SISTEMA DE INYECCIÓN DE POLVO PARA UNA PISTOLA DE PROYECCIÓN POR DETONACIÓN.

Esta invención es de aplicación en el área de las tecnologías de pulverización térmica para la producción de recubrimientos y en particular, en tecnologías de pulverización por detonación. El objeto de la presente invención es un dispositivo de inyección de polvo que, incorporado en un equipo de detonación, permita aumentar su precisión, fiabilidad, versatilidad y productividad. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En la actualidad, la tecnología de pulverización por detonación es utilizada principalmente para la aplicación de revestimientos a piezas que están expuestas a severas condiciones de desgaste, calor o corrosión y se basa fundamentalmente en el aprovechamiento de la energía cinética producida por la detonación de una mezcla de gases combustibles para depositar un polvo de material de revestimiento sobre las piezas. Los materiales de revestimiento utilizados habitualmente en los procesos de detonación incluyen polvos metálicos, cerámico-metálicos, cerámicos, etc. y son de aplicación para mejorar la resistencia al desgaste, a la erosión, a la corrosión, como aislantes térmicos y como aislantes o conductores eléctricos. La pulverización por detonación se realiza mediante pistolas de pulverización compuestas básicamente por una cámara de detonación tubular, con un extremo cerrado y otro abierto al cual se acopla un cañón también tubular. Una mezcla de combustión se inyectan en el interior de la cámara de detonación y a través de una bujía se produce la ignición de la mezcla de gases que provoca una detonación y como consecuencia una onda de choque o presión que se propaga, a velocidades supersónicas, por el interior de la cámara y a continuación por el interior del cañón hasta que sale por el extremo abierto de éste. El polvo de material de revestimiento se inyecta generalmente en el cañón por delante del frente de la onda de choque de propagación y consecuentemente es arrastrado por esta onda hasta el extremo del cañón depositándose sobre un sustrato o pieza dispuesto frente al citado cañón. Este impacto del polvo de revestimiento sobre un substrato produce un recubrimiento de alta densidad que tiene unas características adhesivas muy grandes. Este proceso se repite de forma cíclica hasta que la pieza se encuentra recubierta adecuadamente. Los alimentadores de polvo disponibles comercialmente suministran una alimentación continua que les hace adecuados para tecnologías de pulverización alta velocidad o mediante plasma, ya que la detonación es un proceso discontinuo que requiere, por tanto, una alimentación discontinua de polvo. Por otro lado, los alimentadores utilizados en los equipos de detonación proporcionan una alimentación discontinua por medio de dispositivos que controlan la cantidad de polvo suministrada al cañón de detonación en cada explosión pero son siempre dispositivos diseñados especialmente para cada tipo de pistola, es decir, que no son intercambiables para utilizar con otras pistolas o en otras máquinas que precisan alimentación de polvo. Atendiendo al mecanismo de medida de polvo utilizado, se pueden clasificar en dos categorías: A) Mecánicos: Estos dispositivos utilizan mecanismos móviles (válvulas, husillos, engranajes, etc.) para introducir cantidades constantes de polvo en cada ciclo de detonación. Dispositivos de este tipo se describen por ejemplo en las Patente US 3.109.680 y en la Patente europea 0 484 533. Estos dispositivos presentan como ventaja fundamental la precisión de su medida pero por el contrario son de una elevada complejidad (son dispositivos con muchos componentes), su fiabilidad es pequeña ya que necesita de un mantenimiento periódico para mantener la precisión de su medida y su productividad es baja ya que están limitados a frecuencias de operación bajas. B) Neumáticos: Estos dispositivos se valen de pulsos de gas, sincronizados con los pulsos de detonación, para introducir el polvo de manera cíclica en el cañón de detonación pudiendo en algunos casos estar producidos estos pulsos por el propio proceso de detonación. La elegancia y sencillez mecánica de estos dispositivos ha contribuido a que se extienda su uso a pesar de que en general se cuestione su precisión. También existen numerosos documentos de Patente tal como el documento WO97/23298 de los mismos autores. Estos dispositivos presentan como característica común que incorporan un volumen o depósito en el que se almacena una cantidad limitada de polvo que, por gravedad, alimenta otro volumen o cámara de dosificación que por 2   empuje de un gas alimenta el cañón de detonación. La desventaja de estos sistemas es su falta de precisión en la cantidad de polvo dosificado, fundamentalmente por la dificultad de los mismos en mantener estables durante periodos largos de pulverización las condiciones de volumen y/o presión del depósito alimentador. Esto es así, ya que en el depósito alimentador de polvo entra parte de la onda de detonación que presuriza el depósito de forma que el polvo cae por gravedad y por efecto de la presión existente en cada momento en el depósito. Por otro lado, al no ser posible controlar perfectamente la cantidad de polvo que pasa a la cámara de dosificación, no es posible controlar tampoco el grado de fluidificación que produce el gas de arrastre y, por tanto, resulta difícil conocer con exactitud la cantidad de polvo inyectado al cañón. Asimismo, como en estos dispositivos la alimentación del depósito a la cámara de dosificación se produce por gravedad, cuando la pistola de detonación, generalmente manipulada por un robot industrial, ocupa posiciones en las cuales el depósito de polvo no se encuentra vertical el polvo no cae a la cámara de dosificación de forma continua y, por tanto, resulta difícil garantizar una alimentación constante. El documento GB-A-2 192 815, que es conocido en la técnica anterior, describe un dispositivo de revestimiento por detonación que comprende un cañón abierto por un extremo, un sistema de alimentación de gas, un conjunto de iniciación por disparo y una unidad de medición de baño de polvo constituida por un depósito orientado verticalmente que cambia en su parte inferior dentro de un tubo vertical bajo el cual, se sitúa, dentro del cañón, un bastidor horizontal. El cañón está orientado verticalmente con su eje paralelo al eje del depósito, con lo cual el tubo se conecta al cañón a través del extremo grueso de este último. Este dispositivo de revestimiento por detonación no es apropiado para proporcionar buenos revestimientos con cualquier tipo de materiales, pero solamente es apropiado para revestimientos particulares. En el documento GB-2192815, el depósito que contiene el polvo a descargar se sitúa en vertical, cayendo el polvo sobre la bandeja de distribución bajo la acción de la gravedad, lo cual significa que la pistola solamente se puede utilizar en posiciones en las cuales el depósito, el conducto de distribución y la bandeja se disponen en vertical. De este modo, esta pistola no se puede usar montada sobre un brazo robótico ya que el desplazamiento de este último estaría limitado por la posición del depósito de polvo. El polvo es alimentado a partir de un depósito cerrado, de manera que cuando se vacía el depósito, las condiciones en su interior cambian, particularmente la temperatura y la presión, y no es posible garantizar el control de la cantidad de polvo introducido. La dosificación del polvo a usar en cada ciclo de disparo se determina por la dimensión y disposición de la bandeja de distribución, y se interrumpe cuando el polvo alcanza una altura en la bandeja que obstruye la salida del conducto de distribución, de manera que el gas arrastra la cantidad de polvo presente en la bandeja. De este modo, no hay un control exacto de la cantidad dosificada ya que la bandeja puede estar más o menos llena dependiendo de las condiciones de la cámara y del polvo. El alimentador de polvo está en una posición fija en la pared trasera de la cámara de combustión, de manera que es solamente apropiado para realizar algunos tipos de revestimientos. Esto de debido a que, dependiendo del tipo de polvo de revestimiento empleado, se requiere una longitud específica de cañón, y como el alimentador de polvo se encuentra en la pared posterior, la longitud de la pistola será siempre la misma. De este modo, para revestimientos que requieren diferentes longitudes de cañón se necesitaría una pistola diferente, apropiada para este revestimiento. La pistola del documento GB-2192815 es por lo tanto bastante rígida respecto de los revestimientos que se pueden obtener. El documento FR-A-2590906 divulga un dispositivo de revestimiento por detonación que comprende un cañón abierto por un extremo, un sistema de alimentación de gas, un conjunto de iniciación por disparo y una unidad de medición de baño de... [Seguir leyendo]

1.- Sistema de inyección de polvo para una pistola de pulverización por detonación que comprende un cañón (1) y medios para suministrar polvo al cañón, en el cual los medios para suministrar polvo al cañón comprenden una cámara de expansión (2) alimentada por un dispositivo (7) de alimentación de polvo a través de un conducto (5) de alimentación de polvo, estando dicha cámara (2) de expansión en comunicación directa con el cañón (1) por un conducto de comunicación (4) en el cual el conducto de alimentación de polvo (5), el conducto de comunicación (4) y la cámara (2) de expansión están dispuestos de manera que una onda de presión a través del cañón (1) que sigue a una detonación de la pistola pasa al conducto de comunicación (4) y al alcanzar la cámara de expansión (2) experimenta una brusca expansión que llena de este modo la cámara de expansión (2) con gas a presión para de este modo interrumpir la alimentación de polvo desde el dispositivo (7) de alimentación de polvo y generar de este modo una turbulencia para producir la fluidificación del polvo contenido en dicha cámara de expansión (2), de tal forma que durante un proceso de succión que sigue a la detonación, el flujo de gas desde la cámara de expansión (2) al cañón (1) a través del conducto de comunicación, arrastra el polvo contenido en la cámara (2) dentro del cañón (1) a través de dicho conducto de comunicación (4), caracterizado porque dicho dispositivo (7) de alimentación de polvo es un dispositivo de alimentación de polvo continua, y porque dicha cámara de expansión (2) está alimentada directamente por dicho dispositivo (7) de alimentación de polvo continua. 2.- Sistema de inyección de polvo según la reivindicación 1, en el cual el conducto de comunicación (4) es perpendicular al eje longitudinal del cañón (1) 3.- Sistema de inyección de polvo según cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque la cámara de expansión (2) incorpora una prolongación o cámara auxiliar (6) con un punto de entrada directamente opuesto al conducto de comunicación (4) con el fin de aumentar la longitud de la cámara de expansión (2) para evitar la colisión del gas y el polvo contra esa zona de la cámara de expansión (2). 4.- Sistema de inyección de polvo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el conducto de comunicación (4) tiene un diámetro suficientemente grande para impedir que el polvo que se adhiere a las paredes internas del conducto (4) lo obture, eligiéndose dicho diámetro de manera que la onda de presión que avanza por el dicho conducto (4) después de una detonación de la pistola llegue a la cámara de expansión (2) con presión suficiente para fluidificar sustancialmente todo el polvo contenido en ella pero sin obstruir el dispositivo (7) de alimentación continua de polvo, ni la energía disponible para la detonación. 7   8   9     11