CN115161584B - 一种火焰热喷涂方法及耐空蚀水轮机转轮叶片 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热喷涂技术领域，具体涉及一种火焰热喷涂方法及耐空蚀水轮机转轮叶片。火焰热喷涂方法包括：在喷枪的喷管的水冷套设置多个用于与外部冷却水系统连接的开口，多个开口沿喷管的轴向间隔设置。耐空蚀水轮机转轮叶片的表面涂层由上述的火焰热喷涂方法制备得到。其能够有效地拓宽火焰热喷涂过程中喷枪的冷却组件的有效控温范围，能够适应不同温度的火焰热喷涂操作，并且保障喷枪始终处于正常工作温度，对于提高喷涂质量而言具有积极意义。

Description

一种火焰热喷涂方法及耐空蚀水轮机转轮叶片

技术领域

本发明涉及热喷涂技术领域，具体而言，涉及一种火焰热喷涂方法及耐空蚀水轮机转轮叶片。

背景技术

热喷涂技术是利用热源将喷涂材料加热至熔化或半熔化状态，并以一定的速度喷射沉积到经过预处理的基体表面形成涂层的方法。热喷涂技术在普通材料的表面上，制造一个特殊的工作表面，使其达到防腐、耐磨、减摩、抗高温、抗氧化、隔热、绝缘、导电、防微波辐射等一系功能，同时具有节约材料、节约能源的作用。我们把这种特殊的工作表面叫涂层，把制造这种涂层的工作方法叫热喷涂。热喷涂技术是表面过程技术的重要组成部分之一。

火焰热喷涂是常用的热喷涂技术之一。

在不同的加工过程中，火焰热喷涂的实际温度可能不一样，为了保证涂层的高度均匀性和稳定性，就需要控制好喷涂过程中的温度。

在进行热喷涂的过程中，喷枪的喷嘴需要采用相应的冷却措施，以避免过热。严格来说，不恰当的冷却措施会在一定程度上影响喷出物在物件表面形成的涂层的质量。

有鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种火焰热喷涂方法，其能够有效地拓宽火焰热喷涂过程中喷枪的冷却组件的有效控温范围，能够适应不同温度的火焰热喷涂操作，并且保障喷枪始终处于正常工作温度，对于提高喷涂质量而言具有积极意义。

本发明的第二个目的在于提供一种耐空蚀水轮机转轮叶片，其涂层质量优异，涂层具有更高的均匀性和稳定性，耐空蚀性能得到了进一步的改善。

本发明的实施例是这样实现的：

一种火焰热喷涂方法，其包括：在喷枪的喷管的水冷套设置多个用于与外部冷却水系统连接的开口，多个开口沿喷管的轴向间隔设置。

进一步地，在水冷套内设置阻挡凸缘，阻挡凸缘由水冷套靠近喷管的喷腔的一侧内壁沿其轴向凸出形成，阻挡凸缘沿水冷套的周向连续延伸呈环状。

水冷套内还设置有调节环，调节环与水冷套同心设置，调节环的外环壁与水冷套的远离喷管的喷腔的一侧内壁贴合，调节环的内径大于水冷套的内径，调节环的内径小于阻挡凸缘的外径。沿水冷套的轴向，调节环可滑动地配合于水冷套。

水冷套至少设有两组开口，每组开口至少包括两个开口。两组开口分设于水冷套的两端并位于阻挡凸缘的两侧。

进一步地，沿水冷套的轴向，阻挡凸缘位于水冷套的中部。

进一步地，远离喷管的口部的一组开口中，每个开口均连接有一硬质调节管。硬质调节管的一端与开口固定连接并连通，硬质调节管的另一端设置有滑动密封件以将硬质调节管封闭。滑动密封件中滑动密封地配合有一硬质导向件，硬质导向件的外径小于硬质调节管的内径，硬质导向件的内端与调节环之间通过柔性连接件连接。硬质调节管还设有用于锁定硬质导向件的锁定件。硬质调节管还具有用于与外部冷却水系统连接的支管。

进一步地，调节环具有内腔，调节环位于阻挡凸缘靠近喷管的口部的一侧，靠近喷管的口部的一组开口设于调节环并与调节环的内腔连通。

硬质导向件呈管状，柔性连接件为柔性连接管，柔性连接管将硬质导向件与调节环的内腔连通，且柔性连接管与调节环固定连接。硬质导向件的外端也用于与外部冷却水系统连接。

进一步地，设于调节环的一组开口位于调节环的内环壁，且开口分设于调节环的相对两侧并均朝向调节环的中心轴向设置。

进一步地，沿调节环的轴向，调节环的外环壁的长度大于调节环的内环壁的长度。

进一步地，连接有硬质调节管的开口也分设于水冷套的相对两侧。

进一步地，开口为两组。

一种耐空蚀水轮机转轮叶片，该耐空蚀水轮机转轮叶片的表面涂层由上述的火焰热喷涂方法制备得到。

本发明实施例的技术方案的有益效果包括：

本发明实施例提供的火焰热喷涂方法可以灵活地将沿喷管的轴向间隔设置的开口选择为进口或出口，有效地丰富了冷却水的流动方式，并且有效地增加了开口的覆盖面积，当全部开口都打开处于工作状态时，可以有小弟提高冷却水的进入速度和流出速度，大大提高冷却效果。另外，这样还可以有效地降低相邻的开口之间的区域内的散热压力，有效地避免热量积压，大大提高了冷却效果的均匀性。

通过合理地控制每次开启的开口数量以及烤漆的开口的分布位置，可以有效地改变水冷套的冷却效果，大大拓宽了水冷套的有效控温范围，大大提高了对于不同温度要求的火焰热喷涂工作的适应能力，可以根据不同的火焰热喷涂工作的温度要求对应选择合适程度的冷却能力。

总体而言，本发明实施例提供的火焰热喷涂方法能够有效地拓宽火焰热喷涂过程中喷枪的冷却组件的有效控温范围，能够适应不同温度的火焰热喷涂操作，并且保障喷枪始终处于正常工作温度，对于提高喷涂质量而言具有积极意义。本发明实施例提供的耐空蚀水轮机转轮叶片的涂层质量优异，涂层具有更高的均匀性和稳定性，耐空蚀性能得到了进一步的改善。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的火焰热喷涂方法中使用的水冷套处于第一种冷却状态时的示意图；

图2为图1中的局部放大图；

图3为图1中另一区域的局部放大图；

图4为本发明实施例提供的火焰热喷涂方法中使用的水冷套处于第二种冷却状态时的示意图；

图5为本发明实施例提供的火焰热喷涂方法中使用的水冷套处于第三种冷却状态时的示意图。

附图标记说明：

喷枪100；喷管110；水冷套200；开口210；阻挡凸缘300；调节环400；硬质调节管500；滑动密封件510；硬质导向件520；柔性连接件530；锁定件540；连接柱541；定位块542；螺母543；支管550。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“平行”、“垂直”等并不表示要求部件绝对平行或垂直，而是可以稍微倾斜。如“平行”仅仅是指其方向相对“垂直”而言更加平行，并不是表示该结构一定要完全平行，而是可以稍微倾斜。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

“大致”、“基本”等用语旨在说明相关内容并不是要求绝对的精确，而是可以有一定的偏差。例如：“大致等于”并不仅仅表示绝对的相等，由于实际生产、操作过程中，难以做到绝对的“相等”，一般都存在一定的偏差。因此，除了绝对相等之外，“大致等于”还包括上述的存在一定偏差的情况。以此为例，其他情况下，除非有特别说明，“大致”、“基本”等用语均为与上述类似的含义。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

请参照图1和图2，本实施例提供一种火焰热喷涂方法，火焰热喷涂方法在传统的火焰热喷涂方法的基础上，对冷却手段做了改进，具体的，包括：在喷枪100的喷管110的水冷套200设置多个用于与外部冷却水系统连接的开口210，多个开口210沿喷管110的轴向间隔设置。

通过该设计，可以灵活地将沿喷管110的轴向间隔设置的开口210选择为进口或出口，有效地丰富了冷却水的流动方式，并且有效地增加了开口210的覆盖面积，当全部开口210都打开处于工作状态时，可以有小弟提高冷却水的进入速度和流出速度，大大提高冷却效果。另外，这样还可以有效地降低相邻的开口210之间的区域内的散热压力，有效地避免热量积压，大大提高了冷却效果的均匀性。

通过合理地控制每次开启的开口210数量以及烤漆的开口210的分布位置，可以有效地改变水冷套200的冷却效果，大大拓宽了水冷套200的有效控温范围，大大提高了对于不同温度要求的火焰热喷涂工作的适应能力，可以根据不同的火焰热喷涂工作的温度要求对应选择合适程度的冷却能力。

总体而言，火焰热喷涂方法能够有效地拓宽火焰热喷涂过程中喷枪100的冷却组件的有效控温范围，能够适应不同温度的火焰热喷涂操作，并且保障喷枪100始终处于正常工作温度，对于提高喷涂质量而言具有积极意义。

请结合图1～图5，在本实施例中，在水冷套200内设置阻挡凸缘300，阻挡凸缘300由水冷套200靠近喷管110的喷腔的一侧内壁沿其轴向凸出形成，阻挡凸缘300沿水冷套200的周向连续延伸呈环状。

水冷套200内还设置有调节环400，调节环400与水冷套200同心设置，调节环400的外环壁与水冷套200的远离喷管110的喷腔的一侧内壁贴合，调节环400的内径大于水冷套200的内径，调节环400的内径小于阻挡凸缘300的外径。沿水冷套200的轴向，调节环400可滑动地配合于水冷套200。

水冷套200至少设有两组开口210，在本实施例中，开口210为两组。可以理解，在本发明其他的实施例中，开口210的数量可以根据实际需要灵活进行选择。

具体的，每组开口210至少包括两个开口210，在本实施例中，每组开口210包括两个开口210。两组开口210分设于水冷套200的两端并位于阻挡凸缘300的两侧。

沿水冷套200的轴向，阻挡凸缘300位于水冷套200的中部。

远离喷管110的口部的一组开口210中，每个开口210均连接有一硬质调节管500。硬质调节管500的一端与开口210固定连接并连通，硬质调节管500的另一端设置有滑动密封件510以将硬质调节管500封闭。滑动密封件510中滑动密封地配合有一硬质导向件520，硬质导向件520的外径小于硬质调节管500的内径，硬质导向件520的内端与调节环400之间通过柔性连接件530连接。硬质调节管500还设有用于锁定硬质导向件520的锁定件540。硬质调节管500还具有用于与外部冷却水系统连接的支管550。

调节环400具有内腔，调节环400位于阻挡凸缘300靠近喷管110的口部的一侧，靠近喷管110的口部的一组开口210设于调节环400并与调节环400的内腔连通。

硬质导向件520呈管状，柔性连接件530为柔性连接管，柔性连接管将硬质导向件520与调节环400的内腔连通，且柔性连接管与调节环400固定连接。硬质导向件520的外端也用于与外部冷却水系统连接。

进一步地，设于调节环400的一组开口210位于调节环400的内环壁，且开口210分设于调节环400的相对两侧并均朝向调节环400的中心轴向设置。沿调节环400的轴向，调节环400的外环壁的长度大于调节环400的内环壁的长度，该结构是的调节环400更加稳定。连接有硬质调节管500的开口210也分设于水冷套200的相对两侧。

在使用过程中，可以根据具体情况切换成不同的冷却状态，以提供不同的冷却效果。

第一种冷却状态为：通过将硬质导向件520向外拉出，可以通过柔性连接件530拉动调节环400使调节环400与阻挡凸缘300二者侧壁相贴合，利用锁定件540将硬质导向件520轴向锁定，即达到稳定状态。此时，水冷套200的内部被阻挡凸缘300和调节环400分割为两段。通过利用一侧的支管550进冷却水，另一侧的支管550排水，可以完成对远离喷管110口部的这一部分的冷却。而通过一侧的硬质导向件520进冷却水，另一侧的硬质导向件520排水，可以完成对靠近喷管110口部的这一部分的冷却。这样的话，水冷套200全段仍然处于正常工作的状态。不同的是，此时的水冷套200可以看做是被划分成了两段，每一段长度仅为之前的一半，冷却压力大大降低，冷却效果有效提高，适用于对冷却要求较高的情况。

第二种冷却状态为：通过将硬质导向件520向内推入，可以释放调节环400便于调节环400沿水冷套200的轴向运动，利用锁定件540将硬质导向件520轴向锁定，即达到锁定状态。此时，将两侧的硬质导向件520关闭，利用一侧的支管550进冷却水，另一侧的支管550排水。在水冷推动下，调节环400与阻挡凸缘300分开，冷却水充满整个水冷套200，可以完成对整个水冷套200的冷却。相比于第一种冷却状态，冷却段更长，冷却水量下降，冷却效果随之下降，适用于对冷却要求更低的情况。

第三种冷却状态为：在第二种冷却状态的基础上，将两侧的硬质导向件520开启并均用于排水，而两侧的硬质调节管500的支管550均用于进冷却水。此时，由于进水部位和出水部位沿着水冷套200的轴向分布，可以有效的保障水冷效果的稳定性，而且增加了进水量并沿着水冷套200的两侧分布，进一步提高了冷却效果。

需要说明的是，支管550和硬质导向件520的进出水选择并不局限于此，还可以根据实际情况灵活选择。

另外，在本实施例中，锁定件540包括连接柱541、定位块542和螺母543。定位块542与硬质导向件520的端部间隔设置，连接柱541固定连接于定位块542和硬质导向件520之间。硬质导向件520穿过定位块542。

螺母543可转动地安装于定位块542，硬质导向件520具有外螺纹并与螺母543螺纹配合，利用螺母543将硬质导向件520轴向锁定。

需要注意的是，硬质导向件520的螺纹位于硬质调节管500之外，在将硬质导向件520进行轴向调节的过程中，硬质导向件520的外螺纹始终在硬质调节管500之外，定位块542与硬质导向件520的端部之间的间隔距离为硬质导向件520的外螺纹的活动提供了空间。

本实施例还提供了一种耐空蚀水轮机转轮叶片，该耐空蚀水轮机转轮叶片的表面涂层由上述的改良了冷却错失的火焰热喷涂方法制备得到。

综上所述，本发明实施例提供的火焰热喷涂方法能够有效地拓宽火焰热喷涂过程中喷枪100的冷却组件的有效控温范围，能够适应不同温度的火焰热喷涂操作，并且保障喷枪100始终处于正常工作温度，对于提高喷涂质量而言具有积极意义。本发明实施例提供的耐空蚀水轮机转轮叶片的涂层质量优异，涂层具有更高的均匀性和稳定性，耐空蚀性能得到了进一步的改善。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种火焰热喷涂方法，其特征在于，包括：在喷枪的喷管的水冷套设置多个用于与外部冷却水系统连接的开口，多个所述开口沿所述喷管的轴向间隔设置；在所述水冷套内设置阻挡凸缘，所述阻挡凸缘由水冷套靠近所述喷管的喷腔的一侧内壁沿其轴向凸出形成，所述阻挡凸缘沿所述水冷套的周向连续延伸呈环状；

所述水冷套内还设置有调节环，所述调节环与所述水冷套同心设置，所述调节环的外环壁与所述水冷套的远离所述喷管的喷腔的一侧内壁贴合，所述调节环的内径大于所述水冷套的内径，所述调节环的内径小于所述阻挡凸缘的外径；沿所述水冷套的轴向，所述调节环可滑动地配合于所述水冷套；

所述水冷套至少设有两组所述开口，每组所述开口至少包括两个所述开口；两组所述开口分设于所述水冷套的两端并位于所述阻挡凸缘的两侧。

2.根据权利要求1所述的火焰热喷涂方法，其特征在于，沿所述水冷套的轴向，所述阻挡凸缘位于所述水冷套的中部。

3.根据权利要求1所述的火焰热喷涂方法，其特征在于，远离所述喷管的口部的一组所述开口中，每个所述开口均连接有一硬质调节管；所述硬质调节管的一端与所述开口固定连接并连通，所述硬质调节管的另一端设置有滑动密封件以将所述硬质调节管封闭；所述滑动密封件中滑动密封地配合有一硬质导向件，所述硬质导向件的外径小于所述硬质调节管的内径，所述硬质导向件的内端与所述调节环之间通过柔性连接件连接；所述硬质调节管还设有用于锁定所述硬质导向件的锁定件；所述硬质调节管还具有用于与所述外部冷却水系统连接的支管。

4.根据权利要求3所述的火焰热喷涂方法，其特征在于，所述调节环具有内腔，所述调节环位于所述阻挡凸缘靠近所述喷管的口部的一侧，靠近所述喷管的口部的一组所述开口设于所述调节环并与所述调节环的内腔连通；

所述硬质导向件呈管状，所述柔性连接件为柔性连接管，所述柔性连接管将所述硬质导向件与所述调节环的内腔连通，且所述柔性连接管与所述调节环固定连接；所述硬质导向件的外端也用于与所述外部冷却水系统连接。

5.根据权利要求4所述的火焰热喷涂方法，其特征在于，设于所述调节环的一组所述开口位于所述调节环的内环壁，且所述开口分设于所述调节环的相对两侧并均朝向所述调节环的中心轴向设置。

6.根据权利要求4所述的火焰热喷涂方法，其特征在于，沿所述调节环的轴向，所述调节环的外环壁的长度大于所述调节环的内环壁的长度。

7.根据权利要求4所述的火焰热喷涂方法，其特征在于，连接有所述硬质调节管的所述开口也分设于所述水冷套的相对两侧。

8.根据权利要求4所述的火焰热喷涂方法，其特征在于，所述开口为两组。

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