SU671089A1 - Установка дл детонационного нанесени покрытий - Google Patents

Abstract

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ДЕТОНАЦИОННОГО НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ, содержаща  закрытую с одного конца детонационную трубу, дозатор порошкаи смесительное устройство, соединенное через клапаны с источниками подачи ингредиентов взрывчатой смеси и нейтрального газа, отличающа с  тем, что, с целью повышени  качества покрыти  за ^чет однородности подаваемой в детонационную трубу газовой смеси, смесительное устройство выполнено с двум  сообщающимис  между собой камерами, при этом перва  по ходу движени  газов камера сообщена посредством выполненных в корпусе устройства каналов с источниками подачи одного из ингредиентов взрывчатой смеси и нейтрального газа, а втора  - с источником подачи второго ингредиента взрывчатой смеси.iСЛ

Description

О5

СХ)

со

fin.

2.Установка по п.1, о т л ичающа с  тем, что перва  камера смесительного устройства разделена на две полости отражательным диском со сквозными каналами.

3.Установка по п.2, о т личающа с  тем, что сквозные каналы отражательного диска выполнены наклонными в тангенциальном направлении , а их входные отверсти  смещены по окружности относительно противолежащих выходных отверстий каналов, сообщающих первую камеру

с источниками подачи одного из ингредиентов взрывчатой смеси и нейтрального газа. ,

4.Установка по п.3, о т л ичающа с  тем, что корпус

смесительного устройства вьлолкен из трех разъемнЬ соединенных частей: распределительной плиты, промежуточной плиты и крышки, при зтом на распределительной плите смонтированы клапаны и в ней выполнены каналы дл  подвода ингредиентов взрывчатой снеси и нейтрального газа в камеры, выполненные в промежуточной плите и крышке, а промежуточна  плита выполнена с входным каналом и отверсти ми в ее центральной части, сообщаклцими входной канал с камерой в крьшпсе, в которой вьтолнен выходной канал, причем на крышке смонтирован обратный клапан.

1

Изобретение относитс  к технике нанесени  покрытий и может быть использовано дл  нанесени  покрытий на детали, которые в процессе эксплуатации, подвергаютс  значительным коррозионному, эрозионному и тепловому разрушени м.

Основные области применени : самолето- и судостроение, космическа  техника, машиностроение, газотзфбинна  техника, текстильна  и бзгмажна  промьшшенность, производство измерительного инструмента, химическое аппаратостроение и т.д.

Известна установка дл  детонационного нанесени  покрытий ГО, содержаща  взрьшную камеру в форме трубы, закрытой с одного конца, соединенный с ней дозатор дл  подач порошкообразного материала покрыти  и смесительное устройство дл  приготовлени  и подачи во взрывную камеру газовой смеси, при воспламенении которой образуетс  детонационна  волна, выбрасывак ца  распыпенный материал покрыти  на поверхность напыл емой детали, расположенной напротив открытого конца взрывной камеры.

Смесительное устройство указанной установки имеет смесительную камеру , котора  сначала заполн етс 

взрьшчатой смесью газов, состо щей из горючего и окислител , поступающих через одновременно открываемые в полость камеры клапаны, а затем, после закрыти  этих клапанов нейтральным газом, который, омыва  указанные клапаны, вытесн ет взрывчатую смесь во взрывную камеру с тем, чтобы исключить детонацию в смесительной камере и защитить ее от воздействи  гор чих продуктов детонации при обратном ударе.

Недостатком установки  вл етс  неоднородность зар да взрьшчатой смеси, обусловленна  отсутствием средств, турбулизующих движение газов&пс стрзпй, поступающих в смесительную камеру, и кратковременность смешивани  в пространстве камеры.

Известно, что от соотношени  объемов горючего и окислител  в зто смеси зависит скорость распространени  детонационной волны. Следовательно , неодинаковое распределение .ингредиентов в микрообъемах смеси ведет к неустойчивости детонационной волны, неравномерности прогрева -порошка покрыти  и неодинаковой прочности сцеплени  его частиц с поверхностью детали.

Кроме того, к недостаткам установки относитс  возможность возникнрвени  взрыва в момент смешивани  ингредиентов взрывчатой смеси, обладающих в чистом виде высокой активностью а также низка  эффективност газовой защиты смесительной камеры от действи  обратного удара.

Более близкой к изобретению  вл етс  установка дл  детонационного нанесени  покрытий Г 2J, содержаща  закрытую с одного конца детонационную трубу, дозатор порошка и смесительное устройство, соединенное через клапаны с источниками подачи ингредиентов взрывчатой смеси и нейтрального газа.

В указанной установке опасность разрушительного воздействи  обратного удара на смесительное устройство устран етс  наличием предохранительного устройства с пористой перегородкой и рассекателем пламени .

Конструкци  смесительного устройства с внутренними перегородками и отверсти ми, рассекающими струи подаваемых в него газов, обеспечивает более интенсивное их перемешивание , чем в установке, описанной вьше. Кроме того, в данной установке нейтральный газ используетс  не только в защитной функции,но также в функции разбавител  горючего и окислител , что позвол ет сни ,зить тепловое воздействие продуктов детонации на частицы напыл емого материала и использовать в качестве последнего не только тугоплавкие металлы, но и материалы с относително низкой температурой плавлени  (никель, кадмий и т.п.). Однако пермешивание горючего, окислител  и нейтрального газа происходит в пространстве одной камеры, что не обеспечивает строгого посто нства заданных режимов и не дает возможности получить достаточно однородную смесь. Как уже было сказано,это приводит в конечном счете к ухудшению качества покрыти , про вл ющегос  в неодинаковой прочности сцеплени  его частиц, что обусловлено различным температурным воздействием продуктов детонации на эти частицы.

Целью изобретени   вл етс  повышение качества покрыти  за счет однородности подаваемой в детонационную трубу газовой смеси.

Цель достигаетс  тем, что смесительное устройство выполнено с двум

сообщающимис  между собой камерами, при этом перва  по ходу движени  газов камера сообщена посредством выполненных в корпусе устройства каналов с источниками подачи одного из ингредиентов взрывчатой смеси и нейтрального газа, а втора  - с источником подачи второго ингредиента взрьшчатой смеси.

Q Перва  камера смесительного

устройства разделена на две полости отражательньм диском со сквозными каналами. Сквозные каналы отражательного диска выполнены наклонными

5 в тангенциальном направлении, а их входные отверсти  смещены по окружности относительно противолежащ1-1Х выходных отверстий каналов, сообщающих первую камеру с источником поQ дачи одного из ингредиентов взрывчатой смеси и нейтрального газа.

Кроме того, корпус смесительного устройства выполнен из трехразъемно соединенных частей: распределит ль5 ной плиты, промежуточной плиты и

крьш1ки, при этом на распределительной плите смонтированы клапаны и в ней выполнены каналы дл  подвода ингредиентов .взрывчатой смеси и нейтрального газа в камеры, выполненные в промежуточной плите и крышке, а промежуточна  плита выполнена с входным каналом и отверсти ми в центральной части, сообщающими входной канал с камерой в крьш1ке, в которой выполнен выходной канал, причем на крышке смонтирован обратный клапан.

Наличие двух камер в смесителе дает возможность в каждой камере получить двухкомпонентную смесь: в первой камере смешивать нейтральный газ с одним из ингредиентов взрывчатой смеси, например с окислителем , а во второй - смесь, полученную в первой камере, смешивать с другим ингредиентом взрывчатой смеси, например с горючим. Это позвол ет в итоге получить более однородную трехкомпонентрую смесь, чем при смешивании трех компонентов в одном замкнутом объеме.

К тому же, конструкци  смесител  обеспечивает более высокую,чем в существующих установках, взрыво5 .безопасность при смешивании горючего и окислител , поскольку один из них предварительно разбавл етс  нейтральным газом.

Конструктивное выполнение первой камеры дает возможность турбулизовать струи подаваемых газов, что способствует их интeнcивнo fy перемешиванию .

Конструктивное выполнение корпу са двухкамерного смесительного устройства компактно, менее металлоемко , 4ieM в известных установках, и обеспечивает минимальную длину пути смешени  газов.

На фиг.1 схематически изображена установка дл  детонационного нанвсени  покрытий, общий вид; на фиг.2 смесительное устройство установки, разрез; на фиг.З ,- разрез А-А на фиг.2; на фиг. 4 - разрез Б-В на фиг.З на фиг.З - вид по стрелке В на фиг.2; на фиг.6 - разрез Г-Г на фиг.З.

Установка дл  детонационного нанесени  покрытий содержит детонационную трубу 1 (см.фиг. 1). Длина и диаметр трубы 1 подобраны из условий возможности образовани  и распространени  в ней детонационной волны, с помощью которой на поверхность обрабатываемой детали наноситс  порошкообразный материа  покрыти .

Дл  порционной подачи порошкообразного материала детонационна  труба 1 соединена со стороны закрытого конца с дозатором 2, а через предохранительное устройство 3 со смесительным устройством 4,предназначенным дл  приготовлени  взрывчатой смеси. Источники 3 и 6 ингредиентов этой смеси, а также источник 7, 8 подачи нейтрального газа через электромагнитные, клапаны 9-12 соединены со смесительным устройством А. .

В полости разъемного корпуса предохранительного устройства 3 последовательно установлены решетка 13 дл  рассечени  пламени в случае его прорыва через змеевик 14 в полость корпуса при обратном ударе в трубу 1 и перегородка 15 из пористого огнеупорного материала, например металлокерамики . Входной полостью 16 предохранительное устройство 3 сообщено со смесительным устройством 4.

Помимо упом нутых узлов,установка содержит генератор 17 импульсов, предназначенный дл  подачи высокого напр жени  на искровую свечу 18 и блок 19 управлени  электромагнитным

клапанами 9-12 смесительного уст-, ройства 4, клапаном 20, регулирующим поступление в дозатор 2 трансйортирунмцей среды от источника 21.

Смесительное устройство 4 установки дл  детонационного нанесени  покрытий имеет разъемный корпус (см.фиг.2), состо щий из скрепленных между собой распределительной плиты 22, промежуточной плиты 23 и крышки 24.

Перва  по ходу движени  газ.ов камера, выполненна  в промежуточной плите 23, разделена на две кольцевые полости 23, 26 отражательным диском , 27, создающим услови  дл  интенсивного перемешивани  подаваемых в камеру газов путем многократного отражени  их струй. Диск 27 насажен на выступ 28 промежуточной плиты.

Полости 23 и 26 сообщены между собой сквозными каналами 29 (см. фиг.З). Дл  создани  завихрени  в полости 26 способствующего интенсивному перемешиванию газов, каналы выполнены наклонными в тангенциальном направлении, как показано на фиг.З и 4, при этом дл  получени  отражательного эффекта их входные отверсти  смещены по окружности относительно выходных отверстий каналов 30 и 31 (см.фиг.2 и 3), вьшолненньк в распределительной плите 22.

В крышке 24 имеетс  втора  камера 32, выполненна  в центрирующем выступе 33. Перва  и втора  камеры отделены друг от друга перегородкой 34 с отверсти ми 33, сообщающими их между собой.

В выступе 28 плиты 23 выполнен входной канал 36, сообщающийс  с камерой 32 множеством расход щихс  в ее сторону отверстий 37, образующих кольцевой р д.

Каналы 30, 31 и 36 смесительного устройства сообщены с выходными отверсти ми электромагнитных клапанов 9, 10 и 11, смонтированных на распределительной плите 22.

Выходной канал 38 смесительного устройства выполнен в крышке 24, на которой смонтирован обратный клапан 3$. Вход в канал 37 перекрыт 5 ступицей 40 плиты 23, охватывающей с зазором цилиндрический выступ 41 крышки, что создает дополнительные возможности дл  пересечени  и отражени  струй и тем самым способствует интенсивному перемешиванию газов.

Помимо упоминавшихс  уже электромагнитных клапанов 9, 10 и 11, из которых клапан 9 соединен с источником 5 (фиг.1) подачи окислител , в частности кислорода, клапан 10 с источником 7 подачи нейтрального газа, а клапан 11 - с источником 6 подачи горючего, например ацетилена , на распределительной плите 22 (см.фиг.2,5,6) смонтирован также электромагнитный клапан 12, соединенный с источником 8 подачи .нейтрального газа (см.фиг.1). Каналом 42 (см.фиг.6) указанный клапан 12 св зан с полостью 16 (см.фиг.1) предохранительного устройства 3. Указана  система предназначена дл  заполнени  нейтральным газом полости предохранительного устройства после подачи газовой смеси во взрьгануто камеру, а также дп  продувки предохранительного устройства и взрьтной камеры после выброса из нее материала покрыти .

Установка работает следующим образом .

По команде с блока 19 (см.фиг.1) управлени  открываютс  электромагнитные клапаны 9,10 и 11.

От источника 5 через клапан 9 и канал 30 (см.фиг.2) в полость 25 певой камеры смесительного устройства 4 поступает кислород, а от источника 7 через клапан 10 и канал 31 нейтральный газ, например азот. Струи обоих газов удар ютс  о поверхность отражательного диска 27. При этом они многократно отражаютс  от поверхности диска и распределительной плиты 22, в результате чего происходит интенсивное перемешивание поступающих газов в полости 25. Через тангенциально наклонные каналы 29 (см.фиг.3,4) диска 27 струи полученной смеси поступают в полость 26, где благодар  пр давамому каналами завихрению происходит еще более активное перемешивание газов.

От источника 6 (см.фиг.1) через клапан 11 и входной канал 36 (см. фиг.2) в камеру 32 смесительного устройства 4 подаетс  ацетилен, раздробленный на мелкие струи отверсти ми 37. В камере 32 происходи его интенсивное перемешивание с поступанщей в нее через отверсти 

35 смесью азота с кислородом. При таком двухступенчатом образовании смеси снижаетс  опасность возникновени  овзрьша в зоне смешивани , поскольку с ацетиленом встречаетс  не чистый кислород, обладающий высокой активностью, а менее активна  смесь с азотом. К тому же образующа с  при этом смесь трех газов значительно более однородна, чем така  же смесь, получаема  в однокамерном смесительном устройстве.

Через кольцевую полость, образуемую ступицей 40 и выступом 41, выхоной канал 38 и обратный клапан 39, смесь проходит во входную полость 16 (см.фиг,1) предохранительного устройства, откуда через поры перегородки 5, калиброванные щели решетки 13 и змеевик 14 поступает в детонационную трубу 1.

После заполнени  трубы 1 взрывчатой смесью клапаны 9, 10 и 11 закрываютс  и од1говременно открйваютс  клапан 20, управл юисий дозатором 2, и клапан 12 продувки предохранительного устройства 3.

Через клапан 20 в полость дозатора 2 от источника 21 поступает транспортиругоща  српда, например азот, которьй вдувает порошок материала покрыти  в трубу 1.

Одновременно открывипшс  клапан 12 через канал 42 (см.фиг.6) подает в полость 16 (см.фиг.1) предохранительного устройства азот, которьй, пройд  сквозь п,оры перегородки 15 и щели решетки 13, заполнит змеевик 14, вытеснит в трубу 1 остатки взрывчатой смеси.

После этого все клапаны закры-ааютс , генератор 17 импульсов посылает сигнал на искровую свечу 18, котора  поджигает в трубе 1 взрывчатую смесь. Образовавша с  при этом детонационна  волна выбрасывает порошок материала покрыти  на обрабатываемую деталь, установленную перед открытым концом взрывной камеры 1, Затем блок 19 управлени  вьщает команду на открытие клапана t2 дл  полной продувки предохранительного устройства 3 и детонационной Трубы 1 нейтральным газом.Азот 5 -от источника В по каналу 42 поступает в полость 16 предохранительного устройства и далее через перегородку 15, решетку 13 и змеевик 14

в трубу 1, вьщува  из нее все продукты сгорани .

Затем описанный цикл повтор етс .

Конструкци  смесительного устройства установки позвол ет подавать во взрывную камеру более однородную смесь, чем удавались получить 38 lf{l 3 J7 5

ш.2

на существующих установках. Это дает возможность стабилизировать возбуждение и распространение детонационной волны, а следовательно (равномерный прогрев частиц порошка напып емого материала, и как результат , получать высококачественные покрыти  с посто нными служебными свойствами. ЗВ 22 -329

Фиг.З

фиг Л

2У

ВидА 671089 г-rnoSfpHymo . / Д2 2M -Э

Claims (4)

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ДЕТОНАЦИОННОГО НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ, содержащая закрытую с одного конца детонационную трубу, дозатор порошка и смесительное устройство, соединенное через клапаны с источниками подачи ингредиентов взрывчатой смеси и нейтрального газа, о т л и· чающаяся тем, что, с целью повышения качества покрытия за £чет однородности подаваемой в детонационную трубу газовой смеси, смесительное устройство выполнено с двумя сообщающимися между собой камерами, при этом первая по ходу движения газов камера сообщена посредством выполненных в корпусе устройства каналов с источниками подачи одного из ингредиентов взрывчатой смеси и нейтрального газа, а вторая - с источником подачи второго ингредиента взрывчатой смеси.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что первая камера смесительного устройства разделена на две полости отражательным диском со сквозными каналами.

3. Установка по п.2, о т л'ичающаяся тем, что сквозные каналы отражательного диска выполнены наклонными в тангенциальном направлении, а их входные отверстия смещены по окружности относительно противолежащих выходных отверстий каналов, сообщающих первую камеру с источниками подачи одного из ингредиентов взрывчатой смеси и нейтрального газа. .

4. Установка по п.З, о т л ичающаяся тем, что корпус смесительного устройства выполнен из трех разъемно соединенных частей: распределительной плиты, промежуточной плиты и крышки, при этом на распределительной плите смонтированы клапаны и в ней выполнены каналы для подвода ингредиентов взрывчатой смеси и нейтрального газа в камеры, выполненные в промежуточной плите и крышке, а промежуточная плита выполнена с входным каналом и отверстиями в ее центральной части, сообщающими вход' ной канал с камерой в крышке, в которой выполнен выходной канал, причем на крышке смонтирован обратный клапан.