CN209260179U - 一种爆炸喷涂混气双点火冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于爆炸喷涂技术领域，尤其涉及一种爆炸喷涂混气双点火冷却装置，包括：内部设置有混气切线通道、环形混气腔、环形进气道、冷却腔、爆燃室的装置本体，与爆燃室连接的火花塞，环形进气道分别连接氧气进气口和乙炔进气口，冷却腔连接进水口，水道左端设置有出水口，内部设有枪管，氧气进气口依次连接氧气防回火器、氧气高频电磁阀、氧气储气罐、氧气气源；乙炔进气口依次连接乙炔防回火器、乙炔高频电磁阀、乙炔储气罐、乙炔气源；氧气进气口、乙炔进气口还连接氮气防回火器、氮气高频电磁阀、氮气储气罐、氮气气源；本实用新型采用一体式结构，混合气体采用了切线进入的方式，产生爆炸波旋转，增加爆炸波的波速，利于喷涂质量的提高。

Description

一种爆炸喷涂混气双点火冷却装置

技术领域

本实用新型属于爆炸喷涂技术领域，尤其涉及一种爆炸喷涂混气双点火冷却装置。

背景技术

爆炸喷涂是将一定比例燃气和助燃气体通入爆燃室，引爆后利用爆炸产生的巨大冲击波和热量，将粉末加热熔化或半熔化状态，喷涂到工件基体表面，形成致密的涂层的方法。

1953年美国Linde Division联合碳化物公司发明了一种名为“D-Gun”的热喷涂装置，并申请了专利。D-Gun(Detonation gun)即爆炸枪的意思。我国于1985年，由中国航天工业部航空材料研究所研制成功爆炸喷涂设备，就Co/WC涂层性能来看，喷涂性能与美国联合碳化物公司的水平接近。

一个完整的爆炸喷涂过程包括：

1.在枪管内充入燃料气、氧气、混合物；

2.点燃混合气体，产生一种可控的爆炸波；

3.加热，并同时使粉末颗粒加速喷射向工件；

4.粉末每喷射一次之后，一股脉冲的氮气流注入，清洗枪筒。这个过程进行非常快，通常每秒钟需要完成4～8次的全部动作。在枪筒内的爆炸压强非常大，大约有10个大气压。在枪口处喷出的火焰气体速度大约为1500m/s，粒子颗粒的速度是气体速度的20％～40％，在600～800m/s之间。

如中国专利申请号为：CN201410719741.5的专利公布了一种液态燃料爆炸喷涂的装置，特点是，产生爆炸波的燃料是一种液态燃料，如汽油等，携带方便，安全；氧化剂使用空气，价格低廉，容易获取；空气以切向进气方式进入爆炸腔，燃料的掺混和雾化效果好；控制进气和喷油的方法是通过两个单向阀的两侧压力差的变化来实现的，这种方法称为自适应产生脉冲爆炸波技术，简化了装置；在爆炸腔中形成的高温高压环境的作用下，颗粒粉末快速融化，加速之后喷射到温度较低的工件表面形成涂层。由于脉冲爆炸的工作特性，喷涂工作时间长，连续性高，颗粒粉末的材料选择种类多，可用于多种材质的物件的表面处理，颗粒粉末与工件的结合强度高，工件涂层表面均匀致密，气孔率低。但其备复杂、生产效率低、操作成本高，通常只能用于重要工件，如飞机零部件的修理或者加工以及远程火箭和卫星所要求的特殊涂层。

通常地，影响爆炸喷涂质量的因素主要有以下几方面：

一是，氧气乙炔混合是否充分；

目前爆炸喷涂设备的混气装置为双体无水冷式，由于双体结构的特点，使每一个混气室承担一部分的气体混合，比例及效果都很不理想，因此爆炸的当量及不稳定性直接影响到涂层质量。

二是，火花塞点火的失误率。

由于爆炸喷涂设备无水冷装置，工作中的混气装置火花塞容易过热，无法承担长时间的工作，直接影响到喷涂效率；另一方面，由于设备的双体结构混气线路太接近爆燃位置，而进气道通常很狭窄，只能达到每秒4～5次的频率，无法满足高效喷涂的要求。

另外，点火装置采用单火花塞点火，任何一种因素都会影响其爆燃，如火花塞本身被击穿，火花塞触点被粘连，点火系统故障等等。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种爆炸喷涂混气双点火冷却装置。

所述双点火冷却装置包括：装置本体，装置本体内部设置有混气切线通道、环形混气腔、环形进气道、冷却腔、爆燃室，爆燃室设置在装置本体的前端并连接2个火花塞，环形混气腔左端通过上下2根混气切线通道连接至爆燃室，同时环形混气腔的右端通过左右2根导气管连接环形进气道，环形进气道分别连接氧气进气口和乙炔进气口；装置本体左端连接枪管，装置本体内部贯穿送粉管，送粉管左端设置在枪管内部，右端连接送粉器；枪管外侧设有水道，并连接冷却腔，冷却腔连接进水口，水道左端设置有出水口；氧气进气口依次连接氧气防回火器、氧气高频电磁阀、氧气储气罐、氧气气源；乙炔进气口依次连接乙炔防回火器、乙炔高频电磁阀、乙炔储气罐、乙炔气源；氧气进气口、乙炔进气口还连接氮气防回火器、氮气高频电磁阀、氮气储气罐、氮气气源；

进一步地，2个火花塞分别设置在装置主体的上侧和下侧。

进一步地，混气切线通道通过混气切线通道口连通爆燃室。

进一步地，枪管左端为开放式，枪管右端通过不锈钢管连接爆燃室。

进一步地，不锈钢管直径为40～50mm之间，长度为150～200mm。

进一步地，混气切线通道与环形混气腔呈180°。

进一步地，导气管呈螺旋状设置，分别与环形进气道、环形混气腔相切。

进一步地，氧气气源、乙炔气源、氮气气源均设置有稳压阀。

进一步地，冷却腔与混气切线通道、环形混气腔、环形进气道、爆燃室隔开设置。

进一步地，氧气防回火器、氧气高频电磁阀、乙炔防回火器、乙炔高频电磁阀、氮气防回火器、氮气高频电磁阀均设置至少2个。

进一步地，送粉管为阶梯式结构，送粉管右端与送粉器的左端连接并封闭。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型所述双点火冷却装置采用了一体式结构，混合气体采用了切线进入的方式，在被点燃后，产生爆炸波旋转，增加爆炸波的波速，利于喷涂质量的提高。

2、本实用新型所述双点火冷却装置的出气口处采用旋气构造，混合充分的气体出口直接喷到火花塞上，更容易点火，失误率更低，同时由于旋气点燃，爆燃威力也更大。

3、本实用新型所述双点火冷却装置,采用低进高出的冷却系统，加上水冷空间的扩大，比双体结构的冷却效果更加明显，由提高水冷效率带来的混合气体的回火现象相应降低，输送气体的通道随之扩充，增加了送气量，配合双电磁阀送气的发明，使工作效率由于之前的每秒4～5次，提高到每秒10次以上。

附图说明

图1为本实用新型所述双点火冷却装置的整体结构剖视图；

图2为图1的A-A处剖视图；

图3为图1的B-B处剖视图。

图中：1-装置本体、11-环形混气腔、111-混气切线通道口、12-环形进气道、13-冷却腔、131-进水口、14-爆燃室，2-火花塞，3-枪管、31-水道、311-出水口，4-送粉器，5-送粉管，6-氧气进气口、61-氧气防回火器、62-氧气高频电磁阀、63-氧气储气罐、64-氧气气源，7-乙炔进气口、71-乙炔防回火器、72-乙炔高频电磁阀、73-乙炔储气罐、74-乙炔气源，81-氮气防回火器、82-氮气高频电磁阀、83-氮气储气罐、84-氮气气源、9-导气管。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，所述双点火冷却装置包括：装置本体1，装置本体1内部设置有混气切线通道(图中未示出)、环形混气腔11、环形进气道12、冷却腔13、爆燃室14，爆燃室14设置在装置本体1的前端并连接2个火花塞2，环形混气腔11左端通过上下2根混气切线通道连接爆燃室14，如图2、图3所示，环形混气腔11的右端通过左右2根导气管9连接环形进气道12，环形进气道12分别连接氧气进气口6和乙炔进气口7；装置本体1左端连接枪管3，装置本体1内部贯穿送粉管5，送粉管5左端设置在枪管3内部，右端连接送粉器4；枪管3外侧设有水道31，并连接冷却腔13，冷却腔13连接进水口131，水道31左端设置有出水口311；氧气进气口6依次连接氧气防回火器61、氧气高频电磁阀62、氧气储气罐63、氧气气源64；乙炔进气口7依次连接乙炔防回火器71、乙炔高频电磁阀72、乙炔储气罐73、乙炔气源74；氧气进气口6、乙炔进气口7还连接氮气防回火器81、氮气高频电磁阀82、氮气储气罐83、氮气气源84；

进一步地，2个火花塞2分别设置在装置主体1的上侧和下侧。

进一步地，混气切线通道通过混气切线通道口111连通爆燃室14。

进一步地，枪管3左端为开放式，枪管3右端通过不锈钢管(图中未示出)连接爆燃室14。

进一步地，不锈钢管直径为40～50mm之间，长度为150～200mm。

进一步地，混气切线通道与环形混气腔11呈180°。

进一步地，导气管9呈螺旋状设置，分别与环形进气道12、环形混气腔11相切。

进一步地，氧气气源64、乙炔气源74、氮气气源84均设置有稳压阀(图中未示出)。

进一步地，冷却腔13与混气切线通道、环形混气腔11、环形进气道12、爆燃室14隔开设置。

进一步地，氧气防回火器61、氧气高频电磁阀62、乙炔防回火器71、乙炔高频电磁阀72、氮气防回火器81、氮气高频电磁阀82均设置至少2个。

进一步地，送粉管5为阶梯式结构，送粉管5右端与送粉器4的左端连接并封闭。

送粉器4输送的金属、氧化物、碳化物粉末均为熔点低于3300℃的300-500目之间的颗粒状物质。

本实用新型所述双点火冷却装置的工作过程为，打开氮气高频电磁阀82输送氮气清除爆燃室14中的空气，开启氧气高频电磁阀62及乙炔高频电磁阀72，输送氧气及乙炔进入环形进气道12，接着进入环形混气腔11，再通过混气切线通道进入爆燃室14，沿切线方向吹向上下两个火花塞2爆燃，送粉器4通过送粉管5将粉末送入爆燃室14与爆燃气体一同喷向工件表面，在爆燃同时，氧气防回火器61、氧气高频电磁阀62、乙炔防回火器71、乙炔高频电磁阀72、氮气防回火器81、氮气高频电磁阀82同时关闭，停止进气，喷向工件的粉末由于高温高压作用迅速熔化，形成超音速3-5倍的速度，粉末打到工件上迅速冷却，完成一个爆燃周期，之后爆燃室14恢复常压，氮气再次进入爆燃室14将剩余所有气体吹除干净，重新循环工作。

氧气高频电磁阀62、乙炔高频电磁阀72的开启频率与火花塞2的开启频率一致，且火花塞2开启时间稍滞后，送粉管5中的粉末送入无需任何阀门控制，当爆燃结束，氮气又会被送入到爆燃室14中，由于粉末飞行速度慢于爆燃波速，当爆燃时会一同喷向工件表面，其频率为每秒5～8次。

本实用新型并不限于上述实施方式，在不背离本实用新型实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种双点火冷却装置，其特征在于，包括：装置本体，装置本体内部设置有混气切线通道、环形混气腔、环形进气道、冷却腔、爆燃室，爆燃室设置在装置本体的前端并连接2个火花塞，环形混气腔左端通过上下2根混气切线通道连接至爆燃室，同时环形混气腔的右端通过左右2根导气管连接环形进气道，环形进气道分别连接氧气进气口和乙炔进气口；装置本体左端连接枪管，装置本体内部贯穿送粉管，送粉管左端设置在枪管内部，右端连接送粉器；枪管外侧设有水道，并连接冷却腔，冷却腔连接进水口，水道左端设置有出水口；氧气进气口依次连接氧气防回火器、氧气高频电磁阀、氧气储气罐、氧气气源；乙炔进气口依次连接乙炔防回火器、乙炔高频电磁阀、乙炔储气罐、乙炔气源；氧气进气口、乙炔进气口还连接氮气防回火器、氮气高频电磁阀、氮气储气罐、氮气气源。

2.根据权利要求1所述的一种双点火冷却装置，其特征在于，所述2个火花塞分别设置在装置主体的上侧和下侧。

3.根据权利要求1所述的一种双点火冷却装置，其特征在于，所述混气切线通道通过混气切线通道口连通爆燃室。

4.根据权利要求1所述的一种双点火冷却装置，其特征在于，所述枪管左端为开放式，枪管右端通过不锈钢管连接爆燃室。

5.根据权利要求4所述的一种双点火冷却装置，其特征在于，所述不锈钢管直径为40～50mm之间，长度为150～200mm。

6.根据权利要求1所述的一种双点火冷却装置，其特征在于，所述混气切线通道与环形混气腔呈180°；导气管呈螺旋状设置，分别与环形进气道、环形混气腔相切。

7.根据权利要求1所述的一种双点火冷却装置，其特征在于，所述氧气气源、乙炔气源、氮气气源均设置有稳压阀。

8.根据权利要求1所述的一种双点火冷却装置，其特征在于，所述冷却腔与混气切线通道、环形混气腔、环形进气道、爆燃室隔开设置。

9.根据权利要求1所述的一种双点火冷却装置，其特征在于，所述氧气防回火器、氧气高频电磁阀、乙炔防回火器、乙炔高频电磁阀、氮气防回火器、氮气高频电磁阀均设置至少2个。

10.根据权利要求1所述的一种双点火冷却装置，其特征在于，所述送粉管为阶梯式结构，送粉管右端与送粉器的左端连接并封闭。