RU169143U1 - Plasma torch for spraying metals and refractory compounds - Google Patents
Plasma torch for spraying metals and refractory compounds Download PDFInfo
- Publication number
- RU169143U1 RU169143U1 RU2016124041U RU2016124041U RU169143U1 RU 169143 U1 RU169143 U1 RU 169143U1 RU 2016124041 U RU2016124041 U RU 2016124041U RU 2016124041 U RU2016124041 U RU 2016124041U RU 169143 U1 RU169143 U1 RU 169143U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plasma torch
- plasma
- powder material
- channels
- cathode
- Prior art date
Links
- 238000005507 spraying Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 6
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 title claims abstract description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 9
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K10/00—Welding or cutting by means of a plasma
- B23K10/02—Plasma welding
- B23K10/027—Welding for purposes other than joining, e.g. build-up welding
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
- Nozzles (AREA)
Abstract
Предложенная плазменная горелка относится к области плазменной техники и предназначена для нанесения покрытий из порошковых материалов. Сущность полезной модели заключается в том, что в плазменной горелке для напыления металлов и тугоплавких соединений, содержащей корпус, двухконтурную систему охлаждения, катодный узел, анодный узел, изолятор, манжету, каналы для подачи порошкового материала, водяные и газовые магистрали, кроме того, имеется дополнительный дозирующий модуль, соединенный при помощи транспортных магистралей с каналами для подачи порошкового материала. Технический результат достигается за счет увеличения длины высокотемпературного участка плазменной струи без использования дополнительных насадок.The proposed plasma torch belongs to the field of plasma technology and is intended for coating of powder materials. The essence of the utility model is that in a plasma torch for spraying metals and refractory compounds containing a housing, a double-circuit cooling system, a cathode assembly, an anode assembly, an insulator, a cuff, channels for supplying powder material, water and gas lines, there is an additional dosing module, connected by means of transport lines with channels for supplying powder material. The technical result is achieved by increasing the length of the high-temperature portion of the plasma jet without the use of additional nozzles.
Description
Предложенная плазменная горелка относится к области плазменной техники и предназначена для нанесения покрытий из порошковых материалов.The proposed plasma torch belongs to the field of plasma technology and is intended for coating of powder materials.
Известна плазменная горелка для напыления порошковых материалов, содержащая корпус, катодный и анодный узлы, электроизоляционную вставку, одноконтурную систему охлаждения, водяную и газовую магистрали (Бобров Г.В., Ильин А.А. Нанесение неорганических покрытий. Учебное пособие для студентов ВУЗов. - М.: Интермет Инжиниринг, 2004. - 624 с).Known plasma torch for spraying powder materials, containing a housing, cathode and anode nodes, electrical insulating insert, single-circuit cooling system, water and gas lines (Bobrov G.V., Ilyin A.A. Inorganic coating. A study guide for university students. - M .: Intermet Engineering, 2004 .-- 624 s).
Недостатком плазменной горелки является низкая эффективность напыления покрытий из тугоплавких материалов и малый ресурс эксплуатации из-за протекания интенсивных эрозионных процессов в анодном и катодном узлах.The disadvantage of a plasma torch is the low efficiency of the deposition of coatings from refractory materials and a small service life due to the occurrence of intense erosion processes in the anode and cathode assemblies.
Наиболее близкой по технической сущности является плазменная горелка для напыления металлов и окислов, содержащая корпус, катодный и анодный узлы, изолятор, двухконтурную систему охлаждения, водяные и газовые магистрали (Патент №142944, МПК H05H 1/26, опубл. 10.07.2014).The closest in technical essence is a plasma torch for deposition of metals and oxides, containing a housing, cathode and anode nodes, an insulator, a dual-circuit cooling system, water and gas lines (Patent No. 142944, IPC H05H 1/26, publ. 10.07.2014).
Недостатком плазменной горелки является недостаточная эффективность процесса напыления при нанесении покрытий из тугоплавких материалов и частиц больших размеров.The disadvantage of a plasma torch is the lack of efficiency of the spraying process when applying coatings of refractory materials and large particles.
Задачей полезной модели является повышение эффективности процесса напыления при нанесении функциональных покрытий из тугоплавких порошковых материалов с широким диапазоном размеров частиц.The objective of the utility model is to increase the efficiency of the spraying process when applying functional coatings of refractory powder materials with a wide range of particle sizes.
Задача решается за счет того, что плазменная горелка для напыления металлов и тугоплавких соединений, содержащая корпус, двухконтурную систему охлаждения, катодный узел, анодный узел, изолятор, манжету, каналы для подачи порошкового материала, водяные и газовые магистрали, согласно полезной модели снабжена дополнительным дозирующим модулем, соединенным при помощи транспортных магистралей с каналами для подачи порошкового материала и состоящим из электродвигателя, профилированного вала и расходной шайбы.The problem is solved due to the fact that the plasma torch for spraying metals and refractory compounds, comprising a housing, a dual-circuit cooling system, a cathode assembly, an anode assembly, an insulator, a cuff, channels for supplying powder material, water and gas lines, is equipped with an additional metering device according to the utility model a module connected by means of transport lines with channels for supplying powder material and consisting of an electric motor, a profiled shaft and a consumable washer.
Дозирующий модуль служит для изменения длины области ядра плазменной струи и обеспечивает возможность эффективного проплавления на заданную глубину частиц как металлического, так и тугоплавкого материалов без замены плазмотрона. Нагрев, ускорение и перенос порошкового материала в ядре плазменной струи малой длины позволяет не полностью расплавлять частицы и предотвращает их налипание на корпус плазмотрона. Транспортировка порошкового материала в ядре плазменной струи большей длины способствует существенному повышению температуры нагрева более крупных частиц за счет увеличения времени их движения в высокотемпературной области струи и обеспечивает проплавление частиц тугоплавкого материала.The dosing module serves to change the length of the region of the core of the plasma jet and provides the possibility of efficient penetration to a given depth of particles of both metallic and refractory materials without replacing the plasma torch. The heating, acceleration, and transfer of powder material in the core of a short jet plasma jet allows the particles to not completely melt and prevents them from sticking to the plasma torch body. The transportation of powder material in the core of a plasma jet of a larger length contributes to a significant increase in the heating temperature of larger particles by increasing the time of their movement in the high-temperature region of the jet and ensures the penetration of particles of a refractory material.
Сущность технологического решения поясняется чертежами:The essence of the technological solution is illustrated by the drawings:
на фиг. 1 представлена конструкция плазмотрона;in FIG. 1 shows the design of the plasma torch;
на фиг. 2 представлен профилированный вал;in FIG. 2 shows a profiled shaft;
на фиг. 3 представлена дозирующая шайба.in FIG. 3 shows a metering washer.
Заявляемая плазменная горелка состоит из четырех главных узлов: катодного, анодного, изолятора и дозирующего модуля. А также имеет двухконтурную систему охлаждения.The inventive plasma torch consists of four main nodes: cathode, anode, insulator and metering module. It also has a dual-circuit cooling system.
Анодный узел включает в себя корпус 1, сопло-анод 2 с жестко зафиксированным в нижней части входным штуцером 3, соединяющимся с первым кабелем-шлангом.The anode assembly includes a housing 1, a nozzle-
Катодный узел включает в себя катододержатель 4, катод 5 с жестко зафиксированным в нижней части выходным штуцером 6, соединяющимся со вторым кабелем-шлангом.The cathode assembly includes a
Изолятор 7 расположен между анодным и катодным узлами и имеет отверстия для циркуляции охлаждающей жидкости (воды) от анодного узла к катодному.The
Двухконтурная система охлаждения состоит из входного штуцера 3 и выходного штуцера 6, а также магистралей, каналов и перетекателя.The double-circuit cooling system consists of an inlet fitting 3 and an outlet fitting 6, as well as highways, channels and overflow.
В качестве уплотнений в плазменной горелке используются эластичные манжеты 8-13.Elastic cuffs 8-13 are used as seals in the plasma torch.
Имеются два канала 14 для подачи порошкового материала.There are two
Дозирующий модуль включает в себя профилированный вал 15, внутри которого расположен канал 16 для подачи транспортного газа. Левый торец вала фиксируется в роторе электродвигателя, на правый профилированный торец крепится съемная дозирующая шайба 17, соединяющаяся посредством транспортной магистрали с каналом для подачи порошкового материала.The metering module includes a profiled
Плазменная горелка для напыления металлов и тугоплавких соединений работает следующим образом.A plasma torch for spraying metals and refractory compounds works as follows.
Охлаждаемый изнутри проточной водой катодный узел с коническим стержневым катодом 5 располагается вдоль оси горелки. Ниже установлен анодный узел с конусным входным отверстием. Анодный узел также охлаждается водой.The cathode assembly with a
Плазмообразующий газ вводится непосредственно в полость, окружающую конусный наконечник катода 5. Дуга возбуждается между конусным наконечником катода 5 и входным конусным отверстием анода 2 и вытягивается плазмообразующим газом.The plasma-forming gas is introduced directly into the cavity surrounding the conical tip of the
Профилированный вал 15 с закрепленной на нем дозирующей шайбой 17 приводится во вращение посредством электродвигателя. Транспортный газ подается через транспортный канал внутри вала 15 и вместе с порошковым материалом проходит через технологические отверстия во вращающейся совместно с валом дозирующей шайбе 17 и поступает в транспортную магистраль, а затем попадает в анодный канал плазменной горелки.A profiled
За счет изменения скорости вращения дозирующей шайбы 17 обеспечивается возможность увеличения длины высокотемпературного участка плазменной струи без использования дополнительных насадок.By changing the rotation speed of the
При подаче дозированной порции порошкового материала и транспортного газа в анодный канал температура плазменной струи изменяется незначительно, а длина ядра плазменной струи увеличивается от (15-20) мм до 45 мм. Данный факт экспериментально установлен методом высокоскоростной видеосъемки.When a metered dose of powder material and transport gas are supplied to the anode channel, the temperature of the plasma jet changes insignificantly, and the length of the core of the plasma jet increases from (15-20) mm to 45 mm. This fact was experimentally established by high-speed video recording.
Движение порошкового материала в более протяженном ядре плазменной струи способствует эффективному проплавлению крупных частиц и частиц тугоплавкого материала за счет увеличения времени пребывания в высокотемпературной области плазменной струи.The movement of the powder material in a longer core of the plasma jet facilitates the efficient penetration of large particles and particles of refractory material by increasing the residence time in the high temperature region of the plasma jet.
Использование заявляемой плазменной горелки позволит повысить эффективность процесса напыления при нанесении функциональных покрытий из тугоплавких порошковых материалов с широким диапазоном размеров частиц за счет увеличения длины ядра плазменной струи. Использование дозирующего модуля позволит обеспечить эффективное проплавление тугоплавких материалов без увеличения мощности плазменной дуги и без снижения эксплуатационного ресурса, что повысит экономическую эффективность от использования заявляемой плазменной горелки.The use of the inventive plasma torch will increase the efficiency of the spraying process when applying functional coatings of refractory powder materials with a wide range of particle sizes by increasing the length of the core of the plasma jet. The use of a metering module will allow for efficient penetration of refractory materials without increasing the power of the plasma arc and without reducing the service life, which will increase the economic efficiency of using the inventive plasma torch.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016124041U RU169143U1 (en) | 2016-06-16 | 2016-06-16 | Plasma torch for spraying metals and refractory compounds |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016124041U RU169143U1 (en) | 2016-06-16 | 2016-06-16 | Plasma torch for spraying metals and refractory compounds |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU169143U1 true RU169143U1 (en) | 2017-03-07 |
Family
ID=58450243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016124041U RU169143U1 (en) | 2016-06-16 | 2016-06-16 | Plasma torch for spraying metals and refractory compounds |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU169143U1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU31897U1 (en) * | 2003-04-14 | 2003-08-27 | Самарский государственный аэрокосмический университет им. акад. С.П. Королева | Plasma torch for spraying metals and oxides |
| US20100200549A1 (en) * | 2004-11-04 | 2010-08-12 | United Technologies Corporation | Microplasma Spray Apparatus and Method for Coating Articles Using Same |
| RU142944U1 (en) * | 2013-11-21 | 2014-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева" (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | PLASMA BURNER FOR SPRAYING METALS AND OXIDES |
-
2016
- 2016-06-16 RU RU2016124041U patent/RU169143U1/en active IP Right Revival
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU31897U1 (en) * | 2003-04-14 | 2003-08-27 | Самарский государственный аэрокосмический университет им. акад. С.П. Королева | Plasma torch for spraying metals and oxides |
| US20100200549A1 (en) * | 2004-11-04 | 2010-08-12 | United Technologies Corporation | Microplasma Spray Apparatus and Method for Coating Articles Using Same |
| RU142944U1 (en) * | 2013-11-21 | 2014-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева" (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | PLASMA BURNER FOR SPRAYING METALS AND OXIDES |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8698036B1 (en) | Devices for gas cooling plasma arc torches and related systems and methods | |
| US6372298B1 (en) | High deposition rate thermal spray using plasma transferred wire arc | |
| EP2689640B1 (en) | Plasma torch | |
| US10576484B2 (en) | Axial feed plasma spraying device | |
| JPH0584455A (en) | Plasma melt-spraying device for melt-spraying powder material or gas material | |
| JPH08319552A (en) | Plasma torch and plasma thermal spraying device | |
| SE523135C2 (en) | Plasma spraying device | |
| CN204335130U (en) | Anode structure of plasma generator and plasma generator | |
| KR100486939B1 (en) | Non-Transferred Type Plasma Torch With Step-Shaped Nozzle | |
| RU169143U1 (en) | Plasma torch for spraying metals and refractory compounds | |
| JP2006055708A (en) | Plasma flame coating apparatus | |
| CN108607993B (en) | Magnetic beam powder type powder feeding device for laser additive manufacturing | |
| RU142944U1 (en) | PLASMA BURNER FOR SPRAYING METALS AND OXIDES | |
| CN210281053U (en) | Plasma welding gun for connecting vacuum welding box | |
| RU2469517C1 (en) | Method for recuperative cooling of plasmatron electrode, plasmatron for realising said method and electrode assembly for said plasmatron | |
| RU2672054C1 (en) | Electric arc plasma torch for coatings from refractory dispersed materials application | |
| TW201519702A (en) | Plasma torch apparatus | |
| RU140498U1 (en) | POWDER SPRAY PLASMATRON | |
| RU2487306C1 (en) | Device to charge metallised pellets into arc furnace | |
| RU190126U1 (en) | PLASMOTRON FOR SPRAYING | |
| RU159626U1 (en) | SPRAY PLASMOTRON | |
| KR20040091448A (en) | A plasma gun | |
| RU230157U1 (en) | Device for plasma melting of refractory non-metallic materials | |
| WO2015034985A1 (en) | Wire alloy for plasma wire arc coating | |
| RU135477U1 (en) | PLASMA BURNER FOR SPRAYING METALS AND OXIDES |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20200617 |
|
| NF9K | Utility model reinstated |
Effective date: 20210615 |