Устройство газодинамического напыления порошковых материалов

Изобретение относится к устройствам для нанесения покрытий из порошковых материалов газодинамическим напылением переносного типа. В предложенном устройстве, содержащем источник сжатого газа, дозатор порошка, блок напыления, выполненный в виде переносного ручного инструмента с дистанционным управлением и состоящий из сверхзвукового сопла и жестко связанного с ним нагревателя газа, выполненного в виде металлического корпуса с размещенным внутри электротеплоизолятором со сквозными параллельными пневмоканалами и встроенными в них нагревательными элементами, а также пневмопровод подачи порошка от дозатора к сверхзвуковому соплу, запорную арматуру и блок управления и контроля напыления, связанные между собой гибкими пневмоэлектропроводами, согласно изобретению нагреватель газа установлен соосно сверхзвуковому соплу, при этом электротеплоизолятор нагревателя газа выполнен из внутреннего и внешнего коаксиально установленных один в другом цилиндров, причем во внутреннем цилиндре выполнен центральный сквозной канал для прохождения пневмопровода подачи порошка от дозатора к сверхзвуковому соплу, а пневмоканалы выполнены по его периферии в виде пазов, при этом внутренний и внешний цилиндры электротеплоизолятора нагревателя газа выполнены из термостойкого материала с электротеплоизоляционным покрытием на поверхностях, ограничивающих пневмоканалы. Обеспечивается расширение технологических возможностей, упрощение конструкции, снижение веса, повышение ремонтопригодности и повышение эффективности работы. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к устройствам нанесения покрытий из порошковых материалов газодинамическим напылением переносного типа и может найти применение в машиностроении, энергетике, металлургии и других сферах производства для получения одно- и многослойных покрытий различного функционального назначения.

Известно устройство для газодинамического напыления, содержащее источник сжатого газа, дозатор порошка, сверхзвуковой сопловой узел, нагреватель рабочего газа, а также систему регулирования скоростей частиц порошка, включающую запорно-регулирующие органы. [1].

Недостатком этой конструкции является ограниченность технологических и функциональных возможностей, заключающихся в том, что нагревательный элемент выполнен в виде длинномерной электропроводящей трубки, внутренняя часть которой является пневмоканалом рабочего газа, что вызывает увеличение габаритов и веса нагревателя в целом и усложняет использование его в виде переносного инструмента.

Известно также устройство для газодинамического напыления порошковых материалов переносного типа [2]. Это устройство выполнено в виде блока напыления и блока управления, связанных между собой гибкими пневмоэлектропроводами. Блок напыления выполнен в виде переносного ручного инструмента с дистанционным управлением и состоит из сверхзвукового сопла и жестко связанного с ним нагревателя газа.

Недостаток этой конструкции заключается в том, что ось сверхзвукового сопла не соосна с нагревателем газа, а подвод порошка от дозатора к сверхзвуковому соплу производится посредством гибкого пневмопровода; электротеплоизолятор нагревателя газа выполнен со сквозными пневмоканалами, труднодоступными для размещения в них нагревательных элементов. Изготовление электротеплоизолятора со сквозными параллельными пневмоканалами имеет технологические трудности, а несоосность сверхзвукового сопла с нагревателем газа снижает эффективность работы установки.

Задачей технического решения является расширение технологических возможностей, упрощение конструкции и снижение ее веса, повышение ремонтопригодности, а также повышение эффективности работы устройства газодинамического напыления порошковых материалов переносного типа.

Поставленная задача достигается благодаря тому, что устройство газодинамического напыления порошковых материалов, содержащее источник сжатого газа, дозатор порошка, блок напыления, выполненный в виде переносного ручного инструмента с дистанционным управлением и состоящий из сверхзвукового сопла и жестко связанного с ним нагревателя газа, выполненного в виде металлического корпуса с размещенным внутри электротеплоизолятором со сквозными параллельными пневмоканалами и встроенными в них нагревательными элементами, а также пневмопровод подачи порошка от дозатора к сверхзвуковому соплу, запорную арматуру и блок управления и контроля напыления, связанные между собой гибкими пневмоэлектропроводами. Нагреватель газа установлен соосно сверхзвуковому соплу, при этом электротеплоизолятор нагревателя газа выполнен из внутреннего и внешнего коаксиально установленных один в другом цилиндров, причем во внутреннем цилиндре выполнен центральный сквозной канал для прохождения пневмопровода подачи порошка от дозатора к сверхзвуковому соплу, а пневмоканалы выполнены по его периферии в виде пазов, при этом внутренний и внешний цилиндры электротеплоизолятора нагревателя газа выполнены из термостойкого материала с электротеплоизоляционным покрытием на поверхностях, ограничивающих пневмоканалы.

Электротеплоизоляционное покрытие на поверхностях, ограничивающих пневмоканалы, выполнено микродуговым оксидированием.

Центральный сквозной канал для прохождения пневмопровода от дозатора порошка к сверхзвуковому соплу, выполненный во внутреннем цилиндре электротеплоизолятора, позволяет установить сверхзвуковое сопло соосно с нагревателем газа, что обеспечивает совмещение направлений потоков подогретого газа и газопорошковой смеси, а это улучшает технические характеристики установки и повышает эффективность ее работы.

Предлагаемая конструкция электротеплоизолятора нагревателя газа повышает технологичность его изготовления и сборки, а также создает возможность изготовления его из термостойких материалов с электротеплоизоляционным покрытием поверхностей ограничивающих пневмоканалы. Например, из сплавов цветных металлов (алюминиевых или титановых) с обработкой поверхностей, ограничивающих пневмоканалы, микродуговым оксидированием. При этом внутренний и внешний цилиндры электротеплоизолятора могут быть выполнены в различном сочетании перечисленных материалов.

Указанные признаки не выявлены в других технических решениях при изучении уровня данной области техники, и, следовательно, решение является новым и имеет изобретательский уровень.

На фиг.1 показан блок напыления с нагревателем газа устройства газодинамического напыления порошковых материалов.

На фиг.2 показан нагреватель газа, где внутренний цилиндр выполнен из металла с электротеплоизоляционным покрытием, либо из сплава цветных металлов с обработкой поверхностей, ограничивающих пневмоканалы, микродуговым оксидированием, а внешний цилиндр из керамики.

На фиг.3 показан нагреватель газа, где внутренний цилиндр выполнен из металла с электротеплоизоляционным покрытием, а внешний цилиндр из сплава цветных металлов с обработкой микродуговым оксидированием.

Устройство газодинамического напыления порошковых материалов выполнено из блоков, связанных между собой гибкими пневмоэлектропроводами: блока напыления, приведенного на фиг.1, дозатора порошка и блока управления и контроля.

Блок напыления выполнен в виде переносного ручного инструмента с дистанционным управлением. Он состоит из нагревателя газа 1, включающего металлический корпус 2, электротеплоизолятор 3, пневмоканалы 4, нагревательные элементы 5, патрубок подвода рабочего газа 6, термодатчик 7, кнопку 8 дистанционного управления дозатором порошка и сверхзвукового сопла 9, жестко связанного с нагревателем газа 1.

Электротеплоизолятор 3 нагревателя газа выполнен из двух цилиндров: внутреннего 10 с пневмоканалами в виде пазов 11 на внешней поверхности и центральным сквозным каналом 12 и внешнего цилиндра 13. В пазы внутреннего цилиндра уложены нагревательные элементы 5, а через центральный сквозной канал проходит пневмопровод 14 от дозатора порошка к сверхзуковому соплу 9.

Разборная конструкция электротеплоизолятора, выполненного из двух цилиндров, упрощает укладку нагревательных элементов в пневмоканалы и позволяет использовать для его изготовления новые перспективные технологические процессы получения электротеплоизоляционных покрытий, например плазменное напыление, микродуговое оксидирование и др. При этом конструкция электротеплоизолятора позволяет выполнить ее в различном сочетании материалов в зависимости от технологических возможностей и требуемых режимов нагрева рабочего газа.

Устройство газодинамического напыления порошковых материалов работает следующим образом.

Устройство подключают к системе сжатого газа и электропитанию. На блоке управления и контроля задают и устанавливают необходимые параметры температуры и давления рабочего газа. Сжатый газ подают к дозатору и блоку напыления. Рабочий газ, проходя через пневмоканалы 4 нагревателя, поступает в сверхзвуковое сопло 9. К сверхзвуковому соплу по центральному сквозному каналу 12 поступает от дозатора газопорошковая смесь. Газопорошковая смесь вместе с нагретым газом в сопле ускоряется до сверхзвуковой скорости и переносится на обрабатываемое изделие.

Предлагаемое конструктивное решение блока напыления обеспечивает расширение технологических возможностей, упрощение его конструкции и снижение веса, а также повышает ремонтопригодность устройства газодинамического напыления порошковых материалов переносного типа и повышает эффективность его работы.

Источники информации

1. Патент РФ №1674585, МКИ С 23 С 26/00, 1989.

2. Патент РФ №2190695, МКИ С 23 С 26/00, 20.04.2000 г. - прототип.

1. Устройство газодинамического напыления порошковых материалов, содержащее источник сжатого газа, дозатор порошка, блок напыления, выполненный в виде переносного ручного инструмента с дистанционным управлением и состоящий из сверхзвукового сопла и жестко связанного с ним нагревателя газа, выполненного в виде металлического корпуса с размещенным внутри электротеплоизолятором со сквозными параллельными пневмоканалами и встроенными в них нагревательными элементами, а также пневмопровод подачи порошка от дозатора к сверхзвуковому соплу, запорную арматуру и блок управления и контроля напыления, связанные между собой гибкими пневмоэлектропроводами, отличающееся тем, что нагреватель газа установлен соосно сверхзвуковому соплу, при этом электротеплоизолятор нагревателя газа выполнен из внутреннего и внешнего коаксиально установленных один в другом цилиндров, причем во внутреннем цилиндре выполнен центральный сквозной канал для прохождения пневмопровода подачи порошка от дозатора к сверхзвуковому соплу, а пневмоканалы выполнены по его периферии в виде пазов, при этом внутренний и внешний цилиндры электротеплоизолятора нагревателя газа выполнены из термостойкого материала с электротеплоизоляционным покрытием на поверхностях, ограничивающих пневмоканалы.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электротеплоизоляционное покрытие на поверхностях, ограничивающих пневмоканалы, выполнено микродуговым оксидированием.