Результат интеллектуальной деятельности: ИМПУЛЬСНЫЙ ДОЗАТОР ПОРОШКА

Изобретение относится к устройствам для циклической дозированной подачи порошкового материала и может быть использовано в установках для газотермического, в частности детонационного нанесения покрытий.

Известен дозатор порошка (авт. свидетельство №523846, МПК B65G 53/40, 1976 г.), содержащий бункер с газопроницаемой крышкой, в нижней части которого на одной оси, с зазором относительно друг друга, установлены трубопровод для транспортирующего газа с управляемым клапаном и трубопровод подачи газопорошковой смеси в приемник.

При подаче импульса газа в транспортирующий трубопровод часть газа выдувает находящийся в зазоре и частично во втором трубопроводе порошок в приемник, другая часть, взрыхляя порошок в бункере, уходит в атмосферу через крышку бункера. В промежутках между импульсами порошок самопроизвольно оседает в зазор, в котором при этом накапливается очередная доза порошка.

Недостатком известного дозатора, связанным с нестабильностью процесса самопроизвольного осыпания порошкового материала, является разброс величины дозы порошка от выстрела к выстрелу, что отрицательно сказывается на качестве покрытий. Кроме того, продукты детонации, попадающие при выстреле в бункер с порошком, спекают частицы последнего в конгломераты, что дополнительно ухудшает точность дозирования.

Известен объемный дозатор (авт. свидетельство №464785, МПК G01F 11/18, 1975 г.), содержащий трубчатый корпус, подсоединенный через систему управляемых клапанов к газовой магистрали, и подвижно установленный в корпусе подпружиненный плунжерный золотник с мерной емкостью. Полость между торцом золотника и несопряженной с ним внутренней поверхностью корпуса является пневмокамерой, которая посредством патрубка сообщается с мерной емкостью золотника.

В известном устройстве золотник, перемещаемый с помощью пневмопривода, поочередно занимает в корпусе два положения, в одном из которых (исходном) его мерная емкость сообщена с бункером для порошка и заполняется заданной дозой последнего, в другом (положении впрыска) сообщена через патрубок с пневмокамерой, а через отверстие в корпусе - с приемником порошка. Когда золотник находится в положении впрыска воздух в пневмокамере, сжатый в процессе перемещения золотника, устремляется через патрубок в мерную камеру и выдувает из нее порошок в приемник, после чего давление в пневмокамере падает, и золотник под воздействием пружины возвращается в исходное положение загрузки.

Недостатками известного дозатора, обусловленными попаданием частиц порошкового материала в зазор между корпусом и золотником с последующим заклиниванием последнего, являются его низкая надежность и малый срок службы.

Известен дозатор по авт.свидетельству №582004, МПК B05B 7/24, 1977 г., содержащий конусообразный бункер для порошка, снабженный средствами для его подогрева, подпружиненный поршень с пневмоприводом, соединенный с проходящим сквозь бункер штоком, конец которого, расположенный в нижней части бункера, снабжен притертым клапаном, перекрывающим отверстие между бункером и стволом установки.

Известный дозатор обеспечивает достаточно высокую точность дозирования порошка, однако притертый клапан в процессе работы установки быстро изнашивается, особенно при контакте с твердыми керамическими порошками, и устройство, как следствие, также имеет низкую надежность и малый рабочий ресурс.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому импульсному дозатору порошка является использованное в детонационной автоматической установке «Обь» (см. Техническая документация ИГ 792.000.00.000/ЦУ. - ИГиЛ СО АН СССР. - Новосибирск, 1985 г.) устройство для подачи порошка в ствол детонационной установки по патенту SU №1720734, МПК B05B 7/24, 1992 г.

Известное устройство содержит бункер для порошка, герметичный корпус, в верхней стенке которого выполнены каналы для подачи сжатого газа, а в полости подвижно установлен золотник с мерной выемкой, и пневмопривод, содержащий цилиндр с подпружиненным поршнем, который посредством штока соединен с золотником.

В процессе работы устройства перемещаемый пневмоприводом золотник поочередно занимает в корпусе два положения, в одном из которых мерная выемка сообщена с бункером и заполняется при этом дозированной порцией порошка, в другом - мерная выемка сообщена со стволом установки детонационного напыления, и порция порошка выдувается потоком сжатого газа в ствол установки.

Недостатком известного устройства является то, что газ, подаваемый в нагнетательную полость пневмопривода, одновременно подается в газовые каналы корпуса с тем, чтобы обеспечить выдувание порошка из мерной выемки. Поскольку в исходном (положение загрузки) и промежуточном положениях золотника выходные отверстия указанных каналов не совпадают с отверстием мерной выемки, то сжатый газ с большой скоростью поступает в зазор между золотником и верхней крышкой корпуса, вдувая при этом порошок в полость корпуса. Образующиеся при этом в полости корпуса газоабразивные потоки обусловливают эрозионный износ деталей устройства, что, в свою очередь, снижает надежность и срок службы последнего.

Задачей настоящего изобретения является создание надежного и долговечного импульсного дозатора порошка для установок детонационного напыления покрытий.

Технические результаты изобретения - повышение надежности и увеличение рабочего ресурса дозатора.

Результаты изобретения достигаются за счет того, что в импульсном дозаторе порошка, содержащем бункер для порошка, герметичный корпус с каналами подачи сжатого газа, подвижно установленный в полости корпуса золотник с мерной выемкой, поочередно устанавливаемой в положение загрузки и выгрузки, и пневмопривод золотника, состоящий из подсоединенного к источнику сжатого газа цилиндра и установленного в нем подпружиненного поршня, связанного посредством штока с золотником, в торцевой стенке цилиндра выполнен канал, соединяющий нагнетательную полость цилиндра с каналами подачи сжатого газа, а в теле штока - сквозное поперечное отверстие, положение которого вдоль длины штока выбрано так, что при установке золотника в положение разгрузки мерной выемки сечения указанного отверстия и канала в стенке цилиндра совпадают.

На фиг.1, 2 приведен общий вид дозатора при нахождении золотника в положении, соответственно загрузки и выгрузки мерной выемки, на фиг.3, 4 - сечения АА и ББ соответственно на фиг.1 и 2.

Дозатор содержит бункер 1, герметичный разборный корпус 2, канал 3 подачи сжатого газа, золотник 4 с мерной выемкой 5 и пневмопривод 6, включающий цилиндр 7, в стенке которого находится канал 8, поршень 9, шток 10 с отверстием 11, возвратную пружину 12, стопорные кольца 13, управляемый клапан 14. Кроме канала 3 в верхней крышке герметичного разборного корпуса 2 находится канал 15 подачи газопорошковой смеси в ствол установки детонационного напыления (не показан). Золотник 4 прижимается к верхней и задней стенкам корпуса 2 пружиной 16.

Устройство работает следующим образом. В исходном положении (положение загрузки) золотника 4 порция порошка из бункера 1 через отверстие в крышке корпуса высыпается в мерную выемку 5, выполненную на верхней грани золотника 4. Наличие мерной выемки заданного объема обеспечивает стабильность и точность дозирования порции порошка от выстрела к выстрелу. По сигналу с блока управления установки (не показан) открывается клапан 14, и сжатый газ поступает в цилиндр 7 пневмопривода 6. Под воздействием давления газа поршень 9 перемещается вправо, тянет за собой шток 10 и соответственно золотник 4. Так как при этом канал 8 цилиндра 7 перекрыт телом штока 10, то в канал 3 корпуса 2 газ не поступает, газоабразивные потоки в зазорах между золотником и корпусом и в полости корпуса отсутствуют и, следовательно, детали дозатора не подвержены эрозионному износу. Когда поршень 9 займет в цилиндре 7 крайнее правое положение, мерная выемка 5 золотника 4 подсоединяется к каналу 3 подачи сжатого газа и к каналу 15 подачи газопорошковой смеси в ствол установки, а отверстие 11 в штоке 10 совмещается с каналом 8 в стенке цилиндра 7. При этом сжатый газ из нагнетательной полости цилиндра 7 через канал 8, отверстие 11 и канал 3 поступает в заполненную порошком мерную выемку 5 и выдувает из нее порцию порошка через канал 15 в ствол установки (не показан). Далее по сигналу с блока управления установки клапан 14 закрывается, давление в нагнетательной полости цилиндра 7 падает, под действием пружины 12 поршень 9 возвращается в крайнее левое положение, устанавливая золотник 4 в исходное положение (положение загрузки мерной выемки), после чего дозатор готов к следующему циклу работы.

Таким образом, в предлагаемом дозаторе момент подачи сжатого газа, обеспечивающего выброс порошка из мерной выемки в приемник, точно синхронизирован с моментом установки мерной выемки в положение разгрузки.

Предлагаемое техническое решение позволило практически полностью исключить воздействие газоабразивных эрозионных потоков на детали дозатора, значительно уменьшить их износ в процессе работы и, в конечном счете, повысить надежность и срок службы дозатора.