[go: up one dir, main page]

RU2033864C1 - Gas-flame spraying burner - Google Patents

Gas-flame spraying burner Download PDF

Info

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
Application number
RU93002080A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93002080A (en
Inventor
Евгений Владимирович Говорин
Original Assignee
Евгений Владимирович Говорин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Евгений Владимирович Говорин filed Critical Евгений Владимирович Говорин
Priority to RU93002080A priority Critical patent/RU2033864C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2033864C1 publication Critical patent/RU2033864C1/en
Publication of RU93002080A publication Critical patent/RU93002080A/en

Links

Images

Landscapes

  • Nozzles (AREA)

Abstract

FIELD: gas-thermal coatings. SUBSTANCE: end of tip has an additional cavity. An air nozzle has an additional bell mouth whose length is 0.07-0.5 of bell mouth diameter at the inlet with circular gap and gas nozzles inclined to the axis of central channel in the tip at 30-75 deg and 6-24 deg, respectively. The diameter of the bell mouth at the inlet ranges from 0.5-1.5 of the tip cavity diameter. Gas nozzle axes are disposed on the circle whose diameter is from 0.5 to 0.8 the diameter of the tip cavity. The tip has an additional row of gas nozzles arranged concentrically around the central channel. The additional row of gas nozzles is disposed on the circle whose diameter is 0.2-0.5 the diameter of the tip cavity. The total area of gas nozzles in the additional row is 0.1-0.5 the total area of the gas nozzles in the main row. The gas nozzles of the additional and main rows are slot-shaped. The gas nozzles of the additional row are set at an angle of 1-6 deg to the axis of the central channel. Depth of the tip cavity is 0.4-1.2 the cavity diameter. Width of the circular gap is 0.05-0.4 the cavity diameter. The air nozzle has an additional channel (or several channels) putting said circular gap at the outlet in communication with the atmosphere. The end of the tip is separable from the rest of the tip. Two washers in the tip function as valves and flame arresters. EFFECT: improved design. 13 cl, 2 dwg

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 housing 1 with channels 2, 3 and 4 for supplying oxygen, combustible gas and air, respectively, a cap 5, an air nozzle 6 with a socket 7 of length l and a diameter D at the inlet, a mouthpiece 8 s gas nozzles 9, a central channel 10 for supplying the sprayed material and an end part 11 of diameter d. The air nozzle 6 forms with the mouthpiece 8 an annular gap 12 made at an angle γ to the axis of the channel 10.

Газовые сопла 9 выполнены в мундштуке 8 под углом α к оси центрального канала 10. Gas nozzles 9 are made in the mouthpiece 8 at an angle α to the axis of the central channel 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 mouthpiece 8, a cavity 13 is made with a diameter of D p . At the entrance to the mouthpiece 8, a curly washer 14 is installed with mixing chambers 15, nozzles of the injectors 16 and a slot 17 for suction of combustible gas.

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 mouthpiece 8 in the housing 1 there is a nut 18. In the air nozzle 6 there are radial holes 19 for the passage of compressed air. In the housing 1 there is a cavity 20 in which a washer or washers can be installed that act as a flame arrester and valve (Fig. 1).

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 device 21. When spraying coatings of powder materials, this device is a powder feeder; when spraying coatings of wire, rods, flexible cords, an air or electric motor drive is equipped with a reduction gear.

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 gas nozzles 9 can be made on a circle D 1 of 05, -0.8 diameter D p of cavity 13.

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 gas nozzles 22 located in the mouthpiece 8 concentrically around the central channel 10 can be made in the burner. Nozzles 22 can be made on a circle with a diameter D 2 of 0.2-0.5 diameter D p cavity 13. Nozzles 22 can be made at an angle β to the axis of the Central channel 10 within 1-8 about .

В воздушном сопле 6 могут быть выполнены каналы 23 для сообщения через каналы 24 в колпаке 5 с окружающей атмосферой. In the air nozzle 6 can be made channels 23 for communication through channels 24 in the cap 5 with the surrounding atmosphere.

Торцовая часть 11 мундштука 8 совместно с полостью 13 может быть выполнена разъемной относительно остальной части мундштука 8. The end part 11 of the mouthpiece 8 together with the cavity 13 can be made detachable relative to the rest of the mouthpiece 8.

В полости 25 мундштука 8 можно установить шайбы 26 и 27, выполняющие роль пламягасителей. In the cavity 25 of the mouthpiece 8, you can install the washers 26 and 27, performing the role of flame arresters.

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 channels 2, 3 and 4, respectively, oxygen, combustible gas and compressed air are supplied. Oxygen from the channel 2 enters the cavity 20, then into the nozzles of the injectors 16. Then, oxygen, bypassing the gap 17, enters the mixing chambers 15. As a result, there is a suction of combustible gas through the gap 17 into the mixing chambers 15, where the formation of a combustible mixture, which then it is supplied to the gas nozzles 9. Combustible gas enters the slot 17 from the channel 3. Upon exiting the gas nozzles 9, the gas mixture is ignited and a flame forms.

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 cap 5, from where it enters the annular gap 12, made at an angle to the axis of the central channel 10. As a result, a powerful compression of the gas flame in the cavity of the air nozzle 6 is achieved.

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 device 21, the sprayed material enters the central channel 10 in the mouthpiece 8, from where it enters the cavity 13. Here, the formed gas-powder jet is crimped under the influence of the dynamic pressure of the flames from the gas nozzles 9. The jet becomes more compact, and the particle velocity of the sprayed material in the initial zone gas flame i.e. in its hottest part, it decreases, which contributes to the desired increase in the heat content of particles. This is also facilitated by the complete absence in the cavity 13 of the stator of air having an undesirable cooling effect of a gas flame.

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 cavity 13, the gas flame and the gas-powder jet are additionally crimped by a powerful stream of compressed air coming out at a high speed from the annular gap 12. As a result, a highly concentrated gas stream is obtained. Further, this flow enters the inlet of the socket 7 of the air nozzle 6, where the cross section is small enough, which leads to a significant increase in the rate of flow of the gas stream, and therefore the speed of the particles. As a result, the time of contacting the particles with the “cold” part of the gas flame is reduced, therefore, the heat content obtained by the particles is not lost. The high particle velocity leads to an increase in the kinetic energy of particle impact on the sprayed surface. As a result, the adhesion strength of the coating to the substrate increases and the density of the coating increases.

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 mouthpiece 8, its end portion 11 and air nozzle 6, although such a powerful flame makes it possible to obtain high-quality coatings from such refractory sprayed materials, like nichrome, mixtures of self-fluxing alloys with tungsten carbides, etc.

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 annular gap 13, and the other more powerful, enters the channels 23, after passing through the channels in the end part of the housing 1 (not shown), and then passes through the channels 24 in the cap 5 into the surrounding atmosphere, cooling the mouthpiece 8, the air nozzle 6 and cap 5.

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, washers 26 and 27, which act as flame arrestor valves, can be installed in the cavity 25 of the mouthpiece 8. When the flame passes through the nozzle 9, the resulting stream presses on the plane of the washer 26, the latter pushes the washer 27, which closes the holes of the mixing chambers 15. The flow of the combustible mixture into the mouthpiece 8 is stopped, and the gas flame goes out. In addition, the washer 27 prevents the passage of flame into the holes 15. Thus, the washers 26 and 27 act as valves and flame arresters.

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 annular gap 12 and gas nozzles 9 to the central axis (Fig. 1), as well as on the ratio of the diameter D in the socket 7 of the air nozzle 6 and the diameter D p cavity 13 (figure 1).

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 cavity 13 in the end part of the mouthpiece 8, on the presence of a socket 7 in the air nozzle 6 and on the length l of the socket 7 (Fig. 1), since the parameters of the socket determine the flow rate gas flow from the air nozzle, and therefore the particle velocity.

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)

1. ГОРЕЛКА ДЛЯ ГАЗОПЛАМЕННОГО НАПЫЛЕНИЯ, содержащая корпус с каналами подачи горючего газа, окислителя и воздуха, мундштук с торцом и с центральным каналом для подачи напыляемого материала, вокруг которого концентрично расположен ряд газовых сопл, воздушное сопло, соединенное с каналом подачи воздуха, образующее с мундштуком кольцевой зазор с углом наклона к оси мундштука, отличающаяся тем, что 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 75o и газовых сопл 6 24o, при этом диаметр раструба на входе составляет 0,5 1,5 диаметра полости мундштука.1. A GAS-FLAME SPRAYING BURNER, 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 the mouthpiece has an annular gap with an angle of inclination to the axis of the mouthpiece, characterized in that an additional cavity is made in the end face of the mouthpiece, and a socket is made in the air nozzle with a length of 0.07 0.5 of the diameter of the mouth inlet at angles of inclination to the axis of the Central channel of the mouthpiece of the annular gap 30 75 o and gas nozzles 6 24 o , while the diameter of the socket at the inlet is 0.5 to 1.5 the diameter of the cavity of the mouthpiece. 2. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что оси газовых сопл выполнены на окружности, диаметр которой составляет 0,5 0,8 диаметра полости в торце мундштука. 2. The burner according to claim 1, characterized in that the axis of the gas nozzles are made on a circle whose diameter is 0.5 to 0.8 the diameter of the cavity in the end of the mouthpiece. 3. Горелка оп пп.1 и 2, отличающаяся тем, что в мундштуке выполнен дополнительный ряд газовых сопл, расположенных концентрично вокруг центрального канала. 3. Burner op PP 1 and 2, characterized in that in the mouthpiece made an additional row of gas nozzles located concentrically around the Central channel. 4. Горелка по пп.1 3, отличающаяся тем, что дополнительный ряд газовых сопл выполнен на окружности, диаметр которой составляет 0,2 0,5 диаметра полости в торце мундштука. 4. The burner according to claims 1 to 3, characterized in that the additional row of gas nozzles is made on a circle whose diameter is 0.2 0.5 of the diameter of the cavity at the end of the mouthpiece. 5. Горелка по пп.1 4, отличающаяся тем, что суммарная площадь газовых сопл дополнительного ряда составляет 0,1 0,5 суммарной площади газовых сопл основного ряда. 5. The burner according to claims 1 to 4, characterized in that the total area of gas nozzles of the additional row is 0.1 to 0.5 of the total area of gas nozzles of the main row. 6. Горелка по пп.1 5, отличающаяся тем, что газовые сопла дополнительного ряда выполнены в виде пазов. 6. The burner according to claims 1 to 5, characterized in that the gas nozzles of the additional row are made in the form of grooves. 7. Горелка по пп.1 5, отличающаяся тем, что газовые сопла основного ряда выполнены в виде пазов. 7. The burner according to claims 1 to 5, characterized in that the gas nozzles of the main row are made in the form of grooves. 8. Горелка по пп.1 5, отличающаяся тем, что газовые сопла дополнительного ряда выполнены под углом 1 6o к оси центрального канала.8. The burner according to claims 1 to 5, characterized in that the gas nozzles of the additional row are made at an angle of 1 6 o to the axis of the central channel. 9. Горелка по пп.1 8, отличающаяся тем, что глубина полости в торце мундштука составляет 0,4 1,2 диаметра полости. 9. The burner according to PP.1 to 8, characterized in that the depth of the cavity in the end of the mouthpiece is 0.4 to 1.2 diameter of the cavity. 10. Горелка для газопламенного напыления по пп.1 9, отличающаяся тем, что ширина кольцевого зазора составляет 0,05 0,4 диаметра полости. 10. Burner for flame spraying according to claims 1 to 9, characterized in that the width of the annular gap is 0.05 to 0.4 diameter of the cavity. 11. Горелка по пп.1 8, 10, отличающаяся тем, что в воздушном сопле выполнен дополнительный канал или каналы, соединяющие кольцевой зазор на выходе с окружающей атмосферой. 11. The burner according to claims 1 to 8, 10, characterized in that an additional channel or channels are made in the air nozzle connecting the annular exit gap with the surrounding atmosphere. 12. Горелка по пп.1 8 и 10, отличающаяся тем, что торцевая часть мундштука выполнена разъемной относительно остальной части мундштука. 12. The burner according to claims 1 to 8 and 10, characterized in that the end part of the mouthpiece is made detachable relative to the rest of the mouthpiece. 13. Горелка по пп.1 8, 10 и 12, отличающаяся тем, что в мундштуке установлены две шайбы, выполняющие роль клапанов и пламегасителей. 13. The burner according to claims 1 to 8, 10 and 12, characterized in that two washers are installed in the mouthpiece, which serve as valves and flame arresters.
RU93002080A 1993-01-12 1993-01-12 Gas-flame spraying burner RU2033864C1 (en)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2479019C2 (en) * 2007-03-16 2013-04-10 Зульцер Метко Аг Data storage device and method

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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