CN219901767U - 小杆径喷砂头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适合穿过小孔洞对细管和腔体工件内壁实施喷砂的小杆径喷砂头，它由紧密贴合的圆柱外形的主副两段碳化硼喷砂嘴和喷砂嘴外套、连接压入式喷砂机喷砂管的一段刚性输砂管和固定机构组成。小杆径喷砂头消除了已有技术的内壁喷砂头存在的轴心位置被占用和径向尺寸被迫增加的设计缺陷，整体结构更加紧凑，有效地缩小了径向尺寸。这些改进有利于喷砂头穿过更小的孔洞，高效处理现有内壁喷砂头难以处理的细管和腔体工件。

Description

小杆径喷砂头

技术领域：

本实用新型公开了一种适合穿过小孔洞对细管和腔体工件内壁实施喷砂的小杆径喷砂头，它由紧密贴合的圆柱外形的主副两段碳化硼喷砂嘴以及喷砂嘴外套、用于连接压入式喷砂机喷砂管的一段刚性输砂管和固定机构组成。属于气动喷砂技术领域，应用于表面工程。

背景技术：

喷砂技术广泛应用于各类工件表面实施喷涂和涂装前的表面准备和预处理。喷砂的主要功能是去除工件原有的锈蚀和污物，暴露工件材料基体并产生一定的粗化表面。喷砂处理过的表面极大地提高了后续涂覆层的结合强度和使用寿命。因此，喷砂技术在表面工程中获得了广泛应用。

喷砂头是安装有喷砂嘴的能产生高速喷砂射流的装置。喷砂嘴通常是一段开有中心喷管的耐磨陶瓷，如碳化硼，的圆柱体零件。小孔洞工件通常是指入口较小的管状和内腔型工件。这类工件内部实施喷砂仍是喷砂技术应用中的一个难点。解决这类喷砂问题的现有技术中有内壁喷砂头。内壁喷砂头有两种：1)弯折管或三叉管的喷砂头，2)散射喷砂头；

弯折管或三叉管的喷砂头，是在一段弯折管或三叉管端头安装喷砂嘴，利用带有弯折角度的喷管喷出具有一定离轴角的喷砂射流对内壁表面实施喷砂；该类喷砂头的优点是：基本保持了喷砂嘴的高速高效率性质。缺点是：弯头和三叉结构本身增加了径向尺寸，一定程度影响了小孔洞的通过性。

散射喷砂头，是将喷砂嘴安装在直管端头，在喷砂嘴内侧的某一个位置固定一个耐磨的连接杆，连接杆沿喷砂嘴的中心喷管轴线从内侧穿出，在连接杆端头安装一个轴对称圆锥体散射头。喷砂射流从中心喷管与连接杆之间形成的环缝喷管喷出环状自由喷砂射流，喷砂射流会率先冲击到散射头的圆锥形斜面上，在圆锥形斜面的导向作用下产生带离轴角的360度扇面自由喷砂射流，从而达到壁面喷砂的目的。散射喷砂头的缺点很多：1)到达壁面的喷砂射流是经过散射头冲击后形成的，能量损失大；2)扇面喷砂射流的砂粒散布大，能量不集中也不能保证均匀，表面粗化程度较低；3)连接杆本身、连接杆的固定支撑部件、喷砂嘴和散射头都要承受砂粒高速冲刷，耐磨负担较重，涉及的耐磨材料较多，形状复杂加工难度大；4)连接杆自身通常要穿上较厚的碳化硼套管，而且要从中心喷管的轴心穿过，占用了轴心位置，导致喷砂头结构径向尺寸相应增大，也一定程度影响了小孔洞的通过性。

现有技术的内壁喷砂头在结构上都存在轴心位置被占用和径向尺寸被迫增加的设计缺陷，影响了小孔洞的通过性。实际应用中50mm以下的孔洞内部的壁面喷砂问题仍没有很好解决。

实用新型内容：

本实用新型的目的就是要减小和消除导致径向尺寸额外增大的结构因素，提供一种适合于穿过更小孔洞对内壁实施喷砂作业的小杆径喷砂头。

小杆径喷砂头由紧密贴合的圆柱外形的主副两段碳化硼喷砂嘴作为核心功能部件，喷砂嘴外套、刚性输砂管和固定机构作为辅助安装部件组成。

小杆径喷砂头将产生高速喷砂射流和产生离轴偏角的两个核心功能由前后贴合的两段碳化硼喷砂嘴分别承担，即主喷砂嘴负责产生高速喷砂射流，副喷砂嘴负责迫使喷砂射流偏离轴向方向。该结构设计的特征在于，既消除了轴心位置的占用也避免了径向空间的占用，所有零部件呈现圆柱形的外轮廓从而大幅减小了喷砂头结构的最大径向尺寸。

主喷砂嘴：单中心喷管的圆柱外形的传统有效的喷砂嘴。

副喷砂嘴：是一段实心圆柱体碳化硼零件，只是在入口端平面(与主喷砂嘴出口端面贴合的面)到圆柱体曲面之间开有一道斜槽。副喷砂嘴入口端平面斜槽开口形成的轮廓棱线要求位于主喷砂嘴中心喷管在出口端平面上的圆形轮廓棱线的外侧，以保证喷砂射流全部顺利的进入斜槽通道。斜槽的喷砂出口形成在圆柱体的曲面上(不能延申到另一端平面上)。喷砂射流流经斜槽在导向作用下形成偏离轴向方向，带有固定离轴角，的喷砂射流。

喷砂嘴外套：是一段薄壁管状的零件，将两段碳化硼喷砂嘴安放在其中部空腔位置，喷砂嘴外套圆弧侧壁开有窗口。所开窗口既是安装喷砂嘴的工艺口，也是喷砂射流的喷射窗口。喷砂嘴外套的两端有螺纹连接结构。

刚性输砂管：是一端接压入式喷砂机的喷砂管、另一端与喷砂嘴外套入口端密封连接的一段硬管。刚性输砂管一方面作为砂流的输送通道，另一方面利用其长度深入到工件内部实时喷砂操作。

固定机构：负责将两段喷砂嘴安装到位并实施固定。最简单的机构就是紧定螺钉机构。

两段喷砂嘴从喷砂嘴外套的侧面窗口处依次放入喷砂嘴外套中部的空腔内，用紧定螺钉压紧固定。刚性输砂管的一端与喷砂嘴外套螺纹密封连接，另一端与喷砂机的喷砂管密封连接。工作时喷砂流体在气压的作用下通过压入式喷砂机的喷砂管流经刚性输砂管到达主喷砂嘴的中心喷管，经主喷砂嘴加速的喷砂射流从喷管出口直接喷入副喷砂嘴中的斜槽通道中，在斜槽的导向作用下喷砂射流偏离轴向方向，从副喷砂嘴开在圆柱曲面上的斜槽出口，也就是小杆径喷砂头的出砂口，喷出带有离轴角度的自由喷砂射流直接冲击工件壁面完成喷砂行为。

有益效果：

小杆径喷砂头相对已有技术的内壁喷砂头的主要改进在于消除了轴心位置被占用和径向尺寸被迫增加而导致的影响小孔洞通过性的设计缺陷。分析其优点还有：1)保留了传统的行之有效的单中心喷管喷砂嘴的使用，仍具有高速高效率的性质；2)副喷砂嘴的入口端平面与主喷砂嘴的出口端平面紧密贴合，主副喷砂嘴之间通道畅通，能量损失小；3)斜槽通道被主喷砂嘴出口断面覆盖形成的是封闭管道空间，仍是喷管的一部分，从封闭的斜槽出口喷出的喷砂射流能量集中方向一致，比内壁散射头的扇面散射射流更符合喷砂应用要求；4)斜槽通道后方是大体积完整的碳化硼材料，耐冲刷磨损的冗余大，寿命长。5)小杆径喷砂头及其零件均有类似圆柱体的外形特征，并且沿轴线分布，消除了中心喷管轴心位置被占用以及增加径向结构尺寸的缺陷，整体结构尤其径向结构更加紧凑。

附图说明：

下面结合附图1进一步说明本实用新型的工作原理。附图1是一种小杆径喷砂头的结构实施例。

具体实施方式：

一种杆径喷砂头，其特征在于：它是由单中心喷管碳化硼主喷砂嘴(1)、在实心圆柱体碳化硼上开有斜槽的副喷砂嘴(2)、以及喷砂嘴外套(3)、刚性输砂管(4)和紧定螺钉(5)组成；所述的单中心喷管主喷砂嘴(1)的出口端平面紧贴副喷砂嘴(2)的入口端平面；所述的副喷砂嘴(2)是一段从入口端平面到圆柱曲面开有斜槽的圆柱体碳化硼；所述的副喷砂嘴(2)的斜槽在入口端平面的开口轮廓棱线均位于主喷砂嘴(1)的中心喷管在其出口端平面形成的轮廓棱线圆的外侧，以保证喷砂射流在主副两个喷砂嘴中的流动通道畅通；所述斜槽在副喷砂嘴(2)的圆柱体曲面上形成的开口，即喷砂出口，不能延申开到另一端的端平面上；所述的喷砂嘴外套(3)是一段侧壁开有窗口的薄壁管状结构的零件，两端设有螺纹，中间空腔是沿轴向顺序安装主喷砂嘴(1)和副喷砂嘴(2)的位置；所述的喷砂嘴外套(3)上的窗口既是供装配喷砂嘴使用的工艺孔，同时也是喷砂射流喷射的窗口；所述的刚性输砂管(4)是一段硬管，其一端密封连接压入式喷砂机的喷砂管，另一端螺纹密封连接喷砂嘴外套(3)；所述的紧定螺钉(5)用于压紧和固定主副两段喷砂嘴。

两段喷砂嘴(1)和(2)从喷砂嘴外套(3)的侧面窗口处依次放入喷砂嘴外套(3)中部的空腔内，用紧定螺钉(5)压紧固定。刚性输砂管(4)的一端与喷砂嘴外套(3)螺纹密封连接，另一端与喷砂机的喷砂管密封连接。工作时喷砂流体在气压的作用下通过压入式喷砂机的喷砂管流经刚性输砂管(4)到达主喷砂嘴(1)的中心喷管，经主喷砂嘴(1)加速的喷砂射流从喷管出口直接喷入副喷砂嘴(2)中的斜槽通道中，在斜槽的导向作用下喷砂射流偏离轴向方向，从副喷砂嘴(2)开在圆柱曲面上的斜槽出口，也就是小杆径喷砂头的出砂口，喷出带有离轴角度的自由喷砂射流直接冲击工件壁面完成喷砂行为。

Claims (1)

1.一种小杆径喷砂头，其特征在于：它由单中心喷管碳化硼主喷砂嘴(1)、在实心圆柱体碳化硼上开有斜槽的副喷砂嘴(2)、以及喷砂嘴外套(3)、刚性输砂管(4)和紧定螺钉(5)组成；所述的主喷砂嘴(1)的出口端平面紧贴副喷砂嘴的入口端平面；所述的副喷砂嘴(2)是一段从入口端平面到圆柱曲面开有斜槽的圆柱体碳化硼；所述的副喷砂嘴(2)的斜槽在入口端平面的开口轮廓棱线均位于主喷砂嘴(1)的中心喷管在其出口端平面形成的轮廓棱线圆的外侧，以保证喷砂射流在主副两个喷砂嘴中的流动通道畅通；所述斜槽在副喷砂嘴(2)的圆柱体曲面上形成的开口，即喷砂出口，不能延申开到另一端的端平面上；所述的喷砂嘴外套(3)是一段侧壁开有窗口的薄壁管状结构的零件，两端设有螺纹，中间空腔是沿轴向顺序安装主喷砂嘴(1)和副喷砂嘴(2)的位置；所述的喷砂嘴外套(3)上的窗口既是供装配喷砂嘴使用的工艺孔，同时也是喷砂射流喷射的窗口；所述的刚性输砂管(4)是一段硬管，其一端密封连接压入式喷砂机的喷砂管，另一端螺纹密封连接喷砂嘴外套(3)；所述的紧定螺钉(5)用于压紧和固定主副两段喷砂嘴。