allows to reduce the dimensions of the device due to the compact arrangement of its elements and use it to apply coatings on the inner surfaces of pipes of relatively small diameter, for example 100 mm, and longer than 6 m, such as tubing oil country tubing. Rotation of the air-powder mixture and rotation of the flame relative to the longitudinal axis of the pipe allows for effective mixing of these flows, more uniform distribution of powder particles over the flame section, increase centrifugal forces ensuring adhesion of the powder material to the surface of the pipe being processed, and thereby improving the quality of the coating . The application of the proposed device makes it possible to pre-clean the inner surface of the pipe from contamination by a swirling stream of compressed air; remove (burn out) fat and oil spots by supplying a combustible gas to a stream of compressed air with the formation of a rotating flame; to improve the quality of preparation of the abrasive before applying it to the surface to be treated by feeding the metal abrasive into the torch; apply a coating of porous & thermoplastic polycure material.

Claims

154) 1. DEVICE FOR GAS-FLAME SPRAYING OF POWDER MATERIALS, containing a cylindrical body g with a nozzle and a vortex chamber connected to it, having tangential inlet and outlet channels, and nodes for supplying powder material, combustible gas and compressed air, characterized in that, in order to increase the quality of the coating and reduce the dimensions of the device, the vortex chamber is connected to the unit for supplying combustible gas, the housing is made with blades arranged in spirals on its outer cylindrical surface, equipped with nozzles for Aci powder material placed in the interblade channels, and is set to the node connected to supply compressed air the hollow rod, an inner diameter equal to the diameter of the circle circumscribing the most projecting portions of the blades.

2. The device according to claim 1, with the fact that the jets are parallel to the blades, the angle of inclination of which to the longitudinal axis of Kdpnyca is 45-60 °.

3. The device according to claims 1 and 2, characterized in that the outlet end of the nozzle is located from the _ outlet end of the rod at a distance of 5 equal to 0.1-0.5 of the diameter of the nozzle. ⁷