SU1496830A1

SU1496830A1 - Injector for applying coatings

Info

Publication number: SU1496830A1
Application number: SU864128618A
Authority: SU
Inventors: Олег Георгиевич Цыплаков; Геннадий Александрович Веденин; Юрий Иванович Селиверстов; Владимир Иванович Соколов; Анатолий Михайлович Сизов; Станислав Иванович Жигач; Владимир Евгеньевич Никольский; Анатолий Петрович Иванов; Александр Семенович Шкраб
Original assignee: Белгородский Завод По Переработке Пластмасс; Ленинградский механический институт
Priority date: 1986-08-05
Filing date: 1986-08-05
Publication date: 1989-07-30

Abstract

Изобретение относитс к области металлургии и может быть использовано дл нанесени защитных покрытий внутри изложниц, а также в других отрасл х техники, где требуетс обеспечивать высокое качество покрытий пластмассами, быстротвердеющими смес ми и быстро охлаждать большие поверхности изделий. Цель - повышение качества покрыти путем увеличени степени дисперсности материалов за счет увеличени поверхности контакта материалов с воздушной струей. Дл этого в форсунке дл нанесени покрытий воздушное сопло выполнено с выходным отверстием в виде звезды с острыми углами при вершинах лучей. Узел выпуска материалов покрыти выполнен с цилиндрическими каналами и трубами. Каналы расположены равномерно между лучами звезды на одинаковом рассто нии от ее оси и параллельно ей. Трубы установлены без зазора в каналах с возможностью осевого перемещени . По меньшей мере одна из сторон каждого луча звезды может быть выполнена криволинейной, стороны каждого луча выполнены пр молинейными, а острый угол при каждой вершине луча звезды выбран в интервале от 2 до 30°. Форсунка также снабжена трубчатым кожухом, установленным соосно корпусу и герметично охватывающим последний. Торец кожуха выступает за торец воздушного сопла на рассто ние, выбранное равным от 30 до 40 размеров наибольшей ширины луча. Кожух установлен с возможностью осевого перемещени и снабжен фиксатором. На поверхности звездчатой струи образуютс тороидальные вихри переменного сечени , что способствует повышению устойчивости струи и увеличению ее дальнобойности. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.The invention relates to the field of metallurgy and can be used for applying protective coatings inside molds, as well as in other areas of technology, where it is required to ensure high quality coatings with plastics, quick-hardening mixtures and rapidly cool large surfaces of products. The goal is to improve the quality of the coating by increasing the degree of dispersion of materials by increasing the surface of contact of the materials with the air jet. For this purpose, in the nozzle for coating the air nozzle is made with a star-shaped outlet with sharp angles at the tips of the rays. The manufacturing unit for coating materials is made up of cylindrical channels and pipes. The channels are located evenly between the rays of a star at the same distance from its axis and parallel to it. The pipes are installed without clearance in the channels with the possibility of axial movement. At least one of the sides of each star's ray can be curved, the sides of each ray are straight, and an acute angle at each vertex of the star's ray is selected in the interval from 2 to 30 °. The nozzle is also equipped with a tubular casing mounted coaxially with the housing and hermetically embracing the latter. The end of the casing stands for the end of the air nozzle for a distance selected from 30 to 40 times the maximum beam width. The casing is mounted with the possibility of axial movement and is provided with a lock. Toroidal vortices of variable cross-section are formed on the surface of a star-shaped jet, which contributes to increasing the stability of the jet and increasing its long range. 5 hp f-ly, 4 ill.

Description

Изобретение относитс к металлургии и может быть использовано дл нанесени защитных покрытий внутри изложниц, а также в тех област х техники, где требуетс обеспечивать высокое качество покрыти пластмассами, быстротвердеющими смес ми, быстро охлаждать большие поверхности изделий .The invention relates to metallurgy and can be used for applying protective coatings inside molds, as well as in those engineering areas where it is required to ensure high quality coating with plastics, quick-hardening mixtures, to rapidly cool large surfaces of products.

Целью изобретени вл етс повышение качества покрыти путем увеличени степени дисперсности материалов за счет увеличени поверхности контакта материалов с воздушной струей.The aim of the invention is to improve the quality of the coating by increasing the degree of dispersion of materials by increasing the surface of contact of the materials with the air jet.

На фиг. I изображена форсунка, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - форсунка, продольный разрез (второй пример исполнени ); на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3.FIG. I shows the nozzle, a longitudinal section; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one; in fig. 3 — nozzle, longitudinal section (second exemplary embodiment); in fig. 4 shows a section BB in FIG. 3

Форсунка содержит корпус 1, внутри которого размещено воздушное сопло 2, и расположенный с зазором к воздушному соплу 2 узел выпуска материалов покрыти с их источниками (не показаны). Внутренн полость сопла 2 через ресивер 3 сообщена с источником газа (не показан).The nozzle includes a housing 1, inside of which an air nozzle 2 is placed, and located with a gap to the air nozzle 2, a production unit for coating materials with their sources (not shown). The internal cavity of the nozzle 2 through the receiver 3 communicates with a source of gas (not shown).

Воздушное сопло 2 выполнено с выходным отверстием 4 в виде звезды с острыми углами при вершинах лучей.Air nozzle 2 is made with the outlet 4 in the form of a star with acute angles at the vertices of the rays.

Узел выпуска материалов покрыти выполнен с цилиндрическими каналами 5, расположенными равномерно между лучами звезды на одинаковом рассто нии от ее оси и параллельно последней, и трубами 6, установленными без зазора в цилиндрических каналах 5 с возможностью осевого пере- меш.ени и сообщенными через коллектор 7 с источниками материалов покрыти .The material release unit of the coating is made with cylindrical channels 5, evenly spaced between the star's rays at the same distance from its axis and parallel to the latter, and pipes 6 installed without a gap in the cylindrical channels 5 with the possibility of axial mixing and communicating through the collector 7 with sources of coating materials.

По меньшей мере одна из сторон каждого луча звезды может быть выполнена криволинейной (фиг. 4). Стороны каждого луча звезды также могут быть выполнены пр молинейными (фиг. 1 и 2). Острый угол при каждой вершине луча звезды выбран в интервале от 2 до 30°.At least one of the sides of each ray of the star can be curved (Fig. 4). The sides of each star's ray can also be straight-line (Fig. 1 and 2). The acute angle at each vertex of the star's beam is selected in the range from 2 to 30 °.

Форсунка может быть также снабжена трубчатым кожухом 8. Трубчатый кожух 8 установлен соосно с корпусом 1 и герметично охватывает его. Торец кожуха 8 выступает за торец воздушного сопла 2 на рассто ние , выбранное равным 30-40 размерам наибольшей ширины луча звезды. Трубчатый кожух 8 может быть установлен с возможностью осевого перемещени и снабжен фиксатором 9.The nozzle can also be provided with a tubular casing 8. The tubular casing 8 is installed coaxially with the housing 1 and hermetically covers it. The end of the housing 8 extends beyond the end of the air nozzle 2 by a distance of 30-40 times the size of the maximum width of the star's beam. The tubular casing 8 can be installed with the possibility of axial movement and provided with a retainer 9.

Форсунка работает следующим образом.The nozzle works as follows.

От источника газа распыл ющий газ через ресивер 3 поступает в полость воздушного сопла 2 и истекает из выходного отверсти 4 сопла 2 в виде звездчатой струи. Материал покрыти поступает от источника материала через коллектор 7 в полости труб 6 и истекает со среза труб 6. Звездчата стру газа при выходе со среза воздушного сопла 2 создает разрежение в полости, охватываемой струей. Образующиес при этом радиальные потоки воздуха, втекающие в полости, отклон ют струи материала покрыти , дроб т на крупные капли и отбрасывают их на внутренние поверхности полостей звездчатой струи. При соударении капель материала покрыти с высокоскоростной газовой струей происходит дальнейшее дробление капель с образованием высокодисперсной двухфазной струи.From the gas source, the sputtering gas through the receiver 3 enters the cavity of the air nozzle 2 and flows out of the outlet 4 of the nozzle 2 in the form of a star-shaped jet. The coating material comes from the source of material through the manifold 7 in the cavity of the pipe 6 and flows from the cut of the pipe 6. The star jet of gas at the exit from the cut of the air nozzle 2 creates a vacuum in the cavity covered by the jet. The resulting radial air flows flowing into the cavities deflect the jets of the coating material, crush into large droplets and throw them onto the inner surfaces of the cavities of the star-shaped stream. When a drop of the coating material collides with a high-speed gas jet, the drops are further crushed to form a highly dispersed two-phase jet.

На поверхности звездчатой струи образуютс тороидальные вихри переменного сечени , что способствует повышению устойчивости струи и увеличению ее дальнобойности . Кроме того, тороидальные вихри генерируют акустическое поле. Акустические волны деформируют капли, нарушают правильность их форм и равномерность поверхностного нат жени капель. Стру сохран ет свою форму до момента распада тороидальных вихрей. В месте распада вихрей образуютс высокочастотные акустические колебани большой интенсивности, которые дополнительно дроб т капли материала покрыти и равномерно распредел ют их по объему струи.Toroidal vortices of variable cross-section are formed on the surface of a star-shaped jet, which contributes to increasing the stability of the jet and increasing its long range. In addition, toroidal vortices generate an acoustic field. Acoustic waves deform the drops, violate the correctness of their forms and the uniformity of the surface tension of the drops. The strut retains its shape until the collapse of toroidal vortices. High-frequency high-frequency acoustic oscillations are formed at the place of vortex disintegration, which additionally crushes the drops of the coating material and evenly distributes them throughout the jet volume.

При значении угла при каждой вершине луча звезды меньших 2° неоправданно возрастают потери энергии газа, а также исчезает эффект переменности пбперечногоWhen the angle value at each vertex of the star's beam is less than 2 °, the energy loss of the gas increases unnecessarily, and the effect of the variability of the transverse beam also disappears.

сечени струи, истекающей из воздушного сопла 2. При величинах угла, больших 30°, диссипативные эффекты в вершинах лучей звезды станов тс слабо выраженными, а стру газа быстро становитс цилиндричес0 кой вследствие сли ни тороидальных вихрей на поверхност х сложных газовых полостей. При этом ввиду несинхронности схода вихрей в разных газовых полост х образуютс поперечные колебани струи.jet sections emanating from the air nozzle 2. At an angle of more than 30 °, the dissipative effects at the vertices of the star's rays become mild and the gas jet quickly becomes cylindrical due to the fusion of toroidal vortices on the surfaces of complex gas cavities. In this case, due to the non-synchronization of the vortex gathering in different gas cavities, transverse oscillations of the jet are formed.

Выполнение граней лучевых каналовPerforming faces of the beam channels

5 звезды криволинейными увеличивает поверхность газовых полостей, что позвол ет повысить КПД форсунки.5 stars curvilinear increases the surface of the gas cavities, which allows to increase the efficiency of the nozzle.

Наличие трубчатого кожуха 8 позвол ет при том же расходе газа измен ть стеQ пень нерасчетности струи на срезе воздушного сопла 2. Давление внутри трубчатого кожуха 8 уменьшаетс , удлин ютс газовые полости и увеличиваетс скорость радиальных потоков воздуха, втекающих в газовые полости. Это приводит к увеличению степе5 ни дисперсности материала покрыти .The presence of the tubular casing 8 allows, at the same gas flow rate, changing the stump of the jet design at the cutoff of the air nozzle 2. The pressure inside the tubular casing 8 decreases, the gas cavities lengthen and the radial air flow into the gas cavities increases. This leads to an increase in the degree of dispersion of the coating material.

При выступании торца кожуха 8 за торец воздушного сопла 2 на рассто ние, меньшее 30 размеров наибольшей ширины луча звезды , уменьшение давлени внутри кожуха 8 незначительно. При выдвижении торца кожу ха 8 относительно торца сопла 2 на рассто ние , большее 40 размеров наибольшей ширины луча звезды, по вл ютс капли материала покрыти из стенки кожуха 8, которые укрупн ютс вплоть до образовани пленки. Эффективность форсункиWhen the end of the casing 8 protrudes beyond the end of the air nozzle 2 to a distance less than 30 sizes of the maximum width of the star's beam, the pressure inside the casing 8 decreases slightly. When the end face extends skin 8 from the end face of the nozzle 2 to a distance greater than 40 times the maximum width of the star's beam, drops of the coating material from the wall 8 of the cover appear, which are enlarged to form a film. Nozzle efficiency

5 снижаетс .5 decreases.

Повышение механической прочности покрыти обусловлено повышением степени дисперсности материала покрытий в струе, одинаковыми размерами частичек и равно0 мерностью их распределени по сечению струи.The increase in the mechanical strength of the coating is due to an increase in the degree of dispersion of the material of the coatings in the jet, by the same particle sizes and the uniformity of their distribution over the jet cross section.

Claims

1. A coating nozzle, 5 comprising a housing with an air nozzle and a release unit for coating materials with their sources located with a gap to the air nozzle, characterized in that, in order to improve the quality of the coating by increasing the degree of dispersion of materials 0 by increasing the contact surface materials with an air jet, the air nozzle is made with a star-shaped outlet with acute angles at the vertices of the rays, and the covering material release unit is made with cylindrical channels arranged in uniformly between the rays of a star at the same distance from the e-axis and parallel to the latter, and pipes installed without a gap in the cylindrical channels with the possibility of axial movement.

2. The injector according to claim 1, characterized in that at least one of the sides of each star's beam is curved.

3. The injector according to claim 1, characterized in that the sides of each star beam are made straight.

4. The injector according to claim 1, wherein the acute angle at each vertex of the star's beam is selected in the range of 2-30 °.

5. The injector according to claim 1, characterized in that it is provided with a tubular casing mounted coaxially with the housing and hermetically embracing the latter, while the casing end faces the end of the air nozzle for a distance equal to 30-40 times the width of the star’s beam .

6. The injector according to claim 5, characterized in that the tubular casing is mounted with the possibility of axial movement and is provided with a lock.

fug /

Spray ema / nid-kosgp

Fi.g

Fig.Z

Sprayable components

Jj