CN109911629B - 一种新型防粉末附壁气力输粉套管 - Google Patents
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Abstract
一种新型防粉末附壁气力输粉套管，属于粉末输送技术领域。该气力输粉套管主要由外管路系统和内管路系统组成，内管路系统包括首尾部分的内管路a、内管路c和中部内管路b；外管路系统包括首尾部分的外管路a、外管路c和中部外管路b，通过调整内管路b和外管路b数量调整管路长度。外管路系统和内管路系统之间的气道通入高压气体，高压气体通过内管路系统管壁的环形通道沿着内管路系统的内壁吹入内管路系统内，在内管路系统内壁形成气膜,阻止粉末与内管路系统内壁的接触从而防止粉末在内管路系统内壁的粘附，环形气膜也起到汇聚粉末的作用。本发明是单元拼装式结构，极大程度上降低加工制造的难度，并且可以根据具体使用情况配置管道的长度。
Description
技术领域
本发明涉及一种防止粉末附壁的气力输粉套管，属于金属件表面裂纹激光修复和激光焊接过程中粉末输送技术领域。
背景技术
目前社会生产的各个领域已经开始广泛的应用激光熔覆技术和激光焊接技术，因为激光修复后的材料性能甚至优于原有基材，所以得到了社会的广泛认可。激光焊接和激光熔覆过程中需要进行粉末的填充，所以在激光熔覆和激光焊接的应用领域中送粉器已经成了一个必不可少的装置。
在送粉器的使用中我们发现了很多问题，其中最重要的一个就是粉末粘附在输粉管壁上的问题，目前我们使用的粉末很多都是纳米级粉末，这种粉末有很大的表面吸附力，非常容易粘附在输粉管道的管壁上，这样送粉的精度受到了很大的影响，尤其是在一些需要精确送粉的应用中,送粉精度对修复的微观结构和修复质量有着非常大的影响。这显然成为了制约加工精度的瓶颈所在，所以发明一种防止粉末粘附管壁的输粉管道具有非常重要的意义。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种新型防粉末附壁气力输粉套管。
本发明采用的技术方案为：
一种新型防粉末附壁气力输粉套管，包括外管路系统和内管路系统，二者均为单元拼装式结构，极大程度上降低了加工制造的难度，并且可以根据具体使用情况配置管道的长度。所述内管路系统内管路系统是粉末运输管路，粉末输送到内管路系统中配合管路中的高压气体将粉末向前输送。在外管路系统和内管路系统之间的气道通入高压气体，高压气体通过内管路系统管壁的环形通道沿内管路系统内壁吹入内管路系统内，在内管路系统内壁形成一个高速稳定的气膜，阻止粉末与内壁的接触从而防止粉末在粘附内壁，同时环形气膜也起到汇聚粉末的作用。
所述的内管路系统包括内管路a4、内管路b6、内管路c8。所述的内管路a4主体结构是圆环形，在其内侧边缘处设置两圈定位槽，定位槽并未贯穿环壁。其远离内侧端部的定位槽在圆周方向均匀设置三个，通过螺钉5和外管路a2进行定位联接。螺钉5通过螺纹孔穿过外管路a2，之后螺钉5的端部顶在远离内侧端部的三个定位槽上，从而将内管路a4和外管路a2进行定位联接，螺钉5和外管路a2的螺纹孔通过螺纹联接。靠近内侧端部的定位槽在圆周方向均匀设置六个，通过紧定螺钉a3和内管路b6进行定位联接。紧定螺钉a3通过螺纹孔穿过内管路b6，之后紧定螺钉a3的端部顶在靠近内侧端部的六个定位槽上，从而将内管路a4和内管路b6进行定位联接。紧定螺钉a3和内管路b6的螺纹孔通过螺纹联接。内管路a4和内管路b6的联接处的环形间隙是风道，保证高压气体的顺利通过；所述的内管路b6主体结构是锥形环结构，其大径端外圈设置一段圆环形凸台，大径端内圈是锥面，沿大径端的圆环凸台面的圆周方向均匀设置六个螺纹通孔。在其靠近小径端的圆周方向均匀设置六个定位槽，定位槽并未贯穿环壁。内管路b6的大径端有两种安装方式，一种是和内管路a4联接，紧定螺钉a3穿过大径端的螺纹孔顶在内管路a4靠近内侧端部的六个定位槽中进行定位安装，紧定螺钉a3和大径端的螺纹孔通过螺纹联接。另一种是和内管路b6的小径端的定位槽联接，紧定螺钉a3穿过大径端的螺纹孔顶在内管路b6小径端的六个定位槽中进行定位安装，紧定螺钉a3和大径端的螺纹孔通过螺纹联接。内管路b6的小径端的定位槽也有两种安装方式，一种是和所述的内管路b6的大径端通过紧定螺钉a3联接。第二种是和内管路c8的大径端联接，紧定螺钉a3穿过内管路c8大径端的螺纹孔顶在内管路b6小径端的定位槽上进行定位安装，紧定螺钉a3和内管路c8大径端的螺纹孔通过螺纹联接。其联接处的环形间隙是风道，保证高压气体的顺利通过；所述的内管路c8的主体结构是锥形环结构，其大径端外部设置环形凸台，凸台外表面是圆柱表面并设置螺纹结构，沿着凸台圆周方向均匀设置六个螺纹通孔。其螺纹结构和外管路c7的非台阶表面内螺纹联接，其大径内部和内管路b6的小径端联接，紧定螺钉b9穿过螺纹孔顶在内管路b6小径端的定位槽上进行安装定位，紧定螺钉b9和内管路c8大径端的螺纹孔通过螺纹联接。外管路c7和内管路b6之间的环形间隙是风道，保证高压气体的顺利通过。外置环形凸台阻止了高压气体的通过。所述的内管路a4的内径和内管路b6的小径同一尺寸，内管路b6和内管路c8内壁有同样的锥度。所述的内管路b6和外管路b1起到调节管道长度的作用，我们可以通过配置不同的内管路b6和外管路b1的数量来决定管路的长度。
所述的外管路系统包括外管路a2，外管路b1，外管路c7。所述的外管路a2主体结构是圆环结构，其靠近外侧端的圆周方向均匀设置三个阶梯螺纹通孔，螺钉5穿过螺纹通孔顶在外管路a2远离内侧的三个定位槽上，进行安装定位，螺钉5和螺纹通孔通过螺纹联接。内侧端设置外凹台阶结构，台阶表面设置外螺纹与外管路b1的内凹台阶结构上的内螺纹联接；所述的外管路b1主体结构是圆环结构，其一端设置外凹台阶结构，台阶表面设置外螺纹。另一端设置内凹台阶结构，台阶表面设置内螺纹。其外凹台阶表面的外螺纹有两种安装形式，其一是与外管路c7的台阶表面的内螺纹联接，其二是和外管路b1的内凹台阶表面的内螺纹联接。其内凹台阶表面的内螺纹有两种安装形式，其一是与外管路a2的台阶表面的外螺纹联接，其二是与外管路b1的外凹台阶表面的外螺纹联接；所述的外管路c7主体结构是圆环结构，外侧端在圆环内表面设置内螺纹与内管路c8的外螺纹联接，内侧端设置内凹台阶结构，台阶表面设置螺纹结构与外管路b1的外凹台阶结构表面的外螺纹联接。所述的外管路a2，外管路b1，外管路c7具有相同的外径尺寸和内径尺寸。所述的内管路b6和外管路b1起到调节管路长度的作用，我们可以通过配置不同内管路b6和外管路b1的数量来决定管路的长度。
所述的内管路系统和外管路系统的入口端通过三个螺钉5穿过外管路a2的螺纹通孔通过螺纹联接并在端部顶紧锁定内管路a4远离内侧端部的三个定位槽进行安装定位的。联接处的环形间隙是风道，保证高压气体的能够顺利进入内管路系统和外管路系统之间的环形气道内。同时内管路系统和外管路系统的尾端通过外管路c7的非台阶表面螺纹与内管路c8的外螺纹通过螺纹联接将环形风道密封。内管路系统各零件之间是通过紧定螺钉与大径端的螺纹通孔通过螺纹联接并用紧定螺钉的端部顶紧锁定在小径端的定位槽中进行定位安装。各个零件联接处的环形间隙是气道，保证内管路系统和外管路系统之间的高压气体通过此环形气道贴着内管路系统的内壁进入内管路系统。从而在内管路系统的内壁表面形成稳定高速的气膜。
所述的内管路系统和外管路系统的结构能保证以下功能，首先粉末在内管路系统中进行输送，内管路系统内部通入高压气体携带粉末向前运输，在内管路b6的锥度作用下对粉末有一种汇聚作用，如果内管路系统和外管路系统间的环形气道没有通入高压气体，当粉末通过一个内管路b6进入后一个内管路b6时肯定会有一个扩散作用，但是相对与圆柱管路来说，与管壁的接触面积已经大大的减少了，此时在内管路系统和外管路系统之间的气道内通入高压气体，由于气道尾端已被密封，所以高压气体将通过内管路系统外壁上的环形间隙沿着内管壁吹向内管路系统，这样就会在内管路系统的内壁上形成高速稳定气膜阻止粉末和内管壁之间的接触，并且起到汇集粉末的作用，所以能完全避免粉末和内管路内壁之间的接触，从而避免粉末附壁现象的发生。
本发明的有益效果为：在输送粉末的过程中，采用本发明提供的气力输粉套管能够完全避免粉末和管道内壁的接触，解决粉末粘附内壁的情况发生。另外，本发明为单元拼装式结构，极大程度上降低了加工制造的难度，并且可以根据具体使用情况配置管道的长度。
附图说明
图1为系统结构图；
图2为外管路剖视轴测图；
图3为系统轴测图；
图4为原理展示图1；
图5为原理展示图2；
图6为内管路a轴测图；
图7为内管路a剖视图；
图8为内管路b轴测图；
图9为内管路b剖视图；
图10为内管路c轴测图；
图11为内管路c剖视图；
图12为外管路a轴测图；
图13为外管路a剖测图；
图14为外管路b轴测图；
图15为外管路b剖视图；
图16为外管路c轴测图；
图17为外管路c剖视图；
图中：1外管路b；2外管路a；3紧定螺钉a；4内管路a；5螺钉；6内管路b；7外管路c；8内管路c；9紧定螺钉b。
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明进行详细阐述。
如图1，一种新型防粉末附壁气力输粉套管主要由外管路系统和内管路系统组成。其中外管路系统由外管路a2，外管路b1，外管路c7组成。内管路系统由内管路a4，内管路b6，内管路c8组成。此机构是单元拼装式结构，极大程度上降低了加工制造的难度，并且可以根据具体使用情况改变管道的长度。
所述的内管路系统包括内管路a4，内管路b6，内管路c8。所述的内管路a4主体结构是圆环形，在其内侧边缘处设置两圈定位槽，定位槽并未贯穿环壁。其远离内侧端部的定位槽在圆周方向均匀设置三个，通过螺钉5和外管路a2进行定位联接。螺钉5通过螺纹孔穿过外管路a2，之后螺钉5的端部顶在远离内侧端部的三个定位槽上，从而将内管路a4和外管路a2进行定位联接，螺钉5和外管路a2的螺纹孔通过螺纹联接。靠近内侧端部的定位槽在圆周方向均匀设置六个，通过紧定螺钉a3和内管路b6进行定位联接。紧定螺钉a3通过螺纹孔穿过内管路b6，之后紧定螺钉a3的端部顶在靠近内侧端部的六个定位槽上，从而将内管路a4和内管路b6进行定位联接。紧定螺钉a3和内管路b6的螺纹孔通过螺纹联接。内管路a4和内管路b6的联接处的环形间隙是风道，保证高压气体的顺利通过；所述的内管路b6主体结构是锥形环结构，其大径端外圈设置一段圆环形凸台，大径端内圈是锥面，沿大径端的圆环凸台面的圆周方向均匀设置六个螺纹通孔。在其靠近小径端的圆周方向均匀设置六个定位槽，定位槽并未贯穿环壁。其大径端有两种安装方式，一种是和内管路a4联接，紧定螺钉a3穿过大径端的螺纹孔顶在内管路a4靠近内侧端部的六个定位槽中进行定位安装，紧定螺钉a3和大径端的螺纹孔通过螺纹联接。另一种是和内管路b6的小径端的定位槽联接，紧定螺钉a3穿过大径端的螺纹孔顶在内管路b6小径端的六个定位槽中进行定位安装，紧定螺钉a3和大径端的螺纹孔通过螺纹联接。其小径端的定位槽也有两种安装方式，一种是和所述的内管路b6的大径端通过紧定螺钉a3联接。第二种是和内管路c8的大径端联接，紧定螺钉a3穿过内管路c8大径端的螺纹孔顶在内管路b6小径端的定位槽上进行定位安装，紧定螺钉a3和内管路c8大径端的螺纹孔通过螺纹联接。其联接处的环形间隙是风道，保证高压气体的顺利通过；所述的内管路c8的主体结构是锥形环结构，其大径端外部设置环形凸台，凸台外表面是圆柱表面并设置螺纹结构，沿着凸台圆周方向均匀设置六个螺纹通孔。其螺纹结构和外管路c7的非台阶表面内螺纹联接，其大径内部和内管路b6的小径端联接，紧定螺钉b9穿过螺纹孔顶在内管路b6小径端的定位槽上进行安装定位，紧定螺钉b9和内管路c8大径端的螺纹孔通过螺纹联接。外管路c7和内管路b6之间的环形间隙是风道，保证高压气体的顺利通过。外置环形凸台阻止了高压气体的通过。所述的内管路a4的内径和内管路b6的小径同一尺寸，内管路b6和内管路c8内壁有同样的锥度。所述的内管路b6和外管路b1起到调节管道长度的作用，我们可以通过配置不同的内管路b6和外管路b1的数量来决定管路的长度。
所述的外管路系统包括外管路a2，外管路b1，外管路c7。
所述的外管路a2主体结构是圆环结构，其靠近外侧端的圆周方向均匀设置三个阶梯螺纹通孔，螺钉5穿过螺纹通孔顶在外管路a2远离内侧的三个定位槽上，进行安装定位，螺钉5和螺纹通孔通过螺纹联接。内侧端设置外凹台阶结构，台阶表面设置外螺纹与外管路b1的内凹台阶结构上的内螺纹联接；所述的外管路b1主体结构是圆环结构，其一端设置外凹台阶结构，台阶表面设置外螺纹。另一端设置内凹台阶结构，台阶表面设置内螺纹。其外凹台阶表面的外螺纹有两种安装形式，其一是与外管路c7的台阶表面的内螺纹联接，其二是和外管路b1的内凹台阶表面的内螺纹联接。其内凹台阶表面的内螺纹有两种安装形式，其一是与外管路a2的台阶表面的外螺纹联接，其二是与外管路b1的外凹台阶表面的外螺纹联接；所述的外管路c7主体结构是圆环结构，外侧端在圆环内表面设置内螺纹与内管路c8的外螺纹联接，内侧端设置内凹台阶结构，台阶表面设置螺纹结构与外管路b1的外凹台阶结构表面的外螺纹联接。所述的外管路a2，外管路b1，外管路c7具有相同的外径尺寸和内径尺寸。所述的内管路b6和外管路b1起到调节管路长度的作用，我们可以通过配置不同内管路b6和外管路b1的数量来决定管路的长度。
所述的内管路系统和外管路系统的入口端是通过三个螺钉5穿过外管路a2的螺纹通孔通过螺纹联接并在端部顶紧锁定内管路a4远离内侧端部的三个定位槽进行安装定位的。联接处的环形间隙是风道，保证高压气体的能够顺利进入内管路系统和外管路系统之间的环形气道内。同时内管路系统和外管路系统的尾端通过外管路c7的非台阶表面螺纹与内管路c8的外螺纹通过螺纹联接将环形风道密封。内管路系统各零件之间是通过紧定螺钉与大径端的螺纹通孔通过螺纹联接并用紧定螺钉的端部顶紧锁定在小径端的定位槽中进行定位安装。各个零件联接处的环形间隙是气道，保证内管路系统和外管路系统之间的高压气体通过此环形气道贴着内管路系统的内壁进入内管路系统。从而在内管路系统的内壁表面形成稳定高速的气膜。
为了进一步的对装置的作用原理进行说明，我们先对图4和图5中的图线进行说明，其中点状虚线代表粉末，长虚线勾勒了粉末的轮廓，A和B代表管路中的两个截面，箭头代表高压气体的流动路径和方向。我们首先结合图4进行说明，假设只在内管路系统中通入高压气体，而内管路系统和外管路系统之间的气道不通入高压气体。当粉末进入到内管路系统中遇到高压气体，粉末将在高压气体的带动下向前输送通过内管路a4之后进入第一个内管路b6，此时粉末会有一个扩散过程，从而在截面A处与第一个内管路b6的内壁进行接触，之后由于内管路b6锥形结构的汇聚作用从而在截面B处汇聚到锥形的小径端，之后粉末进入第二个内管路b6中，同样此时的粉末也会产生扩散，此过程同上述过程相同，从而循环上述过程。这样粉末和管壁的接触面积相对于圆柱管路的全内壁接触就极大的减小了，从而也极大的减小了粉末在管壁上发生粘连的可能性。
之后我们将内管路系统和外管路系统之间的气道内通入高压气体，如图5。气道中的高压气体通过内管路系统的环形间隙沿着内壁进入内管路系统，如箭头所示。这样沿着内管路系统内壁的高压气体将在内管路系统的内壁上形成一层高速稳定气膜，阻止粉末与内管路系统的内壁进行接触，而且起到了汇聚粉末的作用。如图5所示，粉末将不会和内管路系统的内壁进行接触，从而不会发生粘附。
以上只是对粉末输送过程的原理拆解说明，在实际应用中应先在内管路中和内外管路之间的环形通道中通入高压气体，形成稳定的气流和保护气膜之后再通入粉末进行送粉过程。
这样我们在输送粉末的过程中就完全的避免了粉末和管道内壁的接触，从而解决了粉末粘附内壁的情况发生。
以上所述实施例仅表达本发明的实施方式，但并不能因此而理解为对本发明专利的范围的限制，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种新型防粉末附壁气力输粉套管，其特征在于，所述的气力输粉套管包括外管路系统和内管路系统，二者均为单元拼装式结构；外管路系统和内管路系统之间的气道通入高压气体，高压气体通过内管路系统管壁的环形通道沿其内壁吹入内管路系统内，在其内壁形成高速稳定的气膜,阻止粉末与内壁接触从而防止粉末粘附在内壁，环形气膜同时也起到汇聚粉末的作用，能完全避免粉末和内管路内壁之间的接触，避免粉末附壁现象的发生；
所述的外管路系统包括外管路a(2)、外管路b(1)和外管路c(7)；
所述的内管路系统是粉末运输管路，粉末输送到内管路系统中配合管路中的高压气体将粉末向前输送，包括首尾部分的内管路a(4)、内管路c(8)，和中部内管路b(6)；所述的位于首部内管路a(4)主体结构是圆环形，其内侧边缘处设置两圈定位槽，两圈定位槽均未贯穿环壁；螺钉(5)穿过外管路a(2)后，螺钉(5)端部顶在远离内侧端部沿圆周方向设置的定位槽上，将内管路a(4)和外管路a(2)进行定位联接；紧定螺钉a(3)穿过内管路b(6)大径端后，紧定螺钉a(3)端部顶在靠近内侧端部沿圆周方向均匀的定位槽上，将内管路a(4)和内管路b(6)进行定位联接；所述的内管路b(6)的个数根据需要调整，内管路b(6)主体结构是锥形环结构，大径端沿圆周方向均匀设置螺纹孔，小径端沿圆周方向均匀设置定位槽，定位槽并未贯穿环壁，紧定螺钉a(3)穿过另一个内管路b(6)大径端螺纹孔后，端部顶在定位槽上，进行定位联接；所述的位于尾部的内管路c(8)主体结构是锥形环结构，其大径端外部设置环形圆柱体凸台，凸台外表面设置螺纹结构，沿凸台圆周方向均匀设置螺纹孔，大径端外部通过螺纹结构和外管路c(7)的非台阶表面通过螺纹联接，大径端内部和内管路b(6)的小径端联接：紧定螺钉b(9)穿过螺纹孔顶在内管路b(6)小径端的定位槽上进行安装定位；所述的内管路a(4)的内径与内管路b(6)小径端内径为同一尺寸，内管路b(6)和内管路c(8)内壁锥度相同；
所述的外管路系统包括首尾部分的外管路a(2)、外管路c(7)，和中部外管路b(1)，三者主体结构均为圆环结构，具有相同的外径和内径尺寸；所述的外管路a(2)外侧端沿圆周方向均匀设置用于通过螺钉(5)的阶梯螺纹通孔，内侧端设置外凹台阶结构，台阶表面设置外螺纹与外管路b(1)的内凹台阶结构上的内螺纹联接；所述的外管路b(1)一端设置外凹台阶结构，台阶表面设置外螺纹，另一端设置内凹台阶结构，台阶表面设置内螺纹；所述的外管路c(7)外侧端在圆环内表面设置内螺纹与内管路c(8)的外螺纹联接，内侧端设置内凹台阶结构，台阶表面设置螺纹结构与外管路b(1)的外凹台阶结构表面的外螺纹联接；
所述内管路a(4)和内管路b(6)大径端联接处的环形间隙作为风道，内管路b(6)小径端和内管路c(8)大径端联接处的环形间隙作为风道，外管路c(7)和内管路b(6)之间的环形间隙作为风道，用于通过高压气体；所述内管路c(8)外置环形凸台阻止高压气体的通过；
所述的内管路b(6)和外管路b(1)起到调节管道长度的作用，通过调整内管路b(6)和外管路b(1)的数量决定管路长度。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20200519 Termination date: 20210326 |