Пристрій для газодинамічного нанесення покриттів з радіальною подачею порошкового матеріалу

Реферат: Пристрій належить до газодинамічних пристроїв нанесення металічних або комбінованих покриттів з порошку. Пристрій містить нагрівач стиснутого повітря, надзвукове сопло та порошковий живильник, з'єднаний з закритичною частиною сопла через отвір, виконаний у стінці сопла. Сопло виконане у вигляді трубки постійного перерізу по довжині, сполученої з конічним осердям, яке утворює кільцевий критичний переріз з крайкою отвору сопла, конічна поверхня осердя має прямолінійну, криволінійну, увігнуту твірну конічної поверхні і з радіусом кривизни R. Конічне осердя розташоване з можливістю регулювання та фіксації площі кільцевого критичного перерізу надзвукового сопла. Технічній результат: розширення експлуатаційних та технологічних можливостей пристрою. UA 110552 C2 (12) UA 110552 C2 UA 110552 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Пристрій належить до газодинамічних пристроїв нанесення металічних або комбінованих покриттів з використанням неорганічного порошку та може бути використане в різних галузях машинобудування, наприклад для виготовлення або ремонту виробів, що вимагають відновлення або виправлення їх форми, забезпечення антифрикційних властивостей, герметичності, підвищеної корозійної стійкості, та інших спеціальних властивостей, поверхні виробів. Відомий пристрій для газодинамічного нанесення покриттів з порошкових матеріалів (патент РФ 2100474 С23С4/00), який містить джерело стиснутого повітря з'єднаного з вузлом його підігріву вихід якого з'єднано з входом надзвукового сопла, закритична частина якого з'єднана трубопроводом з порошковим живильником дозатором. Недоліком цього пристрою є те, що надзвукове сопло має форму, що містить вхідний конічний отвір, критичний переріз, та вихідний конічний отвір, виготовлення такого надзвукового сопла є досить складною задачею, крім того у цього сопла відсутня можливість регулювання критичного перетину, що звужує експлуатаційні та технологічні можливості пристрою для нанесення покриття. Відомий пристрій (патент США № 5302414. B05D1/12), в якому порошковий матеріал проходить через гирло (критичний переріз) надзвукового сопла Лаваля, що може призводити до швидкого надмірного зношування гирла, крім того відсутня можливість регулювання критичного перерізу сопла, що звужує експлуатаційні та технологічні можливості пристрою для нанесення покриття. Найбільш близьким до заявленого рішення є спосіб газодинамічного нанесення покриттів та пристрій для його здійснення (патент РФ 2237746 С23С24/04). Пристрій містить нагрівник стиснутого газу, надзвукове сопло та порошковий живильник з'єднаний з закритичною частиною сопла, яке виконане таким чином, що в закритичній частині після ділянки, яка розширюється, воно містить ділянку з практично постійним поперечним перерізом. Недоліком прототипу є використання як надзвукового сопла традиційного сопла Лаваля, яке є досить складним у виготовленні. Крім того відсутня можливість регулювання гирла (критичного перерізу) надзвукового сопла, що звужує експлуатаційні та технологічні можливості пристрою для нанесення покриття. В основу винаходу поставлена задача створення пристрою для нанесення покриттів з порошкових матеріалів, в якому, за рахунок зміни конструкції надзвукового сопла, досягається можливість спрощення конструкції та можливість регулювання критичного перерізу надзвукового сопла, що розширює експлуатаційні та технологічні можливості пристрою для нанесення покриття. Поставлена задача вирішується тим, що пристрій для нанесення покриттів з радіальною подачею порошкового матеріалу містить нагрівач стиснутого повітря, надзвукове сопло та порошковий живильник, з'єднаний з закритичною частиною сопла через отвір, виконаний у стінці сопла, відрізняється тим, що надзвукове сопло виконане у вигляді трубки постійного перерізу по довжині, сполученої з конічним осердям, яке утворює кільцевий критичний переріз з крайкою сопла, конічна поверхня осердя має прямолінійну твірну конічної поверхні, конічна поверхня осердя може мати криволінійну увігнуту твірну конічної поверхні, криволінійну випуклу твірну конічної поверхні з радіусом кривини R як постійного, так і змінного значення, конічне осердя розташовано з можливістю регулювання та фіксації площі кільцевого критичного перерізу надзвукового сопла. На фіг. 1 показано термодинамічний розпилювальний пристрій з радіальною подачею розпилювального матеріалу, на фіг. 2 показано збільшену зону гирла (критичного перерізу) надзвукового сопла, на якому зображенопрямолінійну твірну конічного осердя 4, на фіг. 3 показано збільшену зону гирла (критичного перерізу) надзвукового сопла, на якому зображено криволінійну увігнуту твірну конічного осердя 4 на довжині (а), на фіг. 4 показано збільшену зону гирла (критичного перерізу) надзвукового сопла, на якому зображено криволінійну випуклу твірну конічного осердя 4 на довжині (а). Термодинамічний розпилювальний пристрій з радіальною подачею порошкового матеріалу (фіг. 1) містить джерело подачі стиснутого повітря 1, нагрівач повітря 2, сопла 3, осердя 4, механізм фіксації (наприклад контргайку) 6 поєднану різьбовою частиною 5 осердя 4 та порошковий живильник з’єднаний з радіальним отвором 8 діаметром (d). Гирло (кільцевий критичний переріз (с)) (фіг. 2, 3 ,4) утворюється на перетині конічної частини 9 осердя 4 і внутрішньої поверхні сопла 10 діаметром D (фіг. 2, 3, 4). Конічна частина осердя 9 може мати прямолінійну твірну з кутом загострення f° (фіг. 2), конічна поверхня осердя може мати криволінійну увігнуту твірну (фіг. 3) конічної поверхні, криволінійну випуклу твірну (фіг. 4) 1 UA 110552 C2 5 10 15 конічної поверхні з радіусом кривини R як постійного, так і змінного значення. Крайка отвору трубки 11, що сполучається з конічним осердям, має конічну форму (фіг. 2, 3, 4). Отвір 8 діаметром d, виконаний у закритичній стінці сопла, знаходиться на відстані (b) від критичного перерізу, в межах розміру (а). Пристрій працює наступним чином. Повітря 1 під тиском 0,5-1 МПа подається на вхід нагрівача, де нагрівається до температури 200-800 °С і надходить в докритичну частину сопла. Далі повітря через критичний переріз (с) надходить в закритичну частину сопла, де завдяки конічній формі осердя 4 відбувається прискорення нагрітого повітря до надзвукових швидкостей, при цьому на виході отвору 5 відбувається падіння тиску повітря до значень нижче атмосферного (відомій ефект ежекції), що сприяє всмоктуванню, через радіальний отвір 8, порошкових матеріалів, що містять металеві частинки одного або декількох металів, з розміром частинок 1-100 мкм з порошкового живильника 7. Порошковий матеріал розганяється та нагрівається в отворі D трубки 3 до швидкостей та температур, достатніх для того, щоб при ударі об підкладку утворити на ній шар покриття. При цьому на характеристики покриття можуть впливати як температура та тиск повітря, так і величина критичного перерізу (с), яка може регулюватись шляхом пересування осердя 4 вздовж осі отвору D, при цьому величина кільцевого критичного перерізу (с) може змінюватись від нуля до (D) (фіг. 2). ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 20 25 Пристрій для нанесення покриттів з радіальною подачею порошкового матеріалу, що містить нагрівач стиснутого повітря, надзвукове сопло та порошковий живильник, з'єднаний з закритичною частиною сопла через отвір, виконаний у стінці сопла, який відрізняється тим, що надзвукове сопло виконане у вигляді трубки постійного перерізу по довжині, сполученої з конічним осердям, яке утворює кільцевий критичний переріз з крайкою сопла, конічна поверхня осердя має прямолінійну твірну конічної поверхні, конічна поверхня осердя може мати криволінійну увігнуту твірну конічної поверхні, криволінійну випуклу твірну конічної поверхні з радіусом кривизни R як постійного, так і змінного значення, конічне осердя розташовано з можливістю регулювання та фіксації площі кільцевого критичного перерізу надзвукового сопла. 2 UA 110552 C2 3 UA 110552 C2 4 UA 110552 C2 5 UA 110552 C2 Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6