[go: up one dir, main page]

RU169143U1 - Plasma torch for spraying metals and refractory compounds - Google Patents

Plasma torch for spraying metals and refractory compounds Download PDF

Info

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
Application number
RU2016124041U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Иосифович Богданович
Михаил Георгиевич Гиорбелидзе
Ирина Александровна Докукина
Кирилл Вадимович Небога
Original Assignee
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева" filed Critical федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева"
Priority to RU2016124041U priority Critical patent/RU169143U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU169143U1 publication Critical patent/RU169143U1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K10/00Welding or cutting by means of a plasma
    • B23K10/02Plasma welding
    • B23K10/027Welding 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-anode 2 with an inlet fitting 3 rigidly fixed in the lower part, connected to the first cable-hose.

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 cathode holder 4, a cathode 5 with an outlet fitting 6 rigidly fixed at the bottom connecting to a second cable-hose.

Изолятор 7 расположен между анодным и катодным узлами и имеет отверстия для циркуляции охлаждающей жидкости (воды) от анодного узла к катодному.The insulator 7 is located between the anode and cathode nodes and has openings for the circulation of coolant (water) from the anode node to the cathode.

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 channels 14 for supplying powder material.

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 shaft 15, inside which is located the channel 16 for supplying transport gas. The left end of the shaft is fixed in the rotor of the electric motor; a removable metering washer 17 is attached to the right profiled end, which is connected via a transport line to a channel for supplying powder material.

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 tapered rod cathode 5 cooled internally by running water is located along the axis of the burner. Below is the anode assembly with a conical inlet. The anode assembly is also cooled by water.

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 cathode 5. An arc is excited between the conical tip of the cathode 5 and the inlet cone of the anode 2 and is drawn out by the plasma-forming gas.

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 shaft 15 with a metering washer 17 fixed to it is driven by an electric motor. The transport gas is supplied through the transport channel inside the shaft 15 and, together with the powder material, passes through the technological holes in the metering washer 17 rotating together with the shaft and enters the transport line, and then enters the anode channel of the plasma torch.

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 metering washer 17, it is possible to increase the length of the high-temperature portion of the plasma jet without the use of additional nozzles.

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)

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, отличающаяся тем, что имеется дополнительный дозирующий модуль, соединенный при помощи транспортных магистралей с каналами для подачи порошкового материала и состоящий из электродвигателя, профилированного вала и расходной шайбы.A 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, characterized in that there is an additional metering module connected by transport highways with channels for supplying powder material and consisting of an electric motor, a profiled shaft and a consumable washer.
RU2016124041U 2016-06-16 2016-06-16 Plasma torch for spraying metals and refractory compounds RU169143U1 (en)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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