1. ОПИСАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ
МОДЕЛИ К
ПАТЕНТУ
(12)
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(19) BY (11) 7164
(13) U
(46) 2011.04.30
(51) МПК (2009)
C 23C 24/00
(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАЗОДИНАМИЧЕСКОГО НАПЫЛЕНИЯ
ПОКРЫТИЙ ИЗ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ
(21) Номер заявки: u 20100559
(22) 2010.06.16
(71) Заявители: Открытое акционерное
общество "558 Авиационный ре-
монтный завод"; Государственное
научное учреждение "Институт
технической акустики Националь-
ной академии наук Беларуси" (BY)
(72) Авторы: Юркевич Сергей Николаевич;
Яснов Виктор Владимирович (BY)
(73) Патентообладатели: Открытое акцио-
нерное общество "558 Авиационный
ремонтный завод"; Государственное
научное учреждение "Институт техни-
ческой акустики Национальной акаде-
мии наук Беларуси" (BY)
(57)
Устройство для газодинамического напыления покрытий из порошковых материалов,
содержащее источник газа носителя, порошковые питатели, блок напыления, включаю-
щий электронагреватель газа носителя, расположенный в кожухе и соединенный газопро-
водом с источником газа носителя, и ускоряющее сопло, а также блок контроля и
управления электронагревателем, отличающееся тем, что в кожухе выполнены лаби-
ринтные каналы для газа носителя, охлаждающего наружные стенки кожуха и используе-
мого в дальнейшем для разгона частиц порошкового материала, силовой регулирующий
элемент расположен непосредственно в блоке напыления и выполнен с возможностью
охлаждения потоком газа носителя, причем управление нагревом газа носителя осуществ-
ляется по ПИД закону микропроцессорным блоком, установленным непосредственно на
напылительном блоке, имеющем несколько настраиваемых программ и при необходимо-
сти связь с ЭВМ.
(56)
1. Патент РФ 2190695, опубл. 10.10.2002.
2. Патент РФ 2257423, опубл. 10.03.2005 (прототип).
BY7164U2011.04.30
2. BY 7164 U 2011.04.30
2
Полезная модель относится к устройствам для газодинамического напыления покры-
тий из порошковых материалов и может быть использована в машиностроении и других
отраслях для получения качественных покрытий при ремонте и изготовлении изделий.
Из уровня техники известно устройство для газодинамического напыления покрытий
из порошковых материалов [1], содержащее дозатор порошка, нагреватель газа, сверхзву-
ковое сопло и блок контроля и управления электронагревателем с электронным заданием
и поддержанием температуры.
Недостатком данного устройства является то, что часть энергии, используемой для
нагрева газа носителя, расходуется впустую, нагревая корпус и увеличивая опасность ра-
боты с ним персонала.
Из уровня техники известно устройство для газодинамического напыления покрытий
из порошковых материалов [2], содержащее источник газа носителя, порошковые питате-
ли, блок напыления, включающий электронагреватель газа носителя, расположенный в
кожухе и соединенный газопроводом с источником газа носителя, и сверхзвуковое сопло,
а также блок контроля и управления электронагревателем. Данный аналог наиболее близ-
кий, т.е. прототип.
Недостатком данного устройства является то, что часть газа носителя расходуется
впустую, используется только для охлаждения корпуса, а также тепловая энергия, выделя-
емая блоком контроля и управления электронагревателем, не используется, кроме того, не
обеспечивается точность стабилизации и контроля температуры.
Техническая задача, на которую направлена данная полезная модель, - создание
устройства для газодинамического напыления покрытий из порошковых материалов,
имеющего низкое энергопотребление и обеспечивающего высокое качество покрытий за
счет стабилизации и контроля температуры.
Данная техническая задача решается тем, что устройство для газодинамического
напыления покрытий из порошковых материалов содержит источник газа носителя, по-
рошковые питатели, блок напыления, включающий электронагреватель газа носителя,
расположенный в кожухе и соединенный газопроводом с источником газа носителя, и
ускоряющее сопло, а также блок контроля и управления электронагревателем. Отличием
является то, что в кожухе выполнены лабиринтные каналы для газа носителя, охлаждаю-
щего наружные стенки кожуха и используемого в дальнейшем для разгона частиц порош-
кового материала, силовой регулирующий элемент расположен непосредственно в блоке
напыления и выполнен с возможностью охлаждения потоком газа носителя, причем
управление нагревом газа носителя осуществляется по ПИД закону микропроцессорным
блоком, установленным непосредственно на напылительном блоке, имеющем несколько
настраиваемых программ и при необходимости связь с ЭВМ.
Таким образом, выполнение в кожухе лабиринтных перегородок для газа носителя
позволяет охлаждать наружные стенки кожуха и в дальнейшем поток газа носителя не
сбрасывать в атмосферу, а полностью использовать для разгона частиц порошкового ма-
териала. Кроме того, газ носитель используется также и для охлаждения силового регули-
рующего элемента, находящегося в напылительном блоке, при этом, охлаждая
вышеуказанный элемент, а также и стенки кожуха, он нагревается и этим снижается энер-
гопотребление устройства.
Управление нагревом газа носителя по ПИД закону микропроцессорным блоком поз-
воляет стабилизировать температуру и производить ее контроль с достаточно высокой
точностью, а расположение микропроцессорного блока в корпусе напылителя позволяет
оперативно контролировать и изменять режимы напыления.
Данная полезная модель поясняется чертежом, где на фигуре представлена блок-схема
устройства для газодинамического напыления покрытий из порошковых материалов.
Устройство для газодинамического напыления покрытий из порошковых материалов
состоит из источника газа носителя 1, порошковых питателей 2, микропроцессорного бло-
3. BY 7164 U 2011.04.30
3
ка 3, силового регулирующего элемента 4, расположенного на распределительной плите-
радиаторе 5. В кожухе 6 расположены лабиринтные каналы 7 для газа носителя и нагрева-
тельный элемент 8. Кожух 6 выполнен с лабиринтными каналами 7 и имеет сообщение
через теплоизолированное отверстие 9 с устройством смешения 10, соединенное с уско-
ряющим соплом 11.
Устройство для газодинамического напыления покрытий из порошковых материалов
работает следующим образом. Газ носитель поступает в распределительную плиту-
радиатор 5, на которой закреплен силовой регулирующий элемент 4. Силовой регулиру-
ющий элемент 4 охлаждается газом носителем, который сам при этом нагревается. Далее
газ носитель проходит по лабиринтному каналу 7, образованному внутренними перего-
родками 12 и наружными стенками кожуха 6, охлаждая их, опять при этом нагреваясь. За-
тем газ носитель проходит далее, пока не попадет в канал, образованный внутренними
перегородками 13 и нагревательным элементом 8, где нагревается до температуры, задан-
ной микропроцессорным блоком 3. Далее газ носитель через теплоизолированное отвер-
стие 10 поступает в устройство смешения 11, из которого вместе с напыляемым порошком
разгоняется в ускоряющем сопле 12. Управление нагревом газа носителя осуществляется
по ПИД закону микропроцессорным блоком 3, установленным непосредственно на напы-
лительном блоке. Такое регулирующее воздействие используется в пропорционально-
интегрально-дифференциальных (ПИД) регуляторах, которые воздействуют на объект
пропорционально отклонению ε регулируемой величины, интегралу от этого отклонения и
скорости изменения регулируемой величины:
∫
ε
+ε+ε=µ
t
0
2
1 dt
d
Qdt
Q
1
k ,
где µ - величина регулирующего воздействия;
k - пропорциональный коэффициент;
ε - отклонение регулируемой величины;
Q1 - постоянная интегрирования регулятора (время изодрома);
Q2 - постоянная дифференцирования;
dt - период квантования по времени;
t - время,
и хорошо подходят для систем регулирования температуры.
Таким образом, предложенное устройство для газодинамического напыления покры-
тий из порошковых материалов использует для охлаждения наружных стенок и силового
регулирующего элемента газ носитель, который в дальнейшем полностью поступает для
разгона частиц. Охлаждая вышеуказанные устройства, газ носитель при этом частично
нагревается, за счет чего и уменьшается энергопотребление устройства. Регулирование
температуры по ПИД закону позволяет стабилизировать температуру газа носителя, что
позволяет получать высокое качество покрытий.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
![BY 7164 U 2011.04.30
2
Полезная модель относится к устройствам для газодинамического напыления покры-
тий из порошковых материалов и может быть использована в машиностроении и других
отраслях для получения качественных покрытий при ремонте и изготовлении изделий.
Из уровня техники известно устройство для газодинамического напыления покрытий
из порошковых материалов [1], содержащее дозатор порошка, нагреватель газа, сверхзву-
ковое сопло и блок контроля и управления электронагревателем с электронным заданием
и поддержанием температуры.
Недостатком данного устройства является то, что часть энергии, используемой для
нагрева газа носителя, расходуется впустую, нагревая корпус и увеличивая опасность ра-
боты с ним персонала.
Из уровня техники известно устройство для газодинамического напыления покрытий
из порошковых материалов [2], содержащее источник газа носителя, порошковые питате-
ли, блок напыления, включающий электронагреватель газа носителя, расположенный в
кожухе и соединенный газопроводом с источником газа носителя, и сверхзвуковое сопло,
а также блок контроля и управления электронагревателем. Данный аналог наиболее близ-
кий, т.е. прототип.
Недостатком данного устройства является то, что часть газа носителя расходуется
впустую, используется только для охлаждения корпуса, а также тепловая энергия, выделя-
емая блоком контроля и управления электронагревателем, не используется, кроме того, не
обеспечивается точность стабилизации и контроля температуры.
Техническая задача, на которую направлена данная полезная модель, - создание
устройства для газодинамического напыления покрытий из порошковых материалов,
имеющего низкое энергопотребление и обеспечивающего высокое качество покрытий за
счет стабилизации и контроля температуры.
Данная техническая задача решается тем, что устройство для газодинамического
напыления покрытий из порошковых материалов содержит источник газа носителя, по-
рошковые питатели, блок напыления, включающий электронагреватель газа носителя,
расположенный в кожухе и соединенный газопроводом с источником газа носителя, и
ускоряющее сопло, а также блок контроля и управления электронагревателем. Отличием
является то, что в кожухе выполнены лабиринтные каналы для газа носителя, охлаждаю-
щего наружные стенки кожуха и используемого в дальнейшем для разгона частиц порош-
кового материала, силовой регулирующий элемент расположен непосредственно в блоке
напыления и выполнен с возможностью охлаждения потоком газа носителя, причем
управление нагревом газа носителя осуществляется по ПИД закону микропроцессорным
блоком, установленным непосредственно на напылительном блоке, имеющем несколько
настраиваемых программ и при необходимости связь с ЭВМ.
Таким образом, выполнение в кожухе лабиринтных перегородок для газа носителя
позволяет охлаждать наружные стенки кожуха и в дальнейшем поток газа носителя не
сбрасывать в атмосферу, а полностью использовать для разгона частиц порошкового ма-
териала. Кроме того, газ носитель используется также и для охлаждения силового регули-
рующего элемента, находящегося в напылительном блоке, при этом, охлаждая
вышеуказанный элемент, а также и стенки кожуха, он нагревается и этим снижается энер-
гопотребление устройства.
Управление нагревом газа носителя по ПИД закону микропроцессорным блоком поз-
воляет стабилизировать температуру и производить ее контроль с достаточно высокой
точностью, а расположение микропроцессорного блока в корпусе напылителя позволяет
оперативно контролировать и изменять режимы напыления.
Данная полезная модель поясняется чертежом, где на фигуре представлена блок-схема
устройства для газодинамического напыления покрытий из порошковых материалов.
Устройство для газодинамического напыления покрытий из порошковых материалов
состоит из источника газа носителя 1, порошковых питателей 2, микропроцессорного бло-](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7)