SU1537303A1

SU1537303A1 - Torch for deposition by spraying of pulverulent materials

Info

Publication number: SU1537303A1
Application number: SU874325456A
Authority: SU
Inventors: Владимир Альбертович Агеев; Александр Константинович Никитин; Андрей Михайлович Данилин
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский И Конструкторский Институт Автогенного Машиностроения
Priority date: 1987-11-09
Filing date: 1987-11-09
Publication date: 1990-01-23

Abstract

Изобретение относитс к оборудованию дл газотермического нанесени покрытий, в частности к горелкам дл напылени порошковых материалов газопламенным способом. Целью изобретени вл етс повышение производительности напылени и снижение удельного расхода горючей смеси за счет улучшени условий теплообмена частиц порошкового материала с пламенем, что повышает их теплосодержание. Кислородно-ацетиленова смесь, поступающа в полость дл выхода, обеспечивает непрерывное горение на срезе мундштука 4. Порошок транспортируетс из питател в сопло 5 и попадает в зону пламени. В струе пламени частицы порошка станов тс пластичными и при соударении с поверхностью сцепл ютс с ней, образу покрытие. Выполнение полости дл выхода газовой смеси в виде концентричной кольцевой щели с разными углами наклона ее наружной и внутренней поверхностей на выходе мундштука позвол ет получить сплошной конус пламени, в котором газопорошкова смесь обжимаетс струйками пламени. 1 ил.The invention relates to equipment for gas-thermal coating, in particular to burners for spraying powder materials by a gas-flame method. The aim of the invention is to increase the sputtering performance and decrease the specific consumption of the combustible mixture by improving the heat exchange conditions of the particles of the powder material with the flame, which increases their heat content. The oxygen-acetylene mixture entering the exit cavity provides continuous combustion at the mouthpiece 4 cut. The powder is transported from the feeder to nozzle 5 and enters the flame zone. In the flame jet, the powder particles become plastic and, upon impact with the surface, adhere to it, forming a coating. Making the cavity to exit the gas mixture in the form of a concentric annular slit with different angles of inclination of its outer and inner surfaces at the mouth of the mouthpiece allows to obtain a continuous cone of flame in which the gas-powder mixture is compressed by streams of flame. 1 il.

Description

Изобретение относится к оборудованию иля газотермического нанесения покрытий, в частности к горелкам для напыления порошковых материалов газопламенным способом.The invention relates to equipment for sludge thermal spray coating, in particular to burners for spraying powder materials in a gas-flame manner.

Цель изобретения — повышение производительности напыления и снижение удельного расхода горючей смеси.The purpose of the invention is to increase spraying performance and reduce the specific consumption of a combustible mixture.

На чертеже изображена принципиальная схема горелки.The drawing shows a schematic diagram of the burner.

Горелка содержит корпус 1 с каналами 2 и 3 для подачи горючего газа и кислорода соответственно, мундштук 4 с порошковым соплом 5 и кольцевой полостью для выхода газовой смеси, концентрично расположенной вокруг него и имеющей наружную 6 и внутреннюю 7 образующие. В корпус горелки 1 запрессован газовый инжектор 8, при этом полость для выхода газовой смеси расположена под углом 2-5° к оси порошкового сопла 5, причем на конечном участке 'внутренней поверхности щели выполнен скос под углом 7-12° к оси порошкового сопла, а ширина кольцевой щели на срезе мундштука составляет 1,05-1,20 ширины щели на входе.The burner comprises a housing 1 with channels 2 and 3 for supplying combustible gas and oxygen, respectively, a mouthpiece 4 with a powder nozzle 5 and an annular cavity for the exit of the gas mixture concentrically located around it and having an outer 6 and an inner 7 generatrix. A gas injector 8 is pressed into the burner housing 1, while the cavity for exiting the gas mixture is located at an angle of 2-5 ° to the axis of the powder nozzle 5, and a bevel is made at an end portion 'of the inner surface of the gap at an angle of 7-12 ° to the axis of the powder nozzle, and the width of the annular gap on the slice of the mouthpiece is 1.05-1.20 the width of the gap at the entrance.

Горелка работает следующим образом.The burner operates as follows.

Поступающий в корпус горелки 1 кислород попадает в газовый инжектор 8 и, проходя через него, создает в ацетиленовом канале 3 разрежение, подсасывая таким образом ацетилен. Образовавшаяся кислородо-ацетиленовая смесь поступает в .щелевую полость для выхода газовой смеси мундштука 4, обеспечивая непрерывное . горение на срезе мундштука. Порошок транспортируется из питателя (не показан) в порошковое сопло 5 мундштука 4 и попадает в зону пламени. Благодаря дополнительной кинетической, а также тепловой энергии, приобретенной в (струе пламени, ставшие пластичными частицами порошка ударяются о поверхность, сцепляются с ней и образуют покрытие.The oxygen entering the burner housing 1 enters the gas injector 8 and, passing through it, creates a vacuum in the acetylene channel 3, thus sucking in acetylene. The resulting oxygen-acetylene mixture enters the slit cavity to exit the gas mixture of the mouthpiece 4, providing continuous. burning at the tip of the mouthpiece. The powder is transported from the feeder (not shown) to the powder nozzle 5 of the mouthpiece 4 and enters the flame zone. Thanks to the additional kinetic as well as thermal energy acquired in the (jet of flame, the plastic powder particles hit the surface, adhere to it and form a coating.

Выполнение полости для выхода газовой смеси в виде концентричной кольцевой щели с разными углами наклона ее наружной и внутренней поверхностей на выходе мундштука позволяет получить сплошной (без разрывов) конус пламени так, что, находясь в нем газопорошковая струя обжимается всеми струйками этого пламени, а значит, существенно улучшаются условия теплообмена частиц порошкового материала с пламенем и повышается их теплосодержание. Кроме того, газовый поток столба пламени единичной длины (например, на срезе мундштука) имеет меньшую поверхность контакта с воздухом, чем в случае выполнения полости для выхода горючей смеси в виде цилиндрических газовых сопел при равенстве площадей выхода. Таким образом, меньшее количество тепла уходит на нагрев окружающего воздуха. Вследствие этого также возрастает теплоэффективность пламени и, следовательно, поглощение частицами порошка выделяющегося при горении тепла.The execution of the cavity for the exit of the gas mixture in the form of a concentric annular gap with different angles of inclination of its outer and inner surfaces at the mouthpiece outlet allows one to obtain a continuous (without tearing) flame cone so that, being in it, the gas-powder jet is crimped by all trickles of this flame, which means the heat exchange conditions of the particles of the powder material with the flame are significantly improved and their heat content increases. In addition, the gas stream of a column of flame of a unit length (for example, at the tip of the mouthpiece) has a smaller contact surface with air than in the case of a cavity for the exit of the combustible mixture in the form of cylindrical gas nozzles with equal exit areas. Thus, less heat is used to heat the surrounding air. As a result of this, the thermal efficiency of the flame also increases, and, consequently, the absorption of heat released by the particles by the powder particles.

В случае выполнения угла наклона наружной поверхности щели менее 2° внешняя граница пламени становится чрезмерно протяженной и .пламя успевает в значительной степени охладиться до контакта его периферийной зоны с порошком.If the angle of inclination of the outer surface of the slit is less than 2 °, the outer boundary of the flame becomes excessively extended and the flame has time to cool to a large extent until its peripheral zone contacts the powder.

В случае выполнения наружной поверхости кольцевой щели под углом большим чем 5° протяженность пламени и, следовательно, время контакта частиц порошка с ним становятся недостаточными.If the outer surface of the annular gap is made at an angle greater than 5 °, the length of the flame and, consequently, the contact time of the powder particles with it become insufficient.

Выполнение внутренней поверхности кольцевой щели на выходе мундштука менее 7° снижает максимальную тепловую эффективность пламени, поскольку пламя концентрируется не в самой высокотемпературной зоне и вследствие этого не обеспечивает повышение коэффициента использования порошка.The execution of the inner surface of the annular gap at the mouthpiece outlet of less than 7 ° reduces the maximum thermal efficiency of the flame, since the flame is not concentrated in the highest temperature zone and therefore does not provide an increase in the powder utilization.

Выполнение скоса внутренней выходной поверхности кольцевой щели под углом более 12° приводит к отрыву пограничного слоя потока газовой смеси в месте излома конуса. Поток отжимается от центра, уменьшается угол выхода, а в центральной части резко тормозится, что вызываает перегрев мундштука. Протяженность контакта порошка с пламенем сжимается.Performing a bevel on the inner exit surface of the annular gap at an angle of more than 12 ° leads to the separation of the boundary layer of the gas mixture flow at the fracture of the cone. The stream is squeezed from the center, the exit angle decreases, and in the central part it is sharply braked, which causes the mouthpiece to overheat. The extent of contact of the powder with the flame is compressed.

Выполнение ширины щели на выходе менее 1,05 ширины щели на входе не позволяет потоку горючей смеси успеть развернуться под разными улами, что снижает протяженность фронта пламени.The implementation of the width of the gap at the exit of less than 1.05 of the width of the gap at the entrance does not allow the flow of the combustible mixture to have time to unfold under different ulah, which reduces the length of the flame front.

Ширина щели на выходе более 1,2 ширины на входе вызывает значительное проявление диффузорного (тормозящего) эффекта на выходном участке, снижает скорость истечения, мундштук перегревается и возникает возможность появления обратных ударов пламени.The width of the slit at the exit of more than 1.2 of the width at the entrance causes a significant manifestation of the diffuser (inhibitory) effect at the exit section, reduces the flow rate, the mouthpiece overheats and there is the possibility of the appearance of reverse flame strikes.

Длина кольцевой щели принципиально не влияет на сущность изобретения, изменяя лишь расходные характеристики газовых сопел за счет различного влияний пограничного слоя потока газовой смеси при различной длине щели.The length of the annular gap does not fundamentally affect the essence of the invention, changing only the flow characteristics of gas nozzles due to the different effects of the boundary layer of the gas mixture flow at different lengths of the gap.

Claims

Claim

A burner for spraying powder materials, comprising a housing with channels for supplying combustible gas and oxygen, a mouthpiece with a powder nozzle and a cavity for the exit of the gas mixture concentrically located around it, characterized in that, in order to increase the spraying performance and reduce the specific consumption of the combustible mixture, the cavity to exit the gas mixture

1537303 5 6

The yen in the form of a concentric annular bevel is made at an angle of 7–12 ° to the axis of the crevice, located at an angle of 2–5 ° to the axis of the powder nozzle, and the width of the annular chip powder nozzle, while at the end of the mouthpiece at the end, is 1.05 slit surface 1.20 slit width at the entrance.