Результат интеллектуальной деятельности: Устройство для напыления сверхвысокомолекулярного полиэтилена

Устройство для напыления сверхвысокомолекулярного полиэтилена

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности, к устройствам для формирования защитных покрытий.

В последние годы практически во всех развитых странах пошли по пути разработки дорогостоящих систем газопламенного напыления.

Современная газопламенная горелка состоит из следующих систем: охлаждения, образования горючей смеси, подачи распыляемого материала, подачи топлива, подачи окислителя, системы сопровождения распыляемого материала, камеры плавления. [Пат. РФ № 6528, МПК В05В 7/20. Газоплазменная горелка для сверхзвукового напыления покрытий / В.Н.Дегтярев, Г.С. Казаков, И.В. Лунев.- 1998].

Нагрев материала может осуществляться с помощью кварцевых лапм [Пат. РФ № 2213653, МПК В32Р 6/00, 2003.], ТЭНов [Пат. РФ № 2417884 В 29 С 41/30, 2011.], за счет сгорания горючей смеси [Пат. РФ №141545, МПК В 82 В 3/00, 2014].

Камера плавления представляет собой внутреннюю полость наружного конуса трубчатой насадки, где происходит оплавление материала за счет сгорания горючей смеси. Сам материал поступает в камеру плавления по центральной осевой линии, а горючая смесь под небольшим углом к ней из сопел, расположенных концентрично к данной осевой линии [Пат. РФ № 2212953, МПК В 05 В 7/20, 2003].

Транспортировка расплавленного материала осуществляется за счет факела сгорания горючей смеси [Пат. РФ №2212953 МПК В 05 В 7/20, 2003].

и сжатого воздуха. Существуют горелки для сверхзвукового напыления покрытий [Пат. № 6528 РФ В05В7/20, 1998.].

В результате анализа установлено, что сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ) может быть в виде порошка, гранул и гибкого шнура. Материал подается в камеру плавления потоком сжатого воздуха или за счет использования протяжного механизма.

Применение напыляемого материала в виде порошков затруднено необходимостью соблюдать жесткие требования к классификации частиц заданной фракции, их текучести, условиям хранения, сложностям, связанным с обеспечением стабильной и точно дозированной подачи порошка пневмотранспортом в зону горения или плазменную струю. Несоблюдение этих требований приводит к неравномерности нагрева и проплавления напыляемого материала.

Наличие системы подачи топлива и окислителя, системы образования горючей смеси, усложняют конструкцию горелки для газопламенного напыления.

Прототипом изобретения является горелка для газопламенного напыления [Пат. РФ № 2212953, МПК В 05 В 7/20, 2003], включающая плавильную камеру и систему сопровождения расплавленного материала.

К недостаткам известного устройства для газопламенного напыления можно отнести достаточно сложную конструкцию, неравномерность нагрева и проплавления напыляемого материала.

Технической задачей данного изобретения является упрощение конструкции и улучшение качества нанесенного покрытия.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для напыления сверхвысокомолекулярного полиэтилена, включающем плавильную камеру, систему сопровождения расплавленного материала, согласно изобретения, плавильная камера выполнена в виде двух коаксиальных цилиндров, полость между которыми закрыта кольцевыми крышками, система сопровождения выполнена в виде газоструйного излучателя, установленного с возможностью регулирования пропускной способности.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена схема устройства.

Устройство для газопламенного напыления порошковых покрытий, в частности сверхвысокомолекулярного полиэтилена, включает плавильную камеру 1, которая одновременного служит резервуаром для хранения материала, выгрузной патрубок 2 и газоструйный излучатель Гартмана 3.

Плавильная камера 1 имеет правую 4 и левую 5 кольцевые крышки, которые закрывают полость между внутренним 6 и наружным 7 коаксиальными цилиндрами. С одного края внутреннего цилиндра 6 нарезана внутренняя резьба для крепления плавильной камеры 1 на газовой горелке (на фиг. на показана). В наружном цилиндре 7 выполнены два резьбовых отверстия: верхнее и нижнее. Верхнее резьбовое отверстие предназначено для загрузки порошка и закрыто крышкой 8. В нижнем резьбовом отверстии закрепляется выгрузной патрубок 2. В выгрузном патрубке 2 соосно выполнены два отверстия. Одно из отверстий 9 служит для подачи расплавленного материала на обрабатываемую поверхность. Резьбовое отверстие 10 служит для крепления газоструйного излучателя Гартмана 3. Газоструйный излучатель Гартмана 3 включает сопло 11, резонатор 12, выходной канал 13 рабочей камеры. Выходной канал 13 рабочей камеры снабжен внешней резьбой.

Подготовка к работе устройства для напыления сверхвысокомолекулярного полиэтилена осуществляется следующим образом.

Выходной канал 13 рабочей камеры газоструйного излучателя 3 поджимают к левому отверстию 9 выгрузного патрубка 2, поворачивая по часовой стрелке. Откручивают крышку 8 наружного цилиндра 7 и заполняют плавильную камеру 1 порошком сверхвысокомолекулярного полиэтилена. Крышку 8 закручивают. Заполненную плавильную камеру 1 присоединяют к газовой горелке (на рисунке не показана).

Устройство работает следующим образом.

При работе газовой горелки порошок из сверхвысокомолекулярного полиэтилена расплавляется и переходит в жидкое состояние. В исходном положении, когда выходной канал 13 рабочей камеры поджат к отверстию 9 выгрузного патрубка 2, истечение материала в жидком состоянии не происходит. При повороте газоструйного излучателя 3 против часовой стрелки появляется зазор между торцом выходного канала 13 рабочей камеры и отверстием 8 выгрузного патрубка 2, который заполняется расплавленным сверхвысокомолекулярным полиэтиленом. К газоструйному излучателю Гартмана 3 подается сжатый воздух. Сжатый воздух, проходя через сопло 11, тормозится резонатором 12. Периодическое расширение скачка уплотнения и взаимодействие его с набегающим потоком генерирует интенсивную акустическую волну, выходящую из отверстия выходного канала 13 рабочей камеры. Данная волна подхватывает частицы расплавленного порошка сверхвысокомолекулярного полиэтилена и транспортирует его со сверхзвуковой скоростью на обрабатываемую поверхность. Регулированием зазора между торцом выходного канала 13 рабочей камеры и отверстием 8 выгрузного патрубка можно изменять толщину напыляемого покрытия. Подаваться на обрабатываемую поверхность рабочего органа будет только расплавленный материал.

Использование данной модели позволит упростить конструкцию и улучшить качество нанесенного покрытия.