Установка для детонационно-газового напыления высокоокисляемых порошковых материалов в защитной атмосфере

Полезная модель относится к области нанесения покрытий детонационным способом и предназначена для напыления высокоокисляемых порошковых материалов в защитной атмосфере.
Из существующего уровня техники известно устройство для управления процессом газотермического напыления слоя покрытия, содержащее инструмент для газотермического напыления слоя вещества, установленный на манипуляторе линейного перемещения в виде суппорта в направлении обрабатываемой детали, которая установлена в блоке установки с приводом вращения вокруг продольной оси детали, перпендикулярной оси названного инструмента, датчик углового положения детали, рычаг, ось, механический привод оси, копир, блок фотодиодов, источник света, вычислительный управляющий блок, индикаторы. Рычаг выполнен на оси, установленной на раме, под инструментом для газотермического напыления слоя вещества в его вертикальной плоскости, и снабжен копиром, выполненным в одной плоскости с рычагом и закрепленным под ним, огибающим рычаг спереди и сверху. Копир на конце, обращенном противоположно направлению инструмента для газотермического напыления слоя вещества, снабжен вертикальной оптической шторкой в плоскости копира. На раме с одной стороны шторки выполнен источник света, а с противоположной стороны - блок фотодиодов. Передняя по направлению инструмента для газотермического напыления слоя вещества часть рычага и копира выступает вперед за ось линейного физического объекта. При наращивании толщины линейного физического объекта копир через оптическую шторку управляет потоком излучения на фотодиоды от источника света. Электрические сигналы с фотодиодов обрабатываются вычислительным управляющим блоком, который посылает сигналы управления на инструмент для газотермического напыления слоя вещества, что обеспечивает выполнение процесса наращивания толщины линейного физического объекта (патент RU 170814, МПК В05В 7/20 (2006.01)).
Описанное устройство для управления процессом газотермического напыления слоя покрытия обладает следующими недостатками:
- узкие функциональные возможности, так как конструкцией установки не предусмотрено напыление высокоокисляемых материалов, при пониженном качестве получаемого покрытия из-за отсутствия защитной атмосферы, приводящего к окислению такого покрытия;
- повышенная трудоемкость реализации вследствие необходимости использования сложных дорогостоящих аппаратных средств и сложность эксплуатации;
- повышенные требования к технике безопасности, так как при напылении материала на заданную поверхность отработанные газы концентрируются у рабочего места и загрязняют его канцерогенными выделениями.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели достигаемому результату (прототипом) является устройство для детонационного напыления внутренних поверхностей деталей, содержащее детонационную пушку, дозаторы порошка и горючих газов, систему зажигания, защитную камеру с клапанами для сброса давления, оснащенную напыляемым элементом, связанным с приводом, прижимной крышкой и задней крышкой относительно подачи смеси, шибер. Прижимная крышка установлена на стволе пушки и снабжена упругим элементом. Защитная камера образована напыляемым элементом, периодически открывающимся шибером и прижимной крышкой. Пушка установлена на механизме горизонтального перемещения, состоит из ствола, камеры сгорания и разгонной части. Разгонная часть образована изгибом конца ствола по радиусу до прямого угла с конусным сужением в конце. Ствол и разгонная часть детонационной пушки расположены внутри напыляемого элемента. Шибер, перекрывающий отверстие, выполненное в задней крышке, установлен с возможностью перемещения относительно крышки по направляющим стержням. Для возврата шибера в исходное положение предусмотрены пружины, расположенные на направляющих стержнях. К задней крышке присоединен трубопровод отвода отработанных газов. Имеется патрубок для продувки полости азотом (патент RU 85484, МПК С23С 14/56 (2006.01), В05В 7/20 (2006.01)).
Основным недостатком устройства для детонационного напыления внутренних поверхностей деталей являются узкие функциональные возможности, так как, во-первых, ствол и разгонная часть детонационной пушки расположены внутри напыляемого элемента, что не позволяет напылять наружные поверхности последнего, во-вторых, отсутствует возможность создания вакуума в рабочей полости при невысоком качестве получаемого покрытия, по причине возможности его окисления.
Техническая проблема, решение которой обеспечивается при осуществлении полезной модели, заключается в создании установки для детонационно-газового напыления высокоокисляемых порошковых материалов в защитной атмосфере с расширенными функциональными возможностями при повышении качества напыляемого покрытия путем организации напыления высокоокисляемыми порошковыми материалами в замкнутом пространстве при отсутствии окисления самого покрытия.
Решение данной технической проблемы достигается тем, что в установке для детонационно-газового напыления высокоокисляемых порошковых материалов в защитной атмосфере, содержащей детонационную пушку и защитную камеру с клапанами для сброса давления, оснащенную напыляемым элементом, связанным с приводом, согласно полезной модели защитная камера, предназначенная для создания защитной атмосферы, разделена на три последовательно расположенные области пластиной с отверстием и фланцевым соединением. Корпус первой области защитной камеры снабжен втулкой для присоединения к детонационной пушке, клапанами для сброса давления и краном для создания защитной атмосферы. В корпусе второй области защитной камеры выполнено отверстие для установки датчиков контроля. Третья область защитной камеры, выполненная съемной и оснащенная напыляемым элементом, снабжена клапанами для сброса давления, встроенными в ее корпус.
В качестве напыляемого элемента может быть использована деталь, не являющаяся телом вращения, устанавливаемая на суппорте.
В качестве напыляемого элемента может быть использована деталь - тело вращения, устанавливаемая в трехкулачковый патрон.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен общий вид установки для детонационно-газового напыления высокоокисляемых порошковых материалов в защитной атмосфере; на фиг. 2 представлена защитная камера с напыляемым элементом, в качестве которого использована деталь, не являющаяся телом вращения, устанавливаемая на суппорте; на фиг. 3 представлена защитная камера с напыляемым элементом, в качестве которого использована деталь-тело вращения, устанавливаемая в трехкулачковый патрон.
Установка для детонационно-газового напыления высокоокисляемых порошковых материалов в защитной атмосфере содержит раму 1, на которой размещены детонационная пушка 2 и защитная камера 3, предназначенная для создания защитной атмосферы. Защитная камера 3 произведена из труб 4 и 5 большего и меньшего сечений соответственно, стенок 6 и 7, располагающихся по торцам труб 4 и 5 соответственно, и пластины 8 с отверстием в центре, соединяющей трубы 4 и 5.
Защитная камера 3 разделена пластиной 8 и фланцевым соединением 9 на три последовательно расположенные области 10, 11, 12. Корпус первой области 10 защитной камеры 3 снабжен втулкой 13 для присоединения камеры 3 к детонационной пушке 2, клапанами 14 для сброса давления и краном 15 для создания защитной атмосферы. В корпусе второй области 11 защитной камеры 3 выполнено отверстие 16 для установки датчиков контроля. Третья область 12 защитной камеры 3, выполненная съемной и оснащенная напыляемым элементом, снабжена двумя клапанами 17 для сброса давления, встроенными в ее корпус, исполненный в виде съемного колпака.
Фланцевое соединение 9 позволяет снимать колпак для замены или установки напыляемого элемента.
Для напыления плоских объектов в корпусе третьей области 12 защитной камеры 3 на линейных направляющих 18 размещен суппорт 19, предназначенный для установки напыляемого элемента, в качестве которого использована деталь 20, не являющаяся телом вращения, связанного с приводом 21.
Для напыления цилиндрических объектов в корпусе третьей области 12 защитной камеры 3 на линейных направляющих 18 размещен трехкулачковый патрон 22, предназначенный для установки напыляемого элемента, в качестве которого использована деталь 23, являющаяся телом вращения, связанного с приводом 21.
Установка для детонационно-газового напыления высокоокисляемых порошковых материалов в защитной атмосфере работает следующим образом. В защитную камеру 3 устанавливается напыляемый элемент, затем с помощью крана 15 создается необходимая защитная атмосфера в защитной камере 3. После выстрела детонационной пушки 2 в защитной камере 3 взрывная волна за счет увеличенного сечения трубы 4 уменьшает свою скорость. Часть взрывной волны, попадая в пластину 8, отражается от нее и, оставаясь в первой области 10 защитной камеры 3, рассеивается через клапаны 14 для сброса давления. Часть взрывной волны, прошедшая через центральное отверстие пластины 8, рассеивается в третьей области 12 с помощью клапанов 17 для сброса давления. Порошок, получивший вектор ускорения ударной волной в детонационной пушке 2, попадая в защитную камеру 3, проходит через центральное отверстие пластины 8 и попадает на напыляемый элемент.
Использование предлагаемой установки для детонационно-газового напыления высокоокисляемых порошковых материалов в защитной атмосфере позволяет за счет применения защитной атмосферы улучшить качество самих покрытий, создать возможность напыления покрытия высокоокисляемыми материалами, а также за счет изменения сечения и клапанов для сброса давления уменьшить детонационную волну, что позволяет применять устройство в замкнутых пространствах, повысить экономическую эффективность при напылении высокоокисляемых порошков.