CN1603008A - 气体动力粉末喷涂装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种气体动力粉末喷涂装置，具有压缩气源、送粉器、喷涂机构，喷涂机构包括气体加热器和超音速喷嘴，气体加热器和超音速喷嘴为同轴设置的刚性连接结构，气体加热器包括金属壳体、加热元件和电热绝缘体，金属壳体一端与超音速喷嘴同轴固定，另一端装有载气接头和送粉接头，安装于金属壳体内的电热绝缘体为两个同轴套装的内、外筒构成，内筒的中心开有通道，送粉管路经由通道两端分别连接送粉器和超音速喷嘴，内筒外壁开有与压缩气源相通的沟槽式气体直通通道，加热元件置于沟槽式气体直通通道中。本发明拓宽工业应用领域，减轻设备重量，简化设计结构和设备维护，提高喷涂效率，适用于机械、能源、冶金等工业，可以制备单层、多层涂层。
Description
技术领域
本发明涉及材料的表面喷涂处理，具体地说是一种气体动力粉末喷涂装置。
背景技术
在现有技术中，与气体动力喷涂装置的相关专利文献：1、俄罗斯专利，专利号1674585(ΠатентРФ № 1674585，ΜΚИC 23C 26/00，1989.)；2、中国专利申请，申请号01128130.8。上述装置的主要结构包括压缩气源、送粉器、超音速喷嘴、工作气体加热器，以及粉末粒子调速系统(包含控制阀)，上述装置的结构缺点在于其技术与功能的局限性，它实际上由长的导管制作的加热器，内部是一个工作气体流通管道，这增加了加热器的尺寸及重量，使其灵活的运用变得复杂。
气体动力粉末喷涂装置，俄罗斯专利，专利号2190695(ПатентРФ № 2190695，МКИC 23C 26/00，20.04.2000Γ.)，由一个喷涂机构和控制装置组成，两者之间由软管连接，喷涂机构为可远距离控制便携手动式，由超音速喷嘴和气体加热器刚性连接构成，上述结构的缺点在于超音速喷嘴和加热器不是同轴固定的，粉末由软管从送粉器送到喷嘴，气体加热器的电热绝缘体带直通气体导管，使加热元件很难安装于其中，而在电热绝缘体的管道中加工平行的通气管路也增加了技术上的难度，而超音速喷嘴与气体加热器不同轴降低装置的工作效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种气体动力粉末喷涂装置，可以增加气体动力喷涂装置的应用前景，简化结构，减少重量，提高可维护性，以及增加设备的工作效率。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种气体动力粉末喷涂装置，具有压缩气源、送粉器、喷涂机构，所述喷涂机构包括气体加热器和超音速喷嘴，气体加热器和超音速喷嘴为同轴设置的刚性连接结构，气体加热器包括金属壳体、加热元件和电热绝缘体，金属壳体一端与超音速喷嘴同轴固定，另一端装有载气接头和送粉接头，安装于金属壳体内的电热绝缘体为两个同轴套装的内、外筒构成，内筒的中心开有通道，送粉管路穿过通道，其两端分别连接送粉器和超音速喷嘴，内筒外壁开有与压缩气源相通的沟槽式气体直通通道，加热元件置于沟槽式气体直通通道中。
所述加热元件为螺旋式结构。
所述金属壳体与超音速喷嘴连接处的侧壁安装有温度传感器。
所述金属壳体侧面连有手柄，其上安装有送粉控制钮。
所述内、外筒为表面带电热绝缘涂层的金属圆筒，或者为表面经微弧氧化工艺获得电热绝缘涂层的有色金属合金圆筒。
所述内筒为表面带电热绝缘涂层的金属圆筒，或者为表面经微弧氧化工艺获得电热绝缘涂层的有色金属合金圆筒；外筒由陶瓷制成。
所述气体直通通道为2～12个均布，平行设置。
本发明原理是：利用压缩气体经过加热携带粉末，通过超音速喷嘴高速运动到达基体表面，粉末粒子高速运动轰击基体表面，粒子在高速动能与热能的作用下瞬间产生塑性变形，使粒子焊接在基体的表面形成涂层。
本发明具有如下优点：
1、本发明独特设计的喷涂机构拓宽了工业应用领域，减轻了设备重量，便于携带，简化了设计结构和设备维护，提高了喷涂效率。
2、本发明喷涂机构的气体加热器和超音速喷嘴为同轴设置的刚性连接结构，气体加热器设有加热元件和电热绝缘体，电热绝缘体内筒的中心有直通通道，为送粉器到超音速喷嘴通过气体，并实现超音速喷嘴与气体加热器同轴，保证了预热的气体流与气-粉末混合物流方向一致，提高了设备的技术性能，增加了其工作效率。
3、本发明提出了气体加热器的电热绝缘体的设计，提高了其可加工和装配的技术性以及使其可以用任何具有电绝缘性和热稳定性材料制成表面涂层，例如，有色金属(铝或钛)用微弧氧化表面处理。因此，内、外筒的电热绝缘体可以用不同的材料的组合而制成。
4、本发明粉末气体动力喷涂的便携式装置，适用于机械、能源、冶金等工业，可以制备各种功能的单层、多层涂层。
5、本发明电热绝缘体的内、外筒采用了可分离式结构，便于加热元件在气管通道内的安装，也便于采用等离子喷涂或是微弧氧化方法获得不同性能的隔热层，从而达到喷涂各种粉末的要求。
附图说明
图1是气体动力粉末喷涂装置的喷涂机构。
图2是图1的A-A剖视图。
图3是本发明另一实施例示意图。
具体实施方式
实施例1
气动力粉末喷涂装置由压缩气源、送粉器、远距离操作的便携式喷涂机构、通气软管和电缆连接部分、操作控制部分等构成。如图1～2所示，远距离操作的便携式喷涂机构由气体加热器1、金属壳体2、电热绝缘体3、沟槽式气体直通通道4、加热元件5、载气接头6、温度传感器7、送粉控制钮8、与气体加热器1刚性连接的超音速喷嘴9、内筒10、送粉接头11、送粉管路12、外筒13、手柄14等构成，喷涂机构的气体加热器1和超音速喷嘴9为同轴设置的刚性连接结构，气体加热器1包括金属壳体2、加热元件5和电热绝缘体3，加热元件5和电热绝缘体3安装于金属壳体2内，金属壳体2一端与超音速喷嘴9同轴固定，另一端装有载气接头6和送粉接头11，气体加热器1包括加热元件5和电热绝缘体3，电热绝缘体3为两个同轴套装的内、外筒10、13一个套于另一个中组成，内筒10的中心开有通道，送粉管路12穿过通道，其两端分别连接送粉器和超音速喷嘴9，内筒10外壁开有与压缩气源相通的沟槽式气体直通通道4，气体直通通道4为6个均布，平行设置，加热元件5置于沟槽式气体直通通道4中，加热元件5为螺旋式结构，超音速喷嘴9包括收缩段91、喉部92、扩张段93(本实施例采用申请号为01128130.8的中国专利申请中所述的超音速喷嘴)，金属壳体2与超音速喷嘴9连接处的侧壁安装有温度传感器7，金属壳体2侧面连有手柄14，其上安装有送粉控制钮8。
本发明气动力粉末喷涂装置操作如下：
先把供粉管与压缩气源气管与此装置的载气接头6和送粉接头11相连，需要的工作气体温度与压力参数输入控制机构，压缩气体送入送粉器与喷涂机构，工作气体经由气体直通通道4进入超音速喷嘴9，气体与粉末粒子混合双相流从送粉器经由安装于中心开放式通道的送粉管路12流入超音速喷嘴9，通过气体预热，使气体与粉末混合流加速达到超音速，从而使粒子沉积于基材表面。
如图2所示，电热绝缘体3的内筒10为表面带电热绝缘涂层或经表面处理的有色金属合金(如微弧氧化处理)的金属圆筒，外筒13由陶瓷制成。
实施例2
与实施例1中图2不同之处是：
如图3所示，电热绝缘体3的内、外筒10、13为表面带电热绝缘涂层或经表面处理的有色金属合金(如微弧氧化处理)的金属圆筒。
Claims (7)
1、一种气体动力粉末喷涂装置，具有压缩气源、送粉器、喷涂机构，其特征在于：所述喷涂机构包括气体加热器(1)和超音速喷嘴(9)，气体加热器(1)和超音速喷嘴(9)为同轴设置的刚性连接结构，气体加热器(1)包括金属壳体(2)、加热元件(5)和电热绝缘体(3)，金属壳体(2)一端与超音速喷嘴(9)同轴固定，另一端装有载气接头(6)和送粉接头(11)，安装于金属壳体(2)内的电热绝缘体(3)为两个同轴套装的内、外筒(10、13)构成，内筒(10)的中心开有通道，送粉管路(12)穿过通道，其两端分别连接送粉器和超音速喷嘴(9)，内筒(10)外壁开有与压缩气源相通的沟槽式气体直通通道(4)，加热元件(5)置于沟槽式气体直通通道(4)中。
2、按照权利要求1所述气体动力喷涂装置，其特征在于：所述加热元件(5)为螺旋式结构。
3、按照权利要求1所述气体动力喷涂装置，其特征在于：所述金属壳体(2)与超音速喷嘴(9)连接处的侧壁安装有温度传感器(7)。
4、按照权利要求1所述气体动力喷涂装置，其特征在于：所述金属壳体(2)侧面连有手柄(14)，其上安装有送粉控制钮(8)。
5、按照权利要求1所述气体动力喷涂装置，其特征在于：所述内、外筒(10、13)为表面带电热绝缘涂层的金属圆筒，或者为表面经微弧氧化工艺获得电热绝缘涂层的有色金属合金圆筒。
6、按照权利要求1所述气体动力喷涂装置，其特征在于：所述内筒(10)为表面带电热绝缘涂层的金属圆筒，或者为表面经微弧氧化工艺获得电热绝缘涂层的有色金属合金圆筒；外筒(13)由陶瓷制成。
7、按照权利要求1所述气体动力喷涂装置，其特征在于：所述气体直通通道(4)为2～12个均布，平行设置。
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