УСТАНОВКА ДЛЯ ДЕТОНАЦИОННОГО НАПЫЛЕНИЯ ПОКРЫТИЙ
DETONATION SPRAYING UNIT

Изобретение относится к устройствам для детонационного нанесения защитных покрытий на поверхности материалов и/или изделий.
Известна (авт. свидетельство SU №671089, МПК B05B 7/20, 1977 г.) установка для детонационного нанесения покрытий, содержащая закрытую с одного конца детонационную трубу-ствол со средствами инициирования взрыва, дозатор порошка - материала покрытия и двухкамерное смесительное устройство, выход которого через предохранительное устройство и змеевик сообщен с полостью трубы, а входы через клапаны подсоединены к источникам горючего и инертного газов и газа-окислителя. Предохранительное устройство, предназначенное для предотвращения воздействия продуктов детонации и обратного удара на смесительное устройство и газовые коммуникации, в качестве защитных элементов содержит пламягасительную решетку и пористую керамическую перегородку.
Недостатками известной установки, связанными с низкой надежностью элементов предохранительного устройства, являются ее малый межремонтный ресурс и значительные эксплутационные расходы, обусловленные частыми ремонтами с заменой указанных защитных элементов.
Кроме того, так как предохранительное устройство размещено вблизи ствола, то при работе установки оно нагревается до температуры, достаточной для самовоспламенения проходящей через него взрывчатой смеси, т.е. установка потенциально пожаро-, взрывопасна.
Известно устройство (авт.свидетельство SU №747010, МПК B05B 7/20, 1978 г.) для детонационного нанесения покрытий, содержащее ствол, систему подачи кислорода, горючего и нейтрального газов, инжекционный смеситель газов с выходным соплом -рассекателем, подсоединенный к смесителю через клапан узел изменения давления в зоне инжекции, систему подачи порошка, узел инициирования взрыва и блок управления.
Для предотвращения обратного удара и прорыва продуктов детонации в ацетиленовую магистраль известное устройство снабжено узлом изменения давления, представляющим собой резервуар с нейтральным газом, соединенный через клапан с инжекционным смесителем. Указанный клапан в момент выстрела открывается, при этом нейтральный газ заполняет полости смесителя, оттесняя продукты детонации от ацетиленовой магистрали.
В штатном режиме взрывозащитная система известного устройства работает достаточно надежно, однако при отказе клапана узла изменения давления продукты детонации, свободно прорываясь в ацетиленовую магистраль, могут инициировать пожар или взрыв установки, что является значительным недостатком известного устройства.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является устройство для детонационного нанесения покрытий по патенту SU №1257912, МПК B05B 7/20, 1984 г., содержащее 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.
Работает устройство следующим образом. В исходном положении стравливающий клапан демпфирующей камеры и клапан подачи инертного газа смесительной камеры открыты, остальные клапаны закрыты. Цикл работы начинается с продувки демпфирующей камеры и ствола, для чего закрывают стравливающий клапан демпфирующей камеры и открывают ствольный клапан и входной клапан демпфирующей камеры. После окончания продувки клапан подачи инертного газа закрывают, и открывают клапаны подачи окислителя и горючего газа, осуществляя при этом заполнение демпфирующей камеры и ствола взрывчатой смесью. После заполнения камеры и ствола взрывчатой смесью осуществляют предварительную продувку демпфирующей камеры, для чего клапаны подачи окислителя и горючего газа закрывают, а клапан подачи инертного газа открывают, при этом взрывчатая смесь из демпфирующей камеры вытесняется в ствол, а объем камеры заполняется инертным газом. Через заданный промежуток времени осуществляют окончательную продувку демпфирующей камеры, для чего открывают стравливающий клапан и закрывают ствольный. Цикл продувки заканчивается закрытием входного клапана демпфирующей камеры, после чего в ствол впрыскивают порошок и инициируют взрыв смеси.
В известной установке демпфирующая камера, заполненная в момент взрыва нейтральным газом под давлением, выполняет функцию предохранительного устройства, исключающего прорыв продуктов детонации в смесительное устройство и к газовым магистралям, что обеспечивает пожарную и взрывную безопасность установки.
Однако так как демпфирующая камера и смесительное устройство известной установки размещены в непосредственной близости от ствола, то ствольный клапан и входной клапан демпфирующей камеры, испытывая воздействие ударных волн и продуктов детонации, постепенно теряют герметичность и начинают пропускать продукты детонации. Последние в свою очередь воздействуют на близко расположенные клапаны смесительной камеры, снижая их ресурс и надежность. Со временем указанные клапаны начинают пропускать продукты детонации в газовые магистрали, в том числе в ацетиленовую, что повышает взрывоопасность установки.
Задачей настоящего изобретения является создание взрывобезопасной установки для детонационного напыления покрытий с повышенным рабочим ресурсом.
Техническими результатами разработки являются увеличение межремонтного периода работы установки, повышение ее пожарной и взрывной безопасности.
Результаты изобретения достигаются за счет того, что в установке для детонационного напыления покрытий, содержащей ствол, смесительную камеру, ствольный клапан и входные клапаны для окислителя, горючего и инертного газов, смесительная камера сообщена непосредственно с полостью ствола и через ствольный клапан подсоединена к двум трубам, к одной из которых подсоединены входные клапаны окислителя и инертного газа, а к другой - горючего и инертного газов, при этом расстояние между ствольным клапаном и клапанами подачи горючего газа и окислителя составляет не менее 20 диаметров труб.
Принципиальная схема предлагаемой установки приведена на чертеже.
Установка содержит ствол 1 с системой инициирования взрыва 2 и дозатором порошка 3, смесительную камеру 4, ствольный клапан 5, трубы 6 и 7, входные клапаны 8, 9, 10, 11.
Работает установка следующим образом.
Рабочий цикл установки начинается с продувки смесительной камеры 1 и ствола 4, для чего по сигналам с компьютеризованного блока управления (не показан) открываются ствольный клапан 5 и входные клапаны 8, 9, пропускающие по трубам 6 и 7 через ствольный клапан 5 инертный продувочный газ (как правило, азот) в смесительную камеру 4 и ствол 1. В вариантах установки клапаны 8, 9 могут быть объединены в один клапан подачи инертного газа. Клапаны 8, 9 открыты в течение заданного интервала времени, достаточного для очистки камеры и ствола от остаточных продуктов предыдущего взрыва. После очистки ствола клапаны 8 и 9 закрываются, и открываются клапаны 10, 11, через которые по трубам 6 и 7 через ствольный клапан 5 окислитель (как правило, кислород) и горючий газ (ацетилен) поступают в смесительную камеру 4 и ствол 1, где они перемешиваются, образуя взрывчатую смесь. После заполнения смесительной камеры и ствола клапаны 10, 11 закрываются, и открываются клапаны 8, 9, через которые в трубы 6, 7 поступает инертный продувочный газ, который, вытесняя окислитель и горючий газ в смесительную камеру и ствол, заполняет трубы 6, 7, полость ствольного клапана 5 и частично смесительную камеру 4 до линии, показанной пунктиром. Затем клапаны 5, 8 и 9 закрываются, в ствол впрыскивается порция порошка и подается сигнал на инициирование взрыва смеси в стволе, после чего описанный цикл повторяется.
Как видно из описания в предлагаемом устройстве горючий газ и окислитель подаются в смесительную камеру и ствол по отдельным трубопроводам и смешиваются непосредственно перед подачей в ствол, так что возможность взрыва смеси вне ствола полностью исключена. В случае «пробоя» ствольного клапана воздействие продуктов детонации на входные клапаны также исключена, так как последние защищены от такого воздействия своеобразной газовой «подушкой», образованной инертным газом, заполняющим в момент взрыва трубы, полость ствольного клапана и частично смесительную камеру. Кроме того, длина труб в устройстве выбрана такой, что ударная волна практически полностью затухает на длине труб, т.е. воздействие обратного удара на входные клапаны исключается. Клапаны, таким образом, работают в существенно более легких условиях, что обеспечивает высокую надежность и значительно увеличивает рабочий ресурс как клапанов, так и установки в целом.