Пальник газовий

Пальник газовий, що включає змішувальну камеру, інжектор і багатофакельний мундштук, який відрізняється тим, що він складається з піді Корисна модель відноситься до зварювального виробництва, а саме до технології наплавлення деталей різними композиційними матеріалами, утвореними методом пайки, наприклад, наплавлення великих конусів і чаш засипних апаратів доменних печей і може бути використана в різних галузях промисловості для зміцнення деталей машин за рахунок наплавлення їх зносостійкими чи антифрикційними композиційними матеріалами. Відомий газовий пальник для газопорошкового напилювання і наплавки з подачею порошку через полум'я пальника. Газовий пальник оснащений ежектором-змішувачем пального газу і наконечником напилювання, обладнаний пристосуванням що фокусує, який стискає полум'я, завдяки чому досягається значне підвищення кінематичної енергії' часток порошку, [см. Старченко й ін. "Пальник для газопорошкового напилювання і наплавлення ГАЛ-5-72" Москва, ЦНІІТМАШ, 1979р ]. Недоліком відомого пальника є низька продуктивність, що складає до 3,5кг/год.; складність нанесення товстих покриттів більш 2 мм. Найбільш близьким по технічній суті є газокисневий пальник, обраний як прототип, що застосовується при газополум'яному поверхневому загартуванню деталей і складається з корпуса, змішувальної камери, інжектора і багатофакельного мундштука [см. Тазополум'яне поверхневе загартування деталей металургійного устаткування" ВНІІОЧЕРМЕТ, Металлургиздат, 1957р., стор.57]. Причиною, що перешкоджає досягненню необхідного технічного результату прототипом, є висока швидкість витікання газокисневої суміші з грівальної секції і плавильної секції, при цьому багатофакельний мундштук плавильної секції обладнаний направляючим апаратом, що знижує швидкість полум'я і підвищує концентрацію теплового потоку, а між багатофакельними мундштуками підігрівальної секції і плавильної секції розташована лійка-шкребок, оснащена пристроєм для вирівнювання шару металопорошкової шихти на поверхні наплавлювані. отворів багатофакельного мундштука, що за умовами її горіння складає 50-175м/с. При такій високій швидкості витікання пальної суміші, полум'я що утворюється, здуває рідку ванну матричного сплаву і розташований над нею рідкий флюс, перешкоджаючи формуванню композиційного матеріалу і захисту від окислювання. Такий пальник має низьку продуктивність через недостатню теплову потужність. Б основу корисної моделі покладена задача розробити конструкцію газового пальника, що забезпечує наплавлення композиційного матеріалу методом пайки за рахунок зниження швидкості полум'я, а також підвищення продуктивності пальника і його теплової потужності за рахунок створення секції, що підігріває. Поставлена технічна задача досягається тим, що пальник газовий, який містить змішувальну камеру, інжектор і багатофакельний мундштук, складається з секції що підігріває і секції що плавить, при цьому багатофакельний мундштук секції, що плавить, має направляючий апарат, який знижує швидкість полум'я і підвищує концентрацію теплового потоку, а між багатофакельними мундштуками секції' що підігріває і секції що плавить розташована лійка-шкребок, оснащена пристроєм для вирівнювання шару металопорошкової шихти на направляючій поверхні. Загальними для відомої' і запропонованої конструкції пальника газового є істотні ознаки: - пальник газовий містить змішувальну камеру, інжектор і багатофакельний мундштук. (О О) о о 10096 витікання полум'я. Мідні водоохолоджувані трубки Відмітними істотними ознаками запропоноваприварені до козирків і разом з ними і торцевою ної конструкції пальника газового від прототипу є: поверхнею мундштука утворять камеру горіння, з - пальник газовий складається з секції що підіякої відбувається витікання полум'я. Для того, щоб гріває і секції що плавить; робота пальника була без хлопків або зворотних - секція пальника, що плавить, обладнана баударів, швидкість витікання газової суміші повинна гатофакельним мундштуком і спрямовуючим апабути більше швидкості запалення суміші і складаратом, що знижує швидкість полум'я пальника і ти 50-175м/с. Однак, при такій швидкості полум'я підвищує концентрацію теплового потоку; під час процесу наплавлення здійснюється зду- між багатофакельними мундштуками секції вання шлакової ванни, захищаючої від окислюванщо підігріває і секції що плавить пальника розтаня метал композиційного матеріалу. З метою змешована лійка-шкребок, оснащена пристроєм для ншення швидкості полум'я, що витікає не з вирівнювання шару шихти на поверхні, що напламундштука, а з камери горіння і на роботу пальнивляється. ка не впливає, вихідний щілинний отвір має плоНаявність цих ознак дозволяє класифікувати щу, більш сумарної площі вихідних отворів мундкорисну модель, як відповідну критерію "новизна". штука. Пальник газовий, що складається з секції що підігріває і секції що плавить, мундштуків, осі яких Призначення направляючого апарата складарозташовані на відстані 30-40мм, одночасно підіється не тільки в зменшенні швидкості руху полугрівають основний метал і плавлять порошкову м'я, що витікає із секції пальника, що плавить, але шихту. Потужність пальника визначається як сума також і в концентрації теплового потоку. Це досяпотужностей мундштуків що підігрівають і плавгається тим, що газокиснева суміш, яка надходить лять, тобто Wr=Wi+W2, де: у камеру горіння, згоряє при постійному тиску, а потім відбувається адіабатичне розширення, змеW r - потужність пальника, м3/год. природного ншення швидкості і збільшення тиску газу. Крім газу; цього швидкість газу також зменшується за рахуWi - потужність мундштука, що підігріває, 3 нок того, що струмки газу, які витікають з вихідних м /год. природного газу; отворів мундштука, зіштовхуються з поверхнею \Л/г - потужність мундштука, що плавить, водоохолоджуваних мідних трубок дифузора і відм3/год. природного газу. бувається гальмування, при якому швидкість газу Потужність визначається по наступній формузменшується, а температура підвищується При лі: витіканні газу через щілинний отвір щільність тепW=V-q-b-k, де: лового потоку збільшується зі зменшенням шири3 W - витрата пального газу, м /год.; ни щілини, що забезпечує підвищення швидкості V - швидкість переміщення пальника чи детанаплавлення. У таблиці №2 наведені результати лі, см/хв.; іспиту двосекційного пальника газового. З таблиці 2 q - питома витрата пального газу, л/см ; видно, що пальник газовий, у якого секція, що плаb - ширина поверхні що наплавляють, см; вить, має ширину вихідного щілинного отвору в k - перехідний коефіцієнт від розмірності л/хв. межах 0,7-1,Змм, забезпечує зменшення швидко3 2 км /год., рівний 6-Ю" . сті руху полум'я в 1,5-3,7 рази і збільшення швидПри роботі на ацетилені питома витрата газу q кості наплавлення до 12м/год. При збільшенні ши2 приймається в межах 0,3-0,9л/см поперечної смурини щілинного отвору більш 1,3мм щільність ги поверхні, що нагрівається, причому, чим товще теплового потоку зменшується і швидкість наплашар, що нагрівається, тим більше витрата газу. влення знижується, а при зменшенні ширини щіПри роботі на Інших пальних газах з калорійністю линного отвору менш 0,7мм швидкість руху полу3 не менш 4000ккал/м q приймається рівним 1м'я підвищується і процес наплавлення 2м3/год. на кожен погонний сантиметр ширини капогіршується. навки, що наплавляється. Між багатофакельними мундштуками пальниШирина поверхні що наплавляється є голока газового розташована лійка-шкребок, яка оснавною величиною, що визначає потужність секції щена пристроєм для вирівнювання шару шихти на що підігріває і секції що плавить, або їх багатофаповерхні що наплавляють. Лійка-шкребок за допокельних мундштуків. могою шланга з'єднана з бункером автомата елекУ пропонованій корисній моделі розроблені тродугового наплавлення, заповненого металопотри типорозміри 2-х секційного пальника, що прарошковою шихтою. Лійка-шкребок оснащена цює на природному газі. пружинним пристроєм, який притискає її до поверТехнічна характеристика пальника наведена в хні бортів канавки що наплавляють. Це забезпечує таблиці 1. З таблиці видно, що пальник забезпечує щільне заповнення канавки шихтою на рівні з повисоку продуктивність, що складає 24-80кг/год. верхнею бортів. Шихта надходить на поверхню, металу що наплавляють. що наплавляють під дією сили ваги. Кількість шихСекція газового пальника, що плавить, постати, що надходить у канавку, визначається по форчена направляючим апаратом, що знижує швидмулі: кість полум'я пальника і підвищує концентрацію теплового потоку. Апарат що наплавляє являє Q = F v см3, де: собою два козирки, приварених до торцевої повеF - площа перетину лійки-шкребка, см 2 ; рхні мундштука, які прикривають два ряди отворів, v - швидкість вільного падіння шихти без обчерез які з мундштука витікає газова суміш, і дві ліку опору тертя, м/с водоохолоджувані МІДНІ трубки, установлені між Таким чином, характер прояву запропоновасобою з зазором, що створює щілинний отвір для них істотних ознак забезпечує досягнення необ 10096 рхні мундштука що плавить 12 розміщений напрахідного технічного результату, що складається із вляючий апарат, що складається з камери горіння створення конструкції пальника газового, який за23 і дифузора 24. Камера горіння утворена двома безпечує високопродуктивне наплавлення детакозирками 25 і поверхнею мундштука з двома рялей композиційними матеріалами, що значно піддами отворів діаметром 1,2мм, розташованих у вищує термін служби деталей що зміцнюють. шаховому порядку. Дифузор 24 утворений двома Запропонована конструкція пальника газового водоохолоджуваними трубками 26, наприклад, пояснюється кресленням (Фіг.1), де представледіаметра 6х 1 мм спеціально профільованими і ний загальний вид пальника. який створює між собою зазор, наприклад, у меПальник газовий складається з двох самостійжах 0,7-1,Змм. Торці камери горіння і дифузора них секцій, об'єднаних з витратомірами газу і кисзакриті накладками 27. Для регулювання подачі ню (на Фіг.1 не показані). Секція 1 представляє порошкової шихти лійка-шкребок містить шиберну собою пальник із багатофакельним мундштуком І заслінку 28. Пальник газовий кріпиться до прислужить для підігріву поверхні, що наплавляється, строю що наплавляє за допомогою стрижня 29. секція 2 представляє собою пальник із багатофакельним мундштуком і напрямним апаратом, і Пальник газовий працює в такий спосіб. Після служить для плавлення шихтових матеріалів. Кожзапалювання мундштука секції пальника, що підіна з горілок містить змішувач 3, сопло 4, вентиль гріває, за допомогою газового вентиля 5 установгазу 5, вентиль кисню 6, трубку 7, із запобіжником люють витрату газу 8м3/год. і кисневого 6, відповіпроти зворотного удару полум'я, для підведення дно, витрата кисню 7,2м3/год., починають газу до вентиля 5, трубку 8 для підведення кисню нагрівання поверхні канавки; потім запалюють до вентиля 6, трубку 9 для підведення кисню до мундштук що плавить і установлюють витрату газу змішувача 3, трубку 10 для підведення газової 8м3/год. і кисню 7,2м3/год. Після нагрівання поверсуміші до мундштука що підігріває 11 і мундштука хні канавки під мундштуком що підігріває до темщо плавить 12. До торців мундштуків приварені ператури 9О0°С включають рух деталі зі швидкістю трубки 13 для підведення і відводу охолоджуючої бОмм/хв. убік лійки-шкребка, через 16сек. відкрирідини. Обидві секції з'єднані між собою за доповають шиберну заслінку і шихта починає сипатися могою сполучної пластини 14. Кріплення мундштуна нагріту поверхню. Ще через 16сек., тобто при ків 11 і 12 до пластини виробляється за допомогою переміщенні на 32мм, рух деталі виключають і двох шпильок 15 укручених у проміжні бобишки 16. продовжують нагрівання до розплавлення шихти. Через проріз у сполучній пластині між мундштукаПісля чого включають рух деталі з необхідною ми 11 і 12 уставлена лійка-шкребок 17, що за дошвидкістю і продовжують процес наплавлення. помогою гнучкого шланга з'єднана з бункером поЗдування і розбризкування рідкого флюсу і металу рошкової шихти (на Фіг.1 не показані). Лійкане спостерігається. шкребок за допомогою пружин 18, що упираються Використання пропоновано'! конструкції пальв упори 19, притискається до бортів канавки що ника газового забезпечує можливість високопронаплавляють 20. Необхідне зусилля притиснення дуктивного наплавлення й одержання якісного створюють за рахунок укручування різьбових гільз покриття з композиційного матеріалу за рахунок 21 в отвори сполучної пластини. При цьому прустабільного горіння полум'я пальника, що плавить. жини сковзають по стрижнях 22. На робочій пове Таблиця 1 Технічна характеристика пальника газового двосекційного No п/п 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Параметри Максимальна ширина поверхні що наплавляють, мм Тиск пального газу на вході в пальник кожної" секції, кг/см" Тиск кисню на вході в пальник кожної' секції, кг/см*1 Витрата пального газу секцією пальника (потужність секції), м^/год. Витрата кисню секцією пальника, м^/год. Діаметр газового вихідного отвору мундштука (умовний діаметр сопла), мм Продуктивність наплавлення композиційним матеріалом, кг/год. Сумарна витрата газу пальником газовим, м^/год. Номер пальника 3 1 2 250 80 150 0,2-0,5 0.2-0,5 0,2-0,5 3-5 3-5 3-5 8 25 15 7,2 13,5 22,5 11,5 7,5 9,5 24 50 80 50 16 ЗО 10096 Таблиця 2 Технічна характеристика секції, що № плавить 2-х секційного пальника гап/п зового з направляючим апаратом 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 3 2 Максимальна ширина поверхні, що 80 наплавляється, мм 7-5 Умовний діаметр сопла, мм Площа перетину газопровідного ка45 2 налу мундштука, мм Припустима сумарна площа вихідних 45/1,2=37,5 отворів мундштука, мм 2 Діаметр вихідних газових отворів 1,2 мундштука, мм Кількість ВИХІДНИХ газових отворів 32 мундштука, шт. Кількість отворів у ряді, шт. 16 КІЛЬКІСТЬ рядів отворів, шт. 2 Відстань між рядами отворів, мм 3 Крок між отворами в ряді, мм 5 Сумарна площа вихідних отворів 36,8 мундштука U, мм2 Ширина вихідного щілинного отвору 0,7 направляючого апарата, мм Площа щілинного отвору направля56 ючого апарата h, мм Коефіцієнт збільшення площі щілин56/36,8=1,52 ного отвору, f2/fi Швидкість витікання газу з вихідних 114 отворів мундштука щ , м/с Швидкість руху полум'я з направляючого апарата Ш 2 COJ • f1 , *2 Швидкість наплавлення для 2-х секційного пальника з направляючим 17 апаратом на секції що плавить, м/год. Швидкість наплавлення 2-х секційно18 го пальника без направляючого апарата, м/год. Пальник газовий Пальник газовий №2 №3 Варіанти направляючого апарата 2 3 1 3 2 3 1 2 4 6 7 8 9 10 11 5 Пальник газовий №1 80 80 150 150 150 250 7,5 7,5 9,5 9,5 9,5 11,5 11,5 11,5 45 45 72,2 72,2 72,2 105,8 105,8 105,8 37,5 37,5 60 60 60 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 32 32 52 52 52 76 76 76 16 2 3 5 16 2 3 5 26 2 3 5,7 26 2 3 5,7 26 2 3 5,7 38 2 3 6,5 38 2 3 6,5 38 2 3 6,5 36,8 36,8 60 60 60 87,5 87,5 87,5 1,0 1,3 0,7 1,0 1,3 0,7 1,0 1,3 80 104 105 150 195 175 250 325 2,17 2,8 1,75 2,5 3,25 2 2,8 3,7 114 114 133 133 133 144 144 144 114/1,52=75 52,5 40,7 76 53,2 40,9 72 51,4 38,9 12 12 10 12 12 10 12 12 10 8 8 8 250 250 88,1 88,1 88,1 10096 Комп ютерна верстка Л Литвиненко Підписне Тираж 26 прим Міністерство освгги і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45 м Київ, МСП, 03680 Україна ДП'Український інститут промислової власності", вул Глазунова 1 м Київ-42, 01601