Сопло для газопламенной наплавки

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СОПЛО ДЛЯ ГАЗОПЛАМЕННОЙ НАПЛАВКИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии(72) Автор Яркович Александр Михайлович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии(57) Сопло для газопламенной наплавки, содержащее мундштук с центральным отверстием и расположенными вокруг него по окружности периферийными сопловыми отверстиями,выполненными с наклоном к оси центрального отверстия под углом 5-15 градусов, втулку,смонтированную в мундштуке, установленную с зазором к его внутреннему торцу, соосно с центральным отверстием, и трубку для подачи газопорошковой смеси, отличающееся тем, что внутри втулки соосно с ней смонтирован конический штифт с наклонной поверхностью, обращенной к потоку газопорошковой смеси, а передняя поверхность штифта,обращенная к мундштуку, расположена на расстоянии от внутреннего его торца, равном 0,5-1,5 диаметра проходного отверстия втулки. Полезная модель относится к области технологии машиностроения, в частности к устройствам для газопламенной наплавки покрытий, и может быть использована в промышленности и сельском хозяйстве для восстановления геометрических размеров рабочих поверхностей деталей, повышения их износостойкости и коррозионной стойкости. Известно сопло для газопорошковой наплавки и пайки, содержащее мундштук с одним центральным отверстием и трубку для подачи газопорошковой смеси 1. Однако в случае использования сопла с одним центральным отверстием при наплавке и пайке не 44962008.06.30 больших деталей и узких кромок происходит нанесение порошка на смежные участки детали, что ведет к непроизводительным потерям порошка и увеличивает объем последующей механической обработки. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является сопло для газопламенной наплавочной горелки, содержащее мундштук с центральным отверстием и расположенными вокруг него по окружности периферийными сопловыми отверстиями, выполненными с наклоном к оси центрального отверстия под углом 5-15 градусов,втулку, смонтированную в мундштуке, установленную с зазором к его внутреннему торцу, соосно с центральным отверстием, и трубку для подачи газопорошковой смеси, причем втулка имеет внутренний пористый бурт, расположенный со стороны торца мундштука, и бурт выполнен с наклонной поверхностью, обращенной к потоку газопорошковой смеси 2. Недостатком данного устройства являются ограниченные технологические возможности, вызванные тем, что при наплавке мелких фракций порошка частицы попадают в поры пористого бурта, закрывают их и резко сокращают объем газа, проходящий через него. Это приводит к тому, что весь горючий газ поступает в центральное отверстие и периферийные сопловые отверстия не обеспечивают необходимого нагрева внешних зон газопорошковой струи, защиты жидкой ванны металла. Это приводит к потерям порошка. Техническая задача, решаемая полезной моделью, - расширение технологических возможностей процесса наплавки. Технический результат достигается тем, что в сопле для газопламенной наплавочной горелки, содержащем мундштук с центральным отверстием и расположенными вокруг него по окружности периферийными сопловыми отверстиями, выполненными с наклоном к оси центрального сопла под углом 5-15 градусов, втулку, смонтированную в мундштуке с зазором к его внутреннему торцу, соосно с центральным отверстием, трубку для подачи газопорошковой смеси, внутри втулки соосно с ней смонтирован конический штифт с наклонной поверхностью, обращенной к потоку газопорошковой смеси, а передняя поверхность штифта, обращенная к мундштуку, расположена на расстоянии от внутреннего его торца, равном 0,5-1,5 диаметра проходного отверстия втулки. Использование заявляемого технического решения позволит расширить технологические возможности процесса газопламенной наплавки, увеличить коэффициент использования порошка и наносить покрытия из различных материалов, в том числе мелкодисперсных и легкоплавких. На фигуре представлена схема устройства. Сопло для газопламенной горелки содержит мундштук 1 с центральным отверстием 2 и расположенными вокруг него по окружности периферийными сопловыми отверстиями 3,выполненными с наклоном к оси центрального отверстия 2 под углом 5-15 градусов, втулку 4, смонтированную в мундштуке 1, внутри втулки соосно с ней смонтирован конический штифт 5 с наклонной поверхностью, обращенной к потоку газопорошковой смеси, а передняя поверхность штифта 5, обращенная к мундштуку 1, расположена на расстоянии от внутреннего его торца, равном 0,5-1,5 диаметра проходного отверстия втулки, трубку 6 для подачи газопорошковой смеси. Устройство работает следующим образом. Газопорошковая смесь (смесь горючей смеси и порошка) подается по внутреннему каналу трубки 6 к центральному отверстию 2 и к периферийным сопловым отверстиям 3. Частицы порошка, ударяясь о коническую поверхность штифта 5, меняют свою траекторию и движутся расходящимся потоком к стенкам втулки 4, затем, ударяясь о стенки, меняют направление своего движения и движутся сходящимся потоком в центральное отверстие 2. Для схождения частиц в сопло необходимо расстояние от внутреннего торца штифта 1, равное 0,5-1,5 диаметра проходного отверстия втулки. Газопорошковая смесь попадает в центральное отверстие 2, на выходе из которого сгорает, нагревая частицы порошка до расплавления, и транспортирует их к из 2 44962008.06.30 делию. Часть горючей смеси без порошка выходит через периферийные сопловые отверстия 3 и сгорает, образуя дополнительную зону нагрева вокруг центрального отверстия 2. Конический штифт 5 обеспечивает отделение порошка от горючей смеси, поступающей в периферийные сопловые отверстия 3. Так как штифт 5 имеет наклонную поверхность, обращенную к потоку газопорошковой смеси, частицы порошка отражаются от нее, затем от стенок втулки 4 и поступают в сопловое отверстие 2. Пример. Использовали порошок марки ПГ-СР 4 ГОСТ 21448-75 с температурой плавления 1320 К, с размером частиц 30100 мкм. Покрытие наносили на поверхность плоских образцов 100100 мм. Мундштук выполнен в виде цилиндра, имеет 6 сопловых отверстий диаметром 0,18 мм, равномерно распределенных по окружности, центральное отверстие выполнено диаметром 2,5 мм. Режимы напыления для прототипа и предлагаемого устройства были выбраны одинаковыми и составляли расход кислорода, м 3/ч 0,75 3 расход ацетилена, м /ч 0,35 расход порошка, кг/ч 3,00. Коэффициент использования порошка определяли как отношение массы порошка,перешедшего в покрытие, к массе порошка, поданного в горелку. Основные характеристики покрытий, полученных предлагаемым устройством и устройством-прототипом, приведены в таблице. Показатели Таким образом, предлагаемое устройство при одинаковых с прототипом расходах горючего газа и кислорода обеспечивает получение более качественного покрытия и более полное использование порошка. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3