CN115044855B - 一种电爆喷涂装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电爆喷涂设备技术领域的电爆喷涂装置，旨在解决现有技术中的装置电爆效率较低，整体结构较为复杂，不能够长期持续工作的问题。其包括盘丝轮和设有约束槽的绝缘电爆腔，所述约束槽的一端设有高压电极和第一通道，另一端设有接地电极和第二通道，所述盘丝轮上绕设有载丝带，所述载丝带上设有金属丝，所述载丝带能够通过第一通道和第二通道途经约束槽；所述载丝带在途经约束槽时，所述高压电极和接地电极均与金属丝相贴近；本发明适用于电爆喷涂，能够达到使喷涂材料长期的连续、稳定送进的效果，且稳固性较佳，输送效率高，使得电爆效率更高；同时整体结构紧凑，便于进行安装使用。

Description

一种电爆喷涂装置

技术领域

本发明涉及电爆喷涂设备技术领域，尤其是涉及一种电爆喷涂装置。

背景技术

近年来，电爆技术在材料加工领域得到广泛应用，尤其是表面高速喷涂和纳米粉末的制备，还应用于等离子体聚爆、脉冲强光源等，利用电爆技术进行表面高速喷涂，是一种新兴的表面改性处理方法。

其从原理上看属于热沉积的一种，但又与传统的热沉积方法利用高温、高速焰流使被沉积粒子产生动能和热能不同，电爆炸沉积材料获得能量的方法是利用储能电容器组瞬间放电产生的脉冲大电流对金属丝、箔、导电的粉末材料进行欧姆加热，使材料在很短的时间熔化、气化、爆炸，爆炸产物由于冲击波的作用将会以极高的速度与基体发生碰撞，使得爆炸产生的气相粒子和金属液滴沉积在基体上，从而形成涂层。该涂层是在其基体材料原有特性不变的基础上，赋予其基体表面耐高温、耐腐蚀、耐磨等特殊性能，从而达到表面改性的目的，获得更好的使用价值及经济效益。

目前的电爆喷涂装置是通过利用传送带携带着金属丝穿过设于电极上的通孔的方式来实现连续电爆。但是由于其在工作过程中需要持续地将金属丝与传送带相贴合，因此其电爆效率较低，且整体结构较为复杂，不便于进行使用；同时在长期使用后电爆产生的喷涂材料会堵塞电极孔，进而影响传送的稳定，致使装置不能够长期持续工作，使用效果较差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种电爆喷涂装置，解决当前装置电爆效率较低，整体结构较为复杂，不能够长期持续工作的问题。

为解决上述技术问题，本发明是采用下述技术方案实现的：

本发明提供了一种电爆喷涂装置，包括：盘丝轮和设有约束槽的绝缘电爆腔，所述约束槽的一端设有高压电极和第一通道，另一端设有接地电极和第二通道，所述盘丝轮上绕设有载丝带，所述载丝带上设有金属丝，所述载丝带能够通过第一通道和第二通道途经约束槽；所述载丝带在途经约束槽时，所述高压电极和接地电极均与金属丝相贴近。

进一步的，所述第一通道的轴线、约束槽的轴线和第二通道的轴线均处于同一平面，并顺次连接形成梯形结构。

进一步的，所述载丝带上设有与金属丝相匹配的限位凹槽，所述限位凹槽的深度小于金属丝的宽度。

进一步的，所述约束槽、第一通道和第二通道的宽度均等于载丝带的宽度。

进一步的，包括有拉带机构，所述载丝带在途经约束槽后与拉带机构传动连接，所述拉带机构用于驱动载丝带持续运动。

进一步的，所述拉带机构包括动力源、驱动轮和压丝器；所述驱动轮与动力源传动连接，所述压丝器设置于驱动轮旁侧，用于将载丝带压紧在驱动轮上。

进一步的，所述驱动轮上设有定位环槽，所述定位环槽的深度小于载丝带的厚度，所述定位环槽的宽度大于载丝带的宽度。

进一步的，包括有固定机构，所述固定机构包括夹板和设于夹板间的锁紧组件；所述夹板用于对绝缘电爆腔夹紧固定，所述锁紧组件用于调节夹板间的夹紧力。

进一步的，还包括有同轴导电体，所述同轴导电体包括导电管和设于导电管内的导电棒；所述导电管设于夹板之间，所述夹板由导电材料制成，所述接地电极的一端贯穿至绝缘电爆腔外侧与一夹板连接；所述导电棒外侧设有绝缘层，所述高压电极的一端贯穿至绝缘电爆腔外侧与导电棒的一端连接。

进一步的，所述固定机构还包括多个可相互拼接的约束块，多个约束块上开设有安置槽和与安置槽相连通的喷口；当多个约束块拼接固定后，各安置槽能够拼合形成用于容置所述绝缘电爆腔的通槽，各喷口能够拼合形成用于连通所述约束槽的喷嘴；所述夹板通过对拼接后的约束块进行夹持，以实现对绝缘电爆腔的夹紧固定。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

1、该电爆喷涂装置，通过将电极与金属丝相贴近，可避免电极处的堵塞，从而使电爆产生的喷涂材料不会干扰传送的稳定，让载丝带能够顺利地通过约束槽，使装置能够长期稳定的工作，以此可制备大面积、大厚度的涂层，提高了使用效果；

2、该电爆喷涂装置，通过在载丝带上设置金属丝，从而利用载丝带本身塑性变形的方式，再与金属丝相结合，实现了喷涂材料的连续、稳定送进，对比传统的方式，其稳固性更佳，输送效率高，使得电爆效率更高，且整体结构紧凑，便于进行安装使用；

3、该电爆喷涂装置，通过设置同轴导电体，并将供能系统的输入端与导电棒电连，输出端与导电管电连，可使高压电极和接地电极之间实现同轴，可大大减小回路的电感，降低了供能系统中电容器的能量损失。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明实施例提供的一种电爆喷涂装置的结构示意图；

图2是图1所示电爆喷涂装置中A-A处的剖面示意图；

图3是图1所示电爆喷涂装置的载丝带的剖面示意图；

图4是图1所示电爆喷涂装置的拉带机构的结构示意图；

图中：1、盘丝轮；2、绝缘电爆腔；21、约束槽；22、第一通道；23、第二通道；3、高压电极；4、接地电极；5、载丝带；51、限位凹槽；6、金属丝；7、拉带机构；71、驱动轮；711、定位环槽；72、压丝器；8、固定机构；81、夹板；82、锁紧组件；83、约束块；831、安置槽；832、喷口；9、同轴导电体；91、导电管；92、导电棒；93、绝缘层。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一：

如图1所示，本发明实施例提供了一种电爆喷涂装置，包括：盘丝轮1和设有约束槽21的绝缘电爆腔2，约束槽21的一端设有高压电极3和第一通道22，另一端设有接地电极4和第二通道23，盘丝轮1上绕设有载丝带5，载丝带5上设有金属丝6，载丝带5能够通过第一通道22和第二通道23途经约束槽21；载丝带5在途经约束槽21时，高压电极3和接地电极4与金属丝6相贴近。

需要说明的是，高压电极3和接地电极4可设于金属丝6的同一侧，也可分设于两侧，这里不做具体限定，可根据实际应用情况进行调整。绝缘电爆腔2可采用绝缘塑料进行制造，但不仅限于此，也可采用橡胶、陶瓷等其他具有同等效果的固体绝缘材料制成，同样不做具体限定。

优选的，在本实施例中，绝缘电爆腔2采用高分子量聚乙烯(HDPE-500S)进行制造，其具有良好的耐热性、电绝缘性和化学稳定性；此外硬度、刚度、机械强度和韧性均较佳，还具有易再加工、加热熔化即可回收等特点，属于典型的环保型材质。经实验还发现高分子量聚乙烯的应用使得约束槽21的内表面易于发生消融现象，从而在壁面附近形成一定厚度的蒸汽层，并以稳定的流体形式存在。一、蒸汽层可吸收大量的热量，阻碍向消融表面的热量传输，起到保护槽体的作用；二、由于蒸汽层处大量热量的汇聚，造成约束槽21内外存在较大的温度差和压力差，从而可使爆炸产物获得较高的运动速度，实现远距离喷涂；三、约束槽21内部蒸汽层压强升到一定程度时，蒸汽层沿约束槽21喷射，形成稳定射流，对腔室起到自清理作用。

具体的，使用时，盘丝轮1上的载丝带5能够通过第一通道22和第二通道23从约束槽21内平稳地输入输出；在载丝带5途经约束槽21的过程中，其能够携带着金属丝6从高压电极3和接地电极4的端部经过。当金属丝6运动至高压电极3和接地电极4之间时，向高压电极3输入高压电，于是高压电极3通过气隙击穿的方式向金属丝6内导入电流，继而产生电爆；电爆产生的爆炸产物经过约束槽21的约束，伴随着爆炸冲击波从约束槽21出口定向的喷涂至基体表面，形成涂层，此时完成了单次电爆。在高压电极3和接地电极4之间的金属丝6消耗后，盘丝轮1继续提供进行电爆的金属丝6，而后拉动途经约束槽21后的载丝带5，使其持续的运动，从而将金属丝6连续的输送至两电极之间，周而复始，实现连续电爆喷涂，直至盘丝轮1上的载丝带5用尽。由于将电极与金属丝6的相贴近，可避免电极处的堵塞，从而使电爆产生的喷涂材料不会干扰传送的稳定，保证了载丝带5能够顺利地通过约束槽21，使装置能够长期稳定的工作，以此可制备大面积、大厚度的涂层，提高了使用效果；并利用载丝带5本身塑性变形的方式将其与金属丝6相结合，实现了喷涂材料的连续、稳定送进。

在本实施例中，如图1所示，第一通道22的轴线、约束槽21的轴线和第二通道23的轴线均处于同一平面，并顺次连接形成梯形结构。

具体的，轴线均处于同一平面可使载丝带5在输送过程中紧贴于约束槽21、第一通道22和第二通道23的走带面，从而避免了翻转、褶皱的出现；形成梯形结构，可使载丝带5进出约束槽21时更为平缓，以此降低了卡带的概率。在本实施例中第一通道22和第二通道23与约束槽21之间呈45度，但不仅限于此，可相应进行调整。

在本实施例中，如图1所示，约束槽21、第一通道22和第二通道23的宽度均等于载丝带5的宽度。其目的在于，可对载丝带5起到良好的限位作用，使其在输送过程中不会左右偏移，从而避免了载丝带5在爆炸过程中出现抖动，进而导致断裂的问题发生。

在本实施例中，如图1和图3所示，载丝带5上设有与金属丝6相匹配的限位凹槽51，限位凹槽51的深度小于金属丝6的宽度。

具体的，载丝带5为带有圆弧型限位凹槽51的平带，可由柔性绝缘塑料制成，优选为聚乙烯；通过将金属丝6固定于限位凹槽51中，既可达到良好的固定效果，不易脱落，又不会干扰电爆的进行，从而提高了送料的稳定性，便于进行使用。

在本实施例中，如图1和图4所示，为了进一步提高装置的电爆效率和自动化效果，还包括有拉带机构7，载丝带5在途经约束槽21后与拉带机构7传动连接，拉带机构7用于驱动载丝带5持续运动。

拉带机构7包括动力源、驱动轮71和压丝器72；驱动轮71与动力源传动连接，压丝器72设置于驱动轮71旁侧，用于将载丝带5压紧在驱动轮71上。

需要说明的是，在本实施例中动力源带动驱动轮71进行转动，其为直流减速电机，但不仅限于此，也可是伺服电机等其他具有同等驱动效果的部件，这里不做具体限定。

具体的，工作时压丝器72将载丝带5压紧在驱动轮71上，驱动轮71在动力源的带动下进行转动，从而对载丝带5赋予动力，据此载丝带5可持续的被拉动，从而实现了持续输送。

在本实施例中，如图4所示，驱动轮71上设有定位环槽711，定位环槽711的深度小于载丝带5的厚度，定位环槽711的宽度大于载丝带5的宽度。

具体的，宽度的设置使载丝带5可被完全定位于定位环槽711中，避免了载丝带5从驱动轮71上脱离的情况发生，在本实施例中设定其为载丝带5宽度的1.5-3倍，具体可根据应用情况进行相应调整。深度的设置使载丝带5既可被定位于定位环槽711中，又可被压丝器72压紧，从而保障了载丝带5与驱动轮71的充分贴合，使输送稳定进行，在本实施例中设定其为载丝带5厚度的0.5倍，同样可根据应用情况进行相应调整。

实施例二：

如图1,2所示，本实施例提供了一种电爆喷涂装置，其与实施例一的不同之处在于，还包括有固定机构8，固定机构8包括夹板81和设于夹板81间的锁紧组件82；夹板81用于对绝缘电爆腔2夹紧固定，锁紧组件82用于调节夹板81间的夹紧力。

具体的，在本实施例中锁紧组件82为螺栓螺母组件，螺栓在穿过两个夹板81上开设的通孔后与螺母螺纹连接，通过调节螺母的拧紧程度可对应调节夹紧力，其简化了结构，降低了装配的难度。

作为本发明的一种实施例，为了提高夹持的稳固性，固定机构8还包括多个可相互拼接的约束块83，多个约束块83上开设有安置槽831和与安置槽831相连通的喷口832；当多个约束块83拼接固定后，各安置槽831能够拼合形成用于容置绝缘电爆腔2的通槽，各喷口832能够拼合形成用于连通约束槽21的喷嘴；夹板81通过对拼接后的约束块83进行夹持，以实现对绝缘电爆腔2的夹紧固定。

具体的，通槽为与绝缘电爆腔2相对应的圆柱体状，而多个约束块83在拼接后的整体为长方体状，以此可便于夹板81施加压力，约束块83同样可由绝缘固体材料制成，如聚乙烯、橡胶等。喷嘴与约束槽21的尺寸大小相对应，以此可使约束块83对绝缘电爆腔2形成全覆盖，提高了固定效果。

如图1所示，为降低供电时产生的电感，本发明实施例提供的电爆喷涂装置，具体地可以包含有同轴导电体9，同轴导电体9包括导电管91和设于导电管91内的导电棒92；导电管91设于夹板81之间，夹板81由导电材料制成，接地电极4的一端贯穿至绝缘电爆腔2外侧与一夹板81连接；导电棒92外侧设有绝缘层93，高压电极3的一端贯穿至绝缘电爆腔2外侧与导电棒92的一端连接。

需要说明的是，接地电极4与夹板81以及高压电极3与导电棒92之间可为固定连接也可为可拆卸连接；当其为可拆卸连接时，夹板81和导电棒92上分别设有螺纹孔，接地电极4和高压电极3通过与螺纹孔螺纹连接的方式实现可拆卸连接；但不仅限于此，也可通过卡槽、锁扣或螺栓等部件进行实现，可根据实际需要进行相应调整。导电材料可为银、铜、铝等金属材料，也可为合金或非金属材料，只要其导向性能和材料强度满足使用需求即可，这里不做具体限定。

具体的，使用时可将供能系统的输入端与导电棒92电连，输出端与导电管91电连。从而使高压电极3和接地电极4之间实现了同轴，可大大减小回路的电感，降低了供能系统中电容器的能量损失。绝缘层93可避免导电管91和导电棒92之间出现短路，保障了供电的稳定性。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种电爆喷涂装置，其特征在于，包括：盘丝轮（1）和设有约束槽（21）的绝缘电爆腔（2），所述约束槽（21）的一端设有高压电极（3）和第一通道（22），另一端设有接地电极（4）和第二通道（23），所述盘丝轮（1）上绕设有载丝带（5），所述载丝带（5）上设有金属丝（6），所述载丝带（5）能够通过第一通道（22）和第二通道（23）途经约束槽（21）；所述载丝带（5）在途经约束槽（21）时，所述高压电极（3）和接地电极（4）均与金属丝（6）相贴近；

包括有拉带机构（7），所述载丝带（5）在途经约束槽（21）后与拉带机构（7）传动连接，所述拉带机构（7）用于驱动载丝带（5）持续运动，所述第一通道（22）的轴线、约束槽（21）的轴线和第二通道（23）的轴线均处于同一平面，并顺次连接形成梯形结构。

2.根据权利要求1所述的电爆喷涂装置，其特征在于，所述载丝带（5）上设有与金属丝（6）相匹配的限位凹槽（51），所述限位凹槽（51）的深度小于金属丝（6）的宽度。

3.根据权利要求1所述的电爆喷涂装置，其特征在于，所述约束槽（21）、第一通道（22）和第二通道（23）的宽度均等于载丝带（5）的宽度。

4.根据权利要求1所述的电爆喷涂装置，其特征在于，所述拉带机构（7）包括动力源、驱动轮（71）和压丝器（72）；

所述驱动轮（71）与动力源传动连接，所述压丝器（72）设置于驱动轮（71）旁侧，用于将载丝带（5）压紧在驱动轮（71）上。

5.根据权利要求4所述的电爆喷涂装置，其特征在于，所述驱动轮（71）上设有定位环槽（711），所述定位环槽（711）的深度小于载丝带（5）的厚度，所述定位环槽（711）的宽度大于载丝带（5）的宽度。

6.根据权利要求1-5任一项所述的电爆喷涂装置，其特征在于，包括有固定机构（8），所述固定机构（8）包括夹板（81）和设于夹板（81）间的锁紧组件（82）；所述夹板（81）用于对绝缘电爆腔（2）夹紧固定，所述锁紧组件（82）用于调节夹板（81）间的夹紧力。

7.根据权利要求6所述的电爆喷涂装置，其特征在于，还包括有同轴导电体（9），所述同轴导电体（9）包括导电管（91）和设于导电管（91）内的导电棒（92）；

所述导电管（91）设于夹板（81）之间，所述夹板（81）由导电材料制成，所述接地电极（4）的一端贯穿至绝缘电爆腔（2）外侧与一夹板（81）连接；

所述导电棒（92）外侧设有绝缘层（93），所述高压电极（3）的一端贯穿至绝缘电爆腔（2）外侧与导电棒（92）的一端连接。

8.根据权利要求7所述的电爆喷涂装置，其特征在于，所述固定机构（8）还包括多个可相互拼接的约束块（83），多个约束块（83）上开设有安置槽（831）和与安置槽（831）相连通的喷口（832）；

当多个约束块（83）拼接固定后，各安置槽（831）能够拼合形成用于容置所述绝缘电爆腔（2）的通槽，各喷口（832）能够拼合形成用于连通所述约束槽（21）的喷嘴；

所述夹板（81）通过对拼接后的约束块（83）进行夹持，以实现对绝缘电爆腔（2）的夹紧固定。