Disposición para depositar polvo de recubrimiento sobre un cuerpo de rotación simétrico.

Una disposición (10) para depositar polvo de recubrimiento (12) sobre un cuerpo simétrico rotacional (14),

la disposición (10) comprende:

- un dispositivo de rotación (16) para rotar el cuerpo simétrico rotacional (14) alrededor de un eje de rotación horizontal (18), en donde el eje de rotación (18) coincide con el eje de simetría rotacional del cuerpo (14);

- una boquilla (24) dispuesta verticalmente sobre a superficie (20) del cuerpo simétrico rotacional (14) para proporcionar el polvo de recubrimiento (12) a la superficie (20); y

- una barrera horizontal (26) a una distancia específica que define un espesor de recubrimiento sobre la superficie (20), en donde la barrera (26) se dispone junto a la boquilla (24) en la dirección de un movimiento rotacional de la superficie (20) en la boquilla (22) .

Disposición para depositar polvo de recubrimiento sobre un cuerpo de rotación simétrico

La presente invención se relaciona con una disposición para depositar un polvo de recubrimiento sobre la superficie de un cuerpo simétrico rotacional.

Frecuentemente es necesario enchapar o revestir las superficies interiores o exteriores de componentes metálicos para mejorar la resistencia al desgaste de dichos componentes o para mejorar sus propiedades de resistencia a la corrosión. Comúnmente se utiliza un aparato para soldar para proporcionar el enchapado o revestimiento al depositar un material de soldadura tal como polvo de soldadura sobre la superficie de la pieza de trabajo y luego mecanizar el área de soldadura a la forma adecuada para proporcionar una superficie lisa.

La Patente Estadounidense No. 5, 245, 155 B2 describe un aparato para soldar junto con una pluralidad de porciones de una pieza de trabajo. El aparato comprende unos medios de carga de polvo que tienen una boquilla para depositar un volumen seleccionado de polvo de soldadura sobre la superficie de una pieza de trabajo durante una operación de soldadura y una fuente de láser para generar un rayo láser posicionado a una distancia cercana de la pieza de trabajo para formar un cordón de soldadura de un ancho seleccionado. Desventajosamente, la boquilla tiene un bajo rendimiento en términos de polvo suministrado y el índice de depósito sobre la pieza de trabajo es limitado.

Es un objeto de la invención aplicar una cantidad exacta de recubrimiento a un cuerpo simétrico rotacional con un alto índice de depósito del polvo de recubrimiento.

Este objeto se cumple mediante una disposición de acuerdo con la reivindicación 1 y un método de acuerdo con la reivindicación 13.

Al disponer la boquilla para proporcionar el polvo de recubrimiento verticalmente sobre la superficie y rotar el cuerpo simétrico rotacional por debajo de la boquilla, se utiliza la simetría del cuerpo para proporcionar un alto índice de depósito del polvo de recubrimiento, en donde la barrera horizontal a una distancia especificada de la superficie asegura que se deposita una cantidad exacta de recubrimiento se deposita a la superficie. La barrera, que se dispone junto a la boquilla en la dirección de un movimiento rotacional de la superficie en la boquilla, barre cualquier exceso de polvo de recubrimiento dependiendo de la distancia específica entre la barrera y la superficie del cuerpo simétrico rotacional.

Una boquilla con una sección transversal que se alarga en una dirección paralela al eje de rotación permite un particularmente alto índice de depósito a lo largo de la longitud completa de la sección transversal alargada. Adicionalmente se pueden proporcionar unos medios para ajustar al ancho de la sección transversal alargada de la boquilla hacia las superficies de diferentes longitudes.

De acuerdo con otra realización preferida la boquilla se dispone de tal manera que la dirección de alargamiento es paralela al eje de rotación. Esto ayuda a posicionar precisamente el flujo de polvo sobre la superficie con el fin de soldar.

De acuerdo con otra realización preferida la longitud de la sección transversal de la boquilla en la dirección de su alargamiento es igual a la longitud de la superficie en la dirección del eje rotacional para aumentar el índice de depósito del polvo de recubrimiento y reducir el número de revoluciones para alcanzar el espesor de recubrimiento requerido.

De acuerdo con una realización aquí la disposición incluye adicionalmente un aparato de carga de polvo de recubrimiento para proporcionar el polvo de recubrimiento a través de la boquilla. Esto ayuda a dirigir en forma precisa un flujo definido de material en polvo de una cantidad predeterminada hacia la superficie para resultados de recubrimiento más efectivos.

De acuerdo con una realización la boquilla tiene un primer borde, que se ubica en el lado de la boquilla en una dirección opuesta a la dirección del movimiento rotacional de la superficie en la boquilla y que está en contacto con la superficie. El primer borde dirige el polvo de recubrimiento hacia la dirección del movimiento rotacional de la superficie en la boquilla. Si la barrera tiene una disposición fija con respecto a la boquilla, el primer borde ayuda a mantener una distancia exacta entre la barrera y la superficie.

De acuerdo con una realización preferida aquí se forma la barrera mediante un segundo borde de la boquilla en la dirección del movimiento rotacional de la superficie. Esto es una forma muy simple y económica de proporcionar la barrera.

De acuerdo con otra realización preferida la disposición incluye unos medios de soporte para sostener la barrera a una distancia específica de la superficie. Esto permite definir en forma segura la distancia y por lo tanto la cantidad de polvo de recubrimiento suministrado a la superficie.

De acuerdo con otra realización preferida los medios de soporte se adaptan para ajustar la distancia entre la barrera y la superficie. Esto da la posibilidad de adaptar la cantidad polvo suministrado a la superficie y por lo tanto el espesor del recubrimiento a diferentes necesidades.

De acuerdo con una realización preferida la disposición comprende adicionalmente una fuente de energía de soldadura que proporciona energía de soldadura al polvo de recubrimiento sobre la superficie. Esta energía de soldadura suministra el calor suficiente para fundir el polvo para formar una capa de revestimiento sobre la superficie.

De acuerdo con otra realización preferida la fuente de energía de soldadura se dispone junto a la barrera en la dirección de un movimiento rotacional de la superficie en la barrera. Esto permite el efecto de soldadura del polvo sobre la superficie simultáneamente cuando el polvo se deposita a través de la boquilla, evitando por lo tanto que caiga de la superficie debido a la rotación.

De acuerdo con aún otra realización preferida la fuente de energía de soldadura es un rayo láser. El rayo láser tiene energía altamente concentrada para proporcionar un efecto de soldadura.

La presente invención se describe adicionalmente en adelante con referencia a las realizaciones ilustradas mostradas en los dibujos acompañantes, en los que:

La Figura 1 ilustra una vista general esquemática de una sección transversal de una disposición para depositar polvo de recubrimiento sobre un cuerpo simétrico rotacional de acuerdo con una realización aquí; y

La Figura 2 ilustra una vista esquemática delantera de la disposición de acuerdo con una realización.

Se describen diversas realizaciones con referencia a los dibujos, en donde similares numerales de referencia se utilizan para referirse a similares elementos. En la siguiente descripción, para propósitos de explicación, se establecen diversos detalles específicos con el fin de suministrar una comprensión a fondo de una o más realizaciones. Puede ser evidente que dichas realizaciones se pueden practicar sin estos detalles específicos.

La Figura 1 muestra una disposición 10 para depositar un polvo de recubrimiento 12 sobre un cuerpo simétrico rotacional 14. La disposición 10 comprende un dispositivo de rotación 16 para sostener el cuerpo simétrico rotacional 14 y un aparato de carga de polvo de recubrimiento 22 para suministrar el polvo de recubrimiento 12 a la superficie 20 del cuerpo simétrico rotacional 14. El cuerpo simétrico rotacional 14 puede ser un eje de una turbina de gas o vapor, por ejemplo.

El cuerpo simétrico rotacional 14 se dispone en un dispositivo de rotación 16, que permite rotar el cuerpo simétrico rotacional 14 alrededor de un eje de rotación horizontal 18 que coincide con el eje de simetría del cuerpo simétrico rotacional 14. Puede haber diferentes formas en las que se puede suministrar el dispositivo de rotación. Por ejemplo, el cuerpo simétrico rotacional 14 se puede posicionar entre un mandril y un cabezal móvil de un torno. Otro ejemplo es una mesa giratoria con un mandril, en donde la mesa giratoria se orienta en una dirección vertical de tal manera que se semeja el mandril del torno. Alternativamente se puede utilizar una plataforma con dos rodillos giratorios sobre los que se coloca y gira el eje. Un experto en la técnica conocerá muchas otras realizaciones posibles para el dispositivo de rotación 16 para girar el cuerpo simétrico rotacional 14... [Seguir leyendo]

1. Una disposición (10) para depositar polvo de recubrimiento (12) sobre un cuerpo simétrico rotacional (14) , la disposición (10) comprende:

- un dispositivo de rotación (16) para rotar el cuerpo simétrico rotacional (14) alrededor de un eje de rotación horizontal (18) , en donde el eje de rotación (18) coincide con el eje de simetría rotacional del cuerpo (14) ;

- una boquilla (24) dispuesta verticalmente sobre a superficie (20) del cuerpo simétrico rotacional (14) para proporcionar el polvo de recubrimiento (12) a la superficie (20) ; y

- una barrera horizontal (26) a una distancia específica que define un espesor de recubrimiento sobre la superficie (20) , en donde la barrera (26) se dispone junto a la boquilla (24) en la dirección de un movimiento rotacional de la superficie (20) en la boquilla (22) .

2. La disposición (10) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la boquilla (24) tiene una sección transversal alargada en una dirección paralela al eje de rotación (18) .

3. La disposición (10) de acuerdo con la reivindicación 2, en donde la longitud de la sección transversal de la boquilla (24) en la dirección de alargamiento es igual a la longitud de la superficie (20) en la dirección del eje de rotación (18) .

4. La disposición (10) de acuerdo con la reivindicación 2 o 3, en donde la boquilla (24) se dispone de tal manera que la dirección de alargamiento es paralela al eje de rotación (18) .

5. La disposición (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la disposición (10) incluye un aparato de carga de polvo de recubrimiento (22) para proporcionar el polvo de recubrimiento (12) a través de la boquilla (24) .

6. La disposición (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde un primer borde (28) de la boquilla (24) , que se ubica en el lado de la boquilla (24) en una dirección opuesta a la dirección del movimiento rotacional de la superficie (20) en la boquilla (24) , está en contacto con la superficie (20) .

7. La disposición (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde la barrera (26) se forma mediante un segundo borde (30) de la boquilla (24) opuesta al primer borde (28) .

8. La disposición (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde la disposición (10) incluye medios de soporte (32) para sostener la barrera (26) a una distancia específica de la superficie (20) .

9. La disposición (10) de acuerdo con la reivindicación 8, en donde los medios de soporte (32) se adaptan para ajustar la distancia entre la barrera (26) y la superficie (20) .

10. La disposición (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que comprende una fuente de energía de soldadura (36) para proporciona energía de soldadura al polvo de recubrimiento (12) sobre la superficie (20) .

11. La disposición (10) de acuerdo con la reivindicación 10, en donde la fuente de energía de soldadura (36) se dispone junto a la barrera (26) en la dirección de un movimiento rotacional de la superficie (20) en la barrera (26) .

12. La disposición (10) de acuerdo con la reivindicación 10 u 11, en donde la fuente de energía de soldadura

(36) es un rayo láser.

13. Un método para utilizar la disposición (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, el método comprende las etapas de:

- rotar el cuerpo simétrico rotacional (14) alrededor del eje de rotación horizontal (18) utilizando el dispositivo de rotación (16) de tal manera que el eje de rotación (18) coincide con el eje de simetría rotacional del cuerpo (14) ; y

- proporcionar el polvo de recubrimiento (12) a la superficie (20) del cuerpo simétrico rotacional (14) a través de la boquilla (24) dispuesta verticalmente sobre la superficie (20) .

14. El método de acuerdo con la reivindicación 13, en donde el método incluye definir un espesor de recubrimiento del polvo (12) sobre la superficie (20) al ajustar la distancia entre la boquilla (24) y la superficie (20) .

15. El método de acuerdo con la reivindicación 13 o 14, en donde el método incluye proporcionar una energía de soldadura al polvo de recubrimiento (12) sobre la superficie (20) desde una fuente de energía de soldadura (36) .