ДЕТОНАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к устройствам для детонационного нанесения защитных покрытий на поверхности материалов и/или изделий.
Наиболее близким решением к заявляемой полезной модели является установка для детонационного нанесения покрытий (патент RU 1257912), содержащая ствол, подсоединенную к стволу через ствольный клапан демпфирующую камеру, снабженную соединенным с атмосферой стравливающим клапаном, и подсоединенное к демпфирующей камере через входной клапан смесительное устройство с входными клапанами для подачи окислителя, горючего и инертного газов. На основании этого патента создана установка «Обь», описанная в журнале «Современные технологии автоматизации» №4, 2006 г.
Основой огневого блока установки «Обь» является головка клапанная - массивная крупногабаритная деталь, в которой выполнена высокоточная расточка сложных отверстий для установки шести пар управляющих и исполнительных клапанов, смесительной камеры и втулок-жиклеров, просверлены многочисленные сложные пересекающиеся каналы, установлены технологические заглушки и другие детали. Головка клапанная установлена на блок запитки, который представляет собой массивную крупногабаритную деталь, предназначенную для подводки четырех рабочих газов, участвующих в процессе детонации, а так же воздуха для управления исполнительными клапанами и воды для охлаждения ствола. В блоке запитки выполнены многочисленные сложные пересекающиеся каналы. Управляющий электромагнитный клапан оригинальной конструкции состоит из нескольких десятков деталей, многие из которых изготовлены с высокой точностью из нержавеющей стали. Этот клапан требует периодической настройки и регулировки квалифицированным персоналом по специальному алгоритму. Каждый управляющий клапан характеризуется относительно большими габаритными размерами и весом. Способ закрепления огневого блока и подвода к нему газовых и водяной магистралей существенно осложняет применение установки «Обь» на современных высокотехнологичных производствах. Значительные габариты и большой совокупный вес компонентов огневого блока делают практически невозможной применение многокоординатных роботизированных промышленных манипуляторов для перемещения огневого блока установки относительно напыляемой детали.
Задачей настоящей полезной модели является разработка компактной, относительно легкой, простой в изготовлении, настройке и обслуживании детонационной установки с возможностью ее перемещения с помощью роботизированных промышленных манипуляторов.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в детонационном устройстве, содержащем ствол с устройствами подачи порошка, систему зажигания, демпфирующую камеру, смесительную камеру, систему дозировки окислителя, горючего и инертного газов, корпус смесительной камеры представляет собой призму, на боковые грани которой установлены, по меньшей мере, четыре унифицированных легкосъемных взаимозаменяемых модуля. Каждый модуль содержит пневмораспределитель, клапан исполнительный, датчик положения клапана исполнительного, устройство, предохраняющее от распространения детонации в магистраль, втулку-жиклер. Модули соединены с корпусом смесительной камеры посредством коммутирующих проставок. В каждой коммутирующей проставке выполнен канал, соединяющий выходное отверстие модуля с входным отверстием газового канала в корпусе смесительной камеры. Рабочие газы поступают в смесительную камеру и по касательной, и по нормали, поэтому газовые каналы в корпусе смесительной камеры выполнены как по касательной к смесительной камере, так и по нормали. В связи с этим коммутирующие проставки выполнены в двух вариантах. В первом варианте входное и выходное отверстия канала коммутирующей проставки выполнены соосно для поступления газа в смесительную камеру по нормали, во втором варианте - входное и выходное отверстия канала коммутирующей проставки выполнены со смещением для поступления газа в смесительную камеру по касательной. Модули, установленные на корпус смесительной камеры, образуют систему дозировки окислителя, горючего и инертного газов.
Техническими результатами полезной модели является уменьшение габаритов и общего веса детонационной установки, что позволяет перемещать ее относительно напыляемой детали с помощью роботизированных манипуляторов, а так же простота изготовления, легкость обслуживания и ремонта, т.к. модули являются унифицированными и взаимозаменяемыми, легко снимаются и не требуют специальной настройки.
Предлагаемую конструкцию поясняют чертежи:
фиг.1 - Устройство модуля;
фиг.2 - Поперечное сечение детонационной установки, иллюстрирующее закрепление модулей на корпусе смесительной камеры.
В корпусе модуля 1 (фиг.1) установлен клапан исполнительный 2. На входе в корпус модуля 1 установлено устройство, предохраняющие от распространения детонации в магистраль 3 (далее устройство 3). Ввод рабочего газа в модуль осуществляется по магистрали 4, подключенной непосредственно к устройству 3. Между клапаном исполнительным 2 и устройством 3 установлена втулка-жиклер 5, сечение которой обеспечивает необходимый характер истечения рабочего газа и его расход. На грибок штока 6 клапана исполнительного 2 уложена мембрана 7, которая поджимается заглушкой 8. В заглушке 8 выполнен канал 9, подводящий к мембране 7 управляющий воздух. Так же в заглушке 8 установлен датчик состояния исполнительного клапана 10 (далее датчик 10). На внешней поверхности корпуса модуля 1 установлен пневмораспределитель 11 с подходящими характеристиками, такими как: габаритные размеры, время срабатывания, условное проходное сечение, давление и расход воздуха. Выходное отверстие пневмораспределителя 11 соединено с каналом 9. Соединения деталей и компонентов модуля герметичны.
Пневмораспределитель 11 по сигналу с блока управления установкой подает воздух под давлением, который проходит через канал 9, воздействует на мембрану 7 и на шток 6 клапана исполнительного 2, тем самым открывая входное отверстие в корпусе клапана исполнительного 12 (далее корпус клапана 12). Рабочий газ из магистрали 4 через устройство 3 и втулку-жиклер 5 поступает в корпус клапана 12, далее через выходное отверстие в корпусе модуля 1 и через коммутирующую проставку 13 или 14 (фиг.2) поступает в газовый канал корпуса смесительной камеры 15 и в смесительную камеру 16.
При отсутствии сигнала с блока управления пневмораспределитель 11 осуществляет сброс давления воздуха, и пружина 17 возвращает шток 6 в исходное положение, закрывая входное отверстие в корпусе клапана 12. Обратная связь модуля с блоком управления установкой осуществляется с помощью датчика 10, который по положению штока 6 определяет состояние исполнительного клапана 2: открыт или закрыт.
Каждый укомплектованный модуль 18 (фиг.2) закреплен на корпусе смесительной камеры 15 с помощью коммутирующей проставки 13 или 14. Проставка 13 или 14 соединяет выходное отверстие модуля с газовым каналом в корпусе смесительной камеры 15. Газовые каналы в корпусе смесительной камеры 15 выполнены и по нормали 19 к смесильной камере 16, и по касательной 20. Для поступления рабочего газа в смесительную камеру 16 по нормали применяется коммутирующая проставка 13, у которой входное отверстие 21 и выходное отверстие 22 выполнены соосно. Для поступления рабочего газа в смесительную камеру 16 по касательной применяется коммутирующая проставка 14, у которой входное отверстие 23 и выходное отверстие 24 выполнены со смещением S, величина которого определяется по формуле:
S=R-1/2d
R - радиус смесительной камеры.
d - диаметр газового канала в корпусе смесительной камеры.
Дополнительным преимуществом данной конструкции детонационной установки является то, что рабочие газы подаются непосредственно в модули, поэтому в блоке запитки нет необходимости.