Устройство для газопламенного напыления порошковых полимерных материалов

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАЗОПЛАМЕННОГО НАПЫЛЕНИЯ ПОРОШКОВЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ(71) Заявитель Институт надежности машин Национальной академии наук Беларуси(73) Патентообладатель Институт надежности машин Национальной академии наук Беларуси(57) 1. Устройство для газопламенного напыления порошковых полимерных материалов, преимущественно термопластичных полимеров, содержащее распылительную головку с мундштуком и сопловым наконечником, корпус с осевым каналом для транспортировки порошкового материала, отличающееся тем, что в корпусе дополнительно выполнен канал подачи воздуха в кольцевой зазор между мундштуком и сопловым наконечником. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно содержит вентиль регулировки подачи воздуха в осевой канал для транспортировки порошкового материала и вентиль регулировки подачи воздуха в кольцевой зазор между мундштуком и сопловым наконечником.(56) 1. Антошин Е. В., Немковский И. А. Нанесение покрытий из полимерных материалов способом газопламенного напыления / Под ред. А. Н. Шашкова - 2-е изд., перераб. и дополн. - М. ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ,1967. - С. 18-19. 2. А.с. СССР 1423176, МПК В 05 В 7/20, 1988. 477 Полезная модель относится к технологии машиностроения, в частности к устройствам для формирования покрытий из порошковых материалов, преимущественно термопластичных полимеров, и может быть использована для защиты от коррозии деталей машин и элементов конструкций, а также для нанесения антифрикционных покрытий на рабочие поверхности деталей узлов трения. Известно устройство для газопламенного напыления легкоплавких порошковых материалов 1, содержащее центральное распылительное сопло с трубопроводом для подвода воздушно-порошковой смеси и охватывающий с зазором распылительное сопло кольцевой коллектор с соплами для подачи горючей смеси. Недостатком известной конструкции является термоокислительная деструкция частиц полимера, возникающая при напылении порошков с температурой плавления ниже 150 С. В качестве ближайшего аналога служит устройство для газопламенного напыления полимерных порошковых материалов, преимущественно термопластичных полимеров 2. Горелка содержит распылительную головку с мундштуком и сопловым наконечником, корпус с каналом для транспортировки порошкового материала. Недостатком данного устройства является невозможность качественного напыления полимерных порошков с температурой плавления ниже 90 С и более 250 С, так как при ее использовании изменение плотности теплового потока можно производить только за счет изменения расхода газов в горючей смеси. Задачей полезной модели является расширение диапазона теплофизических характеристик факела для качественного напыления порошковых материалов с температурой плавления от 50 до 450 С. Поставленная задача решена в устройстве для газопламенного напыления порошковых полимерных материалов, преимущественно термопластичных полимеров, содержащем распылительную головку с мундштуком и сопловым наконечником, корпус с осевым каналом для транспортировки порошкового материала,в корпусе которого, согласно техническому решению, дополнительно выполнен канал подачи воздуха в кольцевой зазор между мундштуком и сопловым наконечником. Кроме того, устройство дополнительно содержит вентиль регулировки подачи воздуха в осевой канал для транспортировки порошкового материала и вентиль регулировки подачи воздуха в кольцевой зазор между мундштуком и сопловым наконечником. Предложенная конструкция обеспечивает качественное напыление порошковых полимерных материалов с температурой плавления от 50 до 450 С за счет расширения диапазона теплофизических характеристик факела. Расширение диапазона теплофизических характеристик факела достигается регулировкой соотношения скоростей выхода воздуха в осевом канале для транспортировки порошка и воздуха в зазоре между мундштуком и сопловым наконечником. Регулировка соотношения скоростей выхода воздуха в осевом канале для транспортировки порошка и воздуха в зазоре между мундштуком и сопловым наконечником обеспечивается с помощью дополнительно введенных канала подачи воздуха в кольцевой зазор между мундштуком и сопловым наконечником, вентиля регулировки подачи воздуха в осевой канал для транспортировки порошкового материала и вентиля регулировки подачи воздуха в кольцевой зазор между мундштуком и сопловым наконечником. Регулировка оптимальной плотности теплового потока осуществляется в зависимости от физикохимических параметров напыляемого материала (табл. 1). Таблица 1 Регулировка плотности теплового потока Температура плавления полимера От 50 до 90 С От 90 до 250 С от 250 до 450 С Оптимальная плотность теплового потока 31065106 Вт/м 2 51066106 Вт/м 2 61068106 Вт/м 2 Дисперсность частиц от 100 до до 100 мкм 200 мкм 24/1 23,5/1 90/6/4 88/8/4 22,5/1 22/1 82/13/5 80/15/5 21/1 20,5/1 75/19/6 73/21/6- соотношение окислителя (воздух) и горючего газа (пропан) в смеси- распределение воздуха в(1 ) в горючую смесь/на транспортировку порошка/в кольцевой зазор. На чертеже представлена принципиальная схема предложенного устройства для газопламенного напыления. Устройство содержит распылительную головку 1 с мундштуком 2 и сопловым наконечником 3, рукоятку 4, порошковый питатель 5 и корпус 6, в котором выполнены осевой канал 7 подачи воздуха для транспортировки порошкового материала, канал 8 подачи воздуха в кольцевой зазор 9 между мундштуком 2 и сопловым наконечником 3, канал 10 подачи порошка из порошкового питателя 5. Вентиль 11 регулирует подачу 477 воздуха в осевой канал 7 для транспортировки порошкового материала, вентиль 12 регулирует подачу воздуха в кольцевой зазор 9 между мундштуком 2 и сопловым наконечником 3. Устройство работает следующим образом. Из порошкового питателя 5 через канал подачи порошка 10 в осевой канал 7 поступает непрерывной струей порошковый материал. Для обеспечения эффективного процесса напыления в кольцевой зазор 9 между мундштуком 2 и сопловым наконечником 3 распылительной головки 1 по каналу 8 поступает воздух,количество которого регулируется вентилем 12. В осевой канал 7 поступает воздух, количество которого регулируется вентилем 11. Воздух транспортирует частицы порошка в газовое пламя, где они прогреваются до плавления, а затем под динамическим воздействием факела движутся в сторону заранее подготовленной поверхности подложки. Здесь частицы порошка деформируются, сцепляются с поверхностью и образуют сплошное полимерное покрытие. Устройство для газопламенного напыления порошковых материалов, преимущественно термопластичных полимеров, обеспечивает расширение диапазона теплофизических характеристик факела для качественного напыления порошковых материалов с температурой плавления от 50 до 450 С и позволяет регулировать режимы нанесения покрытий непосредственно в процессе напыления. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.