RU2033864C1 - Gas-flame spraying burner - Google Patents
Gas-flame spraying burner Download PDFInfo
- Publication number
- RU2033864C1 RU2033864C1 RU93002080A RU93002080A RU2033864C1 RU 2033864 C1 RU2033864 C1 RU 2033864C1 RU 93002080 A RU93002080 A RU 93002080A RU 93002080 A RU93002080 A RU 93002080A RU 2033864 C1 RU2033864 C1 RU 2033864C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mouthpiece
- diameter
- cavity
- gas
- gas nozzles
- Prior art date
Links
- 238000010289 gas flame spraying Methods 0.000 title claims description 3
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 21
- 238000010285 flame spraying Methods 0.000 claims description 9
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 4
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 21
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 72
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 22
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 21
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 8
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 7
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000002788 crimping Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 2
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000000181 anti-adherent effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- HOWJQLVNDUGZBI-UHFFFAOYSA-N butane;propane Chemical compound CCC.CCCC HOWJQLVNDUGZBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000006735 deficit Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- -1 tungsten carbides Chemical class 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Nozzles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к газотермическим покрытиям, в частности к аппаратуре газопламенного напыления, работающей преимущественно на смеси газов заменителей ацетилена (метана, природного газа, пропан-бутана и др.) с кислородом. The invention relates to thermal spray coatings, in particular to a flame spraying apparatus operating primarily on a mixture of gases of acetylene substitutes (methane, natural gas, propane-butane, etc.) with oxygen.
В настоящее время газопламенное напыление в силу ряда достоинств (мобильность, простота оборудования, эффективность, универсальность и др.) нашло широкое применение для получения различного типа покрытий износостойких, декоративных, коррозионностойких, антифрикционных, притирочных, антиадгезионных, светоотражающих, терморегулирующих, уплотнительных и др. Currently, flame spraying due to a number of advantages (mobility, simplicity of equipment, efficiency, versatility, etc.) has been widely used to obtain various types of coatings of wear-resistant, decorative, corrosion-resistant, anti-friction, lapping, anti-adhesive, reflective, temperature-controlled, sealing, and others.
Дальнейшее распространение этого экономически выгодного способа напыления тормозится острым дефицитом ацетилена, поэтому замена ацетилена на другие горючие газы представляет практический интерес. The further spread of this cost-effective method of spraying is hampered by an acute deficit of acetylene, so the replacement of acetylene with other combustible gases is of practical interest.
Известна горелка для газопламенного напыления, содержащая распылительную головку и корпус с каналами подачи горючего газа и окислителя. В распылительную головку входит мундштук с порошковым каналом и концентрично расположенными вокруг него газовыми соплами [1] При использовании в данной горелке в качестве горючего газа газов заменителей ацетилена напыленные покрытия легко отслаиваются и имеют нетоварный вид. Known burner for flame spraying, containing a spray head and a housing with channels for supplying combustible gas and an oxidizing agent. The mouthpiece includes a mouthpiece with a powder channel and gas nozzles concentrically arranged around it [1] When using acetylene substitute gases as combustible gas in this burner, the sprayed coatings easily peel off and have a non-marketable appearance.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой является горелка для газопламенного напыления, содержащая корпус с каналами подачи горючего газа, окислителя и воздуха, мундштук с центральным каналом для подачи напыляемого материала, вокруг которого концентрично расположен ряд газовых сопел, воздушное сопло, соединенное с каналом подачи воздуха, образующее с мундштуком кольцевой зазор с углом наклона к оси мундштука [2]
Недостатками этой горелки являются низкое качество покрытий, нанесенных с применением в качестве горючего газа газов заменителей ацетилена, большие потери напыляемого материала, вызванные низким коэффициентом использования напыляемого материала.The closest in technical essence and the achieved effect to the proposed one is a flame-spraying burner containing a housing with channels for supplying combustible gas, oxidizer and air, a mouthpiece with a central channel for supplying sprayed material, around which a series of gas nozzles are concentrically located, an air nozzle connected to the air supply channel, forming with the mouthpiece an annular gap with an angle of inclination to the axis of the mouthpiece [2]
The disadvantages of this burner are the low quality of coatings applied with the use of acetylene substitute gases as combustible gas, the large losses of the sprayed material caused by the low utilization rate of the sprayed material.
Целью предлагаемого изобретения является повышение качества нанесенных покрытий и снижение потерь напыляемого материала. The aim of the invention is to improve the quality of the applied coatings and reduce losses of the sprayed material.
Цель достигается тем, что в горелке для газопламенного напыления, содержащей корпус с каналами подачи горючего газа, окислителя и воздуха, мундштук с торцом и центральным каналом для подачи напыляемого материала, вокруг которого концентрично расположен ряд газовых сопел, воздушное сопло, соединенное с каналом подачи воздуха, образующее с мундштуком кольцевой зазор с углом наклона к оси мундштука, согласно изобретению в торце мундштука дополнительно выполнена полость, а в воздушном сопле дополнительно выполнен раструб длиной 0,07-0,5 диаметра раструба на входе при углах наклона к оси центрального канала мундштука кольцевого зазора 30-75о и газовых сопел 6-24о, при этом диаметр раструба на входе составляет 0,5-1,5 диаметра полости мундштука.The goal is achieved by the fact that in the burner for flame spraying, comprising a housing with channels for supplying combustible gas, an oxidizing agent and air, a mouthpiece with an end face and a central channel for supplying a spray material, around which a series of gas nozzles are concentrically arranged, an air nozzle connected to the air supply channel forming an annular gap with the mouthpiece with an angle of inclination to the axis of the mouthpiece, according to the invention, an additional cavity is made in the end face of the mouthpiece, and an additional 0.07-0.5 diameter bell is additionally made in the air nozzle pa funnel inlet at the angles of inclination to the central axis of the channel of the mouthpiece of the annulus 30-75 and 6-24 of gas nozzles, wherein the diameter of the socket inlet is 0.5-1.5 diameter die cavity.
Оси газовых сопел могут быть выполнены на окружности, диаметр которой составляет 0,5-0,8 диаметра полости в торце мундштука. The axis of the gas nozzles can be made on a circle whose diameter is 0.5-0.8 of the diameter of the cavity at the end of the mouthpiece.
В мундштуке может быть выполнен дополнительный ряд газовых сопел, расположенных концентрично вокруг центрального канала. An additional row of gas nozzles arranged concentrically around the central channel may be made in the mouthpiece.
Этот дополнительный ряд газовых сопел может быть расположен на окружности, диаметр которой составляет 0,2-0,5 диаметра полости в торцовой части мундштука. This additional row of gas nozzles can be located on a circle whose diameter is 0.2-0.5 of the diameter of the cavity in the end part of the mouthpiece.
Суммарная площадь газовых сопел дополнительного ряда может составлять 0,1-0,5 суммарной площади газовых сопел основного ряда. The total area of gas nozzles of the additional row may be 0.1-0.5 of the total area of gas nozzles of the main row.
Газовые сопла дополнительного ряда могут быть выполнены в виде пазов. Gas nozzles of an additional row can be made in the form of grooves.
Газовые сопла основного ряда могут быть выполнены в виде пазов. Gas nozzles of the main row can be made in the form of grooves.
Газовые сопла дополнительного ряда могут быть выполнены под углом 1-6о к оси центрального канала.Gas nozzles additional number may be made at an angle of 1-6 to the central axis of the channel.
Глубина полости в торцовой части мундштука может составлять 0,4-1,2 диаметра полости. The depth of the cavity in the end of the mouthpiece can be 0.4-1.2 of the diameter of the cavity.
Ширина кольцевого зазора может составлять 0,05-0,4 диаметра полости. The width of the annular gap may be 0.05-0.4 diameter of the cavity.
В воздушном сопле может быть выполнен дополнительный канал (или каналы), соединяющий кольцевой зазор на входе с окружающей атмосферой. An additional channel (or channels) can be made in the air nozzle connecting the annular gap at the inlet with the surrounding atmosphere.
Торцовая часть мундштука с полостью может быть выполнена разъемной относительно остальной части мундштука. The end part of the mouthpiece with a cavity can be made detachable relative to the rest of the mouthpiece.
В мундштуке могут быть установлены две шайбы, выполняющие роль пламягасителей и клапанов. Two washers can be installed in the mouthpiece, acting as flame arresters and valves.
Конструкция горелки для газопламенного напыления обеспечивает значительное повышение тепловой эффективности газового пламени за счет двойного обжатия газопорошковой струи. Обжатие имеет место в двух зонах газопорошковой струи: в полости торцовой части мундштука, т.е. в зоне наиболее горячей части газового пламени и на выходе газопорошковой струи из полости. The design of the flame spraying burner provides a significant increase in the thermal efficiency of the gas flame due to double compression of the gas-powder jet. Compression takes place in two zones of the gas-powder jet: in the cavity of the end part of the mouthpiece, i.e. in the zone of the hottest part of the gas flame and at the exit of the gas-powder jet from the cavity.
В первой зоне обжатие происходит под действие динамического напора газовых пламен из газовых сопел, радиально расположенных вокруг центрального канала, без участия воздушного потока, что исключает какое-либо захолаживание пламени в его горячей зоне. In the first zone, the compression occurs under the action of the dynamic pressure of gas flames from gas nozzles radially located around the central channel, without the participation of an air flow, which eliminates any cooling of the flame in its hot zone.
Во второй зоне обжатие происходит под действием мощного воздушного потока, выходящего из кольцевого зазора, выполненного под значительным углом к центральной оси мундштука. При этом обжимается и само газовое пламя, что обуславливает повышение температуры пламени. Таким образом достигается увеличение длины горячей зоны газового пламени, следовательно, возрастает и длительность контактирования частиц напыляемого материала с горячей зоной газового пламени. Этому способствует и некоторое торможение движения частиц в этой зоне вследствие мощного обжимающего эффекта. В результате обеспечивается существенное улучшение условий теплообмена частиц напыляемого материала с газовым пламенем, что улучшает качество получаемых покрытий, и благодаря получению концентрированной газопорошковой струи достигается существенное снижение потерь напыляемого материала, особенно при напылении на маломерные тела. In the second zone, the compression occurs under the action of a powerful air stream emerging from the annular gap, made at a significant angle to the central axis of the mouthpiece. At the same time, the gas flame itself is crimped, which leads to an increase in the temperature of the flame. Thus, an increase in the length of the hot zone of the gas flame is achieved, therefore, the duration of the contact of the particles of the sprayed material with the hot zone of the gas flame also increases. This is also facilitated by a certain inhibition of the movement of particles in this zone due to the powerful compressing effect. The result is a significant improvement in the heat transfer conditions of the particles of the sprayed material with a gas flame, which improves the quality of the resulting coatings, and due to the production of a concentrated gas-powder jet, a significant reduction in losses of the sprayed material is achieved, especially when spraying on small-sized bodies.
Выполнение в воздушном сопле раструба с достаточно небольшим диаметром на его входе обуславливает заметное повышение скорости газопорошкового потока на выходе из сопла. Последнее также приводит к повышению качества напыляемых покрытий по двум причинам. Во-первых, снижается захолаживающий эффект воздушного потока, поскольку уменьшается время контактирования частиц с холодной зоной газового пламени. Во-вторых, заметное возрастание скорости движения частиц приводит к росту кинетической энергии потока и в результате увеличивается энергия удара частиц об обрабатываемую поверхность и прочность сцепления покрытия с подложкой возрастает. The execution in the air nozzle of a bell with a sufficiently small diameter at its inlet causes a marked increase in the velocity of the gas-powder flow at the exit of the nozzle. The latter also leads to an increase in the quality of sprayed coatings for two reasons. Firstly, the cooling effect of the air flow is reduced, since the time of contact of the particles with the cold zone of the gas flame is reduced. Secondly, a noticeable increase in the particle velocity leads to an increase in the kinetic energy of the flow and, as a result, the energy of impact of particles on the treated surface increases and the adhesion strength of the coating to the substrate increases.
Выполнение газовых сопел в полости торца мундштука под углом 6-24о к центральной оси мундштука совместно с углом наклона кольцевого зазора в пределах 30-75о к оси мундштука обеспечивает получение наиболее высококонцентрированной газопорошковой струи и снижает скорость продвижения частиц напыляемого материала в наиболее горячей части газового пламени и удлиняет зону горячего пламени. Выполнение в торцовой части мундштука полости диаметром 0,5-1,5 входного диаметра раструба воздушного сопла увеличивает скорость продвижения в холодной зоне газового пламени и увеличивает кинетическую энергию удара частиц о напыляемую поверхность. Выполнение на выходе воздушного сопла раструба длиной 0,07-0,5 диаметра раструба на входе способствует дополнительному увеличению скорости движения частиц в наиболее холодной части газового пламени.The implementation of gas nozzles in the cavity of the end face of the mouthpiece at an angle of 6-24 about to the central axis of the mouthpiece, together with the angle of inclination of the annular gap within 30-75 about to the axis of the mouthpiece, provides the most highly concentrated gas powder jet and reduces the speed of particles of the sprayed material in the hottest part of the gas flame and lengthens the hot flame zone. The execution in the end part of the mouthpiece of the cavity with a diameter of 0.5-1.5 of the input diameter of the bell of the air nozzle increases the speed of advancement in the cold zone of the gas flame and increases the kinetic energy of the impact of particles on the sprayed surface. The execution at the exit of the air nozzle of the bell with a length of 0.07-0.5 of the diameter of the bell at the inlet contributes to an additional increase in the particle velocity in the coldest part of the gas flame.
На фиг.1 изображена горелка, в разрезе; на фиг.2 то же, с дополнительными соплами и шайбами. Figure 1 shows a burner, in section; figure 2 is the same, with additional nozzles and washers.
Конструкция горелки для газопламенного напыления (фиг.1) включает корпус 1 с каналами 2, 3 и 4 подачи кислорода, горючего газа и воздуха соответственно, колпак 5, воздушное сопло 6 с раструбом 7 длиной l и диаметром Dв на входе, мундштук 8 с газовыми соплами 9, центральным каналом 10 для подачи напыляемого материала и торцовой частью 11 диаметром d. Воздушное сопло 6 образует с мундштуком 8 кольцевой зазор 12, выполненный под углом γ к оси канала 10.The design of the flame spraying burner (Fig. 1) includes a
Газовые сопла 9 выполнены в мундштуке 8 под углом α к оси центрального канала 10.
В торцовой части мундштука 8 выполнена полость 13 диаметром Dп. На входе в мундштук 8 установлена фигурная шайба 14 со смесительными камерами 15, соплами инжекторов 16 и щелью 17 для подсоса горючего газа.In the end part of the
Для фиксирования мундштука 8 в корпусе 1 имеется гайка 18. В воздушном сопле 6 выполнены радиальные отверстия 19 для прохода сжатого воздуха. В корпусе 1 имеется полость 20, в которой может быть установлена шайба или шайбы, выполняющие роль пламягасителя и клапана (фиг.1). To fix the
Горелка снабжена устройством 21. При напылении покрытий из порошковых материалов это устройство представляет собой порошковый питатель, при напылении покрытий из проволоки, стержней, гибких шнуров привод с воздушным или электрическим двигателем, снабженный понижающим редуктором. The burner is equipped with a
Положительный эффект дает применение варианта конструкции предлагаемой горелки для газопламенного напыления (фиг.2), в которой газовые сопла 9 могут быть выполнены на окружности D1, составляющей 05,-0,8 диаметра Dп полости 13.A positive effect is obtained by the use of a design variant of the gas-flame spraying burner (FIG. 2), in which
В горелке может быть выполнен дополнительный ряд газовых сопел 22, расположенных в мундштуке 8 концентрично вокруг центрального канала 10. Сопла 22 могут быть выполнены на окружности диаметром D2, составляющим 0,2-0,5 диаметра Dп полости 13. Сопла 22 могут быть выполнены под углом β к оси центрального канала 10 в пределах 1-8о.An additional series of
В воздушном сопле 6 могут быть выполнены каналы 23 для сообщения через каналы 24 в колпаке 5 с окружающей атмосферой. In the
Торцовая часть 11 мундштука 8 совместно с полостью 13 может быть выполнена разъемной относительно остальной части мундштука 8. The
В полости 25 мундштука 8 можно установить шайбы 26 и 27, выполняющие роль пламягасителей. In the
Горелка работает следующим образом. The burner operates as follows.
В каналы 2, 3 и 4 подается соответственно кислород, горючий газ и сжатый воздух. Кислород из канала 2 поступает в полость 20, затем в сопла инжекторов 16. Далее кислород, минуя щель 17, поступает в смесительные камеры 15. В результате происходит подсос горючего газа через щель 17 в смесительные камеры 15, где и происходит образование горючей смеси, которая затем дается в газовые сопла 9. Горючий газ поступает в щель 17 из канала 3. При выходе из газовых сопел 9 газовая смесь поджигается и образуется пламя. In
Сжатый воздух из канала 4 подается в полость колпака 5, откуда поступает в кольцевой зазор 12, выполненный под углом наклона к оси центрального канала 10. В результате достигается мощный обжим газового пламени в полости воздушного сопла 6. Compressed air from the channel 4 is fed into the cavity of the
Из устройства 21 напыляемый материал поступает в центральный канал 10 в мундштуке 8, откуда он попадает в полость 13. Здесь образовавшаяся газопорошковая струя обжимается под воздействием динамического напора пламен из газовых сопел 9. Струя становится более компактной, а скорость продвижения частиц напыляемого материала в начальной зоне газового пламени, т.е. в наиболее горячей его части, снижается, что способствует желаемому повышению теплосодержания частиц. Этому способствует также и полное отсутствие в полости 13 статора воздуха, обладающего нежелательным захолаживающим эффектом газового пламени. From the
На выходе из полости 13 газовое пламя и газопорошковая струя дополнительно обжимаются мощным потоком сжатого воздуха, исходящего с большой скоростью из кольцевого зазора 12. В результате достигается получение высококонцентрированного газового потока. Далее этот поток поступает во вход раструба 7 воздушного сопла 6, где сечение достаточно невелико, что обуславливает существенное повышение скорости истечения газового потока, а следовательно, и скорости движения частиц. В итоге время контактирования частиц с "холодной" частью газового пламени снижается, поэтому полученное частицами теплосодержание не теряется. Высокая скорость движения частиц приводит к повышению кинетической энергии удара частиц о напыляемую поверхность. В результате прочность сцепления наносимого покрытия с подложкой возрастает и плотность покрытия увеличивается. At the outlet of the
При использовании дополнительного ряда газовых сопел 22 (фиг.2) возрастает тепловая мощность газового пламени, что приводит к нежелательному перегреву мундштука 8, его торцовой части 11 и воздушного сопла 6, хотя такое мощное пламя дает возможность получать высококачественные покрытия из таких тугоплавких напыляемых материалов, как нихром, смесей самофлюсующихся сплавов с карбидами вольфрама и др. When using an additional series of gas nozzles 22 (FIG. 2), the thermal power of the gas flame increases, which leads to undesirable overheating of the
Для устранения перегрева приходится резко повышать расход сжатого воздуха. Для исключения роста захолаживающего эффекта газового пламени сжатым воздухом последний можно разделить на два потока. Один поток двигается по обычному тракту, т.е. по кольцевому зазору 13, а другой более мощный, поступает в каналы 23, предварительно пройдя через каналы в торцовой части корпуса 1 (не показаны), и далее через каналы 24 в колпаке 5 уходит в окружающую атмосферу, охлаждая мундштук 8, воздушное сопло 6 и колпак 5. To eliminate overheating, it is necessary to sharply increase the flow of compressed air. To exclude the growth of the cooling effect of a gas flame with compressed air, the latter can be divided into two streams. One stream moves along a normal path, i.e. along the
Для защиты от возможных обратных ударов в полость 25 мундштука 8 можно установить шайбы 26 и 27, которые выполняют роль клапанов-пламягасителей. При прохождении пламени через сопла 9 образующийся поток давит на плоскость шайбы 26, последний толкает шайбу 27, которая закрывает отверстия смесительных камер 15. Поступление горючей смеси в мундштук 8 прекращается, и газовое пламя гаснет. Кроме того, шайба 27 препятствует проходу пламени в отверстия 15. Таким образом, шайбы 26 и 27 работают как клапаны и пламягасители. To protect against possible reverse impacts,
Эффект двойного обжима газопорошковой струи, а следовательно, и качество напыляемых покрытий в определяющей мере зависит от углов наклона кольцевого зазора 12 и газовых сопел 9 к центральной оси (фиг.1), а также от соотношения диаметра Dв раструба 7 воздушного сопла 6 и диаметра Dп полости 13 (фиг.1).The effect of double crimping a gas-powder jet, and therefore the quality of the sprayed coatings, to a decisive extent depends on the inclination angles of the
Величина теплосодержания частиц напыляемого материала, а следовательно, и качество получаемых покрытий зависят от наличия полости 13 в торцовой части мундштука 8, от наличия раструба 7 в воздушном сопле 6 и от длины l раструба 7 (фиг.1), поскольку параметры раструба определяют скорость истечения газового потока из воздушного сопла, а следовательно, скорость движения частиц. The heat content of the particles of the sprayed material, and therefore the quality of the resulting coatings, depends on the presence of a
При угле наклона γ к оси центрального канала менее 30о не достигается требуемой концентрации газового потока, истекающего из полости мундштука.When the angle of inclination γ to the axis of the Central channel is less than 30 about the required concentration of the gas stream flowing from the cavity of the mouthpiece is not achieved.
При γ более 75о происходит частичное запирание газового пламени в полости мундштука, что приводит к нарушению стабильности горения газового пламени: появляются хлопки и обратные удары.With γ greater than 75 on a partial closing of the gas flame in a cavity of the mouthpiece, which leads to disruption of the gas combustion flame stability: there claps and backward strokes.
При угле наклона газовых сопел α к оси центрального канала менее 6о в полости мундштука не обеспечивается достаточное обжатие газопорошковой струи и порошковые частицы начинают оседать на кромках полости мундштука. В результате полость засоряется, напыление приобретает прерывистый нестабильный характер и качество получаемого покрытия ухудшается.When the angle of inclination of the gas nozzles α to the axis of the central channel is less than 6 ° in the cavity of the mouthpiece, a sufficient compression of the gas-powder jet is not provided and powder particles begin to settle on the edges of the mouthpiece cavity. As a result, the cavity becomes clogged, the spraying becomes intermittent and unstable, and the quality of the resulting coating deteriorates.
При угле α более 24о наблюдается сильный перегрев полости мундштука, вследствие чего горелка может работать в стабильном режиме только кратковременно (обычно не более 15-20 с).At an angle α of more than 24 ° , a strong overheating of the mouthpiece cavity is observed, as a result of which the burner can work in a stable mode only for a short time (usually no more than 15-20 s).
При диаметре раструба на входе Dв менее 0,5 диаметра полости Dп (фиг.1) сопротивление истекающему из полости газопорошковому потоку становится существенным, что обуславливает снижение производительности по напыленному материалу. Кроме того, наблюдается сильный перегрев воздушного сопла из-за большого превышения выходного диаметра Dп перед входным Dв.When the diameter of the socket at the inlet D is less than 0.5 of the diameter of the cavity D p (Fig. 1), the resistance to the gas-powder flow flowing out of the cavity becomes significant, which leads to a decrease in the productivity of the sprayed material. In addition, there is a strong overheating of the air nozzle due to a large excess of the outlet diameter D p in front of the inlet D c .
При диаметре Dв более 1,5 Dп (фиг.1) скорость истечения газового потока из раструба воздушного сопла падает, время контактирования частиц с "холодной" зоной газового пламени возрастает, теплосодержание частиц уменьшается и, как следствие, увеличиваются потери напыляемого материала при нанесении покрытий, а качество покрытий ухудшается (увеличивается пористость, снижается прочность сцепления с подложкой и др.).With a diameter D of more than 1.5 D p (Fig. 1), the gas flow rate from the air nozzle is reduced, the time of contact of the particles with the “cold” zone of the gas flame increases, the heat content of the particles decreases and, as a result, the losses of the sprayed material increase coating, and the quality of the coatings deteriorates (increases porosity, decreases adhesion to the substrate, etc.).
При длине раструба l менее 0,07 его диаметра Dв эффект обжатия газопорошкового потока снижается, его концентрация не достигает требуемого уровня.When the length of the bell l is less than 0.07 of its diameter D , the effect of compression of the gas-powder stream decreases, its concentration does not reach the required level.
При длине l более 0,5 диаметра Dв сопротивление газопорошковому потоку существенно возрастает, увеличивается нагрев воздушного сопла, наблюдается налипание частиц на кромки раструба, снижается стабильность процесса напыления, качество напыляемого покрытия ухудшается.With a length l greater than 0.5 of the diameter D , the resistance to the gas-powder flow increases significantly, the heating of the air nozzle increases, particles stick to the edges of the socket, the stability of the spraying process decreases, and the quality of the sprayed coating deteriorates.
Предлагаемая горелка для газопламенного напыления благодаря применению последовательного двойного обжима газопорошкового потока в полости мундштука газовым пламенем при полном отсутствии воздуха и затем концентрированным сжатым воздухом на выходе газопорошкового потока из полости мундштука имеет по сравнению с известной следующие преимущества:
возможность получения качественных покрытий при меньших нагревах напыляемой поверхности;
резкое расширение номенклатуры марок напыляемых материалов вследствие возможности регулировать температуру пламени в широких пределах;
повышение коэффициента использования напыляемого материала благодаря уменьшению потерь при напылении, что обусловлено высокой концентрацией газопорошкового потока;
возможность применения напыляемого материала не только в виде порошка, но и в виде проволоки, стержней, шнуров и т.д.The proposed burner for flame spraying due to the use of successive double crimping of the gas powder stream in the cavity of the mouthpiece with a gas flame in the complete absence of air and then concentrated compressed air at the outlet of the gas powder stream from the cavity of the mouthpiece has the following advantages compared to the known one:
the possibility of obtaining high-quality coatings with less heating of the sprayed surface;
a sharp expansion of the range of brands of sprayed materials due to the ability to control the flame temperature over a wide range;
increasing the utilization rate of the sprayed material due to the reduction of losses during spraying, which is due to the high concentration of the gas-powder stream;
the possibility of using the sprayed material not only in the form of powder, but also in the form of wire, rods, cords, etc.
повышение качества напыляемых покрытий (увеличение прочности сцепления с подложкой, уменьшение пористости и др.);
возможность использования в качестве горючего газа сетевого природного газа, поскольку предлагаемая горелка позволяет проводить работу и при низких давлениях горючего газа.improving the quality of sprayed coatings (increasing adhesion to the substrate, reducing porosity, etc.);
the possibility of using network natural gas as combustible gas, since the proposed burner allows operation at low pressures of the combustible gas.
Claims (13)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93002080A RU2033864C1 (en) | 1993-01-12 | 1993-01-12 | Gas-flame spraying burner |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93002080A RU2033864C1 (en) | 1993-01-12 | 1993-01-12 | Gas-flame spraying burner |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2033864C1 true RU2033864C1 (en) | 1995-04-30 |
| RU93002080A RU93002080A (en) | 1997-03-27 |
Family
ID=20135608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU93002080A RU2033864C1 (en) | 1993-01-12 | 1993-01-12 | Gas-flame spraying burner |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2033864C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2479019C2 (en) * | 2007-03-16 | 2013-04-10 | Зульцер Метко Аг | Data storage device and method |
-
1993
- 1993-01-12 RU RU93002080A patent/RU2033864C1/en active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 1. Авторское свидетельство СССР N 1210902, кл. B 05B 7/20, 1986. * |
| 2. Авторское свидетельство СССР N 213513, кл. B 05B 7/20, 1968. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2479019C2 (en) * | 2007-03-16 | 2013-04-10 | Зульцер Метко Аг | Data storage device and method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7491907B2 (en) | Plasma spray apparatus for applying a coating utilizing particle kinetics | |
| US5120582A (en) | Maximum combustion energy conversion air fuel internal burner | |
| CA1161314A (en) | Plasma spray method and apparatus | |
| US5271965A (en) | Thermal spray method utilizing in-transit powder particle temperatures below their melting point | |
| US4416421A (en) | Highly concentrated supersonic liquified material flame spray method and apparatus | |
| US5283985A (en) | Extreme energy method for impacting abrasive particles against a surface to be treated | |
| US5330798A (en) | Thermal spray method and apparatus for optimizing flame jet temperature | |
| JP4259625B2 (en) | Method and apparatus for spraying liquid product | |
| US4836447A (en) | Duct-stabilized flame-spray method and apparatus | |
| JPH04227879A (en) | Powder external feed type plasma spray device | |
| EP0374703A3 (en) | Wire and powder thermal spray gun | |
| US5135166A (en) | High-velocity thermal spray apparatus | |
| EP1696176A1 (en) | High velocity oxygen-fuel (HVOF) gun and burner design | |
| CN209260179U (en) | A kind of mixed gas dual ignition cooling device of detonation flame spraying | |
| CA1180548A (en) | Process and apparatus for heating substrate surface | |
| CN107904541A (en) | A kind of supersonic flame spraying method and spray equipment | |
| RU2033864C1 (en) | Gas-flame spraying burner | |
| KR101007674B1 (en) | High speed spray gun and coating device with auxiliary cap | |
| EP2034037A1 (en) | Thermal spraying method and device | |
| CA2119430A1 (en) | Dense oxide coatings by thermal spraying | |
| US5531590A (en) | Shock-stabilized supersonic flame-jet method and apparatus | |
| CN201043190Y (en) | Liquid fuel-oxygen-air mixed combustion supersonic flame spray gun in the gun | |
| RU2031740C1 (en) | Flame spraying torch | |
| CN205782939U (en) | Combustion nozzle | |
| CN111549309B (en) | Low-temperature high-speed flame spraying gun |