Устройство для напыления сверхвысокомолекулярного полиэтилена
DEVICE FOR SPUTTERING OF ULTRAHIGH MOLECULAR POLYETHYLENE

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.