CN104404439B - 管及孔内壁连续送丝电爆炸喷涂装置 - Google Patents

Abstract

管及孔内壁连续丝电爆炸喷涂装置，由点胶装置、低压长型导电支撑体、高压长型导电支撑体、爆炸腔和丝传动装置等组成,其特征在于两长型导电支撑体的一端与储能电容器的两极连接，另一端设有爆炸腔，爆炸腔可随两长型导电支撑体伸入孔径最小为40mm的零件内孔或小口径管道内腔中，金属丝经点胶装置点胶后粘贴于传送带的中线上，经丝传动装置带动，连续、可靠的送入爆炸腔中，当金属丝到达低压电极与高压电极之间时，两电极通过气体放电将大电流导入金属丝，使金属丝在两电极之间发生连续爆炸，爆炸产物定向的喷涂到基体表面，从而形成涂层。

Description

管及孔内壁连续送丝电爆炸喷涂装置

技术领域

本发明涉及一种电爆炸喷涂装置，具体涉及一种管及孔内壁连续送丝电爆炸喷涂装置。

背景技术

目前，小口径管道内壁、零件内孔表面的防护技术正广泛应用于各工程领域，采用热喷涂技术对小口径管道内壁、零件内孔表面防腐、耐磨涂层的制备也逐渐成为研究人员关注的焦点。中国专利CN2038814公开了一种高能内孔等离子喷枪，可伸入最小孔径为105mm的内孔零件中，并对其内表面进行喷涂。然而，对于孔径小于100mm的管道或零件内孔而言，采用等离子喷涂、火焰喷涂或电弧喷涂等传统热喷涂方法对其内表面的涂层进行制备时，由于受到喷涂距离的限制，熔融粒子很难得到充分的雾化和加速，涂层结合强度较低，无法保证管及孔内壁涂层的技术要求。而电爆炸喷涂作为一种新型的热喷涂技术，它是利用高密度电流通过金属喷涂材料，使之熔化、气化、膨胀，发生爆炸，并产生冲击波力学效应，使熔融的金属液滴高速喷射到工件表面形成涂层的一种热喷涂方法，由于具有设备体积小、熔融粒子运行速度高（约2000m/s），可选用难熔金属作为喷涂材料等优点，所以电爆炸喷涂特别适合小口径管道内壁及零件内孔表面防腐、耐磨涂层的制备。因此，国内外研究人员对管及孔内壁电爆炸喷涂设备进行了相应的研究与发明。在20世纪70年代，日本九州大学栖原教授最先对线爆炸内孔喷涂进行了研究，利用金属丝爆炸时的圆柱对称性，开发了相应的内孔丝电爆炸喷涂设备；Ordal Demokan等人将金属铝箔环绕在内部插有铜棒的陶瓷管上，在大电流下，中间铜棒产生强磁场，使熔融的铝箔液滴高速喷射到工件表面形成涂层。虽然两者均实现了对小口径管道内壁及零件内孔表面涂层的制备。但以上两种方法每喷涂一次须更换一次金属丝或铝箔，极大地降低了喷涂效率。中国专利CN102628153公开了一种连续送丝管约束电爆喷涂装置，采用平带开缺口的设计，将金属丝固定在传送带上，实现了金属丝的自动连续送入，提高了喷涂效率，但由于部分金属丝位于传送带的下方，使传送带与走带面间出现空隙，爆炸后，在冲击波力学效应的作用下，传送带容易出现抖动或断裂的现象，无法保证电爆过程的稳定性。

发明内容

本发明的目的是能够对管道内壁或零件内孔进行可靠、连续喷涂。

本发明是管及孔内壁连续送丝电爆炸喷涂装置，包括低压长型导电支撑体、高压长型导电支撑体、点胶机构、爆炸腔和丝传动机构，两长型导电支撑体的一端与储能电容器的两极连接且低压长型导电支撑体与储能电容器的低压端相连，高压长型导电支撑体与储能电容器的高压端相连，另一端设有爆炸腔11，爆炸腔11能随两长型导电支撑体伸入零件内孔或管道内腔中，所述点胶机构包括点胶机3和支撑块6，金属丝1经点胶机3点胶后粘贴于传送带5的中线位置，传送带5紧贴支撑块6的走带面，经丝传动机构带动连续送入爆炸腔11中，低压电极9与高压电极10能通过气体放电，使经过低压电极9与高压电极10之间的金属丝1发生连续爆炸，爆炸产物定向的喷涂到基体表面，从而形成涂层。

与现有设备相比，本发明的有益效果在于：爆炸腔可随两长型导电支撑体伸入口径最小为40mm为管件内部进行喷涂，同时，爆炸腔在喷射方向上开有喷射口且喷射口处两内壁的夹角可随喷涂量及涂层结合强度的变化进行调节，而且采用自动点胶的方法将金属丝可靠地粘贴在传送带上，使金属丝连续送入爆炸腔中，实现了自动化连续喷涂。

附图说明

图1为本发明的总装结构图，图2为长型导电支撑体的俯视结构图，图3为图1的A-A向剖视图，图4为图1的局部放大图，其中1-金属丝，2-导带轮，3-点胶机，4-电动机，5-传送带，6-支撑块，7-第一导电铜排，8-第二导电铜排，9-低压电极，10-高压电极，11-爆炸腔，12-固定板。

具体实施方式

下面结合附图实施例对本发明作进一步详细说明

如图1、图2所示，本发明为管及孔内壁连续送丝电爆炸喷涂装置，由低压长型导电支撑体、高压长型导电支撑体、点胶机构、爆炸腔和丝传动装置等组成。其特征在于两长型导电支撑体的一端与储能电容器的两极连接且低压长型导电支撑体与储能电容器的低压端相连，高压长型导电支撑体与储能电容器的高压端相连，另一端设有爆炸腔11，爆炸腔11可随两长型导电支撑体伸入零件内孔或小口径管道内腔中，所述点胶机构包括点胶机3和支撑块6，金属丝1经点胶机3点胶后粘贴于传送带5的中线位置，传送带5紧贴支撑块6的走带面，经丝传动机构带动连续送入爆炸腔11中，低压电极9与高压电极10能通过气体放电，使经过低压电极9与高压电极10之间的金属丝1发生连续爆炸，爆炸产物定向的喷涂到基体表面，从而形成涂层。

如图1、图2所示，所述低压长型导电支撑体和高压长型导电支撑体安装在固定板12上，低压长型导电支撑体由长方体的第一导电铜排7组成，高压长型导电支撑体由长方体的第二导电铜排8组成,其外表面经高压绝缘层包覆，低压长型导电支撑体与高压长型导电支撑体呈“V”型放置，夹角为20º，且在与爆炸腔的连接处分别开有第一螺纹孔G和第二螺纹孔G’，其中，倾斜的长型导电支撑体可吸收爆炸时冲击波对爆炸腔的冲击力，提高了爆炸腔的使用寿命。

如图1、图2、图3所示，所述爆炸腔11的材料为高密度聚乙烯，采用注塑成型的方法获得，放置在低压长型导电支撑体与高压长型导电支撑体之间，其两侧分别开有的第一锥形通孔H和第二锥形通孔H’，第一锥形通孔H的轴线与第一螺纹孔G的第一轴线OO对齐，第二锥形通孔H’的轴线与第二螺纹孔G’的第二轴线OO’对齐，孔间距d可在60-80mm之间进行调节，通过低压电极9和高压电极10与两长型导电支撑体连接，且低压电极安装在低压长型导电支撑体的第一螺纹孔G内，高压电极安装在高压长型导电支撑体的第二螺纹孔G’内。

爆炸腔11走带面为向下的第一弧面P，第一弧面P的弧度为0.5rad，宽度与传送带同宽,均为5mm，其目的在于可使传送带在金属丝爆炸过程中紧贴于爆炸腔的走带面，避免出现传送带在爆炸过程中抖动或断裂的问题，喷口处两内壁的夹角α可在0-60º之间进行调整。

如图4所示，所述点胶装置包括点胶机3和支撑块6，点胶机3选用管道型蠕动点胶机，采用固化速度较快的胶水，出胶针头通过螺栓连接在开有通孔的固定板12上，点胶量控制在0.001-0.002cc之间，两滴胶水间的距离控制在80mm±2mm，支撑块6的走带面向上的第二弧面Q,第二弧面Q的弧度为0.7rad，目的在于可使金属丝在传送过程中牢固的粘贴在传送带上，避免出现金属丝还未完全粘牢就已脱落的问题。所述丝传动装置由导带轮2和电动机4组成，电动机4为恒速电动机，可使金属丝匀速传送至爆炸腔中，导带轮2和电动机4均安装在固定板12上。

本发明的具体实施过程为：调节传送带5的张紧力，待传送带5绷紧后，将爆炸腔11随两长型导电支撑体伸进零件内孔或管道内腔，接通电源使直流高压发生器H.V向储能电容器C充电，待充电完成后，闭合电动机4开关并启动点胶装置，金属丝1经点胶后粘贴在传送带5的中线上，在电动机6的驱动下连续、可靠的进入爆炸腔，当金属丝位于低压电极9和高压电极10之间时，两电极通过气体放电将大电流导入金属丝，使金属丝在两电极之间发生连续爆炸，爆炸产物定向的喷涂到基体表面，从而形成涂层。

Claims (5)

1.管及孔内壁连续送丝电爆炸喷涂装置，包括低压长型导电支撑体、高压长型导电支撑体、点胶机构、爆炸腔和丝传动机构，其特征在于两长型导电支撑体的一端与储能电容器的两极连接且低压长型导电支撑体与储能电容器的低压端相连，高压长型导电支撑体与储能电容器的高压端相连，另一端设有爆炸腔（11），所述爆炸腔（11）能随两长型导电支撑体伸入零件内孔或管道内腔中，所述点胶机构包括点胶机（3）和支撑块（6），金属丝（1）经所述点胶机（3）点胶后粘贴于传送带（5）的中线位置，所述传送带（5）紧贴所述支撑块（6）的走带面，经丝传动机构带动连续送入所述爆炸腔（11）中，低压电极（9）与高压电极（10）能通过气体放电，使经过所述低压电极（9）与所述高压电极（10）之间的金属丝（1）发生连续爆炸，爆炸产物定向的喷涂到基体表面，从而形成涂层；所述爆炸腔（11）走带面为向下的第一弧面（P），所述第一弧面（P）的弧度为0.5rad，宽度与传送带相同；所述支撑块（6）的走带面为向上的第二弧面（Q），所述第二弧面（Q）的弧度为0.7rad。

2.根据权利要求1所述的管及孔内壁连续送丝电爆炸喷涂装置，其特征在于所述的低压长型导电支撑体和高压长型导电支撑体分别安装在固定板（12）上，低压长型导电支撑体由长方体的第一导电铜排（7）组成，高压长型导电支撑体由长方体的第二导电铜排（8）组成，其外表面经高压绝缘层包覆，低压长型导电支撑体与高压长型导电支撑体呈“V”型放置，夹角为20^o，且在与爆炸腔的连接处分别开有第一螺纹孔（G）和第二螺纹孔（G’）。

3.根据权利要求1所述的管及孔内壁连续送丝电爆炸喷涂装置，其特征在于，所述的爆炸腔（11）放置在低压长型导电支撑体与高压长型导电支撑体之间，其两侧分别开有的第一锥形通孔（H）和第二锥形通孔（H’）， 第一锥形通孔（H）的轴线与第一螺纹孔（G）的第一轴线（OO）对齐，第二锥形通孔（H’）的轴线与第二螺纹孔（G’）的第二轴线（OO’）对齐，孔间距（d）为60-80mm，通过低压电极（9）和高压电极（10）与两长型导电支撑体连接，且低压电极安装在低压长型导电支撑体的第一螺纹孔（G）内，高压电极安装在高压长型导电支撑体的第二螺纹孔（G’）内。

4.根据权利要求1所述的管及孔内壁连续送丝电爆炸喷涂装置，其特征在于爆炸腔（11）喷口处两内壁的夹角（α）可在0-60^o之间进行调整。

5.根据权利要求1所述的管及孔内壁连续送丝电爆炸喷涂装置，其特征在于点胶机（3）选用管道型蠕动点胶机，采用固化速度较快的胶水，出胶针头通过螺栓连接在开有通孔的固定板（12）上，点胶量控制在0.001-0.002cc之间，两滴胶水间的距离控制在80±2mm。