Патент на изобретение №2286868

(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ

(57) Реферат:

Изобретение относится к способу обработки поверхностей. Сущность изобретения заключается в том, что смесевое жидкое рабочее тело включает горючее и окислитель, причем в качестве горючего используют углеродсодержащее топливо, а в качестве окислителя – водный раствор пероксида водорода. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности обработки за счет получения плазменной струи, обогащенной газами-восстановителями в результате плазмохимического превращения паров смесевого жидкого рабочего тела. 5 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к способу обработки поверхностей, в частности для выжигания сухой краски на металлических бочках.

Известен способ обработки поверхностей, заключающийся в подаче в рабочий орган смесевого жидкого рабочего тела, его испарении, подаче паров в разрядную камеру, нагреве паров в электрическом дуговом разряде с самостоятельным подводом электрического тока, получении плазменной струи, обогащенной газами-восстановителями, и выносной электрической дуги, совмещенной с плазменной струей, и последующем нагреве обрабатываемых поверхностей выносной электрической дугой, совмещенной с плазменной струей (Патент RU №2103129, 27.01.1998 – аналог и прототип).

Недостатком известного способа является низкая эффективность обработки из-за того, что плазменная струя недостаточно обогащена газами-восстановителями.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности обработки за счет получения плазменной струи, обогащенной газами-восстановителями в результате плазмохимического превращения паров смесевого жидкого рабочего тела.

Достигается это тем, что смесевое жидкое рабочее тело включает горючее и окислитель, причем в качестве горючего используют углеродсодержащее топливо, а в качестве окислителя – водный раствор пероксида водорода при следующих соотношениях компонентов (мас.%):

при этом подачу паров смесевого жидкого рабочего тела осуществляют из условия потери пероксидом водорода термохимической стабильности до входа в разрядную камеру, а при нагреве паров осуществляют изменение тока в дуге и напряжения на дуге для обеспечения возможности регулирования плазмохимических процессов в соответствии с зависимостью

W/Q=1,5÷9,7 KBT·ч/л,

где W – среднее значение мощности, вносимой в электрическую дугу, кВт, Q – объемный расход смесевого жидкого рабочего тела, л/ч.

Также достигается это тем, что концентрация водного раствора пероксида водорода составляет 0,1÷65 мас.%.

Также достигается это тем, что в качестве компонентов углеродсодержащего топлива используют вещества с фракционным составом, имеющим начало кипения не ниже 50°С и конец кипения – не выше 120°С.

Также достигается это тем, что в качестве углеродсодержащего топлива используют топливо на основе группы продуктов, включающих бензол и нефтяные растворители.

Также достигается это тем, что в качестве углеродсодержащего топлива используют топливо из класса кислородсодержащих соединений углеводородов, предпочтительно на основе группы продуктов, включающих одноатомные спирты, алифатические предельные кетоны и их смеси.

В качестве рабочего органа используют горелку.

Способ обработки поверхностей поясняется следующими примерами.

Пример 1. В рабочем органе образуют смесевое жидкое рабочее тело, которое включает горючее и окислитель. В качестве горючего используют углеродсодержащее топливо из группы нефтяных растворителей, например Нефрас С2-80/120. В качестве окислителя используют водный раствор пероксида водорода с концентрацией 0,1 мас.%.

Берут следующее соотношение компонентов (мас.%):

Смесевое жидкое рабочее тело образуют в виде эмульсии высокой дисперсности известными способами посредством гомогенизатора как без использования стабилизирующих агентов, так и с использованием стабилизаторов.

В качестве рабочего органа может быть использована горелка, в которой нагрев паров смесевого жидкого рабочего тела осуществляют в электрическом дуговом разряде с самостоятельным подводом электрического тока с обеспечением потери пероксидом водорода термохимичекой стабильности до входа в разрядную камеру. При нагреве паров осуществляют изменение тока в дуге и напряжения на дуге для регулирования плазмохимических процессов в соответствии с зависимостью W/Q=1,5÷9,7 кВт·ч/л, где W – среднее значение мощности, вносимой в электрическую дугу, кВт, Q – объемный расход смесевого жидкого рабочего тела, л/ч.

Полученную плазменную струю направляют на обрабатываемую поверхность. Возбуждают выносную электрическую дугу. Обработку поверхности осуществляют выносной электрической дугой, совмещенной с плазменной струей.

Пример 2. В рабочем органе образуют смесевое жидкое рабочее тело, которое включает горючее и окислитель. В качестве горючего используют углеродсодержащее топливо из группы нефтяных растворителей, например Нефрас С2-80/120. В качестве окислителя используют водный раствор пероксида водорода с концентрацией 65 мас.%.

Берут следующее соотношение компонентов (мас.%):

Смесевое жидкое рабочее тело образуют в виде эмульсии высокой дисперсности известными способами посредством гомогенизатора как без использования стабилизирующих агентов, так и с использованием стабилизаторов.

В качестве рабочего органа может быть использована горелка, в которой нагрев паров смесевого жидкого рабочего тела осуществляют в электрическом дуговом разряде с самостоятельным подводом электрического тока с обеспечением потери пероксидом водорода термохимичекой стабильности до входа в разрядную камеру. При нагреве паров осуществляют изменение тока в дуге и напряжения на дуге для регулирования плазмохимических процессов в соответствии с зависимостью W/Q=1,5÷9,7 кВт·ч/л, где W – среднее значение мощности, вносимой в электрическую дугу, кВт, Q – объемный расход смесевого жидкого рабочего тела, л/ч.

Полученную плазменную струю направляют на обрабатываемую поверхность. Возбуждают выносную электрическую дугу. Обработку поверхности осуществляют выносной электрической дугой, совмещенной с плазменной струей.

Пример 3. В рабочем органе образуют смесевое жидкое рабочее тело, которое включает горючее и окислитель. В качестве горючего используют этанол – углеродсодержащее топливо из класса кислородсодержащих соединений углеводородов из группы одноатомных спиртов. В качестве окислителя используют водный раствор пероксида водорода с концентрацией 3 мас.%.

Берут следующее соотношение компонентов (мас.%):

Смесевое жидкое рабочее тело образуют в виде смеси этанола и водного раствора пероксида водорода.

В качестве рабочего органа может быть использована горелка, в которой нагрев паров смесевого жидкого рабочего тела осуществляют в электрическом дуговом разряде с самостоятельным подводом электрического тока с обеспечением потери пероксидом водорода термохимичекой стабильности до входа в разрядную камеру. При нагреве паров осуществляют изменение тока в дуге и напряжения на дуге для регулирования плазмохимических процессов в соответствии с зависимостью W/Q=1,5÷9,7 кВт·ч/л, где W – среднее значение мощности, вносимой в электрическую дугу, кВт, Q – объемный расход смесевого жидкого рабочего тела, л/ч.

Полученную плазменную струю направляют на обрабатываемую поверхность. Возбуждают выносную электрическую дугу. Обработку поверхности осуществляют выносной электрической дугой, совмещенной с плазменной струей.

Таким образом, изобретение повышает эффективность обработки поверхностей.

Промышленная применимость.

Изобретение может быть использовано при обработке поверхностей металлов выносной электрической дугой, совмещенной с плазменной струей, в частности для безокислительной резки, сварки или нагрева металлов в ремонтных мастерских и машиностроении при монтаже металлоконструкций.

Формула изобретения

1. Способ обработки поверхностей, заключающийся в образовании в рабочем органе смесевого жидкого рабочего тела, его испарении, подаче паров в разрядную камеру, нагреве паров в электрическом дуговом разряде с самостоятельным подводом электрического тока, получении плазменной струи, обогащенной газами-восстановителями, и выносной электрической дуги, совмещенной с плазменной струей, и последующем нагреве обрабатываемых поверхностей выносной электрической дугой, совмещенной с плазменной струей, отличающийся тем, что смесевое жидкое рабочее тело включает горючее и окислитель, причем в качестве горючего используют углеродсодержащее топливо, а в качестве окислителя – водный раствор пероксида водорода при следующих соотношениях компонентов, мас.%:

при этом подачу паров смесевого жидкого рабочего тела осуществляют из условия потери пероксидом водорода термохимической стабильности до входа в разрядную камеру, а при нагреве паров осуществляют изменение тока в дуге и напряжения на дуге для обеспечения возможности регулирования плазмохимических процессов в соответствии с зависимостью W/Q = 1,5÷9,7 кBт·ч/л,

где W – среднее значение мощности вносимой в электрическую дугу, кВт;

Q -объемный расход смесевого жидкого рабочего тела, л/ч.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что концентрация водного раствора пероксида водорода составляет 0,1÷65 мас.%.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве компонентов углеродсодержащего топлива используют вещества с фракционным составом, имеющим начало кипения не ниже 50°С и конец кипения – не выше 120°С.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве углеродсодержащего топлива используют топливо на основе группы продуктов, включающих бензол и нефтяные растворители.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве углеродсодержащего топлива используют топливо из класса кислородсодержащих соединений углеводородов, предпочтительно на основе группы продуктов, включающих одноатомные спирты, алифатические предельные кетоны и их смеси.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве рабочего органа используют горелку.