[其他]表面热磨料加工法及其设备

说明书

本发明属于表面磨料喷射加工的领域，即属于表面热磨料加工方法和表面热磨料加工设备。

本发明在建筑、机械制造、造船和修船方面防止金属结构腐蚀时，可能得到最成功的利用，即：

为了清除大型金属和混凝土结构表面的锈蚀物、污垢物和已磨损的涂层以涂上新的保护的防腐蚀涂层;

在制造新的金属结构时，为了在涂上保护涂层之前消除氧化物;

为了清除船舶底部的海洋附生物、旧的油漆以及锈蚀物。

本发明在生产建筑材料和改造混凝土与钢筋混凝土建筑物时能得到成功应用，即：为了在生产不同制品和获得带有切开面的表面或装饰花纹时加工天然石块;为了当清洗由天然石块和混凝土构成的建筑物和结构时整修它们的表面;为了在修复由混凝土和钢筋混凝土制成的结构消除水泥薄层和混凝土的破坏层。

现在加工金属表面和坚硬的矿物材料的发展方向是在增加其生产率的同时提高待加工表面的质量。采用的加工形式有机械的、小颗粒喷击的、磨料喷射的、热处理的和热磨料的。

用机械方法加工表面，例如刷子、铣刀和刮刀，都是生产率低而贵的操作，因为它本身的实现，要求大量的手工劳动，而不能够获得高质量的洁净的表面。此外，机械的加工形式，为了实现它，要求应用笨重的并带有复杂机械传动装置的设备，照例，它们具有生产率低而加工表面质量差以及利用领域有限的缺点。

采用磨料粒子，例如钢砂，靠机械喷射设备来加速的小颗粒喷击方法，允许达到较高的生产率并有较高的表面质量，但是应用这种方法要求复杂的、在运行中不可靠的和耗能高的机械装置。这种装置只能用于固定的工厂生产的条件，而不能用于在建造和修建建筑物以及在加工大型产品时的施工场地。

当采用磨料喷射加工方法时，磨料粒子用压缩空气流加速，并通过喷嘴喷向待加工的表面。这种方法能够得到与前述方法相类似的生产率和工作质量，并有更广的应用领域，因为设备有高度的机动性。

所有上述的表面加工方法都具有一个本质的缺点，即它们不允许从被加工的表面上清除某些种类的（例如油脂类的、氧化的、碱性的）污垢物，这使涂上的保护涂层恶化。

表面热处理法能够克服这个缺点，这种方法，例如靠氧-乙炔喷灯，快速而强烈地加热待清洁的表面，然后冷却该表面。但是这种方法有本质的缺点-在被加工表面上不可能得到给定的粗糙度以保证高质量的保护涂层。

材料表面的热磨料加工法，规定应用两股相互作用形成的高速高温流，其中的一股流含有磨料粒子和输送气体的气体磨料混合物，而另一股流-液体燃料的燃烧产物。具有高动能的磨料粒子和高温射流的共同作用能够在加工金属和坚硬的矿物材料时清除锈蚀物、铁磷旧漆、各种污垢物（包括油脂类的、碱性的、氧化的）;允许对天然石块进行切割和表面加工;允许在金属表面得到任何给定的粗糙度以涂上保护涂层，包括镀金属层。

应用热磨料法允许得到高的经济效益，这是因为提高了加工的生产率、提高了被加工表面的质量，免除了使加工表面脱脂的工序，这导致提高保护涂层的质量和产品的寿命。

表面热磨料加工方法及其实施的设备是已知的（见苏联专利№.4384434，1983）。已知的方法是在于输送由磨料粒子与气态载体（例如，氧气）所组成的气体磨料混合物流和由气态氧化剂与液体燃料所组成的燃料混合物流，当后者燃烧时形成高温的气态燃烧产物流。随后，气体磨料混合物流与燃烧产物流在形成燃烧产物的区域相互作用，在该区域内按混合物燃烧的稳定性条件，其速度是不很高的。两股流相互作用的结果形成由磨料粒子和气态燃烧产物所组成的高温射流，该流在流出时被加速。

当实现这种方法时，进入到形成燃烧产物的区域，即液体燃料燃烧区的气体磨料混合物流被急剧地阻滞;并使燃烧过程失稳。此外，气体磨料混合物输送到燃烧区引起急剧降低气流的温度，而因此引起在被加工表面上降低热磨料作用的效果，由于磨料粒子动能的损失使磨料粒子运动速度降低，这引起降低加工生产率。

上述方法是在下述设备中实现的，该设备的外壳是燃烧室，它附有为了流出高温流的喷嘴。燃烧室用盖封闭，在燃烧室上装有通道以输送燃料和氧化剂，还装有管道以输送气体磨料混合物，该管道在燃烧室的进口截面处与燃烧室相通。管道布置得与燃烧室同轴。为了燃烧稳定，在外壳内同心地装有常有径向通孔的衬套，它的空腔与燃烧室相通。衬套的外壁和外壳的内壁形成环形通道，与输送氧化剂的通道相通，衬套的空腔与输送燃料的通道相通。