CN100457286C - 一种冷喷涂高压送粉器 - Google Patents

Abstract

一种冷喷涂高压送粉器，属于材料表面改性装置技术领域。包括粉箱、锥型槽、气体及粉末进出螺栓、三通和高压管；三通(5)的一端连接高压气源，另两端分别与高压管(7)和送粉气进口螺栓(4)连接，高压管(7)利用螺纹紧固件(6)连接在三通(5)与平衡气进口螺栓(10)之间，平衡气进口螺栓(10)与粉箱(9)顶端连接，锥型槽(2)下端沿同一中轴线开了两个内螺纹，分别与出粉口螺栓(1)和送粉气进口螺栓(4)连接，粉箱(9)靠细牙螺纹与锥型槽(2)紧密连接。优点在于，送粉器结构简单，出粉均匀，设备投资少，使用安全可靠，节能且无公害。

Description

一种冷喷涂高压送粉器

技术领域

本发明属于材料表面改性装置技术领域，特别是提供了一种冷喷涂高压送粉器，与冷喷涂喷枪配套使用，能在高压条件下实现连续送粉。

背景技术

在现有的材料表面改性技术中，超音速火焰喷涂、等离子喷涂等通常所说的热喷涂技术已经在工业领域应用相当广泛。这些热喷涂技术的关键在于利用某种装置加热涂层材料，使其熔化、雾化并以高速撞击基板，从而在基板上形成致密涂层。但是在热喷涂过程中，过高的温度使涂层材料易发生过热、氧化、晶粒长大等现象。

为了避免热喷涂技术的不足，改善涂层的性能，目前冷喷涂已经被引入作为一种新型表面改性技术。冷喷涂技术利用低温高压气体射流加速涂层材料，提高涂层材料的动能，降低其热能，使材料不熔化，以固态形式与基体发生塑性碰撞而实现涂层沉积。为了使涂层材料能顺利地引入高压气体射流中，要求利用压力更高的气体将送粉器中的涂层材料送入喷枪。因此，送粉器的耐压能力，及高压条件下连续送粉能力，是能否实现冷喷涂技术的关键。

2000年申请的中国专利CN-2454045Y公告了一种冷喷涂送粉器，其工作压力为0.6～2.0MPa。对于很多不易喷涂的涂层材料，这个压力相对较低，在正常的喷涂过程中不能使涂层材料达到其沉积所需的速度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种冷喷涂高压送粉器，解决的技术问题是针对上述技术的不足，该装置耐高压、简单和可调节，具有在高压条件下送粉均匀，可连续调节出粉量，使用安全可靠，节能且无公害等诸多优点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：设计一种高压送粉器，粉箱采用不锈钢材料，各零件之间采用螺纹连接；金属粉末的定量送给通过调节进气与出粉两螺栓之间的距离；金属粉末在管路中的流动采用气送式；通过平衡管路，使粉箱内气压与送粉气压平衡，利用粉末自重进粉。

本发明的具体结构包括粉箱、锥型槽、气体及粉末进出螺栓、三通和高压管。三通的一端连接高压气源，另两端分别与高压管和送粉气进口螺栓连接，高压管利用螺纹紧固件连接在三通与平衡气进口之间，平衡气进口螺栓与粉箱顶端连接，粉箱与锥型槽之间采用细牙螺纹连接，锥型槽下端沿一中轴线开了两个内螺纹，分别与出粉口螺栓和送粉气进口螺栓连接。

粉箱靠细牙螺纹于锥型槽紧密连接，粉箱顶部的内螺纹口既可以与平衡气进口螺栓连接，也可作为加料口；在送粉气进口螺栓前部设有喷孔。

高压气体经三通进入送粉器，高压气体可以为N₂、He、压缩空气及其混合物，其工作压力为0.6～4MPa，He由于其较高的比热系数而成为优选气体。

上述技术解决方案的指导思想是：为了使粉末进入喷枪，高压气体经过三通分别引入粉箱和锥型槽，使粉箱内部压力与送粉气体压力一致，粉末通过自重流入出粉口螺栓和送粉气进口螺栓之间，送粉气通过进口螺栓上的喷孔将粉末引射入出粉口螺栓，使粉末顺利地进入喷枪。

本发明的有益效果在于：各零件之间采用螺纹连接，提高了各连接处的耐压能力，不漏气，送粉器可以在高压下安全运行；利用三通使高压气体分别用于送粉和平衡，一方面可以节省高压气源，另一方面可以使粉箱与锥型槽下端气压自动调节到平衡，粉末能顺利送出；通过调节进气与出粉两螺栓之间的距离，可以连续改变粉末送给速率；锥型槽中段加工成一个平台，有利于整个设备的固定。另外，此送粉器结构简单，设备投资少，使用安全可靠，节能且无公害。

喷涂粉末的形状可以为球状，也可以为松装比较高的不规则形状；对粉末粒度范围的要求较宽，可在粉末粒径可在微米范围也可在纳米范围，优选的粒径范围为5μm至50μm之间。

附图说明

附图1是本发明冷喷涂高压送粉器的结构示意图。其中，出粉口螺栓1、锥型槽2、喷孔3、送粉气进口螺栓4、三通5、螺纹紧固件6、高压管7、喷涂粉末8、粉箱9、平衡气进口螺栓10，A为高压气源。

具体实施方式

附图1是一种适用于冷喷涂技术的高压送粉器的结构原理图。图中，三通5的一端与高压气源(A)连接，一端与送粉气进口螺栓4相连，另一端依靠螺纹紧固件6与高压管7连接，高压管7的另一端与平衡气进口螺栓10靠螺纹拧紧。平衡气进口螺栓10拧紧在粉箱9的顶部，粉箱9则依靠细牙螺纹拧紧在锥型槽2上，锥型槽2底部的同一轴线上开了两个内螺纹，分别与出粉口螺栓1和送粉气进口螺栓)连接，送粉气进口螺栓前端钻有喷孔3。

工作压力为0.6～4MPa的高压气体(A)从三通(5)的一端进入，在三通(5)内气体分流，一部分作为送粉气进入送粉气进口螺栓(4)，另一部分通过高压管(7)进入平衡气进口螺栓(10)，作为平衡气流入粉箱(9)内。这两部分气流在喷涂粉末(8)上下面达到压力平衡，喷涂粉末(8)也因此依靠自重流入出粉口螺栓(1)和送粉气进口螺栓(4)之间的间隙中，送粉气从喷孔(3)喷出时将喷涂粉末(8)引射进出粉口螺栓(1)，并经出粉口螺栓(1)进入冷喷涂喷枪。

根据不同的需求，高压气体(A)可以为N₂、He、压缩空气及其混合物，He由于其较高的比热系数而成为优选气体。

在本发明的方法中，喷涂粉末可以为与喷涂基板相同的材料，也可以为与喷涂基板相容的材料。喷涂粉末粒度可是微米量级也可是纳米范围，优选范围是5μm至50μm。喷涂粉末的形状可以为球状，也可以为松装比较高的不规则形状。

Claims (3)

1.一种冷喷涂高压送粉器，其特征在于，包括粉箱、锥型槽、气体及粉末进出螺栓、三通和高压管；三通(5)的一端连接高压气源，另两端分别与高压管(7)和送粉气进口螺栓(4)连接，高压管(7)利用螺纹紧固件(6)连接在三通(5)与平衡气进口螺栓(10)之间，平衡气进口螺栓(10)与粉箱(9)顶端连接，锥型槽(2)下端沿同一中轴线开了两个内螺纹，分别与出粉口螺栓(1)和送粉气进口螺栓(4)连接，粉箱(9)靠细牙螺纹与锥型槽(2)紧密连接。

2.根据权利要求1所述的高压送粉器，其特征在于，粉箱顶部的内螺纹口与平衡气进口螺栓连接，在送粉气进口螺栓前部设有喷孔(3)。

3.根据权利要求2所示的高压送粉器，其特征在于，高压气体经三通进入送粉器，高压气体为N₂、He、压缩空气或其混合物，其工作压力为0.6～4MPa。