Устройство для дозированной подачи порошкового материала

 

Использование: в технике нанесения распылением порошковых материалов для получения напыленных покрытий. Сущность изобретения: устройство содержит вертикально ориентированный резервуар 1 с основанием в виде усеченного конуса 2 и крышкой 3, с установленной в центре первой трубкой 4, имеющей вход 5 у основания 2 резервуара 1, а также выход 6 в верхней части трубки 4, причем в основании 2 резервуара 1 расположен ввод 7 для подачи газа под давлением, который через первый трубопровод 8 и первый регулятор 9 соединен с выходом источника 10 газа, вторые трубопровод 12 и регулятор 11 дополнительно снабжены перегородкой 14, второй трубкой 15 и третьим трубопроводом 16, перегородка 14 размещена в вершине усеченного конуса на вводе 7 для подачи газа, вторая трубка 15 установлена коаксиально внутри первой трубки 4 и проходит через перегородку 14, а ее нижнее отверстие через второй регулятор 11 с трубопроводом 12 соединено с выходом источника 10 газа, выход 13 резервуара 1 для материала с газом через третий трубопровод 16 соединен с верхним выходом 6 первой центрально расположенной трубки 4, перегородка 14 выполнена из пористого материала. Первая трубка 4 установлена с возможностью вертикального перемещения вдоль продольной геометрической оси резервуара 1. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области распыления порошковых материалов и нанесения жидкостей на поверхность изделий для получения напыленных покрытий.

Известны устройства для получения псевдоожиженного слоя порошкового материала [1] Такие устройства основаны на продувании газа (воздуха) через пористую перегородку в камере аппарата, на которую насыпан порошок.

Для получения высококачественного покрытия необходимо перемешивание порошка до достижения постоянства концентрации его в газе и поддержания постоянства скорости движения газа для каждой конкретной конструкции распылителя и конкретного изделия. Однако вышеупомянутые устройства не позволяют обеспечить требуемые условия. При полной загрузке камеры аппарата порошком ухудшаются условия перемешивания порошка с газом и тем самым степень его электризации, требуется повышенное давление газа, проходящего через слой порошка для создания псевдоожиженного слоя, в котором осуществляется перемешивание порошка. По мере выработки порошка при снижении уровня загрузки камеры условия перемешивания порошка ухудшаются, однако его концентрация в единице объема проходящего газа падает, что сказывается на продолжительности процесса напыления порошка на изделия и качестве покрытия. Недостатком этих устройств является также необходимость применения порошков с заданной сыпучестью (малым углом естественного откоса) и сравнительно узким гранулометрическим составом, а также трудность создания слоя из многокомпонентных порошков. Концентрация порошка в объеме продуваемого воздуха и степень его электризации зависят от величины объема порошка, находящегося в резервуаре, что сказывается на качестве покрытия. Для создания псевдоожиженного слоя требуется более высокое давление газа, чтобы поднять весь слой порошка в камере.

Известно устройство для дозированной подачи порошкового материала [2] в установках для нанесения покрытий, содержащее бункер, выполненный в виде двух усеченных конусов с перемешивающими средствами перемешивания материала в виде двух полых торов. В этом устройстве также концентрация порошка в единице объема проходящего газа зависит от уровня заполнения бункера порошковым материалом. В исходном состоянии, чтобы поднять и перемешивать весь объем порошка, требуется повышенное давление газа.

Известно устройство для подачи газообразной жидкости для резервуара [3] состоящее из вертикально ориентированного резервуара с крышкой и с основанием в виде усеченного конуса, с установленной в центре трубкой, имеющей вход со стороны основания резервуара и выход в верхнем конце трубки, вводом для подвода газа под давлением в основании резервуара, который через трубопровод и первый регулятор соединен с выходом источника газа, и выход устройства для материала с газом, в котором перемешивание происходит в нагнетательной трубке посредством рециркуляции.

Недостатками устройства являются необходимость создания повышенного давления из-за возможности образования пробки из материала, а также невозможность регулировки степени концентрации порошка в единице объема проходящего через резервуар газа.

Задача, решаемая изобретением, заключается в обеспечении возможности регулирования степени концентрации порошкового материала в единице объема проходящего через устройство газа и поддержании его постоянства при различных уровнях загрузки порошка при одновременном снижении величины давления газа, необходимого для создания псевдоожиженного слоя и подачи материала в устройствах для напыления покрытия.

Для создания наилучших условий электризации порошкового материала в распылителе необходимо создать и поддерживать (обеспечить) требуемую, определенную концентрацию и скорость движения материала в распылителе. При этом требуемая скорость движения в разных конструкциях распылителей отличается. Оптимальная концентрация порошкового материала зависит как от конструкции распылителя, его производительности, так и изделия, на которое должен быть положен слой порошкового материала.

В существующих системах оптимизация указанных выше требований решается только частично за счет подбора оптимальной величины давления газа, подаваемого в резервуар, а на концентрацию порошкового материала не обращают должного внимания, что приводит к повышенному расходу порошкового материала или более длительному времени напыления материала на изделие.

При осуществлении изобретения достигается технический результат, заключающийся в обеспечении постоянства концентрации порошкового материала на выходе в процессе работы, т.е. в единице объема проходящего через устpойство газа при различных уровнях загрузки резервуара порошковым материалом при одновременном снижении величины давления газа на входе устройства.

Предусмотренная возможность вертикального перемещения трубки расширяет диапазон регулировки степени концентрации порошкового материала в единице объема, пропускаемого через резервуар газа, который определяется соотношением регуляторов газа Р₁ и Р₂.

Одновременно заявляемая совокупность признаков обеспечивает снижение необходимой величины рабочего диаметра газа и его постоянство для всех уровней загрузки резервуара. Сущность изобретения в заявляемом устройстве для дозированной подачи порошкового материала, содержащем вертикально ориентированный резервуар с крышкой и с основанием в виде усеченного конуса, с установленной в центре трубкой, имеющей вход со стороны основания резервуара и выход в верхнем конце трубки, вводом для подачи газа под давлением в основании резервуара, который через трубопровод и первый регулятор соединен с выходом источника газа, и выход устройства для материала с газом, достигается введением в него перегородки, второй трубки и третьего трубопровода, причем перегородка размещена в вершине усеченного конуса резервуара на вводе для подачи газа, вторая трубка установлена коаксиально внутри первой и проходит сквозь перегородку, ее нижнее отверстие через второй регулятор с трубопроводом соединено с выходом источника газа, выход для материала с газом через третий трубопровод соединен с верхним выходом центрально расположенной трубки, перегородка выполнена из пористого материала или сетки. Кроме того, первая трубка установлена с возможностью вертикального перемещения высоты нижнего отверстия.

На чертеже представлено заявляемое устройство для дозированной подачи порошкового материала, содеpжащее вертикально ориентированный резервуар 1 с основанием в виде усеченного конуса 2 и крышкой 3 в верхней части, с установленной в центре трубкой 4, имеющей вход 5 у основания резервуара, выход 6 в верхней части трубки, причем в основании резервуара расположены ввод 7 для подачи газа под давлением, который через трубопровод 8 и первый регулятор 9 соединен с выходом источника 10 газа, второй регулятор 11 с трубопроводом 12, и выход 13 для материала с газом. Перегородка 14 из пористого материала размещена в вершине усеченного конуса 2 резервуара 1 на вводе для подачи газа. Вторая трубка 15 установлена внутри первой трубки 4 и проходит сквозь перегородку 14, причем нижнее отверстие второй трубки 15 через второй регулятор 11 с трубопроводом 12 соединено с выходом источника 10 газа, а выход 13 для материала с газом через третий трубопровод 16 соединен с верхним выходом 6 трубки 4. Перегородка выполнена из пористого материала или сетки. Центральная первая трубка 4 установлена с возможностью перемещения в осевом направлении.

Работа устройства. В резервуар 1 насыпают порошковый материал. Предварительно трубка 4 над основанием 2 резервуара установлена и закреплена на высоте 10-15 мм. Герметично закрывают крышку 3 резервуара 1. Регуляторы 9-Р₁ и 11-Р₂ подачи газа устанавливают в среднее положение. Регуляторами 9 и 11 определяют уровень концентрации порошка в газе на выходе 13 устройства. Так, при закрытом положении Р₂ 11 и открытом Р₁ 9 весь подаваемый на вход устройства воздух проходит через перегородку 14, над которой происходит псевдоожижение порошкового материала. Далее смесь порошка с газом поднимается по трубке 4 и подается на выход 13 устройства. Причем полученная заданная концентрация порошка в газе сохраняется постоянной для любого уровня наполнения резервуара 1 порошковым материалом от максимального до минимального, т.е. нижнего края трубки 4. Порошковый материал по мере расхода скатывается по конусному основанию на перегородку 14. Объем порошкового материала, попадающего на перегородку 14, зависит от расстояния между концом трубки 4 и перегородкой 14, т.е. от высоты установки трубки 4. При этом на выходе устройств устанавливается максимальная концентрация порошкового материала для заданной высоты подъема трубки 4 над перегородкой 14. При открытом положении Р₂ 11 и закрытом Р₁ 9 положении весь воздух, подаваемый на вход устройства, проходит по центральной трубке 15, трубке 4 и на выходе устройства 13 подается теоретически чистый воздух. Таким образом, положением регуляторов 9-Р₁ и 11-Р₂ можно установить любую концентрацию и скорость движения воздуха на выходе 13 устройства. Изменение высоты подъема трубки 4 над перегородкой 14 обеспечивает расширение диапазона регулировки степени концентрации порошкового материала в газе на выходе 13 устройства.

Конкретные величины объемов и скорость потока газа, проходящего через регуляторы 9-Р₁ и 11-Р₂, определяются требованиями, предъявляемыми конкретной конструкцией распылителя, трибостатического или электростатического, их производительностью, параметрами изделий, на которые необходимо нанести слой порошка.

Выход 13 устройства подключают через шланг к распылителю (трибостатическому или электростатическому), а вход к источнику 10 газа. Включают подачу газа и корректируют концентрацию материала и скорость движения газа на выходе 13 устройства регуляторами Р₁ и Р₂.

Поскольку размер перегородки 14 и толщина слоя порошкового материала минимальные, не зависят от объема резервуара 1 и степени его наполнения порошковым материалом, то для создания псевдоожиженного слоя порошка требуется минимальное давление газа на входе устройства.

Постоянство концентрации порошкового материала в единице объема проходящего через устройство газа при различных уровнях загрузки резервуара при одновременном снижении величины рабочего давления газа и его постоянство для любого уровня загрузки резервуара обеспечиваются тем, что на дне резервуара над перегородкой поддерживается постоянная толщина слоя порошка, ограниченная расстоянием между нижним концом трубки и перегородкой независимо от уровня заполнения резервуара, постоянство толщины этого слоя в активной зоне обеспечивается осыпанием порошка на место унесенного газом и конусностью основания резервуара, ограниченность по площади активной зоны, постоянство и заданность толщины слоя порошка обеспечивают минимально необходимую величину давления от источника газа, постоянство заданной концентрации обеспечивается постоянной толщиной слоя порошка в активной зоне независимо от степени заполнения резервуара, а регулировка степени концентрации обеспечивается изменением соотношения подачи газа, прошедшего через слой порошка и газа, минующего этот слой (проходящего через вторую трубку 15). Все вышеперечисленные условия обеспечивают создание и поддержание требуемой степени электризации порошкового материала и высокое качество покрытия.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЗИРОВАННОЙ ПОДАЧИ ПОРОШКОВОГО МАТЕРИАЛА, содержащее вертикально ориентированный резервуар с выходом для порошкового материала с газом, с основанием в виде усеченного конуса и с крышкой, первую трубку, установленную в центре резервуара и размещенную своим входом у основания резервуара, выход которой расположен на противоположном ее верхем конце, источник газа, трубопровод и первый регулятор, ввод для подачи газа под давлением в резервуар, герметично закрепленный в основании резервуара и соединенный с выходом источника газа через первый трубопровод и первый регулятор последовательно, и второй регулятор с вторым трубопроводом, отличающееся тем, что оно снабжено выполненной из пористого материала перегородкой, второй дополнительной трубкой и третьим дополнительным трубопроводом, причем указанная выше перегородка размещена в вершине усеченного конуса основания резервуара на вводе для подачи газа в резервуар, вторая трубка установлена внутри первой трубки коаксиально относительно нее, пропущена через указанную перегородку и соединена своим нижним отверстием через второй регулятор с вторым трубопроводом с выходом источника газа, выход резервуара для порошкового материала с газом соединен с выходом первой трубки посредством третьего трубопровода.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что первая трубка установлена с возможностью перемещения вдоль продольной геометрической оси резервуара.

РИСУНКИ

Рисунок 1