МОБИЛЬНАЯ УСТАНОВКА СВЕРХЗВУКОВОЙ ТЕРМОАБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ И НАНЕСЕНИЯ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ

Полезная модель относится к области термоабразивной техники и может быть использована в реактивных термоабразивных аппаратах для предварительной обработки твердых поверхностей и нанесения защитных покрытий.
Известно устройство для термоабразивной обработки поверхностей, содержащее газовую горелку с магистралями подачи горючего и абразивного материала RU2201329 С1, 2003. Абразивный материал подается в газовую горелку под давлением, превышающим давление рабочего тела в камере сгорания газовой горелки. Недостаток известного устройства состоит в большом расходе энергии на наддув бака с абразивным материалом и большом износе сопла реактивной камеры сгорания абразивным материалом.
Наиболее близким аналогом является устройство для термоабразивной обработки поверхности, описанное в патенте RU 28952 U1, 10.12.2007.
Известное устройство содержит магистраль подачи сжатого воздуха, горючего и абразива, газодинамический ускоритель, реактивную камеру сгорания и эжектор со всасывающим входом. Известное устройство является стационарным и не обеспечивает возможность его передвижения. Кроме того, при длительной работе оператора возникают сложности в работе, постоянная пыль и громкий шум нарушают здоровье оператора.
Технический результат состоит в обеспечении мобильности системы, увеличении числа защитных покрытий и повышении безопасности оператора.
Для этого мобильная установка сверхзвуковой термоабразивной обработки и нанесения защитных покрытий содержит плазмоэлектрохимический воспламенитель, входы которого соединены с магистралью подачи сжатого воздуха и с блоком электропитания, выход плазмоэлектрохимического воспламенителя, соединен с газовым реактором, другие входы которого соединены с магистралью подачи дизельного топлива и с магистралью подачи сжатого воздуха, выход газового реактора соединен с эжектором, всасывающий вход которого соединен со смесителем, а выход эжектора через газодинамический ускоритель соединен с выходом установки, выполненным в виде сопла, а также емкость с клапаном, содержащую абразивный порошок. Установка расположена в кузове автомобильного прицепа, на котором дополнительно установлен компрессор, соединенный с магистралью подачи сжатого воздуха, и бак для дизельного топлива, соединенный с магистралью подачи дизельного топлива, дополнительно расположены емкости с клапанами, содержащие порошки для нанесения защитных покрытий, соответственно медный порошок, алюминиевый порошок и цинковый порошок, при этом емкость с абразивным порошком и емкости с порошками для нанесения защитных покрытий соединены с магистралью подачи сжатого воздуха, клапаны всех емкостей соединены с блоком управления клапанами, выходы которого соединены с входами смесителя, соединенного с магистралью подачи сжатого воздуха, блок управления клапанами включает в себя приемник управляющих команд, связанный по беспроводному каналу с пультом дистанционного управления оператора.
Беспроводный канал выполнен в виде радиоканала.
Беспроводный канал может быть выполнен в виде канала инфракрасного излучения.
Установка закрыта кожухом, имеющим пылеизоляцию и звукоизоляцию.
На чертеже представлена функциональная схема предлагаемой установки.
Мобильная установка сверхзвуковой термоабразивной обработки и нанесения защитных покрытий, содержит плазмоэлектрохимический воспламенитель 1, газовый реактор 2, эжектор 3, газодинамический ускоритель 4, смеситель 5, емкость 6 с клапаном, содержащую абразивный порошок, емкости 7, 8 и 9 с клапанами, содержащие порошки для нанесения защитных покрытий, соответственно медный порошок, алюминиевый порошок и цинковый порошок, блок управления 11 клапанами, включающий в себя приемник 10 управляющих команд, связанный по беспроводному каналу с пультом дистанционного управления оператора 12, компрессор 13, соединенный с магистралью подачи сжатого воздуха, блок электропитания 14, бак 15 для дизельного топлива, соединенный с магистралью подачи дизельного топлива, беспроводный канал, выполненный в виде радиоканала или канала инфракрасного излучения. Установка расположена на кузове 16 автомобильного прицепа, имеющем герметичный кожух 17, закрывающий установку, газодинамический ускоритель 4 имеет эжекторные отверстия 18 для охлаждения атмосферным воздухом.
Предлагаемая установка работает следующим образом.
При запуске горелки подают сжатый воздух в плазмоэлектрохимический воспламенитель 1 и в газовый реактор 2. Включают блок электрического питания 14. Электропитание подводится к плазмоэлектрохимическому воспламенителю 1. Первоначальный высоковольтный разряд инициирует возникновение электрической дуги в межэлектродном зазоре. Далее электрическая дуга горит самостоятельно. Поток воздуха выдувает дугу в объем камеры сгорания реактора 2. Молекулы воздуха, проходя через электрический разряд, ионизируются, а сам воздушный поток нагревается. Образуется так называемая низкотемпературная плазма (НТП). Далее в камеру сгорания ректора 2
подается топливо. Оно распыляется, и часть факела распыла попадает в поток НТП. При взаимодействии топлива с НТП происходит нагрев, испарение, разложение на составляющие и воспламенение топлива. Как только реактор 2 вышел на рабочий режим, который определяется величиной давления воздуха подаваемого в камеру сгорания, блок электрического питания выключают. Дальше горелка работает самостоятельно.
Техническая возможность гарантированного воспламенения горючей смеси достигается за счет глубокой деструкции молекул топлива плазмой, при которой наблюдается наибольшая химическая активность продуктов пиролиза.
Продукты сгорания горючей смеси с выхода газового реактора 2 проходят через эжектор 3 и с высокой (сверх звуковой) скоростью создают разрежение, под действием которого абразивный материал или порошки для нанесения защитных покрытий соответственно медный порошок, алюминиевый порошок и цинковый порошок с выхода емкостей 6, 7, 8 и 9 через смеситель 5 и всасывающий вход эжектора 2 поступают на вход газодинамического ускорителя 4. Сформированная на выходе газодинамического ускорителя 4 струя абразивного материала воздействует на обрабатываемую поверхность для ее высококачественной очистки, а с помощью струй с порошками соответственно медным, алюминиевым или цинковым наносят защитные покрытия. Для дистанционного управления работой установки предусмотрен пульт дистанционного управления оператора 12. Оператор посылает команды с помощью клавиатуры пульта дистанционного управления, приемник 10 управляющих команд принимает команду и с помощью блока управления 11 клапанами открывается клапан соответствующей емкости 6, 7, 8 и 9 пропуская на входы смесителя 5 воздушную смесь соответствующего порошка. Для очистки установки от порошков на смесителе 5 предусмотрен вход, соединенный через магистраль подачи сжатого воздуха с блоком 13.
Газодинамический ускоритель 4 установки изготовлен из термостойкой керамики и имеет эжекторные отверстия 18 для атмосферного воздуха, которые выполняют охлаждающую функцию.
Положительный эффект от использования полезной модели состоит в том, что размещение установки на автомобильном прицепе и расширение ее возможностей позволяют осуществлять операции очистки поверхностей и нанесения нескольких видов защитных покрытий непосредственно в местах удаленных от основных ремонтных баз и в аварийных ситуациях, а использование дистанционного управления в виде беспроводного канала исключает наличие кабелей, что, с учетом применения защитного кожуха, улучшает условия труда и повышает эффективность работ оператора.
Снижаются затраты на повторные ремонтные работы за счет сокращения периода времени между очисткой поверхности и нанесением защитного покрытия. Такая особенность процесса не приводит к образованию окисной пленки на очищенной поверхности и снижает вероятность образования повторного очага коррозии в месте ремонта минимум на 50% в соответствии с формулой:
Рn≤0,5 - вероятность возникновения коррозии при очистке и нанесении покрытия с помощью мобильной установки сверхзвуковой термоабразивной обработки и нанесения защитных покрытий;
0
P=1 - вероятность возникновения коррозии при очистке и нанесении защитного покрытия способом применяемым в настоящее время.