CN113122793A - 一种爆炸喷涂装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种爆炸喷涂装置，包括预爆管和喷枪。预爆管为一端封闭、另一端与喷枪相连的密封圆管，且设有进气管、吹扫管、送粉管、点火器及水冷套管；喷枪上设有进气管及水冷套管。该装置工作时，混气填满预爆管和喷枪后由点火器引燃形成爆震波，使粉末第一次加速；爆震波经预爆管出口传出时立刻解耦、膨胀，形成的膨胀波会向预爆管上游传播，到达粉末附近时与粉末后面的高压燃烧产物形成压力差，使粉末二次加速；爆震波解耦后，在喷枪内将产生新的爆震波，其传出喷枪后立刻膨胀，形成的膨胀波向喷枪上游传播，此时粉末已飞行至喷枪内，可使其三次加速，最终轰击到工件表面形成涂层。本装置可使粉末有较高的飞行速度，进而提高涂层性能。

Description

一种爆炸喷涂装置

技术领域

本发明提供一种爆炸喷涂装置，涉及爆炸喷涂技术领域。

背景技术

爆炸喷涂是将燃气(一般为乙炔)和氧化剂(空气或氧气)预混后送入一端封闭、另一端开口的密封圆管内，由点火器引燃混气爆炸产生高温高压气流，将喷涂粉末升温、加速，使粉末高速轰击到工件表面形成涂层的工艺。

相较于超音速火焰喷涂、等离子喷涂等热喷涂技术，爆炸喷涂可使粉末飞行速度更高，可达600-1000米每秒，更高的飞行速度意味着粉末轰击到工件表面后形成的涂层更致密、孔隙率更低，与工件结合强度更高。目前爆炸喷涂技术主要应用于国内航空航天制造企业以及部分高校科研院所中，例如航空发动机的涡轮，长期工作在高温高压环境下，涂层的好坏直接影响其使用寿命。随着工业技术的发展，今后会对航发涡轮提出更高的性能要求，而传统的爆炸喷涂技术使粉末加速有限，形成的涂层可能不再适用于涡轮所处工况，因此，提高粉末飞行速度显得尤为重要。

发明内容

为了完善上述不足，本发明提供一种爆炸喷涂装置，包括预爆管(1)和喷枪(5)，所述预爆管(1)设有预爆管进气管(2-1)、点火器(3)、预爆管水冷套管(4-1)、吹扫管(6)、及送粉管(7)，且其一端封闭，另一端与所述喷枪(5)同轴相连，所述预爆管进气管(2-1)用来供给所述预爆管(1)所需的燃料及氧化剂，所述点火器(3)用于引爆混气，所述预爆管水冷套管(4-1)用于冷却所述预爆管(1)，所述吹扫管(6)用于吹除所述预爆管(1)及所述喷枪(5)内的残余粉末及燃烧产物，所述送粉管(7)用于轴向输送粉末；所述喷枪(5)设有喷枪进气管(2-2)和喷枪水冷套管(4-2)，所述喷枪进气管(2-2)用来供给所述喷枪(5)所需的燃料及氧化剂，所述喷枪水冷套管(4-2)用于冷却所述喷枪(5)。

所述的一种爆炸喷涂装置，其特征在于，该装置使得爆震波从所述预爆管(1)出口传出后，可引爆所述喷枪(5)内的混气形成新的爆震波。

所述的一种爆炸喷涂装置，其特征在于，所述预爆管(1)的内径为8-10毫米，长度为200-300毫米，所述喷枪(5)的内径为所述预爆管(1)内径的2-3倍，长度为500-700毫米，以确保爆震波从所述预爆管(1)出口传出后能够在所述喷枪(5)内二次起爆。

所述的一种爆炸喷涂装置，其特征在于，该装置在没有安装收缩喷管及拉伐尔喷管的情况下，可使粉末加速三次，有效提升了粉末的飞行速度。

所述的一种爆炸喷涂装置，其特征在于，该装置在低频率喷涂时，可只通过所述预爆管进气管(2-1)来填充所述预爆管(1)及所述喷枪(5)，在高频率喷涂时，通过所述预爆管进气管(2-1)来填充所述预爆管(1)，通过所述喷枪进气管(2-2)填充所述喷枪(5)，以减少填充时间，提高喷涂效率。

本发明的有益效果：

该装置在低频工作时，燃料及氧化剂预混后经预爆管进气管传到预爆管及喷枪内，由点火器引燃形成爆震波，使粉末第一次加速；爆震波从预爆管出口传出后立刻解耦、膨胀，形成的膨胀波会向预爆管上游朝着粉末传播，到达粉末附近时与粉末后面的高压燃烧产物形成压力差，使粉末二次加速；爆震波解耦后会在喷枪内引爆混气形成新的爆震波，其向喷枪下游传播至喷枪出口时立刻膨胀，形成的膨胀波向喷枪上游传播，此时粉末已飞行至喷枪内，可使粉末三次加速，最终轰击到工件表面形成涂层；该装置在高频工作时，燃料及氧化剂预混后由预爆管进气管及喷枪进气管分别填充至预爆管及喷枪内，可缩短填充时间，进而提高喷涂频率。本装置相较于传统爆炸喷涂装置，可使粉末共加速三次，提高了粉末飞行速度，从而提高涂层性能，同时还可改变喷涂频率，提高喷涂效率。

附图说明

图1为爆炸喷涂装置示意图。

其中，1为预爆管，2为进气管，3为点火器，4为水冷套管，5为喷枪，6为吹扫管，7为送粉管，2-1预爆管进气管，2-2为喷枪进气管，4-1为预爆管水冷套管，4-2为喷枪水冷套管。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明做进一步描述。

如图1所示，本发明提供一个爆炸喷涂装置，包括预爆管(1)和喷枪(5)，所述预爆管(1)设有预爆管进气管(2-1)、点火器(3)、预爆管水冷套管(4-1)、吹扫管(6)、及送粉管(7)，且其一端封闭，另一端与所述喷枪(5)同轴相连，所述预爆管进气管(2-1)用来供给所述预爆管(1)所需的燃料及氧化剂，所述点火器(3)用于引爆混气，所述预爆管水冷套管(4-1)用于冷却所述预爆管(1)，所述吹扫管(6)用于吹除所述预爆管(1)及所述喷枪(5)内的残余粉末及燃烧产物，所述送粉管(7)用于轴向输送粉末；所述喷枪(5)设有喷枪进气管(2-2)和喷枪水冷套管(4-2)，所述喷枪进气管(2-2)用来供给所述喷枪(5)所需的燃料及氧化剂，所述喷枪水冷套管(4-2)用于冷却所述喷枪(5)。

实施例1如图1所示，该装置在低频工作时，燃料及氧化剂预混后经预爆管进气管传到预爆管及喷枪内，由点火器引燃形成爆震波，使粉末第一次加速；爆震波从预爆管出口传出后立刻膨胀，形成的膨胀波会向预爆管上游朝着粉末传播，到达粉末附近时与粉末后面的高压燃烧产物形成压力差，使粉末二次加速；爆震波膨胀的同时化学反应区与前导激波开始解耦，燃烧波速度开始下降并向喷枪内壁传播形成反射激波，反射激波在喷枪轴线处碰撞汇聚形成三波点，产生的高温高压区向下游传播与前导激波耦合形成新的爆震波，该爆震波向喷枪下游传播至喷枪出口时立刻膨胀，形成的膨胀波向喷枪上游传播，此时粉末已飞行至喷枪内，可使粉末三次加速，最终轰击到工件表面形成涂层。

实施例2如图1所示，该装置在高频工作时，燃料及氧化剂预混后由预爆管进气管及喷枪进气管分别填充至预爆管及喷枪内，之后同实施例1所述。两个进气管供气可缩短填充时间，提高喷涂频率，进而提高喷涂效率。

在没有安装收缩喷管及拉伐尔喷管的情况下，传统爆炸喷涂设备只对粉末加速两次，而本装置可使粉末加速三次，有效提升了粉末的飞行速度，从而提高涂层质量。另外，本装置可根据不同的加工需求使用不同的喷涂频率，适应性更强，效率更高。

Claims (5)

1.一种爆炸喷涂装置，其特征在于，包括预爆管(1)和喷枪(5)，所述预爆管(1)设有预爆管进气管(2-1)、点火器(3)、预爆管水冷套管(4-1)、吹扫管(6)、及送粉管(7)，且其一端封闭，另一端与所述喷枪(5)同轴相连，所述预爆管进气管(2-1)用来供给所述预爆管(1)所需的燃料及氧化剂，所述点火器(3)用于引爆混气，所述预爆管水冷套管(4-1)用于冷却所述预爆管(1)，所述吹扫管(6)用于吹除所述预爆管(1)及所述喷枪(5)内的残余粉末及燃烧产物，所述送粉管(7)用于轴向输送粉末；所述喷枪(5)设有喷枪进气管(2-2)和喷枪水冷套管(4-2)，所述喷枪进气管(2-2)用来供给所述喷枪(5)所需的燃料及氧化剂，所述喷枪水冷套管(4-2)用于冷却所述喷枪(5)。

2.根据权利要求1所述的一种爆炸喷涂装置，其特征在于，该装置使得爆震波从所述预爆管(1)出口传出后，可引爆所述喷枪(5)内的混气形成新的爆震波。

3.根据权利要求1所述的一种爆炸喷涂装置，其特征在于，所述预爆管(1)的内径为8-10毫米，长度为200-300毫米，所述喷枪(5)的内径为所述预爆管(1)内径的2-3倍，长度为500-700毫米，以确保爆震波从所述预爆管(1)出口传出后能够在所述喷枪(5)内二次起爆。

4.根据权利要求1所述的一种爆炸喷涂装置，其特征在于，该装置在没有安装收缩喷管及拉伐尔喷管的情况下，可使粉末加速三次，有效提升了粉末的飞行速度。

5.根据权利要求1所述的一种爆炸喷涂装置，其特征在于，该装置在低频率喷涂时，可只通过所述预爆管进气管(2-1)来填充所述预爆管(1)及所述喷枪(5)，高频率喷涂时，通过所述预爆管进气管(2-1)来填充所述预爆管(1)，通过所述喷枪进气管(2-2)填充所述喷枪(5)，以减少填充时间，提高喷涂效率。

Images