SE451733B - Detonationsanleggning for paforande av beleggningar - Google Patents

Description

451 735 En detonationsanläggning för påförande av beläggningar är för närvarande känd (jämför exempelvis den amerikanska patentskriften nr 2 714 S63, Nat. klass 239-81, publicerad är 1955), vilken innefattar dels ett styrrör med ett gnist- bildande tändstift, som är infört i styrrörets kanal vid dess sida, som är motsatt den mot styrrörets mynningsåndyta vända sidan, dels en gasfördelningsmekanism, som är avsedd att inmata en sprängningsbar blandnings (sprängblandnings) beståndsdelar i styrröret och utgöres av en blandningsanord- ning, som är försedd med tallriksventiler, en excenteraxel och en elektromekanisk drivanordning, dels en med styrröret för- bunden doseringsanordning för inmatning av doserade.mängder av det pulvermaterial, som skall påföras eller påångas, och dels en elektrisk slutkontakt, som är elektriskt kopplad till tändstiftet och är anordnad att växelverka med en av excen- teraxelns kammar. Under denna kända detonationsanläggnings arbetsförlopp inmatas den sprangningsbara(explosiva) bland- ningens beståndsdelar genom basfördelningsmekanismen i styr- röret, samtidigt som pulvret av det material, som skall på- àngas, från doseringsanordningen inmatas i styrröret, varef- ter man genom slutning av den elektriska kontakten alstrar en elektrisk urladdning i tandstiftets gniststräcka och alltsa initierar sprängning av blandningen i styrröret. Ett genom styrrörets mynningsändyta utströmmande nögtemperaturflöde påför en beläggning av pulvret av det material, som skall påångas, på ytan nos ett framför styrrörets mynningsändyta placerat arbetsstycke.

Under denna kända detonationsanläggnings arbetsförlopp 451 735, kan eventuell missprängning uppträda på grund av att tänds- tiftets gniststräcka igensättes av pulvret. Även en annan detonationsanläggning för påförande av .beläggningar på arbetsstycken är känd (jämför exempelvis den amerikanska patentskriften nr 3 88 4 415, nat, klass 239-79, publicerad år 1975), vilken innefattar dels ett styrrör med_mynningsandyta, dels ett gnistbildande tändstift, som är infört i styrrörets kanal vid dess sida, som är motsatt aden.mot styrrörets.mynningsändyta-vända sidan, dels en gas- blandningsanordning med elektromagnetstyrda ventiler, som är anordnade i nuvudrörledningar för tillförsel av bransle, neutral gas respektive oxidationsmedel, dels en doseringe- anordning för inmatning av doserade mängder av det pulverma- terial, som skall påångas, varvid samtliga huvudrörlednin- gar och doseringsanordningen är avsedda att förbindas med pstyrröret, och dels en styrenhet, som är elektriskt kopplad till blandningsancrdningens ventiler, doseringsanordningen och det gnistbildande tändstiftet.

Under denna kända detonationsanläggnings arbetsförlopp alstrar styrenheten elektriska pnlser, vilka inverkar på blandningsanordningens ventiler, doseringsanordningen och 'det gnistbildande tändstiftet. Detta resulterar i att styrrö- ret fylles med en explosiv blandning, vars beståndsdelar är avsedda att inmatas i blandningsanordningen, samtidigt som ventilerna i huvudrörledningarna för tillförsel av oxida- tionsmedel och bränsle påverkas (öppnar). Det pulvermate- rial, som skall pàångas, inmatas sedan från doseringsanord- ningen i styrröret, varefter ventilerna i huvudrörledningarna 451 733 Q 4 ' _ för tillförsel av oxidationsmedel respektive bränsle stängas, samtidigt som ventilen i nuvudrörledningen för tillförsel av neutral gas öppnar, varigenom blandningsanordningen och nuvudrörledningen, som förbinder blandningsanordningen med styrröret, fylles med den neutrala gasen. Medelst det gnistbildande tandstiftet initieras sedan sprángning av bland- ningen i styrröret. Den detonationsvåg, som alstras vid det ställe, där tändstiftet är anordnat (dvs. vid styrrörets tillslutna ände), fortplantar sig (utbreder sig) genom bland- ningen i styrröret i riktning mot dess mynningsändyta. Sedan~ _detonationsvågen nått upp till styrrörets mynningsändyta, påbörjas utströmning, från styrrözet, av ett detonations- produktflöde och sedan ett flöde, som utgöres av en bland- ning av partiklar av pulver av det material, som skall på- ångas, och den explosiva blandningens gasformiga detonations- produkter. Detta flöde inverkar på ett i närheten av styr- rörets mynningsandyta liggande arbetsstycke så, att ett be- läggningsskikt påföres på arbetsstycket yta. Ventilen i hu- vudrörledningen för tillförsel av neutral gas stängas sedan och anläggningens ovan beskrivna arbetsförlopp upprepas.

I denna kända anläggning igensättes det gnistbildande tändstiftet periodvis av det pulverformiga material, som skall påångas, vilket förorsakar funktionsfel under anlägg- ningens arbetsförlopp. På grund av att tändstiftet är anord- nat invid styrrörets tillslutna ände (dvs. vid den sida, som är motsatt den mot mynningsandytan vända sidan), börjar det pulverpartixlar innehållande flödet utströmma efter en tid- sfördröjning, som förorsakar en minskning av detonations- 451 733 produkternas temperatur genom värmebortledning genom styr- rörets väggar.

Det huvudsakliga syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en detonationsanläggning för påförande av beläggningar på arbetsstycken, i vilken det gnistbildande tándstiftet är infört i styrröret i ett sådant avsnitt av detta, att tändstiftets gniststräoka icke igensättes av det pulverformiga material, som skall páföras, varigenom de- tonationsenergin i den explosiva blandningen kan användas effektivare och uppkomst av eventuella funktionsfel under anläggningens arbetsförlopp elimineras.

Detta syfte uppnås enligt föreliggande uppfinning medelst en detonationsanläggning för påförande av beläggningar pà ar- betsstycken, vilken innefattar dels ett styrrör med en mynnings- ändyta, dels en doseringsanordning för inmatning i styrröret i dess tillslutna ände av doserade mängder av det pulvermateríal, som skall påångas, dels en med styrröret i dess tillslutna ände förbunden blandningsanordning med ventiler, som är anordnade i huvudrörledningar för tillförsel av bränslegas, neutral gas res- pektive oxidationsmedel, dels ett gnistbíldande tändstift för initíering av sprängníng i styrröret och dels en styrenhet, som är elektriskt kopplad till tändstiftet, ventilerna och doserings- anordningen, varvid detonationsanläggningen enligt föreliggande uppfinning utmärker sig av att tändstiftet är anordnat i en labyrintformad kanal, som är förbunden med styrrörets hàlrum på ett avstånd från styrrörets mynningsändyta, som utgör högst en tredjedel av styrrörets längd, och är försedd med ett organ för åstadkomnande av ett lågt tryck (vakuum) i den labyrintformade 451 733 kanalen.

Det är lämpligt, att organet för åstadkommande av lågt tryck (vakuum ) i den labyrintformade kanalen är uppbyggt av dels en med en kolv försedd cylinder, vars rum under kolven är förbundet med den labyrintformade kanalen , och dels en elektromagnet, vars ankare är stelt fäst vid kolven och vars lindning är elektriskt kopplad till en krets för styrning av ventilen 1 huvudrörledningen för tillförsel av neutral gas.

. Ifall detonationsanläggningen enligt uppfinningen inne- fattar ett med huvudrörledningen för tillförsel av neutral gas förbundet munstycke för utglåsning av styrrörets mynninge- ändyta, är det lämpligt, att organet för åstadkommande av va- kuum utgöres av en ejektor, som är anordnad i munstyoket och förbunden med den labyrintformade kanalens hålrum.

Den enligt föreliggande uppfinning utformade detonations- anläggningen för påförande av beläggningar gör det möjligt att effektivare använda detonationsenergin hos den sprang- ningsbara gasblandningen, att öka den maximala partikel- storleken hos de använda pulvren av de material, som skall påångas, att eliminera,eventuella funktionsfel under an- läggningens arbetsförlopp och att därigenom förbättra kva- liteten hos de beläggningar, som skall pâföras.

Uppfinningen beskrivas närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, på vilken fig. 1 scnematiskt visar en utföringsform av detonationsanläggningen enligt före- liggande uppfinning för påförande av beläggningar, som är försedd med ett av en cylinder med kolv ocn en elektromagnet 451 753 uppbyggt organ för àstadkommande av vakuum, och fig. 2 visar en utföringsform av den i fig. l visade anläggningen med ejektorformat organ för åstadkommande av vakuum.

Den första, i fig. l visade utföringsformen av deto- nationsanläggningen enligt uppfinningen för påförande av be- läggningar på arbetsstycken innefattar dels ett styrrör 1 (fig. l) med en mynninåsándyta 2, dels en med styrröret l förbunden doseringsanordning-3 för inmatning av doserade mängder av det pulvermaterial, som skall påångas, dels en med styrröret 1 förbunden gasblandningsanordning>4 med ven- tiler"5, 6, 7, vilka är anordnade i huvudrörledningar 8, 9 respektive 10 för tillförsel av branslegas, neutral gas respektive oxidationsmedel, dels ett gnistbildande tändstift ll för initiering av sprängning i styrröret 1 och dels en sty- renhet 12, som är elektriskt kopplad till tändstiftet ll, ventilerna 5, 6, 7 och doseringsanordningen 3. Tändstif- tet ll är anordnat i en labyrintformad kanal 13, som är för- bunden med styrrörets l hâlrum på ett avstånd, som utgör högst en tredjedel av styrrörets 1 lånad, från styrrörets l mynningsändyta 2. Dessutom innefattar detonationsanläggnin- gen ett organ 14, som är avsett att åstadkomma lågt tryck (vakuum) i den labyrintformade kanalen 13 och utgöres av en cylinder 15 med en kolv 16, som är stelt förbunden med en elektromagnets 18 ankare 17. Elektromagnetens 18 lindning 19 är elektriskt kopplad till en krets 20 för styrning av ven- tilen 6 i huvudrörledningen 9 för tillförsel av neutral gas.

Den labyrintformade kanalen 13 är förbunden med cylinderns 15 rum 21 under kolven. 451 735 Ett arbetsstycke ¿2 i form av exempelvis en s.k.block- matris för syntes av diamanter är placerat framför styr- rörets l mynningsändyta 2.

I den andra, i fig. 2 visade .utföríngsformen av deto- nationsanläggningen enligt föreliggande uppfinning utgöres orèanet 14 för åstadkommande av vakuum av en s.k.ejektor (ett utloppsmunstycksorgan) 23, som är anordnad i ett munsty- cke 24 för utblåsning av styrrörets l mynningsandyta 2. äunstycket 24 är förbundet med huvudrörledningen 9 för till- försel av neutral gas, under det att ejektorn 23 är för- bunden med.den labyrintformade kanalen 13.

Den enligt uppfinningen föreslagna detonationsanlagg- ningen för påförande av beläggningar på arbetsstycken fun- gerar på följande sätt. ' l Sedan styrenheten 12 aktiverats, börjar den alstra elektriska pulser, vilka verkar så, att ventilerna 5 och 7 öppnar först, varigenom bränslegas respektive oxidations- medel inmatas i blandningsanordningen 4. Samtidigt som styr- _röret l fylles med den sprängningsbara (explosiva) bland- ningen, matas det- från doseringsanordningen 3- med en por- tion av pulver av det material, som skall påångas. Vid den tidpunkt, då styrröret l blir fullständigt fyllt med den brännbara blandningen, befinner sig ett s.k. pulvermoln, som utgöres av en suspension av partiklar av det material, som skall påångas, på ett avstånd, som är större än en tredjedel av styrrörets l längd, från mynningsändytan ¿. Sedan styr- röret 1 fyllts med blandningen, stänges ventilerna 5 och 7, samtidigt som ventilen 6 öppnar, vilket resulterar i att den få' 451 733 _ 9 _ neutrala gasen undantränger den explosiva blandningens (sprängblandníngen) från blandningsanordningens 4 hålrum samt från den huvudrörledning, som förbinder blandningsanord- ningen 4 med styrröret 1. Samtidigt som ventilen 6 pâver- kas, pàlägges matningsspänningen även över elektromagnetens 18 lindning 19. Genom att elektromagnetens lö ankare 17 drages 'in rör sig kolven l6 i cylindern 15 och alstrar lågt tryck (vakuum) i rummet 21 under kolven och i den labyrintformade kanalen 13, vilket resulterar i att en bestämd del av spräng- blandningen suges ut från styrröret l in i den labyrintformade kanalen 13. Därefter avger styrenheten 12 en elektrisk puls till tändstiftet ll, varför en elektrisk urladdning initie- ras i tandstiftets ll gniststräcka. På grund av att spräng- blandningen befinner sig i den labyrintformade kanalen 13, gör den elektriska urladdningen att sprangblandningen antän- des och detonation av blandningen i styrröret l initieras.

Härigenom alstras i styrröret l ett detonationsprodukt- flöde, som strömmar ut genom mynningsändytan 2 i riktning mot arbetsstycket 22.

Detonationsproduktflödet inverkar även accelererande på partiklar av det pulvermaterial, som skall påångas, vilka partiklar bildar ett beläggningsskikt vid arbetsstyckets 22 yta.

.Sedan detonationsproduktflödet utströmmat,.stänges ventilen 6, samtidigt som matningsspänningen oortkopplas från elextromagyetens 18 lindning 19, varför elektromagnetens 18 enlrere 17 återgår till utgångsläget een förflyttar kolven le, vilket medverkar till att sprangblandningens förbränninge- 451 733 _ 10 _ produkter undantränges från den labjrintformade kanalen 13, varefter anläggningens ovan beskrivna arbetsförlopp upp- repas. i Den i fig. 2 visade utföringsformen av detonationsanlägg- ningen för påförande av beläggningar fungerar på samma sätt som anläggningen enligt fig. l, varvid den enda skillnaden är att neutral gas- sedan ventilen 6 öppnat-inmatas i såväl blandningsanordningen 4 som munstycket 24 (i och för åstad- kommande av en skyddsatmosfär i utrymmet mellan arbetsstyc- ket 22 och mynníngsändytan 2). Genom att ejektorn 23 är anordnad i munstycxet 24 alstras vakuum (lågt tryck) i den labyrintformade, med ejektorn 23 förbundna kanalen 13, vilket resulterar i att sprangblandningen suges ut från styrröret l in i den labyrintformade Kanalen 13, där tändstiftet ll är anordnad. Sedan sprängningen (sprängskottet) initierats av urladdningen i tändstiftets ll gniststräcxa, stänges venti- len 6, varefter anläggningens ovan beskrivna aroetsförlopp upprepas.

Genom att anläggningen enligt föreliggande uppfinning ar försedd med den labyrintformade kanalen 13 kan man för- nindra att det pulvermaterial, som skall pàångas, eventuellt införas i tändstiftets 11 gniststräcka, varför denna icke igensättes och anläggningen härigenom arbetar funktionssä- #0' kert. Tacx vare att det avstånd från mynningsändytan 2, på vilket den labyrintformade kanalen 13 är förbunden med styr- röret 1, är mindre an en tredjedel av styrrörets l längd, användes detonationsenergin 1 sprangblandningen effektivare.

Detta beror på att detonationsprodukterna- ifall blandningens 451733 1-111 '- sprängning initieras vid mynningsändytan 2- börjar utström- ma direkt samtidigt som sprängningen initieras. (Om bland- ningen antändes vid styrrörets 1 tillslutna ände, fortplan- tar sig detonationsvågen i styrröret 1 i riktning mot dess mynningsändyta 2, varefter i den motsatta riktningen ut- breder sig en lågtrycksvåg (vakuumvåg), från vars plan blandningens detonationsprodukter strömmar ut. Ett dylikt flerstegsförlopp medför att en märkbar andel av energin i detonationsprodukterna går förlorad i form av det värme, som bortledes från detonationsprodukterna via styrrörets 1 väggar . Fortplantningen av detonationsvågen i riktning mot den tillslutna änden nos styrröret 1 i den enligt fö- religgande uppfinning utformade detonationsanläggningen för- hindrar icke att blandningens detonationsprodukter samtidigt strömmar ut genom mynningsandytan 2, varför värmeförlusterna genom värmebortledning till styrrörets 1 väggar undvikes.

Det bör även observeras, att pulvermolnet vid det optimalt inriktade påförandet av beläggningar - i den tidpunkt, då sprángningen initieras- befinner sig i styrröret 1 på ett avstånd .från styrrörets l mynningsándyta, som är större än en tredjedel av styrrörets l längd. Genom att den explosiva blandningen i den enligt föreliggande uppfinning utformade detonationsanläggningen suges ut från styrröret l in i den labyrintformade kanalen 13 kan därför det pulvermaterial, som skall påàngas, icke införas i kanalen 13 och i det i närneten av tanostiftet ll liggande utrymmet. Detta förhind- rar att tändstiftets ll gniststracka'igensättes, varför anläggningen arbetar felfritt. 451 735 _ 12 D _ De enligt uppfinningen föreslagna detonationsanlägg- ningen för påförande av beläggningar gör det vidare-möjligt att påföra beläggningar av pulverformiga material med av- sevärd partikelstorlek (upp till 80;um), varvid beläggningar- na erhåller hög kvalitet genom att anläggningen arbetar funktionssäkert och genom att pulverpartiklarna uppvärmes bättre i detonationsproduktflödet, samtidigt som förluster- na av detonationsenergin hos den explosiva blandningens mins-' kar. o»

Claims (3)

451 733 13 P a t e n t k r a v

1. Detonationsanläggning för påförande av beläggningar, vilken innefattar dels ett styrrör (1) med en mynningsändyta (2), dels en doseringsanordníng (3) för inmatning i styrröret (1) i dess tillslutna ände av doserade mängder av det pulver- material, som skall påångas, dels en med styrröret (1) i dess tillslutna ände förbunden blandningsanordning (4) med ventiler (5, 6, 7), som är anordnade i huvudrörledningar (8, 9 respek- tive 10) för tillförsel av bränslegas, neutral gas respektive oxidationsmedel, dels ett gnistbildande tändstift (11) för initiering av sprängning i styrröret (1) och dels en styr- enhet (12), som är elektriskt kopplad kni tänastifkek m), ventilerna (5, 6, 7) och doseringsanordningen (3), k ä n n e - t e c 1: n a d a v 'att tändstiftet (11) är anordnat i en labyrintformad kanal (13), som är förbunden med styrrörets (1) hålrum på ett avstånd från mynningsändytan (2), som utgör högst en tredjedel av styrrörets (1) längd, och är försedd med ett organ (14) för åstadkommande av lågt tryck (vakuum) i kanalen (13). i

2. Anläggning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k - n a d a v att organet (14) för åstadkommande av vakuum är uppbyggt av dels en med en kolv (16) försedd cylinder (15), vars rum (21) under kolven (16) är förbundet med den labyrint- formade kanalen (13), och dels en elektromagnet (18), vars ankare (17) är stelt förbundet med kolven (16) och vars lind- ning (19) är elektriskt kopplad till en krets (20) för styrning av ventilen (6) i huvudrörledningen (9) för tillförsel av neutral (inert) gas.

3. Anläggning enligt patentkravet 1, vilken innefattar ett munstycke (24), som är avsett för utblåsning av mynningsänd- ytan (2) och är förbundet med huvudrörledningen (9) för till- försel av neutral gas, k ä n n e t e c k n a d a v att 'organet (14) för åstadkommande av vakuum utgöres av en ejektor (23), som är anordnad i munstycket (24) och förbunden med den labyrintformade kanalens (13) hålrum.