CN209081965U - 一种爆炸喷涂装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出一种爆炸喷涂装置，包括喷管，所述喷管为一端密封的空芯管体，所述喷管形成的爆炸腔体包括爆轰端和喷射端，所述爆轰端设置有喷涂粉末供给单元、进气管和点火器，所述喷涂粉末供给单元用于沿所述喷管的轴向向所述喷管内输送喷涂粉末，所述进气管用于向爆炸腔体提供可燃气体，所述点火器用于引爆所述可燃气体。本实用新型所述爆炸喷涂装置采用高频电磁阀取代了传统的凸轮‑阀门系统，阀门的进气时间及关闭时间能够大范围调节。同时，为了防止回火的发生，设计了特殊的进气模块，根据爆轰波传播机理及熄爆原理采用带弯角小直径管道管道壁强制水冷，进行熄爆，爆轰波转为爆燃波，并进一步熄灭。
Description
技术领域
本实用新型涉及热喷涂技术领域，尤其涉及一种爆炸喷涂装置。
背景技术
爆炸喷涂是将燃气和氧气(或空气)混合送入一端封闭的无缝钢管内，由火花塞点燃混合气体爆炸产生高速高温气流，将喷涂粉末热加速，使粉末颗粒以较高的温度和速度轰击到零件表面形成涂层的工艺。
根据燃烧的激烈程度将可燃气体的燃烧过程分为：普通燃烧过程、爆燃过程、普通爆炸过程和爆轰过程。其中爆轰过程是最激烈和最不易获得的，以氧气和乙炔为例，在爆炸过程中爆炸中心的温度高达3500℃以上，爆轰波产生的速率在1500m/s以上。研究表明在一端封闭的长1m-2m的管子中充满氧气和乙炔，在封闭端点燃该混合气体可以获得爆轰过程，同时产生爆轰波。
现有技术中爆炸喷涂设备一般采用机械传动的凸轮-阀门体系，利用电机带动的凸轮-阀门体系，控制气门开闭。对凸轮-阀门机械加工要求较高，还要求良好的密封性，系统复杂，维护繁琐。一般采用氮气作为清扫气体，有效隔开了未反应气体与燃烧气体，避免了燃烧界面沿进气通道反向传递，以及对腔体进行降温，过高的腔体温度会导致氧乙炔混合气体的自燃，在火花塞点火前已经发生自燃，从而破坏稳定的脉冲爆炸。但是惰性气体在一定程度上稀释了爆炸腔内燃料气体与氧气混合物的浓度，因而导致爆炸产物温度远低于理论温度。
此外，专利申请号为：CN201810220847.9的发明专利公开了一种爆炸喷涂装置，包括发射单元、喷管和弹体，所述发射单元连接着喷管，喷管上连接着粉末供给单元；所述粉末供给单元用于向喷管内输送喷涂粉末，发射单元用于引爆所述弹体，弹体爆炸产生的爆炸波在喷管中推动并加热喷涂粉末射向工件形成涂层；上述爆炸喷涂装置，结构简单，可以利用固体发射药或射钉弹或枪弹内火药的爆炸推动及加热粉末材料，替代传统混合燃气爆炸推动及加热粉末材料的工艺装置。但是上述爆炸喷涂装置存在生产效率低、控制以及可调节性差的缺点。
实用新型内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提出一种爆炸喷涂装置，所述装置包括喷管，所述喷管为一端密封的空芯管体，所述喷管形成的爆炸腔体包括爆轰端和喷射端，所述爆轰端设置有喷涂粉末供给单元、进气管和点火器，所述喷涂粉末供给单元用于沿所述喷管的轴向向所述喷管内输送喷涂粉末，所述进气管用于向爆炸腔体提供可燃气体，所述点火器用于引爆所述可燃气体；沿所述喷管的轴向在所述喷管的侧壁上均匀地设置有相互连通的封闭沟槽，所述喷管的侧壁外侧设置有与所述封闭沟槽连通的第一进水口、第一出水口、第二进水口和第二出水口，所述第一进水口、第一出水口与所述第二进水口、第二出水口间通过挡块隔离；所述第一进水口和第一出水口形成第一水冷回路，用于爆轰端的强制水冷；所述第二进水口和第二出水口形成第二水冷回路，用于喷射端的强制水冷。
进一步地，所述爆轰端还设置有液体清扫装置，所述液体清扫装置由电磁阀控制的高压喷嘴和高压柱塞泵组成，所述液体清扫装置将液态水转化成雾化的小液滴喷入爆炸腔体内，液体吸热膨胀气化，将爆炸腔体内的反应产物排出爆炸腔体，并对爆炸腔体进行快速降温。
优选地，所述进气管采用带弯角小直径管道，管道直径0.2-1mm，弯角角度大于等于45°，小直径管道总长度为10mm-50mm，管道壁设置有水冷回路强制水冷。
优选地，所述进气管采用高频电磁阀控制进气，电磁阀开闭频率不小于100Hz。
优选地，所述爆炸腔体的长度范围为0.8-2m，直径范围为20-50mm。
优选地，所述爆炸喷涂装置还包括安装在喷射端的压缩喷嘴，所述压缩喷嘴用来调整喷射端的直径。
优选地，将所述第二进水口和第二出水口形成的第二水冷回路替换成具有散热翅片的空冷结构，所述散热翅片安装在喷管的外壁上。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
1.本实用新型所述装置采用高频电磁阀取代了传统的凸轮-阀门系统，阀门的进气时间及关闭时间能够大范围调节。同时，为了防止回火的发生，设计了特殊的进气模块，根据爆轰波传播机理及熄爆原理采用带弯角小直径管道，管道壁强制水冷，进行熄爆，爆轰波转为爆燃波，并进一步熄灭。
2.本实用新型所述装置采用液体清扫装置，不同于传统的气体清扫，采用电磁阀控制的高压喷嘴装置，能够将充分雾化的液滴喷入爆炸腔体，液体迅速吸热膨胀气化，将反应产物排出腔体，并对腔体进行快速降温，相比气体清扫效率大大提高，有效缩短每个周期的清扫时间，进而缩短循环周期，提高爆炸喷涂频率。
3.本实用新型所述装置采用两套控温参数不同的独立的水循环系统，后部为了防止气体自燃，保证正常点火，水冷控制在较低的温度。前段部分为了防止高温气体冷却过快，控制在较高的冷却温度。
附图说明
图1是本实用新型所述装置结构示意图。
图中：1-喷管，11-第一进水口，12-第一出水口，13-第二进水口，14第二出水口，15挡块，2-爆炸腔体，21-爆轰端，22-喷射端，3-点火器，4-进气管，5-喷涂粉末供给单元，6-液体清扫装置。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
如图1所示，所述装置包括：喷管1，所述喷管1为一端密封的空芯管体，所述喷管1形成的爆炸腔体2包括爆轰端21和喷射端22，所述爆轰端21设置有喷涂粉末供给单元5、进气管4和点火器3，所述喷涂粉末供给单元5用于沿所述喷管1的轴向向所述喷管1内输送喷涂粉末，所述进气管4用于向爆炸腔体2提供可燃气体，所述点火器3用于引爆所述可燃气体；沿所述喷管1的轴向在所述喷管1的侧壁上均匀地设置有相互连通的封闭沟槽，所述喷管1的侧壁外侧设置有与所述封闭沟槽连通的第一进水口11、第一出水口12、第二进水口13和第二出水口14，所述第一进水口11、第一出水口12与所述第二进水口13、第二出水口14间通过挡块15隔离；所述第一进水口11和第一出水口12形成第一水冷回路，用于爆轰端21的强制水冷；所述第二进水口13和第二出水口14形成第二水冷回路，用于喷射端22的强制水冷。
优选地，所述爆轰端21还设置有液体清扫装置6，所述液体清扫装置6由电磁阀控制的高压喷嘴和高压柱塞泵组成，所述液体清扫装置6将液态水转化成雾化的液滴喷入爆炸腔体2内，液体吸热膨胀气化，将爆炸腔体2内的反应产物排出腔体，并对爆炸腔体2进行快速降温。
优选地，所述进气管4采用带弯角的管道，带弯角的管道直径0.2-1mm，弯角角度大于等于45°，带弯角的管道总长度为10mm-50mm，带弯角的管道壁设置有水冷回路强制水冷。
优选地，所述进气管4采用高频电磁阀控制进气，电磁阀开闭频率不小于100Hz。
优选地，所述装置至少包括两个进气管4。
优选地，所述爆炸腔体2的长度范围为0.8-2m，直径范围为20-50mm。
优选地，所述装置还包括安装在喷射端22的压缩喷嘴，所述压缩喷嘴用来调整喷射端22的直径。
优选地，所述第二进水口13和第二出水口14形成的第二水冷回路替换成具有散热翅片的空冷结构，所述散热翅片安装在喷管1的外壁上。
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种爆炸喷涂装置，其特征在于，包括喷管，所述喷管为一端密封的空芯管体，所述喷管形成的爆炸腔体包括爆轰端和喷射端，所述爆轰端设置有喷涂粉末供给单元、进气管和点火器，所述喷涂粉末供给单元用于沿所述喷管的轴向向所述喷管内输送喷涂粉末，所述进气管用于向爆炸腔体提供可燃气体，所述点火器用于引爆所述可燃气体；沿所述喷管的轴向在所述喷管的侧壁上均匀地设置有相互连通的封闭沟槽，所述喷管的侧壁外侧设置有与所述封闭沟槽连通的第一进水口、第一出水口、第二进水口和第二出水口，所述第一进水口、第一出水口与所述第二进水口、第二出水口间通过挡块隔离；所述第一进水口和第一出水口形成第一水冷回路，用于爆轰端的强制水冷；所述第二进水口和第二出水口形成第二水冷回路，用于喷射端的强制水冷。
2.根据权利要求1所述爆炸喷涂装置，其特征在于，所述爆轰端还设置有液体清扫装置，所述液体清扫装置由电磁阀控制的高压喷嘴和高压柱塞泵组成，所述液体清扫装置将液态水转化成雾化的小液滴喷入爆炸腔体内，液体吸热膨胀气化，将爆炸腔体内的反应产物排出爆炸腔体，并对爆炸腔体进行快速降温。
3.根据权利要求1所述爆炸喷涂装置，其特征在于，所述进气管为管道口带弯角的管道，所述管道直径为0.2-1mm，所述管道总长度为10mm-50mm，所述弯角角度大于等于45°，所述管道的管道壁设置有强制水冷回路。
4.根据权利要求3所述的爆炸喷涂装置，其特征在于，所述进气管的管道口采用高频电磁阀控制进气，电磁阀开闭频率不小于100Hz。
5.根据权利要求1所述的爆炸喷涂装置，其特征在于，所述爆炸腔体的长度范围为0.8-2m，直径范围为20-50mm。
6.根据权利要求1所述的爆炸喷涂装置，其特征在于，所述装置还包括安装在喷射端的压缩喷嘴，所述压缩喷嘴用来调整喷射端的直径。
7.根据权利要求1所述的爆炸喷涂装置，其特征在于，将所述第二进水口和第二出水口形成的第二水冷回路替换成具有散热翅片的空冷结构，所述散热翅片安装在喷管的外壁上。
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| CN115233140A (zh) * | 2022-07-29 | 2022-10-25 | 西安热工研究院有限公司 | 一种适用于氢气扩散燃烧的爆炸喷涂装置 |
| CN115595528A (zh) * | 2022-09-07 | 2023-01-13 | 华能太原东山燃机热电有限责任公司（Cn） | 一种适用于氢气预混燃烧的爆炸喷涂装置 |
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| CN115233140B (zh) * | 2022-07-29 | 2023-11-03 | 西安热工研究院有限公司 | 一种适用于氢气扩散燃烧的爆炸喷涂装置 |
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