Плазменная горелка для напыления порошкообразных материалов

Союз Сееетскнд Сфцнвлнстнческнд Респубянк, Кл. 2) 16,5 В 7/2 осударственнмй квинтет СССР по делан изобретений и открытийубликовано 250779, Б етень2иЯ 25.07.79 ата опублико опис 2) Автор., изобретения Иностранец Никлаус Мюллер4) ПЛАЭМЕИНЬЯ ГОРЕЛКР. ДЛЯ НАПЫЛ ПОРОШКООБРАЭНЫХ МАТЕРИАЛОВ ь 10 Изобретение относится к техникенапыления порошковых покрытий.Известна плазменная горелка длянапыления порошкообразных материалов,содержащая соединенные. между собойкатодный и анодный блоки, кожух изизоляционного материала, смонтированный в нем элемент для сменной установки катода з месте соединениякатодного н анодного блоков, держателсопла-анода и трубки для подаи порошка 111.В известной горелке держательсопла-анода соединен с кожухом, охватывающим катодный блок посредствомвинтов. Сопло-анод имеет самостоятельное крепление,Все это значительно усложняет конструкцию и соответственно требуетсязначительное время для замены .изношенных деталей. Кроме того, горелкаимеет единую систему охлаждения дляанодного и катодного блоков. Еслитребуется разборка горелки для замены изношенных деталей, необходимополностью отсоединить систему охлаждения, что представляет значительнуютрудность (деталн горелки намокают,требуется установка прокладок и т.п.)При этом охлаждение катодного блока производится неэФФективно, так как. охлаждающая вода предварительно нагревается во время охлаждения анодного блока, что приводит к уменьшениюрока службы деталей горелки.Цель изобретения - повыаейие срока службы горелки и упрощение заменынзнашиваемых деталей.Это достигается тем, что в плаэ"меккой горелке для напыления порошкообразных материалов, содержащейсоединенные между собой катодный ианодный блоки, .кожух иэ изоляционного материала, смонтированный вкем элемент для сменной установкикатода в месте соединения катодногои аноднога блоков, держатель соплаанода н трубки для подачи порошка,катодный и анодный блоки снабженыиндивидуальными системами охлажденияс патрубками для ввода и вывода воды, а держатель сопла-анода выполнениз двух сопряженных установленныходин в другом наружного и внутреннегоэлементов и соединен с патрубкамиввода и вывода воды систеьи охлаждения анодного блока,Катод и элемент для его установкиимеют по крайней мере одну общуюконтактную поверхность.Причем катод укреплен на элементе для его установкипбсредством накицной гайки.Для центрирования катода относительно элемента для его установки накидная гайка и катод выполнены с коническими установочными поверхносет ями,50 Внутренний элемент держателя сопла-анода снабжен конической фиксирукщЕй втулкой и выполнен с конической.боковой внутренней поверхностью, причем сопло-анод выполнено с коническойнаружной боковой поверхностью.При этом держатель сопла-анодаснабжен наружной оболочкой из изоляционного материала,.Кроме того держатель сопла-анодавыполнен с каналом для ввода воды,ОКрутаЗЩИМ ГО СПИра.тт: (-ОПЛО-анод.Сопря;е:тые таружная и внутренняя:аружнытй злемен" "еттателя сопла-аНОДа ВЫПОЛЕН С а тСТУ;таМИ На ЕГОВЫХОВНОМ ТОзЦЕ лМЕЮтттИ ротЗЧ.тдЛЯ уста ноти .рубто -ця подачи по От а,ттдгч"об.1 г- пред- нГооелка в разсазеоби Вид.Порелка с;,;ержт атодньтй и ано;ный блоки соединенн а между собой , тпосредст зо:; четыре болтов 1 лиДРУГИХ К;,-ЕЕ.атьК: тт - :.,ЗН ОВ, БЛОКИтот. Ут ИМЕ=, ОР.;:. - г;,"РаттттЕЛЕПИПЕДат% т 1 т- тт" -т, ;тттт тожтх"з изот:.и: энного;а с; - .:гнала, в котором смонтярова.н злсме;.т 3 для устаОвн катод; 3 лемент; выполнен измЕдИ Имес -,;, -.т т-т.,1-ку( ф-рттт Иснабжен двут -атрубками 4 и 5 дляВВОДа И ВЫВОД= ОХЛ .ПаОЩЕй ВОДЫ, КОторые проходят через кожух 2.В элемент"= 3 .зется полость А,Раз тЕЛЕНН Я . а т; -,ЕЦИИ ПРОПОЬНОйстенкОй б,.Пазу.т".щей зазОр с ТОрцо-вой стенкс:. , Зле.ента 3. Один или 4Оба Патрт; КП. 1;:С ЕттН ЕНЫ К ОтрнцатЕЛЬному полюсу гене:;а сра . 8.Торцовая з:.:Он:". наступает за кожух2 и выполнена ;". :аружной резьбой, накоторую навинчив=ется колпачковаяг.йк для гц -- р.," .тосадктт на тор -цовую стенку т .;.тда, Поверхностиконтакта уоьянуть элементов выполняются пред.о.-иьно плоскими.Катод сост:,:.т из наружного элемента 10, вы,;лненного из фольфрама,и внутреннего зл-"мента 11, выполненНОГО ИЗ МЗД:;.Ктталов=.я . айка 9 имеет внутреннюю ;Оническую поверхнОсть сОпря-женную с конической поверхностью ба. -зовой части элемента 11 катода дляточного центрирования последнего от -носительнс элемента 3.В ксжухе 2 имеется патрубок 12для подвода плазмсобразующего газа в,кольцевуо полость .В выполненную вкожу."е 2, и далее через отверстия 13в зонут окружающую катод.Р,нодый блок содержит кожух 14 изизоляционного материала, установленныйв нем держатель сопла-анода 15, состоящий из двух сопряженных установленных один в другом наружного 16 ивнутреннего 17 элементов,Влемент 16 выполнен из металла,например меди, и с:-абжен патрубками18, .9 для ввода и вывода охлаждающей воды. Патрубки 18, 19 проходятерез кожух 14, В выходном торцеэлемента 16 выполнена кольцевая полость В, в которую подводится водаиз патрубка 18.Выходной торец наружного элемента16 выполнен с выступами 20, имеющими р:-.диалт ные проточки на чертежене показань) для установки трубок21 для подачи порока Трубки 21удерживаютсяв проточках с помощьюфиксирующего кольца 22.Кольцевая полость расположена внепосредственной близости от радиальных проточек и имеет единственное выходное отверстие "с" для подачиводы в спиральньй канал 23, расположенньЙ ВДОль коничаскОЙ наружнОйповерхности элемента 17, На выходеканал 23 сообщается с патрубком 19вывода воды через отверстие, выполненное в наружном элементе 16. Сопряткенные говерхности внутреннего и наружного элементов 16, 17 выполненыОническими, причем наружный диаметрвнутреннего элемента 17 уменьшаетеяк срезу сопла-анода, Один или обапатрубка 18, 19 подсоединены к положительному полюсу генератора 8 тока.,Сопло-анод 15 ыонео из вольфрама и снабжено охватывающей его конической оболочкой 24 из меди, наружная поверхность которой сопряжена свнутренней конической поверхностьюэлемента 17.Наружный диаметр сопла-анодауменьщается к его срезу, Внутренняяповерхность сопла может иметь любуюформу и может содер:ать цилиндрический участок и прилегающую к немуконическую часть см чертеж)Вплотную к оболочке 24 установлена КОническаЯ втулка 25 длЯ фиксацииоболочки в аксиальном направлении.Предпочтительно, чтобы один изконцов втулки 25 был снабжен фланцем26,расположенным между кожухом 2и элементом 17 держателя сопла анода,Фланец 26 имеет уплотнительное кольцо 27, "оприкасающееся с торцом элемента 17, а между торцом кожуха 2 ифланцем размещено уплотнительное кольто 28.В месте соединения анодного и катодного блоков кожух 2 и элемент 16держателя сопла-анода выполнены с ко 676147ническими сопряженными поверхностяж б.Работает плазменная горелка следующим образом.Между элементом 10 катода и соплом-анодом 15 возбуждают электрическую дугу. Через патрубок 12 подают плазмообразующий газ, который дуга нагревает до высокой температуры, при этом образуется плазма. В поток плазмы подают порошок через трубки 21. Порошок в потоке плазмы расплавляется 1 б и подается на обрабатываемое изделие.Вода для охлаждения катодного и анодного блоков подается через патрубки 4 и 18 соответственно. Вода для охлаждения ансдного блока подается 15 в кольцевую полость В, которая находится в передней части горелки, подверженной наибольшему нагреву на минимальном расстоянии от трубок 21, чем достигается эффективное охлаждение 20 этой части горелки.Это увеличивает срок службы элементов горелки, предотвращает соединение трубок и препятствует спеканию порошка. Сопло-анод 15 охлаждается 2 водой, текущей по спиральному каналу 23. Эффективное охлаждение осуществляется за счет наличия большой плоской поверхности контакта между внутренним элементом 11 и передней стенкой 7 элемента 3 для установки катодаКонструкция плазменной горелки не требует рассоедьнения элементов систем охлаждения для замены изнашиваемых деталей. Это позволяет сэкономить некоторое количество уплотнительных элементов.Данная горелка имеет высокую распыляющую способность и требует минимум времени для подготовки персона ла для ее об"луживания.Формула изобретении1. Плазменная горелкадля напыления порошкообразных материалов, содержащая соединенные между собой катодный и анодный блоки, кожух из изоляционного материала, смонтирован-,5 р ный в нем элемент для сменной установки катода в месте соединения катодного и анодного блоков, держатель сопла-анода и трубки для подачи порош" ка, о т л и ч а ю щ а я с я тем,что, с целью повышения срока службы;"репки и упрощения замены изнашиваемых деталей, католный и анодный блоки с.абжены индивидуальньвчи системамиохлаждения с патрубками для вода ивывода воды, а держатель сопла-анодавыло.",нен из двух сопряженных установленных один в другом наружного ивнутреннего элементов и соединен спатрубками ввода и вывода воды системы охлаждения анодного блока.2. Горелка по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что катод и элементдля его установки имеют по крайнейиере одну общую контактную поверхность,3. Горелка по пп.1 и 2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что катод укреплен на элементе для его установкипосредством накидной гайки.4. Горелка по пп. 1,. 2 и 3, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью центрирования катода относительно элемента для его установки, накидная гайка и катод выполнены с коническими установочными поверхностями5. Горелка по пп. 2-4, о т л ич а ю щ а я с я тем, что внутреннийэлемент держателя сопла-анода снабженконической фиксирующей втулкой ивыполнен с конической боковой внутренней поверхностью, причем сопло-анодвыполнено с конической наружной боковой поверхностью.6. Горелка по пп, 1-5, о т л ич а ю щ а я с я тем, что держательсо: в .ла.иода снабжен наружной оболочкой из изоляционного материала.7. Горелка по пп. 1-6, о т л ич а ю щ а я с я тем,.что держательсопла-анода выполнен с каналом дляввода воды, окружающим по спиралисопло-анод,8. Горелка по пп. 1-7, о т л ич а ю щ а я с я тем что сопряженные-ар.,жная и внутренняя поверхностиэлементов держателя сопла-анода выпал;1 ены коническими.9. Горелка го пп, 1-8, о т л ию щ а я с я тем, что наружный:,лемент держателя сопла-анода выполнен с выступами на его выходномтор е, имеющими проточки для установки трубок подачи порошка,Источники информации, принятые.1 плиал ППП "Патент" гжгород ул-.Проектная,5351/52 пНИИПИ Рос по де 35, 4 осквТираж 8дарственного кам изобретенийЖРаушск Подлисномитета СССРи открытийя наб., д, 4/5